[发明专利]利用烷基转移作用制备洗涤剂范围烷基苯的方法和设备

说明书

发明背景

本发明关于用于制造洗涤剂范围烷基苯的能量综合方法，更特别地关 于利用苯烷基化中共产生的重质的烷基转移的此类方法和相应的装置。

采用8-16个碳原子的烯烃对苯进行烷基化生产烷基苯，烷基苯可以发 现有各种商业用途，例如可以磺化烷基苯以生产洗涤剂。此处使用的烷基 苯是指苯基链烷，其中链烷基团具有8-16个碳原子。烷基苯在大型设备中 作为商品生产，例如产量通常为50,000-200,000公吨/年/厂。在烷基化方法 中，苯与所需长度的烯烃反应产生需要的烷基苯。烷基化条件包括存在均 相或者多相烷基化催化剂如(氯化铝、氟化氢、二氧化硅氧化铝或者沸石催 化剂)和高温。

烷基苯必须满足商业上可以接受的严格产品规格。例如期望用于制备 磺化表面活性剂的烷基苯必须能提供具有合适的透明度、生物降解能力和 功效的磺化产物。产物的苯含量应该相对不含苯，例如少于1份/百万重量 份(ppmw)，且通常小于0.5ppmw。而且理想的烷基苯产物相对没有(例 如低于50，优选低于5ppmw)副产物如二烷基苯、烯烃低聚物以及类似物 (本文称为“重质”)。对于商业烷基苯产物的其它考虑因素包括2-苯基含 量和烷基取代基的线性度。功效上期望具有较高2-苯基含量的烷基苯，因 为它们在磺化时倾向于提供具有更好去污性的表面活性剂，但是如果2-苯 基含量太高，则溶解度会下降。因此特别期望2-苯基异构体含量为25-40％ 的烷基苯。

催化剂是非选择性的，且会发生烯烃的其它反应以产生重质即二聚体 和二烷基芳基化合物。而且也会发生烯烃的骨架异构化，这导致所需烷基 苯的选择性的损失。形成二烷基芳基化合物特别成问题，因为随着反应接 近烯烃完全转化，烷基苯的浓度因此而增加，从而增加了烯烃分子与烷基 苯分子而不是与苯反应的可能性。因此一般方法使用大量过量的苯以降低 反应器中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 与烯烃比率一般为6∶1-8∶1。固体催化剂易于产生更多重质。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。为了制备骨架异构化减 少的烷基苯，苯与烯烃的比率通常超过20∶1且有时多至30∶1。

随着苯与烯烃的比率增加，烷基化产物中未反应苯的回收和再循环也 导致额外工艺成本。烷基苯生产的精制系统总结在Pujado，Linear Alkylbenzene(LAB)Manufacture(线性烷基苯(LAB)的制造)，Handbook of Petroleum Refining Processes(石油精制方法手册)，第二版，第1.53-1.66页 (1996)，特别是第1.56-1.60页中。特别是对于大型的商业烷基化方法，例 如用于生产线性烷基苯的方法，资金和操作成本可能非常重要，因此不期 望加入其它蒸馏步骤。对于烷基苯精制系统中实施的蒸馏，苯蒸馏需要最 高的热负荷。

已经提出使用固体催化剂将来自苯的烷基化的重质进行烷基转移。但 是，烷基转移需要苯，而且为了再生目的，苯是优选的再生剂。通常在被 烷基转移的重质中使用更高苯/二烷基苯比率可得到更好的催化剂性能。苯 与二烷基苯的摩尔比通常大于20∶1。因此烷基转移单元操作将显著消耗 苯。所以，苯蒸馏将不得不产生增量的苯用于烷基转移。这种增量生产需 要足够尺寸的蒸馏装置以及另外的重煮热。烷基转移不在商业联合装置实 施来制造洗涤剂范围烷基苯。

存在对整合型烷基苯生产设备的期望，该设备可以以经济上可行的方 式采用烷基转移单元操作，包括具有可接受的催化剂稳定性，以增强烷基 苯的生产。

背景技术简述

在单烷基化芳族化合物的制备中使用烷基化和烷基转移单元操作是公 知的。通常这样的方法已经被特别地建议用于制造乙苯和异丙基苯，虽然 已经进行了更宽范围的公开。参见例如US 4,870,222中第1栏第30-34行。