[發明專利]溫和氧化劑存在下的乙苯脫氫方法

無效

• 申請號: 201110369597.3
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN103121919A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: 華偉明;樂英紅;高滋;繆長喜;陳銅;宋磊
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;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: C07C15/46
• 分類號: C07C15/46;C07C5/42;B01J29/03
• 代理公司: 上海東方易知識產權事務所 31121
• 代理人: 沈原

技術領域

本發明涉及一種溫和氧化劑存在下的乙苯脫氫方法。

背景技術

苯乙烯是一種重要的基本有機原料，廣泛用于生產塑料、樹脂和合成橡膠。

目前，苯乙烯生產過程中耗用大量水蒸汽作為脫氫介質，水蒸汽/乙苯摩爾比在8-10之間，在世界能源價格飛漲的今天，高能耗成為制約苯乙烯行業健康發展的瓶頸，開發苯乙烯生產節能新技術成為大勢所趨。

Sato等最新報道了在不用水蒸汽而用CO₂進行乙苯脫氫反應的效果，用Na₂O促進的Al₂O₃為催化劑，乙苯轉化率達到70％，苯乙烯選擇性在81％以上，但催化劑的穩定性不高。韓國化工技術研究院Do-Young?Hong等人在Chemistry?Letter雜志上報道了V-Sb氧化物負載在MgO-Al₂O₃載體上催化乙苯脫氫生產苯乙烯的結果，當Mg/Al＝0.1時，催化劑的穩定性最高，但未能給出催化劑的活性和選擇性數據。

目前，世界上90％以上的苯乙烯采用乙苯催化脫氫法生產。生產過程中采用水蒸汽作為脫氫介質，如美國專利WO2008148707，WO2009068486和中國專利CN01802428.9，報道水蒸汽的作用是：(1)使反應原料加熱到所需的溫度；(2)補充熱量以免由于反應吸熱而降溫；(3)降低乙苯分壓，增加平衡轉化率；(4)與催化劑上析出的焦炭發生水煤氣反應，以保持催化劑活性。然而，現行工藝中大量水蒸汽的使用，占據了苯乙烯生產成本中較大的一塊，每生產一噸苯乙烯所需能耗約為6.3×10⁹kJ，即使考慮潛熱回收也需要5.4×10⁹kJ之多。最近，韓國化工研究院Park?Sang?Yon等人在日本專利JP11165069?A2及美國專利USP?6?037511，USP?6?034?032中報道了在500-700℃的溫度范圍內，在(Fe(II))_x(Fe(III))_yO_z/S和5％Fe₃O₄/ZSM-5催化劑上，用CO₂作稀釋劑進行乙苯溫和氧化脫氫制苯乙烯，可獲得48％的苯乙烯，但他并未能開發高性能的催化劑。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是以往技術中存在的水蒸汽氣氛下脫氫反應溫度高，蒸汽耗量大，能耗高的問題，提供一種溫和氧化劑存在下乙苯脫氫方法。該方法具有脫氫反應溫度低，蒸汽耗量少，能耗低的優點。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：一種二氧化碳氣氛下乙苯脫氫的方法，所用的催化劑以重量份數計包括以下組成：

a)活性組份以V₂O₅計為0.1-30.0份；

b)催化劑載體為55.0-98.0份；

其中催化劑載體選自MCF分子篩。

上述技術方案中，催化劑中以重量份數計活性組份V₂O₅的用量優選范圍為1-20份。催化劑中以重量份數計催化劑載體的用量優選范圍為70-98份。

上述技術方案中，反應中以乙苯為反應原料，反應在反應溫度為500-600℃，乙苯空速0.5～3.0小時^-1，優選范圍為0.5-1.5、反應壓力0～20Kpa、CO₂∶乙苯的摩爾比為5-30∶1的條件下進行。

本發明中，由于催化劑以V₂O₅為活性組份，以選自MCF分子篩為催化劑載體，本發明人驚奇地發現反應過程中免除了水蒸汽消耗，在反應溫度550℃條件下，乙苯轉化率可達到70.0％，苯乙烯的選擇性可達到99.5％，反應溫度低，蒸汽耗量少，能耗低取得了較好的技術效果。