CN101811928A - 一种异丙苯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种由苯和丙烯在泡点反应器中合成异丙苯的方法，其特征在于在反应器内催化反应和闪蒸分离相耦合，充分利用反应热部分汽化反应器内过量苯，从而降低进料苯烯比。新鲜苯和丙烯混合后进入泡点反应器底部，在反应温度148.7-168.1℃、闪蒸温度105-135℃、压力0.21-0.34MPa(绝压)，进料苯/烯摩尔比为2.26-4.61，整体式催化剂催化条件下，烷基化生成异丙苯。在反应过程中部分分离过量苯，具有进料苯烯比低、操作条件温和、分离工段能耗低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种异丙苯的制备方法，尤其涉及一种利用泡点反应器，使苯与丙烯烷基化生成异丙苯的方法。
背景技术
异丙苯(isopropyl benzene)，又称枯烯(cumene)，是一种重要的有机化工原料，用途十分广泛，是生产苯酚、丙酮和a-甲基苯乙烯的重要中间体，目前世界上90％以上的苯酚是采用异丙苯法生产。
目前异丙苯的生产通常采用以分子筛为催化剂，苯与丙烯烷基化反应的方法。工业上生产异丙苯按反应相态，各工艺方法可分为气相法、液相法、催化蒸馏法及气液固三相法。气相法主要以ZSM系列沸石为催化剂，从根本上消除了设备腐蚀及污染问题，但反应温度高，能耗较大；液相法反应温度较气相法低，虽然操作压力较高，但烷基化反应温度较气相法低，副产物较少；催化剂精馏法将反应和分离同时进行，产物异丙苯的纯度高、收率高；气液固三相法通常采用丙烯气相分段进入，液相苯从塔顶进入在固定床反应器中进行，液相为连续相，气相为分散相，操作条件温和，产品纯度高。但目前异丙苯生产中都共同存在的一个问题进料苯烯比高，通常进料苯烯摩尔比为4-6。
中国专利(专利号ZL200710062948X)中提出一种用于过程强化精馏填料结构，本发明的泡点反应器反应段中所用催化剂为专利ZL200710062948X中提供的填料结构催化剂。
发明内容
本发明的目的在于提出一种苯与丙烯在泡点反应器中合成异丙苯的方法，泡点反应器将烷基化反应和闪蒸分离相耦合，可以降低进料苯烯摩尔比，并且反应压力很低。
本发明一种异丙苯的制备方法，其特征在于，利用泡点反应器，使苯与丙烯烷基化反应制备异丙苯，并且烷基化反应和闪蒸分离相耦合，其工艺参见图1为：
泡点反应器由反应段(1)和闪蒸段(2)组成，反应器内催化反应与闪蒸分离同时进行；YSBH分子筛催化剂装填在由催化剂捆包和金属波纹片组成的规整填料中，之后规整填料催化剂被封闭在反应区段(1)内，可供长期使用；原料苯(S2)与丙烯(S1)在静态混合器(5)中经混合后从反应器底部进入，在反应温度为148.7-168.1℃，反应压力为0.21-0.34MPa(绝压)，进料苯/烯摩尔比为2.26-4.61，闪蒸温度为105-135℃条件下反应原料与催化剂接触气液固三相法在反应段(1)合成异丙苯；由于烷基化反应放热，在闪蒸段(2)利用反应余热汽化部分过量苯；塔顶气相采出液(S3)放空后经苯冷凝器(3)冷凝进入苯循环罐(4)，苯循环液(S4)从苯循环罐(4)进入反应器底部循环使用；闪蒸后液相采出液(S5)分为：烃化液(S6)进入后续分离工段和外循环液(S7)经外循环进入反应器底部与进料混合。
本发明中催化剂捆包和金属波纹片组成的规整填料是现有技术，参见专利ZL200710062948X。
在本发明中，尽管进料苯烯比降低，但由于反应闪蒸耦合循环使用反应过量苯，所以最终异丙苯的选择性不会降低。本发明能有效解决现有异丙苯合成技术中存在的进料苯烯比高的缺点，同时能有效利用反应热部分分离过量苯从而降低分离工序的分离任务进而降低能耗。
本发明提出用泡点反应器合成异丙苯，在反应的同时进行闪蒸分离，可降低进料苯烯比，充分利用反应热，节约能耗；在泡点下操作，有利于控温。
附图说明
附图1，本发明异丙苯的制备工艺流程图
(1)泡点反应器的反应段，(2)泡点反应器的闪蒸段，(3)苯冷凝器，(4)苯循环罐，(5)静态混合器。
物流：S1-丙烯，S2-苯，S3-气相采出液，S4-苯循环液，S5-液相采出液，S6-烃化液，S7-外循环液。
具体实施方式
实施例1
其工艺流程见图1，泡点反应器由反应段(1)和闪蒸段(2)组成，反应器内催化反应与闪蒸分离同时进行；在泡点反应器中合成异丙苯，采用由YSBH分子筛催化剂捆包和金属波纹片组成的规整填料催化剂(参见专利ZL200710062948X)，之后规整填料催化剂被封闭在反应区段(1)内，可供长期使用；原料苯(S2)与丙烯(S1)在静态混合器(5)中经混合后从反应器底部进入，与催化剂接触气液固三相法在反应段(1)合成异丙苯，在闪蒸段部分分离，由于烷基化反应放热，在闪蒸段(2)利用反应余热汽化部分过量苯；塔顶气相采出液(S3)放空后经苯冷凝器(3)冷凝进入苯循环罐(4)，苯循环液(S4)从苯循环罐(4)进入反应器底部循环使用；闪蒸后液相采出液(S5)分为：烃化液(S6)进入后续分离工段和外循环液(S7)经外循环进入反应器底部与进料混合；其中进料苯烯摩尔比为2.26，反应温度为164℃，反应压力为0.3MPa，闪蒸温度为125℃，所得异丙苯产品选择性为80.83％。分离工段单位异丙苯产品的能耗与原固定床相比，总冷凝器和再沸器能耗分别降低了36.54和8.14％。
实施例2
工艺流程如实施例1，在泡点反应器中合成异丙苯，采用由YSBH分子筛催化剂捆包和金属波纹片组成的规整填料催化剂，苯与丙烯从塔底进入反应器，进料苯烯摩尔比为2.52，反应温度为148.7℃，反应压力为0.21MPa，闪蒸温度为110℃，所得异丙苯产品选择性为86.46％。分离工段单位异丙苯产品的能耗与原固定床相比，总冷凝器和再沸器能耗分别降低了14.28和6.00％。
实施例3
工艺流程如实施例1，在泡点反应器中合成异丙苯，采用由YSBH分子筛催化剂捆包和金属波纹片组成的规整填料催化剂，苯与丙烯从塔底进入反应器，进料苯烯摩尔比为4.61，反应温度为158℃，反应压力为0.28MPa，闪蒸温度为120℃，所得异丙苯产品选择性为86.91％。分离工段单位异丙苯产品的能耗与原固定床相比，总冷凝器和再沸器能耗分别降低了1.89和11.40％。
实施例4
工艺流程如实施例1，在泡点反应器中合成异丙苯，采用由YSBH分子筛催化剂捆包和金属波纹片组成的规整填料催化剂，苯与丙烯从塔底进入反应器，进料苯烯摩尔比为2.99，反应温度为156.9℃，反应压力为0.28MPa，闪蒸温度为105℃，所得异丙苯产品选择性为84.46％。分离工段单位异丙苯产品的能耗与原固定床相比，总冷凝器和再沸器能耗分别降低了26.27和9.34％。
实施例5
工艺流程如实施例1，在泡点反应器中合成异丙苯，采用由YSBH分子筛催化剂捆包和金属波纹片组成的规整填料催化剂，苯与丙烯从塔底进入反应器，进料苯烯摩尔比为3.8，反应温度为161.6℃，反应压力为0.29MPa，闪蒸温度为135℃，所得异丙苯产品选择性为86.04％。分离工段单位异丙苯产品的能耗与原固定床相比，总冷凝器和再沸器能耗分别降低了12.44和8.45％。
实施例6
工艺流程如实施例1，在泡点反应器中合成异丙苯，采用由YSBH分子筛催化剂捆包和金属波纹片组成的规整填料催化剂，苯与丙烯从塔底进入反应器，进料苯烯摩尔比为3.26，反应温度为168.1℃，反应压力为0.33MPa，闪蒸温度为125℃，所得异丙苯产品选择性为85.90％。分离工段单位异丙苯产品的能耗与原固定床相比，总冷凝器和再沸器能耗分别降低了21.42和9.50％。
Claims (1)
1.本发明一种异丙苯的制备方法，其特征在于，利用泡点反应器，使苯与丙烯烷基化反应制备异丙苯，并且烷基化反应和闪蒸分离相耦合，其工艺为：
泡点反应器由反应段(1)和闪蒸段(2)组成，反应器内催化反应与闪蒸分离同时进行；YSBH分子筛催化剂装填在由催化剂捆包和金属波纹片组成的规整填料中，之后规整填料催化剂被封闭在反应区段(1)内；原料苯(S2)与丙烯(S1)在静态混合器(5)中经混合后从反应器底部进入，在反应温度为148.7-168.1℃，反应压力为0.21-0.34MPa，进料苯/烯摩尔比为2.26-4.61，闪蒸温度为105-135℃条件下，反应原料与催化剂接触气液固三相法在反应段(1)合成异丙苯；在闪蒸段(2)利用反应余热汽化部分过量苯；塔顶气相采出液(S3)放空后经苯冷凝器(3)冷凝进入苯循环罐(4)，苯循环液(S4)从苯循环罐(4)进入反应器底部循环使用；闪蒸后液相采出液(S5)分为：烃化液(S6)进入后续分离工段和外循环液(S7)经外循环进入反应器底部与进料混合。
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