專利名稱：利用煤制烯烴制備異丙苯和仲丁基苯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤化工領(lǐng)域，涉及利用煤制烯烴制備異丙苯和仲丁基苯。
背景技術(shù)：
低碳烯烴中乙烯、丙烯是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的基本有機(jī)原料，其需求量將越來越大。制 取乙烯、丙烯的傳統(tǒng)路線是通過石腦油裂解生產(chǎn)，這種路線的缺點是過分依賴石油，以煤代 替石油生產(chǎn)烯烴是解決未來能源問題的有效方法。煤基甲醇制烯烴的MTO工藝是煤基甲醇脫水生成二甲醚，然后二甲醚與甲醇的平 衡混合物繼續(xù)轉(zhuǎn)化生成的低碳烯烴，主要為乙烯和丙烯，副產(chǎn)約10%的碳四烯烴。煤制烯 烴中乙烯、丙烯是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的基本有機(jī)原料，其需求量將越來越大。碳四烯烴主要是 1-丁烯和2-丁烯，附加值低。煤制烯烴中乙烯可以通過簡單的方法分離。丙烯和丁烯難以 分離，是MTO工藝主要的問題，現(xiàn)有MTO工藝使用深冷分離的方法分離丙烯和丁烯，能耗高。將碳四烯烴轉(zhuǎn)化為低碳烯烴的技術(shù)被廣泛接受，工業(yè)應(yīng)用情況主要是將碳四烯烴 轉(zhuǎn)化為附加值更高的乙烯和丙烯，比較成熟的技術(shù)主要有BASF公司碳四歧化制丙烯工藝 和旭化成公司開發(fā)的Omega烯烴轉(zhuǎn)化工藝、UOP和阿托菲納公司聯(lián)合開發(fā)的烯烴裂解(OCP) 工藝、KBR公司的Superflex工藝、魯齊公司和南方化學(xué)公司開發(fā)的ftx)pylur工藝和法國 石油研究院(IFP)烯烴易位轉(zhuǎn)化工藝等。對副產(chǎn)混合碳四加以綜合利用是目前國內(nèi)外石化 公司技術(shù)研究和工藝開發(fā)的重要課題，現(xiàn)有的將碳四轉(zhuǎn)化為乙烯和丙烯到的歧化技術(shù)，工 藝投資較高，經(jīng)濟(jì)性差。目前甲醇制烯烴的發(fā)明專利主要集中在催化劑的研究方面。US4499327專利中對 磷酸硅鋁分子篩催化劑應(yīng)用于甲醇轉(zhuǎn)化制烯烴工藝進(jìn)行了詳細(xì)研究，認(rèn)為SAP0-34是MTO 工藝首選催化劑。因為SAP0-34催化劑具有很高的低碳烯烴選擇性，并且具有很高的活性。 CN1683079中研制了一種硅磷鋁分子篩催化劑，解決了甲醇制低碳烯烴過程中存在催化劑 活性低，乙烯、丙烯及丁烯選擇性低，乙烯和丙烯收率低的問題。CN101811071A中提出一 種甲醇制烯烴過程中失活催化劑燒炭再生的控制方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中低碳收率較低的問 題。技術(shù)方案為含氧再生介質(zhì)進(jìn)入輔助燃燒室，與燃燒介質(zhì)接觸燃燒，使輔助燃燒室出口 氣體中的氧氣濃度為5 20%體積，燃燒生成的混合氣體以及剩余的再生介質(zhì)攜帶熱量進(jìn) 入流化床再生器，與失活催化劑接觸燒炭再生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中煤制烯烴的分離和利用能耗大、經(jīng)濟(jì)性差問題，提 供了一種煤制烯烴烷基化的利用方法。特別之處在于使用煤制烯烴經(jīng)烷基化后聯(lián)產(chǎn)異丙苯 和仲丁基苯，解決了烷基烯烴分離和利用困難的問題。本發(fā)明提出了一種煤制烯烴利用方法，其具體方案是以煤基甲醇生產(chǎn)的烯烴 (分離出乙烯后的丙烯、丁烯)與苯混合為原料進(jìn)入烷基化反應(yīng)器，在固體酸性催化劑上苯 與丙烯、丁烯烷基化反應(yīng)生成異丙苯和仲丁基苯，烷基化反應(yīng)溫度為160 220°C，反應(yīng)壓力為2 5MPA(表壓)，烯烴質(zhì)量空速為2 2 -1,苯烯摩爾比為2 15 1，所用催化劑 可以為八面沸石、L型沸石、ZSM-5沸石，USY沸石，β沸石、MCM-22沸石、MCM-49沸石、YSBH 系列催化劑、離子交換樹脂等固體酸催化劑。異丙苯和仲丁基苯既可以作為異丙苯法和仲丁基苯法生產(chǎn)苯酚、甲乙酮的原料， 又可以用來制造芳烴溶劑油。本發(fā)明提供的煤制烯烴利用方法，不需要丙烯和丁烯分離，具有能耗低，投資少的 優(yōu)點。同時以煤制烯烴為原料又提供了一種替代石油裂解烯烴生產(chǎn)烷基苯的方法。
具體實施例方式實施例1烷基化反應(yīng)在固定床積分反應(yīng)器進(jìn)行。反應(yīng)器中部填充有MCM-22沸石催化劑，反 應(yīng)器上下部由石英砂填充。經(jīng)MTO工藝生產(chǎn)的煤制烯烴與新鮮苯和循環(huán)苯組成的混合原料 經(jīng)泵由反應(yīng)器底部注入反應(yīng)器，反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)入分離回收系統(tǒng)，分離出的異丙苯和仲丁基苯 作為產(chǎn)品回收。反應(yīng)溫度為160°C，反應(yīng)壓力2ΜΡΑ(表壓)，烯烴質(zhì)量空速為ar1，苯烯比為 2.反應(yīng)通過氣相色譜法分析反應(yīng)產(chǎn)物。表1中列出了反應(yīng)條件及用氣相色譜儀分析的各產(chǎn) 物分布。實施例2本實例與實例1采用相同的反應(yīng)裝置和催化劑，反應(yīng)溫度為220°C，反應(yīng)壓力 5MPA(表壓)，烯烴質(zhì)量空速為251Γ1，苯烯比為15。表1中列出了反應(yīng)條件及用氣相色譜儀 分析的產(chǎn)物分布。實施例3本實例與實例1采用相同的反應(yīng)裝置和催化劑，反應(yīng)溫度為220°C，反應(yīng)壓力 3MPA(表壓)，烯烴質(zhì)量空速為41Γ1，苯烯比為4。表1中列出了反應(yīng)條件及用氣相色譜儀分 析的產(chǎn)物分布。實施例4本實例4與實例3采用相同的反應(yīng)裝置和反應(yīng)條件，唯一區(qū)別在于烷基化反應(yīng)使 用β沸石催化劑，表1中列出了反應(yīng)條件及用氣相色譜儀分析的產(chǎn)物分布。表1反應(yīng)條件及用氣相色譜儀分析的產(chǎn)物分布
權(quán)利要求
1.利用煤制烯烴制備異丙苯和仲丁基苯的方法，其特征在于，以煤基甲醇生產(chǎn)的烯烴 與苯混合為原料進(jìn)入烷基化反應(yīng)器，在固體酸性催化劑上苯與丙烯、丁烯烷基化反應(yīng)生成 異丙苯和仲丁基苯，烷基化反應(yīng)溫度為160 220°C，反應(yīng)壓力為表壓2 5MPA，烯烴質(zhì)量 空速為2 501Γ1，苯烯摩爾比為2 15 1 ；煤基甲醇生產(chǎn)的烯烴為分離出乙烯后的丙烯、 丁烯。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征在于，催化劑為八面沸石、L型沸石、ZSM-5沸石、USY 沸石、β沸石、MCM-22沸石、MCM-49沸石、YSBH系列催化劑、離子交換樹脂固體酸催化劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了利用煤制烯烴制備異丙苯和仲丁基苯，屬于煤化工領(lǐng)域。以煤基甲醇生產(chǎn)的烯烴(分離出乙烯后的丙烯、丁烯)與苯混合為原料進(jìn)入烷基化反應(yīng)器，在固體酸性催化劑上苯與丙烯、丁烯烷基化反應(yīng)生成異丙苯和仲丁基苯，烷基化反應(yīng)溫度為160～220℃，反應(yīng)壓力為2～5MPa(表壓)，烯烴質(zhì)量空速為2～50h-1，苯烯摩爾比為2～15∶1。不需要丙烯和丁烯分離，具有能耗低，投資少的優(yōu)點。同時以煤制烯烴為原料又能替換由石油裂解烯烴制烷基苯的路線。
文檔編號C07C2/66GK102050693SQ201010571100
公開日2011年5月11日 申請日期2010年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月26日
發(fā)明者張 杰, 曹剛, 李紅坤, 陳標(biāo)華, 黃崇品 申請人:北京化工大學(xué)