[发明专利]通过反应器流出物的循环进行烷基化的方法

说明书

本发明涉及一种用烷基化剂(如乙烯)采用直接循环部分反应器流出物使芳烃类(如苯)烷基化而对循环的芳烃不需纯化的方法。

乙苯主要用于生产通过脱氢作用得到的苯乙烯单体。目前生产的大部分乙苯是通过用乙烯在各种烷基化条件下使苯烷基化得到的。一种烷基化方法包括汽相反应，其中用烯烃(如乙烯)在高温和高压下使用一种催化剂在一个多床反应器中使苯烷基化。另一种烷基化方法包括用乙烯，也使用催化剂使苯进行液相烷基化。在这两种情况下，方法中均使用超过化学计量的苯用于控制温度，因为反应是高度放热的。使用超化学计量的苯的第二个原因是确保反应效率。用于该方法中的乙烯的稀释提高了用于生产乙苯的反应的选择性，而乙烯浓度越高，会导致更多的不需要的低聚物产生。所以，通常所用的用乙烯使苯烷基化的方法中，向烷基化反应器中加入超化学计量的苯，产生的反应器流出物中含有大量未反应的苯。

长期以来人们一直认为，单程通过反应器之后需要处理全部反应器流出物，以分离和纯化反应器流出物中的苯，目的是保持对工艺过程的控制。因此，在常用的工业规模的烷基化方法中，包括用乙烯使苯烷基化，以及对全部反应器流出物进行连续蒸馏以将苯、乙苯、聚乙基苯和重残渣分离成分离流，这就在设备上需要大量基建费用，以提供用此方法所需的处理全部反应器流出物的加工能力。另外，从烷基化反应器流出物中分离苯的方法需消耗大量的能量。

而且，在通常所用的工业规模的方法中，含有苯和乙烯的原料流单程通过反应器，反应器流出物中乙苯(所需的产物)的浓度受到限制。限制因素是反应器原料中乙烯的量，这是因为如上所述的在烷基化反应器中使用了超化学计量的苯。由于单程方式的操作必然限制反应器流出物中所需的乙苯产物的浓度，所以必须处理大量流出物以得到所需的生产水平。

鉴于上面所述，现已发现用烯烃(如乙烯)使苯进行汽相和液相烷基化的方法可以包括直接循环大部分反应器流出物，由此提供减少能量消耗和基建费用的可能性。

本发明提供一种使用常规的烷基化催化剂用烯烃使芳烃烷基化(例如用乙烯使苯烷基化)以在气相或液相反应条件下生产乙苯的方法。用本发明的方法生产烷基化烃类(如乙苯)，与常规方法相比，可以减少能量消耗和基建费用。

在本发明的方法的第一个实例中，使用常规的烷基化催化剂用烯烃(如乙烯)使芳烃(如苯)烷基化以在液相条件下生产烷基化芳烃(如乙苯)。在该实例中，烷基化反应进行时的温度为175℃至250℃，压力为4.1MPa(600psi)至5.5MPa(800pis)。将反应器流出物分离成产物流和循环流，后者再循环至反应器入口。循环的反应器流出物的体积对新鲜苯原料的体积之比保持在0.1∶1至50∶1，或者较好为4∶1至25∶1。循环流的液体体积可以相当于或大于产物流的体积。在这些条件下，本发明的方法提供了一种用乙烯使苯烷基化以生产其中二甲苯浓度非常低的乙苯的方法。

在本发明的方法的第二个实例中，使用常规的烷基化催化剂用乙烯使苯烷基化以在气相条件下生产乙苯。气相烷基化反应进行时的温度为350℃至500℃，压力为1.4MPa(200psi)至3.4MPa(500pis)。根据操作条件，循环的反应器流出物的液体体积对新鲜苯原料的体积之比为0.1∶1至50∶1，在原料流中新鲜苯对乙烯的摩尔比为0.5∶1至15∶1。

虽然在此所述的本发明的方法是关于用乙烯使苯烷基化，但应该理解本方法可以用于用其它烯烃(如丙烯、1-丁烯和异丁烯)使苯烷基化。

本发明的另一些方面和优点可以通过结合附图参阅下面的详细叙述而加以理解，但这些并不是限定所附的覆盖本发明的精神和范围内的变化和改进的权利要求书的范围。附图中：

图1是说明本发明方法的第一个实例的示意图，其中用烯烃(如乙烯)在液相条件下使苯烷基化；

图2是说明本发明方法的第二个实例的示意图，其中用烯烃(如乙烯)在液相条件下以下流方式使苯烷基化；

图3是说明本发明方法的第三个实例的示意图，其中用烯烃(如乙烯)在气相条件下使苯烷基化。