專利名稱：乙苯脫氫制苯乙烯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種乙苯脫氫制苯乙烯的方法。
背景技術(shù)：
目前，世界上90％以上的苯乙烯采用乙苯催化脫氫法生產(chǎn)。生產(chǎn)過程中耗用大量水蒸汽作為脫氫介質(zhì)，其作用是(1)使反應(yīng)原料加熱到所需的溫度；(2)補充熱量以免由于反應(yīng)吸熱而降溫；(3)降低乙苯分壓，增加平衡轉(zhuǎn)化率；(4)與催化劑上析出的焦炭發(fā)生水煤氣反應(yīng)，以保持催化劑活性。80年代初的“能源危機”使苯乙烯生產(chǎn)過程中的蒸汽費用急劇上揚，高鉀型催化劑應(yīng)運而生，高鉀有利于提高催化劑的抗積炭能力和選擇性，可以在較低的水比下應(yīng)用，有一定的節(jié)能效果，但存在著自身無法克服的活性組分鉀流失的問題，催化劑的使用壽命不能滿足工業(yè)裝置長周期運行的要求。90年代左右，人們在原有配方的基礎(chǔ)上，向其中引入MgO作為活性和穩(wěn)定性促進劑，使得鉀含量較低的催化劑也能在低水比應(yīng)用。如已公開的美國專利5376613、5171914，世界專利09839278A1等。對苯乙烯生產(chǎn)廠家節(jié)省能耗、降低生產(chǎn)成本來講，催化劑在較低水比下應(yīng)用更為有益。但低水比可能的后果是催化劑的轉(zhuǎn)化率將快速下降，選擇性降低。如能將脫氫反應(yīng)生成的氫氣通過多孔無機膜進行分離，使反應(yīng)平衡向有利于目的產(chǎn)物的方向移動，將可增加乙苯處理量并使乙苯轉(zhuǎn)化率得到提高，反應(yīng)溫度得到降低，反應(yīng)選擇性提高，主產(chǎn)物苯乙烯的生成量增加。
膜分離器的應(yīng)用始于上世紀60年代，人們在多種反應(yīng)中利用膜的分離特性來提高產(chǎn)品收率或提純產(chǎn)品，如CN90105071.1報道了一種用于生產(chǎn)六氨基青霉烷酸的膜反應(yīng)器，該膜為聚砜中空纖維超濾膜，它的應(yīng)用可獲得高的產(chǎn)品收率；物料經(jīng)膜反復(fù)過濾使產(chǎn)品得以純化。CN02130474.2則報道了一種用于丙烷氧化制丙烯醛膜反應(yīng)器的制法和應(yīng)用。該膜的使用，一方面可提高丙烷的轉(zhuǎn)化率，另一方面能使生成的丙烯醛迅速離開反應(yīng)體系，避免深度氧化，提高苯乙烯醛的選擇性。但是，由于膜分離/反應(yīng)器的應(yīng)用涉及到膜的結(jié)構(gòu)參數(shù)、膜的物理特性，以及操作條件等諸多因素的影響，人們對上述諸多方面的研究還剛剛起步，還缺少一些規(guī)律性的認識。

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)中存在的乙苯空速較難提高的問題，提供一種新的乙苯脫氫制苯乙烯的方法。該方法具有能提高空速，增加苯乙烯產(chǎn)量的優(yōu)點。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種乙苯脫氫制苯乙烯的方法，以乙苯為原料，依次通過兩個串聯(lián)的固定床反應(yīng)器，反應(yīng)溫度為560～620℃，乙苯重量空速為0.2～3.0小時-1，水/乙苯重量比為1.0～2.0∶1，其中兩段反應(yīng)器中間增加一個膜分離器，在膜分離器中，用水蒸汽或氮氣吹掃。
上述技術(shù)方案中，反應(yīng)溫度優(yōu)選范圍為580～620℃，乙苯重量空速優(yōu)選范圍為0.5～2.5小時-1，水/乙苯重量比優(yōu)選范圍為1.5～2.0∶1，膜分離器中優(yōu)選方案為用水蒸汽吹掃。
本發(fā)明膜管的制備方法如下以Al2O3·H2O為原料，經(jīng)酸解、膠解、回流、老化制得透明的小顆粒酸性溶膠，向該溶膠中加入粘結(jié)劑，制得涂膜液，將涂膜液均勻涂于微孔陶瓷上，經(jīng)干燥后在450～650℃下焙燒，制得表面均勻的無機陶瓷膜管。將無機陶瓷膜管固定于不銹鋼分離器內(nèi)，組成膜分離器，首尾與等溫式固定床反應(yīng)器相連，形成等溫反應(yīng)器1-膜分離器2-等溫反應(yīng)器3的簡單流程。等溫反應(yīng)器1的流出物流經(jīng)膜分離器的膜管，膜管外的滲透腔內(nèi)通氮氣或水蒸汽進行吹掃。整個膜分離器以外加熱方式進行保溫。反應(yīng)器3流出的脫氫產(chǎn)物經(jīng)水冷凝后用氣相色譜儀分析其組成。
運用膜分離器后，在乙苯重量空速增加25％的情況下，乙苯轉(zhuǎn)化率沒有明顯下降，苯乙烯選擇性略有提高，因此該方法提高苯乙烯產(chǎn)量，減少副產(chǎn)生成。由于在低水比下操作，所以還可節(jié)省能耗，取得了較好的技術(shù)效果。
下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的闡述。
具體實施例方式
實施例1在反應(yīng)溫度620℃，水/乙苯重量比為1.5∶1，乙苯空速2.5小時-1條件下，將乙苯與水蒸汽混合均勻后通入膜反應(yīng)器的反應(yīng)腔。在膜反應(yīng)器的滲透腔內(nèi)通入適量的水蒸汽，控制水蒸汽/乙苯摩爾比為10∶1。將反應(yīng)腔產(chǎn)物經(jīng)冷凝后取樣進行色譜分析，得到乙苯轉(zhuǎn)化率、苯乙烯選擇性和苯乙烯單收。結(jié)果見表1。
實施例2～3除空速改變?yōu)?.0小時-1、2.0小時-1外，其余同實施例1。
實施例4將反應(yīng)溫度調(diào)整為610℃，其余同實施例1。
實施例5反應(yīng)溫度為580℃，水/乙苯重量比改為2.0∶1小時-1，其余同實施例1。
實施例6改用氮氣吹掃，其余同實施例1。
實施例7改用抽真空，其余同實施例1。
比較例1采用傳統(tǒng)脫氫法，即不通過膜分離。其余同實施例1。

權(quán)利要求
1.一種乙苯脫氫制苯乙烯的方法，以乙苯為原料，依次通過兩個串聯(lián)的固定床反應(yīng)器，反應(yīng)溫度為560～620℃，乙苯重量空速為0.2～3.0小時-1，水/乙苯重量比為1.0～2.0∶1，其特征在于兩段反應(yīng)器中間增加一個膜分離器，在膜分離器中，用水蒸汽或氮氣吹掃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述乙苯脫氫制苯乙烯的方法，其特征在于反應(yīng)溫度為580～620℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述乙苯脫氫制苯乙烯的方法，其特征在于乙苯重量空速為0.5～2.5小時-1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述乙苯脫氫制苯乙烯的方法，其特征在于水/乙苯重量比為1.5～2.0∶1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述乙苯脫氫制苯乙烯的方法，其特征在于膜分離器中用水蒸汽吹掃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種乙苯脫氫制苯乙烯的方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的乙苯空速較難提高的問題，本發(fā)明通過采用將膜分離器與傳統(tǒng)二段脫氫反應(yīng)器組合方式，且在膜分離器中，用水蒸汽或氮氣吹掃的技術(shù)方案較好地解決了該問題，可用于乙苯脫氫制苯乙烯的工業(yè)生產(chǎn)中。
文檔編號C07C15/02GK1962578SQ20051011027
公開日2007年5月16日 申請日期2005年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月11日
發(fā)明者繆長喜, 楊為民, 宋曙光, 高清山, 王金渠, 魯建明 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