[发明专利]一种液相法稀乙烯制乙苯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种苯和乙烯烷基化制乙苯的方法，具体地说是一种液相法稀乙烯和苯烷基化反应制乙苯的方法。

背景技术

乙苯是重要的有机化工原料，主要用于生产苯乙烯单体，进而合成各种工程塑料、合成树脂、合成橡胶等高分子材料。

随着我国经济的快速发展，乙苯的需求非常旺盛，对外依存度达到50%以上。另一方面，国内催化裂化技术加工能力超过120Mt/a，副产干气约5Mt/a；这些乙烯含量平均约为20wt％的炼厂干气没有得到充分利用，部分仅作为燃料使用，造成乙烯资源浪费。

为合理利用各种形式和不同浓度、尤其是低浓度乙烯资源，国内外从70年代就开展了稀乙烯与苯烷基化生产乙苯的研究工作。稀乙烯制乙苯工艺按照反应原料苯在烷基化反应器中存在的相态划分为气相法和液相法两大类。

气相法是较早开发成功和工业应用的一种技术，属气固两相反应。目前主要有Mobil/Badger工艺、ABB拉默斯环球有限公司的气相法工艺、中科院大连化物所的气相法工艺和中石化的SGEB干气制乙苯技术，且国内已建成多套工业化装置。由于反应温度较高（300℃～500℃），对设备及操作过程的要求较高，能耗较大，反应副产物多，乙苯选择性不高，所用催化剂较容易失活；此外，反应产物乙苯中有800μg/g左右的杂质二甲苯（工业上要求乙苯中二甲苯含量少于100μg/g），这样对后续产品聚苯乙烯的品质有较大的不利影响。

液相法借助较高压力使原料苯处于液相，纯乙烯工艺中，乙烯以液相形态存在于反应器内，属于液-固两相反应类型，国内外已有非常成熟的技术；对稀乙烯工艺而言，稀乙烯中的惰性气体仍以气体形式存在，属于气-液-固三相反应，这是稀乙烯工艺和纯乙烯工艺的主要差别。由于催化反应机理的不同，这两种技术在烷基化反应部分是相对独立存在的，没有传承关系。一个专利商可能同时拥有这两种技术，但它的这两种技术也是独立存在，没有传承和替代关系。

国外液相法稀乙烯制乙苯工艺主要有美国UOP公司的Alkar工艺，催化剂为Al₂O₃-BF₃；CDTech公司的催化精馏工艺，催化剂主要活性组元为Y型分子筛；Monsanto/Lummus公司改良的AlCl₃法，Fina公司的固定床工艺，催化剂活性组元为Ce改性的β分子筛，且稀乙烯中的其它组分仅限于甲烷和乙烷，不适用于含有大量氮气、氢气等不凝气的炼厂干气。国内主要有中科院大连化物所和北京服装学院分别开发的催化精馏技术。此外，中国专利CN1207960A（申请人为北京燕山石油化工股份有限公司化工二厂和北京服装学院）报道了一种用苯和炼厂干气烷基化制乙苯的工艺及其所用催化剂，其中苯进料保持为液态，干气中的乙烯和其它成分的混合物保持为气态，两者并流引入到反应器中并在固定床催化剂上接触反应，得到的产物混合物导出反应器后经分离得到目标产物乙苯。该工艺中所用催化剂活性组元为改性β分子筛，对其酸性质（如总酸量、B酸量、B酸与L酸比值等）及孔道直径有严格要求，乙苯选择性（约95%）有待提高。

IM-5分子筛是一种具有IMF结构的分子筛，由法国（IFP公司）的Benazzi等人首次合成的。在孔道结构方面，该分子筛为2维10元环分子筛，其有效的孔宽度为0.48nm～0.55nm，其孔道中还存在一个有限的第三维孔道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种乙烯转化率和乙苯选择性有明显提高的液相法稀乙烯制乙苯的方法。

本发明提供的液相法稀乙烯制乙苯的方法，其特征在于，在烷基化反应条件和一种含HIM-5分子筛的催化剂存在下，使稀乙烯和苯进行接触反应，其中，所说的含HIM-5分子筛的催化剂是将HIM-5分子筛与一种含硅化合物和/或含铝化合物混合均匀成型后经200～400℃、0.4～1.2克水/小时·克催化剂条件下水热处理得到。

本发明提供的方法，采用一种特别方式处理得到的含HIM-5分子筛的催化剂，该工艺可形成具有强B酸性质的Al-O物种，提高了液相法稀乙烯和苯烷基化反应制乙苯的乙烯转化率和乙苯选择性。

具体实施方式

本发明提供的液相法稀乙烯制乙苯的方法，其特征在于，在烷基化反应条件和一种含HIM-5分子筛的催化剂存在下，使稀乙烯和苯进行接触反应，其中，所说的含HIM-5分子筛的催化剂是将HIM-5分子筛与一种含硅化合物和/或含铝化合物混合均匀成型后经200～400℃、0.4～1.2克水/小时·克催化剂条件下水热处理得到。