[发明专利]芳族底物的烷基化及烷基转移方法

说明书

技术领域

本发明涉及芳族底物(substrate)的烷基化以及相关的烷基转移方法。将芳族底物例如苯烷基化以制造烷基化的芳族化合物例如乙苯和二乙苯是本领域已知的。更确切地说，本发明涉及对在芳族底物原料中和/或在烷基化剂原料中的含氮化合物杂质进行监控。使用芳族底物例如苯对多烷基化芳族化合物例如二乙苯进行烷基转移以制造烷基化的芳族化合物例如乙苯是本领域已知的。本发明还涉及对所述烷基转移方法的芳族底物原料中的含氮化合物杂质进行监控。

背景技术

使用催化剂的烷基化和烷基转移方法经常遇到由于烃原料中所含的一种或多种杂质使催化剂中毒而导致的催化剂的再生和更换要求。在许多情况中，催化剂开发(例如以减少焦炭形成以及其它副产物反应)已经进展到这样的阶段，在该阶段，由原料杂质导致的中毒是迫使催化剂进行更换或再生的催化剂性能劣化的主要原因。采用分子筛催化剂的芳族化合物的烷基化方法可在蒸气相或液相中进行。但是，考虑到与液相操作有关的改善的选择性和减少的资金和操作成本，目前的大部分商用烷基化方法在至少部分液相条件下操作。不幸的是，在液相条件下操作的一个缺点在于分子筛催化剂往往对于原料中的杂质特别是极性化合物(如氮化合物)的存在更为敏感。这样的杂质降低了催化剂的酸活性并从而缩短了催化剂的所需各次再生之间的循环时间。已经开发了各种方法用以在这样的杂质与催化剂接触之前除去所述杂质。在下列现有技术中，描述了所述杂质以及这些杂质的除去方法。

US6002057描述了对烃物流中所含的芳族烃进行烷基化的方法，该方法包括：

(a)从所述烃物流中分离出除所述芳族烃以外的基本上所有芳族化合物，从而形成富含芳族化合物的物流；

(b)经由使(a)的所述富含芳族化合物的物流中所含的基本上所有烯属化合物通过加氢进行转化来处理该物流；

(c)使来自步骤(b)的经如此处理的富含芳族化合物的物流与包含选自乙烯、丙烯和丁烯的至少一种烯烃的含烯烃的物流在包含沸石β的催化剂的存在下、在烷基化条件下接触，从而形成单烷基化和多烷基化的芳族化合物，其中，所述烯烃与所述芳族烃的摩尔比不低于1；和

(d)使在(c)中形成的所述单烷基化和多烷基化的芳族化合物与残留的烃分离。

在该专利的第6栏第48～53行提及，烯烃可以与氢气、甲烷、C2～C4链烷烃的混合物存在，但是，通常优选去除可存在于烯烃原料物流中的二烯、乙炔、硫化合物或碱性氮化合物(NH₃或胺)，以防止催化剂快速失活。

US6617482描述了用于从含有极性化合物的芳族原料中除去极性化合物的方法，该芳烃原料随后用于烷基化方法。该方法包括使所述原料在吸附区中在小于或等于130℃的温度下与吸附剂接触，所述吸附剂对于所述极性化合物的吸附具有选择性且包括具有横截面尺寸大于5.6埃的孔和/或表面凹坑的分子筛。从吸附区取出经处理的基本上不含所述极性化合物的原料，并将其供给到烷基化区中，以便在烷基化催化剂的存在下、在液相烷基化条件下与烷基化剂进行接触。更具体地说，该现有技术涉及液相芳族化合物的烷基化方法，该方法包括使芳族原料经历预处理步骤以选择性地去除使芳族化合物烷基化催化剂中毒的极性污染物。这样的污染物包括含氮化合物、含硫化合物和含氧化合物，特别是在与苯、甲苯或二甲苯相同的范围内发生沸腾的那些。

US20050143612描述了烷基芳族化合物的制造方法，其中，在酸性沸石催化剂的存在下，使芳族化合物(其可被处理以除去有害物质)与烯烃化合物(其也可被处理以除去污染物)反应，以制造所需的烷基芳族化合物。在使芳族化合物和烯烃进料集合在一起以便在沸石催化剂的存在下进行反应之前，对芳族化合物且优选地还对所述烯烃进料进行充分处理以除去污染物，特别是其中所含的氮化合物。用于除去氮化合物的进料预处理显著改善了所述酸性沸石催化剂的运行周期和运行寿命。该现有技术的具体目的在于提供用于处理烯烃或芳族原料以除去有机或无机氮化合物从而为催化烷基化或烷基转移方法作准备的方法和装置。根据所述现有技术，已经发现，在原料之一或全部两种中的含氮杂质可中和酸性沸石催化剂上的酸性活性中心，并从而降低催化剂活性且降低其影响所需反应的能力。这些含氮杂质在催化剂上的长时间积累使催化剂活性逐渐降低至其中设备性能变得不可接受，需要关闭设备以对催化剂进行再活化、再生或更换的点。

US7199275涉及用于对含杂质的芳族烃物流进行烷基化的方法，其中，在具有第一级、位于所述第一级的下游的第二级、以及循环时间(cycle length)的预处理系统中除去所述杂质，该方法包括下列步骤：