[发明专利]一种稀乙烯与苯烷基化制乙苯分子筛催化剂的制法及用途

说明书

技术领域：

本发明涉及生产乙苯的分子筛催化剂，具体涉及一种稀乙烯与苯烷基化制备乙苯的MWW结构分子筛催化剂的制备方法和用途。

背景技术：

乙苯主要被用来生产苯乙烯，苯乙烯可以制取透明度高的聚苯乙烯、改性的耐冲击的聚苯乙烯橡胶、ABS二聚物、SAN二聚物、丁苯橡胶和不饱和树脂等。单独的乙苯市场并不多见，大约99％以上的乙苯用于生产苯乙烯。

乙苯生产工艺技术的核心是苯和乙烯烷基化催化剂，催化剂组成和性能的差异造成了反应条件和产物分布的不同，因此出现了不同的生产工艺。1935年Dow Chemical以AlCl₃作为催化剂由苯和乙烯采用液相烷基化工艺生产乙苯。目前，全球乙苯生产的40％还采用此法的各种改良法，如Asahi，Dow，Amoco，BASF。但是液相AlCl₃法已处于被淘汰地位。新建的烷基化制乙苯生产装置则全部采用分子筛法。1980年第一套商业化Mobil/Badger分子筛气相烃化装置推出至今世界上已有37套生产装置，占据了世界总乙苯生产能力的一半左右。1989年Lummus/UOP开发的液相分子筛烃化工艺在日本正式商业化运行。从乙苯生产发展趋势来看，在今后一段时期内分子筛液相烷基化工艺将占主导地位。目前，Mobil/Badger推出了采用独特的液相烷基化和气相烷基转移过程的EBMaxSM工艺，拥有广阔的发展前景。

国外利用催化裂化干气中乙烯生产乙苯的技术主要有UOP的Alkar法烷基化过程、Monsanto公司的技术和Mobil/Badger公司的技术。这3种技术的共同特点是对原料气中H₂S、CO₂、H₂O以及丙烯等杂质含量要求严格，原料气均需经过脱硫、脱水、脱氧和深冷分离丙烯等较为复杂的精制，H₂S、CO₂、H₂O均需净化至10^-6数量级，丙烯含量要求小于0.15(体积分数)。其中Mobil/Badger公司的技术较具优势，在英国壳牌Stanlow炼油厂建有目前世界上最大规模的160kt/a催化裂化干气制乙苯装置，每吨乙苯消耗苯0.749t，能耗为20.38GJ。采用Mobil/Badger工艺，反应温度较高，副产物较多，产物中的二甲苯体积分数达1％-2％，该气相合成法基本无腐蚀，设备可采用碳钢，故投资费用低，与液相烷基化法相比三废排放大幅度减少，有利于环境保护。

20世纪80年代，国内大连化物所也开发了择形分子筛沸石催化剂用于气相法苯烃化合成乙苯的工艺，并于20世纪90年代初，在抚顺石油三厂建成工业放大装置，该工艺的催化干气可不需精制，直接用干气中的稀乙烯与苯反应制乙苯[CN1840236A，CN1103607A]。开发的沸石催化剂的初活性和选择性高，但随时间延长，活性则逐渐下降，最后几乎失活，原因是催化剂积炭，堵塞了沸石的孔道，使发生缩合反应，形成脱附不出孔道的高聚物。

CN1128249报道了一种纯乙烯为原料，以Beta分子筛为催化剂，在反应压力为3.5Mpa，反应温度为230-300℃的条件下，液相法固定床反应制备乙苯。

USP3929672，4169111，4459426，5600048和4891458等报道了纯乙烯为原料，在反应压力为3.0Mpa，反应温度为230-300℃的条件下，液相法固体床反应制备乙苯。应用于该过程的催化剂可以为MCM-22，MCM-56，Hbeta和Y型分子筛，但以上所述催化剂产物的选择性还不高，催化剂的寿命短。

以MCM-22分子筛为代表的MWW结构分子筛是一类很有特色的实用催化新材料，以之为催化剂的苯与丙烯、苯与乙烯烷基化工艺已工业化，并在催化裂化、异构化、芳构化和醚化等反应中有潜在的应用前景。

本发明报道了一种以MWW结构分子筛(MCM-22或者MCM-49其中一种或两种)为活性组分的稀乙烯与苯烷基化催化剂的制备方法，催化剂具有较好的活性、稳定性和选择性，迄今为止，未见类似组成的催化剂制备方法报道。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种用于稀乙烯与苯烷基化制乙苯的MWW结构分子筛催化剂的制备方法及用途。

一种稀乙烯与苯烷基化制乙苯分子筛催化剂的制法，其特征在于：

(一)催化剂组成