[發明專利]純乙烯或干氣與苯烷基化制乙苯的方法有效

申請號：	200910057824.1	申請日：	2009-08-31
公開（公告）號：	CN101993331A	公開（公告）日：	2011-03-30
發明（設計）人：	孫洪敏;楊為民;張斌;宦明耀	申請（專利權）人：	中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院
主分類號：	C07C15/073	分類號：	C07C15/073;C07C2/66;B01J29/40
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摘要：
搜索關鍵詞：	乙烯烷基化乙苯方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種純乙烯或干氣與苯烷基化制乙苯的方法，特別涉及一種純乙烯或干氣與苯在氣相烷基化條件下生產乙苯的方法。

背景技術

乙苯是重要的石油化工原料，主要用于苯乙烯的生產，苯乙烯是生產聚苯乙烯和其它共聚樹脂的主要原料。

乙苯可以用各種不同的工藝方法來生產，傳統的催化劑有結晶和非結晶二氧化硅、氟化硼、氧化鋁、磷酸、三氯化鋁和固體磷酸催化劑。這些傳統催化工藝均存在腐蝕嚴重、設備投資大、三廢多等缺點。近年來，人們對分子篩進行了廣泛而深入的研究，一些公司不斷致力于利用分子篩作為催化劑制取乙苯的新技術。其中已經取得重大商品化的一種方法是在一種固體酸ZSM-5沸石催化劑存在下，用純乙烯和苯進行氣相烷基化反應。美國專利US3751504、US3751506、US4016218和US4547605對此均進行了詳細的描述，但均存在著催化劑再生周期短，選擇性不高和產品中二甲苯含量高等缺點。

ZL00111720.3和ZL00111721.1等公開了一種提高純乙烯與苯氣相烷基化催化劑穩定性的方法，ZSM-5分子篩催化劑經過水蒸氣和有機酸處理后，可以有效提高催化劑的穩定性，并已成功應用于乙苯的工業生產，但產品乙苯中二甲苯的含量仍然較高，達到了780ppm。

ZL1154957A和ZL9811347.0分別報道了兩種干氣與苯反應制乙苯的工藝。一種工藝是來自煉廠催化煉化或催化裂解或熱裂解的干氣，不需要經過精制直接進入裝有分子篩催化劑的氣相烷基化反應器進行反應，產生的多乙苯進入一個氣相烷基轉移反應器，再轉化為乙苯，而另外一種工藝烷基化部分基本類似，區別在于產生的多乙苯進入一個液相烷基轉移反應器，將其轉化為乙苯。該兩種工藝產品乙苯中的雜質二甲苯分別高達2000ppm和1000ppm，而且存在著催化劑穩定性差，再生周期和使用壽命短等缺點。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有技術中存在純乙烯或干氣與苯氣相烷基化反應中，產品乙苯中二甲苯雜質含量高、乙苯純度低，催化劑穩定性差，再生周期和使用壽命短的問題，提供一種新的純乙烯或干氣與苯烷基化制乙苯的方法。該方法具有降低二甲苯含量，提高產品乙苯純度，延長催化劑再生周期和使用壽命的特點。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：一種純乙烯或干氣與苯烷基化制乙苯的方法，以純乙烯或干氣以及苯為原料，在固定床反應器中進行烷基化反應，所述固定床反應器裝載有至少一段SiO₂/Al₂O₃摩爾比為50～150的ZSM-5分子篩催化劑I，和至少一段SiO₂/Al₂O₃摩爾比為160～300的ZSM-5分子篩催化劑II；反應物流先流經催化劑I，然后再流經催化劑II；

其中，固定床反應器的操作條件為：反應溫度300～430℃，反應壓力0.5～2.8MPa，乙烯重量空速0.2～5.0小時^-1，總苯/乙烯摩爾比2～10；30～70重量％的純乙烯或干氣進入裝載有催化劑I的床層，剩余的純乙烯或干氣進入裝載有催化劑II的床層；80～100重量％的苯由反應器頂部進入第一段裝有催化劑I的床層，剩余的苯分段進入下面的各段催化劑床層，以控制每段催化劑床層入口溫度和反應器頂部物流入口溫度相差不超過±5℃。

上述技術方案中，催化劑I的SiO₂/Al₂O₃摩爾比優選范圍為60～140，更優選范圍為80～120；催化劑II的SiO₂/Al₂O₃摩爾比優選范圍為170～280，更優選范圍為180～250。反應溫度優選范圍為320～400℃，反應壓力優選范圍為0.7～1.6MPa，乙烯重量空速優選范圍為0.4～3.0小時^-1，總苯/乙烯摩爾比優選范圍為5～8。所述固定床反應器優選方案為分為4或6層，催化劑I裝填在上面的2或3層，催化劑II裝填在下面的2或3層。原料干氣不含游離水、H₂S含量＜8500毫克/米³、CO₂含量＜4.0體積％、C₃^＝和C₄^＝含量＜0.8體積％，不需預先精制直接可以與苯反應。