合成異丙苯生產(chǎn)現(xiàn)狀及技術(shù)進(jìn)展

張英（蘭州翔鑫工貿(mào)有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730060）

異丙苯是有機(jī)的化工原料，很多的異丙苯用于油漆和清漆的稀釋劑和生產(chǎn)苯酚和丙酮。本文針對合成異丙苯的生產(chǎn)現(xiàn)狀和技術(shù)發(fā)展提出了看法。

1 傳統(tǒng)的異丙苯生產(chǎn)技術(shù)

1.1 固體磷酸法

傳統(tǒng)的異丙苯生產(chǎn)主要有兩種方法，常用的是固體磷酸法和三氯化鋁法。固體磷酸法也稱為SPA法，最早是由UOP公司開發(fā)出來的技術(shù)，后來通過其他公司的不斷改進(jìn)得到了完善和發(fā)展。這是一種利用硅藻土，負(fù)載固體磷酸為催化劑，在采用固定床將苯和丙烯液相互融合的化學(xué)反應(yīng)。所用到的工藝條件主要是反應(yīng)壓力在3.0MPa以上，4.1MPa以下，一般的反應(yīng)溫度在180攝氏度到230攝氏度之間。催化活性的保持需要對反應(yīng)器不斷的加入少量的水且催化劑需要分層次的裝填，丙烯需要分段的進(jìn)行注入。這種工藝流程手法相對簡單，在空氣的作用下腐蝕性不高。但是存在一種情況是催化劑無烷基轉(zhuǎn)移功能，這樣造成的后果就是產(chǎn)品的質(zhì)量較差，苯收率不高，大約在94%-96%之間。

1.2 三氯化鋁法

三氯化鋁法有兩種生產(chǎn)工藝，一種是由美國一家科技公司開發(fā)出來的叫做SD的方法，其基本急速是異丙苯的合成技術(shù)，催化劑使用三氯化鋁、氯乙烷用于輔助催化劑。這種催化劑的催化功能比較強(qiáng)，可以催化烷基化反應(yīng)和烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。在這種工藝方法中，催化劑的活性比較高，反應(yīng)的條件也相對溫和，這樣生產(chǎn)效率就會相應(yīng)的提高，苯收率較高，大約在96%作用。缺點(diǎn)是流程比較長，對設(shè)備的腐蝕性很高，形成了一種高消耗、高耗時、高耗能且排放污水多的狀況。

三氯化鋁法的另一種工藝方法是Monsnto法，它是SD法的延伸，在這種工藝方法里，催化劑使用的是三氯化鋁的絡(luò)合物，這種物質(zhì)能夠溶解于苯中，形成一種均相體系。這樣有助于異丙苯的生成。這種方法將SD法的缺陷進(jìn)行改善，消耗量減少，一些副產(chǎn)物也相應(yīng)的減少。但是工藝方法的改進(jìn)仍然沒有改變高污染和腐蝕性強(qiáng)的缺陷。

1.3 問題的存在

上文解釋了SPA和三氯化鋁法。二者都能有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，但是無論是哪一種方法都沒有解決腐蝕性強(qiáng)和污染高問題的存在。如果長期的生產(chǎn)，勢必會給社會環(huán)境帶來惡化反應(yīng)，因此在上個世紀(jì)，國內(nèi)外很多的公司都致力于研究出一種新型的環(huán)保型異丙苯的生產(chǎn)方法。使異丙苯的生產(chǎn)能夠減弱腐蝕性和增強(qiáng)環(huán)保性。在1992年，某化學(xué)公司首次提出合成異丙苯的工藝。目前世界上很多的公司都致力于發(fā)展這種腐蝕性小、低成本、環(huán)保型的合成異丙苯。

2 合成異丙苯的技術(shù)發(fā)展

2.1 UOP工藝

UOP公司主要研究一種新型的合成異丙苯的催化劑，主要的工藝技術(shù)是Q-MAX技術(shù)，使用一種沸石催化劑。這種催化劑的優(yōu)點(diǎn)是體積大小適中，在結(jié)構(gòu)上主要是三維孔隙，使用周期長，再生性能比其他催化劑要好。可以用在烷基化和烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。另一種催化劑是QZ2000。這種催化劑的優(yōu)點(diǎn)是在循環(huán)操作方面可以適應(yīng)低苯量操作，用在新建和老裝置的改造方面比較多，因為它具有投資和操作費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)。

2.2 DOW/Kellogg工藝

這種工藝的催化劑主要是高性能脫鋁絲光沸石催化劑，能夠運(yùn)用固定創(chuàng)烷基化和烷基轉(zhuǎn)移的反應(yīng)。這種工藝首次用于荷蘭的一個化學(xué)公司。絲光沸石的警惕結(jié)構(gòu)含有十二元環(huán)直孔道，具有低酸中心密度和高酸中心強(qiáng)度。低酸中心能夠?qū)滢D(zhuǎn)移的速率降低減少結(jié)焦的形成，高酸中心強(qiáng)度能夠在低于正丙苯形成的溫度下進(jìn)行，一般的溫度在170攝氏度左右。在這種情況下，二異丙苯產(chǎn)物中主要是對位異構(gòu)體，三異丙苯就相應(yīng)的生成率大大減少了，多異丙苯與苯進(jìn)行混合，通過150攝氏度的溫度在烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)器中反應(yīng)，轉(zhuǎn)移成二異丙苯的轉(zhuǎn)化率。

3 我國合成異丙苯的工藝研究

3.1 固定床反應(yīng)工藝

我國燕化公司對固定床反應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步的研究對液相法合成異丙苯烴化反應(yīng)器的設(shè)計進(jìn)行了優(yōu)化，研究的結(jié)果充分的表明烴化反應(yīng)器應(yīng)該采用帶有外循環(huán)的三段絕熱固定床反應(yīng)器，溫度在150攝氏度到180攝氏度之間，壓力適合于3.0MPa這種操作條件。

3.2 催化蒸餾反應(yīng)工藝

在催化蒸餾反應(yīng)工藝中對進(jìn)料方式、空速、本息摩爾比等工藝條件進(jìn)行了反應(yīng)對比。實(shí)驗的結(jié)果表明，費(fèi)時催化蒸餾合成異丙苯適合在丙烯的下方加入，苯在上部加入，本息摩爾比2.5-3.0間，操作壓力大于0.7MPa，反應(yīng)段溫度在120攝氏度到170攝氏度之間，在這種情況下，異丙苯能達(dá)到98%以上。

3.3 懸浮催化蒸餾工藝

這種工藝是固定床反應(yīng)器和蒸餾塔的結(jié)合，在SCD過程中，催化劑處于一種懸浮狀態(tài)，這種工藝的優(yōu)點(diǎn)在于反應(yīng)的同時進(jìn)行蒸餾工作，能夠提高轉(zhuǎn)化率和選擇性，有效的節(jié)能，在泡點(diǎn)方面能夠控制溫度，采用粉末催化劑，催化條件相對簡單，節(jié)省投資。

4 結(jié)語

合成異丙苯是一種非常重要的化學(xué)工業(yè)原料，用途比較廣泛，我國科研方面對其合成的催化劑和工藝一直在進(jìn)行不斷的研究，在節(jié)能、低消耗、低污染、低投資方面做出一定的努力。要努力的保持催化劑的高穩(wěn)定性和高選擇性，爭取在操作簡單、流程時間短、高轉(zhuǎn)化率方面做出突出成績。將合成異丙苯的研究進(jìn)一步加深。

[1]孫然功.沸石分子篩細(xì)化合成異丙苯工藝研究.化工科技，2010,9（1）：35-37.

[2]溫浪友.懸浮床催化蒸餾新工藝合成異丙苯.化工學(xué)報，2006,51（1）：115-119.