[发明专利]一种芳烃烷基化催化剂组合物及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种芳烃烷基化催化剂组合物，该组合物包括一种杂原子配体化合物；本发明还涉及上述催化剂组合物在芳烃烷基化反应中的应用，尤其涉及上述催化剂组合物在甲苯、乙苯等芳烃烷基化反应中的应用。

背景技术

芳烃烷基化是合成烷基芳烃的基本方法，甲苯与乙烯、丙烯等烯烃发生烷基化反应可以得到一定组成的重烷基苯，重烷基苯的用途非常广泛，可用于制备缓蚀剂、润滑油添加剂、润滑剂、辅助增塑剂、导热油、液压油、电气用油和彩色铺路材料等。

重烷基苯属于烷基苯生产装置的副产品，没有严格的质量控制，成分相对复杂。目前普遍认为重烷基苯由一定量的单烷基苯及杂质组成，如二烷苯、二苯烷、多烷苯及多苯烷及杂质组成，由于该方法得到的烷基苯质量差异较大，对烷基芳烃的物性性能和应用价值均有很大的影响。

目前通用的芳烃烷基化催化剂多为含沸石或分子筛的催化剂组合物，如美国专利US5005698756A使用甲基硅油聚合物(Dow-550)对Si/Al＝26的HZSM-5分子筛进行改性，每次负载7.8％的硅油聚合物，总共改性4次。然后在硝酸钠溶液中交换三次，再在200℃下进行干燥而得催化剂。催化剂考评条件为：温度450℃，甲苯空速5h-1，苯烯比4，总压0.71MPa；在甲苯转化率为15.45％的情况下取得了对甲基乙苯的总选择性大于77％效果，但还存在较少量的间位和邻位的甲基乙苯产物。

中国专利申请CN101954293A公开了一种甲苯和乙烯烷基化催化剂，所述催化剂包括经液相硅沉积表面改性处理的氢型硅铝沸石、粘结剂、田箐粉和碱性金属氧化物。甲苯转化率为20～25％。

以上文献都是基于分子筛催化剂进行的芳烃烷基化反应，且总产物选择性的芳烃转化率都不是很高，还不能满足实际生产的需求，从而限制了其工业化应用。

发明内容

本发明人在研究聚烯烃催化剂时发现了一种新型的杂原子配体化合物，该配体含有一个哌嗪环，制备较为简单，成本较低，由该配体组成的催化剂组合物可以进行芳烃烷基化反应，该催化体系芳烃转化率高、产物组成简单，由此可以得到高质量的烷基苯衍生物，便于烷基苯产品指标的制定和产品质量的保证。

本发明的目的之一是提供一种芳烃烷基化催化剂组合物，该催化剂组合物包含杂原子配体、过渡金属化合物和助催化剂。

在上述的催化剂组合物中，所述杂原子配体的结构式如式(I)所示：

其中R₁和R₂相同或不同，可以选自烷基、环烷基、单环和多环芳基。

在本发明中，术语“烷基”是指C₁～C₃₀及以上的直链或支化饱和烷基，优选C₁～C₁₀直链或支化饱和烷基，更优选C₁～C₆直链或支化饱和烷基。

在本发明中，术语“环烷基”是指结构中含有一个或者多个环的饱和烷基，所述环烷基可以提及环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基及其异构体等；优选环丙基、环丁基、环戊基、环己基等；更优选环丙基或环丁基。

在本发明中，术语“单环和多环芳基”是指C₆～C₂₀单环或多环芳族基团，且任选其中一个或多个环上的碳原子被选自氧、氮和硫的杂原子取代。所述“单环及多环芳基”还可被卤素或C₁～C₂₀烷基取代。所述“单环及多环芳基”优选苯基、取代苯基、萘基或吡啶基，最优选苯基或取代苯基。

在上述催化剂组合物的优选实施例中，所述配体中R₁和R₂相同或不同，选自C₁～C₁₀烷基、C₃～C₆环烷基和C₆～C₂₀芳基，优选自C₁～C₆烷基、C₃～C₄环烷基和C₆～C₁₂芳基，更优选甲基、乙基、环丙基、苯基或取代苯基。