一种制备异丙苯的方法、系统与应用技术方案

本发明专利技术公开了一种制备异丙苯的方法、系统与应用，所述方法包括：以含α,α二甲基苄醇的烃类物料为原料进行两段反应，其中，第一段反应在第一催化剂存在下、于130～200℃下进行，第二段反应在第二催化剂存在下、于60～100℃下进行。其中，第一段反应采用较高温度实现α,α

【技术实现步骤摘要】
一种制备异丙苯的方法、系统与应用


[0001]本专利技术属于异丙苯制备，尤其涉及利用生产环氧丙烷时产生的含有α,α-二甲基苄醇的烃类副产氢解生产异丙苯的方法。

技术介绍

[0002]环氧丙烷(PO)是除聚丙烯和丙烯腈外的第三大丙烯衍生物，是重要的基本有机化工合成原料。目前，PO的生产工艺主要有四种：氯醇法、联产苯乙烯PO/SM法和联产叔丁醇PO/TBA法的共氧化法、双氧水直接氧化法(HPPO法)和异丙苯氧化法(CHP法)。氯醇法污染严重，PO生产技术的发展主要集中在绿色环保新工艺研发。其中，共氧化法受联产品市场影响，而HPPO工艺安全隐患较高。CHP法生产环氧丙烷技术中，丙烯环氧化过程中生成大量的含α,α-二甲基苄醇(DMBA)的副产，需要通过加氢氢解反应生成异丙苯，重新参与反应循环。
[0003]美国专利US7442843B2提出了一种提高异丙苯收率的工艺过程，该技术采用钯基催化剂，通过α,α-二甲基苄醇和氢气为原料，通过氢解或脱水加氢生产异丙苯，使用的氢气中含有0.1～10％的CO，可明显提高二甲基苄醇的转化率和异丙苯选择性。美国专利US4075254揭露在100～250℃高温下，采用Cu-Cr催化剂从α-甲基烷基苯乙烯制造烷基苯的技术。中国专利CN1732139A公开了一种芳香族化合物的氢化方法，至少使用两种氢化催化剂，含双键之侧链的芳香化合物先接触高活性Pd催化剂，再接触高选择性Cu催化剂，抑制异丙苯过加氢至异丙基环己烷。中国专利CN101733093A报道使用氧化铝或沸石负载金属Pd或Pd和Pt的混合物为反应，在反应温度低于160℃条件下，实现α，α-二甲基苄醇转化率大于99.5％，异丙苯选择性大于99.5％，该专利的反应条件下，Pd催化剂初期极易引起异丙苯发生过加氢异丙基环己烷，且该专利中载体较强的酸性在高温下会明显导致α，α-二甲基苄醇脱水中间产物甲基苯乙烯的聚合，该专利未提及催化剂稳定性的技术问题。
[0004]现有技术中，通过改进引入CO/H2以及使用对苯环氢化能力较差的Cu-Cr催化剂而抑制异丙苯的过加氢，从而提高异丙苯的收率和产品质量。

技术实现思路

[0005]本专利技术通过提供一种制备异丙苯的方法及系统，主要解决现有技术中存在的异丙苯法生产环氧丙烷时，异丙苯回收单元出现的异丙苯过加氢及杂质较高的技术问题。
[0006]本专利技术的目的之一在于提供一种制备异丙苯的方法，包括：以含α,α二甲基苄醇的烃类物料为原料进行两段反应，其中，第一段反应在第一催化剂存在下、于130～200℃(优选145～180℃)下进行，第二段反应在第二催化剂存在下、于50～100℃(优选60～85℃)下进行。
[0007]其中，先在较高温下对过α,α二甲基苄醇的烃类物料进行氢解处理完成第一段反应，α,α-二甲基苄醇全部转化至α-甲基苯乙烯和异丙苯；再在较低温度下进行α-甲基苯乙烯加氢制异丙苯完成第二段反应，提高反应转化率和选择性，尤其是选择性。而在现有技术中大多是直接于高温下进行α,α-二甲基苄醇氢解制异丙苯，影响选择性。
[0008]优选地，将第一段反应的反应热对原料进行预热，，使热量利用更加高效。
[0009]在一种优选的实施方式中，所述第一催化剂包括载体、负载于载体上的金属钯和/或其氧化物、以及任选地负载于载体上的助金属和/或其氧化物。
[0010]在进一步优选的实施方式中，在所述第一催化剂中，所述载体选自氧化铝、氧化硅、和活性碳中的至少一种，优选氧化硅；和/或，所述助金属选自Zn、Cu、Co和Fe中的至少一种。
[0011]在更进一步优选的实施方式中，所述第一催化剂中含有0.06g/L～30g/L、优选0.1g/L～5g/L的金属钯和/或其氧化物，0g/L～60g/L、优选0.1g/L～20g/L的助金属和/或其氧化物，其中，均以元素的重量计。
[0012]在一种优选的实施方式中，所述第二催化剂包括载体、负载于载体上的金属钯和/或其氧化物、以及任选地负载于载体上的非金属助剂。
[0013]在进一步优选的实施方式中，在所述第二催化剂中，所述载体选自氧化铝、氧化硅和活性碳中的至少一种，优选氧化铝；和/或，所述非金属助剂选自硫元素、硼元素和硅元素中的至少一种，优选硫元素。
[0014]在更进一步优选的实时方式中，所述第二催化剂中含有0.06g/L～30g/L、优选0.2g/L～10g/L的金属钯和/或其氧化物，0g/L～1g/L、优选0.01g/L～0.5g/L的非金属助剂，其中，均以元素的重量计。
[0015]优选地，在所述第一催化剂中，所述载体选自氧化硅，由于反应产生大量的水，在高温水热环境下，氧化硅表面具有更好的疏水性，使得催化剂表现出更优异的活性和长周期运行的稳定性。
[0016]优选地，在所述第一催化剂中，所述助剂为金属，由于反应产生大量的水，在高温水热环境下，使得催化剂表现出更优异的异丙苯选择性和Pd晶粒在高温下的稳定性。
[0017]优选地，在所述第二催化剂中，所述载体选自氧化铝，使得催化剂表现出更优异烯烃加氢活性和长周期运行的稳定性。
[0018]优选地，在所述第二催化剂中，所述助剂为非金属，使得催化剂表现出更优异的异丙苯选择性。
[0019]在本专利技术中，金属Pd来源没有特别限制，例如但不限于氯化钯、硝酸钯、氯钯酸等中的至少一种；金属铜来源没有特别限制，例如但不限于氯化铜、硝酸铜、醋酸铜等中的至少一种；金属锌来源没有特别限制，例如但不限于氯化锌、硝酸锌、醋酸锌等中的至少一种；硫元素来源为含硫有机物，例如但不限于叔壬基多硫化物、叔丁基多硫化物、二甲基二硫等中的至少一种；硼元素来源为硼酸、硼氢化钾等中的至少一种，硅元素来源为甲硅烷、乙硅烷、甲氧基硅烷、甲基硅烷等中的至少一种。
[0020]在一种优选的实施方式中，在第一段反应中，氢气与原料中α,α-二甲基苄醇的摩尔比小于等于1，优选0.5～0.9。
[0021]在一种优选的实施方式中，在第二段反应中，氢气与原料中α,α-二甲基苄醇的摩尔比大于等于2，优选3～5。
[0022]在一种优选的实施方式中，在第一段反应中，所述第一催化剂经装填形成第一催化剂床层。
[0023]在进一步优选的实施方式中，在第一段反应中，氢气分一股或多股进入所述第一
催化剂床层。
[0024]在更进一步优选的实施方式中，当一股进入时，自所述第一催化剂床层的顶部进入，当为多股进入时，第一股自所述第一催化剂床层的顶部进入，其余股自上而下均匀进入。
[0025]具体地，当为三股进入时，分别为床层顶部、距顶部1/3处和距顶部2/3处，当为二股进入时，分别为床层顶部和距顶部1/2处。
[0026]其中，分段加氢有利于提高异丙苯的选择性，二段无需分段加氢，通常一股氢气自所述第二催化剂床层的顶部进入即可，因为在此反应工况下，催化剂即具有良好的反应选择性。
[0027]在一种优选的实施方式中，在第一段反应和第二段反应中，分别独立地：控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备异丙苯的方法，包括：以含α,α二甲基苄醇的烃类物料为原料进行两段反应，其中，第一段反应在第一催化剂存在下、于130～200℃下进行，第二段反应在第二催化剂存在下、于50～100℃下进行。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一催化剂包括载体、负载于载体上的金属钯和/或其氧化物、以及任选地负载于载体上的助金属和/或其氧化物；和/或所述第二催化剂包括载体、负载于载体上的金属钯和/或其氧化物、以及任选地负载于载体上的非金属助剂。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述第一催化剂中，所述载体选自氧化铝、氧化硅、和活性碳中的至少一种，优选氧化硅；和/或，所述助金属选自Zn、Cu、Co、Fe中的至少一种；和/或在所述第二催化剂中，所述载体选自氧化铝、氧化硅和活性碳中的至少一种，优选氧化铝；和/或，所述非金属助剂选自硫元素、硼元素和硅元素中的至少一种，优选硫元素。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一催化剂中含有0.06g/L～30g/L的金属钯和/或其氧化物，0g/L～60g/L的助金属和/或其氧化物，其中，均以元素的重量计；和/或所述第二催化剂中含有0.06g/L～30g/L的金属钯和/或其氧化物，0g/L～1g/L的非金属助剂，其中，均以元素的重量计。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一段反应中，氢气与原料中α,α-二甲基苄醇的摩尔比小于等于1，和/或，在第二段反应中，氢气与原料中α,α-二甲基苄醇的摩尔比大于等于2。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一段反应中，所述第一催化剂经装填形成第一催化剂床层，其中，氢气分一股或多股进入所述第一催化剂床层。7.根据权利要求1～6之一所述的方法，其特征在于，在第一段反应和第二段反应中，分别独立地：控制反应压力为0.5～5.0MPa；和/或，控制液相体积空速为1.0～20h-1
；和/或，采用液相循环工艺，控制循环比为1～10。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述含α,α二甲基苄醇的烃类物料中主要包括α...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵多，刘仲能，吕宇皓，马文迪，王燕波，
申请(专利权)人：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：