合成異丙苯生產(chǎn)現(xiàn)狀及技術進展

張英（蘭州翔鑫工貿(mào)有限責任公司，甘肅 蘭州 730060）

異丙苯是有機的化工原料，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)狀和技術發(fā)展提出了看法。

1 傳統(tǒng)的異丙苯生產(chǎn)技術

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，后來通過其他公司的不斷改進得到了完善和發(fā)展。這是一種利用硅藻土，負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反應。所用到的工藝條件主要是反應壓力在3.0MPa以上，4.1MPa以下，一般的反應溫度在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移功能，這樣造成的后果就是產(chǎn)品的質量較差，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，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，可以催化烷基化反應和烷基轉移反應。在這種工藝方法中，催化劑的活性比較高，反應的條件也相對溫和，這樣生產(chǎn)效率就會相應的提高，苯收率較高，大約在96%作用。缺點是流程比較長，對設備的腐蝕性很高，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合物，這種物質能夠溶解于苯中，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法的缺陷進行改善，消耗量減少，一些副產(chǎn)物也相應的減少。但是工藝方法的改進仍然沒有改變高污染和腐蝕性強的缺陷。

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)點和缺點，但是無論是哪一種方法都沒有解決腐蝕性強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，因此在上個世紀，國內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環(huán)保性。在1992年，某化學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，主要的工藝技術是Q-MAX技術，使用一種沸石催化劑。這種催化劑的優(yōu)點是體積大小適中，在結構上主要是三維孔隙，使用周期長，再生性能比其他催化劑要好?？梢杂迷谕榛屯榛D移反應。另一種催化劑是QZ2000。這種催化劑的優(yōu)點是在循環(huán)操作方面可以適應低苯量操作，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用低的優(yōu)點。

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，能夠運用固定創(chuàng)烷基化和烷基轉移的反應。這種工藝首次用于荷蘭的一個化學公司。絲光沸石的警惕結構含有十二元環(huán)直孔道，具有低酸中心密度和高酸中心強度。低酸中心能夠對氫轉移的速率降低減少結焦的形成，高酸中心強度能夠在低于正丙苯形成的溫度下進行，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體，三異丙苯就相應的生成率大大減少了，多異丙苯與苯進行混合，通過150攝氏度的溫度在烷基轉移反應器中反應，轉移成二異丙苯的轉化率。

3 我國合成異丙苯的工藝研究

3.1 固定床反應工藝

我國燕化公司對固定床反應進行進一步的研究對液相法合成異丙苯烴化反應器的設計進行了優(yōu)化，研究的結果充分的表明烴化反應器應該采用帶有外循環(huán)的三段絕熱固定床反應器，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 催化蒸餾反應工藝

在催化蒸餾反應工藝中對進料方式、空速、本息摩爾比等工藝條件進行了反應對比。實驗的結果表明，費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，異丙苯能達到98%以上。

3.3 懸浮催化蒸餾工藝

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

4 結語

合成異丙苯是一種非常重要的化學工業(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、高轉化率方面做出突出成績。將合成異丙苯的研究進一步加深。

[1]孫然功.沸石分子篩細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.化工學報，2006,51（1）：115-119.