[发明专利]合成气制备乙苯苯乙烯的方法

说明书

本发明主要涉及一种使用甲苯和合成气制备乙苯苯乙烯的方法，主要解决怎样利用甲苯与合成气经过催化反应合成乙苯苯乙烯的问题。本发明将甲苯与合成气通入装有双功能催化剂的反应器，通过催化反应从而生成乙苯苯乙烯。该催化剂具有甲醇合成和侧链烷基化双催化功能。此方案将甲苯和合成气经过双功能催化剂一步直接合成乙苯和苯乙烯，有效简化了工艺流程，可用于制备乙苯及苯乙烯的工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种乙苯苯乙烯合成方法。

背景技术

苯乙烯单体是一种重要的有机化工原料，主要用于聚苯乙烯、(ABS)树脂、丁苯橡胶、不饱和树脂等产品的生产。此外，还可用于制药、染料或制取农药乳化剂以及选矿剂等，用途十分广泛。苯乙烯系列树脂的产量在合成树脂中仅次于PE、PVC而名列第三。目前大部分工业苯乙烯是由苯和乙烯经Friedel-Craft反应生成乙苯，再经催化脱氢得来。该法流程较长、副反应多、能耗高，原料成本占生产可变成本的85％，生产成本较高。甲苯和甲醇烷基化是生产苯乙烯的一条有潜在应用前景的路线，1967年Sidorenko等首次用碱金属离子交换的X型和Y型沸石为催化剂成功用甲苯和甲醇合成了乙苯以及苯乙烯，但此方法生产过程中甲醇有很大一部分又分解为一氧化碳和氢气，存在甲醇分解严重的缺点。怎样避免甲醇分解的问题呢？我们知道合成气制甲醇已实现了工业化生产，文献“天然气化工，2006年第31卷72-78”，“洁净煤技术2013年第19卷第5期68-73”介绍了合成气制备甲醇或低碳醇的研究进展情况；

CN104557376A涉及一种合成气制甲醇与芳烃甲基化串联方法，主要解决现有芳烃烷基化生产中原料利用率低、催化剂稳定性差以及操作难度大等问题。该专利主要是解决的是芳烃苯环烷基化的问题。

CN201610560095.1涉及一种甲苯与合成气侧链烷基化制苯乙烯的方法，具体公开了及一种甲苯与合成气高选择性制备苯乙烯的方法，将含有甲苯和合成气的原料气通入反应器与经过氢气还原的双功能催化剂接触，经侧链烷基化反应制备苯乙烯；所述双功能催化剂包含碱性分子筛和金属氧化物。该方法通过以合成气替代甲醇进行甲苯侧链烷基化反应，不仅可以降低原料成本，省略传统苯乙烯制备过程中的脱氢步骤，降低能耗，而且避免了甲苯甲醇侧链烷基化反应中苯乙烯和甲醇的氢转移反应，提高了产物的苯乙烯/乙苯比，具有甲苯转化率高，产物中苯乙烯选择性高等特点。

但CN201610560095.1在说明书具体实施方式中涉及的金属氧化物都含有Cr，且不能同时实现较高的甲苯转化率和较高的苯乙烯乙苯选择性。

其他涉及的专利并没有一步法制备乙苯苯乙烯的报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的制备乙苯苯乙烯反应工艺复杂、催化剂对环境不友好、乙苯和苯乙烯选择性低等问题，提供一种新的制备乙苯苯乙烯的技术方法，该方法用于制备乙苯苯乙烯时，采用了价格低廉来源广泛的甲苯与合成气，具有反应工艺简单、催化剂对环境友好、转化率高、乙苯和苯乙烯选择性高等特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：以甲苯和合成气为原料，将其通入装有双功能催化剂的反应器，通过催化反应从而一步合成乙苯和苯乙烯。反应器中的双功能催化剂由铜锌铝氧化物催化剂和改性FAU型的X或Y分子筛催化剂机械混合而得到。

上述技术方案中，优选的，改性FAU型的X或Y分子筛以重量份数计，包括0.1～5份的铝或其氧化物、95～100份的X或Y分子筛。

上述技术方案中，更优选的，改性FAU型的X或Y分子筛以重量份数计，包括1～4份的铝或其氧化物。

上述技术方案中，优选的，改性FAU型的X或Y分子筛在于铝改性通过偏铝酸盐对分子筛进行改性处理。

上述技术方案中，优选的，改性FAU型的X或Y分子筛以重量份数计，还包括0.2～5份的稀土元素或其氧化物。