[发明专利]催化合成长链烷基芳烃的方法

说明书

一种长链烷基芳烃的催化合成方法，所述方法包括：先将原料芳烃输入固定床烷基化反应器中，充满反应器；再将原料芳烃、原料C₆～C₂₄长链烯烃以及添加料长链烷基芳烃溶剂或长链烷烃溶剂的混合物输入固定床反应器中，与SBA‑15型介孔分子筛烷基化固体酸催化剂接触，进行芳烃与长链烯烃烷基化反应，生成产物长链烷基芳烃；将烷基化反应器流出物的一部分作为循环到反应器的循环流体，另一部分作为去蒸馏分离系统分离出过剩的原料和产物的流出流体；本发明方法具有环境友好、催化剂活性稳定性好、转化率高、选择性高、产物线性度高、能耗低的特点。

技术领域

本发明涉及一种长链烷基芳烃的催化合成方法，尤其是一种利用介孔分子筛固体酸催化剂进行长链烯烃与芳烃烷基化反应合成长链烷基芳烃的方法。

背景技术

长链烷基芳烃可用作洗涤剂和驱油用表面活性剂的中间体，也可用作合成润滑油、导热油，还可用于生产润滑油添加剂、缓蚀剂，是重要的石油化工原料和产品。液蜡脱氢、石蜡裂解、费托合成、乙烯齐聚等过程能够生产长链烯烃，将长链烯烃分别与苯、甲苯、乙苯、二甲苯、甲基乙基苯、丙基苯、二乙基苯等芳烃进行烷基化反应，来生产长链烷基芳烃。目前，工业上主要采用氢氟酸或三氯化铝催化剂进行长链烯烃与芳烃烷基化反应，合成长链烷基芳烃。这些催化剂存在腐蚀设备、污染环境、与反应产物分离困难等问题。开发固体酸催化剂及其催化反应工艺是解决这些问题的有效途径。

人们关于合成长链烷基芳烃的固体酸催化剂及催化反应工艺开展了大量研究，取得了一些研究进展。中国发明专利CN 1092755A公开了环球油品公司用氟化的硅铝催化剂进行直链烯烃与苯烷基化的方法，在温度80～140℃、苯与直链烯烃摩尔比5:1～30:1液相反应条件下，用C₆～C₂₀直链烯烃使苯烷基化，烯烃转化率在98％以上，烷基苯选择性在85％以上，烷基苯的线性度在90％以上，催化剂活性稳定时间为48h。专利CN 1100401A公开了环球油品公司的芳烃与由直链烷烃脱氢得到的直链烯烃的烷基化的改进方法，认为在正链烷烃脱氢生成直链烯烃过程中形成的芳烃副产物明显降低烷基化固体酸催化剂的稳定性；尽管脱氢和选择性加氢的物料经过脱除芳烃副产物处理，烷基化固体酸催化剂的活性稳定性得到了改善，但所开发的固体酸催化烷基化Detal工艺依然是催化剂经历24小时反应、再生频繁切换操作。胡茨曼石油公司在专利CN 1210509A中公开了用含氟的丝光沸石催化剂使苯烷基化生成直链烷基苯，所用烯烃含有10～14个碳，可用反应蒸馏法进行苯烷基化反应，生成直链烷基苯中含有70％以上的2位-烷基苯；在CN 1222134A中公开了将苯烷基化生成直链烷基苯的两步方法，即反应流体先经过含氟丝光沸石，然后接触含氟黏土，进行苯与C₅～C₃₀烯烃烷基化反应。大连化物所在专利CN 1169889A中公开了用金属离子交换及酸处理的HY型分子筛催化剂，在温度120～300℃、压力1.0～5.0MPa、重量空速1～20h^-1，苯烯烃摩尔比0.5～25:1反应条件下，由C₁₀～C₁₄直链烯烃与苯烷基化制线性烷基苯，以及苯与烷烃冲洗的催化剂再生方法；在CN 1277894A中公开了用于直链烯烃与苯烷基化制直链烷基苯的负载型杂多酸催化剂，并提及苯与烷烃洗涤催化剂再生，烷基化反应条件包括：反应温度为100～300℃，反应压力为1.0～5.0MPa，反应重量空速为0.5～30h^-1，苯烯烃摩尔比为1～30:1，反应时间10～48h。清华大学在专利CN 1327970A中公开了苯与烯烃液相烷基化方法，催化剂是由丝光沸石或ZSM-20或β沸石、0.1～5％(质量分数)的氟或磷、γ-Al₂O₃组成，以苯作为溶剂进行催化剂洗涤再生。大连理工大学在专利CN 1560001A中公开了一种由长链烯烃与苯制造长链烷基苯的方法，以具有介孔和大孔双孔结构的γ-Al₂O₃为载体制备AlCl₃固载化催化剂，在温度0～300℃、压力0.5～5.0MPa、苯与长链烯烃摩尔比2～20:1、催化剂与原料体积比0.05～0.5条件下反应，长链烯烃可以是C₆～C₂₀烯烃；在80℃温度下进行苯与1-C₁₂^＝反应8h，催化剂经历5次间歇反应，催化剂活性保持不变。南京工业大学在CN 1657161A中公开了用于直链烯烃与苯烷基化制直链烷基苯的固体酸催化剂，该催化剂由质量分数0.005～0.1％的碱金属或/和碱土金属氧化物、5～25％的WO₃和余量的ZrO₂组成复合氧化物，并且失活催化剂经热苯洗涤再生，在85℃间歇反应条件下，催化剂经历反应、再生重复6次操作，催化剂性能少许变差。