[发明专利]石蜡烷基化

说明书

本申请是2003年6月12日提交的申请号为03813381.4、题目为“石蜡烷基化”的专利申请的分案申请。

发明背景

发明领域

本发明涉及石蜡烃原料的烷基化。本发明提供了操作条件的改进以及用于酸石蜡烷基化的原料。

相关知识

大多数烷基化方法的常用目的是使异烷烃(或芳烃)和轻质烯烃与酸催化剂紧密接触从而生成烷基化产物。在石油精炼工业中，脂肪族烃与烯烃的酸催化的烷基化是众所周知的方法。烷基化是石蜡，通常是异石蜡，与烯烃在强酸存在下的反应，生成例如辛烷值比原料更高的石蜡，并且在汽油范围内沸腾。在石油精炼中，反应一般为C₃-C₅烯烃与异丁烷的反应。

在精炼烷基化中，低温条件下最广泛使用的是氢氟酸或硫酸催化剂。由于副作用最小，低温或冷酸方法是有利的。在传统方法中，反应在烃反应物被分散到连续酸相的反应器中进行。

尽管该方法一直是环境不友好的，并且对操作者有害，但是没有其他方法如此有效，因此现在仍然是全世界用于提高辛烷的烷基化的主要方法。冷酸方法将继续是选择方法，鉴于上述事实，已提出多种建议来改进和提高反应，并且在一定程度上缓和了不需要的效果。

U.S.专利No.5,220,095公开了使用颗粒状极性接触材料和氟化硫酸进行烷基化。U.S.专利Nos.5,420,093和5,444,175通过用硫酸浸渍无机或有机支持颗粒而寻求将颗粒接触材料与催化剂相结合。

已提出多种不同的静态系统用于接触液体/液体反应物，例如，U.S.专利Nos.3,496,996；3,839,487；2,091,917；和2,472,578。但是，混合催化剂和反应物时最广泛使用的方法是对剧烈搅拌和掺混组分在一起的刀片，桨和叶轮等进行多种排列，例如，参见U.S.专利Nos.3,759,318；4,075,258；和5,785,933。

本申请通过提供烷基化的有效方法，新型烯烃进料以及在液体催化剂和液体反应物之间获得高度的接触而无需机械搅拌的装置，由此消除轴密封，减少成本和改善酸产物分离，从而在涉及烷基化，尤其是石油精炼石蜡烷基化的技术方面呈现出显著的进展。

发明概述

本发明涉及两个方面。第一方面是用于石蜡，优选异石蜡，与烯烃或烯烃前体烷基化的方法，所述方法包括将含有酸催化剂，烷烃和烯烃的流体系统以顺流的方式，优选顺流向下，在反应区中与内填料(packing)，诸如分散器(如下文所述)，在使所述异石蜡和所述烯烃反应的温度和压力条件下接触以生成烷基化产物。流体系统优选包括液体并且在反应区中维持在其沸点附近。

本发明的第二方面涉及烷基化中的烯烃，其特征为烯烃前体。烯烃前体是一种或多种叔烯烃的寡聚体，诸如异丁烯的二聚体，三聚体等，或对应于所述寡聚体的材料。在具体的实施方案中，本发明烷基化采用叔烯烃作为烷基化的烯烃组分与异烷烃的寡聚体。

令人惊奇的发现，对应于烯烃寡聚体(例如，通过聚合短链烯烃制备的烯烃长链寡聚体)的烯烃反应物，当在酸烷基化中与异烷烃反应时，其以摩尔为基础与寡聚体的烯烃组分反应，而非通过寡聚体本身，以生成烯烃组分与异烷烃的烷基化产物，并不是如预料之中的寡聚体本身的烷基化物。反应可在包括垂直反应器的装置中进行，该反应器在反应区中含有分散器或其他合适的填料，所述反应区可包括整个塔或其部分。

附图简述

附图为本发明装置第一方面的示意图，本发明烷基化方法可在此装置中进行。

发明详述

叔烯烃的寡聚体与异烷烃反应的摩尔基础是寡聚体的叔烯烃组分而非寡聚体。烷基化产物对应于叔烯烃与异烷烃的反应。

为说明而非限制本发明方法之目的，据认为，代替寡聚体与异烷烃之间预料之中的反应，寡聚体裂化成其烯烃组分，以摩尔为基础与异烷烃进行下列反应：

1)二异丁烯+2异丁烷-2异辛烷(2，2，4-三甲基戊烷)

2)三异丁烯+3异丁烷-3异辛烷(2，2，4-三甲基戊烷)

传统观点一直认为，1)的产物会是C₁₂烷烃，以及2)的产物会是C₁₆烷烃，然而，反应1)和2)的产物相同，并且与下列反应的传统冷酸烷基化产物不可区分：

3)2丁烯-2+2异丁烷-2异辛烷

4)3丁烯-2+3异丁烷-3异辛烷