[发明专利]苯与烯烃液相烷基化方法

说明书

本发明属于石油化工技术领域，特别涉及固体酸催化烷基化的方法。

苯与烯烃烷基化制取烷基苯的工艺根据所采用的催化剂不同而不同，这些工艺是：采用固体磷酸、氢氟酸或三氯化铝催化剂的传统工艺和采用固体酸催化剂的新工艺。传统工艺很成熟，但存在设备腐蚀、环境污染和工艺流程长等缺点；固体酸工艺克服了传统工艺的不足，但催化剂容易失活、单程寿命短，原料中的杂质对催化剂单程寿命影响较大，催化剂需要反复再生。对于直链烷基苯的制备，目前工业上主要采用液体酸催化方法，采用固体酸工艺只有UOP公司DETAL工艺的二套装置。UOP公司和Petresa公司开发的Detal工艺是采用硅铝/镁催化剂苯与C₂～C₂₀单烯烃在固定床中进行液相烷基化反应过程，进料苯烯比为30∶1～1∶1，反应温度为150～300℃，压力为1～5Mpa，空速为0.5～10hr^-1，催化剂的表面积大于100m²/g，孔直径小于500nm。转化率为90～100％，直链烷基苯的选择性80～95％，2-烷基苯含量小于30％。催化剂由化学试剂洗涤再生。Detal工艺的流程是：原料烯烃和苯进入装有沸石催化剂的多段烷基化反应器，烯烃分段进料。反应后的流出物单烷基苯、剩余的过量苯、不参与反应的组分和副产物直接进入精馏系统，回收的过量苯和不参与反应的烷烃被循环利用。失活的催化剂由苯洗涤再生。

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提供一种的苯与烯烃液相烷基化方法，具有无设备腐蚀和环境污染，工艺流程短，节省投资和能耗等优点。对于苯与长链烯烃的烷基化反应，产物中的2-烷基苯含量高，该产物制得的洗涤剂容易生物降解。

本发明提出的一种苯与烯烃液相烷基化方法，其特征在于，包括以下各个步骤：

1)以苯与烯烃为原料，混合后输入装有沸石催化剂的反应器中进行烷基化反应；苯与烯烃的摩尔比为2～30；反应温度为80～250℃，最好为100～220℃。反应压力为0.3～10Mpa，最好为0.5～5Mpa；进料的总液时空速为0.25～50hr^-1，最好为0.5～30hr^-1；

2)烷基化反应后的部分流出物料作为反应原料返回反应器，其余部分进入脱苯塔分离过量的苯；返回到反应器的物料与进入脱苯塔的物料重量比为0～30；

3)由脱苯塔塔顶分离出的苯经冷凝器冷凝后返回反应器，用作烷基化反应原料或用作催化剂再生液；由脱苯塔塔底流出的含有未反应的轻组分、烷基苯和重组分的物料进分离回收系统，分别得到轻组分、目的产物烷基苯和重组分；

上述步骤1中，当烯烃转化率小于90％时，催化剂活性下降，对催化剂进行再生；该再生方法是停止进反应原料中的烯烃，继续进苯，采用热苯洗涤再生催化剂；再生温度为200～350℃，最好为230～300℃；压力为2.0～8.0兆帕，最好4.0～5.5兆帕；再生原料的总液时空速为0.2～5hr^-1，最好为0.5～2.0hr^-1；再生时间8～36小时，最好12～24小时。

本发明所用的沸石催化剂可以是现有技术中所使用的含有不同沸石，如H-Moderite沸石、ZSM-20沸石、β沸石的烷基化催化剂。它们的组成为：70～90重％的上述沸石；0.1～5重％的氟或磷以及余量的γ-Al₂O₃。

本发明所采用的催化剂的制备方法为：将沸石与粘合剂混合，再加入含氟或磷的水溶液，如氢氟酸、磷酸等进行混捏、成型，如需要可加入适量胶溶剂和/或助挤剂，干燥后经450～550℃焙烧即得催化剂成品。

本发明提供的液相烷基化工艺适用于苯的各类烷基化反应，特别适用于以长链烯为烷基化剂的烷基化反应，该工艺具有如下优点：

1、采用沸石催化剂，无设备腐蚀和环境污染；

2、无催化剂的分离和中和工序，工艺流程短；

3、对于苯与长链烯烃的烷基化反应，产物中的2-烷基苯含量大于45％，较采用氢氟酸工艺、三氯化铝工艺或Detal工艺产物中的2-烷基苯含量高，2-烷基苯含量高的产物制得的洗涤剂容易生物降解；

4、循环反应系统可降低整个反应体系的苯/烯摩尔比，从而减小了反应系统及苯回收塔的运转负荷，节省了投资和能耗。

下面介绍本发明的实施例。

实施例1～6采用的反应器和操作过程如下：