一种低能耗的生产烷基苯的工艺方法技术

一种低能耗的生产烷基苯的工艺方法，原料苯和原料烯烃进入烷基化反应器烷基化反应，从烷基化反应器出口或段间出来的烷基化反应流出物经０～５个多烷基苯转化反应器循环回液相烷基化反应器，从烷基化反应器出口出来的烷基化反应流出物先经０～５个多烷基苯转化反应器进行烷基转移反应，然后经分离得到苯、单烷基苯、多烷基苯和重组分，其中部分苯返回烷基化反应器，剩余苯与多烷基苯进入烷基转移反应器发生烷基转移反应，烷基转移反应流出物与烷基化反应流出物一起去分离。该方法降低了烷基化产物中多烷基苯浓度，减轻了多烷基苯塔的运转负荷，同时减轻了烷基转移部分的运转负荷，从而降低了烷基转移部分苯的用量，节省了能耗。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种从含碳原子数较少的烃制备烃的方法。更具体地说，是一种从低碳烯烃与苯生产烷基苯的方法。
技术介绍
乙苯是重要的有机化工原料，主要用于生产苯乙烯，世界上99％的乙苯均作为苯乙烯的原料，只有1％作为它用，如溶剂、生产二乙基苯和蒽醌等。因此，乙苯的需求几乎全部取决于苯乙烯的生产。据预测，在1998～2005年间，全球的苯乙烯消耗将以每年4.2％的速度递增，中国的苯乙烯的消耗以8.7％的速度递增。异丙苯是生产苯酚、丙酮的原料，采用异丙苯法生产苯酚、丙酮的装置占90％以上，它们的需求量将以每年3％～4％的速度增长。由于市场需求的日益增长，以苯与烯烃反应为原料的烷基化生产工艺发展迅速。乙苯的生产最初是AlCl3法工艺，异丙苯生产是固体磷酸法工艺。由于其催化剂对设备的强腐蚀和对环境的严重污染，目前已经被以分子筛为催化剂的工艺所代替。而分子筛气相烷基化法因为反应温度高，二甲苯含量高，逐渐被分子筛液相法所代替。人们称分子筛液相法为环境友好工艺，因为该工艺具有条件缓和、选择性好、杂质少、无污染、无腐蚀等优点。近来该工艺已经成为乙苯、异丙苯生产最为理想的方法。目前，该工艺技术基本成熟，而降低能耗，降低物耗是该工艺的发展方向。USP4,891,458公开了在β沸石催化剂上，至少有一部分液相存在下，苯等芳烃与C2～C4烯烃进行烷基化反应，烷基化反应器中有烷基转移反应发生。因此烷基化产物经过蒸馏后，分离出的多烷基苯，主要是二烷基苯、三烷基苯等循环回烷基化反应器进行烷基转移反应，或者与苯等芳烃在另设的烷基转移反应器中进行烷基转移反应，可以使单烷基苯收率增加。该专利要求使用的催化剂为β沸石催化剂，芳烃与烯烃的摩尔比至少是4∶1，否则催化剂将快速失活。USP4,922,053公开的苯与乙烯进行气相烷基化反应生产乙苯的工艺是在一个多床层烷基化反应器中进行的。烷基化产物经过蒸馏后分离出的多乙苯的一部分循环回烷基化反应器顶部的第一段床层或其它的一段或多段床层，增加了乙苯收率，并降低了二甲苯等副产品的生成。USP5,336,821公开了在芳烃烷基化生产中，如乙苯、异丙苯的生产，一部分烷基化产物出烷基化反应器后通过一个间接换热器进行热回收的工艺。其中一种实施方法是将烷基化反应器出口的部分产物通过间接换热器后，循环回烷基化反应器。该工艺的烷基化催化剂以沸石催化剂为宜。USP4,008,290公开了一种异丙苯生产的工艺。苯与丙烯在烷基化反应后，其产物分为两股一股循环回烷基化反应器的入口；另一股去分离系统。分离的产品为异丙苯、二异丙苯和三异丙苯、过量的苯。过量的苯分成两股一股循环回烷基化反应器的入口；另一股与二异丙苯和三异丙苯混合后，进行烷基转移反应。该专利认为由于烷基化产物循环回烷基化反应器的入口，提高了烷基化反应的苯/烯比，利于异丙苯生成，而限制了丙烯聚合和焦碳的生成。但是，与以前的无循环工艺相比，二异丙苯和三异丙苯生成量增加。USP6,008,422公开了一种在多床层烷基化反应器中进行的芳烃烷基化反应工艺。烷基化反应的产物分为三个部分第一部分循环回烷基化反应器的入口，第二部分冷凝后循环回反应器一段或几段床层。第三部分去分离出目标产品。该工艺使得各层催化剂在最佳温度的条件下运行，副产品形成量最小，因而延长了催化剂的寿命。FR2795404指出在EUO型催化剂上反应生产乙苯或异丙苯时，烷基化反应与烷基转移反应是一起进行的。EUO型催化剂是由Si和Al、Fe、Ga、B四种元素之一组成。烷基化反应器出口产物分为三股两股都循环回烷基化反应器入口，一股去分离出目标产品。由于含大量苯的烷基化产物循环回烷基化反应器入口，减少了去分离的苯量，节省了能耗。CN1128249A公开了一种在沸石催化剂存在下苯的液相烷基化工艺的方法。它是在一个含有沸石催化剂的一段循环反应器中，以由新鲜苯、回收苯、新鲜烯烃以及烷基化反应后的部分流出物组成的混合物为原料，在苯与烯烃摩尔比为1.5～8、循环物料与反应器出料重量比1.5～12的反应条件下进行的。该工艺特别适用于乙苯及异丙苯的制备。该专利的特点在于以部分烷基化出口物料作为返回反应器入口的循环物料，可有效地控制反应床层温升和保证烯烃在反应物料中的溶解；并且减少了苯回收塔的运转负荷，节省了能耗。CN1217310A公开了一种烷基苯生产工艺，其特征是在一个多段床层反应器内，通过烷基化反应器出口物料部分循环，使原料苯与烯烃进行烷基化反应的工艺。上述现有技术的共同特点是对烷基化反应流出物不加处理去回收苯和循环，但是当苯/烯比降低时，多烷基苯浓度增加，因此增加了烷基转移反应的负荷以及苯塔和多烷基苯塔的能耗。
技术实现思路
本专利技术的目的是在现有技术的基础上提供。本专利技术提供的方法包括原料苯和原料烯烃进入由多段反应区构成的烷基化反应器，在烷基化催化剂的作用下发生烷基化反应，从烷基化反应器出口或段间出来的烷基化反应流出物经x个多烷基苯转化反应器循环回液相烷基化反应器，从烷基化反应器出口出来的烷基化反应流出物先经y个多烷基苯转化反应器进行烷基转移反应，然后经分离得到苯、单烷基苯、多烷基苯和重组分，其中部分苯返回烷基化反应器，剩余苯与多烷基苯进入烷基转移反应器，在烷基转移催化剂的作用下发生烷基转移反应，烷基转移反应流出物与烷基化反应流出物一起去分离。烷基化产物经过多烷基苯转化反应器后，单烷基苯产品浓度提高，可以使单烷基苯产率提高；多烷基苯浓度降低，减轻了多烷基苯塔的运转负荷，同时减轻了烷基转移部分的运转负荷，从而降低了烷基转移部分的苯的用量，节省了能耗。附图说明下面结合附图对本专利技术所提供的方法进行进一步的说明。附图1是本专利技术所提供的低能耗的生产烷基苯的工艺方法示意图。附图2～8是多烷基苯转化反应器的位置示意图。具体实施例方式本专利技术提供的方法是这样具体实施的 原料苯和原料烯烃进入由多段反应区构成的烷基化反应器，在烷基化催化剂的作用下发生烷基化反应，从烷基化反应器出口或段间出来的烷基化反应流出物经x个多烷基苯转化反应器循环回液相烷基化反应器，从烷基化反应器出口出来的烷基化反应流出物先经y个多烷基苯转化反应器进行烷基转移反应，然后经分离得到苯、单烷基苯、多烷基苯和重组分，其中部分苯返回烷基化反应器，剩余苯与多烷基苯进入烷基转移反应器，在烷基转移催化剂的作用下发生烷基转移反应，烷基转移反应流出物与烷基化反应流出物一起去分离。苯与烯烃在液相烷基化反应器中反应，烷基化产物中含有苯和烷基苯。液相烷基化反应器外循环部分加入x个装有沸石催化剂的多烷基苯转化反应器，使循环的烷基化产物直接在该反应器上进行烷基转移反应后再进入液相烷基化反应器。液相烷基化反应流出物去分离之前先经y个装有沸石催化剂的多烷基苯转化反应器。在上述技术方案中，x为0～5的整数，y为0～5的整数，但x+y≠0。多烷基苯转化反应器可以是多个串联或并联的固定床、悬浮床或其它形式的反应器，最好是串联的固定床反应器，催化剂床层可以是一段或多段，单个多烷基苯转化反应器床层数目以2～12段为宜，最好是3～6段。烷基化产物可以以上流式、下流式或从反应器侧面进入多烷基苯转化反应器。反应器内物流的流向最好是上流式进料，也可以是下流式。烷基化产物进入多烷基苯转化反应器中至少有一部分液相存在；如果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低能耗的生产烷基苯的工艺方法，原料苯和原料烯烃进入由多段反应区构成的烷基化反应器，在烷基化催化剂的作用下发生烷基化反应，其特征在于从烷基化反应器出口或段间出来的烷基化反应流出物经ｘ个多烷基苯转化反应器循环回液相烷基化反应器，从烷基化反应器出口出来的烷基化反应流出物先经ｙ个多烷基苯转化反应器进行烷基转移反应，然后经分离得到苯、单烷基苯、多烷基苯和重组分，其中部分苯返回烷基化反应器，剩余苯与多烷基苯进入烷基转移反应器，在烷基转移催化剂的作用下发生烷基转移反应，烷基转移反应流出物与烷基化反应流出物一起去分离。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张凤美，杜伟彦，舒兴田，王卫东，王瑾，李明林，秦凤明，
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石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]