[發明專利]乙苯氧化脫氫生產苯乙烯的方法

有效

• 申請號: 201910972920.2
• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN112723980B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 繆長喜;危春玲;陳銅;劉岳峰;馮璐
• 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;C07C5/333
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉亭亭;劉依云

本發明涉及脫氫反應領域，公開了乙苯氧化脫氫生產苯乙烯的方法，該方法包括：在無水蒸氣的條件下，在乙苯氧化脫氫條件下，將含有乙苯、稀釋劑和氧化劑的混合氣與碳基催化劑接觸；所述乙苯氧化脫氫條件包括：反應溫度為350?580℃，所述混合氣的空速為1000?18000mL/g·h。采用本發明提供的乙苯轉化率高且苯乙烯產物選擇性高。

技術領域

本發明涉及脫氫反應領域，具體涉及乙苯氧化脫氫生產苯乙烯的方法。

背景技術

苯乙烯是石化工業中十分重要的化學品，廣泛用于電子、汽車、建筑、包裝、日用輕工等領域。目前，苯乙烯的工業生產方法主要有乙苯催化脫氫法和苯乙烯/環氧丙烷聯產法。

現有乙苯催化脫氫生產苯乙烯的過程是乙苯在高溫和水蒸氣的存在下，脫去一分子氫氣，生成苯乙烯。該反應是一個分子數增加的強吸熱反應，反應受熱力學平衡的限制，且生產過程中要消耗大量的水蒸氣，能耗高是該方法存在的突出問題。苯乙烯/環氧丙烷聯產法反應復雜，副產物多，工藝流程長，一次性投資大，且需要建設大規模裝置才有利于生產成本的降低，而且聯產法由于得到兩種產品，且兩種產品的比例相互牽制，受聯產品市場狀況影響較大，所以應用上也存在一定的限制。因此，研究人員對于采用新的替代工藝來獲取苯乙烯產生了濃厚的興趣。

氧化脫氫反應為強放熱反應，與直接催化脫氫相比，其特點是不受平衡轉化率限制，而且用較低溫度下的放熱反應代替高溫下的吸熱反應，能大幅度地降低能耗，提高效率。但是乙苯氧化脫氫反應易發生深度氧化，生成苯乙酮、苯甲醛、苯、碳氧化物等副產物，導致副產物多，選擇性偏低，因此，尋求對苯乙烯選擇性高的催化劑成為研究的關鍵方向之一。

乙苯氧化脫氫反應的催化體系較多，可分為復合金屬氧化物催化劑體系、雜原子分子篩體系、炭質催化劑及碳分子篩體系等。已報道的文獻中V-Mg-O催化劑用于乙苯氧化脫氫反應時(Catalytic?properties?of?Mg₃(VO₄)₂-MgOsystem?in?oxidativedehydrogenation?of?ethylbenzene，Applied?Catalysis?A:General，1998年171卷第145-154頁)，在反應溫度為500℃下，乙苯轉化率為59.8％，苯乙烯選擇性為85.2％。已報道的文獻中Fe-MCM-41分子篩作為催化劑用于乙苯氧化脫氫反應時(Dehydrogenation?ofethylbenzene?over?Ga-and?Fe-Containing?MCM-41，Studies?in?Surface?Science?andCatalysis，2004年15卷第2208-2211頁)，在600℃時，乙苯轉化率為32.3％，選擇性為63.7％。可見，在乙苯氧化脫氫反應中，產物苯乙烯的選擇性還有待進一步提高。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術存在的乙苯氧化脫氫反應中乙苯轉化率和苯乙烯產物選擇性較低的技術問題，提供一種乙苯氧化脫氫生產苯乙烯的方法，該方法用于乙苯氧化脫氫反應時，乙苯轉化率高且苯乙烯產物選擇性高。

為了實現上述目的，本發明提供的乙苯氧化脫氫生產苯乙烯的方法包括：在無水蒸氣的條件下，在乙苯氧化脫氫條件下，將含有乙苯、稀釋劑和氧化劑的混合氣與碳基催化劑接觸；

所述乙苯氧化脫氫條件包括：反應溫度為350-580℃，所述混合氣的空速為1000-18000mL/g·h。

優選地，所述碳基催化劑為含有或不含有摻雜元素的納米碳材料催化劑，所述納米碳材料為納米金剛石、納米纖維素和碳納米管中的至少一種。

優選地，所述碳基催化劑也可以為包括載體和負載在載體上的活性組分的碳基整體式催化劑；進一步優選地，所述載體為碳化硅，優選為β-SiC。

進一步優選地，所述活性組分包括納米金剛石以及改性元素，所述改性元素選自氮元素、磷元素和硼元素中的至少一種。