[发明专利]一种提高乙烯和苯液相烷基化反应性能的方法

说明书

本发明提供了一种提高乙烯和苯液相烷基化反应性能的方法，具体如下：采用改装后的多级反应器，在反应器的中下部A段装填H‑MWW分子筛催化剂，而在其余部分B段装填H‑BEA分子筛催化剂，A段部分苯和乙烯从反应器中每一级分别通入进行反应，B段部分苯从底部一股进料，乙烯分级进料，在180～260℃、30～45atm、乙烯重量空速/级：0.2～1.5h^‑1、总苯/乙烯摩尔比为2～4条件下进行反应。本发明的H‑MWW与H‑BEA共同作用下液相烷基化反应，与仅用H‑BEA或H‑MWW分子筛催化剂反应相比，反应中乙烯转化率和稳定性可以得到进一步提高。

技术领域

本发明属于分子筛催化剂领域，具体涉及一种提高乙烯和苯液相烷基化反应性能的方法。

背景技术

乙苯是一种重要的有机化工原料，主要用于生产苯乙烯(其产量居于世界聚烯烃单体产量的第三位)。我国是苯乙烯消耗大国，虽然近年来随着一批大型乙苯装置的投产，我国苯乙烯市场供应紧张的形势已有所缓解，但仍有40％以上的市场缺口需要依赖国外进口。目前,乙苯生产主要有气相法和液相法。基于分子筛的优良性能，目前分子筛已取代传统的AlCl₃，成为气相法和液相法生产乙苯的主流催化剂体系。Mobil和Badger公司于上世纪七十年代合作开发了以高硅ZSM-5分子筛为催化剂的纯乙烯气相法工艺(F.Dwyer.Manufacture of ethyl benzene.USP 4107224,1978)。上世纪80年代，大连化学物理研究所等开发了催化裂化干气制乙苯催化剂，并开发了气相法干气制乙苯工艺(王清遐；张淑蓉；蔡光宇；魏永祯；李峰；黄祖贤,稀乙烯烷基化制乙苯过程及其所用沸石催化剂,ZL871050544,1993)。近期，上海石油化工研究院也开发成功气相法合成乙苯的ZSM-5分子筛催化剂及工艺(孙洪敏,杨为民,张斌,宦明耀.纯乙烯或干气与苯反应生产乙苯的方法,ZL 2009102016662,2014)。

液相法烷基化制乙苯反应温度较低(一般<300℃)，副产物较少，尤其是二甲苯杂质含量(<100ppm)远远低于气相法。此外，液相法还具有操作温度易控、催化剂寿命长等优点。20世纪80年代，美国Unocal、Lummus和UOP公司联合开发了以USY分子筛为催化剂的苯与乙烯液相法制乙苯技术。与Y分子筛催化剂相比，90年代早期Chevron公司开发的Beta分子筛催化剂具有更高的活性和乙苯选择性(R.A.Innes,S.I.Zones,G.J.Nacamuli,Liquidphase alkylation or transalkylation process using zeolite BEA,USP 4891458,1990)。中石化石油化工科学研究院开发了Beta分子筛-γ-氧化铝催化剂并用于乙苯合成过程(黄志渊,田素贤,徐亚丽,朱斌,王卫东,张凤美.β沸石-γ-氧化铝催化剂及其制备方法，ZL931069467,1998)。90年代初，美国Mobil和Badger公司以MCM-22分子筛为催化剂联合开发了EBMax工艺，并于1995年在日本千叶苯乙烯公司建成第一套生产装置。

目前应用于液相法烷基化的催化剂主要为分子筛，包括BEA、Y和MWW等分子筛。与Y和BEA分子筛的相比，MWW分子筛催化剂具有苯烯比低、乙苯选择性高和稳定性好的优点。Y和BEA分子筛在高苯/乙烯摩尔比(12～32)和低乙烯空速(0.1～0.3h^-1)条件下，乙烯转化率优于MWW，而在低苯/乙烯摩尔比(2～8)和高乙烯空速(0.5～1.5h^-1)条件下，MWW具有更好的乙烯转化率和反应稳定性。