[发明专利]用于烷基芳烃脱氢制烷烯基芳烃的方法

说明书

本发明涉及用于烷基芳烃脱氢制烷烯基芳烃的方法，主要解决以往技术中存在的长周期运行时，烷基芳烃转化率不够高的技术问题。将原料体系烷基芳烃和水在固定床反应器中，与双催化剂体系进行反应，反应步骤包括：a)原料体系先与第一催化剂Y接触，生成物流I；b)物流I再与第二催化剂Z接触，生成烷烯基芳烃，的技术方案，较好地解决了上述技术问题，可用于烷基芳烃脱氢制备烷烯基芳烃的工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种用于烷基芳烃脱氢制烷烯基芳烃的方法。

背景技术

烷烯基芳烃的工业生产方法主要通过烷基芳烃脱氢而得，例如苯乙烯的工业生产方法主要是乙苯催化脱氢法，其生产能力约占苯乙烯总生产能力的85％；二乙烯基苯的工业生产方法主要通过二乙苯催化脱氢而得。烷基芳烃脱氢反应是分子数增大的强吸热反应，高温、低压有利于目的产物的生成，因此，生产过程中采用高温、负压下，反应过程中加入大量过热水蒸气的工艺条件。

对于上述方法的关键之一是脱氢催化剂，该催化剂的基本组成包括主催化剂、助催化剂、制孔剂和粘结剂等。目前常用的脱氢催化剂为Fe-K-Ce-Mo系列，经高温焙烧后，催化剂中一般含α-Fe₂O₃和铁钾化合物物相。而大量研究结果表明，铁钾化合物是烷烃脱氢催化剂的主活性相或活性相前身，因此，若能将铁和钾完全生成铁钾化合物，对催化剂活性的提高有着重要的意义。在脱氢反应过程中，由于存在大量的水蒸气，在长周期运行中催化剂被不断冲刷，容易导致催化剂强度降低，影响催化剂使用寿命。如何提高低钾催化剂的强度，根据迄今为止的有关文献报导，科研人员已作过一些尝试。如已公开的中国专利CN1209194(乙苯脱氢制苯乙烯催化剂及其制备方法)中，报导在Fe-K-Ce-Mo-Mg体系中，通过添加钒、钴、锰、钛氧化物组合，并优化制备工艺，可以大大增强催化剂的测压强度，但是该催化剂中含有对钒，有毒且会对环境造成污染。中国专利CN100443170(乙苯脱氢制苯乙烯催化剂及其制备方法)中公开催化剂的侧压强度≥25N/mm，但该催化剂需要加入1～9％的水泥、硅胶作为补强剂，这种补强剂一般为酸性物质，加入到催化剂后易引起裂解等副反应，影响催化剂的选择性。如果能结合好各种催化剂的特点，对催化剂进行组合，并在工艺上进行优化，从而降低生产装置的成本，实现效益的最大化也越来越受到人们的关注。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是以往技术中存在长周期运行时，烷基芳烃转化率不够高的技术问题，提供一种新的用于烷基芳烃脱氢制烷烯基芳烃的方法。该方法具有长周期运行时，烷基芳烃转化率高的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种用烷基芳烃脱氢制烷烯基芳烃的方法，将原料体系烷基芳烃和水在固定床反应器中，与双催化剂体系进行反应，反应步骤包括：

a)原料体系先与第一催化剂Y接触，生成物流I；

b)物流I再与第二催化剂Z接触，生成烷烯基芳烃。

上述技术方案中，双催化剂体系中的第一催化剂与第二催化剂分别装填在两个并列的反应器中，或者装填在同一反应器中的上下两层。

上述技术方案中，反应器中反应温度为580～640℃，反应压力为-65kPa～常压；液体空速为0.3～2.0小时^－1，水蒸气/烷基芳烃的重量比为1.2～4.0。

上述技术方案中，双催化剂体系中，第一催化剂Y以重量百分比计包括以下组成：(a)65～80％的Fe₂O₃；(b)6～14％的K₂O；(c)9～13.5％的CeO₂；(d)0.5～5％的MoO₃；(e)0.2～5％的CaO；其中，催化剂Y中包含铁钾化合物，并且不具有氧化铁的物相，其催化剂中铁的化合物具有如下表所示的X射线衍射图案，