[发明专利]由苯和丙烯生产异丙苯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由苯和丙烯生产异丙苯的方法。

背景技术

异丙苯是一种重要的有机化工原料，是生产苯酚、丙酮和α-甲基苯乙烯的主要中间化合物。在工业上异丙苯是通过丙烯和苯在的烷基化反应制备的，其副产物主要为多异丙苯。早在1945年UOP就公布了在酸性催化剂存在下，以丙烯和苯反应制备异丙苯的方法(SPA法)(USP2382318)，SPA法以固体磷酸为烷基化催化剂，由于固体磷酸不能够催化烷基转移反应，所以在工艺流程中没有烷基转移部分。因此，SPA法只能在高的苯烯摩尔比(5～7)条件下运行，而且其异丙苯的收率仅为95％左右。上世纪八十年代，Monsanto公司开发以AlCl₃为烷基化催化剂的异丙苯生产工艺，并实现工业应用。由于AlCl₃同样不能催化烷基转移反应，因此，以AlCl₃法生产异丙苯在异丙苯的收率方面仍然较低，同时也存在严重的污染问题和装置腐蚀问题。

在上世纪九十年代，Dow、CD Tech、Mobil-Badger、Enichem和UOP等(US4992606、US5362697、US5453554、US5522984、US5672799、US6162416、US6051521)公司相继公布了以微孔沸石为催化剂，具有烷基转移能力的固定床工艺流程。在现有技术中，苯和丙烯首先在烃化反应器中进行烷基化反应，烷基化反应生成的多取代异丙苯经过精馏系统分离后，多取代异丙苯再和苯混合后进入一个单床层的烷基转移反应器进行烷基转移反应。

在苯和丙烯的烷基化反应过程中，酸性沸石催化剂的活性、稳定性以及杂质含量很大程度上取决于操作条件，如苯烯比、空速以及反应温度。苯烯比对催化剂稳定性的影响尤为严重，为了提高催化剂的反应稳定性，应尽可能降低烷基化反应器内丙烯的含量。因此，在实际的工业生产中，丙烯都采用了分段进料的方法，分段进料的模式也有利于控制床层温度在适宜的区间进行。

在苯和多异丙苯的烷基转移反应中，苯和多异丙苯的摩尔比、原料空速、以及多异丙苯原料的组成都会严重影响多异丙苯的转化率和杂质正丙苯的生成量，多异丙苯的烷基转移反应往往会产生更多的杂质正丙苯，这会严重降低产品异丙苯的质量。因此，通过工艺优化，提高多异丙苯转化率，降低烷基转移生成的正丙苯，对提高生产效率、提高产品质量意义重大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术存在烷基转移产物中正丙苯含量较高的问题，提供一种新的由苯和丙烯生产异丙苯的方法。该方法大幅度降低了正丙苯含量，提高了产品异丙苯的质量。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种由苯和丙烯生产异丙苯的方法，包括以下步骤：

a)第一股苯物流12和丙烯进入烷基化反应器进行反应，得到包括苯、丙烷、异丙苯和多异丙苯的物流19；

b)物流19依次通过脱丙烷塔、苯精馏塔和异丙苯精馏塔，分离得到丙烷物流15、苯物流9、异丙苯物流16和含多异丙苯的物流23；

c)物流23进入多异丙苯精馏塔，经精馏分离后，塔顶得到物流13，塔中部得到物流14，塔釜得到含焦油的重组分物流17，物流17进入后续流程；物流13中，二异丙苯含量至少大于95重量％；物流14中，三异丙苯含量至少大于0.5重量％；

d)第二股苯物流10和物流13进入第一烷基转移反应器，与催化剂接触进行烷基转移反应，得到物流21；第三股苯物流11和物流14进入第二烷基转移反应器，与催化剂接触进行烷基转移反应，得到物流22；

e)物流21和物流22进入后续精制流程，得到产品异丙苯。

上述技术方案中，物流13中二异丙苯含量优选范围为96～100重量％。物流14中三异丙苯含量优选范围为1～50重量％。

上述技术方案中，烷基化反应器反应条件优选范围为：第一股苯物流与丙烯的摩尔比为1～10，反应温度为110～190℃，反应压力为1.0～4.0MPa，液相空速为1～10小时-1。烷基化催化剂优选方案为选自Y沸石、Beta沸石、丝光沸石或MCM-22。

上述技术方案中，第一烷基转移反应器反应温度优选范围为130～190℃；反应压力优选范围为1.0～3.0MPa；第二股苯物流10与物流13的重量比优选范围为0.3～5，更优选范围为0.7～3；液相空速优选范围为0.5～10小时^-1，更优选范围为1～6小时^-1。烷基转移催化剂优选方案为选自Y沸石、Beta沸石、丝光沸石、SHY-1、SHY-2或MCM-22。