專利名稱：生產(chǎn)異丙苯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種苯與丙烯生產(chǎn)異丙苯的方法。
背景技術(shù)：
異丙苯是一種重要的有機(jī)化工原料，是生產(chǎn)苯酚、丙酮和α -甲基苯乙烯的主要中間化合物。在工業(yè)上異丙苯是通過丙烯和苯在的烷基化反應(yīng)制備的，其副產(chǎn)物主要為多異丙苯。早在1945年UOP就公布了在酸性催化劑存在下，以丙烯和苯反應(yīng)制備異丙苯的方法(SPA法)(USP2382318)，SPA法以固體磷酸為烷基化催化劑，由于固體磷酸不能夠催化烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，所以在工藝流程中沒有烷基轉(zhuǎn)移部分。因此，SPA法只能在高的苯烯摩爾比 (5 7)條件下運(yùn)行，而且其異丙苯的收率僅為95%左右。上世紀(jì)八十年代，Monsanto公司開發(fā)以AlCl3為烷基化催化劑的異丙苯生產(chǎn)工藝，并實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。由于AlCl3同樣不能催化烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，因此，以AlCl3法生產(chǎn)異丙苯在異丙苯的收率方面仍然較低，同時也存在嚴(yán)重的污染問題和裝置腐蝕問題。在上世紀(jì)九十年代，Dow,CDTech、Mobil-Badger、Enichem 和 UOP 等(US4992606、 US5362697.US5453554,US5522984、US5672799、US6162416、US6051521)公司相繼公布了以微孔沸石為催化劑，具有烷基轉(zhuǎn)移能力的固定床工藝流程。在現(xiàn)有技術(shù)中，苯和丙烯首先在烴化反應(yīng)器中進(jìn)行烷基化反應(yīng)，烷基化反應(yīng)生成的多取代異丙苯經(jīng)過精餾系統(tǒng)分離后，多取代異丙苯再和苯混合后進(jìn)入一個單床層的烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)器進(jìn)行烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。在苯和多異丙苯的烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)中，苯和多異丙苯的摩爾比、原料空速、以及多異丙苯原料的組成都會嚴(yán)重影響多異丙苯的轉(zhuǎn)化率和雜質(zhì)正丙苯的生成量，多異丙苯的烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)往往會產(chǎn)生更多的雜質(zhì)正丙苯，這會嚴(yán)重降低產(chǎn)品異丙苯的質(zhì)量。因此，通過工藝優(yōu)化，提高多異丙苯轉(zhuǎn)化率，降低烷基轉(zhuǎn)移生成的正丙苯，對提高生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量意義重大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)存在烷基轉(zhuǎn)移產(chǎn)物中正丙苯含量較高的問題，提供一種新的生產(chǎn)異丙苯的方法。該方法大幅度降低了正丙苯含量，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種生產(chǎn)異丙苯的方法，包括以下步驟a)含多取代異丙苯的物流12進(jìn)入多取代異丙苯塔，經(jīng)精餾分離后，塔頂?shù)玫轿锪?8，塔中部得到物流9，塔釜得到含焦油的重組分物流11，物流11進(jìn)入后續(xù)流程；物流8中， 二異丙苯含量至少大于95重量％ ；物流9中，三異丙苯含量至少大于0.5重量％ ；b)原料苯物流6和物流8從頂部進(jìn)入第一烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)，與催化劑接觸進(jìn)行烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，反應(yīng)后得到含異丙苯的物流7 ；c)物流7和物流9從頂部進(jìn)入第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)，與催化劑接觸進(jìn)行烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，反應(yīng)后得到含異丙苯的物流10 ；物流10進(jìn)入后續(xù)精制流程，得到產(chǎn)品異丙苯。上述技術(shù)方案中，物流6與物流8的重量比優(yōu)選范圍為0. 3 5，更優(yōu)選范圍為 0.7 3。物流7與物流9的重量比優(yōu)選范圍為0.3 5，更優(yōu)選范圍為0.7 3。物流8 中，二異丙苯含量優(yōu)選范圍為96 100重量％。物流9中，三異丙苯含量優(yōu)選范圍為1 50重量％。原料苯物流6與含多取代異丙苯的物流12的重量比優(yōu)選范圍為0. 3 5。上述技術(shù)方案中，第一烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)和第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)中裝填的催化劑選自Y沸石、Beta沸石、絲光沸石、SHY-I、SHY-2或MCM-22。其中SHY-I可按照CN200410066636. 2中公開的方法制備，SHY-2可按照CN200610(^9979. 0中公開的方法制備。上述技術(shù)方案中，第一烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度130 190°C，反應(yīng)壓力1. 0 3. OMPa，液相空速為0. 5 10小時Λ第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度150 210°C，反應(yīng)壓力1. 0 3. OMPa,液相空速為0. 5 10小時Λ多取代異丙苯塔操作條件為操作壓力為-300 Okpa，塔頂溫度為120 160°C，塔釜溫度為190 250°C。本發(fā)明方法中，所述壓力是指表壓。所述含多取代異丙苯的物流是指苯和丙烯在烴化反應(yīng)器中進(jìn)行烷基化反應(yīng)后的產(chǎn)物流，其中包括苯、異丙苯、二異丙苯、三異丙苯和正丙苯。所述多取代異丙苯指二異丙苯和三異丙苯，一般其在烴化產(chǎn)物流中的重量百分比為 90 100%。原料苯可以是新鮮苯、后續(xù)工段的回收苯或其混合物。本發(fā)明方法中，第一烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)和第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)可以是獨(dú)立的、兩個串聯(lián)的固定床反應(yīng)器，也可以是一個完整的含有兩個床層的固定床反應(yīng)器。本發(fā)明方法將多取代異丙苯經(jīng)過適當(dāng)?shù)木s切割，分離成組分較輕和較重的兩個物流，控制組分較輕的物流中二異丙苯含量至少大于95重量％，控制組分較重的物流中三異丙苯含量至少大于0. 5重量％。這兩股物流分別進(jìn)行烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，大幅度降低了正丙苯的含量，異丙苯中正丙苯含量最低僅為360ppm，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，取得了較好的技術(shù)效^ ο


圖1和圖2為本發(fā)明的工藝流程示意圖。圖3為現(xiàn)有技術(shù)工藝流程示意圖。圖1中，第一烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)和第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)是獨(dú)立的、兩個串聯(lián)的固定床反應(yīng)器。圖2中，第一烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)和第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)包含在一個固定床反應(yīng)器內(nèi)。圖1、圖2和圖3中，1為第一烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)，2為第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)，3為多取代異丙苯塔，4為第一烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)催化劑床層，5為第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)催化劑床層，6 為原料苯，7為第一烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)出料，8為多取代異丙苯塔塔頂出料，9為多取代異丙苯塔中部出料，10為第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)出料，11為多取代異丙苯塔釜液出料，12為含多取代異丙苯的原料物流。圖1和圖2中，含多取代異丙苯的原料物流12進(jìn)入多取代異丙苯塔3，經(jīng)精餾分離后，塔頂?shù)玫轿锪?，塔中部得到物流9，塔釜得到含焦油的重組分物流11，物流11進(jìn)入后續(xù)流程。原料苯物流6和物流8從頂部進(jìn)入第一烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)，與催化劑接觸進(jìn)行烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，反應(yīng)后得到含異丙苯的物流7。物流7和物流9從頂部進(jìn)入第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)， 與催化劑接觸進(jìn)行烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，反應(yīng)后底部得到含異丙苯的物流10。物流10進(jìn)入后續(xù)精制流程，得到產(chǎn)品異丙苯。圖3中，含多取代異丙苯的物流12進(jìn)入多取代異丙苯塔3，經(jīng)精餾分離后，塔頂?shù)玫轿锪?，塔釜得到含焦油的重組分物流11，物流11進(jìn)入后續(xù)流程。苯物流6和物流8從頂部進(jìn)入烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)器，與催化劑接觸進(jìn)行烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，底部得到含異丙苯的物流7。下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1按圖1的工藝流程，第一烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)和第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)是獨(dú)立的、兩個串聯(lián)的固定床反應(yīng)器。第一烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)裝載有15克Beta沸石的成型催化劑，第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)裝載有60克SHY-I沸石的成型催化劑。第一烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度150°C，苯流量(物流6) 110克/小時，多取代異丙苯(物流8)通入量20克/小時， 物流8中二異丙苯含量99%。第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)反應(yīng)條件為 .反應(yīng)溫度178V，第二反應(yīng)區(qū)出口壓力1. 5MPa，物流9流量90克/小時，物流9中三異丙苯含量6%。連續(xù)反應(yīng)5天。多取代異丙苯塔操作條件為塔頂溫度134°C，塔釜溫度215°C，操作壓力_80MPa。反應(yīng)結(jié)果第一烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)多異丙苯轉(zhuǎn)化率60%，異丙苯中正丙苯含量 460ppm。第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)多異丙苯轉(zhuǎn)化率53%，異丙苯中正丙苯含量480ppm。實(shí)施例2按圖1的工藝流程，第一烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)和第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)是獨(dú)立的、兩個串聯(lián)的固定床反應(yīng)器。第一烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)裝載有50克Beta沸石的成型催化劑，第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)裝載有30克SHY-2沸石的成型催化劑。第一烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)反應(yīng)條件為 反應(yīng)溫度148°C，苯流量(物流6) 100克/小時，多取代異丙苯(物流8)通入量50克/小時，物流8中二異丙苯含量99%。第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度185°C，第二反應(yīng)區(qū)出口壓力1.5MPa，多取代異丙苯(物流9)流量25克/小時，物流9中三異丙苯含量 8%。連續(xù)反應(yīng)5天。多取代異丙苯塔操作條件為塔頂溫度129 °C，塔釜溫度210°C，操作壓力-120MPa。反應(yīng)結(jié)果第一烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)多異丙苯轉(zhuǎn)化率53%，異丙苯中正丙苯含量 430ppm。第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)多異丙苯轉(zhuǎn)化率56%，異丙苯中正丙苯含量510ppm。實(shí)施例3按圖1的工藝流程，第一烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)和第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)是獨(dú)立的、兩個串聯(lián)的固定床反應(yīng)器。第一烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)裝載有40克Beta沸石的成型催化劑，第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)裝載有40克MCM-49沸石的成型催化劑。第一烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)反應(yīng)條件為 反應(yīng)溫度151°C，苯流量(物流6)80克/小時，多取代異丙苯(物流8)通入量40克/小時，物流8中二異丙苯含量98%。第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度171°C，第二反應(yīng)區(qū)出口壓力1. 5MPa,多取代異丙苯(物流9)流量50克/小時，物流9中三異丙苯含量5%。連續(xù)反應(yīng)5天。多取代異丙苯塔操作條件為塔頂溫度134°C，塔釜溫度215°C，操作壓力_80MPa。反應(yīng)結(jié)果第一烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)多異丙苯轉(zhuǎn)化率57%，異丙苯中正丙苯含量 450ppm。第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)多異丙苯轉(zhuǎn)化率52%，異丙苯中正丙苯含量470ppm。實(shí)施例4按圖2的工藝流程，第一烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)和第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)包含在一個固定床反應(yīng)器內(nèi)。第一烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)裝載有60克Beta沸石的成型催化劑，第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)裝載有20克MCM-22的成型催化劑。第一烷基反應(yīng)區(qū)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度145°C，苯流量(物流6) 120克/小時，多取代異丙苯(物流8)通入量70克/小時，物流8中二異丙苯含量99%。第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度170°C，反應(yīng)器出口壓力1.5MPa， 多取代異丙苯(物流9)流量20克/小時，物流9中三異丙苯含量10%。連續(xù)反應(yīng)5天。多取代異丙苯塔操作條件為塔頂溫度125 °C，塔釜溫度208 °C，操作壓力-150MPa。反應(yīng)結(jié)果第一烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)多異丙苯轉(zhuǎn)化率53%，異丙苯中正丙苯含量 300ppm。第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)多異丙苯轉(zhuǎn)化率45%，異丙苯中正丙苯含量360ppm。比較例1按圖3的工藝流程，烷基轉(zhuǎn)移部分只有一個反應(yīng)器，并且多取代異丙苯塔僅從塔頂引出物流，該物流全部進(jìn)入烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)器。烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)裝載有50克Beta沸石的成型催化劑，反應(yīng)溫度153°C，反應(yīng)壓力1. IMPa,苯流量100克/小時，多取代異丙苯流量80 克/小時，多取代異丙苯中二異丙苯含量96%，連續(xù)反應(yīng)5天。反應(yīng)結(jié)果多異丙苯轉(zhuǎn)化率只有35%，異丙苯中正丙苯含量560ppm。比較例2同比較例1，只是烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)裝載有60克MCM-22沸石的成型催化劑，反應(yīng)溫度185°C，反應(yīng)壓力1. 5MPa,苯流量80克/小時，多取代異丙苯流量80克/小時，多取代異丙苯中二異丙苯含量96%，連續(xù)反應(yīng)5天。反應(yīng)結(jié)果多異丙苯轉(zhuǎn)化率55%，異丙苯中正丙苯含量800ppm。比較例3同比較例1，只是烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)裝載有60克MCM-22沸石的成型催化劑，反應(yīng)溫度172°C，反應(yīng)壓力1. 5MPa,苯流量100克/小時，多取代異丙苯流量80克/小時，多取代異丙苯中二異丙苯含量96%，連續(xù)反應(yīng)5天。反應(yīng)結(jié)果多異丙苯轉(zhuǎn)化率40%，異丙苯中正丙苯含量630ppm。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)異丙苯的方法，包括以下步驟a)含多取代異丙苯的物流(12)進(jìn)入多取代異丙苯塔(3)，經(jīng)精餾分離后，塔頂?shù)玫轿锪?8)，塔中部得到物流(9)，塔釜得到含焦油的重組分物流(11)，物流(11)進(jìn)入后續(xù)流程； 物流(8)中，二異丙苯含量至少大于95重量物流(9)中，三異丙苯含量至少大于0.5重量％ ；b)原料苯物流(6)和物流(8)從頂部進(jìn)入第一烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)，與催化劑接觸進(jìn)行烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，反應(yīng)后得到含異丙苯的物流(7)；c)物流(7)和物流(9)進(jìn)入第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)，與催化劑接觸進(jìn)行烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，反應(yīng)后得到含異丙苯的物流(10)；物流(10)進(jìn)入后續(xù)精制流程，得到產(chǎn)品異丙苯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)異丙苯的方法，其特征在于物流(6)與物流(8)的重量比為0. 3 5 ；物流(7)與物流(9)的重量比為0. 3 5。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述生產(chǎn)異丙苯的方法，其特征在于物流(6)與物流(8)的重量比為0. 7 3 ；物流(7)與物流(9)的重量比為0. 7 3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)異丙苯的方法，其特征在于物流(8)中，二異丙苯含量為 96 100重量％ ；物流(9)中，三異丙苯含量為1 50重量％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)異丙苯的方法，其特征在于所述催化劑選自Y沸石、Beta 沸石、絲光沸石、SHY-I、SHY-2或MCM-22。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)異丙苯的方法，其特征在于第一烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)中，反應(yīng)溫度為130 190°C，反應(yīng)壓力為1. 0 3. OMPa，液相空速為0. 5 10小時Λ
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)異丙苯的方法，其特征在于第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)中，反應(yīng)溫度為150 210°C，反應(yīng)壓力為1.0 3. OMPa，液相空速為0.5 10小時Λ
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)異丙苯的方法，其特征在于多取代異丙苯塔操作壓力為-300 Okpa，塔頂溫度為120 160°C，塔釜溫度為190 250°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述生產(chǎn)異丙苯的方法，其特征在于原料苯物流(6)與含多取代異丙苯的物流(12)的重量比為0. 3 5。
全文摘要
本發(fā)明涉及生產(chǎn)異丙苯的方法，主要解決以往技術(shù)中存在正丙苯含量高的問題。本發(fā)明通過采用包括以下步驟a)含多取代異丙苯的物流12進(jìn)入多取代異丙苯塔，經(jīng)精餾分離后，塔頂?shù)玫轿锪?，塔中部得到物流9，塔釜得到含焦油的重組分物流11，物流11進(jìn)入后續(xù)流程；b)原料苯物流6和物流8從頂部進(jìn)入第一烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)，與催化劑接觸進(jìn)行烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，反應(yīng)后得到含異丙苯的物流7；c)物流7和物流9從頂部進(jìn)入第二烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)區(qū)，與催化劑接觸進(jìn)行烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，反應(yīng)后得到含異丙苯的物流10；物流10進(jìn)入后續(xù)精制流程，得到產(chǎn)品異丙苯的技術(shù)方案，較好地解決了該問題，可用于異丙苯的工業(yè)生產(chǎn)中。
文檔編號C07C6/12GK102464564SQ20101055196
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者周斌, 姚暉, 季樹芳, 方華, 顧瑞芳, 高煥新, 魏一倫 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司上海石油化工研究院