[发明专利]乙苯脱氢的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于烷基芳烃脱氢的方法，特别是关于乙苯脱氢制苯乙烯的方法。

背景技术

目前，工业上生产苯乙烯是由乙苯脱氢制得，该生产方法的关键之一是选择一种高效的脱氢催化剂，乙苯脱氢催化剂大都为Fe-K-Ce-Mo系催化剂，在此类催化剂体系中Ce是不可缺少的助剂，对催化活性起着重要的作用，因此其使用量不断提高以增加催化剂活性，但近年来Ce的价格也不断提高，给催化剂生产成本带来很大压力。中国专利96116541.3发明了一种用于生产苯乙烯的脱氢工艺，该脱氢工艺所使用的催化剂具有高的活性与产物收率，又有较强的自再生能力，但其稀土元素的使用含量为2～15%，由于稀土元素日益涨价，催化剂成本不断上升，也给乙苯脱氢生产苯乙烯的成本带来压力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是以往乙苯脱氢制苯乙烯所用的高铈含量催化剂生产成本高，而直接降低铈含量又导致催化剂活性下降的问题，提供一种新的乙苯脱氢催化剂。使用本发明的方法具有能够使低铈含量催化剂在保持较高催化活性的同时降低催化剂生产成本的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种乙苯脱氢的方法，以乙苯为原料，在反应压力为常压～-0.07MPa，反应温度为550～650℃，水/乙苯质量比为0.6～2.5，乙苯液体空速为0.3～1.0h^-1条件下，原料与催化剂接触，进行脱氢反应制得苯乙烯，其中所用的催化剂以重量份数计包括如下组分：

a)     70～90份 Fe₂O₃，

b)    6～12份 K₂O，

c)     2～8份 Ce₂O₃，

d)    0.1～10份 MgO，

e)     0.1～10份CaO，

f)      0.01～4份Li₂O，

g)     0.01～4份Na₂O，

催化剂中不含钼或其氧化物。

上述技术方案中，Ce₂O₃的优选范围以重量份数计为3～6份，Li₂O的优选范围以重量份数计为0.1～3份，Na₂O的优选范围以重量份数计为0.1～3份。Li₂O的更优选范围以重量份数计为0.5～2份，Na₂O的更优选范围以重量份数计为0.5～2份。

本发明催化剂制备方法如下：

按配比称量Fe、K、Ce、Mg、Ca、Li和Na的化合物，干粉混合，加入适量脱离子水，湿料捏合成适合挤条的面团状物。挤条、切粒成直径为3mm，条长为5mm左右的颗粒。于室温老化2～10小时，80～120℃干燥4小时，600～1000℃焙烧2小时，即可获得催化剂成品。其中，原料Fe₂O₃以氧化铁红的形式加入，K₂O以碳酸钾的形式加入，Ce₂O₃以硝酸铈和/或草酸铈的形式加入，MgO以氧化镁和/或碳酸镁的形式加入，CaO以氧化钙和/或碳酸镁的形式加入，Li₂O以硝酸锂和/或碳酸锂的形式加入，Na₂O以硝酸钠和/或碳酸钠的形式加入。

本发明中催化剂的活性评价在等温固定床反应器中进行，反应器是内径为25mm的不锈钢管，装载100ml催化剂，脱氢液供色谱分析，测得乙苯和苯乙烯含量。计算式如下：

苯乙烯单收(%) =  乙苯转化率(%) × 苯乙烯选择性(%)

本发明中催化剂的沸水试验测试方法如下：将100颗催化剂试样以10颗为一组，分为10组进行试验。将10颗催化剂试样投入煮沸的水中，继续煮沸30分钟后，冷却30分钟。观察水中催化剂颗粒的完整度，记录破裂的颗粒数。重复测试10次，无破裂为合格。

本发明中催化剂的冷水试验测试方法如下：将100颗催化剂试样以10颗为一组，分为10组进行试验。将10颗催化剂试样投入冷水中，静置30分钟。观察水中催化剂颗粒的完整度，记录破裂的颗粒数。重复测试10次，无破裂为合格。