合成异丙苯生产现状及技术进展

2022-09-27

异丙苯是有机的化工原料, 很多的异丙苯用于油漆和清漆的稀释剂和生产苯酚和丙酮。本文针对合成异丙苯的生产现状和技术发展提出了看法。

1 传统的异丙苯生产技术

1.1 固体磷酸法

传统的异丙苯生产主要有两种方法, 常用的是固体磷酸法和三氯化铝法。固体磷酸法也称为SPA法, 最早是由UOP公司开发出来的技术, 后来通过其他公司的不断改进得到了完善和发展。这是一种利用硅藻土, 负载固体磷酸为催化剂, 在采用固定床将苯和丙烯液相互融合的化学反应。所用到的工艺条件主要是反应压力在3.0MPa以上, 4.1MPa以下, 一般的反应温度在180摄氏度到230摄氏度之间。催化活性的保持需要对反应器不断的加入少量的水且催化剂需要分层次的装填, 丙烯需要分段的进行注入。这种工艺流程手法相对简单, 在空气的作用下腐蚀性不高。但是存在一种情况是催化剂无烷基转移功能, 这样造成的后果就是产品的质量较差, 苯收率不高, 大约在94%-96%之间。

1.2 三氯化铝法

三氯化铝法有两种生产工艺, 一种是由美国一家科技公司开发出来的叫做SD的方法, 其基本急速是异丙苯的合成技术, 催化剂使用三氯化铝、氯乙烷用于辅助催化剂。这种催化剂的催化功能比较强, 可以催化烷基化反应和烷基转移反应。在这种工艺方法中, 催化剂的活性比较高, 反应的条件也相对温和, 这样生产效率就会相应的提高, 苯收率较高, 大约在96%作用。缺点是流程比较长, 对设备的腐蚀性很高, 形成了一种高消耗、高耗时、高耗能且排放污水多的状况。

三氯化铝法的另一种工艺方法是Monsnto法, 它是SD法的延伸, 在这种工艺方法里, 催化剂使用的是三氯化铝的络合物, 这种物质能够溶解于苯中, 形成一种均相体系。这样有助于异丙苯的生成。这种方法将SD法的缺陷进行改善, 消耗量减少, 一些副产物也相应的减少。但是工艺方法的改进仍然没有改变高污染和腐蚀性强的缺陷。

1.3 问题的存在

上文解释了SPA和三氯化铝法。二者都能有自己的优点和缺点, 但是无论是哪一种方法都没有解决腐蚀性强和污染高问题的存在。如果长期的生产, 势必会给社会环境带来恶化反应, 因此在上个世纪, 国内外很多的公司都致力于研究出一种新型的环保型异丙苯的生产方法。使异丙苯的生产能够减弱腐蚀性和增强环保性。在1992年, 某化学公司首次提出合成异丙苯的工艺。目前世界上很多的公司都致力于发展这种腐蚀性小、低成本、环保型的合成异丙苯。

2 合成异丙苯的技术发展

2.1 UOP工艺

UOP公司主要研究一种新型的合成异丙苯的催化剂, 主要的工艺技术是Q-MAX技术, 使用一种沸石催化剂。这种催化剂的优点是体积大小适中, 在结构上主要是三维孔隙, 使用周期长, 再生性能比其他催化剂要好。可以用在烷基化和烷基转移反应。另一种催化剂是QZ2000。这种催化剂的优点是在循环操作方面可以适应低苯量操作, 用在新建和老装置的改造方面比较多, 因为它具有投资和操作费用低的优点。

2.2 DOW/Kellogg工艺

这种工艺的催化剂主要是高性能脱铝丝光沸石催化剂, 能够运用固定创烷基化和烷基转移的反应。这种工艺首次用于荷兰的一个化学公司。丝光沸石的警惕结构含有十二元环直孔道, 具有低酸中心密度和高酸中心强度。低酸中心能够对氢转移的速率降低减少结焦的形成, 高酸中心强度能够在低于正丙苯形成的温度下进行, 一般的温度在170摄氏度左右。在这种情况下, 二异丙苯产物中主要是对位异构体, 三异丙苯就相应的生成率大大减少了, 多异丙苯与苯进行混合, 通过150摄氏度的温度在烷基转移反应器中反应, 转移成二异丙苯的转化率。