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
技術領域：
本發明屬于煤化工領域，涉及利用煤制烯烴制備異丙苯和仲丁基苯。
背景技術：
低碳烯烴中乙烯、丙烯是現代化學工業的基本有機原料，其需求量將越來越大。制 取乙烯、丙烯的傳統路線是通過石腦油裂解生產，這種路線的缺點是過分依賴石油，以煤代 替石油生產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 衡混合物繼續轉化生成的低碳烯烴，主要為乙烯和丙烯，副產約10%的碳四烯烴。煤制烯 烴中乙烯、丙烯是現代化學工業的基本有機原料，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。將碳四烯烴轉化為低碳烯烴的技術被廣泛接受，工業應用情況主要是將碳四烯烴 轉化為附加值更高的乙烯和丙烯，比較成熟的技術主要有BASF公司碳四歧化制丙烯工藝 和旭化成公司開發的Omega烯烴轉化工藝、UOP和阿托菲納公司聯合開發的烯烴裂解(OCP) 工藝、KBR公司的Superflex工藝、魯齊公司和南方化學公司開發的ftx)pylur工藝和法國 石油研究院(IFP)烯烴易位轉化工藝等。對副產混合碳四加以綜合利用是目前國內外石化 公司技術研究和工藝開發的重要課題，現有的將碳四轉化為乙烯和丙烯到的歧化技術，工 藝投資較高，經濟性差。目前甲醇制烯烴的發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用于甲醇轉化制烯烴工藝進行了詳細研究，認為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，解決現有技術中低碳收率較低的問 題。技術方案為含氧再生介質進入輔助燃燒室，與燃燒介質接觸燃燒，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攜帶熱量進 入流化床再生器，與失活催化劑接觸燒炭再生。
發明內容
本發明目的是針對現有技術中煤制烯烴的分離和利用能耗大、經濟性差問題，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烷基化后聯產異丙苯 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的烯烴 (分離出乙烯后的丙烯、丁烯)與苯混合為原料進入烷基化反應器，在固體酸性催化劑上苯 與丙烯、丁烯烷基化反應生成異丙苯和仲丁基苯，烷基化反應溫度為160 220°C，反應壓力為2 5MPA(表壓)，烯烴質量空速為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苯酚、甲乙酮的原料， 又可以用來制造芳烴溶劑油。本發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烷基苯的方法。
具體實施例方式實施例1烷基化反應在固定床積分反應器進行。反應器中部填充有MCM-22沸石催化劑，反 應器上下部由石英砂填充。經MTO工藝生產的煤制烯烴與新鮮苯和循環苯組成的混合原料 經泵由反應器底部注入反應器，反應產物進入分離回收系統，分離出的異丙苯和仲丁基苯 作為產品回收。反應溫度為160°C，反應壓力2ΜΡΑ(表壓)，烯烴質量空速為ar1，苯烯比為 2.反應通過氣相色譜法分析反應產物。表1中列出了反應條件及用氣相色譜儀分析的各產 物分布。實施例2本實例與實例1采用相同的反應裝置和催化劑，反應溫度為220°C，反應壓力 5MPA(表壓)，烯烴質量空速為251Γ1，苯烯比為15。表1中列出了反應條件及用氣相色譜儀 分析的產物分布。實施例3本實例與實例1采用相同的反應裝置和催化劑，反應溫度為220°C，反應壓力 3MPA(表壓)，烯烴質量空速為41Γ1，苯烯比為4。表1中列出了反應條件及用氣相色譜儀分 析的產物分布。實施例4本實例4與實例3采用相同的反應裝置和反應條件，唯一區別在于烷基化反應使 用β沸石催化劑，表1中列出了反應條件及用氣相色譜儀分析的產物分布。表1反應條件及用氣相色譜儀分析的產物分布
權利要求
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，以煤基甲醇生產的烯烴 與苯混合為原料進入烷基化反應器，在固體酸性催化劑上苯與丙烯、丁烯烷基化反應生成 異丙苯和仲丁基苯，烷基化反應溫度為160 220°C，反應壓力為表壓2 5MPA，烯烴質量 空速為2 501Γ1，苯烯摩爾比為2 15 1 ；煤基甲醇生產的烯烴為分離出乙烯后的丙烯、 丁烯。
2.按照權利要求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，屬于煤化工領域。以煤基甲醇生產的烯烴(分離出乙烯后的丙烯、丁烯)與苯混合為原料進入烷基化反應器，在固體酸性催化劑上苯與丙烯、丁烯烷基化反應生成異丙苯和仲丁基苯，烷基化反應溫度為160～220℃，反應壓力為2～5MPa(表壓)，烯烴質量空速為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 優先權日2010年11月26日
發明者張 杰, 曹剛, 李紅坤, 陳標華, 黃崇品 申請人:北京化工大學