[发明专利]一种由焦化轻苯催化合成制备烷基苯的方法

说明书

本发明涉及苯烷基化反应，具体地说，涉及一种以焦化轻苯为原料，经催化合成制备烷基苯的方法。

焦化轻苯是钢铁企业和炼焦企业的副产品，也是发展有机化工和精细化工的宝贵资源。但由于组成复杂，含硫量高，在很大程度上限制了它的综合开发利用，特别是在催化领域的应用，长期以来，这种炼焦副产物深加工和利用一直未得到大的发展。在发达国家，由于石油化工业高度发达，焦化轻苯利用占苯的比重较低，除少数大企业进行催化精制脱硫外，尚未形成技术先进的产业。我国焦化轻苯占苯产量的40-50％是精细化工中间体和地方有机化工的重要原料，脱除轻苯中的硫化物是合理开发此资源的关键，目前除了大吨位的焦化轻苯处理采用催化加氢外，我国绝大多数中小企业仍采用传统的酸洗法，方法简单易行，但对设备的腐蚀十分严重，且产生难以处理的再生酸，环境污染大，而且造成噻吩资源的浪费和苯的损失，导致焦化轻苯的单耗高，效益低。

本发明的目的在于避免上述现有技术的不足之处，而提出一种方法简单，环境污染小，产品质量高的烷基苯并同时脱硫的制备方法。

本发明的目的可以通过以下措施达到，采用萃取和催化反应联合的方法，以焦化轻苯为原料。初步精馏后得到焦化苯；萃取回收大部分噻吩后，焦化苯与酸性催化剂接触，与低碳烯烃和低碳醇进行烷基化反应，反应温度为350-450℃，常压-5.0Mpa，空速4.5-18hr^-1，生成未转化的苯、烷基苯和芳烃副产物，并同时脱除噻吩硫化物，生成的硫化氢去吸收单元；精馏分离得到无硫烷基苯产品，芳烃副产品去反烃化，无硫苯(即苯产品)去烃化。

初步精馏和萃取：均采用已知技术，萃取溶剂是吡咯烷酮、DMF(N,N-二甲基甲酰胺)、乙叉脲加水(乙叉脲∶水∶原料的重量％为40∶18∶42)，对噻吩含量高于3000mg/L的焦化苯，在合成烷基苯工序前，增加萃取单元，回收宝贵的噻吩资源；对低于500mg/L噻吩的焦化苯，在反应条件下，进行苯的烷基化、异构化、歧化催化反应，生成对二甲苯、乙苯、异丙苯等高附加值产品，同时噻吩被彻底转化为硫化氢气体，因此达到脱硫目的。

低碳醇和低碳烯烃：低碳醇包括甲醇、乙醇在内的所有C5以下的低级醇；低碳烯烃包括工业乙烯、丙烯在内的所有C5以下的单烯或二烯。反应过程中，主要作为烷基剂，参与苯的烷基化反应，合成烷基苯，同时加速噻吩的裂解反应，分解生成硫化氢气体逸出，达到脱硫目的，在一定的压力下，噻吩几乎完全被分解生成硫化氢气体，未转化的苯及烷基苯产物中不含硫，从而保证了产品的质量。

烷基剂的来源包括(1)廉价的工业醇类(甲醇、乙醇)；(2)工业乙烯和丙烯；(3)炼厂的干气。烷基苯包括乙苯、二甲苯、异丙苯等。

焦化轻苯来自于钢铁企业和炼焦企业的副产品，馏程范围：C4-160℃。

酸性催化剂：包含多成分的酸性沸石分子筛催化剂，其中含有Bronsted酸中心及Lewis酸中心，其中沸石分子筛包括ZSM-5、Beta、丝光沸石及上述沸石的稀土改性。

精馏：液体产品进行精馏，得到苯、甲苯、对二甲苯、乙苯、异丙苯等重要的有机化工原料，用白土对所得产品进一步精制，从而得到符合标准的产品。

本发明相对现有技术具有如下优点：工艺流程简单，省去传统方法中二次酸洗工序，设备腐蚀小，废物处理量与环境污染不再是主要问题，另外脱硫条件温和，产品附加值高，苯损失少。

附图的图面说明如下：

图1为由焦化轻苯催化合成制备烷基苯的工艺流程图

下面结合实施例，对本发明加以进一步说明：

实施例一：

以HZSM-5为催化剂，用含1000mg/L噻吩(即0.1％)的焦化苯为原料，分别与甲醇、乙醇进行反应，苯中的噻吩被分解生成硫化氢气体逸出。在反应温度380℃、B/E(即苯与醇的体积比)为2.0-5.0、常压、WHSV=4.5-18hr^-1，焦化苯中的噻吩脱除率高达98％以上。

实施例二：

在反应温度为350-450℃，空速为4.5-12hr^-1，反应原料为首钢焦化厂的焦化苯(噻吩浓度为270mg/L)，以沸石分子筛HZSM-5(Si/Al=45)为催化剂，当反应压力为1.2-5.0Mpa时，产物中噻吩含量几乎为0mg/L。

实施例三：