CN102050693A - 利用煤制烯烃制备异丙苯和仲丁基苯 - Google Patents

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陈标华
李红坤
黄崇品
曹刚
张�杰
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Abstract

本发明公开了利用煤制烯烃制备异丙苯和仲丁基苯，属于煤化工领域。以煤基甲醇生产的烯烃(分离出乙烯后的丙烯、丁烯)与苯混合为原料进入烷基化反应器，在固体酸性催化剂上苯与丙烯、丁烯烷基化反应生成异丙苯和仲丁基苯，烷基化反应温度为160～220℃，反应压力为2～5MPa(表压)，烯烃质量空速为2～50h-1，苯烯摩尔比为2～15∶1。不需要丙烯和丁烯分离，具有能耗低，投资少的优点。同时以煤制烯烃为原料又能替换由石油裂解烯烃制烷基苯的路线。

Description

利用煤制烯烃制备异丙苯和仲丁基苯
技术领域
本发明属于煤化工领域，涉及利用煤制烯烃制备异丙苯和仲丁基苯。
背景技术
低碳烯烃中乙烯、丙烯是现代化学工业的基本有机原料，其需求量将越来越大。制取乙烯、丙烯的传统路线是通过石脑油裂解生产，这种路线的缺点是过分依赖石油，以煤代替石油生产烯烃是解决未来能源问题的有效方法。
煤基甲醇制烯烃的MTO工艺是煤基甲醇脱水生成二甲醚，然后二甲醚与甲醇的平衡混合物继续转化生成的低碳烯烃，主要为乙烯和丙烯，副产约10％的碳四烯烃。煤制烯烃中乙烯、丙烯是现代化学工业的基本有机原料，其需求量将越来越大。碳四烯烃主要是1-丁烯和2-丁烯，附加值低。煤制烯烃中乙烯可以通过简单的方法分离。丙烯和丁烯难以分离，是MTO工艺主要的问题，现有MTO工艺使用深冷分离的方法分离丙烯和丁烯，能耗高。
将碳四烯烃转化为低碳烯烃的技术被广泛接受，工业应用情况主要是将碳四烯烃转化为附加值更高的乙烯和丙烯，比较成熟的技术主要有BASF公司碳四歧化制丙烯工艺和旭化成公司开发的Omega烯烃转化工艺、UOP和阿托菲纳公司联合开发的烯烃裂解(OCP)工艺、KBR公司的Superflex工艺、鲁齐公司和南方化学公司开发的Propylur工艺和法国石油研究院(IFP)烯烃易位转化工艺等。对副产混合碳四加以综合利用是目前国内外石化公司技术研究和工艺开发的重要课题，现有的将碳四转化为乙烯和丙烯到的歧化技术，工艺投资较高，经济性差。
目前甲醇制烯烃的发明专利主要集中在催化剂的研究方面。US4499327专利中对磷酸硅铝分子筛催化剂应用于甲醇转化制烯烃工艺进行了详细研究，认为SAPO-34是MTO工艺首选催化剂。因为SAPO-34催化剂具有很高的低碳烯烃选择性，并且具有很高的活性。CN1683079中研制了一种硅磷铝分子筛催化剂，解决了甲醇制低碳烯烃过程中存在催化剂活性低，乙烯、丙烯及丁烯选择性低，乙烯和丙烯收率低的问题。CN101811071A中提出一种甲醇制烯烃过程中失活催化剂烧炭再生的控制方法，解决现有技术中低碳收率较低的问题。技术方案为：含氧再生介质进入辅助燃烧室，与燃烧介质接触燃烧，使辅助燃烧室出口气体中的氧气浓度为5～20％体积，燃烧生成的混合气体以及剩余的再生介质携带热量进入流化床再生器，与失活催化剂接触烧炭再生。
发明内容
本发明目的是针对现有技术中煤制烯烃的分离和利用能耗大、经济性差问题，提供了一种煤制烯烃烷基化的利用方法。特别之处在于使用煤制烯烃经烷基化后联产异丙苯和仲丁基苯，解决了烷基烯烃分离和利用困难的问题。
本发明提出了一种煤制烯烃利用方法，其具体方案是：以煤基甲醇生产的烯烃(分离出乙烯后的丙烯、丁烯)与苯混合为原料进入烷基化反应器，在固体酸性催化剂上苯与丙烯、丁烯烷基化反应生成异丙苯和仲丁基苯，烷基化反应温度为160～220℃，反应压力为2～5MPA(表压)，烯烃质量空速为2～25h-1，苯烯摩尔比为2～15∶1，所用催化剂可以为八面沸石、L型沸石、ZSM-5沸石，USY沸石，β沸石、MCM-22沸石、MCM-49沸石、YSBH系列催化剂、离子交换树脂等固体酸催化剂。
异丙苯和仲丁基苯既可以作为异丙苯法和仲丁基苯法生产苯酚、甲乙酮的原料，又可以用来制造芳烃溶剂油。
本发明提供的煤制烯烃利用方法，不需要丙烯和丁烯分离，具有能耗低，投资少的优点。同时以煤制烯烃为原料又提供了一种替代石油裂解烯烃生产烷基苯的方法。
具体实施方式
实施例1
烷基化反应在固定床积分反应器进行。反应器中部填充有MCM-22沸石催化剂，反应器上下部由石英砂填充。经MTO工艺生产的煤制烯烃与新鲜苯和循环苯组成的混合原料经泵由反应器底部注入反应器，反应产物进入分离回收系统，分离出的异丙苯和仲丁基苯作为产品回收。反应温度为160℃，反应压力2MPA(表压)，烯烃质量空速为2h-1，苯烯比为2.反应通过气相色谱法分析反应产物。表1中列出了反应条件及用气相色谱仪分析的各产物分布。
实施例2
本实例与实例1采用相同的反应装置和催化剂，反应温度为220℃，反应压力5MPA(表压)，烯烃质量空速为25h-1，苯烯比为15。表1中列出了反应条件及用气相色谱仪分析的产物分布。
实施例3
本实例与实例1采用相同的反应装置和催化剂，反应温度为220℃，反应压力3MPA(表压)，烯烃质量空速为4h-1，苯烯比为4。表1中列出了反应条件及用气相色谱仪分析的产物分布。
实施例4
本实例4与实例3采用相同的反应装置和反应条件，唯一区别在于烷基化反应使用β沸石催化剂，表1中列出了反应条件及用气相色谱仪分析的产物分布。
表1反应条件及用气相色谱仪分析的产物分布
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Claims (2)

1.利用煤制烯烃制备异丙苯和仲丁基苯的方法，其特征在于，以煤基甲醇生产的烯烃与苯混合为原料进入烷基化反应器，在固体酸性催化剂上苯与丙烯、丁烯烷基化反应生成异丙苯和仲丁基苯，烷基化反应温度为160～220℃，反应压力为表压2～5MPA，烯烃质量空速为2～50h-1，苯烯摩尔比为2～15∶1；煤基甲醇生产的烯烃为分离出乙烯后的丙烯、丁烯。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，催化剂为八面沸石、L型沸石、ZSM-5沸石、USY沸石、β沸石、MCM-22沸石、MCM-49沸石、YSBH系列催化剂、离子交换树脂固体酸催化剂。
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