[发明专利]干气与苯烷基化制乙苯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种干气与苯烷基化制乙苯的方法，特别涉及一种干气与苯在气相烷基化条件下生产乙苯的方法。

背景技术

乙苯是重要的石油化工原料，主要用于苯乙烯的生产，苯乙烯是生产聚苯乙烯和其它共聚树脂的主要原料。

乙苯可以用各种不同的工艺方法来生产，传统的催化剂有结晶和非结晶二氧化硅、氟化硼、氧化铝、磷酸、三氯化铝和固体磷酸催化剂。这些传统催化工艺均存在腐蚀严重、设备投资大、三废多等缺点。近年来，人们对分子筛进行了广泛而深入的研究，一些公司不断致力于利用分子筛作为催化剂制取乙苯的新技术。其中已经取得重大商品化的一种方法是在一种固体酸ZSM-5沸石催化剂存在下，用纯乙烯和苯进行气相烷基化反应。美国专利US3751504、US3751506、US4016218和US4547605对此均进行了详细的描述，但均存在着催化剂再生周期短的缺点。

ZL96100371.5和ZL98113847.0分别报道了两种干气与苯反应制乙苯的工艺。一种工艺是来自炼厂催化炼化或催化裂解或热裂解的干气，不需要经过精制直接进入装有分子筛催化剂的气相烷基化反应器进行反应，产生的多乙苯进入一个气相烷基转移反应器，再转化为乙苯，而另外一种工艺烷基化部分基本类似，区别在于产生的多乙苯进入一个液相烷基转移反应器，将其转化为乙苯。但这两种工艺均存在着催化剂稳定性差，再生周期和使用寿命短等缺点。

ZL94113403.2、ZL96106561.3和ZL200510011505.9分别报道了ZSM-5/ZSM-11共晶分子筛和Y型分子筛在干气制乙苯反应中的应用，其中只有ZL96106561.3涉及了催化剂的活性稳定性(再生周期)，即在以含19.5％(体)乙烯、0.8％(体)丙烯的催化裂化干气为原料进行苯和乙烯烷基化反应时，在反应压力0.9MPa，乙烯重量空速0.8h-1，苯/乙烯分子比10的条件下，只能连续运转95天，不能满足工业生产长周期稳定运行的要求。

CN200810032814.8公开了一种苯烷基化纳米分子筛催化剂及其制备方法和应用。该文献虽然公开了纳米分子筛可用于苯烷基化反应，但并未公开实施例中合成的分子筛的粒径究竟是多少纳米，以及催化剂的使用寿命。本发明人根据该文献公开的制备方法合成了分子筛催化剂，将其用于干气制乙苯的反应中，发现仍然存在催化剂稳定性差，使用寿命短的缺点。

综上所述，现有技术中存在稀乙烯(干气)与苯反应生产乙苯的过程中，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稀乙烯(干气)与苯反应生产乙苯的过程中，催化剂稳定性差，再生周期短的问题，提供一种新的干气与苯烷基化制乙苯的方法。该方法具有催化剂稳定性好，再生周期长的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种干气与苯烷基化制乙苯的方法，以干气和苯为反应原料，在反应温度280～430℃，反应压力0.5～2.8MPa，乙烯重量空速0.2～5.0小时^-1，总苯/乙烯摩尔比2～10的条件下，反应原料与催化剂接触发生气相烷基化反应生成乙苯；所用的催化剂以重量百分比计含有以下组分：

a)40～90％的晶粒直径为5～500纳米、硅铝摩尔比SiO₂/Al₂O₃为30～400的ZSM-5分子筛；

b)9～59％的粘结剂氧化铝或二氧化硅；

c)0.1～10％的碱土金属氧化物和0.1～10％的稀土金属氧化物；

所述催化剂经过高温水蒸气处理，然后经干燥、焙烧得到所需成品；其中水蒸气处理条件为在常压、温度为400～800℃条件下，水蒸气处理1～20小时。