[发明专利]生产乙基甲苯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产乙基甲苯的方法。

背景技术

乙基甲苯是甲苯的一种衍生产物，具有邻乙基甲苯（ortho-ethyltoluene）、间乙基甲苯（meta-ethyltoluene）和对乙基甲苯（para-ethyltoluene）三种同分异构体。其中对甲乙苯的用途最为广泛，可以用于进一步脱氢制备对甲基苯乙烯（para-methylstyrene）。对甲基苯乙烯则是生产聚对甲基苯乙烯（PPMS）、不饱和聚酯、和热塑性弹性体等高聚物的重要单体，也可以替代苯乙烯用于制造ABS树脂与其它二元、三元共聚物，对甲基苯乙烯还广泛用于核工业及聚酸增强纤维和烷基涂料等方面，用途非常广泛。除了对乙基甲苯以外，间乙基甲苯是另一种有用的反应产物，不仅可以用于脱氢生成间甲基苯乙烯（一种功能性单体），还可以作为中间体广泛地应用到精细化工和药物合成中。邻乙基甲苯则是一种用途不大的化合物，因此需要尽可能地避免在反应中生成。在我国国内，一些乙基甲苯的生产厂商常常需要根据市场情况，及时调整乙基甲苯产物中的对位/间位比例，并且尽可能少地产生邻位产物。

20世纪50年代，美国Dow化学公司采用AlCl₃为烷基化催化剂制备乙基甲苯，其中对、间、邻乙基甲苯三种异构的选择性之比接近热力学平衡值，分别为34%、54%和12%，其中产生了较多用途不大的邻乙基甲苯。中国科学院大连化物所采用改性处理的ZSM-5沸石，在操作压力0.7~1.5MPa，反应温度380~450℃的条件下，乙烯转化率60%~85%，对乙基甲苯选择性为80%~95%，没有邻乙基甲苯。然而，该催化剂的单程寿命较短，仅为半个月左右（CN1041060C, CN1047106C, CN1043421C）。美国美孚石油公司开发了一种采用甲苯与乙烯制备对乙基甲苯的方法，采用氧化锰、氧化钙、氧化磷等氧化物改性的ZSM-5分子筛为催化剂，其中对乙基甲苯的选择性达到90~99%。然而，虽然该系列方法可以达到很高的对位选择性，但却不能灵活地调变产物中对、间、邻乙基甲苯产物的比例（US4420418，US5698756）。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术存在无法精确调变产物中邻、间、对三种乙基甲苯比例，再生周期短的问题，提供一种新的生产乙基甲苯的方法。该方法可以精确地调变反应产物中邻、间、对三种乙基甲苯产物的分布比例，同时具有再生周期长的特点。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：一种生产乙基甲苯的方法，以甲苯和乙烯为原料，在反应温度为300~440℃，反应压力为0.1~2.0MPa，甲苯和乙烯的摩尔比为1.0~16.0，总进料空速为5.0~80.0小时^-1的条件下，反应原料与催化剂接触反应生成乙基甲苯；其中，所述催化剂为磷硅改性的HZSM-5分子筛，以重量份数计，所述催化剂包括以下组份：

a）75.0~100份的HZSM-5分子筛；

b）0.2~5.0份的P₂O₅；

c）2.0~20.0份的无定形SiO₂；

d）10~50份的粘结剂。

上述技术方案中，优选地，HZSM-5分子筛的骨架SiO₂/Al₂O₃摩尔比为30~300。更优选地，HZSM-5分子筛的骨架SiO₂/Al₂O₃摩尔比为50~200。

上述技术方案中，优选地，以重量份数计，HZSM-5分子筛的用量为81.5~99.5份，P₂O₅的用量为0.5~3.5份，无定形SiO₂的用量为2.5~15.0份，粘结剂的用量为15~40份。更优选地，HZSM-5分子筛的用量为87.5~99.2份，P₂O₅的用量为1.0~2.0份，无定形SiO₂的用量为3.0~10.0份，粘结剂的用量为25~35份。

上述技术方案中，优选地，所述反应温度为350~410℃。

上述技术方案中，优选地，反应压力为0.4~1.5MPa。

上述技术方案中，优选地，甲苯和乙烯的摩尔比为4.0~10.0。

上述技术方案中，优选地，总进料空速为9.0~45.0小时^-1。