[发明专利]稀乙烯和丙烯与苯反应制取乙苯和丙苯的工艺

说明书

本发明是关于一种以乙烯和丙烯与苯为原料制取乙苯和丙苯的工艺，更具体地说，是关于一种以稀乙烯和丙烯与苯为原料在沸石催化剂的存在下制取乙苯和丙苯的工艺。

乙苯是一种重要的化工原料，因而自三十年代末以来发展了多种以乙烯和苯为原料制乙苯的工艺方法，但它们绝大部分是采用高浓度的乙烯为原料。

随着石油加工业的发展，大量含有低浓度乙烯的炼厂尾气为制取乙苯提供了新的原料来源。因而陆续出现了不少与之相适应的工艺专利，如USP2,939,890、USP3,691,245、USP3,702．886、USP3,848,012、USP4,107,224、USP4,459,426、GB827,830、GB1,162,481、DE2,756,221、RO51,253等。根据这些工艺所使用的催化剂种类，它们大致可分为液相AlCl₃法、BF₃法及汽相硅铝酸盐沸石法。然而这些现有技术对原料气乙烯中的H₂S、O₂、H₂O、CO₂等杂质含量都有严格的要求，需将它们脱除至ppm级方可使用，也就是说在实施这些工艺技术时必须在乙苯装置之前外加原料气所预精制装置。

USP4,107,224中披露了一种在沸石催化剂存在下以稀释了的乙烯为原料汽相制取乙苯的工艺方法，其反应条件为：250-600℃、0.1-100大气压、进料的重量空速0.1-100时^-1、苯与乙烯摩尔比1-30。所用的沸石具有至少12的硅铝比和1-12的限制指数，例如ZSM-5、-11、-12、-35、-38等。该沸石催化剂装填在串联的反应器床层中。除最后一个床层外，每一床层的流出物中注入较该流出物温度为低的新鲜反应物料混合物后再进入下一个床层以此达到各反应段之间的冷却。稀释后的乙烯中乙烯含量为15-20重％，其稀释剂是基本上由CH₄、C₂H₆或其混合物组成的惰性烃类，以此增加分压驱动力将催化剂表面积碳的前身物脱附掉，为工业应用的方便，稀乙烯可取自来自炼厂装置，如流化催化裂化装置的尾气，但在用作原料之前该尾气需除去酸性气体H₂S、CO₂、以及H₂O和C₂以上的残留烃。处理后所得稀乙烯原料中仅有CH₄、C₂H₆、C₂H₄、H₂、N₂和CO。

本发明者们早期曾公开了一种以含有低浓度乙烯的炼厂催化裂化干气为原料，不需预先精制而直接与苯反应制取乙苯的工艺(CN90109803.5)。所用的稀乙烯原料只需不含游离水、H₂S含量＜6000mg/M³、C₃⁼和C₄⁼＜2体积％即可。其反应条件为：300-450℃、0.4-2.5MPa大气压、乙烯重量空速0.4-2.5时^-1、苯与乙烯摩尔比3-12。所用的催化剂是以30-70％的硅铝比为40-100的pentasi]型沸石为基本活性组分，辅以70-30％的Al₂O₃载体构成的，其中含0.3-6％的混合稀土或0.2．3％的La以及0.05-0.2％的S。该沸石催化剂装填在多段反应器床层中，稀乙烯原料分段注入反应器以控制反应温升。流程中烃化反应与反烃化反应在同一反应器中进行。该工艺方法可使乙烯转化率达95％以上，乙烯生成乙苯的选择性99％以上。