[发明专利]一种α-苯乙醇气相脱水制苯乙烯的方法

说明书

本发明涉及一种α‑苯乙醇气相脱水制苯乙烯的方法，通过设置多级串连脱水反应区段，使α‑苯乙醇反应物料依次流经不同温度的催化反应区段，发生脱水反应生产苯乙烯单体。本发明可有效提高反应转化率和苯乙烯选择性，抑制苯乙烯聚合，副产焦油产量低，催化剂结焦失活速率慢，装置单程操作周期长，适用于环氧丙烷/苯乙烯联合生产过程中的苯乙醇脱水过程，也可用于高纯α‑苯乙醇以及其他醇分子脱水制烯烃过程。

技术领域

本发明属于化工生产技术领域，具体涉一种α-苯乙醇气相脱水制苯乙烯的方法。

背景技术

苯乙烯是一种重要的基本有机化工原料，主要用于生产聚苯乙烯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物等。此外，还可用于制药、农药、染料等行业，用途十分广泛。苯乙烯工业化生产有乙苯脱氢和α-苯乙醇脱水两种技术路线。

α-苯乙醇液相脱水法一般采用均相酸类催化剂，常见的有硫酸、磷酸、对甲苯磺酸等。α-苯乙醇液相脱水过程中，均相酸催化剂会参与并促进副反应发生，生成重组分副产物，降低原料利用率。US3639928采用硝基苯酚或硝基取代的磺酸作为抑制剂，CN1023618383A采用对甲苯磺酸与邻甲苯磺酸复配以降低催化剂用量等改进方式，但均无法从根本上避免上述副反应的发生。而且，苯乙烯中有均相催化剂残留，必须进行碱洗脱除，产生大量废碱液，回收难度大。

α-苯乙醇气相脱水法通常采用固体催化剂，如氧化铝或氧化钛，US3442963和US3658928中均有报导。苯乙醇脱水反应温度一般在250～320℃、苯乙醇转化率98％以上，苯乙烯的选择性92～98％。国际壳牌研究有限公司的专利CN200880120037采用具有多峰型孔径分布的氧化铝催化剂，在1.0Bar、300℃的条件下，苯乙醇转化率为99.8％，苯乙烯的选择性为94.9～95.4％，活性下降速率为0.48％/100h。常州瑞华化工工程技术股份有限公司在专利CN202010435885.3中公开了一种α-苯乙醇气相脱水制备苯乙烯的方法，采用多级加热配合多级脱水反应工艺，每个反应器前配置加热器，用以补偿反应过程的热量损失，确保每个反应器在相同温度水平下进行反应，以达到目标转化率和选择性，可降低焦油生成量，苯乙烯选择性98～99％，但能耗较高，本质上属于与工艺流程上的创新，无法解决本征催化反应的缺陷。

因此开发一种高效低能耗的α-苯乙醇气相脱水制苯乙烯方法，可以有效提高装置生产效率。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种α-苯乙醇气相脱水制苯乙烯的方法，具有反应活性及选择性高，能耗低，催化剂单周期寿命长等特点。

本发明所述的α-苯乙醇气相脱水制苯乙烯的方法，将α-苯乙醇原料与水蒸汽配送至原料汽化器进行汽化和混和，再经预热器加热后进入脱水反应区反应，反应后气体经冷凝后，将水与苯乙烯分离，得到苯乙烯单体产物；

所述脱水反应区包括依次串连设置高温反应区段和低温反应区段，所述高温反应区段的装填催化剂为介孔集中的氧化铝催化剂，所述低温反应区段的装填催化剂为路易斯碱修饰的氧化铝催化剂。

本发明在脱水反应区采用具有不同活性的脱水反应催化剂而形成的，通过催化反应活性优化匹配，达到目标转化率和选择性，反应区之间无需外部加热，本质上属于本征催化反应上的创新。

本发明中的α-苯乙醇原料可以是经过脱乙苯等杂质后的环氧丙烷/苯乙烯联合生产过程形成的环氧化产物(α-苯乙醇纯度不低于90％)，也可以是高纯度α-苯乙醇原料。

更进一步的，所述高温反应区段和低温反应区段之间无需设置加热器。

更进一步的，所述高温反应区段和低温反应区段位于同一管式反应器的不同轴向位置处。或者所述高温反应区段和低温反应区段分别为单个的反应器，两者之间串联设置。