[发明专利]一种高效甲苯与甲醇侧链烷基化制取苯乙烯的方法

说明书

本发明涉及一种甲苯与甲醇侧链烷基化制取苯乙烯的方法，主要解决现有甲苯甲醇侧链烷基化技术中目的产物苯乙烯选择性较低，且甲苯转化率低，催化剂总体催化效果较差，而使甲苯与甲醇侧链烷基化制取苯乙烯技术的长期无法进入工业应用的问题。本发明中采用一定摩尔比的甲苯和甲醇为原料，通过在反应前或者反应过程中加入一定量的碱性类反应助剂，在一定的反应温度和压力下，使原料和催化剂不断接触反应转化，并在碱性反应助剂的辅助作用下高选择性地获得苯乙烯产物。本发明方法，通过新的高效反应工艺过程的创建，高效突破性解决了甲苯与甲醇侧链烷基化制取苯乙烯工艺中产物苯乙烯选择性较低、且长时间难以改善提高的问题，特别是最高的苯乙烯选择性可达到100％，使得甲苯甲醇侧链烷基化技术制取苯乙烯的技术经济性满足了工业生产应用要求。

技术领域

本发明涉及一种高效甲苯与甲醇侧链烷基化制取苯乙烯的方法。

背景技术

作为一种非常重要的化工原料，苯乙烯广泛地应用于聚苯乙烯、发泡苯乙烯、苯乙烯-丁二烯、不饱和树脂、丁苯橡胶、离子交换树脂等领域，使用量巨大，在化工行业中具有十分显著的地位。现有苯乙烯的生产方法主要有乙苯脱氢法、苯乙烯环氧丙烷联产法、丁二烯合成法、苯乙酮法等。现有的方法多数存在工艺流程复杂、反应能耗较高、副反应多、产物分离提纯困难等不足，而自1967年报道甲苯甲醇侧链烷基化制取苯乙烯以来，新技术在反应原料、反应条件、反应能耗和市场经济性等方面的众多优势而在国内外备受关注。特别是在甲苯产能严重过剩的背景下，新工艺、新技术的突破和发展更显意义重大。然而，历经40余年的发展，甲苯甲醇侧链烷基化反应制取苯乙烯技术仍然存在很多的瓶颈问题。目前的研究主要集中于分子筛催化剂的改性和新的工艺方法上，专利CN106278799A、CN109675610A等通过制备纳米X分子筛催化剂及复合催化剂等手段来提升催化剂在催化反应过程中的性能，专利CN109851469A、CN106278778A等在反应工艺上进行了新的尝试。在现有的方法和催化剂体系中，反应原料中甲苯的转化率不高，甲醇容易分解而不能充分利用，反应过程中反应产物苯乙烯容易通过加氢或者转移加氢等生成副产物乙苯从而导致苯乙烯的选择性较低，反应过程中催化剂活性较低、稳定性较差等，使得甲苯与甲醇侧链烷基化制取苯乙烯技术长期无法进入工业应用。因此，怎样解决甲苯甲醇侧链烷基化反应过程中催化剂和工艺的不足是突破新技术的重中之重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中甲苯转化率低、甲醇利用率不高、苯乙烯选择性较差的难题，提供一种高效甲苯与甲醇侧链烷基化制取苯乙烯的方法。该方法的优点在于反应过程中甲醇副转化较少，反应利用率很高，同时甲苯转化率较高，同时目的产物苯乙烯的选择性特别高。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种高效甲苯与甲醇侧链烷基化制取苯乙烯的方法，至少包括：将反应原料甲苯和甲醇按照预定摩尔比完全混合后，在预定的反应温度和压力下，以预定的质量空速连续通入到反应器中，且在反应器前或反应器中通入预定量的碱性反应助剂，在多孔催化剂上经历扩散、吸附、反应、脱附过程后，高选择地反应得到苯乙烯。

作为本发明的进一步优选技术方案，碱性反应助剂的通入方式为连续通入、脉冲通入、波动通入中的至少一种。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述的碱性反应助剂的添加量为反应原料中甲苯摩尔量的0.1％～10％。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述的碱性反应助剂优选自吡啶、2-甲基吡啶、4-甲基吡啶、2-氨基吡啶中的一种。

作为本发明的进一步优选技术方案，所述的反应原料中甲苯和甲醇的摩尔比为0.1～10；所述的反应温度为250～500℃；所述的反应压力为0.1～10MPa；所述的质量空速为0.1～10h^-1。