[发明专利]具有低烯烃骨架异构化活性的烷基化催化剂

说明书

发明领域

本发明涉及高选择性、改性催化剂和使用该催化剂的方法。该催化剂用于芳族化合物的烷基化中。

发明背景

苯的烷基化产生可找到各种商业用途的烷基苯，例如可将烷基苯磺化产生表面活性剂以用于清净剂中。在烷基化方法中，苯与具有所需长度的烯烃反应以产生所寻求的烷基苯。烷基化条件包括均相或非均相烷基化催化剂如氯化铵、氟化氢或沸石催化剂的存在和升高的温度。

已提出各种方法将苯烷基化。一种商业方法涉及氟化氢用作烷基化催化剂。氟化氢的使用和处理提供由于其毒性、腐蚀性和废物处置需要的操作考虑。已开发了避免需要使用氟化氢的固体催化方法。寻求这些固体催化方法中的改进以通过降低能源成本和改进转化选择性，同时仍提供对下游用途如磺化以制备表面活性剂而言可接受品质的烷基苯而进一步增强它们的吸引力。

对制备磺化表面活性剂而言理想的烷基苯必须能提供具有合适透明度、生物降解性和效力的磺化产物。关于效力，具有较高2-苯基含量的烷基苯是想要的，因为当磺化时，它们倾向于提供具有更好溶解度和去污力的表面活性剂。因此，具有30-40%的2-苯基异构体含量的烷基苯是特别想要的。

催化剂的改进促进线性烷基苯的制备，如US 6,133,492、US 6,521,804、US 6,977,319和US 6,756,030所示。然而，许多现有催化剂存在问题，且更好的理解可导致催化剂的进一步改进。

发明概述

本发明提供一种用于苯烷基化中以制备满足工业规格的线性烷基苯产物的新催化剂。该催化剂由两种沸石构成，其中第一沸石包括微孔结晶沸石，所述微孔结晶沸石具有至少AlO₂和SiO₂四面体单元的层状骨架和基于所合成和无水的由以下经验式表示的组成：

M_mⁿ⁺R_r^p+Al_1-xE_xSi_yO_z

其中M为至少一种选自碱金属和碱土金属的可交换阳离子，“m”为M与(Al+E)的摩尔比且由0至2.0变化，R为至少一种选自季铵阳离子、二季铵阳离子、质子化胺、质子化二胺、质子化链烷醇胺和季铵化链烷醇铵阳离子的有机铵阳离子，“r”为R与(Al+E)的摩尔比且具有0.05-5.0的值，“n”为M的加权平均化合价且具有1-2的值，“p”为R的加权平均化合价且具有1-2的值，E为选自镓、铁、硼、铬、铟及其混合物的元素，“x”为E的摩尔分数且具有0-1.0的值，“y”为Si与(Al+E)的摩尔比且由6.5至35变化，且“z”为O与(Al+E)的摩尔比且具有由如下等式决定的值：

z=(m·n+r·p+3+4·y)/2。

该催化剂进一步包含第二沸石，所述第二沸石具有小于4.8的二氧化硅:氧化铝摩尔比，且其中第二沸石具有以大于16.5重量%的量结合到沸石骨架中的稀土元素。第一和第二沸石搀杂于单一催化剂颗粒中，其中第一沸石的量为催化剂的10-90重量%，且第二沸石组分的量为10-90重量%。

在一个实施方案中，第一沸石为UZM-8，且第二沸石为稀土取代的X或Y型沸石。

附图简述

图为从UZM-8和丝光沸石中的氨解吸。

发明详述

用烯烃将芳族化合物烷基化对几种商业上重要的技术而言是重要的。乙苯(EB)、枯烯(异丙基苯)和更大链的烷基苯(清净剂)为三个经济上最重要的实例。清净剂优选使用较长链的线性烷基如C₈-C₁₆制备以形成线性烷基苯(LAB)。这些烷基化反应使用酸催化剂，均相催化剂如HF或非均相催化剂如AlCl₃、二氧化硅-氧化铝和沸石进行。尽管这些均为酸催化方法，但存在足够的区别使得它们均用不同的催化剂实践。骨架异构化为LAB方法中涉及的实例，且其在LAB方法中使用适于具有较少价值的EB或枯烯的催化剂。