在固体酸催化剂上以低的苯与烯烃比例和低的重物质产生来制备烷基苯的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200780040820.1

申请日:

20071029

公开号:

CN101535221A

公开日:

20090916

当前法律状态:

有效性:

有效

法律详情:

IPC分类号:

C07C15/00

主分类号:

C07C15/00

申请人:

环球油品公司

发明人:

M·G·赖利,詹登阳,S·W·索恩

地址:

美国伊利诺伊

优先权:

60/863,435

专利代理机构:

北京市中咨律师事务所

代理人:

林柏楠;刘金辉

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内容摘要

以低的芳香化合物和单烯烃比例和减少的重物质的联合生产来实现使用无环单烯烃对芳香化合物的烷基化。在此方法中,小晶体、酸性FAU分子筛被用作烷基化条件下的催化剂。本发明还涉及包含小晶体、酸性FAU分子筛的催化剂和至少一种其它酸性催化组分。

权利要求书

1、一种制备烷基芳香化合物的方法,包括使至少一种芳香化合物与每分子具有6至40个碳原子的至少一种无环单烯烃相接触,其中芳香化合物与单烯烃的摩尔比例小于15:1,所述方法使用固体催化剂在存在包含小晶体、酸性FAU分子筛的催化剂的烷基化条件下进行,以提供包含烷基芳香化合物的烷基化产物,其中单烷基化烷基芳香化合物选择性为至少92质量%,FAU分子筛具有的主要晶体尺寸小于500纳米。 2、权利要求1的方法,其中芳香化合物与单烯烃的摩尔比例为从4:1至12:1。 3、权利要求1或2的方法,其中单烷基化烷基芳香化合物选择性为至少93质量%。 4、权利要求1或2的方法,其中FAU分子筛具有的晶体大小为从50至300纳米。 5、权利要求1或2的方法,其中芳香化合物与单烯烃的摩尔比例在5:1和10:1之间。 6、权利要求1或2的方法,其中FAU分子筛是Y沸石。

说明书



技术领域

[0001]本发明涉及在低的苯与烯烃比例下使用无环单烯烃对苯进行 烷基化以提供具有低的重物质产生的烷基苯的方法,其中使用包含小微晶 FAU分子筛的固体、高活性催化剂。本发明还涉及包含小晶体、酸性FAU 和至少一种其它酸性催化组分的催化剂。

背景技术

[0002]使用烯烃对苯进行烷基化是广泛应用的方法,特备是对于烷基 苯的生产。例如,通常对具有每个烷基基团为8至14个碳原子的烷基苯进 行磺化来生产表面活性剂。烷基化条件包括存在均相或多相烷基化催化剂 如氯化铝、氟化氢或沸石催化剂和升高的温度。

[0003]催化剂是非选择性的,因此烯烃可能发生其它反应而产生重物 质,即二聚体、二烷基芳基化合物和二芳基化合物。此外,可能发生烯烃 骨架的异构化,这导致其失去对所寻求的(sought)烷基苯的选择性。二烷基 芳基化合物的形成尤其存在问题,因为反应方案使烯烃完成转化,由此使 烷基苯的浓度增加,因此这增加了烯烃分子与烷基苯分子而非苯反应的可 能性。因此,通常的方法是使用大大过量的苯去降低反应器中所寻求的烷 基苯与烯烃的摩尔比。对于均相氟化氢催化的方法,苯与烯烃的比例通常 是6:1至8:1的范围。固体催化剂易于生成更多的重物质。因此,对于这 些固体催化剂,苯与烯烃的摩尔比通常大于15:1,通常超过20:1,且有时 多至30:1。

[0004]用于烷基苯生产的精制体系总结在Peter R.Pujado,Linear Alkylbenzene(LAB)Manufacture,Handbook of Petroleum Refining Processes,Robert A.Meyers编辑,Second Edition,McGraw-Hill,New York,NY,USA,(1996),1.53至1.66页,特别是1.56至1.60页。特别是对 于如生产直链烷基苯的大规模、商业化的烷基化方法,资本和运行成本是 非常重要的,且用于从烷基苯中回收苯所需的再沸器热量是精制体系所需 能量中重要的一部分。因此,随着苯与烯烃比例的增加,在从烷基化产物 中回收和循环未反应的苯也会引起原料的附加加工成本。

[0005]虽然使用氟化氢用作烷基化催化剂正在被用于较低苯与烯烃比 例的商业方法中,但是由于氟化氢的毒性、腐蚀性和废物处理需要,使得 其在使用和处理中不得不特别注意。已经开发出不需要使用氟化氢的固体 催化方法。然而,使用这些固体催化剂将重物质产生减到最少所需要高的 苯与烯烃比例使得其与使用氟化氢催化剂对生产单元进行改进相比毫无 吸引力。此外,降低苯与烯烃比例而不增加所产生的重物质的量将使得固 体酸催化剂方法对于新设备与氟化氢方法相比更有吸引力。因此,固体催 化方法将寻求通过降低能量成本和改进转化的选择性,同时仍能提供大量 可后续使用如磺化生产表面活性剂的烷基苯,来进一步提高其吸引力。

[0006]US 3,641,177公开了使用包含小于1% Na的蒸汽稳定的氢Y和 稀土-氢Y沸石来催化烯烃对苯的烷基化。

[0007]US 4,876,408公开了使用铵交换的、蒸汽稳定的沸石Y以用于 烯烃特别是乙烯和丙烯对芳香化合物的选择性单烷基化。

[0008]US 4,570,027公开了使用低结晶度、部分塌陷的沸石来生产烷基 芳烃。优选的沸石是沸石Y。专利权人指出此方法对单烷基化产物具有高 度的选择性。

[0009]US 6,977,319B2公开了使用包含具有可控的大孔结构的沸石Y 和丝光沸石的催化剂组合物制备烷基化芳香化合物的方法。

[0010]美国申请公开2003/0147805A1公开了用于制备纳米晶体无机物 基沸石如沸石Y的方法。沸石Y被指出可用在许多烃转化方法包括直链烷 基苯的制备中。

[0011]美国申请公开2004/0162454A1公开了使用纳米晶体沸石Y的烃 转化方法。

[0012]美国申请公开2005/0010072A1公开了在至少两种不同反应区中 使用至少两种催化剂的烷基化方法。优选的方法在一个反应区中使用Y沸 石,且在另一个区中使用丝光沸石。

[0013]美国申请公开2006/0142624A1公开了用于烷基化的具有可控的 大孔结构的沸石Y催化剂。

[0014]Gong等人在Catalytic Performance of Nanometer MCM-49 Zeolite for Alkylation Reaction of Benzene with1-Dodecene,Chinese Journal of Catalysis,Vol.25,No.10,809-813,October 2004中叙述了使用 具有300至500纳米直径和20至25纳米厚度的MCM-49对2-和3-苯基 烷烃的高活性和高选择性。

发明内容

[0015]本发明提供了使用无环单烯烃对芳香化合物进行烷基化的方 法,特别是使用每分子8至16个碳的烯烃对苯进行烷基化,以生产苯基烷 烃,所述方法提供的产物具有所希望的2-苯基含量。在本发明优选的情况 中,可以使用低的芳香化合物与单烯烃的摩尔比而不产生过多的重物质, 因此提高了固体催化剂烷基化方法在经济上的吸引力。本发明的方法使用 包含催化有效量的小晶体、酸性FAU分子筛的烷基化催化剂。

[0016]在其广义的方面,用于生产烷基芳香化合物的方法包括使至少 一种芳香化合物接触至少一种无环单烯烃,所述芳香化合物与单烯烃的摩 尔比小于15:1,优选在4:1至12:1之间,且最优选在5:1至10:1之间,其 中所述方法使用固体催化剂在包括包含小晶体、酸性FAU分子筛的催化剂 存在的烷基化条件下进行,以提供包含烷基芳香化合物的烷基化产物,其 中单烷基化烷基芳香化合物选择性为至少92质量%,优选为至少93质量 %。小晶体FAU分子筛具有的主要晶体尺寸(major crystal dimension)小于 500纳米,优选小于300纳米,如从50至300纳米。优选烷基化条件不会 导致明显的骨架异构化。

[0017]术语“单烷基化烷基芳香化合物选择性”是烷基化产物中单烷基 化烷基芳香化合物与总的二-和多烷基化烷基芳香化合物、二芳基烷基化合 物和烯烃二聚体的质量百分数(不包括分子量低于烯烃的单烷基化芳香化 合物的化合物),且因此涉及重物质产生。

[0018]在另一广义的方面,本发明涉及包含催化有效量的小晶体、酸 性FAU分子筛和除FAU分子筛之外的催化有效量的固体酸性催化组分的 催化剂,所述FAU分子筛具有小于500纳米的主要晶体尺寸。优选固体酸 催化成分包含至少一种分子筛。本发明的催化剂特别适用于使用每分子6 至40个碳原子、最常见为8至16个碳原子的无环单烯烃对芳香化合物进 行烷基化。对于此应用,通常选择FAU分子筛与固体酸催化组分的比例以 提供烷基化产物中所所寻求的2-苯基含量。

具体实施方式

进料和产物

[0019]对于烷基化方法使用包含烯烃的脂肪族化合物和芳香化合物。 烯烃和芳香化合物的选择取决于所寻求的烷基化产物。

[0020]包含烯烃的脂肪族化合物优选为每分子6至40个碳原子、通常 为8至28个碳原子,且对于去污剂应用为9至16个碳原子。包含烯烃的 脂肪族化合物为无环、单烯烃化合物。分子中烯键的位置并不重要,因为 已经发现大部分烷基化催化剂有助于烯键的移动。然而,通常更要关注烃 骨架的支链,因为芳基烷烃产物上烷基基团的结构构型会影响性能,特别 是在表面活性剂应用上和对于生物降解的性质。例如,当磺化芳基烷烃生 产表面活性剂时,过多的支链会对表面活性剂的生物降解能力造成负面的 影响。另一方面,希望有一些支链,如US 6,187,981B1中描述的少量支链 修饰的烷基苯。烯烃可以无支链或具有少量支链,其在本文中指具有三或 四个伯碳原子的烯烃,且烯烃的剩余碳原子中没有季碳原子。伯碳原子是 仅与一个碳原子连接的碳原子,尽管其也可能与碳之外的其它原子相连。 季碳原子是与四个其它碳原子连接的碳原子。虽然有支链,这些烷基苯的 特征在于其2-苯基含量,参见如US 6,589,927B1。

[0021]包含烯烃的脂肪族化合物通常是两种或多种烯烃的混合物。对 于商业方法,进料也可以包含其它组分。这些其它组分可以包含每分子为 6至40个碳原子、通常为8至28个碳原子,且对于去污剂应用为9至16 个碳原子的链烷烃。例如,可以通过链烷烃进料的脱氢获得烯烃。参见如 US 6,670,516B1,其通过引用并入本文。通常,对于包含烯烃的进料,进 料包含至少10摩尔%的烯烃。

[0022]虽然某些链烷烃进料的来源将会导致杂质的存在,但是链烷烃 进料的来源并不重要。通常,石油精炼厂中通过原油分馏或通过转化方法 生产的煤油馏分会由此形成适合的进料混合物前体。通过分馏从原油中回 收的馏分在被加入到本方法前通常需要加氢处理以除去硫和/或氮。可以通 过预分馏调节煤油馏分的沸点范围,以调节链烷烃的碳数范围。在极端的 情况下,可以限制沸点范围使得仅有单一碳数的链烷烃占主体。煤油馏分 包含很多种不同的烃,因此对于本方法的进料混合物可以包含200或更多 不同的化合物。链烷烃进料可以至少部分源自于寡聚反应或烷基化反应。 此进料混合物的制备方法本身并不精确且生产出化合物的混合物。针对此 方法的进料混合物可以包含大量具有多个支链的链烷烃和在支链上具有 多个碳原子的链烷烃、环烷烃、支化环烷烃、或沸点相对接近所需化合物 异构体的其它化合物。针对本发明方法的进料混合物也可以包含芳烃。

[0023]链烷烃的另一来源是来自气井的冷凝物。通常此冷凝物的量不 足以成为链烷烃进料的唯一来源。然而,可能希望将其用作对其它链烷烃 进料的补充。通常这些冷凝物包含硫化合物,在过去这一点对其应用造成 限制。因为本发明能够使用含硫的进料,所以这些冷凝物可以被用于提供 用于烷基化的链烷烃。

[0024]也可以从合成气、氢和一氧化碳中生产链烷烃。此方法通常被 称为费-托法。合成气可以从包括天然气和煤的多种原料中得到,因此这使 得其在石油冷凝物无法获得时成为一种有吸引力的链烷烃进料来源。费- 托法是在升高的温度和压力下进行的催化反应。反应对温度敏感,因此温 度控制是得到所需烃产物的关键。通过费-托法得到的产物不仅包括链烷 烃,还包括单烯烃、二烯烃、芳香化合物和氧合物如醇、醚、醛和酮,因 此产物通常需要处理以除去氧合物。

[0025]包含烯烃的进料应该尽量不含会对烷基化催化剂寿命造成过多 不良影响的杂质。

[0026]针对本方法的包含芳香化合物的进料包含芳香化合物或苯基化 合物,当方法是去污剂烷基化时,所述芳香化合物或苯基化合物是苯。在 更广义的情况中,芳香化合物进料的芳香化合物或苯基化合物可以是烷基 化或其它取代的衍生物,或分子量大于苯,包括甲苯、乙苯、二甲苯、苯 酚、萘等,但是这样的烷基化产物不能像烷基化苯一样适于作为去污剂前 体。

催化剂

[0027]根据本发明方法广义的方面,芳香化合物和单烯烃与包含小晶 体、酸性FAU分子筛的催化剂相接触。FAU分子筛具有的主要晶体尺寸 小于500纳米,优选小于300纳米,如从50至300纳米。晶体大小通过扫 描电镜(SEM)进行直观测量。应该理解样品中的晶体大小可以变化,因此 本发明范围内的催化剂可以包含一些较大或较小的晶体。一般而言,催化 剂中小于5质量%的FAU催化剂在主要尺寸(major dimension)上大于500 纳米。FAU和其它沸石的骨架类型描述于Ch.Baerlocher,W.M.Meier和 D.H.Olson,“Atlas of Zeolite Framework Types”,5th ed.,Elsevier: Amsterdam,2001,其通过引用并入本文。

[0028]优选酸性FAU分子筛具有的酸度为至少0.10、优选至少0.12、 且有时至少0.2毫摩尔氨/克干燥FAU分子筛,根据氨程序升温脱附(氨TPD) 测定。氨TPD方法在常压下进行,且包含首先在存在20体积%氧的氦气 气氛(流速为100毫升/分钟)中以5℃/分钟的速度将FAU分子筛的样品(约 250毫克)加热到550℃。持续1小时后,用氦气冲洗体系(15分钟),并将 样品冷却至150℃。随后在氦气中以40毫升/分钟的氨脉冲饱和样品。所 用氨的总量大大超过饱和样品上全部酸位点所需的量。随后用氦气(40毫 升/分钟)冲洗样品8小时以除去物理吸附的氨。随着氦气冲洗继续,以10℃/ 分钟的速度将温度升至最终温度600℃。使用校正的热导检测器监测脱吸 附的氨的量。通过积分计算氨的总量。用氨的总量除以样品的干重得出以 毫摩尔氨/克干燥样品表示的酸度。可以在流动的氮气中将分子筛在500℃ 加热2小时来测定分子筛的干重。

[0029]优选的FAU分子筛包括沸石Y、脱铝的沸石Y和沸石X,包括 稀土交换的沸石Y和X,其具有的骨架氧化硅与氧化铝摩尔比在2:1至70:1 之间,优选5:1至30:1。FAU分子筛通常为氢型。

[0030]可以用任何常规方法合成FAU分子筛。参见如美国申请公开 2003/0147805A1和美国申请公开2004/0162454A1,二者均通过引用并入本 文。可以用任何适合的方式如汽蒸或酸处理来处理FAU分子筛,尽管从本 发明广义的方面考虑此处理不是必须的。

[0031]催化剂可以包含其它分子筛或烷基化催化剂以提供具有所寻求 的2-苯基含量的产物。当烷基芳香化合物是烷基苯时,其主要用途之一是 用于生产表面活性剂。所希望用于生产磺化表面活性剂的烷基苯必须能够 提供具有适当透明度、生物降解性和效力的磺化产物。对于效力,希望烷 基苯具有较高的2-苯基含量,因为其磺化后更易于提供具有更好溶解性和 去污力的表面活性剂。因此特别希望具有2-苯基异构体含量范围是18至 40质量%的烷基苯。FAU分子筛易于提供具有2-苯基含量是18至26质 量%的烷基苯。与本申请同日提交的待审专利申请(代理人卷号110222)公 开了使用UZM-8分子筛作为FAU分子筛的共催化剂以提供具有2-苯基含 量在25和40质量%之间(基于总的苯基烷烃),优选在26和36质量%之 间的烷基苯产物。UZM-8分子筛描述于US 6,756,030B1,其整体并入本文。 有利地,使用UZM-8,2-苯基含量在催化剂再生之间和催化剂寿命内保持 相对恒定。此外,UZM-8通常提供低的重物质产生。其它可以用于提供具 有小晶体沸石Y的催化剂的催化组分包括如下分子筛中的一种或多种: ZSM-4、ZSM-12、ZSM-20、ZSM-38、MCM-22、MCM-36、MCM-49、 β、MOR沸石骨架类型分子筛、OFF沸石骨架类型分子筛和LTL沸石骨 架类型分子筛。这些分子筛优选具有最大值小于500纳米,优选小于300 纳米,如从50至300纳米的一种晶体尺寸。另一类酸性、固体催化剂组分 是酸化的难熔氧化物,如氯化的、氟化的、或硫酸化的氧化铝、氧化镓、 氧化硼、氧化钼、氧化镱、氧化钛、氧化铬、氧化硅、氧化锆等和其组合。 也可以使用粘土和无定形催化剂。烷基化催化剂的进一步讨论可以参见US 5,196,574、6,315,964B1和6,617,481B1。通常选择其它分子筛的量以提供 所寻求的2-苯基含量。

[0032]催化剂包含催化有效量的分子筛。催化剂可以包含适合的粘合 剂或基质材料如无机氧化物和其它适合的材料。催化剂中分子筛的相对比 例的范围可以从10至99质量%,优选20至90质量%。

[0033]通常使用难熔粘结剂或基质来促进催化剂的制备、提供强度和 降低制备成本。粘合剂应具有均一的组成,并且其相对于本方法所用的条 件是难熔的。适合的粘合剂包括无机氧化物如氧化铝、氧化镁、氧化锆、 氧化铬、氧化钛、氧化硼和氧化硅中的一种或多种。催化剂可以包含(并不 对复合物构成限定)以下一种或多种:(1)其它无机氧化物包括但不限于氧化 铍、氧化锗、氧化钒、氧化锡、氧化锌、氧化铁和氧化钴;(2)非沸石型分 子筛如US 4,310,440的磷酸铝、US 4,440,871的磷酸硅铝和US 4,793,984 的ELAPSO;和(3)尖晶石如MgAl2O4、FeAl2O4、ZnAl2O4、CaAl2O4和分 子式为MO-Al2O3的其它类似化合物,其中M是2价金属;所述组分可以 在任何适合的点加入复合物中。

[0034]可以以任何适合的方法制备催化剂。一种制备方法包括在水溶 胶中混合粘合剂和分子筛,并随后使混合物凝胶化。一种凝胶化的方法包 括混合胶凝剂与混合物,并随后将得到的混合后混合物分散到已经加热到 升高的温度的塔或油浴中,使得凝胶化发生并形成球状颗粒。可以在此方 法中使用的胶凝剂是六亚甲基四胺、脲或其混合物。胶凝剂在升高的温度 下释放氨,其将水溶胶球定型或转变为水凝胶。随后连续将球从油浴中取 出,并通常在油和含氨的溶液中对其进行特定的老化和干燥处理以进一步 改进其物理特性。随后清洗得到的老化且凝胶化的颗粒,并在100℃至 150℃的相对低温下干燥,并在450℃至700℃温度的煅烧步骤中将其处 理1至20小时。

[0035]混合后的混合物优选从喷嘴、管口或转盘中以小滴的形式分散 到油浴中。或者,可以在425℃至760℃的温度下通过混合物的喷雾干燥 来形成颗粒。在任何情况下,应对条件和设备做出选择以获得小球形颗粒; 颗粒优选应具有的平均直径为小于5.0mm、更优选为0.2至3mm、且最 优选0.3至2mm。

[0036]或者,催化剂可以是挤出物。挤出物可以有多种不同的形状, 包括但不限于圆柱体状、三叶草状、哑铃状和对称或不对称的多叶裂状。 挤出物的直径通常为1.6mm(1/16英寸)和3.2mm(1/8英寸)。可以通过本 领域已知的手段进一步将挤出物塑造成所任何希望的形状,如球形。

[0037]本发明的催化剂可以包含卤素组分,如0.1至4质量%的卤素。 适合的卤素是如氟。通常除了与其他催化剂组分有关的卤素之外,催化剂 不需要包含任何其它的卤素以提供所寻求的烷基化活性。

[0038]最好对催化复合物进行汽蒸以调整其酸活性。汽蒸可以在沸石 处理的任何时期进行。作为汽蒸的替代方案,或除了汽蒸以外,复合物可 以用硝酸铵溶液、无机酸如氯化氢、硫酸或硝酸、和/或水中的一种或多种 来清洗。

[0039]如果需要,通常将催化复合物干燥,并随后在空气气氛中在如 400℃至600℃的温度下煅烧0.1至10小时。

方法:

[0040]无环单烯烃与芳香化合物反应来生产芳基烷烃或苯基烷烃。优 选地,使用一种单烯烃对芳香化合物进行烷基化。

[0041]对于整个烷基化方法,通常存在的芳香化合物对单烯烃在化学 计量上是过量的,如从2.5:1至最多15:1和通常从4:1至12:1,以摩尔计。 本发明的方法很有吸引力,因为低的重物质产生可以在即使是较低的芳香 化合物与烯烃的摩尔比下实现。在本发明方法的优选方面,芳香化合物与 烯烃的摩尔比在5:1至10:1或5:1至8:1之间。即使在这些很低的比例时, 重物质也通常小于苯基烷烃产物的6质量%。

[0042]芳香化合物或苯基化合物和烯烃在催化剂存在下在烷基化条件 下反应。这些用于两种催化剂的烷基化条件通常包括温度范围在80℃至 200℃之间,最通常是不超过175℃。当使用不同的反应区时,每一个反 应区可以具有在这些范围内的不同的烷基化条件,或优选地,反应区为常 温或常压条件以便于操作。使用常温和常压条件仍可以实现本发明的优 点。同样,反应区可以提供相同或不同的空速。

[0043]因为烷基化通常在至少部分液相中进行,且优选在全液相或超 临界条件下进行,所以压力必须足以保持反应物在液相中。所需要的压力 必须依赖于烯烃、芳基化合物和温度,但其通常的范围是1300至7000 kPa(g),且最通常是在2000和3500kPa(g)之间。优选烷基化条件不足以 造成烯烃骨架的异构化。例如,小于15摩尔%和优选小于10摩尔%的烯 烃、脂肪族烷基链和任何反应中间产物经历骨架异构化。

[0044]以连续地方式使用烯烃进行芳香化合物的烷基化。出于本文的 目的,将催化剂床称为反应区,无论其在相同容器中或在与另一床分离的 容器中。反应区的数目优选至少为两个,且通常为三个或更多。在本发明 的方法中,为了性能和避免资本损失的有利组合,可以使用3或4个反应 区。与本申请同日提交的待审专利申请(代理人卷号110072)公开了使用床 间冷却来提供具有提高直链程度的烷基苯产物的多重床烷基化反应器体 系。

[0045]可以将催化剂用作填充床或流化床。进入反应区的进料可以向 上或向下传递,或甚至如在径向床反应器中那样水平传递。在一个所希望 的方案中,可以将包含烯烃的进料加入到反应区内几个分离的位置中,且 在每个区中芳香化合物与烯烃的摩尔比可以大于50:1。总的进料混合物, 即芳香化合物加包含烯烃的流,通常依据例如烷基化温度和催化剂的活性 以0.3和6hr-1之间的液时空速(LHSV)穿过填充床。当串联使用多于一个 催化剂床时,通过测定每一个床的LHSV得出整体的LHSV。整体的LHSV 的倒数是每一个串联的床的LHSV的倒数之和。

[0046]在芳香化合物和烯烃穿过反应区之后,收集排出物并将其分成 未反应的芳香化合物馏分和芳基烷烃,所述未反应的芳香化合物馏分被再 循环至反应区的进料端。当通过链烷烃进料的脱氢获得烯烃时,反应区排 出物中的任何链烷烃通常被分成可以被再循环至脱氢单元的链烷烃馏分。 因为反应通常完成至少98%的转化(以烯烃计),所以几乎没有未反应的烯 烃会与链烷烃一起被再循环。

实施例

实施例1(比较例)

[0047]催化剂A包含80%的Y沸石,所述Y沸石已经经过铵交换、 汽蒸脱铝、铵交换、汽蒸脱铝和随后的酸提取以除去额外的骨架氧化铝。 这些技术是公知的,且使用这些技术生产的Y沸石可以从许多公司商购。 Y沸石具有的硅与铝的摩尔比约为7、单元小室大小(unit cell size,UCS)为 24.29埃、和晶体大小约为1.5微米。沸石与氧化铝结合并通过常规技术被 挤压成直径为1.6mm(1/16英寸)的圆柱体,且随后在600℃煅烧。

[0048]在塞流式反应器中评价催化剂A,其中苯与烯烃的摩尔比为 30:1,条件是入口温度为130℃且LHSV为3.75hr-1。

[0049]烯烃源自商业工厂。包含烯烃的流包含约12质量%的烯烃,其 余主要由正链烷烃组成。

[0050]使用气相色谱(GC)分析烷基化产物以测定产物分布,并使用溴 指数来测定未反应烯烃的量。烯烃转化大于99.5%,且表1中给出了产物 的分布。较重分子量的烷基化产物主要是二烷基苯,因此作为重物质将二 烷基苯显示在表1中。

表1

 直链单烷基苯89质量%非直链单烷基苯8质量%总的单烷基化物97质量%二烷基苯3质量%2-苯基LAB/总的单烷基苯22质量%

[0051]在塞流式反应器中评价催化剂A,其中苯与烯烃的摩尔比为 10∶1,条件是入口温度为130℃且LHSV为2.2hr-1。使用类似的进料。

[0052]烯烃转化大于99.5%,且表2中给出了产物的分布。

表2

 直链单烷基苯84质量%非直链单烷基苯8质量%总的单烷基化物92质量%二烷基苯8质量%2-苯基LAB/总的单烷基苯21质量%

[0053]从以上可以看出,减少苯与烯烃的比例导致产生大于两倍的二 烷基苯。

实施例2

[0054]催化剂B包含80%的Y沸石,所述Y沸石具有的硅与铝的摩 尔比在7:1之间和在主要尺寸上晶体大小约为300纳米。沸石Y与氧化铝 结合并通过常规技术被挤出成直径为1.6mm(1/16英寸)的圆柱体,且随后 在600℃煅烧。

[0055]使用与实施例1相似的进料评价催化剂B的烷基化性能。烯烃 转化大于99.5%,且表3-5中给出了产物的分布。

[0056]表3中给出了苯与烯烃的摩尔比为30:1(比较例)、入口温度为 90℃且LHSV为3.79hr-1时的产物分布。

表3

 直链单烷基苯90.4质量%非直链单烷基苯6.6质量%总的单烷基化物97.0质量%二烷基苯2.2质量%轻组分0.9质量%单烷基化烷基芳香化合物选择性97.9质量%2-苯基LAB/总的单烷基苯21.4质量%

[0057]表4中给出了苯与烯烃的摩尔比为10:1、入口温度为110℃且 LHSV为2.22hr-1时的产物分布。

表4

 直链单烷基苯84.6质量%非直链单烷基苯9.3质量%总的单烷基化物93.9质量%二烷基苯4.8质量%轻组分1.3质量%单烷基化烷基芳香化合物选择性95.1质量%2-苯基LAB/总的单烷基苯21.2质量%

[0058]表5中给出了苯与烯烃的摩尔比为6:1、入口温度为115℃且 LHSV为1.97hr-1时的产物分布。

表5

 直链单烷基苯81.7质量%非直链单烷基苯10.3质量%总的单烷基化物92.0质量%二烷基苯6.7质量%轻组分1.3质量%单烷基化烷基芳香化合物选择性93.2质量%2-苯基LAB/总的单烷基苯21.1质量%

[0059]出人意料地,在苯与烯烃的摩尔比为30:1时,使用小晶体Y分 子筛所带来的优点要小于苯与烯烃的比例较低时的优点,结果显示在表6 中:

表6

 苯:烯烃, 摩尔/摩尔 实施例1Y         二烷基苯,质量%实施例2Y         二烷基苯,质量%减少, 质量%30:132.22710:184.840

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以低的芳香化合物和单烯烃比例和减少的重物质的联合生产来实现使用无环单烯烃对芳香化合物的烷基化。在此方法中,小晶体、酸性FAU分子筛被用作烷基化条件下的催化剂。本发明还涉及包含小晶体、酸性FAU分子筛的催化剂和至少一种其它酸性催化组分。。

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