[发明专利]生产苯乙烯的方法

说明书

本发明提供了一种生产苯乙烯的方法，包括如下步骤：将反应原料依次通过相互串联的多个反应器，得到产物；其中，所述反应原料至少包括乙苯和水；在相互串联的最后一个反应器中装填有催化剂II，以圆柱形催化剂的空隙率为1计，所述催化剂II的相对空隙率不小于1.01。本发明提供的生产苯乙烯的方法，通过相互串联的多个反应器进行反应，并对最后一个反应器中的催化剂进行设计，使原料充分反应，可以有效提高反应的比表面积，同时降低了床层压降，提高了原料转化率和苯乙烯选择性，从而提高整体反应效果以及苯乙烯的收率。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种生产苯乙烯的方法。

背景技术

苯乙烯是重要的大宗基本有机原料，主要用于生产合成树脂和橡胶，工业上85％以上的生产方法是乙苯催化脱氢法。基于苯乙烯的广泛用途，世界各国苯乙烯生产发展迅速。从2018年全球苯乙烯产能统计来看，总产能为3397.9万吨，主要集中在东北亚、北美、西欧、中东、东南亚五大地区，合计产能为3226.8万吨，占比高达95％，其他地域产能偏少。2019年，我国产能为925.5万吨，是全球最大的苯乙烯生产国。

对于乙苯脱氢制苯乙烯这一重要的石油化工催化过程，催化剂在苯乙烯的生产中起着关键性的作用，催化剂的优劣决定了脱氢过程的经济性。乙苯脱氢催化剂的研究开发、更新换代，从20世纪30年代以来持续发展，目前的催化剂基本组成均为Fe/K/Ce/Mo的复合/混合氧化物，目前商品乙苯脱氢制苯乙烯催化剂的性能已比较接近热力学平衡值，已达相当高的水平，继续通过催化剂配方的改进从而实现较大程度提高催化剂的性能实属不易。

中国专利CN1209194C公开了一种乙苯脱氢制苯乙烯催化剂及其制备方法，通过在Fe/K/Ce/Mo/Mg体系中加入钒、钴、锰、钛氧化物进行组合，优化制备工艺，可以增强催化剂的侧压强度。但是该催化剂中含有钒，会对环境造成污染。

中国专利CN100443170C公开了一种乙苯脱氢制苯乙烯催化剂及其制备方法，其催化剂侧压强度不小于25N/mm，但是由于催化剂中加入了1％-9％的水泥、硅胶作为补强剂，而这些补强剂一般为酸性物质，容易引起裂解等副反应，从而影响催化剂的选择性。

另一方面，苯乙烯装置已趋向大型化，原有的老装置上扩能改造也往往采用增加一个反应器，变两段为三段的方式，而乙苯脱氢制苯乙烯是分子数增加反应，装置真空度愈高对生成苯乙烯愈有利，随着催化剂床层厚度的增加，或催化剂的抗压强度不好，易粉化，导致床层压降上升，均直接影响转化率，再就是国内大部分早期引进的苯乙烯装置或多或少存在压缩机老化、组合换热器堵塞严重，催化剂转化率、选择性水平难以充分发挥，装置能耗、物耗高等问题。

因此，亟待提出一种生产苯乙烯的方法，使其能够对催化剂进行设计，结合各种催化剂的特点，并对工艺进行优化，从而降低生产装置的成本，降低能耗，同时适用于更高的反应压力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的生产苯乙烯的装置能耗高，效果差，不适用反应压力过高的情况，提供了一种生产苯乙烯的方法，该方法可以在较高的压力下保证较高的原料转化率和苯乙烯收率，同时还具有很高的选择性，同时可以降低装置成本和能耗。

为达到本发明的目的，第一方面，本发明提供了生产苯乙烯的方法，包括如下步骤：将反应原料依次通过相互串联的多个反应器，得到产物；其中，所述反应原料至少包括乙苯和水；在相互串联的最后一个反应器中装填有催化剂II，以圆柱形催化剂的空隙率为1计，所述催化剂II的相对空隙率不小于1.01。

优选地，所述催化剂II的相对空隙率不大于1.25。

通过设计催化剂II的相对空隙率从而得到具有较小堆密度的催化剂床层，可以在较大压力下仍然保持一定的活性，同时可以有效提高反应的比表面积，从而可以在较高的压力下保证较高的原料转化率和苯乙烯收率，同时还具有很高的选择性。