[发明专利]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

说明书

技术领域

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。