一种苯和乙醇合成乙苯的方法技术

技术编号:24323816 阅读:267 留言:0更新日期:2020-05-29 17:30
本申请公开了一种合成乙苯的方法,将含有苯和乙醇的原料在反应器中和催化剂接触,反应,得到乙苯;所述催化剂含有纯相ZSM‑11分子筛。使用纯相的ZSM‑11分子筛作为催化剂,乙醇作为烷基化试剂与苯反应合成乙苯,产品乙苯中的杂质少,二甲苯含量低,易于分离。

【技术实现步骤摘要】
一种苯和乙醇合成乙苯的方法
本申请涉及一种乙醇和苯烷基化生产乙苯的方法,属于有机合成领域。
技术介绍
乙苯是重要的化工原料,是生产苯乙烯不可缺少的关键原料,大多数乙苯生产厂家生产乙苯的目的是用于生产苯乙烯,少量用作溶剂、稀释剂及生产二乙苯等。大约90%以上的乙苯用于生产苯乙烯,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制取聚苯乙烯及其共聚物,如ABS、AS、丁苯橡胶及其不饱和聚酯,此外,苯乙烯作为有机反应中间体还广泛用于制药、涂料、颜料和纺织工业中。随着汽车工业、绝缘体工业、包装工业和日用品工业,随着对苯乙烯单体的日益增长的需求,世界的乙苯生产能力也在不断增加。工业上,绝大数乙苯是通过苯与乙烯的烷基化反应合成而得,随着苯乙烯的需求量与日俱增,乙苯供不应求,由于石油资源的日益枯竭和石油价格的飞涨,并且在石油缺乏的地区乙烯来源就受到限制,迫切需要寻找原料乙烯的替代品。乙醇可以通过农副产品生物发酵获得,生物化工技术的飞速发展使生物质制乙醇的生产成本大幅度降低;乙醇也可以从合成气制得,大连化物所与延长石油集团通过开展产学研强强合作,经过多年努力,在世界上首次成功开发了合成气制无水乙醇工艺专利技术,依托该技术建设的全球首套10万吨/年煤基乙醇工业示范装置于2016年末在陕西建成并于2017年1月产出合格无水乙醇产品,纯度达99.71%,为开发乙醇制乙苯工艺提供了可能性。乙醇运输储备方便,操作简单,可用来替代乙烯作为烷基化试剂。专利CN103664483B提供一种苯与乙醇反应生产乙苯的方法,主要解决现有技术存在乙苯选择性低的问题,所用分子筛为MCM-22。专利CN103539622B涉及一种烷基化制乙苯的方法,主要解决现有技术中存在副产二甲苯含量高的问题,所用分子筛为ZSM-5。专利CN102276411B将乙醇和苯在高温中压气相条件下混合进入装有ZSM-5纳米级分子筛催化剂的烷基化反应器,在反应器中,同时发生乙醇脱水生成乙烯,乙烯和苯烷基化生成乙苯的反应;分离得到的部分苯和二乙苯在气相条件下按重量比2~10∶1进入烷基转移反应器与ZSM-5分子筛催化剂接触进行烷基转移反应。乙醇脱水反应与乙烯和苯的烷基化在一台反应器内同时完成,乙醇脱水所需的热量由烷基化反应的放热供应。专利CN102276410B将苯和乙醇在气相条件下按摩尔比2~8∶1进入装有ZSM-5纳米级分子筛催化剂的烷基化反应器进行反应,得到包括苯、乙苯、二乙苯和水的混合物,分离得到的部分苯和二乙苯在液相条件下按重量比2~10∶1进入烷基转移反应器与Beta分子筛催化剂接触进行烷基转移反应生成乙苯。专利CN102276412B使用的催化剂为以重量百分比计含有以下组分:a)40~90%的硅铝摩尔比SiO2/Al2O3为30~400、晶粒直径为5~350纳米的ZSM-5分子筛;b)9~59%的粘结剂氧化铝或二氧化硅;c)0.1~10%的稀土金属氧化物;催化剂在使用前依次经高温水蒸气和磷酸处理。
技术实现思路
本专利技术提供了一种新的合成乙苯的方法,即使用纯相的ZSM-11分子筛作为催化剂,乙醇作为烷基化试剂与苯反应合成乙苯。产品乙苯中的杂质少,二甲苯含量低,易于分离。一种合成乙苯的方法,其特征在于,将含有苯和乙醇的原料在反应器中和催化剂接触,反应,得到乙苯;所述催化剂含有纯相的ZSM-11分子筛。可选地,所述催化剂为纯相的ZSM-11分子筛。可选地,所述反应的原料苯/乙醇摩尔比为2~7。可选地,苯/乙醇摩尔比为3~6。可选地,所述反应的温度为350~440℃。可选地,反应的温度为360~420℃。可选地,反应的温度为400~440℃。可选地,所述反应的压力为0.5~2.0MPa。可选地,反应的压力为0.8~1.5MPa。可选地,反应的压力为1.2MPa。可选地,所述反应的混合原料总空速为4~8小时-1。可选地,混合原料总空速为3~6小时-1。可选地,混合原料总空速为5~8小时-1。可选地,所述纯相ZSM-11分子筛的制备方法,包括以下步骤:a)将硅源、金属M的氢氧化物、铝源、模板剂N和水混合均匀制成溶胶,得到具有如下摩尔配比的溶胶:Al2O3:SiO2:N:H2O:M2O=1:10~600:0.5~200:10~30000:0.05~100;b)将步骤a)所得的溶胶水热晶化,产物经分离、洗涤、干燥,即得所述纯相ZSM-11分子筛。可选地,所述模板剂N选自环己胺、环己亚胺、吡啶、苯胺、N-甲基咪唑中的至少一种。可选地,所述步骤a)中,得到具有如下摩尔配比的溶胶:Al2O3:SiO2:N:H2O:M2O=1:10~300:1~150:50~30000:1~50。可选地,所述步骤a)中,得到具有如下摩尔配比的溶胶:Al2O3:SiO2:N:H2O:Na2O=1:15~260:2~120:500~30000:1.5~45。可选地,所述步骤a)中,得到具有如下摩尔配比的溶胶:Al2O3:SiO2:N:H2O:Na2O=1:17.1~256.8:2.5~119.8:555.6~29000:1.75~42。可选地,所述步骤b)中,水热晶化的条件为:150~190℃下水热晶化12~96h。可选地,所述步骤b)中,水热晶化的条件为:170~180℃下水热晶化48~72h。可选地,所述晶化温度的上限选自160℃、170℃、180℃或190℃;下限选自150℃、160℃、170℃或180℃。可选地,所述晶化时间的上限选自24h、35h、36h、48h、60h、72h、84h或96h;下限选自12h、24h、35h、36h、48h、60h、72h或84h。可选地,所述铝源选自异丙醇铝、氯化铝、硝酸铝、硫酸铝、拟薄水铝石中的至少一种。可选地,所述硅源选自硅溶胶、水玻璃、正硅酸乙酯、白炭黑、超细二氧化硅粉和硅酸钠中的至少一种。可选地,所述铝源选自异丙醇铝、偏铝酸钠中的至少一种。可选地,所述硅源选自硅溶胶、水玻璃中的至少一种。可选地,所述金属M的氢氧化物选自碱金属的氢氧化物中的至少一种。可选地,所述金属M的氢氧化物选自氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种。可选地,所述金属M的氢氧化物为氢氧化钠。作为一种优选的实施方式,具体操作步骤如下:先把硅源加入到金属M的氢氧化物的水溶液中,将铝源、模板剂N混合,最后均匀制成合成溶胶,合成溶胶的摩尔配比为Al2O3:SiO2:N:H2O:M2O=1:10~600:0.5~200:10~30000:0.05~100;然后于160~190℃下水热晶化1~4天,冷却后,过滤、洗涤、干燥,得到纯相ZSM-11分子筛样品。作为优选的方案,合成溶胶的摩尔配比为Al2O3:SiO2:N:H2O:M本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种合成乙苯的方法,其特征在于,将含有苯和乙醇的原料在反应器中和催化剂接触,反应,得到乙苯;/n所述催化剂含有纯相的ZSM-11分子筛。/n

【技术特征摘要】
1.一种合成乙苯的方法,其特征在于,将含有苯和乙醇的原料在反应器中和催化剂接触,反应,得到乙苯;
所述催化剂含有纯相的ZSM-11分子筛。


2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述反应的原料苯/乙醇摩尔比为2~7;
优选地,苯/乙醇摩尔比为3~6。


3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述反应的温度为350~440℃;
优选地,反应的温度为360~420℃。


4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述反应的压力为0.5~2.0MPa;
优选地,反应的压力为0.8~1.5MPa。


5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述反应的混合原料总空速为2~8小时-1;
优选地,混合原料总空速为3~6小时-1。


6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述纯相ZSM-11分子筛的制备方法,包括以下步骤:
a)将硅源、金属M的氢氧化物、铝源、模板剂N和水混合均匀制成溶胶,得到具有如下摩尔配比的溶胶:
Al2O3:SiO2:N:H2O:M2O
=1:10~600:0.5~200:10~30000:0.05~100;
b)将步骤a)所得的溶胶水热晶化,产...

【专利技术属性】
技术研发人员:裴仁彦赵文广夏春晖吕新新杨冬荣任晓光
申请(专利权)人:延长中科大连能源科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:辽宁;21

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1