乙烯和苯生产乙苯的方法技术

本发明专利技术涉及一种乙烯和苯生产乙苯的方法，主要解决存在催化剂利用率较低，催化剂强度差，活性稳定性差的问题。本发明专利技术通过采用以乙烯和苯为反应原料，在反应温度100～260℃，反应压力2.0～4.5MPa，乙烯重量空速0.5～10小时-1，苯/乙烯摩尔比1～10的条件下，反应原料与催化剂接触发生液相烷基化反应生成乙苯；其中，所述催化剂为SiO2/Al2O3摩尔比为5～200的无粘结剂Beta型分子筛的技术方案较好的解决了该问题，可用于乙烯和苯液相烷基化生产乙苯的工业生产中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
乙苯是重要的有机化工原料，工业上主要用作生产苯乙烯。乙苯主要由苯和乙烯 通过烷基化反应制得，其烷基化过程一般分为分子筛气相法和分子筛液相法。由于分子筛 气相法反应温度高，二甲苯含量高和催化剂寿命短的原因，近年来逐渐被分子筛液相法取 代；分子筛液相法由于反应温度低，二甲苯和副反应少的原因逐渐成为主流。 早期的专利US4891458、US5227558都报道了采用β型分子筛作为液相烷基化催 化剂应用的报道，区别在于前者采用未改性的β型分子筛，后者采用了水蒸气改性的方法 明显提高了催化剂的稳定性。随后US5980859也对β型分子筛的水蒸气处理和酸性条件 下的铵离子交换进行了阐述。CN117999A、CN1616351A、CN101146752A提出了在β型分子 筛上进行磷改性的方法旨在提高催化剂的活性的报道。CN1096025A分别描述了采用β沸 石作为液相烷基化和液相烷基转移催化剂使用的工艺过程。CN1373004A描述了一种Si0 2/ A1203摩尔比范围在25~60,经过卤素元素改性的β型分子筛作为多乙苯和苯液相烷基转 移催化剂使用。在这些专利中可以看出不经过水蒸气处理的催化剂稳定性比较差，但是经 过水蒸气处理后催化剂由于脱出了提供Β酸的活性位，造成了催化剂的活性降低，因此需 要经一步改性提高催化剂的活性。液相法反应传质是反应的关键控制步骤。反应物快速地 反应并快速地离开催化剂微孔道是催化剂稳定性提高的关键。添加粘结剂后催化剂的利用 率降低，同时催化剂的传质效果也相应变差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有技术存在催化剂利用率较低，催化剂强度差， 活性稳定性差的问题，提供一种乙烯与苯液相生产乙苯的方法。该方法具有反应活性高，催 化剂稳定性好、强度好的特点。 为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种乙烯和苯生产乙苯的方 法，以乙烯和苯为反应原料，在反应温度100~260°C，反应压力2. 0~4. 5MPa，乙烯重量空 速0. 5~10小时\苯/乙烯摩尔比1~10的条件下，反应原料与催化剂接触发生液相烷 基化反应生成乙苯；其中，所述催化剂为Si0 2/Al203摩尔比为5~200的无粘结剂Beta型 分子筛。 上述技术方案中，优选地，所述无粘结剂Beta型分子筛中，分子筛的含量大于95 重量％。 上述技术方案中，优选地，所述无粘结剂Beta型分子筛Si02/Al20 3摩尔比为20~ 60 〇 上述技术方案中，优选地，所述无粘结剂Beta型分子筛经水蒸汽处理。 上述技术方案中，优选地，水蒸汽处理在含有10~100重量％的水蒸汽气氛下进 行，处理温度为400~800°C，处理时间为0. 5~24小时，水蒸气的重量空速为1~10小 时\ 上述技术方案中，优选地，所述无粘结剂Beta型分子筛经水蒸汽处理后进行酸 洗。 上述技术方案中，优选地，酸洗是用重量百分比浓度为0. 5~5 %的酸溶液，在0~ 100°C条件下处理0. 5~24小时；所述酸选自草酸、柠檬酸、乙酸、醋酸、苹果酸、马来酸、甲 酸、酒石酸或己二酸中的至少一种。更优选地，所述酸选自草酸。 上述技术方案中，优选地，反应温度为150~240°C，反应压力为2. 5~4. OMPa，乙 烯重量空速为0. 5~5小时\苯/乙苯摩尔比为1~5。 本专利技术方法中的无粘结剂Beta型分子筛是将Si02/Al20 3摩尔比为5~200的Beta 型分子筛原粉按照干基重量20~80%与0. 1~15%的碱性物质，0. 1~10%的铝的化合物 和10~80%的硅的化合物和水混合，研磨成型，挤条，烘干，焙烧后再经过后处理获得的。 其中，所述碱性物质选自氢氧化钠，铝的化合物选自偏铝酸钠，硅的化合物选自二氧化硅。 原料的优选配比为：Si0 2/Al203摩尔比为3~20的Beta型分子筛原粉按照干基重量50~ 60%与0. 5~5%的碱性物质，1~5的铝的化合物和40~60%的硅的化合物混合。 上述后处理步骤包括： a，将上述条状催化剂放在高压合成釜里，合成釜下部装入去离子水，把催化剂放 在不锈钢网上，并保证催化剂不与高压釜底部的水接触，密封高压釜。在90~200°C温度下 静态晶化5~200小时，开釜取出晶化后的催化剂。其中，晶化的优选条件为：100~180°C， 晶化10~30小时。 b，将步骤a取出的催化剂用去离子水洗涤至少一次，烘干，焙烧。 c，将上述无粘结剂分子筛进行常规的铵离子交换至少一次，水蒸汽焙烧处理。 d，将步骤c的催化剂进行有机酸洗涤，即得到了晶化后的无粘结剂Beta型分子 筛。 上述步骤中，烘干温度为100~150°C，烘干时间为1~10小时；焙烧温度为 400~600°C，焙烧时间为1~10小时。 本专利技术方法中铵离子交换处理方法为现有技术中常规采用的方法，本专利技术对其没 有特别的限制。例如用重量浓度1~20%的铵盐溶液，在0~100°C条件下处理0. 5~24 小时。所述铵盐选自硝酸铵、氯化铵、草酸铵、硫酸铵或柠檬酸铵中的至少一种。所述交换 一般还包括过滤、水洗步骤。 本专利技术中水蒸汽焙烧处理方法为现有技术中常规采用的方法，本专利技术对其没有特 别的限制。例如在400~800°C，在含有10~100%的水蒸汽气氛下进行水蒸汽焙烧处理 0· 5~24小时。 本专利技术中水蒸气处理后的酸洗涤步骤为用重量浓度0. 5~5%的酸溶液，在0~ 100°C条件下处理0. 5~24小时，所述酸选自草酸、柠檬酸、乙酸、醋酸、苹果酸、马来酸、甲 酸、酒石酸或己二酸中的至少一种。更优选地，所述酸选自草酸。 本专利技术采用分子筛含量大于95%的无粘结剂β型分子筛，对其进行水蒸气和酸 改性处理，从源头上保证了催化剂具有足够多的活性位，无粘结剂分子筛增加了分子筛的 含量，消除了粘结剂包裹覆盖活性组分带来的活性低，扩撒限制的不利因素；同时分子筛交 错生长，催化剂强度好，后期的酸洗涤改性不会大幅降低催化剂的强度。用这种方法处理后 的无粘结剂Beta型分子筛，在催化乙烯与苯液相烷基化反应中表现出了优异的催化性能， 活性更高，可以承受更高的乙烯空速，稳定性更好，催化剂再生周期达到2年以上，取得了 较好的技术效果。 下面通过实施例对本专利技术给予进一步的说明。【具体实施方式】 【实施例1】 称取Beta型原粉（Si02/Al203比为25)40g，铝酸钠5. 217g，氢氧化钠2g，二氧化 硅l〇.5g，去离子水24g，田菁粉4g。放到陶瓷研钵里混合均匀。挤条成型。在11(TC烘箱 里烘干过夜，550°C马弗炉里焙烧6小时。放在高压合成釜里，合成釜底部装去离子水，用不 锈钢网在反应釜上部放上成型的催化剂，保证催化剂和水不接触。然后在150°C晶化10小 时。取出后用去尚子水洗涤2次，烘干，焙烧后备用。当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乙烯和苯生产乙苯的方法，以乙烯和苯为反应原料，在反应温度100～260℃，反应压力2.0～4.5MPa，乙烯重量空速0.5～10小时‑1，苯/乙烯摩尔比1～10的条件下，反应原料与催化剂接触发生液相烷基化反应生成乙苯；其中，所述催化剂为SiO2/Al2O3摩尔比为5～200的无粘结剂Beta型分子筛。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宦明耀，杨为民，孙洪敏，张斌，沈震浩，薛明伟，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11