苯的液相烷基化方法技术

一种在沸石催化剂存在下苯的液相烷基化工艺，是在一个一段循环反应器中，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料组成的混合物为反应原料，在苯与烯烃的摩尔比为１．５～８、循环物料与反应器出料的重量比为１．５～１２的反应条件下进行的。该工艺以采用下列组成的催化剂为宜：３０～７０重％的硅铝比为２０～４０的Ｈβ沸石；０．５～１０重％的氟或氯；余量的γ－Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］。该工艺特别适用于乙苯及异丙苯的制备。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于在烷基化催化剂存在下通过苯和烯烃的液相反应制取烷基苯的工艺方法。本专利技术特别是关于在沸石催化剂存在下在一段反应器中通过苯和乙烯或丙烯的液相反应制取乙苯或异丙苯的烷基化工艺方法。在含沸石的烷基化催化剂存在下烯烃和苯反应制取烷基苯的工艺方法有两类Mobil/Badger公司开发的采用中孔ZSM-5沸石催化剂的气相法和Lummus/Unocal公司开发的采用大孔超稳分子筛催化剂的液相法。这两类工艺各有其优缺点，技术水平相近前者进料空速高，所需反应器尺寸小，但反应温度高，原料苯需气提脱水，生产乙苯时产物中二甲苯含量高；后者则反应温度低，原料苯不需脱水，生产乙苯时产物中二甲苯含量低，但进料空速低，所需反应器尺寸大。目前该两类工艺均在工业实施的过程中不断地改进。液相法的典型工艺流程是原料烯烃和苯进入装有沸石催化剂的多段烷基化反应器，反应后的流出物进行分离和回收，得到目的产物单烷基苯以及反应后剩余的过量苯和付产物多烷基苯。回收的过量苯或被送往烷基转移反应器或循环到烷基反应器去与烯烃反应转化成烷基苯，付产物多烷基苯则可进入烷基转移反应器去转化为单烷基苯。Lummus公司在USP5,003,119中详细地描述了这样一个液相烷基化过程在至少两段的沸石催化剂烷基化床层上，以新鲜苯和回收的循环苯及新鲜烯烃为原料进行烷基化反应。反应所需的所有苯基本上都从第一反应段引入，而烯烃则分别注入各个反应段，且在每一反应段内基本上完全反应掉。各反应段都是绝热的，且各段温度基本保持相同，每一段的温升不超过100°F(38℃)，最好不超过75°F(24℃)，为此在各反应段之间需进行冷却。烷基化反应的总苯与烯的摩尔比约为2～15∶1，反应温度为150～900°F(66～482℃)，最好200～600°F(93～316℃)，反应压力为150～2000Psig，最好250～1000Psig。烷基化反应器的流出物可采取不同的流程，例如含有单烷基苯和多烷基苯的流出物连同循环的多烷基苯直接进入烷基转移反应器将部分多烷基苯转化为单烷基苯并回收之，未转化的多烷基苯进行再循环；又如含有单烷基苯和多烷基苯的流出物进入分馏系统分离出单烷基苯产品和多烷基苯，多烷基苯与苯混合进入烷基转移反应器进行烷基转移反应，其流出物进入上述同一分馏系统。烷基转移反应的温度为150～900°F(66～482℃)，最好300～550°F(149～288℃)，反应压力为150～2000Psig，最好250～1000Psig，反应时苯基与烷基的摩尔比为2～50，最好4～25。本专利技术的目的是提供一种在一段沸石催化剂床层上通过苯和烯烃的液相烷基化制取烷基苯的工艺方法。本专利技术的另一个目的是提供一种在特定沸石催化剂的一段床层上通过苯和烯烃的液相烷基化制取烷基苯的工艺方法。本专利技术提供的工艺方法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料组成的混合物为反应原料，在苯与烯烃的摩尔比为1.5～8、循环物料与反应器出料的重量比为1.5～12的条件下进行烷基化反应。所用的沸石催化剂可以是现有技术中所使用的含有不同沸石，如八面沸石、L型沸石、ZSM-5沸石、β沸石的烷基化催化剂。最为适用的是具有下列组成的沸石催化剂30～70重％的硅铝比为20～40的Hβ沸石；0.5～10重％的氟或氯以及余量的γ-Al2O3。按照本专利技术提供的工艺方法，该液相烷基化过程是在一个含有沸石催化剂的一段循环反应器中进行的，反应原料是由新鲜苯、回收苯、新鲜烯烃以及烷基化反应后的部分流出物料组成的混合物，该原料的各组分分别由与反应器相配伍的循环泵出口处注入反应器入口管线，原料烯烃完全溶解于原料芳烃内。烷基化的反应条件如下苯与烯烃的摩尔比为1.5～8；循环物料与反应器出料的重量比为1.5～12；反应温度为100～400℃最好为150～300℃；反应压力为1.5～12兆帕，最好为2～6.4兆帕；进料苯与循环物料的总液时空速为2～50时-1，最好为4～30时-1；反应在绝热情况下进行，床层内温升下超过40℃，最好不超过20℃。由反应器出口流出的含有过量苯、单烷基苯和多烷基苯的流出物中的一部分由循环泵连同新鲜苯、回收苯、新鲜烯烃入反应器再反应，另一部分则进入分离回收系统依次分离回收过量的苯、目的产物单烷基苯、中间产物多烷基苯。回收苯中的一部分用作烷基化反应原料，另一部分则与多烷基苯和新鲜苯一起进入烷基转移反应器将多烷基苯转化为目的产物单烷基苯。从烷基转移反应器出口流出的含有过量苯、单烷基苯和少量多烷基苯的流出物进入上述同一分离回收装置与烷基化反应器流出物一起进行分离回收。在烷基转移反应器中多烷基苯转化为单烷基苯的反应温度为150～450℃，最好为200～350℃；反应压力为1.5～12兆帕，最好为2～6.4兆帕；反应物料的总液时空速为1～40时-1，最好为2～20时-1；物料中苯基与烷基的摩尔比为2～40，最好为3～20。附图示意出本专利技术提供的烷基化工艺流程。分别来自管线和管线的新鲜苯和回收苯经管线在循环泵的出口处汇入来自管线的新鲜烯烃以及由循环泵出口流出的部分烷基化液一同经烷基化反应器的入口管线进入反应器。由反应器出口管线流出的烷基化液的一部分进入循环泵，另一部分由管线进入脱苯塔。经脱苯塔分离出的苯及烷烃等不凝气经管线进入回收苯贮罐，液体苯经管线进入管线或用作烷基化反应原料或用作烷基转移反应原料，烷烃不凝气及其所携少量苯由管线导入脱烷烃塔。有脱烷烃塔内烷烃等不凝气从塔顶导出，塔底回收的苯则经管线进入管线。由脱苯塔塔底流出的含有单烷基苯和多烷基苯的物料由管线导入单烷基苯塔，目的产物单烷基苯从该塔塔顶导出，塔底的物料则经管线进入多烷基苯塔。从多烷基苯塔的塔底分离出高沸物尾油，多烷基苯则经管线进入烷基转移反应器使其大部分转化为目的产物单烷基苯。烷基转移反应后的物料流由管线导入脱苯塔，与来自烷基化反应器的烷基化液一起进行分离回收。在本专利技术提供的液相烷基化工艺中，烷基化反应与烷基转移反应所使用的沸石催化剂可以是现有技术中所使用的含有不同沸石，如八面沸石、L型沸石、ZSM-5沸石、β沸石的烷基化催化剂，但最为适用的是具有下列组成的沸石催化剂30～70重％的硅铝比为20～40的Hβ沸石；0.5～10重％，最好1～5重％的氟或氯以及余量的γ-Al2O3。该催化剂是这样制备的将Hβ沸石与γ-Al2O3的前身物，如拟薄水铝石、薄水铝石混合，再加入氟或氯的水溶性盐类，如氟化铵、氯化铵等进行混捏、成型，如需要可加入适量胶溶剂和/或助挤剂，干燥后经450～550℃焙烧即得催化剂成品。本专利技术提供的液相烷基化工艺适用于苯的各类烷基化反应，特别适用于以乙烯或丙烯为烷基化剂的烷基化反应，该工艺具有如下优点1.仅采用一个一段反应器，因而使反应系统流程简化，节省投资；2.原料苯直接注入循环物料可直接吸收反应热，提高了热效率，降低了原料预热的能耗；3.通过调整反应物料的循环比可方便地将反应段的温升控制在适当的范围内，并可保证烯烃完全溶解在芳烃中；4.循环反应系统可降低整个反应体系的苯/烯摩尔比，从而减小了反应系统本身及苯回收塔的运转负荷，节省了投资和能耗。本专利技术的其它优点可从下面的实例中体现出，实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在沸石催化剂存在下苯的液相烷基化工艺，包括以新鲜烯烃、新鲜苯和回收苯的混合物为原料，在绝热反应器中进行催化转化反应，其特征在于：反应是在一个一段循环反应器中，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料组成的混合物为反应原料，在苯与烯烃的摩尔比为１．５～８、循环物料与反应器出料的重量比为１．５～１２的条件下进行的。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李明林，黄志渊，毕财章，杨克勇，王瑾，张凤美，朱斌，汪燮卿，
申请(专利权)人：中国石油化工总公司，中国石油化工总公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]