乙苯的合成方法技术

本发明专利技术涉及乙苯的合成方法，主要解决现有技术原料成本高、流程长、效率差的技术问题。本发明专利技术通过乙苯的合成方法，包括加氢反应器和烷基化反应器，包括如下步骤：(1)在加氢反应器，在加氢催化剂存在下，氢气与乙酸乙酯进行加氢反应，得到物流I；(2)物流I与苯混合得到物流II；(3)在烷基化反应器，在烷基化催化剂存在下物流II发生烷基化反应得到含有乙苯的物流III的技术方案较好地解决了该问题，可以应用于乙苯的工业生产中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及乙苯的合成方法。
技术介绍
乙苯是一种重要的化工原料，是生产苯乙烯不可缺少的原料，绝大多数的乙苯用来生产苯乙烯。而苯乙烯是重要的基本有机化工原料,主要用于高分子材料领域以制取聚苯乙烯及其共聚物。随着汽车工业，绝缘体工业、包装工业和日用品工业的快速发展带来的对苯乙烯需求的日益增长，我国的乙苯需求也在不断增加。工业上主要通过苯与乙烯发生烷基化反应来合成乙苯(具体文献有中国专利CN101993331A、CN102040458A)。作为乙烯原料的石脑油来源于石油，而随着石油资源的日渐枯竭和油价的日益攀升，我国乙烯的生产成本急剧上升，由苯与乙烯烷基化的乙苯生产必定会受到限制，需要我们发展新的途径来合成乙苯。其中的一条途径是采用乙醇来代替乙烯作为烷基化原料来与苯反应来合成乙苯(具体文献有中国专利CN102276410A、CN102276411A)。目前，我国乙酸酯价格要低于乙醇，利用乙酸酯加氢技术制乙醇(具体文献有中国专利CN102976892A、CN101941887A)，可以为由乙醇和苯合成乙苯的生产提供原料乙醇，在我国乙酸行业产能过剩的背景下，也为乙酸行业下游应用提供了新的增长点。乙酸乙酯加氢得到的乙醇再与苯烷基化合成乙苯的两步技术路线，虽然可以将乙酸乙酯作为烷基化原料来合成乙苯，但这样要在第一步乙酸乙酯加氢后对中间产物乙醇的进行分离运输与储存，流程较长，能耗及排放高。现代化工生产中，通过反应器串联的方式来使多步反应耦合在连续进行，可以省去了中间产物的分离与储存、简化工艺流程、降低能耗及排放、提高技术经济性。因此，利用了产能过剩和廉价的乙酸乙酯作为烷基化原料，耦合乙酸乙酯加氢制乙醇和苯与乙醇烷基化制乙苯两个过程，直接实现由乙酸乙酯和苯合成乙苯，主要解决现有乙苯合成技术中烷基化原料成本高、流程长、效率差的技术问题，可以应用于乙苯的工业生产中。目前，尚没有关于通过耦合反应来直接实现由乙酸乙酯和苯合成乙苯方法的相关报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种新的乙苯的合成方法，该方法具有流程短效率高的特点。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：乙苯的合成方法，包括加氢反应器和烷基化反应器，包括如下步骤：(1)在加氢反应器，在加氢催化剂存在下，氢气与乙酸乙酯进行加氢反应，得到物流I；(2)物流I与苯混合得到物流II；(3)在烷基化反应器，在烷基化催化剂存在下物流II发生烷基化反应得到含有乙苯的物流III。上述技术方案中，所述的加氢催化剂优选包括载体和活性组分；所述载体可选自二氧化硅、二氧化钛和氧化铝中的至少一种，更优选的是二氧化硅；所述活性组分优选包括以下组分：组分1：金属镓或其氧化物；组分2：选自元素周期表中Ⅷ族的至少一种元素对应的单质或其氧化物；更优选Ⅷ族至少两种元素对应的单质或其氧化物；例如但不限于，所述Ⅷ族元素至少包括Ni和Pd，此时所述两种Ⅷ族元素在提高乙苯收率方面具有协同作用；组分3：选自元素周期表中ⅡB族的至少一种元素对应的单质或其氧化物；组分4：选自元素周期表中镧系的至少一种元素对应的单质或其氧化物；以重量份计，分子筛:组分1:组分2:组分3:组分4为100:(1～15):(1～30):(1～10):(1～5)。上述技术方案中，所述ⅡB族元素优选包括Zn元素的至少一种元素。上述技术方案中，所述镧系元素优选包括Ce元素的至少一种元素。上述技术方案中，所述烷基化催化剂优选为分子筛，包括ZSM-5、Beta分子筛、MCM-22、Y分子筛和改性的ZSM-5、Beta分子筛、MCM-22、Y分子筛中的至少一种，更优选优先ZSM-5分子筛和改性的ZSM-5分子筛。上述技术方案中，所述的分子筛优选为氢型分子筛。上述技术方案中，加氢反应压力和/或烷基化反应压力优选为2～3MPa。上述技术方案中，加氢反应温度优选为200～260℃上述技术方案中，加氢反应器进料中氢气与乙酸乙酯的摩尔比优选为20～50。上述技术方案中，乙酸乙酯的液体体积空速优选为0.3～0.9h-1。乙酸乙酯的液体体积空速相对于加氢催化剂体积计量。上述技术方案中，烷基化反应温度优选为300～400℃。上述技术方案中，苯的液体体积空速优选为2～8h-1。苯的液体体积空速相对于烷基化催化剂的体积计量。上述技术方案中，所述的加氢催化剂优选采用浸渍法制备，所述浸渍法优选包括如下步骤：将镓元素、Ⅷ族元素、ⅡB族元素和镧系元素的可溶性盐配成水溶液，共同浸渍分子筛，还原。上述技术方案中，所述的还原采用含氢气的气氛进行；还原的温度优选为500～700℃。上述技术方案中，所述含氢气的气氛，可以是纯的氢气，但为了还原过程和缓和操作安全，也可以是氢气与所述还原条件下呈化学惰性的那些成气相的物质组成的混合物。所述还原条件下呈化学惰性的那些成气相的物质优选自氮气、氦气、氖气、氩气中的至少一种。本专利技术的实施例和比较例中所涉及到的含氢气的气氛均为以体积百分比计含氢气5％的氢气氮气混合物。本专利技术中所述的压力均指表压。其中，乙酸乙酯转化率，苯转化率和乙苯收率的计算公司如下：采用上述由乙酸乙酯和苯合成乙苯的方法，在优选的反应条件下，乙苯的收率为89.4％，取得了较好的技术效果。而不采用分段进料的方案，乙酸乙酯、苯与氢气均在第一个反应器共同进料时，乙苯收率较低。下面通过实施例对本专利技术作进一步阐述，但是这些实施例不是对本专利技术的范围进行限制。具体实施方式【实施例1】1.催化剂制备(1)加氢催化剂：称取9.58g硝酸镓(分子式为Ga(NO3)3·9H2O)、4.96g硝酸镍(分子式为Ni(NO3)2·6H2O)、0.17g氯化钯(分子式为PdCl2)、2.28g硝酸锌(分子式为Zn(NO3)2·6H2O)、0.93g硝酸铈(分子式为Ce(NO3)3·6H2O)用100mL水溶解形成物料I；称取10g二氧化硅加入50mL去离子水中，搅拌1h，形成物料II；将物料I加入到物料II中，浸渍4h，120℃干燥过夜，600℃含氢气的气氛中还原2h，最后压片粉碎，选取20～40目的颗粒备用。催化剂的组成以重量份计，二氧化硅:镓元素:镍元素:钯元素:锌元素:铈元素为100:8:10:1:5:3，标记为8Ga-10Ni-1Pd-5Zn-3Ce。(2)烷基化催化剂：ZSM-5分子筛粉末压片粉碎，选取20～40目的颗粒备用。2.催化剂评价乙酸乙酯和苯合成乙苯在两个串联的连续流动固定床反应器上进行，加氢催化剂装填在第一个反应器内，烷基化催化剂装填在第二个反应器内，两个反应器内催化剂装填体积均为5mL，氢气与乙酸乙酯在第一个反应器进料，苯在第一个反应器与第二个反应器之间进料，苯与第一个反应器出口得到的物流混合后再进入第二个反应器内反应。反应条件为：第一个反应器反应温度为240℃，进料压力为2MPa，乙酸乙酯的液体体积空速为0.3h-1，进料氢气与乙酸乙酯的摩尔比为30:1；第二个反应器反应温度为400℃，进料压力为2MPa，苯的液体体积空速为5h-1，进料的苯与乙酸乙酯的摩尔比为18:1。反应结果见表1。【实施例2】1.催化剂制备(1)加氢催化剂：称取11.99g硝酸镓(分子式为Ga(NO3)3·9H2O)、7.43g硝酸镍(分子式为Ni(NO3)2·6H2O)、0.17g氯化钯本文档来自技高网...

【技术保护点】
乙苯的合成方法，包括加氢反应器和烷基化反应器，包括如下步骤：(1)在加氢反应器，在加氢催化剂存在下，氢气与乙酸乙酯进行加氢反应，得到物流I；(2)物流I与苯混合得到物流II；(3)在烷基化反应器，在烷基化催化剂存在下物流II发生烷基化反应得到含有乙苯的物流III。

【技术特征摘要】
1.乙苯的合成方法，包括加氢反应器和烷基化反应器，包括如下步骤：(1)在加氢反应器，在加氢催化剂存在下，氢气与乙酸乙酯进行加氢反应，得到物流I；(2)物流I与苯混合得到物流II；(3)在烷基化反应器，在烷基化催化剂存在下物流II发生烷基化反应得到含有乙苯的物流III。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的加氢催化剂包括载体和活性组分；所述载体选自二氧化硅、二氧化钛和氧化铝中的至少一种；所述活性组分包括以下组分：组分1：金属镓或其氧化物；组分2：选自元素周期表中Ⅷ族的至少一种元素对应的单质或其氧化物；组分3：选自元素周期表中ⅡB族的至少一种元素对应的单质或其氧化物；组分4：选自元素周期表中镧系的至少一种元素对应的单质或其氧化物；以重量份计，载体:组分1:组分2:组分3:组...

【专利技术属性】
技术研发人员：范文青，杨为民，王德举，刘仲能，韩亚梅，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11