一种异丙苯工艺制备的优化方法与流程
一种异丙苯工艺制备的优化方法与流程
本发明涉及异丙苯工业合成制备，具体是涉及一种异丙苯工艺制备的优化方法。
背景技术
异丙苯是一种重要的有机化工原料，是生产苯酚、丙酮和甲基苯乙烯的主要中间化合物，全世界90％的苯酚都来自异丙苯生产路线。苯酚和丙酮都是重要的有机化工原料，苯粉在国内苯的二次产物中占重要地位，用途非常广泛。随着我国经济的高速发展，对苯酚、丙酮需求快速增长，因此对于用来制备苯酚、丙酮的原料异丙苯的需求量也快速增长。
在工业上异丙苯是通过丙烯和苯的烷基化反应制备的，其副产物主要为多异丙苯，根据使用催化剂的不同，分为均相alcl3法、固体磷酸法和沸石分子筛法。然而，均相alcl3法和固体磷酸法由于其催化剂易腐蚀、失效快、选择性不高的缺点，已经逐步被工业市场淘汰。目前已开发的沸石分子筛催化剂有β沸石分子筛、mcm型分子筛、脱铝丝光沸石等，由于分子筛催化剂环境友好、催化高效的特点,在近年来取得了显著的进步，提高了异丙苯的工业化生产效率。
美国mobil/badger异丙苯工艺，该工艺流程中，新鲜苯、循环苯、丙烯和二异丙苯进入反应段，在反应段进行烷基化和烷基转移反应，反应器为固定床反应器，反应条件温和，烷基化反应放出的反应热通过苯汽化带走。通过改变苯和丙烯的比例限制多烷基苯的生成从而提高整个过程的产品收率。但是在投入实际生产过程中发现，如果进入反应系统的反应原料的纯度不够，则会使反应的副产物增多，增加了最终异丙苯产品的精制提纯的难度；反应原料含水量太高时，会损害反应系统里的催化剂层，减少催化剂层的使用年限；反应原料的进料比和反应温度控制不精准时，同样也会使反应的副产物增多，减低最终异丙苯产品的纯度和收率；增加生产成本等问题。
技术实现思路
针对上述现有的技术问题，本发明旨在提供收率高、纯度高、成本低的一种异丙苯工艺制备的优化方法。
本发明公开了一种异丙苯工艺制备的优化方法，其制备方法包括以下步骤：
(1)烃化反应：将经过预处理的丙烯与苯的混合物料通入烃化反应器的顶部，向下流经催化剂床层，丙烯分四段进入催化剂床之间；第一段丙烯与苯、循环烃化液混合后进入第一段催化剂床层进行反应；第二、三、四段丙烯与冷却后的循环烃化液混合后进入各段催化剂床层进行反应；主反应方程式如下：
c6h6(苯)+ch3ch＝ch2(丙烯)→c6h5ch(ch3)2(异丙苯)；
副反应方程式如下：
c6h5ch(ch3)2(异丙苯)+ch3ch＝ch2(丙烯)→c6h4[ch(ch3)2]2(二异丙苯)；
c6h4[ch(ch3)2]2(二异丙苯)+ch3ch＝ch2(丙烯)→c6h3[ch(ch3)2]3(三异丙苯)
c6h3[ch(ch3)2]3(三异丙苯)+c6h5ch(ch3)2(异丙苯)→2c6h4[ch(ch3)2]2(二异丙苯)
(2)反烃化反应：在烃化反应器中生成的二异丙苯和三异丙苯将在反烃化反应器中和苯发生反烃化反应生成异丙苯；主要发生的反应方程式如下：
c6h4[ch(ch3)2]2(二异丙苯)+c6h6(苯)→2c6h5ch(ch3)2(异丙苯)
c6h3[ch(ch3)2]3(三异丙苯)+c6h6(苯)→3c6h5ch(ch3)2(异丙苯)
(3)成品精制：
3.1苯塔：对进入装置中的新鲜苯进行干燥，并收集步骤(1)烃化反应中未反应的苯，以及步骤(2)反烃化反应中未反应的苯；回收的苯产品作为侧线馏分，从侧线出料塔板进入干苯槽；新鲜苯的补充量根据干苯槽的液位来确定，装置中苯的循环量保持恒定；苯塔塔底的异丙苯、多异丙苯和其他重组分在塔底泵输送下到异丙苯塔，进入再沸器的蒸汽流量由塔灵敏板的温度串接控制；
3.2异丙苯塔：丁苯、甲基异丙苯和正丙苯在异丙苯塔中与异丙苯分离；异丙苯产品在异丙苯塔回流槽回收，再经异丙苯塔产品泵由塔侧采送至界外；二异丙苯及重组分在异丙苯塔塔底回收；
3.3多异丙苯塔：回收二异丙苯和三异丙苯，进入反烃化反应器，进行反烃化反应，转化为异丙苯；将反烃化反应中的副产物从多异丙苯中分离出来。
优选地，在(1)原料处理系统中经预处理后的苯中的硫化合物的含量≤1.0ppm；经预处理后的丙烯中的硫的含量≤0.015ppm；经预处理后的丙烯中砷的含量≤0.0005ppm。
优选地，在(2)烃化反应系统中总的苯/丙烯进料的摩尔比为1:(1.9～2.1)。
优选地，在(2)烃化反应系统中每个催化剂床层的入口温度保持在126～130℃；每个催化剂床层的温升大概控制在10～15℃之间；出口温度≤160℃。
优选地，在(2)烃化反应系统中烃化反应器的烃化液循环比为1：(21.5～23.0)。
优选地，在(2)烃化反应系统中烃化反应器出口的背压为1.9～2.1mpa。
优选地，在(3)反烃化反应系统中苯和多异丙苯进料质量比为1：(1.0～1.2)。
优选地，在(3)反烃化反应系统中反烃反应器的进口温度为177～210℃，出口温度为177～210℃。
优选地，所述在(4)成品精制系统中，(4.1)苯塔塔内第3块塔板的温度为181～189℃；(4.3)多异丙苯塔中塔底温度在220～230℃。
优选地，在(1)原料处理系统中必须严格控制进料中的水分含量≤20mg/kg。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明公开的一种异丙苯工艺制备的优化方法，在实际生产过程中，在烃化反应系统前，增加一个原料处理系统对此工艺的反应原料进行预处理，除去新鲜原料中的杂质，将预处理后的原料按适宜的进料比通入烃化反应系统发生烃化反应，精准控制反应温度，此时所发生的反应生成的副产物会大大减少，从而降低了最终异丙苯产品的精制提纯的难度，大大提高最终异丙苯产品的纯度和收率；经过预处理的新鲜原料的含水量很低，不会损害反应系统里的催化剂层，也不会影响催化剂层的使用年限从而降低了生产成本。
技术特征：
一种异丙苯工艺制备的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据权利要求1所述的一种异丙苯工艺制备的优化方法，其特征在于，所述在(1)原料处理系统中经预处理后的苯中的硫化合物的含量≤1.0ppm；经预处理后的丙烯中的硫的含量≤0.015ppm；经预处理后的丙烯中砷的含量≤0.0005ppm。
根据权利要求1所述的一种异丙苯工艺制备的优化方法，其特征在于，所述在(2)烃化反应系统中总的苯/丙烯进料的摩尔比为1:(1.9～2.1)。
根据权利要求1所述的一种异丙苯工艺制备的优化方法，其特征在于，所述在(2)烃化反应系统中每个催化剂床层的入口温度保持在126～130℃；每个催化剂床层的温升大概控制在10～15℃之间；出口温度≤160℃。
根据权利要求1所述的一种异丙苯工艺制备的优化方法，其特征在于，所述在(2)烃化反应系统中烃化反应器的烃化液循环比为1：(21.5～23.0)。
根据权利要求1所述的一种异丙苯工艺制备的优化方法，其特征在于，所述在(2)烃化反应系统中烃化反应器出口的背压为1.9～2.1mpa。
根据权利要求1所述的一种异丙苯工艺制备的优化方法，其特征在于，所述在(3)反烃化反应系统中苯和多异丙苯进料质量比为1：(1.0～1.2)。
根据权利要求1所述的一种异丙苯工艺制备的优化方法，其特征在于，所述在(3)反烃化反应系统中反烃反应器的进口温度为177～210℃，出口温度为177～210℃。
根据权利要求1所述的一种异丙苯工艺制备的优化方法，其特征在于，所述在(4)成品精制系统中，(4.1)苯塔塔内第3块塔板的温度为181～189℃；(4.3)多异丙苯塔中塔底温度在220～230℃。
根据权利要求1所述的一种异丙苯工艺制备的优化方法，其特征在于，所述在(1)原料处理系统中必须严格控制进料中的水分含量≤20mg/kg。
技术总结
本发明涉及异丙苯工业合成制备技术领域，具体是涉及一种异丙苯工艺制备的优化方法。所述异丙苯工艺制备的优化方法包括如下系统步骤：(1)烃化反应；(2)反烃化反应；(3)成品精制。本发明涉及一种异丙苯工艺制备的优化方法，通过优化各系统中的反应条件，使得所发生的反应中生成的副产物大大减少，从而降低了最终异丙苯产品的精制提纯的难度，提高最终异丙苯产品的纯度和收率；经过预处理的新鲜原料的含水量很低，不会损害反应系统里的催化剂层，也不会影响催化剂层的使用年限从而降低了生产成本。
技术研发人员：郑永耀
受保护的技术使用者：实友化工（扬州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16