催化剂组合物，其制造方法和其在芳族化合物烷基化中的使用方法.pdf

催化剂组合物包含结晶MCM-22家族分子筛和粘结剂，其中该催化剂组合物的特征在于对于孔隙直径为大约2nm-大约8nm的孔隙，特别分子筛孔隙率大于或等于0.122ml/g，其中该孔隙率是通过N2孔隙率测定测量的。该催化剂组合物可以用于可烷基化芳族化合物经烷基化剂的烷基化或烷基转移方法。该分子筛可以具有小于12，例如小于2的约束指数。可用于本公开内容的分子筛的实例是MCM-22家族分子筛、沸石Y和沸石β。

1.  催化剂组合物，包含：
a.结晶MCM-22家族分子筛；和
b.粘结剂，
其中该催化剂组合物的特征在于对于孔隙直径为大约2nm-大约8nm的孔隙，累积特别分子筛孔隙体积大于或等于0.122ml/g，其中该孔隙体积通过N₂孔隙率测定测量。

2.  权利要求1的催化剂组合物，其中该特别分子筛孔隙率大于或等于0.125ml/g。

3.  上述任一权利要求的催化剂组合物，还包含约束指数小于12的第二分子筛。

4.  上述任一权利要求的催化剂组合物，还包含约束指数小于2的第二分子筛。

5.  权利要求3或4的催化剂组合物，其中该第二分子筛具有FAU、*BEA、MFI、MTW和它们的任何组合中至少之一的骨架类型。

6.  上述任一权利要求的催化剂组合物，其中该结晶MCM-22家族分子筛包括ERB-1、ITQ-2、PSH-3、SSZ-25、MCM-22、MCM-36、MCM-49、MCM-56、ITQ-1、ITQ-30和它们的任何组合中至少一种。

7.  上述任一权利要求的催化剂组合物，其中该粘结剂包含第1族-第17族元素的至少一种化合物。

8.  上述任一权利要求的催化剂组合物，其中该粘结剂包含钛化合物、氧化铝化合物、硅化合物或它们的任何混合物。

9.  上述任一权利要求的催化剂组合物，具有至少50wt％该结晶MCM-22家族分子筛，基于该催化剂组合物的总重量。

10.  用烷基化剂将可烷基化芳族化合物烷基化或烷基转移以制备单烷基化芳族化合物的方法，包括以下步骤：
(a)使至少一种可烷基化芳族化合物和至少一种烷基化剂与催化剂组合物在适合的烷基化或烷基转移条件下在至少一个反应区中接触，而产生至少一种包含单烷基化芳族化合物的排出物和单烷基化芳族化合物选择性；该催化剂组合物包含：
(i)结晶MCM-22家族分子筛；和
(ii)粘结剂，
其中该催化剂组合物的特征在于对于孔隙直径为大约2nm-大约8nm的孔隙，特别分子筛孔隙率大于或等于0.122ml/g，其中该孔隙率通过N₂孔隙率测定测量，
其中当在等同的烷基化或烷基转移条件下操作该反应区时，该催化剂组合物的单烷基化芳族化合物选择性大于对于孔隙直径为大约2nm-大约8nm的孔隙而言特别分子筛孔隙率不在该催化剂组合物的特别分子筛孔隙率范围内的催化剂组合物的单烷基化芳族化合物选择性。

11.  权利要求10的方法，还包括该反应区下游的后加工反应器。

12.  权利要求10-11中任一项的方法，其中适合的烷基化或烷基转移条件包括大约100℃-大约400℃的温度，大约20.3-4500kPa-a的压力，大约0.1-大约10hr^-1的WHSV和大约0.1∶1-50∶1的可烷基化化合物与烷基化剂的摩尔比。

13.  权利要求10-12中任一项的方法，其中该单烷基化芳族化合物包括乙基苯，该可烷基化芳族化合物包括苯，和该烷基化剂包括乙烯。

14.  权利要求10-13中任一项的方法，其中该单烷基化芳族化合物包括枯烯，该可烷基化芳族化合物包括苯，和该烷基化剂包括丙烯。

15.  权利要求1-9中任一项的催化剂组合物的制备方法，包括：
(a)提供结晶MCM-22家族分子筛和粘结剂以形成混合物；和
(b)将该混合物形成催化剂组合物。

16.  权利要求15的方法，其中该形成步骤包括挤出。

17.  权利要求15-16中任一项的方法，其中该催化剂组合物具有四叶体形状。

18.  权利要求15-17中任一项的方法，其中该催化剂组合物具有至少65wt％结晶MCM-22家族分子筛，基于该催化剂组合物的总重量。

19.  权利要求15-18中任一项的方法，其中该催化剂组合物还包含至少5wt％具有*BEA骨架类型的分子筛，基于该催化剂组合物的总重量。

催化剂组合物，其制造方法和其在芳族化合物烷基化中的使用方法
技术领域
本发明涉及新型催化剂组合物，其制造方法，和其用于烃转化的使用方法。具体来说，本公开内容的新型催化剂组合物包含结晶MCM-22家族分子筛和粘结剂，其中该催化剂组合物的特征在于对于孔隙直径为大约2nm-大约8nm的孔隙，累积特别分子筛孔隙体积(acumulative extra-molecular sieve pore volume)大于或等于0.122ml/g。该烃转化包括可烷基化芳族化合物的烷基化和/或烷基转移。
背景技术
使用沸石催化剂的芳族烃化合物烷基化是本领域中已知和了解的。美国专利5,334,795描述了在MCM-22存在下用乙烯将苯液相烷基化制备乙基苯；美国专利4,891,458公开了使用沸石β的液相烷基化和烷基转移方法。
基于沸石的催化剂用于苯经丙烯的烷基化以制备枯烯。美国专利4,992,606公开了使用MCM-22在液相中制备枯烯的方法。
用乙烯和丙烯将苯烷基化而分别形成乙基苯(EB)和枯烯通过使可烷基化芳族化合物和烷基化剂在催化剂存在下接触制备了期望的单烷基化化合物连同不希望的多烷基化杂质。因此，仍需要新型催化剂组合物和在烷基化和/或烷基转移方法中使用此种催化剂组合物的方法以致在同等活性下提高对所需单烷基化芳族化合物的选择性。本公开内容满足这种及其它需要。
发明内容
发明概述
在一些实施方案中，本公开内容涉及催化剂组合物，其包含：
(a)结晶MCM-22家族分子筛；和
(b)粘结剂，
其中该催化剂组合物的特征在于对于孔隙直径为大约2nm-大约8nm的孔隙，累积特别分子筛孔隙体积大于或等于0.122ml/g，优选大于或等于0.125ml/g，更优选大于或等于0.13ml/g，其中该孔隙体积通过N₂孔隙率测定测量。
在一个方面中，所述特别分子筛孔隙率小于或等于5ml/g。
在一些实施方案中，催化剂组合物还包含约束指数小于12的第二分子筛。在另一个实施方案中，催化剂组合物还包含约束指数小于2的第二分子筛。在一个优选实施方案中，第二分子筛具有FAU、*BEA、MFI、MTW和它们的任何组合中至少之一的骨架类型。在另一个优选的实施方案中，结晶MCM-22家族分子筛包含MCM-22、MCM-36、MCM-49、MCM-56、ITQ-1、ITQ-30和它们的任何组合中至少之一。
在一个方面中，粘结剂包含第1-第17族元素的至少一种化合物，优选粘结剂包含钛化合物、氧化铝化合物、硅化合物或它们的任何混合物，更优选粘结剂选自氧化钛、氢氧化钛、硫酸钛、磷酸钛、氧化铝、氢氧化铝、硫酸铝、磷酸铝、二氧化硅、硅酸盐、硅铝酸盐、硅钛酸盐、硅钛铝酸盐(titanoaluminosilicate)、铝磷酸盐(aluminophosphates)、金属磷酸盐(metallophosphates)、金属铝磷酸盐(metalloaluminophosphates)、硅铝磷酸盐和它们的任何组合。
在一些实施方案中，本公开内容的催化剂组合物具有至少1wt％，优选至少10wt％，更优选至少50wt％，甚至更优选至少60wt％，至少65wt％，至少70wt％，至少75wt％，最优选至少80wt％结晶MCM-22家族分子筛，基于该催化剂组合物的总重量。
在其它实施方案中，本公开内容涉及用烷基化剂将可烷基化芳族化合物烷基化或烷基转移以制备单烷基化芳族化合物的方法，包括以下步骤：
使至少一种可烷基化芳族化合物和至少一种烷基化剂与本公开内容的催化剂组合物在适合的烷基化或烷基转移条件下在至少一个反应区中接触，而产生至少一种包含单烷基化芳族化合物的排出物和单烷基化芳族化合物选择性；
其中当在等同的烷基化或烷基转移条件下操作该反应区时，本公开内容的催化剂组合物的单烷基化芳族化合物选择性大于对于孔隙直径为大约2nm-大约8nm的孔隙而言特别分子筛孔隙率不在本公开内容催化剂组合物的特别分子筛孔隙率范围内的催化剂组合物的单烷基化芳族化合物选择性。
在一个方面中，适合的烷基化或烷基转移条件包括大约100℃-大约400℃的温度，大约20.3-4500kPa-a的压力，大约0.1-大约10hr^-1的WHSV和大约0.1∶1-50∶1的可烷基化化合物与烷基化剂的摩尔比。
在一个优选的实施方案中，单烷基化芳族化合物包括乙基苯，该可烷基化芳族化合物包括苯，和该烷基化剂包括乙烯。在另一个优选的实施方案中，单烷基化芳族化合物包括枯烯，该可烷基化芳族化合物包括苯，和该烷基化剂包括丙烯。
在还有的其它实施方案中，本公开内容涉及本公开内容的催化剂组合物的制备方法，包括以下步骤：
(a)提供结晶MCM-22家族分子筛和粘结剂以形成混合物；和
(b)将该混合物形成催化剂组合物，
其中该催化剂组合物的特征在于对于孔隙直径为大约2nm-大约8nm的孔隙，累积特别分子筛孔隙体积大于或等于0.122ml/g，优选大于或等于0.125ml/g，更优选大于或等于0.13ml/g，其中该孔隙体积通过N₂孔隙率测定测量。
在一个实施方案中，该形成步骤包括挤出。在另一个实施方案中，催化剂组合物具有四叶体(quadrulobe)形状。在一个优选的实施方案中，催化剂组合物具有至少65wt％结晶MCM-22家族分子筛，基于该催化剂组合物的总重量。在又一个优选的实施方案中，催化剂组合物进一步包含至少5wt％具有*BEA骨架类型的分子筛，基于该催化剂组合物的总重量。
发明详述
介绍
本文引用的所有专利、专利申请、试验程序、优先权文件、文章、出版物、手册和其它文件在这些公开物与本发明一致并且针对允许这种引入的所有权限的程度上充分引入供参考。
当多个下限和多个上限在此列出时，从任一下限到任一上限的范围应被考虑。
本说明书中使用的术语″骨架类型″按″Atlas of ZeoliteFramework Types″2001中描述的意义使用。
本文所使用的元素周期表各族的编号方案按照Chemical andEngineering News，63(5)，27(1985)使用。
本文所使用的术语″MCM-22家族材料″(或″MCM-22家族的材料″或″MCM-22家族的分子筛″)包括：
(i)由普通的第一度结晶构造单元(building block)″具有MWW骨架拓扑结构的晶胞″制成的分子筛。晶胞是原子的空间排列，该空间排列以三维空间平铺以描述晶体，如″Atlas of Zeolite FrameworkTypes″，第五版，2001所述，该文献的整个内容引入作为参考；
(ii)由普通的第二度构造单元制成的分子筛，此种MWW骨架类型晶胞的2-维平铺，形成″一个晶胞厚度的单层″，优选一个c-晶胞厚度；
(iii)由普通的第二度构造单元制成的分子筛，″一个或多于一个晶胞厚度的层″，其中多于一个晶胞厚度的层由将具有MWW骨架拓扑结构的晶胞的一个晶胞厚度的至少两个单层堆叠、填充或结合制成。此种第二度构造单元的堆叠可以按规则的方式，不规则的方式，随机方式或其任何组合；或
(iv)通过具有MWW骨架拓扑结构的晶胞的任何规则或随机的2-维或3-维组合制造的分子筛。
MCM-22家族材料的特征在于具有在12.4±0.25，3.57±0.07和3.42±0.07埃处包括d间距最大值的X射线衍射图案(锻烧的或按合成时的)。MCM-22家族材料还可以特征在于具有在12.4±0.25，6.9±0.15，3.57±0.07和3.42±0.07埃(锻烧的或按合成时的)处包括d间距最大值的X射线衍射图案。用来表征所述分子筛的X射线衍射数据通过使用铜的K-α双峰作为入射辐射和衍射计的标准技术获得，所述衍射计配备有闪烁计数器和所连接的计算机作为收集系统。属于MCM-22家族的材料包括MCM-22(描述于美国专利号4,954,325)、PSH-3(描述于美国专利号4,439,409)、SSZ-25(描述于美国专利号4,826,667)、ERB-1(描述于欧洲专利号0293032)、ITQ-1(描述于美国专利号6,077,498)、ITQ-2(描述于国际专利公开号WO97/17290)、ITQ-30(描述于国际专利公开号WO2005118476)、MCM-36(描述于美国专利号5,250,277)、MCM-49(描述于美国专利号5,236,575)和MCM-56(描述于美国专利号5,362,697)。所述专利的整个内容在此引入作为参考。美国专利申请号60/773,198、60/773,014、60/834,030、60/834,001、60/834,032、60/834,031、60/834,115和60/834,010公开了MCM-22家族材料的成员。
不言而喻，上述MCM-22家族分子筛与常规大孔沸石烷基化催化剂(例如丝光沸石)不向，在于该MCM-22材料具有12-环表面穴(pockets)，该穴不与该分子筛的10-环内部孔隙体系连通。
被IZA-SC称为具有MWW拓扑结构的沸石材料是多层材料，它们由于10和12元环同时存在而具有两种孔隙体系。Atlas of ZeoliteFramework Types将五种不同名称的材料分类为具有这种相同拓扑结构：MCM-22、ERB-1、ITQ-1、PSH-3和SSZ-25。
MCM-22家族分子筛已经发现可用于各种烃转化过程。MCM-22家族的分子筛的实例是MCM-22、MCM-49、MCM-56、ITQ-1、PSH-3、SSZ-25和ERB-1。此类分子筛可用于芳族化合物的烷基化。例如，美国专利号6,936,744公开了单烷基化芳族化合物，尤其是枯烯的制备方法，包括以下步骤：在至少部分液相的条件下并且在烷基转移催化剂存在下使多烷基化芳族化合物与可烷基化芳族化合物接触而制备单烷基化芳族化合物，其中该烷基转移催化剂包含至少两种不同结晶分子筛的混合物，其中所述分子筛中的每一种选自沸石β、沸石Y、丝光沸石和X射线衍射图案在12.4±0.25、6.9±0.15、3.57±0.07和3.42±0.07埃处包括d间距最大值的材料。
本文所使用的″可烷基化芳族化合物″是可以接收烷基的化合物，″烷基化剂″是可以为可烷基化芳族化合物贡献烷基的化合物。可烷基化芳族化合物的一个实例是苯。烷基化剂的实例是乙烯，丙烯，多烷基化芳族化合物(一种或多种)，例如二乙基苯、三乙基苯、二异丙基苯和三异丙基苯。
本文所使用的术语″wppm″定义为份/百万重量份。
本文所使用的术语″芳族(aromatic)″按照本领域公认的范围被理解为包括烷基取代的和未取代的单核和多核化合物。具有杂原子的芳族特征化合物也是可用的，条件是如果它们在所选择的反应条件下充当催化剂毒物，能够达到足够的活性。
催化剂
本公开内容的催化剂组合物包含结晶MCM-22家族分子筛和粘结剂，其中该催化剂组合物的特征在于对于孔隙直径为大约2nm-大约8nm的孔隙，累积特别分子筛孔隙体积大于或等于0.122ml/g，优选大于或等于0.125ml/g，更优选大于或等于0.13ml/g，其中该孔隙体积通过N₂孔隙率测定测量。
在一些实施方案中，本公开内容的结晶MCM-22家族分子筛包括MCM-22、MCM-49、MCM-56、ITQ-1、ITQ-30、它们的共生相或它们的混合相中至少一种。在本公开内容的一个优选的实施方案中，本公开内容的催化剂组合物具有至少1wt％，优选至少10wt％，更优选至少50wt％，甚至更优选至少60wt％，至少65wt％，至少70wt％，至少75wt％，最优选至少80wt％结晶MCM-22家族分子筛，基于该催化剂组合物的总重量。在本公开内容的又一个优选的实施方案中，本公开内容的催化剂组合物具有至少1wt％，优选至少10wt％，更优选至少50wt％，甚至更优选至少60wt％，至少65wt％，至少70wt％，至少75wt％，最优选至少80wt％MCM-22、MCM-49、MCM-56和/或它们的任何组合，基于该催化剂组合物的总重量。
本领域技术人员应当理解，结晶MCM-22家族材料可以包含杂质，例如无定形材料；具有非MWW骨架拓扑结构(例如，MFI、MTW)的晶胞和/或其它杂质(例如，重金属和/或有机烃)。本公开内容的结晶MCM-22家族材料优选基本上不含非MCM-22家族材料(一种或多种)。本文所使用的术语″基本上不含非MCM-22家族材料(一种或多种)″是指本公开内容的结晶MCM-22家族材料优选在该结晶MCM-22家族材料中包含小比例(小于50wt％)，优选小于20wt％，更优选小于10wt％，甚至更优选小于5wt％，最优选小于1wt％的非MCM-22家族材料(″杂质″)，该重量百分率(wt％)值基于杂质和纯相结晶MCM-22家族材料的总重量。
在一些实施方案中，本公开内容的结晶MCM-22家族分子筛可以含有小于10wt％，优选小于5wt％，甚至更优选小于1wt％的非MCM-22家族分子筛(一种或多种)，基于该结晶分子筛组合物的总重量。与本公开内容的MCM-22家族分子筛(一种或多种)共同存在的非MCM-22家族分子筛(一种或多种)的典型实例是水羟硅钠石(Kenyaite)、EU-1、ZSM-50、ZSM-12、ZSM-48、ZSM-5、镁碱沸石、丝光沸石、方钠石(Solalite)和/或方沸石(Analcine)。与本公开内容的MCM-22家族分子筛(一种或多种)共同存在的非MCM-22家族分子筛(一种或多种)的其它实例是具有EUO、MTW、FER、MOR、SOD、ANA和/或MFI骨架类型的分子筛。合成的产物可以包含小于10wt％，优选小于5wt％，甚至更优选小于1wt％的非结晶材料，例如石英，基于该产物的总重量。
MCM-22结晶材料具有包括以下摩尔关系的组成：
X₂O₃:(n)YO₂，
其中X是三价元素，例如铝、硼、铁和/或镓，优选铝，Y是四价元素例如硅和/或锗，优选硅，和n是至少大约10，通常大约10-大约150，更通常大约10-大约60，甚至更通常大约20-大约40。在按合成时的形式中，该材料具有如下通式，基于无水和按照氧化物的摩尔数/n摩尔YO₂：
(0.005-1)M₂O:(1-4)R:X₂O₃:nYO₂
其中M是碱金属或碱土金属，R是有机结构部分。M和R组分由于它们在合成期间的存在而与该材料相联系，并且通常通过本领域技术人员熟知的和/或在下文中更具体描述的合成后方法除去。
按期望的程度，合成时的材料的原始金属阳离子可以根据本领域中熟知的技术通过离子交换至少部分地用其它阳离子替代。优选的替代性阳离子包括金属离子、氢离子、氢前体，例如铵、离子和它们的混合物。尤其优选的阳离子是为某些烃转化反应调节催化活性的那些。它们包括氢、稀土金属和元素周期表第1-17族，优选第2-12族的金属。
在一些实施方案中，催化剂组合物还包含第二分子筛，该第二分子筛包括约束指数为2-12的中孔分子筛和/或约束指数小于2的大孔分子筛中的至少一种。在一个实施方案中，第二分子筛具有FAU、*BEA、MFI、MTW和它们的任何组合中至少之一的骨架类型。
约束指数为2-12(如美国专利号4,016,218中所限定)的适合的中孔分子筛包括ZSM-5、ZSM-11、ZSM-12、ZSM-22、ZSM-23、ZSM-35和ZSM-48。ZSM-5在美国专利号3,702,886和Re.29,948中进行了详细描述。ZSM-11在美国专利号3,709,979中进行了详细描述。ZSM-12在美国专利号3,832,449中进行了描述。ZSM-22在美国专利号4,556,477中进行了描述。ZSM-23在美国专利号4,076,842中进行了描述。ZSM-35在美国专利号4,016,245中进行了描述。ZSM-48在美国专利号4,234,231中进行了更具体地描述。所有上述专利说明书的整个内容在此引入作为参考。
适合的大孔分子筛包括沸石β、沸石Y、超稳Y(USY)、脱铝Y(Dealy)、丝光沸石、ZSM-3，ZSM-4、ZSM-18和ZSM-20。沸石ZSM-14在美国专利号3,923,636中进行了描述。沸石ZSM-20在美国专利号3,972,983中进行了描述。沸石β在美国专利号3,308,069和Re.No.28,341中进行了描述。低钠超稳Y分子筛(USY)在美国专利号3,293,192和3,449,070中进行了描述。脱铝Y沸石(Deal Y)可以通过美国专利号3,442,795中提出的方法制备。沸石UHP-Y在美国专利号4,401,556中进行了描述。稀土交换Y(REY)在美国专利号3,524,820中进行了描述。丝光沸石为天然存在的物质，但也可以合成形式获得，如TEA-丝光沸石(即由包括四乙基铵导向剂的反应混合物制备的合成丝光沸石)。TEA-丝光沸石在美国专利号3,766,093和3,894,104中进行了公开。所有上述专利说明书的整个内容在此引入作为参考。
约束指数是硅铝酸盐或分子筛为各种尺寸的分子提供受控进入到其内部结构中的程度的适宜量度。例如，提供高度受限进入其内部结构和从其内部结构外出的硅铝酸盐具有高的约束指数值，并且此类硅铝酸盐通常具有小尺寸，例如小于5埃的孔隙。另一方面，提供较自由进入内部硅铝酸盐结构的硅铝酸盐具有低的约束指数值，并且通常具有大尺寸的孔隙。可以测定约束指数的方法在美国专利号4,016,218中进行了完全描述，该文献在此引入作为参考。
在一些实施方案中，催化剂组合物还包含至少5wt％具有*BEA骨架类型的第二分子筛，基于该催化剂组合物的总重量。
可以通过汽蒸提高用于本发明方法的催化剂(一种或多种)的稳定性。美国专利号4,663,492；4,594,146；4,522,929和4,429,176描述了沸石催化剂的蒸汽稳定化条件，该条件可以用来使该催化剂蒸汽稳定化。对于用于本发明催化剂的蒸汽稳定化技术的详细描述，参考这些专利。蒸汽稳定化条件通常包括使该催化剂与例如5-100％蒸汽在至少大约300℃(例如，300-650℃)的温度下在101-2,500kPa-a的压力下接触至少一小时(例如，1-200小时)。在一个更具体的实施方案中，可以使催化剂在315-500℃的温度和大气压下与75-100％蒸汽经历汽蒸2-25小时。可以在足以最初提高催化剂α值(这样的重要性将在下面论述)和产生具有提高的α值的汽蒸催化剂的条件下进行催化剂的汽蒸。如果需要的话，可以继续汽蒸以随后将α值从较高的α值降低到与未汽蒸的催化剂的α值基本上相同的α值。
α值试验是催化剂的裂化活性的量度并且在美国专利号3,354,078，以及Journal of Catalysis，第4卷第527页(1965)；第6卷第278页(1966)和第61卷第395页(1980)中进行了描述，它们中的每一篇在此引入本说明书供参考。所使用的试验的实验条件包括如Journal of Catalysis，第61卷第395页详细描述的538℃的恒温，和可变流速。
在本公开内容的一些方面中，粘结剂包含第1-第17族元素的至少一种化合物，优选粘结剂包含钛化合物、氧化铝化合物、硅化合物或它们的任何混合物，更优选粘结剂选自氧化钛、氢氧化钛、硫酸钛、磷酸钛、氧化铝、氢氧化铝、硫酸铝、磷酸铝、二氧化硅、硅酸盐、硅铝酸盐、硅钛酸盐、硅钛铝酸盐、铝磷酸盐、金属磷酸盐、金属铝磷酸盐、硅铝磷酸盐和它们的任何组合。优选地，催化剂组合物具有至少1wt％粘结剂，基于该催化剂组合物的总重量。
在还有的其它实施方案中，本公开内容涉及本公开内容的催化剂组合物的制备方法，该方法包括(a)提供结晶MCM-22家族分子筛和粘结剂以形成混合物；和(b)将该混合物形成催化剂组合物。本发明制备的晶体可以成形成各种颗粒尺寸。通常地，颗粒可以呈粉末、细粒或模塑产物，例如挤出物形式。当模塑催化剂，例如通过挤出模塑时，可以在干燥或部分干燥之前挤出晶体，然后挤出。在一个优选的实施方案中，形成步骤包括挤出。在另一个优选的实施方案中，催化剂组合物具有四叶体形状。在一个实施方案中，催化剂组合物具有至少65wt％结晶MCM-49，基于该催化剂组合物的总重量。
在一些实施方案中，催化剂组合物可以进一步包含耐受温度及有机转化过程中使用的其它条件的材料。这些材料包括粘土、二氧化硅和/或金属氧化物例如氧化铝。后者可以是天然存在的或呈包括二氧化硅和金属氧化物的混合物的凝胶状沉淀或凝胶形式。可以将这些材料结合到天然存在的粘土，例如膨润土和高岭土中，以改进催化剂在商业操作条件下的抗碎强度。这些材料，即粘土、氧化物等充当催化剂的粘结剂。提供具有良好抗碎强度的催化剂是受希望的，因为在商业用途中希望防止催化剂碎裂成粉末状材料。
可以与结晶分子筛复合的天然存在粘土包括蒙脱土和高岭土家族，该家族包括变膨润土(subbentonites)，和通常称为Dixie、McNamee、Georgia和Florida粘土的高岭土或其中主要矿物成分是埃洛石、高岭土、dictite、narcite或蠕陶土的其它。此类粘土可以按原始开采时的原状态使用或最初经历煅烧、酸处理或化学改性。可用于与本发明晶体复合的粘结剂还包括无机氧化物，特别是氧化铝。
除了上述材料之外，结晶分子筛可以与多孔基体材料例如二氧化硅-氧化铝、二氧化硅-氧化镁、二氧化硅-氧化锆、二氧化硅-氧化钍、二氧化硅-氧化铍、二氧化硅-二氧化钛以及三元组合物例如二氧化硅-氧化铝-氧化钍、二氧化硅-氧化铝-氧化锆、二氧化硅-氧化铝-氧化镁和二氧化硅-氧化镁-氧化锆复合。
细分散的结晶分子筛和无机氧化物基体的相对比例在宽的范围内变化，其中晶体含量为大约1-大约99wt％，更通常地，尤其是当以珠粒的形式制备复合材料时，为该复合材料的大约20-大约80wt％。
分子筛和/或沸石关于分子筛的生产、改性和表征的综述在书本″Molecular Sieves-Principles of Synthesis and Identification″；(R.Szostak，Blackie Academic&Professional，London，1998，第二版)中进行了描述。除了分子筛之外，无定形材料，主要是二氧化硅、硅酸铝和氧化铝也已经用作吸附剂和催化剂载体。许多成熟的成形技术，如喷雾干燥、成粒、造粒和挤出已经且正在用于制备宏观结构，该宏观结构呈例如，用于催化、吸附和离子交换的微孔及其它类型多孔材料的球状颗粒、挤出物、粒料和片剂形式。这些技术的综述在″Catalyst Manufacture″，A.B.Stiles和T.A.Koch，MarcelDekker，New York，1995中进行了描述。
烷基化反应
在另一个实施方案中，本公开内容公开了用烷基化剂烷基化芳族烃以制备烷基化芳族产物的方法，该方法包括使芳族烃和烷基化剂与催化剂组合物在烷基化条件下接触，该烷基化条件可有效用该烷基化剂将该芳族烃烷基化而形成包含烷基化芳族产物的排出物。在一些优选的实施方案中，芳族烃包括苯，烷基化剂包括乙烯，烷基化芳族产物包括乙基苯。在其它优选的实施方案中，芳族烃包括苯，烷基化剂包括丙烯，烷基化芳族产物包括枯烯。
本公开内容的结晶MCM-22家族分子筛(一种或多种)还是可用于烷基转移，例如，多烷基苯烷基转移的催化剂。
可以用于本发明的取代的芳族化合物应该具有至少一个直接与芳核键合的氢原子。芳环可以被一个或多个烷基、芳基、烷芳基、烷氧基、芳氧基、环烷基、卤素(halide)和/或其它不干扰烷基化反应的基团取代。
可以用于本发明的适合的芳族化合物包括苯、萘、蒽、并四苯、二萘嵌苯、六苯并苯和菲，其中苯是优选的。
可以用于本发明的适合的烷基取代的芳族化合物包括甲苯、二甲苯、异丙基苯、正丙基苯、α-甲基萘、乙基苯、均三甲苯、杜烯、伞花烃、丁基苯、假枯烯、邻-二乙基苯、间-二乙基苯、对-二乙基苯、异戊基苯、异己基苯、五乙基苯、五甲基苯；1，2，3，4-四乙基苯；1，2，3，5-四甲基苯；1，2，4-三乙基苯；1，2，3-三甲基苯，间-丁基甲苯；对-丁基甲苯；3，5-二乙基甲苯；邻-乙基甲苯；对-乙基甲苯；间-丙基甲苯；4-乙基-间-二甲苯；二甲基萘；乙基萘；2，3-二甲基蒽；9-乙基蒽；2-甲基蒽；邻-甲基蒽；9，10-二甲基菲和3-甲基菲。更高分子量的烷基芳族烃也可以用作起始原料并且包括例如通过芳族烃与烯烃低聚物的烷基化所制备的芳族烃。这些产物在本领域中经常被称为烷基化物并且包括己基苯、壬基苯、十二烷基苯、十五烷基苯、己基甲苯、壬基甲苯、十二烷基甲苯、十五烷基甲苯等。常见的烷基化物是作为高沸点馏分而得到的，其中与芳核连接的烷基大小为约C₆至约C₁₂不等。
可能含有大量苯、甲苯和/或二甲苯的重整产物料流可以是用于本发明方法的尤其适合的原料。虽然该方法尤其针对于由聚合物级和稀的乙烯制备乙基苯，但是它同样适用于制备其它的C₇-C₂₀烷基芳族化合物，如枯烯，以及C₆+烷基芳族化合物，如C₈-C₁₆线性和接近线性的烷基苯。
可以用于本公开内容的适合的烷基化剂(一种或多种)包括烯烃化合物(一种或多种)、醇化合物(一种或多种)和/或烷基苯(一种或多种)和它们的混合物。可用于本公开内容方法的其它适合的烷基化剂一般包括任何具有一个或多个可利用的烷基化脂族基团的脂族或芳族有机化合物，所述烷基化脂族基团能够与可烷基化的芳族化合物反应。适合的烷基化剂的实例是C₂-C₁₆烯烃例如C₂-C₅烯烃，即乙烯、丙烯、丁烯和戊烯；C₁-C₁₂链烷醇(包括一元醇、二元醇、三元醇等)，优选C₁-C₅链烷醇，例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和戊醇；C₂-C₂₀醚，例如C₂-C₅醚，包括二甲基醚和二乙基醚；醛例如甲醛、乙醛、丙醛、丁醛和正戊醛；烷基卤例如甲基氯、乙基氯、丙基氯、丁基氯和戊基氯，多烷基化芳族化合物(一种或多种)，例如二烷基化苯(例如二乙基苯(一种或多种)或二异丙基苯)和三烷基化苯(一种或多种)(例如，三乙基苯或三异丙基苯)等等。烷基化剂从而可以优选选自C₂-C₅烯烃、C₁-C₅链烷醇、二乙基苯(一种或多种)、二异丙基苯(一种或多种)、三乙基苯(一种或多种)和/或三异丙基苯(一种或多种)。烷基化剂包括浓缩烯烃原料(例如，聚合物等级烯烃)和稀的烯烃原料(例如，催化裂化尾气)。
可以由本发明的烷基化方法制备的适合的烷基取代的芳族化合物包括甲苯、二甲苯、异丙基苯(枯烯)、正丙基苯、α-甲基萘、乙基苯、均三甲苯、杜烯、伞花烃、丁基苯、假枯烯、邻-二乙基苯、间-二乙基苯、对-二乙基苯、异戊基苯、异己基苯、五乙基苯、五甲基苯；1，2，3，4-四乙基苯；1，2，3，5-四甲基苯；1，2，4-三乙基苯；1，2，3-三甲基苯，间-丁基甲苯；对-丁基甲苯；3，5-二乙基甲苯；邻-乙基甲苯；对-乙基甲苯；间-丙基甲苯；4-乙基-间-二甲苯；二甲基萘；乙基萘；2，3-二甲基蒽；9-乙基蒽；2-甲基蒽；邻-甲基蒽；9，10-二甲基菲和3-甲基菲。优选地，烷基化芳族产物包括单烷基苯。更高分子量的烷基芳族烃也可以用作起始原料并且包括例如通过芳族烃与烯烃低聚物的烷基化所制备的芳族烃。这些产物在本领域中经常被称为烷基化物并且包括己基苯、壬基苯、十二烷基苯、十五烷基苯、己基甲苯、壬基甲苯、十二烷基甲苯、十五烷基甲苯等。常见的烷基化物是作为高沸点馏分而得到的，其中与芳核连接的烷基大小为约C₆至约C₁₆不等。
用可烷基化芳族化合物和烷基化剂在反应区中在烷基化或烷基转移条件下进行烷基化反应。烷基化或烷基转移条件包括100-285℃的温度和689-4601kPa-a的压力，优选1500-3000kPa-a的压力，0.1-10hr^-1，优选0.2-2hr^-1，更优选0.5-1hr^-1的基于整个反应器的烷基化剂(例如，烯烃)的WHSV，或10-100hr^-1，优选20-50hr^-1的基于整个反应器的烷基化剂和可烷基化芳族化合物两者的WHSV。在烷基化或烷基转移催化剂存在下在反应区或多个反应区中用烷基化剂(例如，烯烃)将可烷基化芳族化合物烷基化。反应区(一个或多个)优选位于单个反应器容器中，但是可以包括具有烷基化或烷基转移催化剂床的位于单独容器中的其它反应区，该单独容器可以是可旁路通过的并且可以作为反应性保护床操作。用于反应性保护床的催化剂组合物可以不同于用于反应区的催化剂组合物。用于反应性保护床的催化剂组合物可以具有多重催化剂组合物。至少一个反应区(通常每个反应区)被维持在可有效在烷基化或烷基转移催化剂存在下引起可烷基化芳族化合物与烷基化剂的烷基化的条件下。
反应区的排出物包含所需的烷基化芳族产物，未反应的可烷基化芳族化合物，任何未反应的烷基化剂(例如烯烃，烯烃转化率预计至少90mol％，优选大约98-99.9999mol％)和烷烃组分和其它杂质。在一个实施方案中，将排出物的至少一部分供给另一个反应区，其中添加烷基化剂以便在有烷基化或烷基转移催化剂的情况下与未反应的可烷基化芳族化合物反应。另外，可以将任何反应区(一个或多个)的排出物的至少一部分直接或间接地供给烷基转移装置。
除了反应区之外，和在该反应区的上游，可旁路通过的反应性或非反应性保护床通常可以位于与该烷基化反应器分离的反应器中。此类保护床也可以装有烷基化或烷基转移催化剂，其可以与反应区(一个或多个)中使用的催化剂相同或不同。此种保护床维持在环境条件下，或维持在适合的烷基化或烷基转移条件下。可烷基化芳族化合物的至少一部分，和任选地，烷基化剂的至少一部分穿过非反应性或反应性保护床，然后进入反应区。这些保护床不仅用来影响所需的烷基化反应，还用来除去原料中的任何反应性杂质，如氮化合物，否则它们可能会使烷基化或烷基转移催化剂的其余部分中毒。因此，与烷基化或烷基转移催化剂的其余部分相比，反应性或非反应性保护床中的催化剂经历更加频繁的再生和/或替换，因此保护床通常配备有旁通回路以便当保护床失效时可以将烷基化原料(一种或多种)直接地供给反应器中的串联反应区中。反应性或非反应性保护床可按并流向上流或向下流操作进行操作。
本发明方法中使用的反应区(一个或多个)通常经操作，以基本上实现烯烃的完全转化。然而，对于一些应用来说，在低于100％的烯烃转化率下操作可能是合乎需要的。在某些条件下在反应区(一个或多个)下游使用单独的后加工反应器(finishing reactor)可能是合乎需要的。该后加工反应器还将包含可能与用于烷基化或烷基转移反应器(一个或多个)中的其它反应区的催化剂相同或不同的烷基化或烷基转移催化剂，并可维持在至少部分液相或者气相烷基化或烷基转移条件下。可以将排出物中的多烷基化芳族化合物分离用于与可烷基化芳族化合物(一种或多种)的烷基转移。烷基化芳族化合物是通过多烷基化芳族化合物和可烷基化芳族化合物之间的烷基转移制备的。
用于本发明方法中的烷基化或烷基转移反应器(一个或多个)对所需的单烷基化产物如乙基苯具有高选择性，但通常产生至少一些多烷基化物质。在一个实施方案中，让来自最后的烷基化反应区的排出物经历分离步骤以回收多烷基化芳族化合物(一种或多种)。在另一个实施方案中，将多烷基化芳族化合物的至少一部分供给烷基转移反应器，该烷基转移反应器可以与烷基化反应器分开。烷基转移反应器产生包含附加的单烷基化产物的排出物，该附加的单烷基化产物是使多烷基化物质与可烷基化芳族化合物反应而产生的。可以将这些排出物的至少一部分分离以回收烷基化的芳族化合物(单烷基化芳族化合物和/或多烷基化芳族化合物)。
用于至少部分在液相中进行苯与乙烯的烷基化的具体条件可以具有大约120-285℃的温度，优选大约150-260℃的温度，689-4601kPa-a的压力，优选1500-4137kPa-a的压力，0.1-10hr^-1，优选0.2-2hr^-1，更优选0.5-1hr^-1的基于整个反应器的总乙烯和总催化剂的WHSV，或10-100hr^-1，优选20-50hr^-1的基于整个反应器的总乙烯和苯两者以及总催化剂的WHSV，和大约1-大约10的苯与乙烯的摩尔比。
至少部分在液相中进行苯与丙烯的烷基化的具体条件可以包括大约80-160℃的温度，大约680-大约4800kPa-a的压力；优选大约100-140℃和大约2000-3000kPa-a的压力，0.1-10hr^-1的基于丙烯的WHSV和大约1-大约10的苯与乙烯的摩尔比。
当烷基化系统包括反应性保护床时，将它维持在至少部分在液相的条件下。该保护床将优选在以下条件下操作：120-285℃的温度，优选大约150-260的温度，689-4601kPa-a的压力，优选1500-4137kPa-a的压力，0.1-10hr^-1，优选0.2-2hr^-1，更优选0.5-1hr^-1的基于整个反应器的总乙烯和总催化剂量的WHSV，或10-100hr^-1，优选20-50hr^-1的基于整个反应器的总乙烯和总苯两者以及总催化剂量的WHSV，和大约1-大约10的苯与乙烯的摩尔比。
烷基转移反应可以在至少部分在液相中的条件下进行。至少部分在液相中进行多烷基化芳族化合物(一种或多种)，例如多乙基苯(一种或多种)或多异丙基苯(一种或多种)与苯的烷基转移的具体条件可以包括大约100-大约300℃的温度，696-4137kPa-a的压力，大约0.5-大约100hr^-1的基于供给烷基化反应区的多烷基化芳族化合物(一种或多种)的重量的WHSV和1∶1-30∶1，优选1∶1-10∶1，更优选1∶1-5∶1的苯与多烷基化芳族化合物(一种或多种)的摩尔比。
在另一个实施方案中，烷基转移反应可以在气相条件下进行。进行多烷基化芳族化合物(一种或多种)，例如多乙基苯(一种或多种)或多异丙基苯(一种或多种)与苯的气相烷基转移的具体条件可以包括大约350-大约450℃的温度，696-1601kPa-a的压力，大约0.5-大约20hr^-1，优选大约1-大约10hr^-1的基于供给反应区的多烷基化芳族化合物(一种或多种)的重量的WHSV和1∶1-5∶1，优选2∶1-3∶1的苯与多烷基化芳族化合物(一种或多种)的摩尔比。
在一些实施方案中，本公开内容涉及：
项1.催化剂组合物，包含：
(a)结晶MCM-22家族分子筛；和
(b)粘结剂，
其中该催化剂组合物的特征在于对于孔隙直径为大约2nm-大约8nm的孔隙，累积特别分子筛孔隙体积大于或等于0.122ml/g，其中该孔隙体积通过N₂孔隙率测定测量。
项2.项1的催化剂组合物，其中该特别分子筛孔隙率大于或等于0.125ml/g。
项3.项1的催化剂组合物，其中该特别分子筛孔隙率大于或等于0.13ml/g。
项4.前面任一项的催化剂组合物，其中特别分子筛孔隙率小于或等于5ml/g。
项5.前面任一项的催化剂组合物，还包含约束指数小于12的第二分子筛。
项6.前面任一项的催化剂组合物，还包含约束指数小于2的第二分子筛。
项7.项5或6的催化剂组合物，其中该第二分子筛具有FAU、*BEA、MFI、MTW和它们的任何组合中至少之一的骨架类型。
项8.前面任一项的催化剂组合物，其中该结晶MCM-22家族分子筛包括ERB-1、ITQ-2、PSH-3、SSZ-25、MCM-22、MCM-36、MCM-49、MCM-56、ITQ-1、ITQ-30和它们的任何组合中至少一种。
项9.前面任一项的催化剂组合物，其中该粘结剂包含第1-第17族元素的至少一种化合物。
项10.前面任一项的催化剂组合物，其中该粘结剂包含钛化合物、氧化铝化合物、硅化合物或它们的任何混合物。
项11.前面任一项的催化剂组合物，其中该粘结剂选自氧化钛、氢氧化钛、硫酸钛、磷酸钛、氧化铝、氢氧化铝、硫酸铝、磷酸铝、二氧化硅、硅酸盐、硅铝酸盐、硅钛酸盐、硅钛铝酸盐、铝磷酸盐、金属磷酸盐、金属铝磷酸盐、硅铝磷酸盐和它们的任何组合。
项12.前面任一项的催化剂组合物，具有至少50wt％结晶MCM-22家族分子筛，基于该催化剂组合物的总重量。
项13.用烷基化剂将可烷基化芳族化合物烷基化或烷基转移以制备单烷基化芳族化合物的方法，包括以下步骤：
(a)使至少一种可烷基化芳族化合物和至少一种烷基化剂与催化剂组合物在适合的烷基化或烷基转移条件下在至少一个反应区中接触，而产生至少一种包含单烷基化芳族化合物的排出物和单烷基化芳族化合物选择性；该催化剂组合物包含：
(i)结晶MCM-22家族分子筛；和
(ii)粘结剂，
其中该催化剂组合物的特征在于对于孔隙直径为大约2nm-大约8nm的孔隙，特别分子筛孔隙率大于或等于0.122ml/g，其中该孔隙率通过N₂孔隙率测定测量，
其中当在等同的烷基化或烷基转移条件下操作该反应区时，该催化剂组合物的单烷基化芳族化合物选择性大于对于孔隙直径为大约2nm-大约8nm的孔隙而言特别分子筛孔隙率不在该催化剂组合物的特别分子筛孔隙率范围内的催化剂组合物的单烷基化芳族化合物选择性。
项14.项13的方法，其中该特别分子筛孔隙率大于或等于0.125ml/g。
项15.项13或14的方法，其中该特别分子筛孔隙率大于或等于0.13ml/g。
项16.项13-15中任一项的方法，还包括约束指数小于12的第二分子筛催化剂。
项17.项13-16中任一项的方法，还包括约束指数小于2的第二分子筛催化剂。
项18.项13-17中任一项的方法，其中该催化剂组合物基本上由MCM-22家族分子筛构成。
项19.项18的方法，其中该MCM-22家族分子筛是ERB-1、ITQ-1、ITQ-2、ITQ-30、PSH-3、SSZ-25、MCM-22、MCM-36、MCM-49、MCM-56或它们的任何组合。
项20.项16的方法，其中该第二分子筛包括选自以下的分子筛：沸石β、沸石Y、超稳Y，脱铝Y，稀土交换的Y、丝光沸石，TEA-丝光沸石，硅沸石(silicalite)、ZSM-3、ZSM-4、ZSM-5、ZSM-11、ZSM-12、ZSM-14、ZSM-18、ZSM-20、ZSM-22、ZSM-23、ZSM-35和ZSM-48。
项21.项13-20中任一项的方法，还包括该反应区下游的后加工反应器。
项22.项13-21中任一项的方法，其中适合的烷基化或烷基转移条件包括大约100℃-大约400℃的温度，大约20.3-4500kPa-a的压力，大约0.1-大约10hr^-1的WHSV和大约0.1∶1-50∶1的可烷基化化合物与烷基化剂的摩尔比。
项23.项13-22中任一项的方法，其中该单烷基化芳族化合物包括乙基苯，该可烷基化芳族化合物包括苯，和该烷基化剂包括乙烯。
项24.项13-23中任一项的方法，其中该单烷基化芳族化合物包括枯烯，该可烷基化芳族化合物包括苯，和该烷基化剂包括丙烯。
项25.项1-12中任一项的催化剂组合物的制备方法，包括：
(a)提供结晶MCM-22家族分子筛和粘结剂以形成混合物；和
(b)将该混合物形成催化剂组合物。
项26.项25的方法，其中该形成步骤包括挤出。
项27.项25-26中任一项的方法，其中该催化剂组合物具有四叶体形状。
项28.项25-27中任一项的方法，其中该催化剂组合物具有至少65wt％结晶MCM-22家族分子筛，基于该催化剂组合物的总重量。
项29.项25-28中任一项的方法，其中该催化剂组合物还包含至少5wt％具有*BEA骨架类型的分子筛，基于该催化剂组合物的总重量。
将通过以下实施例说明本发明的这些和其它方面。
试验程序
原料预处理
苯(99.96wt％)是从ExxonMobil Baytown化工厂获得的。让该苯从入口到出口通过含吸收剂材料的预处理容器(2L Hoke容器)。在使用之前在260℃烘箱中干燥所有吸收剂原料预处理材料12小时。
聚合物等级丙烯是从Scott Specialty Gases(Pasadena，TX，USA)获得的。让丙烯通过300ml含吸收剂的容器，并在使用之前将该吸收剂在260℃烘箱中干燥12小时。
超高纯度等级氮气是从Scott Specialty Gases获得的。让氮气通过300ml含吸收剂的容器，并在使用之前将该吸收剂在260℃下干燥12小时。
催化剂制备和装载
根据美国专利号4,954,325制备MCM-22催化剂，该文献的整个内容在此引入作为参考。根据美国专利号5,236,575制备MCM-49催化剂，该文献的整个内容在此引入作为参考。
二氧化钛从Degussa Corporation(Degussa AG，PO Box 302043，40402 Dusseldorf，Germany)作为TiO₂P25(下文中″P25二氧化钛″)获得。氧化铝从UOP LLC(UOP LLC，25East Algonquin Road，Des Plaines，IL 60017-5017，U.S.A.)作为Versal-300氧化铝获得。
挤出在Bonnot单螺杆挤出机(The Bonnot Company，1520Corporate Woods Parkway，Uniontown，OH 44685，U.S.A.)上进行。有机挤出助剂聚乙烯醇(下文中″PVA″)从Celanese作为Celvol 603获得。在HITACHI S4800场致发射扫描电子显微镜(SEM)上获得扫描电子显微镜(SEM)图像。
在空气中在260℃下干燥0.5克催化剂2小时。在干燥之后立即移除催化剂。用石英芯片填充催化剂篮的底部，接着将一克催化剂装载在该篮子中的石英芯片的上面。然后通过附加的石英芯片覆盖该催化剂。在260℃下在空气中干燥包含该催化剂和石英芯片的催化剂篮大约16小时。
在每次实验之前，用适合的溶剂(例如甲苯)清洗该反应器和全部管线，接着在清洗之后让空气流动以除去全部清洗溶剂。在干燥之后立即将包含催化剂和石英芯片的催化剂篮放入反应器中。
将300ml间歇反应容器(具有静止催化剂篮的4563系列微型台式反应器，Parr Instrument Company，Moline，IL USA)用于活性和选择性测量，该容器配备有搅拌杆和静止催化剂篮。该反应容器装备有两个可移动的容器用于分别引入苯和丙烯。
催化剂活性和选择性
基于用丙烯的苯烷基化测量催化剂的活性和选择性。对于枯烯形成使用在反应条件(温度130℃，压力2170kPa-a)下的二级速率常数计算催化剂活性。使用本领域技术人员已知的方法计算反应速率常数。参见″Principles and Practice of Heterogeneous Catalyst″，J.M.Thomas，W.J.Thomas，VCH，第一版，1997，该文献的公开内容在此引入作为参考。使用在反应条件(温度130℃，压力2170kPa-a)下产生的枯烯与二异丙基苯的重量比计算催化剂选择性。
在170℃下用100ml/min经处理超高纯度氮气N₂吹扫反应器2小时。然后，在氮气流下将反应器温度降低到130℃。然后封闭反应器的所有入口和出口。在791kPa-a超高纯度氮气覆盖层下将预处理的苯(156.1克)转移到反应器中。在500rpm下搅拌反应器1小时。在2170kPa-a超高纯度氮气下然后将预处理的液体丙烯(28.1克)转移至该反应器中。通过2170kPa-a超高纯度氮气将该反应器维持在2170kPa-a。在添加丙烯之后在30、60、120、150、180和240min取得液体样品。
在Micron Master喷射磨(Jet Pulverizer，Moorestown，NJ，USA)上进行喷射研磨。
在Tristar 3000气体吸附分析器单元，Norcross，GA，USA)上由N₂等温线的解吸路程(desorption leg)获得N₂孔隙尺寸分布。将孔隙尺寸在2-8nm范围中的孔隙体积叠加而获得累积孔隙体积。
实施例1
在5.08cm(2″)挤出机中根据以下配方挤出MCM-49：将MCM-49晶体和Versal-300氧化铝(重量比80∶20)的混合物与0.05wt％PVA(基于MCM-49晶体、Versal-300氧化铝和PVA的总重量)挤出成0.127cm(1/20″)挤出物。然后在氮气中在510℃下预锻烧这种挤出物，与硝酸铵进行铵交换，并在空气/N₂混合物中在538℃下锻烧。在间歇高压釜液相苯烷基化试验中试验实施例1的催化剂并将结果列于表1中。
实施例2
在5.08cm(2″)挤出机中根据以下配方挤出MCM-49：将MCM-49晶体和Condea氧化铝(重量比80∶20)的混合物与0.05wt％PVA(基于MCM-49晶体、Versal-300氧化铝和PVA的总重量)挤出成0.127cm(1/20″)挤出物。然后在氮气中在510℃下预锻烧这种挤出物，与硝酸铵进行铵交换，并在空气/N₂混合物中在538℃下锻烧。在间歇高压釜液相苯烷基化试验中试验实施例2的催化剂并将结果列于表1中。
实施例3
在高速混合下将MCM-49喷射粉碎(也称作喷射研磨)以将该MCM-49材料的平均晶体聚集体尺寸从大约16微米降低到大约1.2微米并根据以下配方在5.08cm(2″)挤出机中挤出：将MCM-49晶体和Versal-300氧化铝(重量比80∶20)的混合物与0.05wt％PVA(基于MCM-49晶体、Versal-300氧化铝和PVA的总重量)挤出成0.127cm(1/20″)挤出物。然后在氮气中在510℃下预锻烧这种挤出物，与硝酸铵进行铵交换，并在空气/N₂混合物中在538℃下锻烧。在间歇高压釜液相苯烷基化试验中试验实施例3的催化剂并将结果列于表1中。
实施例4
在5.08cm(2″)挤出机中根据以下配方挤出MCM-49：将MCM-49晶体和Ultrasil二氧化硅(重量比80∶20)的混合物与2wt％PVA(基于MCM-49晶体、二氧化硅和PVA的总重量)挤出成0.127cm(1/20″)挤出物。然后在氮气中在510℃下预锻烧这种挤出物，与硝酸铵进行铵交换，并在空气/N₂混合物中在538℃下锻烧。在间歇高压釜液相苯烷基化试验中试验实施例4的催化剂并将结果列于表1中。
表1列出了实施例2、3、4的归一化到实施例1中的基准情形的催化剂活性和选择性以及由N₂孔隙率测定获得的2-8nm范围中的累积孔隙体积。