异丙苯技术与市场前景分析Word文档下载推荐.doc
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2国外沸石分子筛催化技术
2.1UOP工艺
UOP公司于20世纪80年代开始研究合成异丙苯的新型催化剂，于9o年代初期开发成功了Q—MAX工艺技术，采用MgAPSO—31沸石催化剂。
该催化剂孔体积大小适中，具有特殊的三维孔结构，再生性能良好，使用周期为18个月，寿命超过5年，可同时用于烷基化和烷基转移反应。
此后，该公司又推出了商品名为QZ2000的催化剂。
采用该催化剂．允许低苯量循环操作．新建及老装置改造投资和操作费用均较低。
典型的工艺流程包括烷基化反应器、脱丙烷塔、烷基转移反应器、苯塔、异丙苯塔和二异丙苯塔。
烷基化采用固定床反应器，催化剂分层装填，新鲜苯和循环苯混合加入反应器．丙烯分段注入．完全转化。
产品质量分数可达99．7％，收率接近化学计量值99．7％。
丙烯原料纯度町以是炼厂丙烯级f摩尔分数65％～80％）、化学级和聚合级。
催化剂对普通进料杂质（如水、硫、二氧杂环乙烷和胂等）不敏感。
2.2Mobil／Badger工艺
该工艺1994年由美国GeorgialGulf公司在得克萨斯州Pasadena的异丙苯装置首次使用。
典型工艺由1台固定床烷基化反应器、1台固定床烷基转移反应器和1套包括脱丙烷塔、苯塔、异丙苯塔和二异丙苯塔的分离系统构成新鲜苯和循环苯以及液相丙烯存烷基化反应器中混合反应．丙烯完全转化．多异丙苯和苯混合送入烷基转移反应器反应．微量杂质由脱丙烷塔脱除。
此工艺采用Mobil公司开发的MCM—22催化剂。
该催化剂具有很高的单烷基化选择性，丙烯齐聚等副反应很少．生产的异丙苯产品纯度达99．97％，收率99．7％，乙苯、正丙苯、丁苯等杂质均比SPA法低得多。
催化剂再生周期2年，总寿命达5年。
该工艺对设备无腐蚀，对环境无污染，操作费用少，适合于传统工艺的改造和新建装置
之后．MobilOil公司又公开了一种含MCM—56催化剂，由质量分数为65％的MCM—56和质量分数为35％的氧化铝组成。
烷基化在三段等温固定床反应器中进行，操作压力2MPa左右，苯与丙烯摩尔比为3，丙烯质量空速2.5～3.0h．反应温度50～150℃。
与MCM—22相比，反应温度可降低45℃。
2.3Dow／Kellogg工艺
该工艺采用高性能脱铝丝光沸石催化剂，商品名3—DDM，包括固定床烷基化和烷基转移两级反应。
该工艺1992年在Dow化学公司位于荷兰Terneuzen的异丙苯装置上首次实现工业化．烷基化反应采用多层固定床反应器．反应热通过进出物料换热进行回收。
丝光沸石的晶体结构属于单斜品系，含有十二元环直孔道和八元环孔口。
有报道介绍，Dow化学公司的丝光沸石催化剂硅铝比为70，具有低酸中心密度和高酸中心强度。
低酸中心密度降低了氢转移和丙烯齐聚反应的速率，减少结焦的形成；
高酸中心强度有利于反应在低于正丙苯形成的温度下进行。
操作温度170℃，正丙苯质量分数小于0．01％，二异丙苯产物中主要是对位异构体，三异丙苯很少生成；
多异丙苯与苯混合，进入烷基转移反应器，在150℃反应，二异丙苯转化率65％，选择性超过90％。
2.4Enichem工艺
该工艺采用改性β沸石催化剂，以三氧化二铝为粘合剂。
β沸石是一种高硅沸石，具有十二元环交叉孔结构，孔径在0．66nm以上。
催化剂可通过空气加热再生，经过5个再生周期，仅比新催化剂活性降低5％。
采用固定床液相法工艺，反应温度150℃，反应压力3．0MPa，苯与丙烯摩尔比为4。
产品异丙苯纯度和收率均超过99％。
该工艺1996年3月在Enichem公司位于意大利PortoTorres的1套265kt／a异丙苯装置上首次使用。
2.5CDTech工艺
CDTech公司1989年公开了催化蒸馏生产异丙苯技术，并开发了合成异丙苯的CDTech工艺。
该工艺催化剂用玻璃纤维或不锈钢丝网捆包，存反应区塔板上有序排列。
经100t／a中试装置6000h连续运转评价，异丙苯产品纯度超过99．95％，乙苯含量220μg/g，正丙苯350μg/g，溴指数为2，收率达99．6％，催化剂单程寿命超过2年。
其专利提到所用催化剂有Ω、Y和β沸石，使用Y催化剂床层温度200～350℃。
该工艺优点：
反应条件温和，可充分利用反应热，较传统方法节能3／4，产品质量高；
缺点：
反应区结构比固定床复杂，催化剂需要捆包处理，失活后需要拆包才能再生，过程装卸不方便，操作工艺比固定床复杂。
苯和多异丙苯的烷基转移反应在另外设置的固定床反应器中进行。
采用该工艺建成的第一套装置是俄罗斯的GP—Orgetelko—Dzeryinsk公司．其异丙苯产能170kt／a；
第二套在我国台湾省，产能240kt／a。
综上所述可以看出，除CDTech采用催化蒸馏技术外，其余都是固定床液相法，工艺过程大致相同，都是采用2个反应器和3—4个精馏塔，主要区别在于催化剂．这也是目前各大公司研究开发的重点。
3国内研究进展
国内研究主要集中于催化剂和反应工艺，目前只有燕化公司和北京服装学院合作开发的FX—01催化剂及与北京化工大学合作开发的YSBH系列催化剂，在工业得到了应用。
3.1催化剂研究
自1992年开始，燕化公司先后与北京服装学院和北京化工大学等单位合作，研究合成异丙苯的沸石催化剂。
3.1.1FX—01催化剂
1994年，该公司与北京服装学院共同开发了以β沸石分子筛为主要成分的FX—01催化剂。
催化剂可用于烷基化和烷基转移反应，经过100吨／年和2000吨／年中试装置试验验证后，于1998年扩能改造6.5万吨／年AICI。
均相法生产装置，开车成功，运转平稳，生产能力达到8.5万吨／年。
该工艺烷基化采用气一液一固三相反应器，苯丙烯摩尔比为6，反应温度160℃，压力1.15MPa，丙烯转化率大99％．多异丙苯在烷基转移反应器与苯进行烷基转移反应，采用液相固定床反应器。
该工艺无腐蚀，无污染，操作条件温和．采用丙烯分段注入和外循环技术，提高了异丙苯收率。
3.1.2YSBH异丙苯合成催化剂
1999年，燕化公司开始与北京化工大学合作．开发出YSBH—1异丙苯合成催化剂，主要组成是磷一混合稀土—β沸石。
在2001年应用于燕化公司另一套固体磷酸装置的扩能改造，异丙苯产能68kt／a。
该工艺烷基化采用液相固定床反应器，多异丙苯在烷基转移反应器与苯进行烷基转移反应，也采用液相固定床反应器。
此后，又开发了性能更好的YSBH—2催化剂，应用于2003年对苯酚装置异丙苯单元的扩能改造。
经过500吨／年中试装置验证以后，于2001年对异丙苯装置进行了扩能改造，工艺水平大幅度提高，操作简便，运行平稳，标定成功。
2004年，北京燕山石油化工公司又开发出新一代环保型异丙苯混合多晶分子筛催化剂YSBH—2，并将其应用于烷基化单元，使异丙苯生产能力由8．5万吨／年提高到13．4万吨／年。
该催化剂在燕山石化苯酚丙酮装置上应用一年多的结果表明，YSBH—2催化剂不仅保持了较高的异丙苯选择性，而且再生周期延长，单位生产能力明显提高，节能降耗显著，明显优于已经工业应用的FX—01和YSBH—1催化剂，在国内处于领先水平，接近国际先进水平。
目前，该公司科研人员又研制出了性能更加优异的YSBH—3、YSBH—4催化剂。
其中，YSBH—3催化剂在2003年12月通过了燕山石化公司组织的评议，2004—2005年进行了工业批量生产，计划在2006年投入工业应用。
YSBH—4催化剂在2005年完成小试研究，计划在“十一五”期间完成中试实验，并投入工业应用。
3.1.3M—92催化剂、M—98催化剂和MP—01催化剂
中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院从1992年开始研究合成异丙苯沸石催化剂，先后推出基于Y沸石的M—92和基于β沸石M—98两代催化剂，小试已经通过了中国石化集团公司的技术鉴定，但一直未能进行放大试验。
目前，又推出了新一代液相烷基化催化剂MP—01，新催化剂在低温、低苯烃比、高空速反应条件下，表现出良好的反应稳定性，已经完成小试评价和中试放大试验。
3.1.4杂多酸催化剂
中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院（简称石科院）在研制乙苯催化剂的基础上，对合成异丙苯催化剂也进行了研究。
早先采用β沸石用做合成异丙苯催化剂，后又开发了二氧化硅负载的杂多酸催化剂，其粒径为1～100nm，以超细二氧化硅为载体，负载质量分数为5％～80％的杂多酸。
该催化剂对苯和丙烯的烷基化具有极高的活性，杂多酸负载量只有28％时，活性比相同用量的纯杂多酸催化剂要高得多，且选择性高．催化剂寿命长大连理工大学成型的BPA系列催化剂，小试研究1994年通过了国家教委鉴定，1998年在中国石油吉林石化公司进行了中试放大，中试装置为300t／a，累计运行5464h。
采用炼厂丙烯，苯丙烯摩尔比为7，质量空速2．14h-1，反应器入口温度130～160℃，反应压力2．7～3.0MPa，反应结果，丙烯转化率99.9％，总选择性98.96％。
3.1.5BPA型异丙苯催化剂
大连理工大学研究成功BPA型异丙苯催化剂，并在吉林石油化工公司装置上进行了中试放大试验。
采用炼油厂丙烯与苯丙烯的摩尔比为7，质量空速为2．14h-1，反应器入口温度为130～160℃，反应压力为2．7-3．0MPa，丙烯的转化率为99．9％，总选择性达到98．96％。
3.2合成异丙苯的工艺研究
3.2.1固定床反应工艺
燕化公司先后进行了不同相态的固定床反应研究，气一液一固三相反应工艺于1998年实现工业化，液固相反应工艺于2001年投人工业生产李东风等对液相法合成异丙苯烃化反应器的设计与优化进行了研究，通过建立数学模型，对分子筛催化剂烃化反应器进行了优化设计。
结果表明，烃化反应器宜采用带有外循环的三段绝热固定床反应器，丙烯平均分为3股进料．苯单股进料，循环液全部返回反应器人口，循环量应保证床层内流体流动处于湍流状况。
适宜的操作条件为：
温度150～180℃，压力3.0MPa，进料苯烯摩尔比为6，苯质量空速4h-1，循环比6。
3.2.2催化蒸馏反应工艺
燕化公司在与北京服装学院合作进行催化蒸馏合成异丙苯的中试研究中，建立了3kt／a的中试装置，考察了进料方式、空速、苯烯摩尔比等工艺条件对反应的影响。
经过1317h连续运行，中试结果表明：
以改性β沸石催化蒸馏合成异丙苯，适宜工艺条件为丙烯从反应段下部加入，苯从塔顶加入，并在反应段下部补充少量苯：
丙烯质量空速0.36～0.73h-1，苯烯摩尔比2.5～3.0．催化蒸馏塔喷淋密度大于或等于16m3/（m2·
h），操作压力大于或等于0.7MPa，反应段温度120～170℃，在此条件下异丙苯选择性高达98％以上。
3.2.3悬浮催化蒸馏工艺
石科院开发了一种悬浮催化精馏（简称SCD）工艺。
该工艺与普通催化蒸馏（简称CD）工艺的区别在于：
CD过程中，催化剂固定于蒸馏塔中，因此它是固定床反应器与蒸馏塔的耦合；
而在SCD过程中，催化剂处于悬浮状态，因而是一种悬浮床反应器与蒸馏塔的耦合。
在反应的同时进行蒸馏。
可提高转化率和选择性；
充分利用反应热。
节能；
在泡点下操作，有利于控温；
采用粉末催化剂，不必制成比较复杂的催化剂构件，且可以减少传质阻力．催化剂效率得到充分发挥；
催化剂可以悬浮液的形式加人和取出，不影响蒸馏塔操作：
流程简化．节省投资。
固体催化剂与反应产物分离困难。
研究结果表明，合成异丙苯适宜的工艺条件为：
常压，反应段温度80～100℃，催化剂浓度0.015～0.020g／mL。
进料苯丙烯摩尔比1.75～3.00。
反应结果丙烯转化率接近100％，异丙苯选择性大于90％，产物经普通蒸馏纯度可超过99．9％，杂质正丙苯和C8芳烃含量小于100μg／g。
该工艺目前已经开始进行中试放大试验。
4世界异丙苯生产消费现状及发展前景
4.1生产现状
由于全球苯酚和丙酮及其衍生物双酚A和下游聚碳酸酯等对苯酚和丙酮需求量的不断增加，世界异丙苯的生产能力不断增加。
2005年的生产能力达到1222．1万吨，比2004年增长约6．64％。
其中北美地区的生产能力为383．9万吨／年，约占世界异丙苯总生产能力的31．41％；
中南美地区的生产能力为22．8万吨／年，约占总生产能力的1．87％；
西欧地区的生产能力为339．5万吨／年，约占总生产能力的27．78％；
中东欧地区的生产能力为72．5万吨／年，约占总生产能力的5．93％；
日本的生产能力为140．0万吨／年，约占总生产能力的11．46％；
亚洲国家和地区（不含let本）的生产能力为260．4万吨／年，约占总生产能力的21．31％；
世界其他国家和地区的生产能力为3．0万吨／年，约占总生产能力的0．24％。
其中美国Sunoco公司是目前世界上最大的异丙苯生产装置，生产能力达到82．8万吨／年，约占世界异丙苯总生产能力的6．78％：
其次是美国的壳牌化学公司，生产能力为72．5万吨／年，约占世界总生产能力的5．93％；
再次是意大利PolimeriEuropa公司和荷兰DowBenelux公司，生产能力分别为70．0万吨／年，约占世界总生产能力的5．73％。
4.2消费现状及发展前景
目前，世界上约97％的异丙苯用作生产苯酚/丙酮的原料，因此其需求量主要取决于苯酚及其衍生物双酚A、酚醛树脂和水杨酸、壬基酚等的市场情况。
2005年全世界异丙苯的总消费量为1027.2万t，其中产量为1031.1万t，进口量为31.0万t，出口量为33.9万t。
美国和日本是世界上最大的异丙苯出口国家，出口量分别约占世界总出口量的56.64％和43.07％；
韩国和中国台湾地区是世界上最大的异丙苯进口地，进口量分别约占世界总进口量的32.58％和21.29％。
美国是世界上最大的异丙苯消费国家，2005年的消费量达到356.8万t，约占世界总消费量的34.4％，其次是西欧地区，消费量为302.4万t，约占世界总消费量的29.44％。
预计今后几年，世界异丙苯的消费量将以年均约4.6％的速度增长，到2010年总消费量将达到约1306.0万t。
其中亚太（日本除外）国家和地区的消费量增长最快，消费量的年均增长率将达到约12.5％，其次是中南美地区，消费量的年均增长率将达到约4.6％。
4.2.1美国
2005年，美国有7个厂家的8套装置生产异丙苯，总生产能力为383.9万t／a，约占世界异丙苯总生产能力的31.26％。
2000年美国异丙苯装置的开工率为96.0％，2001年下降到86％。
2004年由于苯酚需求增长以及ChevronPhillips公司关闭了其在德州阿瑟港的45.0t／a生产装置，FrontierE1DoradoRefining公司关闭了其位于埃尔多伦多的6.7万t／a生产装置，使得其异丙苯装置生产能力减少，装置开工率又增加到97.3％。
2005年美国异丙苯的总消费量为356.8万t，约占世界异丙苯总消费量的34.74％。
其中用于生产苯酚4N酮的消费量为351.5万t，约占美国异丙苯总消费量的98.51％；
用于生产α一甲基苯乙烯的消费量为5.3万t，约占美国异丙苯总消费量的0.53％。
美国是世界上异丙苯的主要出口国家，出口量达到约19.2万t／a，其中向意大利的出口量为2.0万t／a，向日本的为1.1万t／a，向荷兰的为6.2万t／a，向中国台湾地区的为4.3万t／a，向其他地区的为5.6万t／a。
预计今后几年，美国异丙苯的需求量将以年均约3.1％的速度增长，到2010年总需求量将达到约419.0万t。
4.2.2中南美
2005年，中南美地区有2个国家的2套装置生产异丙苯，总生产能力为22.8万t／a，约占世界异丙苯总生产能力的1.86％。
其中巴西Unipar工业公司的生产能力约占中南美地区总生产能力的99.60％。
2005年中南美地区异丙苯的总消费量为20.8万t，约占世界异丙苯总消费量的2.02％，产品几乎全部用于巴西Rhodia公司的苯酚／丙酮生产装置。
预计今后几年，中南美地区异丙苯的需求量将以年均约4.6％的速度增长，到2010年总需求量将达到约26.0万t。
4.2.3西欧
2005年，西欧地区有6个国家的9套装置生产异丙苯，总生产能力为339.5万t／a，约占世界异丙苯总生产能力的27.65％。
其中德国是西欧最主要的异丙苯生产国家，生产能力达到107.0万t／a，约占西欧异丙苯总生产能力的31.52％。
2005年西欧地区异丙苯的总消费量为302.4万t，约占世界异丙苯总消费量的29.44％，产品全部用于生产苯酚俩酮。
德国是西欧最主要的异丙苯消费国家，2005年消费量达到102..0万t，约占西欧地区异丙苯总消费量的33.73％，其次是荷兰和意大利，消费量分别约占总消费量的19.18％和18.72％。
预计今后几年，西欧地区异丙苯的需求量将以年均约2.8％的速度增长，到2010年总需求量将达到约349.2万t。
4.2.4中东欧
2005年，中东欧地区有5个国家的9套装置生产异丙苯，总生产能力为72.5万t／a，约占世界异丙苯总生产能力的5.90％。
其中俄罗斯是中东欧地区最主要的异丙苯生产国家，生产能力达到51.2万t／a，约占中东欧地区异丙苯总生产能力的70.62％。
其次是波兰，生产能力为6.8万t／a，约占总生产能力的9.38％。
2005年中东欧地区异丙苯的总消费量约为45.1万t，约占世界异丙苯总消费量的4.39％，产品约97％用于生产苯酚俩酮。
俄罗斯是中东欧地区最主要的异丙苯消费国家，2005年消费量达28.0万t，约占中东欧地区异丙苯总消费量的62.08％，其次是波兰和斯洛文尼亚，消费量分别约占总消费量的13.75％和10.20％。
预计今后几年，中东欧地区异丙苯的需求量将以年均约0.6％的速度增长，到2009年总需求量将达到约46.5万t。
4.2.5日本
2005年，日本有4套装置生产异丙苯，总生产能力为140.0万t／a，约占世界异丙苯总生产能力的11.40％，是亚洲地区最大的异丙苯生产国家。
2005年日本异丙苯的总消费量为118.4万t，约占世界异丙苯总消费量的11.52％，产品几乎全部用于生产苯酚和丙酮。
预计今后几年，日本异丙苯的需求量将以年均约0.6％的速度增长，到2010年总需求量将达到约123.0万t。
4.2.6亚太（日本除外）国家和地区
2005年，亚洲（除日本外）其他国家和地区有12套装置生产异丙苯，总生产能力为266.3万t／a，约占世界异丙苯总生产能力的21.69％。
其中中国台湾地区是最主要的异丙苯生产地区，生产能力达到99.5万t／a，约占亚洲（除日本外）总生产能力的37.36％，其次是韩国，生产能力为66.0万t／a，约占亚洲（除日本外）总生产能力的24.78％。
2005年亚太（除日本外）国家和地区异丙苯的总消费量为181.5万t，约占世界异丙苯总消费量的l7.67％，产品约98％用于生产苯酚/丙酮。
韩国和中国台湾地区是最主要的异丙苯进口地，进口量分别约占该地区总进口量的54.30％和35.48％。
中国台湾地区是最主要的异丙苯消费地区，2005年消费量达到67.6万t，约占该地区异丙苯总消费量的37.25％，其次是中国大陆和新加坡，消费量分别约占该地区总消费量的35.81％和18.24％。
预计今后几年，亚洲（除日本外）其他国家和地区的异丙苯需求量将以年均约12.5％的速度增长，到2010年总需求量将达到约340.0万t。
5我国异丙苯生产现状及发展前景
我国异丙苯生产起始于20世纪60年代，到2005年底，我国异丙苯的总生产能力已经达到48.2万吨，大部分采用UOP公司技术，其中中石化高桥石油化工公司的24.2万吨／年装置是目前我国最大的异丙苯生产装置，生产能力约占我国异丙苯总生产能力的50.21％。
其他生产厂家还有北京燕山石油化工公司（生产能力为13．4万吨／年）、吉林石油化工公司（生产能力为6.3万吨／年）等。
2005年我国（不包括台湾地区）异丙苯的产量约为40.0万吨，表观消费量达到约70.0万吨，产品几乎都用于生产苯酚／丙酮，并且是苯酚／丙酮装置的中间产品。
在今后几年中，异丙苯的下游产品双酚A需求急剧增加，水杨酸等的需求将稳步增加，预计到2010年我国对异丙苯的总需求量将达到约130.0万吨。
为了满足国内苯酚和丙酮不断增长的需求，有许多企业都准备新建或扩建异丙苯生产装置，且这些企业大都配套新建或扩建苯酚／丙酮生产装置，主要有中石化北京燕山石化公司的20.0万吨／年扩能改造项目，中石化福建炼化公司新建3.4万吨／年，中石化茂名石化公司的新建7.8万吨／年，中石油吉林石油化工公司新建6.7万吨／年，蓝星沈阳化工公司新建16.7万吨／年，蓝星南通化工公司新建10.4万吨／年，建滔常州公司新建10.4万吨／年，建滔惠州公司新建16.7万吨／年，河北沧州化工新建6.7万吨／年，新疆有机化工公司新建4.1万吨／年，预计到2010年，我国异丙苯的总生产能力将达到约152.0万吨，届时将完全能够满足国内苯酚丙酮等生产的需求。
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