[發(fā)明專利]用低沸石催化劑組合物的高選擇性烷基化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380055427.5
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN104768903A
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: D-Y·詹;R·J·施密特;P·考克斯
• 申請（專利權(quán)）人: 環(huán)球油品公司
• 主分類號: C07C2/66
• 分類號: C07C2/66;C07C15/085;C07C15/073;B01J29/04
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 徐國棟;林柏楠

優(yōu)先權(quán)陳述

本申請要求2012年10月26日提交的美國申請No.13/661,200的優(yōu)先權(quán)。

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及將原料烷基化的方法，更具體而言，用低沸石催化劑組合物的高活性、穩(wěn)定且選擇性烷基化方法。

發(fā)明背景

將芳族化合物用C₂-C₄烯烴烷基化以及將多烷基芳族化合物烷基交換是用于制備單烷基化芳族化合物的兩種常用反應(yīng)。在工業(yè)上實踐以制備乙苯的這兩種反應(yīng)的實例為將苯用乙烯烷基化以及苯和二乙苯烷基交換。

因此，烷基化和烷基交換組合可使乙苯產(chǎn)量最大化。該組合可在具有兩個反應(yīng)區(qū)，其中一個用于烷基化，且另一個用于烷基交換的方法中，或者在具有進(jìn)行烷基化和烷基交換的單一反應(yīng)區(qū)的方法中進(jìn)行。

直接涉及烷基化方法的操作效率的一個關(guān)鍵操作變量是芳基/烷基的摩爾比。該比越低，回收/再循環(huán)所需的苯的量越低，資本和使用成本越低。該比的分子為在指定時間期間通過反應(yīng)區(qū)的芳基的摩爾數(shù)。芳基的摩爾數(shù)為所有芳基的和，而不管芳基出現(xiàn)在其中的化合物。在乙苯制備的上下文中，例如1摩爾苯、1摩爾乙苯和1摩爾二乙苯各自貢獻(xiàn)給芳基的和1摩爾芳基。該比的分母為具有相同碳原子數(shù)目的烷基，如在所需單烷基化芳烴上且在相同指定時間期間通過反應(yīng)區(qū)的烷基的摩爾數(shù)。烷基的摩爾數(shù)為具有相同碳原子數(shù)目的所有烷基和烯基，如所需單烷基化芳烴上的烷基的和，而不管烷基或烯基出現(xiàn)在其中的化合物，不包括鏈烷烴。在乙苯制備的上下文中，乙基的摩爾數(shù)為所有乙基和乙烯基的和，而不管乙基或乙烯基出現(xiàn)在其中的化合物，鏈烷烴除外，例如在計算乙基的摩爾數(shù)中排除乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷、戊烷和更高鏈烷烴。例如，1摩爾乙烯和1摩爾乙苯各自貢獻(xiàn)給乙基的和1摩爾乙基，而1摩爾二乙苯貢獻(xiàn)2摩爾乙基，且1摩爾三乙苯貢獻(xiàn)3摩爾乙基。丁苯和辛苯不貢獻(xiàn)乙基的摩爾數(shù)。

沸石和催化劑的進(jìn)步能使芳烴烷基化方法以較低的芳基:烷基比操作。催化劑通常包含較高的沸石含量以確保良好的活性、活性穩(wěn)定性和穩(wěn)定的長期操作。目前，包含UZM-8沸石的芳烴烷基化催化劑具有大于50重量％的沸石含量。

沸石使用有機模板合成，所述有機模板在催化劑制備中借助煅燒除去。由于煅燒期間釋放的熱和蒸汽，沸石會引起明顯的結(jié)構(gòu)和骨架損壞。損壞程度涉及水熱嚴(yán)苛性程度，這與催化劑中沸石的量成比例。此外，在高沸石含量下，催化劑中的沸石傾向于聚集，從而降低沸石的有效使用。最后，由于沸石的高成本，包含高沸石含量的催化劑和使用那些催化劑的方法也是昂貴的。

發(fā)明概述

本發(fā)明一方面為將原料烷基化的方法。在一個實施方案中，方法包括使包含至少一種可烷基化芳族化合物和烷基化劑的原料與第一烷基化催化劑組合物在烷基化條件接觸，第一烷基化催化劑組合物包含UZM-8沸石和粘合劑，第一烷基化催化劑組合物具有小于50重量％UZM-8沸石；其中在一定溫度和一定可烷基化芳族化合物:烷基化劑摩爾比下的總烷基化選擇性為大于99.0％。

附圖簡述

圖為顯示沸石含量對通過活性區(qū)末端(EAZ)位置測量的催化劑活性的影響的圖。

發(fā)明詳述

為確保高烯烴轉(zhuǎn)化率，保持活性穩(wěn)定性并獲得高烷基化產(chǎn)物選擇性和長期操作穩(wěn)定性，烷基化催化劑通常包含大于50％的沸石含量。活性作為由在反應(yīng)器入口處的烯烴的量和反應(yīng)器出口處未轉(zhuǎn)化烯烴的量測定的烯烴轉(zhuǎn)化率測量。作為選擇，催化劑活性通過達(dá)到最大溫度所需的反應(yīng)區(qū)的尺寸測量，且活性穩(wěn)定性通過作為在料流上運行時間的函數(shù)，活性區(qū)尺寸的穩(wěn)定性測量。在商業(yè)操作中，活性區(qū)尺寸為固定床反應(yīng)器中總催化劑床的一部分，同時其余催化劑床充當(dāng)催化劑壽命區(qū)。有利地是具有高活性催化劑，其確保最小的活性區(qū)尺寸和最大的壽命區(qū)，以得到長期穩(wěn)定操作。活性區(qū)應(yīng)為總催化劑床的不大于50％。總烷基化選擇性定義為基于碳基，從消耗的總苯和烯烴中產(chǎn)生的單烷基化和多烷基化苯的產(chǎn)量。總烷基化選擇性表示通過烷基化和烷基交換反應(yīng)器的可回收烷基化產(chǎn)物的可能最大量，為進(jìn)料使用效率的測量。另外，為保持異丙基苯的長期穩(wěn)定且有效的商業(yè)制備，需要最小量的沸石。