乙苯生产技术及催化剂研究进展_程志林
吉林石化攻克合成乙苯催化剂技术！
吉林石化攻克合成乙苯催化剂技术！
本期内容由PHASE & PHONIXTECH联合代表处冠名
9月8日，由吉林石化公司开发的苯液相烷基化合成乙苯催化剂技术，通过了吉林省科技厅组织的专家验收。
专家组认真查看了技术开发现场，听取了吉林石化关于项目实施情况汇报，审阅了验收数据等相关资料，对关键问题进行讨论后，认为该项目完成了项目任务书内容和考核指标，同意通过验收。
据项目负责人李菁博士介绍，该项目通过复合助剂改性的方法，开发出新型苯液相烷基化合成乙苯催化剂——纳米薄层MCM-22分子筛催化剂，明晰了催化剂后处理制备工艺和反应工艺条件，确定了原料杂质控制指标，完成了1立方米晶化釜放大合成中试研究，建成了纳米薄层MCM-22分子筛中试生产装置，催化性能达到进口催化剂水平。
数据显示，MCM-22分子筛催化剂在合成乙苯反应中，与装置现用催化剂相比，装填数量明显减少，还降压了反应温度、苯烯比、物耗和能耗，在节约成本的同时，提高乙苯产能，降低副产残油量。
不仅如此，MCM-22分子筛催化剂还具有性能稳定、运行周期长的特点。
装置现用催化剂使用周期为4年一再生，而应用该技术再生的催化剂使用寿命可达7~9年，延长了催化剂的使用寿命。
若该项目实现产业化，将使吉林石化苯乙烯装置合成乙苯单元更换一次催化剂的成本降低1400万元。
“若MCM-22分子筛催化剂实现产业化，将降低装置能耗，提高装置产能，预计每吨可节约资金50万元。
MCM-22分子筛催化剂的成功研发，打破了国外催化剂的技术垄断，实现了吉林石化科技创新能力的新跃升。
”吉林石化研究院副院长刘长清说。
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催化干气制乙苯技术研究
催化干气制乙苯技术研究作者：朱方明来源：《科技创新导报》 2011年第23期朱方明(湖南长岭石化科技开发有限公司湖南岳阳 414012)摘要:分析和比较了国内外催化干气制乙苯技术,并探讨了我国催化干气制乙苯技术的产业化方向。
关键词:催化干气乙烯乙苯乙苯生产工艺中图分类号:O643/TQ53 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)08(b)-0008-021 前言乙苯是一种重要的工业原料,主要用于生产苯乙烯单体。
我国乙苯/苯乙烯消费量逐年递增,目前超过了500万t/a,其中进口量接近300万t/a,对外依存度高达60%。
世界上90％以上的乙苯是由苯与乙烯进行烃化反应制得,其中多数采用高浓度乙烯为原料,导致乙烯原料成本偏高。
我国乙烯原料来源受石油资源的严重制约,寻求廉价生产乙苯的途径具有重要的意义。
随着我国原油消费量逐年攀升,催化干气超过550万吨/年,其中含有15%～20%(v/v)的乙烯,主要作为燃料,造成资源浪费的同时还排放大量CO2。
因此,直接利用低浓度乙烯的催化干气为原料,进行乙苯合成的生产工艺得到了广泛而深入的研究。
2 国外干气制乙苯技术利用催化裂化干气中的稀乙烯直接与苯烃化的技术,国外早在20世纪50年代末就开始了研究和探索,主要的工艺有Mosanto-Lummus工艺[1],Alkar工艺[2]和Mobil-Badger工艺[3],其中Alkar工艺和Mobil-Badger工艺较为成功。
2.1 Alkar工艺美国环球油品(UOP)公司开发了由苯与乙烯气相法烃化制取乙苯的Alkar工艺,并于20世纪60年代初实现工业化。
该工艺采用的催化剂为BF3改性的Al2O3非均相酸性催化剂,活性很高,选择性也很好,对乙烯浓度的范围要求很宽,含质量分数50%～100%乙烯的原料均可使用。
乙烯转化率接近100%,产品乙苯纯度可达99.9%。
Alkar工艺的优点是气固相反应,反应条件温和,单程转化率高,腐蚀性小,三废少;缺点是催化剂制备条件苛刻,费用也较高,并且容易中毒失活,对极性物质如硫化氢等很敏感。
乙苯生产技术及催化剂研究进展_程志林
2007年7月第15卷第7期 工业催化I N D U S T R I A LC A T A L Y S I S J u l y 2007V o l .15 N o .7综述与展望收稿日期:2006-12-25;修回日期:2007-03-05 基金项目:2006年天津市重点科技攻关培育资助项目(06Y F G P G X 08100)作者简介:程志林,1974年生,男,博士,高级工程师,主要从事催化材料和催化剂的开发工作,国内外发表论文20余篇(其中S C I 收录12篇,E I 收录8篇),申请发明专利13项。
乙苯生产技术及催化剂研究进展程志林,赵训志,邢淑建(中国海洋石油总公司,中国化工建设总公司天津化工研究设计院,天津300131)摘 要:介绍了乙苯生产的市场需要及乙苯生产技术的发展现状,重点阐述了国内外乙苯生产技术和催化剂的研究进展,归纳了工艺生产路线及优缺点,对乙苯生产技术未来的研究方向提出了几点建议。
关键词:苯烷基化;乙苯;苯;乙烯;分子筛催化剂中图分类号:T Q 426.94;T Q 241.2 文献标识码:A 文章编号:1008-1143(2007)07-0004-06R e s e a r c h e s i n e t h y l b e n z e n e p r o d u c t i o n t e c h n i q u e a n d c a t a l y s t sC H E N GZ h i l i n ,Z H A OX u n z h i ,X I N GS h u j i a n(C h i n a N a t i o n a l O f f s h o r e O i l C o r p o r a t i o n ,C N C C CT i a n j i n R e s e a r c h a n dD e s i g n I n s t i t u t e o f C h e m i c a l I n d u s t r y ,T i a n j i n 300131,C h i n a )A b s t r a c t :T h e m a r k e t o f e t h y l b e n z e n e a n d s t a t u s o f e t h y l b e n z e n e p r o d u c t i o n t e c h n i q u e s w e r e r e v i e w e d ,i n c l u d i n g t h ep r o c e s s e s a n dc a t a l y s t s ,a n dt h e i r a d v a n t a g e s a n dd i s a d v a n t a g e s .T h et r e n d s i ne t h y l -b e n z e n e p r o d u c t i o n t e c h n i q u e s w e r e o u t l i n e d ,t o o .K e y w o r d s :b e n z e n e a l k y l a t i o n ;e t h l y b e n z e n e ;b e n z e n e ;e t h y l e n e ;z e o l i t e c a t a l y s tC L Cn u m b e r :T Q 426.94;T Q 241.2D o c u m e n t c o d e :A A r t i c l e I D :1008-1143(2007)07-0004-06 乙苯主要用于生产苯乙烯,苯乙烯可以制取透明度高的聚苯乙烯、改性的耐冲击的聚苯乙烯橡胶、A B S 二聚物、S A N 二聚物、丁苯橡胶和不饱和树脂等。
乙苯脱氢催化剂的发展现状
乙苯脱氢催化剂的发展现状乙苯脱氢催化剂在化工领域中具有重要应用，其作用在于将乙苯转化为苯酚和氢气。
近年来，随着化工行业的快速发展，乙苯脱氢催化剂的需求量不断增加。
本文将概述乙苯脱氢催化剂的历史发展、研究现状、关键技术、应用场景以及未来展望。
乙苯脱氢催化剂的重要性源于其应用在苯酚生产过程中。
苯酚作为一种重要的化工原料，在医疗、塑料、农药、纤维等领域有着广泛的应用。
随着全球化工产业的发展，对苯酚的需求也不断增加。
因此，提高乙苯脱氢催化剂的活性和稳定性成为了关键。
目前，国内外对乙苯脱氢催化剂的研究主要集中在活性组分的优化、助剂的添加以及催化剂制备工艺的改进等方面。
市场上主要的乙苯脱氢催化剂包括贵金属催化剂、金属氧化物催化剂和分子筛催化剂等。
近年来，随着科研院所和企业的不断努力，一些新型的乙苯脱氢催化剂也不断被开发出来。
乙苯脱氢催化剂的关键技术包括其制备方法和活性组分的优化。
催化剂的制备方法通常包括浸渍法、沉淀法、溶胶-凝胶法等。
通过对制备方法的优化，可以改善催化剂的物理化学性能。
活性组分的优化也是提高乙苯脱氢催化剂性能的重要手段。
常见的活性组分包括贵金属催化剂、金属氧化物催化剂和分子筛催化剂等。
乙苯脱氢催化剂主要应用于工业化生产苯酚的工艺中。
在生产过程中，乙苯在催化剂的作用下脱氢生成苯酚和氢气。
一般情况下，乙苯脱氢反应在固定床反应器中进行，具有操作简单、方便等特点。
乙苯脱氢催化剂还可应用于其他相关的化工过程中。
随着科技的不断发展，乙苯脱氢催化剂在未来将会有更多的发展机遇。
随着环保意识的增强，研发低污染、高活性的乙苯脱氢催化剂成为了重要的发展趋势。
针对现有乙苯脱氢催化剂存在的问题，例如稳定性不足、活性组分易流失等，科研人员将进一步优化催化剂的性能。
新型的制备方法和助剂的发现也将为乙苯脱氢催化剂的发展带来新的突破。
同时，随着计算机科学的进步，计算机模拟技术在催化剂设计、优化等方面也将发挥更大的作用。
本文对乙苯脱氢催化剂的发展现状进行了概述，阐述了其历史发展、研究现状、关键技术、应用场景以及未来展望。
年催化裂化干气制乙苯装置技术改造研究的开题报告
10万吨/年催化裂化干气制乙苯装置技术改造研究的开题报告开题报告一、选题背景随着化工行业的快速发展，催化裂化干气制乙苯技术已成为重要的工业生产工艺之一。
然而，随着国内外市场对高质量乙苯的需求日益增加，旧的催化裂化干气制乙苯装置已经无法满足市场需求，因此技术改造成为刻不容缓的任务。
本项目将针对一座10万吨/年催化裂化干气制乙苯装置进行技术改造研究，以提高产品质量和生产效率，满足市场需求。
二、研究目的与意义本项目的研究目的是：1.设计并改进催化裂化干气制乙苯装置，在提高产品质量和生产效率等方面实现技术创新。
2.综合利用成熟的催化剂和工艺条件，实现更高的转化率和选择性。
3.实现更加低碳、低排放、高效节能的生产模式，以满足当前的环保要求。
本项目的意义在于对催化裂化干气制乙苯技术的深入研究和改进，有助于提高乙苯的生产效率和产品质量，从而满足市场需求。
同时，也有助于推动我国化工行业的技术创新，提高我国的市场竞争力，符合国家能源和环保政策的要求。
三、研究内容和方法1. 研究设备的改造。
对旧的催化裂化干气制乙苯装置进行升级改造，以提高生产效率和产量。
2. 研究催化剂的改进。
通过改进催化剂的成分和配比来提高转化率和选择性。
3. 分析并改进生产工艺。
通过改进生产工艺来提高乙苯的生产效率和产品质量。
4. 设计排放处理系统。
为实现低碳、低排放和环保生产提供保障，设计和改进排放处理系统。
本项目将采用实验室实验和现场试验相结合的方法，进行研究和改进。
四、进度安排1. 设备改造设计：1个月。
2. 催化剂改进研究：2个月。
3. 生产工艺分析：2个月。
4. 排放处理系统设计：1个月。
5. 现场试验和改进：3个月。
总计：9个月。
五、预期结果1. 设计并改进的装置将提高生产效率和产量。
2. 改进后的催化剂将提高乙苯的转化率和选择性。
3. 改进的生产工艺将提高产品质量和生产效率。
4. 设计的排放处理系统将实现低碳、低排放的生产。
六、研究经费本项目的研究经费预计为100万元。
现代催化干气制乙苯技术工艺进展
现代催化干气制乙苯技术工艺进展摘要乙苯作为重要的化工原料之一，主要用途是生产苯乙烯。
全球绝大部分乙苯都是用苯和乙烯通过烃化反应而得，且几乎都是采用纯乙烯作为原料，进而导致了乙烯成本过高。
伴随我国原油消费量逐年增加，年产含有大量乙烯的催化干气却主要作为燃料使用，不仅造成了资源浪费，也对环境造成破坏。
因此，利用催化干气作为原料，使其中的乙烯与苯反应制成乙苯的生产工艺成为迫切需要。
关键词催化干气；稀乙烯；技术工艺；发展前景引言第三代催化干气制乙苯是我国具有自主知识产权的新型工艺，已得到广泛运用。
它是以催化干气中的稀乙烯作为原料，采用气相烷基化和液相烷基转移反应，实现了催化干气中稀乙烯的最大化利用，同时還配套生产国内紧缺的用于合成聚苯乙烯、丁苯橡胶等的苯乙烯产品。
不仅开拓了催化干气利用的新路子，还大大增加了公司的效益，提升公司竞争力[1]。
1 催化干气制乙苯技术工艺过程及发展分析1.1 烃化和反烃化反应原理（1）生成乙苯：C2H4+C6H6=C6H5C2H5在沸石催化剂上存在Lewis酸中心，吸附干气中乙烯分子，再与苯反应生成乙苯。
（2）生成多乙苯：如：C6H5C2H5+ C2H4=C6H4（C2H5）2乙苯进一步烷基化生成二乙苯、三乙苯等。
（3）多乙苯反烃化：C6H4（C2H5）2+ C6H6=2 C6H5C2H5反烃化反应器中，沸石催化剂上存在Lewis酸中心，吸附多乙苯分子，与苯发生烷基转移反应生成乙苯。
（4）生成丙苯和丁苯：C2H6+ C6H6= C6H5C3H7 C4H8+ C6H6=C6H5C4H9干气中含有少量的丙烯和丁烯，在烃化催化剂上与苯发生烷基化反应，生成丙苯和丁苯。
（5）生成甲苯、二甲苯：非芳烃、乙苯和二甲苯生成甲苯；在Lewis酸中心作用下，乙苯能够异构化生成二甲苯。
1.2 工艺发展分析（1）传统A1C13液相法A1C13液相法将A1C13催化剂与苯均成液相反应状态，在反应器中进行烷基化反应，同时二乙苯与苯发生烷基转移反应。
国内干气制乙苯技术研发进展
国内干气制乙苯技术研发进展干气是指炼厂不能再液化的尾气，主要来源于原油的二次加工过程，如催化裂化、热裂化、延迟焦化、加氢裂化等。
我国炼油企业的干气绝大部份来源于催化裂化气体，其中乙烯体积含量达15%～20%。
随着我国炼油企业产能的不断壮大，目前我国干气量已达550万吨/年，其中作为重要化工原料的乙烯含量高达100万吨/年。
在干气制乙苯技术尚未被开发之前，这部分乙烯主要作为燃料燃烧，造成了大量宝贵资源的浪费。
另外，乙苯/苯乙烯是一种重要的化工原料，世界上90%以上的乙苯是由苯与纯乙烯进行烃化反应制得，由于纯乙烯资源的短缺，国内乙苯/苯乙烯市场大量依赖于进口，对外进口依存度高达60%。
为了充分利用干气中的这部分稀乙烯资源，提高石油资源的利用率，同时解决国内乙苯/苯乙烯市场紧缺现状。
国内众多的企业和科研单位进行了干气制乙苯技术的研究和开发，其中，中国科学院大连化学物理研究所、中石化上海石油化工研究院、北京服装学院在干气制乙苯技术领域取得了可喜的成绩。
干气制乙苯技术根据原料苯在烷基化反应器中的相态可以分为气相法技术和液相法技术两大类。
气相法技术是指原料以气态形式与固体催化剂在烷基化反应器中发生气固催化反应；液相法技术是借助系统高压使原料苯处于液态形式，稀乙烯原料以气态形式存在，气态烯烃和液态苯在固体催化剂上发生的气－液－固三相催化反应。
1、国内气相法干气制乙苯技术1）大连化学物理研究所的气相法技术以中国科学院大连化学物理研究所为主导的干气制乙苯技术开发工作始于1986年。
在大连化学物理研究所大量的催化剂和工艺研究开发工作基础之上，经过中国石化总公司协调组织，成立了大连化学物理研究所、抚顺石油二厂和洛阳石油化工工程公司的技术合作开发团队。
技术历经改进和发展，目前最新的第五代技术已经问世。
其中，一代、二代、和三代技术属于气相法技术。
一代技术3万吨/年的装置由洛阳石油化工工程公司完成设计，于1993年7月在抚顺石油二厂一次投料开车成功。
苯烷基化生产乙苯
新型催化剂研发
绿色化和智能化
VS
随着人们对苯烷基化生产乙苯的需求不断增加，特别是在精细化学品、高分子材料等领域，预计未来苯烷基化生产乙苯的市场需求将会继续保持增长态势。
技术创新
随着科技的不断进步，苯烷基化生产乙苯的技术也将会不断创新和进步，进一步提高生产效率和降低成本，推动苯烷基化生产乙苯工业的发展。
混合时需要充分搅拌，以确保苯和丙烯的充分混合。
苯和丙烯的混合
将催化剂加入到苯和丙烯的混合物中，可以促进烷基化反应。
催化剂的加入量需要根据具体的工艺条件进行选择，过多的催化剂会影响产品质量。
催化剂的加入
1
反应条件的控制
2
3
需要控制反应温度，反应温度过低会影响反应速率，过高则可能导致副反应发生。
需要控制反应压力，反应压力过高会增加设备负荷，过低则可能导致反应速率下降。
苯烷基化生产乙苯的技术现状
目前苯烷基化生产乙苯的工艺流程仍存在一些不足之处，未来发展方向是优化反应和分离等关键步骤，提高效率和降低能耗。
苯烷基化生产乙苯技术的发展趋势
目前酸性催化剂是苯烷基化生产乙苯的主流催化剂，但存在一些不足之处，未来研究方向是研发新型高效、稳定的催化剂。
随着社会对环保和智能化的关注度不断提高，苯烷基化生产乙苯的未来发展方向也将会是绿色化和智能化。
苯烷基化反应的条件
苯烷基化生产乙苯工艺流程
03
丙烯
作为另一原料，需要确保其纯度和质量，通常也需要经过精馏提纯。
苯
作为主要原料，需要确保纯度和质量，通常需要经过精馏提纯。
催化剂
选择合适的催化剂，如硫酸、磷酸等，用于促进苯和丙烯的烷基化反应。
原料准备
将苯和丙烯按照一定的比例混合，混合时需要注意安全，因为丙烯有爆炸危险性。
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2007年7月第15卷第7期 工业催化I N D U S T R I A LC A T A L Y S I S J u l y 2007V o l .15 N o .7综述与展望收稿日期:2006-12-25;修回日期:2007-03-05 基金项目:2006年天津市重点科技攻关培育资助项目(06Y F G P G X 08100)作者简介:程志林,1974年生,男,博士,高级工程师,主要从事催化材料和催化剂的开发工作,国内外发表论文20余篇(其中S C I 收录12篇,E I 收录8篇),申请发明专利13项。
乙苯生产技术及催化剂研究进展程志林,赵训志,邢淑建(中国海洋石油总公司,中国化工建设总公司天津化工研究设计院,天津300131)摘 要:介绍了乙苯生产的市场需要及乙苯生产技术的发展现状,重点阐述了国内外乙苯生产技术和催化剂的研究进展,归纳了工艺生产路线及优缺点,对乙苯生产技术未来的研究方向提出了几点建议。
关键词:苯烷基化;乙苯;苯;乙烯;分子筛催化剂中图分类号:T Q 426.94;T Q 241.2 文献标识码:A 文章编号:1008-1143(2007)07-0004-06R e s e a r c h e s i n e t h y l b e n z e n e p r o d u c t i o n t e c h n i q u e a n d c a t a l y s t sC H E N GZ h i l i n ,Z H A OX u n z h i ,X I N GS h u j i a n(C h i n a N a t i o n a l O f f s h o r e O i l C o r p o r a t i o n ,C N C C CT i a n j i n R e s e a r c h a n dD e s i g n I n s t i t u t e o f C h e m i c a l I n d u s t r y ,T i a n j i n 300131,C h i n a )A b s t r a c t :T h e m a r k e t o f e t h y l b e n z e n e a n d s t a t u s o f e t h y l b e n z e n e p r o d u c t i o n t e c h n i q u e s w e r e r e v i e w e d ,i n c l u d i n g t h ep r o c e s s e s a n dc a t a l y s t s ,a n dt h e i r a d v a n t a g e s a n dd i s a d v a n t a g e s .T h et r e n d s i ne t h y l -b e n z e n e p r o d u c t i o n t e c h n i q u e s w e r e o u t l i n e d ,t o o .K e y w o r d s :b e n z e n e a l k y l a t i o n ;e t h l y b e n z e n e ;b e n z e n e ;e t h y l e n e ;z e o l i t e c a t a l y s tC L Cn u m b e r :T Q 426.94;T Q 241.2D o c u m e n t c o d e :A A r t i c l e I D :1008-1143(2007)07-0004-06 乙苯主要用于生产苯乙烯,苯乙烯可以制取透明度高的聚苯乙烯、改性的耐冲击的聚苯乙烯橡胶、A B S 二聚物、S A N 二聚物、丁苯橡胶和不饱和树脂等。
目前,乙苯的需求量呈明显的上升趋势,有关资料显示,从1998年到2015年,全球乙苯的需求量将以3.7%的速率增长,国内将以年均5.3%的速率增长,从1998年的800k t 增加到2005年的1.2M t 、2015年的2M t 。
工业生产中,除极少数(≯4%)的乙苯来源于重整轻油C 5芳烃馏分抽提外,其余是在适当催化剂存在下由苯与乙烯烷基化反应制取。
20世纪80年代以前,乙苯合成的烷基化方法有A l C l 3法、A 1k a r 法和M o n s a n t o /L u m m u s 法。
20世纪80年代前后,相继出现了一些以沸石为催化剂的乙苯生产工艺,由于其无腐蚀、无污染、流程简短和能量利用率高,在很短的时间内得到了较大的发展。
乙苯生产工艺技术的核心是苯和乙烯烷基化催化剂,催化剂组成和性能的差异造成了反应条件和产物分布的不同,因此出现了不同的生产工艺。
1935年,D o wC h e m i c a l 以A l C l 3作为催化剂,由苯和乙烯采用液相烷基化工艺生产乙苯。
目前,全球乙苯生产的40%还采用此法的各种改良法,如A s a h i 、D o w 、A m o c o 和B A S F 。
但是液相A l C l 3法已处于淘汰地位。
新建的烷基化制乙苯生产装置则全部采用分子筛法。
1980年,第一套商业化M o b i l /B a d g e r 分子筛气相烃化装置推出,至今世界上已有37套生产装置,占世界总乙苯生产能力的一半左右。
1989年,L u m m u s /U O P 开发的液相分子筛烃化工艺在日本正式工业化运行。
从乙苯生产发展趋势看,在今后一段时期内分子筛液相烷基化工艺将占主导地 2007年第7期 程志林等:乙苯生产技术及催化剂研究进展 5 位。
目前,M o b i l/B a d g e r推出了采用独特的液相烷基化和气相烷基转移过程的E B M a x S M工艺,拥有广阔的发展前景。
我国苯乙烯生产历经四十余年,到2002年共有14个主要的苯乙烯生产厂家。
20世纪90年代初期以前建立的设备多采用引进技术,其中20世纪80年代兴建的中国石化燕山石化公司和中国石化齐鲁石化公司两套设备采用L u m m u s-M o n s a n t o技术,20世纪90年代投产的盘锦乙烯公司、中国石油大庆石化总厂和中国石化广州石化公司采用的是F i n a/ B a d g e r技术,中国石化茂名石化公司、中国石油吉林石化公司和扬子石化-巴斯夫有限责任公司采用了L u m m u s/U O P技术,1999年投产的中国石油大连石化公司和中国石油兰州石化公司采用的是国产化技术。
其中多以裂解乙烯作为烃化原料,但是抚顺和大连的设备是以炼厂干气中的乙烯作为烃化原料。
目前,总生产能力为951k t·a-1,生产规模超过100k t·a-1的有扬子石化-巴斯夫有限责任公司、中国石化茂名石化公司、中国石油吉林石化分公司和中国石油大连石化公司,最大的是中国石油吉林石化分公司,生产规模为135k t·a-1。
1 烷基化生产工艺的研究进展苯和乙烯烷基化反应制乙苯技术主要经历了A l C l3液相反应法、分子筛气相催化法和分子筛液相催化法。
1.1 A l C l3催化剂液相反应法采用的是典型的F r i e d e l-C r a f t s工艺,用A l C l3配合物为催化剂,反应的副产物主要为二乙苯和多乙苯。
有传统的A l C l3法和改良的A l C l3法,其差别在于改良的A l C l3法其烷基化和烷基转移反应是在两个反应器中进行。
典型的烷基化反应操作条件:温度(160～180)℃,压力(0.7～0.9)M P a,n(苯)∶n(乙烯)= 1～3,停留时间(30～60)m i n;烷基转移反应条件:温度200℃,停留时间(20～30)m i n。
与其他方法的不同之处在于该工艺有催化剂连续供给和连续分离系统。
该工艺简单,操作条件缓和,乙烯转化率高,乙苯纯度高,但腐蚀和污染严重,三废排放量大,热效率低,总体能耗高,处于被淘汰地位。
1.2 分子筛烃化法分子筛烃化法无论是气相工艺还是液相工艺,其装置均由烷基化反应器、烷基转移反应器和分离器三部分组成。
采用固体酸分子筛作为催化剂,无腐蚀,无污染,产品易于分离。
1.2.1 分子筛气相催化法主要采用改性的中孔沸石Z S M-5催化剂[1-2],其他高硅沸石[3-5],如Z S M-11、Z S M-23、Z S M-35、Z S M-38和Z S M-12也建议采用,适用于浓乙烯和稀乙烯混合气体为原料。
不存在环境污染和设备腐蚀问题,催化剂寿命2年,再生周期1年。
分子筛气相法的反应工艺条件:烷基化温度(380～420)℃,压力(1.2～2.6)M P a,n(苯)∶n(乙烯)=6.5～7.0,乙烯质量空速(2.1～3.0)h-1;烷基转移反应条件:温度(435～445)℃,压力(0.6～0.7)M P a,总空速(27.0～33.0)h-1,m(苯)∶m(多乙苯)=2～4。
美孚公司的Z S M-5催化剂是高活性的烷基化和烷基转移催化剂,装填量仅为相应的液相工艺的十分之一,乙烯转化率达99.8%,催化剂实行原位再生,使用寿命较长,整个反应的热效率较高,单烷基化反应选择性较高,降低了烷基转移反应的负荷,有效抑制了重组分的产生,焦油的生成量仅为乙苯的0.3%。
另一方面,由于较高的反应温度,使部分乙烯裂解产生非选择性的烷基化产物,后经歧化脱烷基生成甲苯和二甲苯等。
1.2.2 分子筛液相催化法液相法采用Y型分子筛催化剂[6-8],其他一些大孔分子筛如M C M[9]、β[10]和S S Z-25[11]等也适合,只能用于浓乙烯的烷基化反应,对原料纯度要求不高,反应条件缓和,投资省,运行周期长。
工艺条件:烷基化温度(245～270)℃,压力(3.4～3.6)M P a,n(苯)∶n(乙烯)=6.5～7.0,乙烯质量空速(0.2～0.3)h-1;烷基转移反应条件:温度(250～270)℃,压力(3.5～3.7)M P a,总空速6.0h-1,m(苯)∶m(多乙苯)=7.6。
该法不产生污染环境的废料,催化剂的运转周期2年。
催化剂进行器外再生,再生条件缓和,使用寿命达三年。
与气相法相比,是在较低的温度(一般不超过300℃)和较高的压力下进行,一方面降低了能耗,减少了能量回收系统的设备投资;另一方面,催化剂使用寿命延长,异构化和裂化等副反应受到抑制,有利于提高产品的纯度,乙苯中二甲苯杂质 6 工业催化 2007年第7期 含量仅为20×10-6～40×10-6,有一定的优势。