[发明专利]一种稀乙烯与苯反应制乙苯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工中乙苯生产技术领域，更具体地说，是一种以炼 厂干气中稀乙烯与苯为原料在沸石催化剂的存在下制取乙苯的工艺方法。

背景技术

乙苯是生产苯乙烯，进而生产聚苯乙烯和共聚树脂的重要原料，随着 其下游产业汽车、家电、建材、包装等多个行业的发展，国内外对乙苯和 苯乙烯的需求持续增长，但大部分乙苯是采用高浓度乙烯为原料与苯反应 生产的。

随着石油加工业的发展，大量含有低浓度乙烯的炼厂尾气为制取乙苯 提供了新的原料来源，充分利用各种来源和不同浓度、尤其是低浓度乙烯， 对于降低乙苯的原料成本、提高乙苯生产装置的经济性和减少我国乙苯生 产对于紧缺的纯乙烯资源的依赖具有重要的意义。

以炼厂干气中稀乙烯为原料生产乙苯有液相AlCl₃法、BF₃法及汽相硅 铝酸盐沸石法等，相应的工艺专利有US2,939,890、US3,691,245、US 3,702,886、US 3,848,012、US 4,107,224、US 4,459,426、GB 827,830、 GB 1,162,481、DE 2,756,221等，然而这些现有技术对原料气乙烯中的H₂S、 H₂O、O₂、CO₂等杂质含量都有严格的要求，需将它们脱除至ppm级方可便用， 也就是说在实施这些工艺技术时必须对原料气严格精制。

US 4,107,224中披露了一种在沸石催化剂存在下以稀释了的乙烯为原 料气相烃化制取乙苯的工艺方法，其反应条件为：250-600℃、0.1-100大 气压、进料的重量空速0.1-100h^-1、苯与乙烯摩尔比1-30。所用的沸石具 有至少12的硅铝比和1-12的限制指数，例如ZSM-5、-11、-12、-35、-38 等。该沸石催化剂装填在串联的反应器床层中。除最后一个床层外，每一 床层的流出物中注入较该流出物温度为低的新鲜反应物料混合物后再进入 下一个床层以此达到各反应段之间的冷却。稀释后的乙烯中乙烯含量为 15-20％，其稀释剂是由CH₄、C₂H₆或其混合物组成的惰性烃类，以此增加分 压驱动力将催化剂表面积碳的前身物脱附掉，为工业应用的方便，稀乙烯 可取自来自炼厂装置，如流化催化裂化装置的尾气，但在用作原料之前该 尾气需除去酸性气体H₂S、CO₂、H₂O及C₂以上的残留烃至ppm级。处理后所 得稀乙烯原料中仅有CH₄、C₂H₆、C₂H₄、H₂、N₂和CO。

本发明者们早期曾公开了一种以含有低浓度乙烯的炼厂催化裂化干气 为原料，不需预先精制而直接与苯反应制取乙苯的工艺(CN 90109803.5)。 所用的稀乙烯原料只需不含游离水、H₂S含量＜6000mg/m³，丙烯和C₄^＝＜2体 积％即可。其反应条件为：300-450℃、0.4-2.5MPa、乙烯重量空速0.4-2.5h^-1， 苯与乙烯摩尔比3-12。所用的催化剂是以30-70％的硅铝比为40-100的 Pentasil型沸石为基本活性组分，辅以70-30％的Al₂O₃载体构成的，其中 含0.3-6％的混合稀土或0.2-3％的La以及0.05-0.2％的硫。该沸石催化剂装 填在多段反应器床层中，稀乙烯原料分段注入反应器以控制反应温升。流 程中烃化反应与反烃化反应在同一反应器中进行。该工艺方法可使乙烯转 化率达95％以上，乙烯生成乙苯的选择性99％以上。