[发明专利]含氟的丝光沸石及其制备方法

说明书

技术领域

本发明一般来说涉及用丝光沸石催化剂使苯与烯烃烷基化。

背景技术

有长链(通常10-14个碳)的直链烷基苯(LAB)通常用作商业产品。LAB通常磺化制成表面活性剂。

通常，用传统的弗瑞德-克来福特化学方法，使用催化剂例如氯化铝或使用强酸催化剂例如氟化氢使苯与烯烃烷基化来制备LAB。虽然这样的方法可得到高的转化率，但对2-苯基异构体的选择性较低，通常为约30％或更低。十分需要2-苯基异构体百分含量高的LAB，因为这样的化合物磺化时有长的“尾部”，它使溶解性和洗涤性能提高。

发明概述

现已认识到，需要一种烯烃转化率高、生成2-苯基异构体LAB选择性高的LAB生产方法，同时这一方法使用长寿命的、易于处理的催化剂。本发明对上述的一个或多个问题和缺点提供了一种解决办法。

在第一方面，本发明涉及一种适用于生产单烷基苯的方法，该法包括在含氟的丝光沸石存在下、在生成直链单烷基苯的条件下，苯与含有约8至约30个碳原子的烯烃接触。

在第二方面，本发明涉及一种适用于生产单烷基苯的方法，该法包括在生成单烷基苯的条件下，将含有约8至约30个碳原子的烯烃和苯的进料送入含氟的丝光沸石催化剂床层；使苯、烯烃和单烷基苯从催化剂床层下降到再沸器中；从再沸器中除去单烷基苯；加热用沸器中的物料，以致苯回流，再次与含氟的丝光沸石接触。

在另一方面，本发明涉及适用于苯与烯烃烷基化的丝光沸石，其氧化硅/氧化铝摩尔比为约10∶1至约100∶1；其中丝光沸石已用氟化氢水溶液处理，以致丝光沸石含有约0.1至约4％(重量)氟。

在另一方面，本发明涉及一种适用于制备含氟的丝光沸石的方法，该法包括氧化硅/氧化铝摩尔比为约10∶1至约100∶1的丝光沸石与氟化氢浓度为约0.1至约10％(重量)的氟化氢水溶液接触，以致生成含氟的丝光沸石；用过滤法收集含氟的丝光沸石；然后干燥。

经氟处理的丝光沸石催化剂在LAB生产中有高的生成2-苯基异构体的选择性，通常选择性为约70％或更高。此外，经氟处理的丝光沸石有长的寿命，优选在操作400小时后其活性下降仅25％或更少。根据图1和2所示的设备操作的方法有这样一个优点：从再沸器上升的苯不断净化催化剂，从而使催化剂的寿命延长。此外，本发明仅生成少量二烷基苯，二烷基苯不太适用生产洗涤剂，以及本发明仅生成少量四氢苯衍生物。

这里使用的某些术语和短语有以下含义。

“Meq/g”指每克催化剂的可滴定酸的毫克当量数，它是一用来描述催化剂酸度的单位。酸度通常用碱滴定来确定，如将过量的碱(例如氢氧化钠)加到催化剂中，然后反过来滴定催化剂。

“转化率”指一定反应物转化成产物的摩尔百分数。通常，在本发明实施中烯烃转化率约95％或更高。

“选择性”指产物中特定组分的摩尔百分数。通常，在本发明实施中生成2-苯基异构体的选择性约70％或更高。

根据本发明生产LAB的方法，本发明的丝光沸石催化剂适合在LAB生产中用作催化剂。LAB适用作生产磺化LAB的原料，后者用作表面活性剂。

附图简介

图1说明用于本发明实施的第一种连续反应蒸馏塔。

图2说明用于本发明实施的第二种连续反应蒸馏塔。

发明详述

催化剂制备和性质

本发明的催化剂为含氟的丝光沸石。丝光沸石是一种沸石。本发明的催化剂由氧化硅/氧化铝摩尔比为约10∶1至约100∶1的氢型丝光沸石(通常含0.1％或更少的钠)来制备。更通常是，原料丝光沸石的氧化硅/氧化铝摩尔比为约10∶1至约50∶1。通常可商购的原料氢型丝光沸石用氟化氢(“HF”)水溶液处理，制成本发明的活性的、长寿命的和高选择性的催化剂。在HF处理过程中，以及在所述的HF处理丝光沸石的随后焙烧过程中，通常氧化硅/氧化铝摩尔比增加。本发明的成品催化剂的氟含量为约0.1至约4％(重量)，更通常为约1％。

显然不希望受任何理论的限制，但是认为HF与出现-Si-O-Al-链的中心反应，以致链断裂，氟键联到Al上，生成-Si-OH和F-Al-基。据认为，这样就使丝光沸石中总的布朗斯特酸中心减少和剩余的酸中心强度增加，以及使丝光沸石的酸性稳定，从而减缓了在LAB生产过程中的裂解性能，例如生焦。