[发明专利]一种直链烷基苯的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种直链烷基苯的合成方法，尤其是采用固体酸作为催化剂的直链烷基苯的合成方法。

背景技术

直链烷基苯是直链烯烃和苯在催化剂作用下的烷基化产物，是合成洗涤剂的主要原料。工业上普遍采用氢氟酸催化的烷基化工艺来合成直链烷基苯。由于氢氟酸腐蚀设备、污染环境，使用无腐蚀性、无毒的固体酸催化剂替代氢氟酸催化剂，采用环境友好的烷基化工艺合成直链烷基苯已经成为必然的发展趋势。

CN1072353A公开了使用经碱土金属钙、锶、钡等及稀土金属镧、铈或混合稀土改性的Y型分子筛为固体酸催化剂，通过液固相烷基化反应合成直链烷基苯。这种烷基化方法存在催化剂活性持续时间短的问题，催化剂活性最多只有六十几个小时。USP598692和CN1210509A公开的烷基化方法中，使用一种用氟化氢水溶液处理的丝光沸石催化剂，该催化剂活性的持续时间不足500小时。

美国UOP公司和西班牙Petresa公司开发了固体酸烷基化Detal工艺，已经建立了工业装置。该Detal工艺采用硅铝催化剂，在固定床中进行液相苯与烯烃烷基化反应，进料苯烯摩尔比为30∶1～1∶1，反应温度为150～300℃，压力为1～5MPa，空速为0.5～10h-1，烯烃转化率为90～100％，直链烷基苯的选择性为80～95％，2-苯基烷烃含量小于30％。烷基化反应持续24小时后，催化剂用苯洗涤再生。

固体酸烷基化工艺尽管克服了传统氢氟酸工艺的不足，但目前的固体酸催化剂容易失活、单程寿命短，并且固体酸工艺的烷基化反应和催化剂再生需要频繁切换。

发明内容

本发明的目的是提供一种环境友好、催化剂活性稳定性好、转化率高、稳定操作时间长的直链烷基苯合成方法。

为达到发明目的本发明采用的技术方案是：

一种直链烷基苯的合成方法，所述的方法是以含10～14个碳原子的直链烯烃与苯为原料，输入反应器，在温度10～300℃、压力0.1～10MPa、苯与烯烃物质的量比为2～100∶1、进料总质量空速为0.1～20小时-1的条件下，在固体超强酸Ni/SO4^2--SnO2催化剂催化下进行烷基化反应得到所述的直链烷基苯。

所述固体超强酸Ni/SO4^2--SnO2催化剂的制备过程是：将一定质量的SnCl₄·5H2O溶于去离子水，配成溶液，在快速搅拌的条件下缓慢滴加氨水，调节溶液的pH值为7.5～9.0，室温下静置陈化5.0～48.0h，经过抽滤得到滤饼；用CH₃COONH₄水溶液洗涤滤饼，经过干燥得到前驱体Sn(OH)₄；将前驱体研磨成粉末。将Ni(NO3)₂·6H2O溶于硫酸溶液中，制得硝酸镍的硫酸溶液。将Sn(OH)₄在搅拌下浸渍于上述溶液中，使Ni²⁺和SO4^2-负载于Sn(OH)₄上，抽滤后干燥，然后经过焙烧得到Ni/SO4^2--SnO₂固体超强酸催化剂。

催化剂的成型采用适宜的成型技术(如添加粘结剂)将其成型、制成一定粒度的颗粒催化剂。

所述的烷基化反应在如下条件下进行：以含10～14个碳原子的直链烯烃与苯为原料，苯与烯烃物质的量比为2～100∶1，优选5～30∶1；反应温度为10～300℃，优选80～200℃；反应压力为0.1～10MPa，优选2～5MPa；空速为0.1～20h^-1，优选0.5～5.0h^-1。

所述的反应器可选固定床、膨胀床、流化床、搅拌釜式反应器，以及催化蒸馏反应器。反应器可以有一个或多个进料口，苯与烯烃可以采取混合后输入反应器的进料方式，也可以采取单独输入反应器的进料方式。反应装置可以串联或并联几个反应器。

如果烯烃转化率小98％时，对催化剂进行再生。该再生方法是停止进反应原料中的烯烃，继续进苯或苯与烷烃混合料，在上述烷基化反应的操作条件下或适当提高操作温度的条件下对催化剂进行洗涤再生，再生时间8～72小时。可以进一步采取烧焦再生方式对催化剂进行补充再生，即催化剂经过洗涤再生后，用氮气吹扫反应器，接着用氧气含量为0.2～24.0％的氮气与空气混合气，在300～600℃的温度范围内对催化剂进行烧焦再生。

本发明所述的一种直链烷基苯的合成方法的有益效果主要体现在：