【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及乙苯制备，具体涉及一种苯与低成本乙烷粗裂解气烷基化制备乙苯的方法。
技术介绍
1、乙苯是重要的基础有机原料，经过脱氢或与丙烯共氧化可以生产苯乙烯单体，下游产品有聚苯乙烯、丁苯橡胶、abs、sbs、san等，都是重要的聚合物产品，在材料、纺织、基建等领域有广泛应用。目前，全球范围绝大部分的乙苯是由苯与乙烯经烷基化反应制得的，主要的工艺有分子筛气相法、分子筛液相法等。
2、乙烷粗裂解气是炼厂综合利用乙烷资源的产物之一，含有20～50体积％的乙烯，其余主要为甲烷、乙烷、氢气及其他微量气体组分，是一种典型的稀乙烯资源，其中含有的乙烯可以与苯进行烷基化制备乙苯。
3、cn102040458a公开了一种纯乙烯或干气与苯反应生产乙苯的方法。该方法通过采用烷基化固定床反应器装载有至少一段sio2/al2o3摩尔比为50～150的zsm-5分子筛催化剂i，和至少一段sio2/al2o3摩尔比为160～300的zsm-5分子筛催化剂ii；30～70重量％的纯乙烯或干气进入装载有催化剂i的床层，剩余的纯乙烯或干气进入装载有催化剂ii的床层；80～100重量％的苯由反应器顶部进入第一段装有催化剂i的床层，剩余的苯分段进入下面的各段催化剂床层，以控制每段催化剂床层入口温度和反应器顶部物流入口温度相差不超过±5℃。但是由于高温气相条件反应较为剧烈，副反应生成关键杂质二甲苯有450～1000ppm，无法与乙苯分离，产品乙苯纯度难以进一步提高。
4、cn101190871a公开了一种苯与纯乙烯液相烷基化的方法。
5、cn110639608a公开了一种用于苯吸收高浓度乙烯液相烷基化的催化剂及其制备方法和应用。该制备方法将硅源、铝源、无机碱、微孔模板剂、去离子水和羧甲基纤维素钠(cmc)均匀混合，直接进行高温晶化、固液分离和离子交换得到h-beta(cmc)分子筛；然后将一定量的h-beta(cmc)分子筛和粘结剂混捏、烘干和焙烧制成h-beta(cmc)a催化剂。将该催化剂应用于苯吸收高浓度乙烯液相烷基化过程可以增强苯的吸附能力，减少高浓度乙烯中其他组分对催化剂稳定性的影响。但根据文献(j.c.cheng,etal.stud.surf.sci.catal.vol.121,1999,53-60)的报道，β型分子筛在烷基化反应中，对于单烷基化产物(乙苯)的选择性比mww族分子筛低，不利于在更低的苯烯比条件下反应。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的原料转化率低，产物选择性低，乙烷粗裂解气中含微量氮、硫杂质，易使催化剂中毒失活的突出问题，本专利技术提供了一种苯与乙烷粗裂解气烷基化制备乙苯的方法。本专利技术的方法能显著提高催化剂对原料中杂质的耐受性，使催化剂单程寿命延长，且能提高原料的转化率，乙苯的选择性，具有较好的工业应用前景。
2、本专利技术提供了一种苯与乙烷粗裂解气烷基化制备乙苯的方法，包括将苯与乙烷粗裂解气依次通过交替装填的第一催化剂和第二催化剂，进行反应制备乙苯，其中，第一催化剂包括α型氧化铝、beta型分子筛和粘结剂，第二催化剂包括α型氧化铝和mww结构分子筛。
3、进一步地，依次通过交替装填的第一催化剂和第二催化剂指按苯物流方向从第一个催化剂床层至最后一个催化剂床层，按第一催化剂床层和第二催化剂床层交替方式进行装填，其中，第一个催化剂床层装填第一催化剂，最后一个催化剂床层装填第二催化剂。其中，在第一催化剂和第二催化剂交替装填过程中，不同床层的第一催化剂可以采用相同的催化剂，也可以采用不同的催化剂，不同床层的第二催化剂可以采用相同的催化剂，也可以采用不同的催化剂。这种装填方式可以适应由于反应热造成催化剂床层温度的升高的情况。
4、进一步地，本专利技术方法可以采用一个反应器，也可以采用多个反应器。
5、进一步地，相邻床层的第一催化剂和第二催化剂的装填体积比为0.9～1.1：1。
6、进一步地，各床层中第一催化剂的装填体积相同，各床层中第二催化剂的装填体积相同。
7、进一步地，交替装填的次数可以为1～5次，优选3～4次。交替装填的次数指第一催化剂床层或第二催化剂床层的个数，如交替装填3次为苯先通过第一催化剂床层，再通过第二催化剂床层，再通过第一催化剂床层，再通过第二催化剂床层，再通过第一催化剂床层，最后再通过第二催化剂床层。
8、进一步地，苯自下而上通过催化剂床层，乙烷粗裂解气从各催化剂床层底部加入，与苯混合共同在各催化剂床层上发生催化反应制备乙苯。
9、进一步地，所述乙烷粗裂解气中，以体积计，乙烯浓度为10～80％，优选为20～60％；乙烷浓度为10～90％，优选为10～40％；氢气浓度为0～50％，优选为30～50％；甲烷浓度为0～10％，优选为0～5％；氨气浓度为0～5ppm，优选为0～3ppm；硫化氢浓度为0～20ppm，优选为0～10ppm。
10、进一步地，苯与乙烷粗裂解气的反应条件为：反应温度为150～260℃，其中第一催化剂床层反应温度为150～240℃，优选为160～200℃，第二催化剂床层反应温度为180～260℃，优选为200～250℃，且第一催化剂床层反应温度比第二催化剂床层反应温度低10～90℃，优选为30～70℃；反应压力为2.5～4.5mpa，优选为2.8～4.0mpa；苯/乙烯摩尔比为1～4，优选为1.6～3.0；乙烯重量空速为0.1～2.0h-1，优选为0.2～1.0h-1。
11、进一步地，第一催化剂中，以beta型分子筛催化剂的重量为基准，α型氧化铝的含量为1％～10％，优选为3％～7％，beta型分子筛的含量为75％～95％，优选为80％～90％；粘结剂的含量为2％～20％，优选为5％～15％。
12、进一步地，第一催化剂中，α型氧化铝的真密度为3.5～4.5g/cm3，优选为3.8～4.2g/cm3。
13、进一步地，第一催化剂中，beta型分子筛的sio2/al2o3摩尔比为4～70，优选为6～40。
14、进一步地，第一催化剂中，所述催化剂的堆积密度为0.60～0.75g/cm3，单位体积强酸量为260～310μmol/cm3，单位体积碱性氮化物(吡啶)静态吸附量为450～550μmol/cm3，颗粒压碎强度为70～130n/cm。
15、进一步地，所述第一催化剂的制备方法，包含以下步骤：
16、(1)将beta型分子筛原粉与α型氧化铝粉末、粘结剂、成型助剂、水、酸碱调节剂混合、成型，制成成型前驱体；
17、(2)将步骤(1)的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种苯与乙烷粗裂解气烷基化制备乙苯的方法，包括将苯与乙烷粗裂解气依次通过交替装填的第一催化剂和第二催化剂，进行反应制备乙苯，其中，第一催化剂包括α型氧化铝、Beta型分子筛和粘结剂，第二催化剂包括α型氧化铝和MWW结构分子筛。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述乙烷粗裂解气中，以体积计，乙烯浓度为10～80％，优选为20～60％；乙烷浓度为10～90％，优选为10～40％；氢气浓度为0～50％，优选为30～50％；甲烷浓度为0～10％，优选为0～5％；氨气浓度为0～5ppm，优选为0～3ppm；硫化氢浓度为0～20ppm，优选为0～10ppm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，苯与乙烷粗裂解气的反应条件为：反应温度为150～260℃，其中，第一催化剂床层反应温度为150～240℃，优选为160～200℃，第二催化剂床层反应温度为180～260℃，优选为200～250℃，且第一催化剂床层反应温度比第二催化剂床层反应温度低10～90℃，优选为30～70℃；反应压力为2.5～4.5MPa，优选为2.8～4.0MPa；苯/乙烯摩尔比为1～
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一催化剂中，以Beta型分子筛催化剂的重量为基准，α型氧化铝的含量为1％～10％，优选为3％～7％，Beta型分子筛的含量为75％～95％，优选为80％～90％；粘结剂的含量为2％～20％，优选为5％～15％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一催化剂中，α型氧化铝的真密度为3.5～4.5g/cm3，优选为3.8～4.2g/cm3。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一催化剂中，Beta型分子筛的SiO2/Al2O3摩尔比为4～70，优选为6～40。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一催化剂中，所述催化剂的堆积密度为0.60～0.75g/cm3，单位体积强酸量为260～310μmol/cm3，单位体积碱性氮化物静态吸附量为450～550μmol/cm3，颗粒压碎强度为70～130N/cm。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第二催化剂中，以MWW结构分子筛催化剂的重量为基准，α型氧化铝的含量为1％～10％，优选为4％～8％，MWW结构分子筛的含量为90％～99％，优选为92％～96％。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第二催化剂中，α型氧化铝的真密度为3.5～4.5g/cm3，优选为3.8～4.2g/cm3。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第二催化剂中，MWW结构分子筛的SiO2/Al2O3摩尔比为10～50，优选为15～40。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第二催化剂中，MWW结构分子筛选自SCM-1、MCM-22、MCM-49、MCM-56中的至少一种，优选为SCM-1。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第二催化剂中，所述催化剂的堆积密度为0.40～0.50g/cm3，单位体积强酸量为100～120μmol/cm3，颗粒压碎强度为80～140N/cm。
...【技术特征摘要】
1.一种苯与乙烷粗裂解气烷基化制备乙苯的方法，包括将苯与乙烷粗裂解气依次通过交替装填的第一催化剂和第二催化剂，进行反应制备乙苯，其中，第一催化剂包括α型氧化铝、beta型分子筛和粘结剂，第二催化剂包括α型氧化铝和mww结构分子筛。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述乙烷粗裂解气中，以体积计，乙烯浓度为10～80％，优选为20～60％；乙烷浓度为10～90％，优选为10～40％；氢气浓度为0～50％，优选为30～50％；甲烷浓度为0～10％，优选为0～5％；氨气浓度为0～5ppm，优选为0～3ppm；硫化氢浓度为0～20ppm，优选为0～10ppm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，苯与乙烷粗裂解气的反应条件为：反应温度为150～260℃，其中，第一催化剂床层反应温度为150～240℃，优选为160～200℃，第二催化剂床层反应温度为180～260℃，优选为200～250℃，且第一催化剂床层反应温度比第二催化剂床层反应温度低10～90℃，优选为30～70℃；反应压力为2.5～4.5mpa，优选为2.8～4.0mpa；苯/乙烯摩尔比为1～4，优选为1.6～3.0；乙烯重量空速为0.1～2.0h-1，优选为0.2～1.0h-1；相邻床层的第一催化剂和第二催化剂的装填体积比为0.9～1.1：1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一催化剂中，以beta型分子筛催化剂的重量为基准，α型氧化铝的含量为1％～10％，优选为3％～7％，beta型分子筛的含量为75％～95％，优选为80％～90％；粘结剂的含量为2％～20％，优选为5％～15％。
5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨为民，沈震浩，孙洪敏，王达锐，马翀玮，宦明耀，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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