CN111203287A - 一种苯烷基化固体酸催化剂的再生方法 - Google Patents

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Abstract

一种苯烷基化固体酸催化剂的再生方法，包括：利用气体吹扫反应器内的固体酸催化剂；在所述反应器的进料口连续注入正己烷并加热，对所述固体酸催化剂进行冲洗，在所述反应器的出料口排出夹带苯烷基化反应残留物的正己烷；停止注入正己烷，利用气体将所述反应器内的液体吹扫干净，并降温。本发明的再生方法中使用的再生液为正己烷，可以提高孔道中残留物的溶解度，增强再生效果。同时可以避免烧碳再生对催化剂孔道结构的永久性破坏，延长催化剂寿命。

Description

一种苯烷基化固体酸催化剂的再生方法
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体涉及一种苯烷基化固体酸催化剂的再生方法。
背景技术
烷基苯在许多领域有着广泛的应用，例如直链烷基苯(LAB)是生产洗涤剂的重要中间体，在制备烷基苯时通常需要使用固体酸催化剂，目前工业化的固体酸工艺是UOP公司的Detal工艺，在进行烷基苯的生产过程中，使用的原料为烷烃、烯烃的混合物以及苯，在此过程中固体酸催化剂的表面以及孔道中会缓慢积累烷烃、烯烃异构化以及裂解的产物，这些物质会堵塞催化剂孔道从而使催化剂失活。其催化剂每24小时需要再生1次。
清华大学化工系开发了采用改性β沸石固体酸催化剂的烷基苯新工艺，然而改性β沸石催化剂同样容易失活，单程寿命短，需要反复再生。
现有的固体酸催化剂的再生方法包括热苯洗涤再生法和烧碳再生法。在传统热苯洗涤再生法中，将进入反应器的烯烃进料停止，只进苯，对反应器内催化剂进行冲洗。在烧碳再生法中，在反应器中通入热的贫氧气650℃下，对孔道中的残留物进行燃烧去除。
然而，传统的热苯洗涤再生法无法将固体酸催化剂表面以及孔道中的所有物质去除，这些物质在热苯中难以溶解而去除，这就造成了催化剂单程寿命的逐渐缩短。
烧碳再生法对设备的要求较高，能耗较大，同时催化剂经过多次高温烧碳后，其孔道结构会造成永久性的破坏，造成催化活性永久性下降，催化剂长周期寿命缩短。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种苯烷基化固体酸催化剂的再生方法，用来提高再生效果、延长催化剂寿命。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种苯烷基化固体酸催化剂的再生方法，包括：
利用气体吹扫反应器内的固体酸催化剂；
在所述反应器的进料口连续注入正己烷并加热，对所述固体酸催化剂进行冲洗，在所述反应器的出料口排出夹带苯烷基化反应残留物的正己烷；
停止注入正己烷，利用气体将所述反应器内的液体吹扫干净，并降温。
在一些实施例中，所述气体为氮气。
在一些实施例中，所述气体的压力为0.2-1.0MPa。
在一些实施例中，所述气体的压力为0.3-0.8MPa。
在一些实施例中，所述吹扫的时间为1-4小时。
在一些实施例中，所述吹扫的时间为2-3小时。
在一些实施例中，加热温度为250-350℃。
在一些实施例中，加热温度为260-320℃。
在一些实施例中，利用正己烷对所述固体酸催化剂进行冲洗的时间为9-12小时，优选为10-11小时。
在一些实施例中，所述再生方法还包括在出料口取样观察，当样品由橙黄色变为澄清透明时，判断再生完成。
与传统的热苯洗涤再生法相比，本发明的再生方法中使用的再生液为正己烷，提高了孔道中苯烷基化反应残留物的溶解度，增强了再生效果。同时避免了烧碳再生对催化剂孔道结构的永久性破坏，延长了催化剂寿命。
附图说明
图1为本发明实施例中使用的装置示意图。
附图标记说明：
1-反应器；2-固体酸催化剂；3-进料管；4-进气管；5-出料管；6-在线取样器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
在烷基苯的工业化生产中，发明人发现利用热苯对固体酸催化剂进行洗涤再生时，积累在固体酸催化剂表面和孔道中的烷烃、烯烃异构化以及裂解产物等并不会在热苯中完全溶解，这导致无法将这些物质完全去除，因此固体酸催化剂的催化效率以及寿命会不断下降。经过多次试验发现，正己烷对固体酸催化烷基苯反应过程中产生的能够堵塞催化剂孔道的残留物的溶解能力强，因此对其去除能力比苯更强。这是因为苯分子具有环状结构，以及离域大π键，其分子占据空间大；而正己烷是直链烃，分子体积小更容易进入沸石孔道中而把杂质冲洗出来。
在此基础上，发明人提出了一种改进的苯烷基化固体酸催化剂的再生方法，包括：利用气体吹扫反应器内的固体酸催化剂；在所述反应器的进料口连续注入正己烷并加热，在所述反应器的出料口排出夹带苯烷基化反应残留物的正己烷；停止注入正己烷，利用气体将所述反应器内的液体吹扫干净，并降温。
其中，所述固体酸催化剂为沸石固体酸催化剂，所述气体可以为氮气，气体的压力可以为0.2-1.0MPa，例如0.3MPa、0.5MPa、0.8MPa。气体吹扫时间可以为1-4小时，例如2-3小时。
利用正己烷洗涤的时间可以为9-12小时，例如10小时。加热温度可以为250-350℃，例如260℃、280℃、320℃。正己烷洗涤和加热可以同时进行。
另外，该再生方法还可以包括在出料口取样观察，当样品由橙黄色变为澄清透明时，判断再生完成。
该再生方法可以在制备烷基苯的反应器中进行，操作简单，并能节省再生时间，提高烷基苯的生产效率同时相对于传统再生方法，再生后催化剂催化活性可恢复至99％以上，同时可反复再生，催化剂使用寿命长达8000h以上。
实施例1
图1是本发明的一个实施例中制备烷基苯的装置示意图，其中包括反应器1，反应器1内设置有固体酸催化剂2，反应器1的上方连接有进料管3和进气管4，进料管3用于注入烷烃和烯烃的混合物以及苯等原料，反应器1的下方连接有出料管5，用于排出产生的烷基苯以及未反应的原料，出料管5上还设置有在线取样器6。
烯烃和苯在固体酸催化剂2发生苯烷基化反应。当苯烷基化反应效率降低时，需要对固体酸催化剂2进行再生处理。
再生时首先要停止进料，由进气管4向反应器1内通入0.5MPa的氮气，对反应器1中的固体酸催化剂2进行吹扫，吹扫时间为2小时。
然后由进料管3向反应器1内注入正己烷，并升温至280℃，对固体酸催化剂2进行冲洗。夹带苯烷基化反应残留物的正己烷由出料管5流出反应器1，冲洗时间为10小时。
在此期间，可由在线取样器6进行取样观察，直至样品由橙黄色变为澄清透明，即可认为再生完成。
再生结束后，停止注入正己烷，并通入氮气将反应器1内所有液体吹扫干净，并降温至150℃，完成固体酸催化剂2的再生。这时即可通入反应物料继续进行烷基苯的生产。
现有技术中，利用热苯进行固体酸催化剂的再生后，物料的初始转化率约为97％，然而本发明利用正己烷再生后，物料的初始转化率可稳定至99％以上，并且固体酸催化剂的寿命也相应提高，在烷基苯的规模化生产中可产生明显的经济效益。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种苯烷基化固体酸催化剂的再生方法，其特征在于，包括：
利用气体吹扫反应器内的固体酸催化剂；
在所述反应器的进料口连续注入正己烷并加热，对所述固体酸催化剂进行冲洗，在所述反应器的出料口排出夹带苯烷基化反应残留物的正己烷；
停止注入正己烷，利用气体将所述反应器内的液体吹扫干净，并降温。
2.根据权利要求1所述的再生方法，其中，所述气体为氮气。
3.根据权利要求1所述的再生方法，其中，所述气体的压力为0.2-1.0MPa。
4.根据权利要求3所述的再生方法，其中，所述气体的压力为0.3-0.8MPa。
5.根据权利要求1所述的再生方法，其中，所述吹扫的时间为1-4小时。
6.根据权利要求5所述的再生方法，其中，所述吹扫的时间为2-3小时。
7.根据权利要求1所述的再生方法，其中，加热温度为250-350℃。
8.根据权利要求7所述的再生方法，其中，加热温度为260-320℃。
9.根据权利要求1所述的再生方法，其中，利用正己烷对所述固体酸催化剂进行冲洗的时间为9-12小时，优选为10-11小时。
10.根据权利要求1所述的再生方法，其中，所述再生方法还包括在出料口取样观察，当样品由橙黄色变为澄清透明时，判断再生完成。
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