專利名稱：苯乙烯生產(chǎn)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種苯乙烯生產(chǎn)的方法。
背景技術(shù)：
苯乙烯是一種重要的基本有機(jī)原料，工業(yè)上90%以上的苯乙烯采用乙苯催化脫氫法獲得。目前，世界上在三十多個(gè)國(guó)家和地區(qū)建有一百余套苯乙烯裝置，苯乙烯年生產(chǎn)能力達(dá)3150萬噸，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)能力也在470萬噸/年左右。乙苯催化脫氫制苯乙烯反應(yīng)是一分子數(shù)增大的強(qiáng)吸熱反應(yīng)，反應(yīng)在較低壓力下進(jìn)行，對(duì)生產(chǎn)苯乙烯有利。因此，實(shí)際生產(chǎn)過程中為實(shí)現(xiàn)反應(yīng)系統(tǒng)的壓力下降，采用尾氣壓縮機(jī)對(duì)脫氫尾氣實(shí)行壓縮，同時(shí)在進(jìn)料中引入大量水蒸汽作為脫氫稀釋劑，降低系統(tǒng)分壓。然而，大量水蒸汽的使用，使苯乙烯的生產(chǎn)成本居高不下，困擾著苯乙烯行業(yè)的健康發(fā)展，在能源危機(jī)的新形勢(shì)下，高能耗的問題更為突出。中國(guó)專利ZL200510111471.0、ZL200510111472. 5等報(bào)道了適用于低水比操作的Fe2O3-K2O系催化劑，但在低水比條件下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，催化劑的選擇性和穩(wěn)定性明顯下降，經(jīng)濟(jì)上不合理。世界專利W02006132370、日本專利JP2006116438、韓國(guó)專利KR2005051236報(bào)道以CO2作為反應(yīng)介質(zhì)進(jìn)行脫氫反應(yīng)，然而以上發(fā)明報(bào)道的催化劑性能不高，且不夠穩(wěn)定，難以在工業(yè)裝置上使用。如能尋找到一種苯乙烯生產(chǎn)的組合催化劑，適用于水蒸汽和CO2共存的脫氫反應(yīng)，無疑能減少部分水蒸汽的消耗，從而大幅度降低能耗。又能維持良好的活性、選擇性和穩(wěn)定性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是以往技術(shù)中采用Fe2O3-K2O系催化劑需要大量水蒸汽，反應(yīng)溫度高，轉(zhuǎn)化率低的問題，提供一種苯乙烯生產(chǎn)的方法。本發(fā)明具有反應(yīng)溫度低，轉(zhuǎn)化率高，水蒸汽用量少的優(yōu)點(diǎn)。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種苯乙烯生產(chǎn)的方法，以乙苯為反應(yīng)原料，在反應(yīng)溫度為500-620°C，乙苯空速O. 5 3. O小時(shí)反應(yīng)壓力O 20Kpa、C02 H2O 乙苯的摩爾比為3 :7:1-7:3:1的條件下，乙苯與催化劑接觸脫氫生成苯乙烯，其中所用的催化劑為V2O5-Cr2O3-Al2O3和含F(xiàn)e2O3-K2O系催化劑。上述技術(shù)方案中，反應(yīng)溫度的優(yōu)選范圍為580-600°C。CO2 H2O 乙苯的摩爾比優(yōu)選范圍為4 : 6 : 1-6 : 4 :1。反應(yīng)物料先通過V2O5-Cr2O3-Al2O3催化劑，再通過含F(xiàn)e2O3-K2O系催化劑。本發(fā)明中，采用反應(yīng)物料先通過V2O5-Cr2O3-Al2O3,再通過含F(xiàn)e2O3-K2O系催化劑的技術(shù)方案。本發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)在600°C的反應(yīng)條件下，乙苯轉(zhuǎn)化率可達(dá)到70%，苯乙烯的選擇性可達(dá)到96%。 脫氫反應(yīng)效果通過乙苯在固定床反應(yīng)器中的脫氫反應(yīng)加以驗(yàn)證，其過程簡(jiǎn)述如下將去離子水、CO2和乙苯分別經(jīng)計(jì)量泵和氣體質(zhì)量流量計(jì)輸入預(yù)熱混合器，預(yù)熱混合后進(jìn)入反應(yīng)器，反應(yīng)器采用電熱絲加熱，使之達(dá)到預(yù)定溫度。反應(yīng)器內(nèi)分別填裝V2O5-Cr2O3-Al2O3催化劑和Fe2O3-K2O系催化劑共100毫升，催化劑的粒徑均為3毫米的圓柱體。由反應(yīng)器流出的反應(yīng)物經(jīng)水冷凝后用氣相色譜儀分析其組成。V2O5-Cr2O3-Al2O3催化劑的制備將按配比稱量的V205、Cr2O3> Al2O3混合均勻后，力口入適量的脫尚子水，擠條、切粒成直徑為3暈米、長(zhǎng)5-10暈米的顆粒，于60-12CTC干燥5小時(shí)，然后在600-1000°C下焙燒4小時(shí)，就可獲得所需組成的V2O5-Cr2O3-Al2O3系成品催化劑。例如催化劑的具體重量組成為-J% V205-4% Cr203-89% A1203。含F(xiàn)e2O3-K2O系催化劑的制備將按配比稱量的Fe、K、Ce、Mo、Mg等活性組分和粘合劑、制孔劑均勻混合后，加入適量的脫離子水，制成有粘性、適合擠條的面團(tuán)狀物，經(jīng)擠條、切粒成直徑為3毫米、長(zhǎng)8-10毫米的顆粒，于80-120°C干燥4小時(shí)，然后在500-1000°C下焙燒4小時(shí)，就可獲得含F(xiàn)e2O3-K2O系成品催化劑。例如催化劑的具體重量組成為69%Fe2O3-12% K2O-1O % Ce02-3% Mo03-6% MgO。下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1將40ml 催化劑的具體重量組成為69% Fe203-12 % K2O-1O % Ce02-3 % Mo03-6 %MgO的含F(xiàn)e2O3-K2O系催化劑和60ml催化劑的具體重量組成為7 % V205-4 % Cr203-89 %Al2O3的V2O5-Cr2O3-Al2O3系催化劑裝入IOOml等溫反應(yīng)器，先在反應(yīng)器底部裝入40ml含F(xiàn)e2O3-K2O系催化劑，再在其上部接著裝填系60mlV205-Cr203-Al203系催化劑。反應(yīng)在600°C進(jìn)行，壓力I大氣壓，CO2 H2O 乙苯的摩爾比為4 6 1，乙苯空速為1.0小時(shí) ' 催化劑裝填順序及裝填量、乙苯脫氫性能分別見表1、2。實(shí)施例2先在反應(yīng)器底部裝入60ml實(shí)施例1的V2O5-Cr2O3-Al2O3系催化劑，再在其上部接著裝填系40ml實(shí)施例1的含F(xiàn)e2O3-K2O系催化劑，反應(yīng)溫度為580°C，CO2 H2O 乙苯的摩爾比為5 5 1，其余條件同實(shí)施例1。催化劑裝填順序及裝填量和乙苯脫氫溫度及CO2 H2O 乙苯的摩爾比、脫氫反應(yīng)性能分別見表1、2。實(shí)施例3先在反應(yīng)器底部裝入40ml實(shí)施例1的Fe2O3-K2O系催化劑，再在其上部接著裝填60ml實(shí)施例1的V2O5-Cr2O3-Al2O3系催化劑，反應(yīng)溫度為600°C，CO2 H2O 乙苯的摩爾比為6:4: 1，其余條件同實(shí)施例1。催化劑裝填順序及裝填量和乙苯脫氫溫度及CO2 H2O 乙苯的摩爾比、脫氫反應(yīng)性能分別見表1、2。比較例I反應(yīng)器中只裝填I(lǐng)OOml實(shí)施例1的Fe2O3-K2O催化劑，其余條件同實(shí)施例1。催化劑裝填順序及裝填量和乙苯脫氫溫度及CO2 H2O 乙苯的摩爾比、脫氫反應(yīng)性能分別見表
1、2。比較例2
反應(yīng)器中只裝填I(lǐng)OOml實(shí)施例1的V2O5-Cr2O3-Al2O3催化劑，其余條件同實(shí)施例1。催化劑裝填順序及裝填量和乙苯脫氫溫度及CO2 H2O 乙苯的摩爾比、脫氫反應(yīng)性能分別見表1、2。比較例3在IOOml反應(yīng)器中，裝入預(yù)先混合均勻的40ml實(shí)施例1的Fe2O3-K2O系催化劑和60ml實(shí)施例1的V2O5-Cr2O3-Al2O3系催化劑，其余條件同實(shí)施例1。催化劑裝填順序及裝填量、乙苯脫氫性能分別見表1、2。表I催化劑裝填方式及反應(yīng)條件
權(quán)利要求
1.一種苯乙烯生產(chǎn)的方法，以乙苯為反應(yīng)原料，在反應(yīng)溫度為500-620°C，乙苯空速0.5 3.0小時(shí)_1、反應(yīng)壓力0 20恥&、0)2 H2O 乙苯的摩爾比為3 :7:1-7:3:1的條件下，乙苯與催化劑接觸脫氫生成苯乙烯，其中所用的催化劑為V2O5-Cr2O3-Al2O3和含F(xiàn)e2O3-K2O系催化劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述苯乙烯生產(chǎn)的方法，其特征在于反應(yīng)溫度為580-600°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述苯乙烯生產(chǎn)的方法，其特征在于CO2 H2O 乙苯的摩爾比為4:6: 1-6:4:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述苯乙烯生產(chǎn)的方法，其特征在于反應(yīng)物料先通過V2O5-Cr2O3-Al2O3催化劑，再通過含F(xiàn)e2O3-K2O系催化劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種苯乙烯生產(chǎn)的方法，主要解決以往技術(shù)中采用Fe2O3-K2O系催化劑需要大量水蒸汽，反應(yīng)溫度高，乙苯轉(zhuǎn)化率低的問題。本發(fā)明通過一種苯乙烯生產(chǎn)的方法，以乙苯為反應(yīng)原料，在反應(yīng)溫度為500-620℃，乙苯空速0.5～3.0小時(shí)-1、反應(yīng)壓力0～20Kpa、CO2∶H2O∶乙苯的摩爾比為3∶7∶1-7∶3∶1的條件下，乙苯與催化劑接觸脫氫生成苯乙烯。采用反應(yīng)物料分別通過V2O5-Cr2O3-Al2O3和Fe2O3-K2O催化劑的技術(shù)方案，較好地解決了上述問題，可用于工業(yè)生產(chǎn)中。
文檔編號(hào)C07C15/46GK103058818SQ201110325410
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者繆長(zhǎng)喜, 張惠明, 劉劍鋒 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司上海石油化工研究院