[发明专利]多乙基苯与苯液相烷基转移生产乙苯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多乙基苯与苯液相烷基转移生产乙苯的方法。

背景技术

乙苯是重要的有机化工原料，工业上主要用作生产苯乙烯的原料。乙苯主要由苯和乙烯通过烷基化反应制得，其烷基化过程一般分为气相分子筛法和液相分子筛法。无论是气相分子筛法还是液相分子筛法的烷基化过程，由于反应产物乙苯可以和原料苯一样继续和乙烯发生烷基化反应生成二乙苯、三乙苯、四乙苯等多乙苯组分，所以现代的乙苯工业生产中都建立了独立的烷基转移反应器，把这部分从烷基化反应产物中分离出来的多乙苯物料和苯混合后通过烷基转移催化剂反应生成乙苯。这样做不仅可以减少烷基化反应中副反应的发生，提高烷基化催化剂的寿命，也可以提高乙苯的产率。

早期的专利US3751504、US4016218、US3962364和CN1310051选用的是气相烷基转移工艺，采用的催化剂活性组分为ZSM-5分子筛，分别采用了未改性的HZSM-5、水蒸汽处理的HZSM-5分子筛、元素磷改性处理以及水蒸汽处理并辅以有机酸处理改性的HZSM-5分子筛。这使得气相烷基催化剂的性能得到了大幅度的提高。但是，烷基转移反应需要的酸强度要比烷基化反应高，同时为了保持反应物料处于气相条件下，气相烷基转移反应都需要很高的反应温度，一般大于400℃。这导致了气相烷基转移反应的副反应比较多，二甲苯和杂质的含量比较高，催化剂寿命较短。同时，为了维持高的选择性，气相烷基转移的转化率都比较低，最高维持在60％。

随着液相法低温反应的优势逐渐被研究人员认识，分子筛液相烷基转移的方法陆续被开发出来。US4774377公开了一种液相烷基转移过程，采用上进下出、下进上出或者水平放置的反应器，其催化剂可以采用X、Y型、L型、USY、Ω沸石和丝光沸石，推荐采用丝光沸石。专利US3551510公开了一种通过分离气相烷基化过程的产物，获得产物乙苯，同时把分离出的多乙苯和苯单独用一个自上而下的烷基转移反应器进行反应的工艺，在液体空速1.0小时^-1、温度250℃，压力3.4MPa条件下，采用丝光沸石作为烷基转移催化剂使用。这些专利中采用丝光沸石反应温度较高，同时物料空速也比较低。

US4891458、CN1096025A分别描述了采用β沸石作为液相烷基化和液相烷基转移催化剂使用的工艺过程。CN101146752A描述了采用磷元素改性的β沸石作为液相烷基转移催化剂使用，催化多乙苯和苯液相烷基转移反应时的条件为：温度220～260℃，压力2.1～3.1MPa，总物料空速2～6小时^-1，苯与二乙苯重量比2～6。在温度260℃，压力3.6MPa，苯与二乙苯重量比为3，二乙苯转化率为50.3％。CN1096025A描述了采用Hβ沸石作为液相烷基转移催化剂使用，催化多乙苯和苯液相烷基转移反应时，在温度260℃，压力3.55MPa，苯与多乙苯重量比为3，二乙苯转化率为57％。CN1373004A描述了一种SiO₂/Al₂O₃摩尔比范围在25～60，经过卤素元素改性的β沸石作为多乙苯和苯液相烷基转移催化剂使用。在压力3.0MPa，温度250℃，苯重量空速为6小时^-1，苯与二乙苯分子比为6，获得二乙苯转化率为77％。CN1207960A描述了一种用稀土或碱土金属改性的β沸石作为液相烷基转移催化剂使用，催化多乙苯和苯液相烷基转移反应时的条件为：温度230～280℃，压力2.3～4.3MPa，苯与多乙苯分子比8～12，重量空速6～10小时^-1。

从上述专利中可以看出，β沸石作为液相烷基转移催化剂时，为了获得高的选择性和好的稳定性，都添加了很多微量的元素，比如卤素，磷元素，稀土或碱土金属改性等。但是这些微量元素的量在实际操作中很难控制，实际使用中这些元素也会缓慢的流失，进而影响到它的催化效果。所以现有技术中仍然存在乙苯选择性低，催化剂稳定性差、再生周期短的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在乙苯选择性低，催化剂稳定性差、再生周期短的问题，提供一种新的多乙基苯与苯液相烷基转移生产乙苯的方法。该方法具有乙苯选择性高，催化剂稳定性好、再生周期长的特点。