1.一種甲苯與合成氣制苯乙烯的方法,其特征在于將含有甲苯和合成氣的原料氣通入反應器與經過氫氣還原的雙功能催化劑接觸,經側鏈烷基化反應制備苯乙烯;
所述原料氣中,合成氣中H2和CO的摩爾比例為0.5~3:1,甲苯與合成氣中CO的摩爾比例為0.5~10:1;優(yōu)選地,合成氣中H2和CO的摩爾比例為0.5~1.5:1;甲苯與合成氣中CO的摩爾比例為2~6:1;
所述雙功能催化劑包含堿性分子篩和金屬氧化物;
所述側鏈烷基化反應的反應溫度為300~550℃,甲苯的質量空速WHSV為0.2~6h-1,反應壓力為0.1MPa~30MPa;優(yōu)選地,所述側鏈烷基化反應的反應溫度為350~500℃;反應壓力為0.5~10Mpa。
2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,至少包含以下步驟:
a)向載有雙功能催化劑的反應器中通入氫氣,300~550℃下還原0.5h~10h,得到經過氫氣還原的雙功能催化劑;
b)步驟a)還原結束后,向反應器中通入原料氣,在反應溫度350~500℃、甲苯的質量空速WHSV為1~6h-1、反應壓力為0.5~10Mpa的條件下,原料氣與經過氫氣還原的雙功能催化劑接觸,經側鏈烷基化反應制備苯乙烯。
3.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述雙功能催化劑中,堿性分子篩與金屬氧化物的質量比為0.1~10:1。
4.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述堿性分子篩選自L型分子篩、β型分子篩、絲光沸石分子篩、X型分子篩、Y型分子篩中的至少一種。
5.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述堿性分子篩為經過甲苯轉化促進元素改性的堿性分子篩;
所述甲苯轉化促進元素選自Na、K、Rb、Cs、Ti、B、N、P、Ce、La、W、Zn、Ag、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Cu、Co中的至少一種。
6.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述堿性分子篩中的硅鋁摩爾比為Si/Al=1~10:1;優(yōu)選地,所述堿性分子篩中的硅鋁摩爾比為Si/Al=1~5:1。
7.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述金屬氧化物含有鋅的氧化物、鉻的氧化物、鋁的氧化物和金屬M的氧化物;
其中,所述金屬M選自Ti、Zr、V,Cu、Ag、Nb、Mo、Mn、W、Ta的至少一種。
8.根據權利要求7所述的方法,其特征在于,所述金屬氧化物由鋅的氧化物、鉻的氧化物、鋁的氧化物和金屬M的氧化物組成;所述金屬氧化物中各金屬元素的摩爾比為:
Zn:Cr:Al:M:=10~40:20~70:10~50:1~5。
9.根據權利要求3-8任一項所述的方法,其特征在于,所述雙功能催化劑通過以下步驟制備得到:
(I)采用離子交換和/或等體積浸漬法,用含有甲苯轉化促進元素的化合物對堿性分子篩進行改性;
所述甲苯轉化促進元素選自Na、K、Rb、Cs、Ti、B、N、P、Ce、La、W、Zn、Ag、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Cu、Co中的至少一種;
(II)采用共沉淀方法制備金屬氧化物:50~90℃攪拌條件下,向含有Zn元素、Cr元素、Al元素和M元素的溶液中加入沉淀劑,至體系pH值至7~8后,于60~80℃下老化至少3h,所得固體經干燥、450℃~600℃煅燒1~6h,即得所述金屬氧化物;
(III)將步驟(I)改性得到的堿性分子篩和步驟(II)制備得到的金屬氧化物按照下述3種方式中的至少一種,制備得到雙功能催化劑:
方式(1):堿性分子篩和金屬氧化物分別成型后,經機械混合均勻;
方式(2):將堿性分子篩和金屬氧化物分別研磨或球磨機球磨,經混合均勻后,再進行催化劑成型;
方式(3)將堿性分子篩和金屬氧化物混合后,經研磨或球磨機球磨后再進行催化劑成型。
10.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述反應器選自固定床反應器、流化床反應器或移動床反應器中的至少一種。