乙苯生产技术现状及发展动向 乙苯主要用作苯乙烯单体,其次是作溶剂、稀释剂以及合成二乙基苯、苯乙酮、
乙苯主要用作苯乙烯单体,其次是作溶剂、稀释剂以及合成二乙基苯、苯乙酮、乙基蒽醌等的原料。乙苯大都采用苯和乙烯催化加成法合成,少量从石油化工产品和煤焦油分离而得。石脑油裂解和铂重整产物C8馏分中含有10%~30%乙苯,煤焦油二甲苯馏分中含有10%左右的乙苯。在乙烯衍生物中,乙苯耗用乙烯量约占乙烯总量的7%,仅次于聚乙烯、二氯乙烷、环氧乙烷,居第四位。 乙烯和苯烷基化合成乙苯的工艺有液相法和气相法之分。前者有传统AlCl
乙烯和苯烷基化合成乙苯的工艺有液相法和气相法之分。前者有传统AlCl3法、改良AlCl3法以及采用沸石催化剂的Lummus/UOP工艺;后者有Mobil开发的ZSM-5沸石催化剂工艺和采用稀乙烯的ALKar工艺等。 传统AlCl3法由道化学公司于1935年开发成功。其反应条件为:95℃
传统AlCl3法由道化学公司于1935年开发成功。其反应条件为:95℃、压力为常压、乙烯与苯摩尔比为0.3~0.35。该法乙烯转化率近100%,收率达97.5%。但该法因反应介质腐蚀性强而对设备有较高的要求, 此外AlCl3用量大,且对环境污染严重。 1979年孟山都开发的改良AlCl3法,由于制得一种能迅速溶解在苯混
1979年孟山都开发的改良AlCl3法,由于制得一种能迅速溶解在苯混合物中的AlCl3络合体系,这种均相体系有利于乙烯与溶解于AlCl3络合物中的苯进行瞬间反应,从而大幅度减少了AlCl3的用量,仅为传统法的1/4,而且副产焦油比传统AlCl3法要低得多,为传统法的2/3。 1976年Mobil研制成功ZSM-5合成沸石, 由于这种高硅铝比的结
1976年Mobil研制成功ZSM-5合成沸石, 由于这种高硅铝比的结构具有较强的酸性,因而对苯的烷基化反应有较高的活性和选择性。ZSM- 5的良好热稳定性有助于烷基化温度的提升,从而促使了多乙苯的脱烷基化反应。反应在400~450℃、2~3Mpa下进行,乙烯空速为2~6h-1。烷基化和烷基转移在同一反应器内进行。该法的乙烯转化率和乙苯收率均达99%。其最大优点是克服了AlCl3引起的腐蚀和环境污染问题。 气相法的ALKar工艺由UOP在1958年开发成功、1960年实现工
气相法的ALKar工艺由UOP在1958年开发成功、1960年实现工业化。催化剂为BF3/Al2O3。烷基化反应和烷基转移反应在单独的两个反应器内进行。该法最大优点是可用浓度为8%~10%乙烯为原料,这样就有利于综合利用炼厂催化裂化干气。此外,流程较短,“三废”排放量也少。 Lummus、Unocal和UOP共同开发的液相烷基化工艺同样以沸石
Lummus、Unocal和UOP共同开发的液相烷基化工艺同样以沸石为催化剂。该沸石催化剂结构有大孔三维通道,具有良好的烷基化和烷基转移活性,乙苯总收率可达99%。其特点是催化剂再生周期长,寿命可达4年,且无毒性;烷基化和烷基转移分两个反应器进行,以最大限度地转化为乙苯;流程短,设备少,无腐蚀,“三废”排放少,全部设备和管道为碳钢,从而节省投资。以每吨乙苯计,该工艺的原料及公用工程消耗为:乙烯266kg,苯740kg,电32度,冷却水9m3,蒸汽输出1.5吨,热油0.8×10kcal。用该技术建成的21万吨/年乙苯装置于1990年首先在日本投产。目前在日本还有3套正在运行的装置也采用此技术。另外13套规模10~53万吨/年的乙苯装置正处于建设阶段。 CDTECH开发的乙苯催化精馏技术是一项节能型的技术,尤适用于炼厂催
CDTECH开发的乙苯催化精馏技术是一项节能型的技术,尤适用于炼厂催化裂化干气为原料来生产乙苯,但是必须除去干气中的高级烯烃,因为这些高级烯烃同样可烷基化。该工艺也包括烷基化和烷基转移反应,以使乙苯收率达理论值的99.5%,纯度为99.85%,二甲苯含量低于50ppm。以每吨乙苯计,该工艺的原料和公用工程消耗为:乙烯266kg,苯740kg,电27度,冷却水9m3,蒸汽输出1.5吨,热油0.7×10kcal。首套工艺规模装置1994年12月在日本三菱油化建成投产。另外两家公司也在考虑采取此技术,其规模为14~47.7万吨/年。 最近Mobil/Badger开发Ebmax技术已在日本千叶苯乙烯单体
最近Mobil/Badger开发Ebmax技术已在日本千叶苯乙烯单体公司工业化。该过程包括烷基化、二段烷基转移反应和蒸馏段3部分。其中烷基化采用MCM-2-沸石催化剂,这种沸石与ZSM-5类同,也是中孔沸石,但独特的结构则是由两种独立的、互不内联的孔道系统组成,每个孔道都通过10员环进入。用于乙苯生产的催化剂周期寿命可超过3年。二段气相烷基转移采用TRA-1催化剂,由于活性高,用量很少,可使非芳烃裂解。同时反应温度的优化则减少异构化反应的发生,因此二甲苯量很少。用此工艺改造现有Mobil/Badger乙苯装置,可达铭牌能力160%,且一般只需改造烷基化反应段。乙苯纯度和收率大为提高。C8、C9杂质总含量减少80%,残渣率减少50%。以每吨乙苯计,该工艺的原料及公用工程消耗为:乙烯266kg,苯738kg,蒸汽1.15吨。 国内乙苯生产主要有传统AlCl3法、改良AlCl3法、ZSM-5分子
国内乙苯生产主要有传统AlCl3法、改良AlCl3法、ZSM-5分子筛以及少量C8馏分超精制法等。其中我国开发的ZSM-5乙烯气相烷基化的300吨/年中试已经完成。分子筛液相法工艺也将进入千吨级规模的中试阶段。此外,利用炼厂催化裂化干气所建的两套3万吨/年乙苯装置也投入运转。其采用专用的沸石催化剂技术已向国外有关厂商转让。(石信)
