[发明专利]苯乙烯的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及苯乙烯的制造方法，更详细地说，本发明涉及利用乙苯的氧化脱氢法制造苯乙烯的方法，该方法能长期抑制脱氢催化剂活性的下降，并以高收率制造苯乙烯。

背景技术

用例如含钾的铁系脱氢催化剂对乙苯进行脱氢来制造苯乙烯的方法一直被广泛用于工业。但是，由于以下等原因，通常脱氢反应难以获得高收率：受到平衡的制约强；由于脱氢反应是吸热反应，所以对于在绝热反应装置中的反应，随着反应的进行，反应温度降低。因此，以前人们提出了在脱氢工序中组合氧化工序，在该氧化工序中，使用氧化催化剂选择性地对脱氢反应产生的氢气进行氧化。

此时，从脱氢工序流出的气体中含有来自脱氢催化剂的钾化合物等碱性物质。因此，将该流出气体供给到氧化工序时，碱性物质附着于氧化催化剂上，妨碍了氧化催化剂的选择性，使氧化工序中苯乙烯、乙苯等烃类的燃烧量增加，从而产生较多的二氧化碳。另一方面，脱氢催化剂在稳定反应时只要存在微量的二氧化碳就会引起脱氢催化剂反应活性的下降，从而可知，生成的二氧化碳导致后段的脱氢催化剂的活性降低，从而苯乙烯的收率变差。

为了抑制在该氧化工序中对氢气的氧化选择性的降低，并抑制在氧化工序中由于烃类的燃烧而产生二氧化碳，人们提出了例如预先将供给到氧化工序的反应混合物中的碱性物质除去的方法(例如，参见专利文献1)。但是，在专利文献1的方法中，碱性物质供给不到氧化工序的下游侧的后段的脱氢工序。因此，后段的脱氢催化性能随时间的推移而逐步劣化，导致反应活性下降，进而选择性也下降，以致因蒸汽重整反应等而大量生成二氧化碳，该影响进一步导致脱氢催化剂的活性降低，形成恶性循环。

另外，人们还提出了维持该脱氢工序中的二氧化碳生成率为小于反应初期的2.1倍的方法(例如，参见专利文献2)，但是，经本发明的发明人研究表明，专利文献2的方法不能抑制从混合含氧气体的位置到氧化工序入口这部分中的因烃类燃烧导致的二氧化碳的生成量的增加，从而不能以高收率持续制造苯乙烯。

此外，人们还提出了一种方法，其目的不是抑制氧化工序中的因烃类燃烧导致的二氧化碳的生成，而是为了提高后段的脱氢工序中的苯乙烯的收率，该方法是通过直接或间接的热交换对从脱氢工序中流出的气体进行预先冷却，使在氧化工序的加热量比不进行冷却的情况下的加热量增加，从而增加在氧化工序的氢燃烧量(例如，参见专利文献3)。但是，根据本发明的发明人的研究可知，通过对流出气体进行冷却，导致流出气体中含有的碱性物质附着于流路的内壁。因此，在该附着了碱性物质的内壁上，苯乙烯、乙苯等烃类的燃烧量增加，以致产生较多的二氧化碳，从而不能持续以高收率制造苯乙烯。

专利文献1：特开平11-80045号公报。

专利文献2：特开2002-154991号公报。

专利文献3：特公平4-20410号公报。

发明内容

鉴于上述现有技术，本发明是为了抑制因烃类的燃烧反应导致的二氧化碳的生成而作出的，所述烃类的燃烧反应是由于来自脱氢工序的脱氢反应气体所含有的碱性物质附着于流路内壁而造成的，所述流路是从将含氧气体混合到所述脱氢反应气体中的位置到接于该混合位置的氧化工序入口。

本发明的目的是提供一种制造苯乙烯的方法，该方法是组合脱氢反应和氧化反应而成的，并通过乙苯脱氢来制造苯乙烯，该方法抑制从将含氧气体混合到脱氢反应气体中的位置到氧化工序入口这部分的二氧化碳的生成量，并长期以高收率制造苯乙烯。

本发明的发明人为解决上述课题进行了深入研究，结果发现，在从将含氧气体混合到脱氢反应气体中的位置到氧化工序入口这部分，通过将氧燃烧反应率控制在特定范围以下，能够实现上述目的，从而完成了本发明。

即，本发明的要点在于苯乙烯的制造方法，该方法是包括下述工序(1)～(3)的苯乙烯的制造方法，其中，在将含氧气体混合到由工序(1)得到的脱氢反应气体中，并将混合后的该脱氢反应气体向工序(2)供给时，在从将含氧气体混合到脱氢反应气体中的位置到工序(2)的入口这部分，控制氧燃烧反应率为15％以下。

工序(1)：脱氢工序，在该工序中，使用至少含乙苯和水蒸汽的原料气体，在脱氢催化剂的存在下使乙苯发生脱氢反应，得到含有苯乙烯、氢气、未反应的乙苯、水蒸汽以及来自脱氢催化剂的碱性物质的脱氢反应气体；

工序(2)：氧化工序，在该工序中，使脱氢工序得到的脱氢反应气体在氧化催化剂的存在下、含氧气体的共存下反应，以使该脱氢反应气体中的氢气的至少一部分发生氧化反应，得到氧化反应气体；