[发明专利]一种制备异丙苯的方法、系统与应用

说明书

本发明公开了一种制备异丙苯的方法、系统与应用，所述方法包括：以含α,α二甲基苄醇的烃类物料为原料进行两段反应，其中，第一段反应在第一催化剂存在下、于130～200℃下进行，第二段反应在第二催化剂存在下、于60～100℃下进行。其中，第一段反应采用较高温度实现α,α‑二甲基苄醇脱水加氢至α‑甲基苯乙烯和异丙苯，第一段反应在较低温度下，实现α‑甲基苯乙烯选择加氢至异丙苯。产物中异丙基环己烷含量小于100ppm，α,α‑二甲基苄醇转化率大于99.9％，异丙苯选择性大于99.8％，催化剂连续稳定运行300小时，取得了较好的技术效果，具有产业的广泛利用价值。

技术领域

本发明属于异丙苯制备，尤其涉及利用生产环氧丙烷时产生的含有α,α-二甲基苄醇的烃类副产氢解生产异丙苯的方法。

背景技术

环氧丙烷(PO)是除聚丙烯和丙烯腈外的第三大丙烯衍生物，是重要的基本有机化工合成原料。目前，PO的生产工艺主要有四种：氯醇法、联产苯乙烯PO/SM法和联产叔丁醇PO/TBA法的共氧化法、双氧水直接氧化法(HPPO法)和异丙苯氧化法(CHP法)。氯醇法污染严重，PO生产技术的发展主要集中在绿色环保新工艺研发。其中，共氧化法受联产品市场影响，而HPPO工艺安全隐患较高。CHP法生产环氧丙烷技术中，丙烯环氧化过程中生成大量的含α,α-二甲基苄醇(DMBA)的副产，需要通过加氢氢解反应生成异丙苯，重新参与反应循环。

美国专利US7442843B2提出了一种提高异丙苯收率的工艺过程，该技术采用钯基催化剂，通过α,α-二甲基苄醇和氢气为原料，通过氢解或脱水加氢生产异丙苯，使用的氢气中含有0.1～10％的CO，可明显提高二甲基苄醇的转化率和异丙苯选择性。美国专利US4075254揭露在100～250℃高温下，采用Cu-Cr催化剂从α-甲基烷基苯乙烯制造烷基苯的技术。中国专利CN1732139A公开了一种芳香族化合物的氢化方法，至少使用两种氢化催化剂，含双键之侧链的芳香化合物先接触高活性Pd催化剂，再接触高选择性Cu催化剂，抑制异丙苯过加氢至异丙基环己烷。中国专利CN101733093A报道使用氧化铝或沸石负载金属Pd或Pd和Pt的混合物为反应，在反应温度低于160℃条件下，实现α，α-二甲基苄醇转化率大于99.5％，异丙苯选择性大于99.5％，该专利的反应条件下，Pd催化剂初期极易引起异丙苯发生过加氢异丙基环己烷，且该专利中载体较强的酸性在高温下会明显导致α，α-二甲基苄醇脱水中间产物甲基苯乙烯的聚合，该专利未提及催化剂稳定性的技术问题。

现有技术中，通过改进引入CO/H₂以及使用对苯环氢化能力较差的Cu-Cr催化剂而抑制异丙苯的过加氢，从而提高异丙苯的收率和产品质量。

发明内容

本发明通过提供一种制备异丙苯的方法及系统，主要解决现有技术中存在的异丙苯法生产环氧丙烷时，异丙苯回收单元出现的异丙苯过加氢及杂质较高的技术问题。

本发明的目的之一在于提供一种制备异丙苯的方法，包括：以含α,α二甲基苄醇的烃类物料为原料进行两段反应，其中，第一段反应在第一催化剂存在下、于130～200℃(优选145～180℃)下进行，第二段反应在第二催化剂存在下、于50～100℃(优选60～85℃)下进行。

其中，先在较高温下对过α,α二甲基苄醇的烃类物料进行氢解处理完成第一段反应，α,α-二甲基苄醇全部转化至α-甲基苯乙烯和异丙苯；再在较低温度下进行α-甲基苯乙烯加氢制异丙苯完成第二段反应，提高反应转化率和选择性，尤其是选择性。而在现有技术中大多是直接于高温下进行α,α-二甲基苄醇氢解制异丙苯，影响选择性。

优选地，将第一段反应的反应热对原料进行预热，，使热量利用更加高效。

在一种优选的实施方式中，所述第一催化剂包括载体、负载于载体上的金属钯和/或其氧化物、以及任选地负载于载体上的助金属和/或其氧化物。