[发明专利]加氢脱烷基化方法

说明书

本发明涉及可加氢脱烷基化烃的改进加氢脱烷基化方法，特别是在低硫条件下的方法，它将碳化降至最低，从而防止了工厂的过早停工。

多年来，人们将可加氢脱烷基化烃如烷基芳烃加氢脱烷基化。主要方法包括将甲苯和类似的烷基取代苯转化成苯和各种付产物。这些方法或是催化方法或是非催化方法。催化方法采用一种或多种促进烷基芳香化合物转化成苯和烷基的催化剂。非催化方法通常通过加热和加压，以促进烷基芳香化合物转化成苯和烷基。

一些常规催化加氢脱烷基化方法使用载于氧化铝载体上的Ⅵ-Ⅱ族金属，如Rh和Pt。例如Kovach等人在美国专利No.3,700,745中公开了一种加氢脱烷基化方法，它包括使烷基芳烃与包括活性Ⅷ族金属如铂、铑、钯、钌和镍的催化剂接触。其它催化加氢脱烷基化方法使用沉积于氧化铝载体上的氧化铬类催化剂。例如，Daly等人在美国专利No.4,451,687中公开了一种烷基芳香化合物加氢脱烷基化的催化剂，它含有氧化铝载体上的氧化铬。其它催化加氢脱烷基化方法使用上述催化剂的变体或完全不同的催化剂，例如可参见美国专利No.3,686,340、3,966,833、4,189,613、4,191,632、4,463,206和5,053,574。

但是，催化方法不总是适于将烷基芳香化含物转化成苯和烷基。特别是，在适宜温度和压力下，这些催化剂的活性、选择性和转化率不总是适于大规模的加氢脱烷基化。如果升高温度或压力，将加剧付产物，如芳环的加氢裂化。

此外，某些催化剂在使用过程中将失活，这可能是由于在催化剂表面上形成焦炭造成的。据信，这是由于催化活性点促进了氢解产物或芳烃的聚合，从而在催化剂表面上形成烃缩合物，在反应条件下，这些缩合物脱氢形成焦炭。由于焦炭被强烈吸附在促进脱烷基化的活性点上，因此上述反应降低了催化剂的活性。换言之，这些焦炭或碳聚集物使促进脱烷基化的活性催化点中毒。这可参见美国专利NO.4,451,687。

此外，一些催化剂会由于硫的存在、特别是进料中的噻吩硫的存在而在使用过程中失活。即，由于进料中硫的存在，经过一段时间，如某些贵金属催化剂的催化剂会失活。如果硫已使催化剂失活至难于转化原料时，这些催化剂必须被置换或再生。

由于催化加氢脱烷基化方法的上述缺点，已开发了非催化加氢脱烷基化方法。这些方法主要借助于加热和加压，将烷基芳香化合物转化成苯和离解的烷基化合物。

Button等人在美国专利NO.3,607,960中和Loboda在美国专利No.4,058,452中公开了烷基芳烃如甲苯的热加氢脱烷基化、来制备苯的方法。两种方法都使至少一种烷基芳香化合物与氢气的气态混合物经过温度达538～982℃的反应区域，并从流出物中分离苯。其它描述可加氢脱烷基化烃的热脱烷基化的专利包括美国专利NO.2,929,775、3,160,671和3,284,526。

热加氢脱烷基化方法由于不使用易于失活的催化剂，因此克服了上述催化加氢脱烷基化方法的缺点。但是，在没有适宜催化剂的存在下，为转化烷基芳香化合物，要求采用高温和高压，因此该方法也有本身固有的问题。

在传统加氢脱烷基化方法中，加入的硫有效地抑止了碳化。这些硫一定程度地抑止了碳化。但是，对于低硫或无硫系统，就不会有这种抑止作用，特别是在系统置于高温时，如在热加氢脱烷基化时。

碳化引起的问题包括焦炭化、系统金属的碳化和金属粉尘化。钢壁由于碳化变脆会导致“金属粉尘化”，即由于金属的腐蚀产生催化活性微粒和金属微粒。过量的“金属粉尘化”在系统中产生活性金属微粒，这些微粒又提供了形成焦炭的其它活性点。

在加氢脱烷基化方法中，焦炭化通常不是一个必须解决的问题，但是在无硫情况下，会过量形成焦炭却加剧了这一问题。事实上，焦炭颗粒中的活性金属微粒通常导致在整个系统中产生焦炭。即，活性金属微粒在其本身上和系统中这些微粒的聚集处诱发了焦炭的形成，导致了焦炭堵塞和放热反应的过热区域。结果，反应器系统发生过早焦炭堵塞，使该系统过早停工。

防止碳化、变脆和金属粉尘化的一个解决方法是向进料中加硫，从而有效地抑止碳化。但是，加硫增加了操作成本和复杂性。此外，硫的使用也引起的环境污染，并且有危险，这些应尽量避免。此外，在高温下，进料中加入硫仍会发生焦炭化和碳化。

因此，本领域仍需一种可加氢脱烷基化合物的改进加氢脱烷基化方法，它可以避免碳化，特别是在无硫或低硫条件可避免碳化。这种方法包括抑制引起系统金属碳化不希望的催化活性的措施。