CN103079698B - 控制线性烷基苯的2-苯基异构体含量的方法和方法中使用的催化剂 - Google Patents

控制线性烷基苯的2-苯基异构体含量的方法和方法中使用的催化剂 Download PDF

Info

Publication number
CN103079698B
CN103079698B CN201180042708.8A CN201180042708A CN103079698B CN 103079698 B CN103079698 B CN 103079698B CN 201180042708 A CN201180042708 A CN 201180042708A CN 103079698 B CN103079698 B CN 103079698B
Authority
CN
China
Prior art keywords
zeolite
phenyl isomer
linear alkyl
alkyl benzene
isomer content
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201180042708.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103079698A (zh
Inventor
M·G·赖利
D-Y·詹
S·W·索恩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universal Oil Products Co
Original Assignee
Universal Oil Products Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universal Oil Products Co filed Critical Universal Oil Products Co
Publication of CN103079698A publication Critical patent/CN103079698A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103079698B publication Critical patent/CN103079698B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
    • C07C2/54Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition of unsaturated hydrocarbons to saturated hydrocarbons or to hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring with no unsaturation outside the aromatic ring
    • C07C2/64Addition to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C2/66Catalytic processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/80Mixtures of different zeolites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2229/00Aspects of molecular sieve catalysts not covered by B01J29/00
    • B01J2229/30After treatment, characterised by the means used
    • B01J2229/42Addition of matrix or binder particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/08Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y
    • B01J29/085Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y containing rare earth elements, titanium, zirconium, hafnium, zinc, cadmium, mercury, gallium, indium, thallium, tin or lead
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/08Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y
    • B01J29/085Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y containing rare earth elements, titanium, zirconium, hafnium, zinc, cadmium, mercury, gallium, indium, thallium, tin or lead
    • B01J29/088Y-type faujasite
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/18Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the mordenite type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/50Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the erionite or offretite type, e.g. zeolite T, as exemplified by patent document US2950952
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/60Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the type L, as exemplified by patent document US3216789
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/7007Zeolite Beta
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/7034MTW-type, e.g. ZSM-12, NU-13, TPZ-12 or Theta-3
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J29/00Catalysts comprising molecular sieves
    • B01J29/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites
    • B01J29/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • B01J29/70Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups B01J29/08 - B01J29/65
    • B01J29/7038MWW-type, e.g. MCM-22, ERB-1, ITQ-1, PSH-3 or SSZ-25
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/0009Use of binding agents; Moulding; Pressing; Powdering; Granulating; Addition of materials ameliorating the mechanical properties of the product catalyst
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2529/00Catalysts comprising molecular sieves
    • C07C2529/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites, pillared clays
    • C07C2529/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • C07C2529/08Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the faujasite type, e.g. type X or Y
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2529/00Catalysts comprising molecular sieves
    • C07C2529/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites, pillared clays
    • C07C2529/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • C07C2529/18Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of the mordenite type
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2529/00Catalysts comprising molecular sieves
    • C07C2529/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites, pillared clays
    • C07C2529/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • C07C2529/70Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof of types characterised by their specific structure not provided for in groups C07C2529/08 - C07C2529/65
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2529/00Catalysts comprising molecular sieves
    • C07C2529/04Catalysts comprising molecular sieves having base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites, pillared clays
    • C07C2529/06Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof
    • C07C2529/80Mixtures of different zeolites

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

控制通过将苯用烯烃烷基化得到的线性烷基苯中的2-苯基异构体含量的方法和方法中使用的催化剂。

Description

控制线性烷基苯的2-苯基异构体含量的方法和方法中使用的催化剂
优先权陈述
本申请要求2010年9月14日提交的美国申请No.12/881,676的优先权。领域
本发明一般性地涉及将芳基化合物用烯烃烷基化。更特别地,本发明涉及控制通过将苯用烯烃烷基化而得到的线性烷基苯中的2-异构体含量的方法。本发明还涉及该方法中使用的催化剂。
相关技术描述
线性烷基苯(LAB)为具有显著商业重要性的化合物。通过线性烷基苯的磺化而制备的线性烷基苯磺酸盐(LAS)化合物用于清净剂和其它产品的生产中。由于线性烷基苯比支化烷基苯更容易生物降解,线性烷基苯在清净剂和其它产品中基本取代了支化烷基苯。特别是,通常使用具有长烷基链,例如具有10-14个碳的线性烷基苯。然而,具有较长和具有较短链的线性烷基苯也是商业上重要的。
线性烷基苯通常通过将苯用烯烃烷基化而制备。位臵异构体如2-苯基、3-苯基、4-苯基、5-苯基等由将苯用长链烯烃的这一烷基化产生。苯基沿着烷基链的分布产生不同的产物。
在历史上,线性烷基苯在商业上使用传统Friedel-Crafts缩合使用催化剂如氯化铝,或通过使用强酸催化剂如氟化氢,例如将苯用烯烃烷基化而生产。在1995年,引入固体床烷基化方法:使用固体非腐蚀性酸催化剂的DetalTM方法。尽管这类方法产生高转化率,2-苯基异构体选择性通常为30%或更小。具有2-苯基异构体的高%的线性烷基苯是非常想要的,因为这类化合物在磺化时具有提供增强溶解度和清净剂性能的长尾。
产物的2-苯基异构体含量是方法相关的。固体烷基化催化剂如DetalTM方法中所用那些,产生2-苯基异构体含量为25-30%的产物。HF催化方法通常获得小于20%的2-苯基异构体含量,和通常30-33%的AlCl3。由这三种方法产生的线性烷基苯和线性烷基苯磺酸盐的性能由Berna和合作者公开于以下出版物中:JournalofSurfactantsandDetergents,第3卷,No.2(2000年7月),第353-359页,JAOCS,第72卷,No.1(1995),第115-122页,和TensideSurfactantsDetergents25(1988)4,第216-221页。通过该方法产生的产物中位臵异构体的典型分布汇总于下表中:
表1
还使用沸石催化剂以通过将苯用烯烃烷基化而得到线性烷基苯。使用这类催化剂得到的线性烷基苯的2-苯基异构体含量取决于所选择的沸石并可以从20至90%变化。然而,一些沸石催化剂快速地减活,且线性烷基苯中非常高的2-苯基异构体浓度获得较差地溶于水中的线性烷基苯磺酸盐。除FAU外,多数沸石产生具有比现有商业方法更高的2-苯基异构体含量的线性烷基苯。
线性烷基苯组成的差别产生不同的线性烷基苯磺酸盐产物。产物不仅在组成,而且在性能和特征方面不同。清净剂配方设计师需要考虑的一些性能是溶解度、粘度、去垢性能、起泡力、泡沫稳定性、硬水稳定性和生物降解性。大量这些性能取决于线性烷基苯磺酸盐的异构体组成。
因此,需要控制通过将苯用烯烃烷基化而得到的线性烷基苯的2-苯基异构体含量的方法。
发明概述
本发明的方面涉及将芳基化合物用烯烃烷基化。特别是,本发明实施方案涉及将苯用烯烃烷基化以得到线性烷基苯的方法。
本发明实施方案涉及控制通过将苯用烯烃烷基化而得到的线性烷基苯的2-苯基异构体含量的方法。
本发明其它实施方案涉及控制通过将苯用烯烃烷基化而得到的线性烷基苯的2-苯基异构体含量的方法中使用的催化剂。
附图简述
图1阐述根据本发明实施方案得到的线性烷基苯的2-苯基异构体含量。
详述
本发明实施方案涉及将芳基化合物用烯烃烷基化的方法。芳基化合物通常选自甲苯、二甲苯、苯及其混合物。最典型地,本发明实施方案涉及苯的烷基化。为了方便,本发明被描述为它涉及苯,但延伸至其它芳基化合物。
本发明实施方案涉及将苯用烯烃烷基化以得到线性烷基苯。线性烷基苯是商业上重要的产品,其为位臵异构体的混合物。然而,某些位臵异构体优选用于一些用途。例如,2-苯基异构体,特别是用具有至少10个碳原子的直链烯烃制备的那些,优选用于制备用于液体清净剂生产中的线性烷基苯磺酸盐。2-苯基异构体提供增强的水溶性,这有助于液体清净剂的配制。对于粉末清净剂,高和低2-苯基配制剂同样好地执行。
通常,线性烷基苯在商业上使用传统Friedel-Crafts缩合或用强酸催化以将苯用烯烃烷基化而生产。然而,这些反应通常获得分别含有25-33%和小于22%的2-苯基异构体的线性烷基苯产物。
多数沸石催化剂获得含有大于40%2-苯基异构体的线性烷基苯产物,但这种高2-苯基异构体含量在商业清净剂配制剂的2-苯基范围外。RE-Y沸石适于生产具有如同使用HF催化剂生产的线性烷基苯的性能和特征的线性烷基苯,但不知道产生具有类似于方法DetalTM或AlCl3的线性烷基苯产物的质量的高2-苯基异构体含量线性烷基苯的单独沸石。
重要的是,对于这些方法中的任一种,生产者不能控制2-苯基异构体含量以产生具有所选择的2-苯基异构体含量的一致产物。2-苯基异构体含量随生产者用于生产线性烷基苯的方法而变化。
技术人员认识到人们逐步解决具有恰当性能的单一沸石的缺乏以在分开的反应区中使用不同的沸石并将来自各个反应区的产物混合以满足2-苯基含量和其它所需线性烷基苯产物性能。这样,2-苯基异构体含量可通过改变在各催化剂下产生的线性烷基苯的量而调整。这类方法的实例描述于US7,297,826和美国专利申请公开No.2009/0062583中。尽管将来自分开的反应区或反应器的产物混合的技术可用于生产线性烷基苯,但它们比使用单一催化剂的那些更复杂。所有现有商业线性烷基苯装臵使用单一烷基化催化剂。
发明人发现可控制通过将苯用烯烃烷基化而得到的线性烷基苯的2-苯基异构体含量。本发明实施方案涉及控制通过将苯用烯烃烷基化而得到的线性烷基苯的2-苯基异构体含量的方法。本发明的其它实施方案涉及控制通过将苯用烯烃烷基化而得到的线性烷基苯的2-苯基异构体含量的方法中使用的催化剂。
本发明实施方案提供大量优点。根据本发明实施方案,可生产具有所选择的2-苯基异构体含量的线性烷基苯。另外,本发明实施方案使得可补偿原料组成的变化,特别是补偿苯:烯烃(B:O)的变化,以得到具有预定2-苯基异构体含量的线性烷基苯产物。如本文所用,“进料”或“原料”意指与“工艺料流”相同,且不限于仅新鲜进料,而是包括任何再循环材料。
本发明其它实施方案涉及控制线性烷基苯的2-苯基异构体含量的方法中使用的催化剂。因此,本发明实施方案能使生产者生产具有预定2-苯基异构体含量的线性烷基苯产物。
根据本发明实施方案,催化剂包含两种酸性组分。第一催化剂组分产生较低2-苯基异构体含量线性烷基苯,且第二催化剂组分产生较高2-苯基异构体含量线性烷基苯。如本文所用,较低2-苯基异构体催化剂组分本身会产生小于23%的2-苯基异构体含量,且较高2-苯基异构体含量催化剂组分本身会产生大于30%的2-苯基异构体含量。
在本发明实施方案中,第一催化剂组分选自含稀土元素八面沸石及其混合物,且第二催化剂组分选自适于生产具有高2-苯基异构体含量的线性烷基苯的任何固体酸性材料。
如技术人员所知,八面沸石为一类催化剂,国际沸石协会(InternationalZeoliteAssociation)对其建立了缩写FAU。国际沸石协会认可骨架类型,将它们分类并指定三字母编码,并汇总了该骨架的所选择性能和特征。
根据本发明实施方案,第一催化剂组分为选自含稀土元素八面沸石及其混合物的沸石。在本发明具体实施方案中,第一催化剂组分为选自掺杂有稀土元素的X型八面沸石、掺杂有稀土元素的Y型八面沸石及其混合物的沸石。技术人员认识到这些催化剂通常缩写为RE-X和RE-Y。
根据本发明实施方案,八面沸石催化剂的稀土元素组分选自具有原子序数57-71的元素及其混合物。具有该范围的原子序数的元素也称为镧系元素。通常,稀土元素组分选自镧、铈、镨、钕、通常与指定稀土元素有关的其它稀土元素及其混合物。通常,使用稀土元素的混合物,因为这类混合物是市售的且比纯元素更划算。技术人员认识到其它稀土元素与指定稀土元素一起存在且不能与其分离,因为这样做是不划算的。
稀土元素组分占RE-Y重量的大于16.5%,通常16.5-18%,更通常16.5-17.5%。最通常,稀土元素组分占RE-Y沸石组分重量的至少16.5%。
第二催化剂组分为适于生产高2-苯基异构体线性烷基苯的固体酸性材料。通常第二催化剂组分为选自UZM-8、沸石MWW、沸石BEA、沸石OFF、沸石MOR、沸石LTL、沸石MTW、BPH/UZM-4及其混合物的沸石。UZM-8的性能和特征和它的生产方法公开于US6,756,030中,通过引用将其全部内容并入本文中。通常,一种以NH4形式的UZM-8开始,其在煅烧时分解成氢形式。其它沸石为通过国际沸石协会骨架识别码指定的沸石。
因此,更通常,选择第二催化剂组分以具有中等酸度。中等酸度容许在温和干燥条件下将水从沸石中除去,因此恢复该第二催化剂化合物的酸度。高酸性沸石如MOR或BEA在相同条件下比中等酸性沸石如UZM-8或MCM-22更慢地释放水。另外,中等酸性沸石倾向于导致较小的烯烃骨架异构化,这导致更线性产物。
由于具有中等酸度的沸石具有用作高2-苯基异构体含量催化剂组分的优选性能和特征,第二催化剂组分更通常为选自UZM-8、沸石MWW、沸石LTL及其混合物的沸石。最通常,第二催化剂组分为选自UZM-8、MWW及其混合物的沸石。
存在选择产生2-苯基异构体含量为30-50%的线性烷基苯的中等酸性沸石以配制催化剂的实践原因。具有这些特征的沸石构成比实现相同2-苯基异构体含量所指定的高酸性沸石更大比例的催化剂。使用较大比例的中等酸度沸石优于使用较小比例的高酸度沸石,因为它导致更坚固的催化剂配制剂。例如,如果以10%MOR配制的催化剂获得与以30%UZM-8配制的催化剂相同的2-苯基异构体含量,则基于催化剂总重量,催化剂中MOR的量的0.1%误差对2-苯基异构体含量具有更大影响,则以UZM-8配制的产物的2-苯基异构体含量具有相同0.1%误差。即,基于催化剂的总重量,MOR中的0.1%误差为催化剂组成中的1%误差(0.1/10)。然而,UZM-8中的相同0.1%误差仅为催化剂组成中的0.33%误差(0.1/30.0)。
产生非常高2-苯基异构体含量的沸石的使用还引入另一配制剂缺点。催化剂的两种沸石组分通常不以正好相同的速率减活。产生非常高2-苯基异构体含量的沸石的减活比中等酸度沸石的减活对2-苯基异构体含量具有大得多的影响。因此,优选使用产生接近所选择或目标2-苯基异构体含量的异构体含量的中等酸度沸石。以此处提到的指导,技术人员能够选择用于催化剂配制的酸催化剂。
配制本发明的催化剂实施方案以获得具有15-45%2-苯基异构体,通常20-40%2-苯基异构体,更通常25-35%2-苯基异构体的线性烷基苯产物。
选择第一催化剂组分与第二催化剂组分的相对比例使得在干操作条件下,催化剂以进料中30:1的苯:烯烃(B:O)摩尔比产生具有目标或预定2-苯基异构体含量的线性烷基苯。干操作条件在本文中定义为“干透”或进料中小于5ppm水。干操作条件确保第二催化剂组分上的酸性部位是活性的并可用于产生具有高2-苯基异构体含量的线性烷基苯。
在干操作条件下在催化剂的存在下以30:1的B:O比得到通过将苯用烯烃烷基化而产生的线性烷基苯中所选择的2-苯基异构体含量的本发明催化剂实施方案包含一定比例的第一和第二催化剂组分,所述比例与组分的性能和特征和所选择的2-苯基异构体含量有关。本发明催化剂实施方案通常包含基于催化剂组分的总重量30-70%第一催化剂组分。更通常,为第一催化剂组分的催化剂部分基于催化剂组分的总重量为45-65%,最通常50-60%。
Na-Y为市售的并由几乎每个沸石生产商生产。RE-Y通过Na-Y与稀土元素氯化物或硝酸盐根据本领域技术人员已知的技术多重离子交换而制备。通常需要多个离子交换步骤以实现本发明所需RE交换水平。
UZM-8可根据US6,756,030所公开的方法生产,通过引用将其全部内容并入本文中。UZM-8的铵形式通过Na-UZM-8与铵盐通过本领域技术人员已知的技术离子交换而制备。
催化剂组分为粉末形式。本发明催化剂实施方案以获得包含两种催化剂组分的固体催化剂颗粒的方式制备。通常,将第一催化剂组分和第二催化剂组分与粘合剂混合。典型的粘合剂包括粘土和氧化铝,且其它粘合剂是技术人员已知的。将流体,通常水或其它合适溶剂以适于形成可压出糊的量加入粘合剂与催化剂组分的混合物中。
根据本发明实施方案的催化剂则通过将糊压出以形成本发明实施方案的固体催化剂而形成。固体催化剂可以为团粒、圆柱体的形式或任何合适形式。以此处提供的指导,技术人员能够制备合适的固体催化剂。
根据本发明实施方案,在本文所述催化剂的存在下将苯用烯烃烷基化以产生具有所选择2-苯基异构体含量的线性烷基苯。2-苯基异构体含量通过控制进料或工艺料流中的水浓度而控制。
在干操作条件下,得到高2-苯基异构体含量。另外,发明人发现在不同于干操作条件的操作条件下,所得2-苯基异构体含量低于高2-苯基异构体含量。尽管发明人不愿受理论束缚,认为工艺料流中的水中和高酸度催化剂组分的一些酸度并降低该组分的活性。还认为低2-苯基异构体催化剂组分变得相对更活性,因为水如下文所述产生另外的反应催化部位,因此降低所得线性烷基苯的2-苯基异构体含量。
根据本发明实施方案,控制进料中的水浓度以控制线性烷基苯的2-苯基异构体含量。在本文定义为进料中100ppm的水含量的湿操作条件下,产生具有低2-苯基异构体含量的线性烷基苯。本发明实施方案涉及通过将进料中的水浓度控制在干操作条件与湿操作条件之间而控制因此产生的线性烷基苯的2-苯基异构体含量。在本发明这些实施方案中,改变进料中的水浓度改变线性烷基苯的2-苯基异构体含量。干操作条件,即低露点,获得高2-苯基异构体含量线性烷基苯,而湿操作条件,即高露点,获得低2-苯基异构体含量线性烷基苯。
本发明实施方案提供将2-苯基异构体含量调整至低2-苯基异构体含量与高2-苯基异构体含量之间的机会,为此通过将进料中的水浓度调整至干透,即小于5ppm,与100ppm之间而指定催化剂。操作条件可随意改变以控制2-苯基异构体含量。
尽管发明人不愿受理论束缚,认为工艺料流中的水中和一些高2-苯基异构体催化剂组分,同时通过产生另外的布朗斯台德酸性部位而增强低2-苯基异构体催化剂组分如稀土元素八面沸石的酸度。认为这些部位在来自水的OH-结构部分与稀土元素缔合,且H+结构部分与沸石上的晶格氧缔合时产生。该效果容易可逆。
因此,根据本发明实施方案,为提高2-苯基异构体含量,降低进料水浓度。降低进料水浓度会容许从沸石中除去吸附水并干燥催化剂的机会。然后,高酸、高2-苯基异构体催化剂组分的酸度提高,且低2-苯基异构体催化剂组分的酸度降低。
工艺料流中的水浓度可作为典型苯脱水步骤的一部分,或以任何便利方式调整。例如,水可借助注水泵加入。水可在催化剂再生周期期间从催化剂中解吸。将过量水在苯蒸馏塔处从系统中除去。以本文所提供的指导,技术人员能够调整工艺料流中的水浓度以控制产物线性烷基苯中的2-苯基异构体含量。
含有线性烷基链的所得线性烷基苯的线性度,即%也是评估催化剂的重要标准。根据本发明实施方案产生的线性烷基苯的线性度基本恒定,例如具有由工艺料流水浓度或B:O比导致的非常杂乱的变化。
本发明实施方案涉及将苯用烯烃烷基化以产生具有所选择的2-苯基异构体含量的线性烷基苯。技术人员认识到合适的苯和烯烃原料可由许多来源得到,且所得产物流可含有副产物如重质烷基化物或二烷基化物、链烷烃和其它产物。可根据技术人员已知的方法制备原料并可将副产物从产物流中除去。
本发明提供在反应条件下在催化剂的存在下由具有8-28个碳原子的基本线性烯烃与芳烃进料流制备线性烷基苯的方法。
本发明实施方案为使用两种原料:基本线性(非支化)烯烃和芳基化合物的方法。线性烯烃可以为末端和内部位臵上具有双键的线性烯烃或具有位于末端位臵上的双键的线性α烯烃的混合物。线性烯烃包含具有8-28个碳原子,通常8-15个碳原子,更通常10-14个碳原子的分子。如上所述,为了方便,本发明被描述为它涉及苯。
使烯烃和芳基化合物在反应条件下在催化剂的存在下反应。选择烷基化的反应条件以使烷基的异构化最小化并使苯(或其它芳基化合物的芳族结构部分)的聚烷基化最小化,同时设法使烯烃的消耗最大化以使产物最大化。烷基化条件包括50-200℃,通常80-175℃的反应温度。反应器中的压力为1.4MPa(203psia)至7MPa(1015psia),优选2MPa(290psia)至3.5MPa(507psia)。反应在液相中进行且压力总是足够高以在反应温度下具有单相。为使苯的聚烷基化最小化,B:O比为2.5:1-50:1,通常5:1-35:1。反应器中的平均停留时间帮助控制产物质量,且方法以0.1-30hr-1的液时空速(LHSV)操作,其中优选的LHSV为0.3-6hr-1
烯烃可以由链烷烃的脱氢、链烷烃的裂化和随后较小烯烃分子的低聚,或用于生产线性单烯烃的其它已知方法制备。线性链烷烃与包含正链烷烃、异链烷烃和环烷烃的混合物分离以脱氢可包括使用已知的分离方法,例如使用UOPSorbexTM分离技术。UOPSorbexTM技术也可用于将线性烯烃与线性与支化烯烃的混合物分离。
链烷烃原料的生产方法为将线性(非支化)烃或轻微支化烃与煤油沸程石油馏分分离。实现这种分离的几种已知方法是已知的。UOPMolexTM方法是用于使用UOPSorbexTM分离技术将正链烷烃与异链烷烃和环烷烃液相吸附分离的确立的、商业上验证的方法。
链烷烃也可以在天然气合成油(GTL)方法中制备,其中使由可控化学计量的CO和H2构成的合成气体反应以形成较大的链烷烃分子。然后可将所得链烷烃混合物分离成正链烷烃和非正链烷烃,其中将正链烷烃脱氢以产生基本线性烯烃。
在由链烷烃制备烯烃的方法中,副产物包括二烯烃和炔烃,或乙炔。使包含二烯烃和乙炔的料流进入选择性氢化反应器中,在那里将二烯烃和炔烃转化成烯烃。
通常设臵反应条件,包括B:O比,以得到烯烃的完全反应,同时使聚烷基化和降低线性烷基苯收率并引入杂质的其它反应最小化。然而,B:O比对2-苯基异构体含量具有弱影响。例如,以30:1的B:O比获得所选择的2-苯基异构体含量的催化剂会以10:1的B:O比获得较高的2-苯基异构体含量。然而,根据本发明实施方案,2-苯基异构体含量可通过注入水而降低以实现目标2-苯基异构体含量。
本文所述各效果阐述于图1中,如以下实施例中所述。
实施例1
使用基于沸石和粘合剂的总重量20%氧化铝作为粘合剂制备包含基于沸石和粘合剂的总重量56%RE-Y和24%UZM-8沸石的催化剂,所述RE-Y具有基于RE-Y沸石的重量17.0%稀土元素,主要是La、Nd、Ce、Pr和Sm的稀土元素含量。催化剂作为1/16”圆柱体压出。
使苯和来自商业DetalTM方法复合物得到的PacolateTM含烯烃产物在通常恒定的烷基化条件下反应。PacolateTM含烯烃产物具有在具有相同碳数范围的正链烷烃中的10%C10-C13正烯烃。B:O比和工艺料流中的水如下变化:
操作时数 进料类型 B:O摩尔比
0 10:1
741 30:1
1176 10:1
1712 20:1
2000 湿 20:1
2121 20:1
注释:干进料为干透的,即具有小于5ppm水。湿进料具有100ppm水。
上表表明与图1有关的时间和条件。图1为烷基化反应器的连续操作图。在A点或时间0操作时数(HOS),将苯和烯烃的干进料以10:1的苯:烯烃(B:O)比供入反应器中。方法继续直至点B或时间741HOS,在那里B:O比提高至30:1。方法以该进料继续直至点C或时间1176HOS,在那里B:O比恢复10:1。方法以10:1的B:O继续直至点D,在那里B:O比提高至20:1。方法继续至点E,在那里调整进料以包含水以成为湿进料。湿进料继续直至点F,在那里进料恢复干进料。
LHSV通常为2.4-3.1,其中几个周期在LHSV=3.75下。调整LHSV以保持经过催化剂的烯烃的速率以当B:O定量改变时保持恒定。工艺温度为135℃,且再生温度对于多数周期为250℃,并对于最后周期降至225℃。
作为B:O比、进料中的水分和操作时数的函数,所得2-苯基异构体含量,作为线性烷基苯的%,和线性度,也作为线性烷基苯的%,阐述于图1中。如可以看出,B:O比对2-苯基异构体含量具有弱影响,所述含量从10:1的B:O比下28%,至20:1的B:O比下26%,和至30:1的B:O比下24%变化。尽管发明人不愿受理论束缚,该行为被认为是由于浓度以不同方式影响烯烃双键异构化、烯烃骨架异构化和烯烃烷基化。单分子反应、烯烃双键异构化和骨架异构化的速率在B:O比降低(烯烃浓度提高)时提高。双分子反应、烯烃烷基化的速率在B:O比降低时降低。当1-烯烃和2-烯烃烷基化时,得到2-苯基线性烷基苯。由于1-烯烃比内烯烃更具反应性,当烯烃双键异构化速率与烷基化速率相比较高时,预期较高的2-苯基线性烷基苯收率。认为这是在较低B:O比下观察到的。
图1还阐述了对于两个干进料阶段,2-苯基异构体含量在20:1的B:O比下为26%,其中插入湿进料阶段。用湿进料,2-苯基异构体含量为20-21%。因此,从干进料至湿进料的过渡将2-苯基异构体含量从26%降至20-21%,且返回干进料的过渡为恢复至26%的2-苯基异构体含量。其中进料水含量和B:O比改变的其它周期产生与所报告的结果一致的结果。
而且,线性度在整个该操作中一贯地为93.0-94.0%。
该实施例应被认为是对本发明实施方案的阐述,且应不用于以任何方式限制本发明。
尽管已参考具体实施例描述了本发明,包括目前优选的进行本发明的模式,本领域技术人员应当理解存在属于如所附权利要求书所述本发明精神和范围内的上述体系和技术的大量变化和变更。例如,本发明实施方案可涉及不同于苯的芳基化合物如甲苯和二甲苯。

Claims (8)

1.控制通过将苯用烯烃烷基化而得到的线性烷基苯的2-苯基异构体含量的方法,其包括:在烷基化反应条件下使基本线性烯烃与苯在包含水的工艺料流中且在催化剂的存在下反应,和控制干透至100ppm的水浓度,所述催化剂包含选自含稀土元素八面沸石及其混合物的第一催化剂组分沸石,和选自UZM-8、沸石MWW、沸石BEA、沸石OFF、沸石MOR、沸石LTL、沸石MTW、BPH/UZM-4及其混合物的第二催化剂组分沸石。
2.根据权利要求1的方法,其中第一催化剂组分含稀土元素八面沸石包含至少16.5重量%稀土元素,所述稀土元素选自具有原子序数57-71的元素及其混合物。
3.根据权利要求1的方法,其中第二催化剂组分为选自UZM-8、沸石MWW、沸石LTL及其混合物的沸石。
4.根据权利要求1的方法,其中第一催化剂组分占总催化剂组分的30-70%。
5.根据权利要求1的方法,其中催化剂产生烷基化芳基化合物,所述烷基化芳基化合物具有基于烷基化芳基化合物的重量为15-45%的2-苯基异构体含量。
6.根据权利要求1的方法,其中催化剂产生线性烷基苯,所述线性烷基苯具有基于烷基化芳基化合物的重量为20-40%的2-苯基异构体含量。
7.根据权利要求1的方法,其中催化剂产生线性烷基苯,所述线性烷基苯具有基于烷基化芳基化合物的重量为25-35%的2-苯基异构体含量。
8.根据权利要求1的方法,其中第一催化剂组分含稀土元素八面沸石包含RE-Y重量的16.5-18重量%的稀土元素,所述稀土元素选自具有原子序数57-71的元素及其混合物。
CN201180042708.8A 2010-09-14 2011-09-08 控制线性烷基苯的2-苯基异构体含量的方法和方法中使用的催化剂 Expired - Fee Related CN103079698B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/881,676 US8389785B2 (en) 2010-09-14 2010-09-14 Method for controlling 2-phenyl isomer content of linear alkylbenzene and catalyst used in the method
US12/881,676 2010-09-14
PCT/US2011/050815 WO2012036967A2 (en) 2010-09-14 2011-09-08 Method for controlling 2-phenyl isomer content of linear alkylbenzene and catalyst used in the method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103079698A CN103079698A (zh) 2013-05-01
CN103079698B true CN103079698B (zh) 2016-01-13

Family

ID=45807334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180042708.8A Expired - Fee Related CN103079698B (zh) 2010-09-14 2011-09-08 控制线性烷基苯的2-苯基异构体含量的方法和方法中使用的催化剂

Country Status (7)

Country Link
US (4) US8389785B2 (zh)
EP (1) EP2616176B1 (zh)
CN (1) CN103079698B (zh)
BR (1) BR112013005565B1 (zh)
CA (1) CA2810836C (zh)
RU (1) RU2538974C2 (zh)
WO (1) WO2012036967A2 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023057526A1 (en) 2021-10-08 2023-04-13 Unilever Ip Holdings B.V. Composition
WO2023057536A1 (en) 2021-10-08 2023-04-13 Unilever Ip Holdings B.V. Composition
EP4372071A1 (en) 2022-11-18 2024-05-22 Unilever IP Holdings B.V. Detergent composition

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101535221A (zh) * 2006-10-30 2009-09-16 环球油品公司 在固体酸催化剂上以低的苯与烯烃比例和低的重物质产生来制备烷基苯的方法
CN102639471A (zh) * 2009-12-16 2012-08-15 环球油品公司 使用具有低烯烃骨架异构化活性的催化剂的烷基化方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1059424C (zh) * 1994-11-23 2000-12-13 埃克森化学专利公司 应用沸石结合沸石催化剂的烃转化过程
US7008914B2 (en) 1996-02-08 2006-03-07 Huntsman Petrochemical Corporation Alkylbenzene detergents with high 2-isomer content
ZA974712B (en) * 1996-05-29 1998-11-17 Exxon Chemical Patents Inc Zeolite catalyst and use for hydrocarbon conversion
US6699811B1 (en) * 1999-05-05 2004-03-02 Exxon Mobil Chemical Patents Inc. Tailored zeolite bound zeolite catalyst and its use for hydrocarbon conversion
FR2832144B1 (fr) 2001-11-15 2004-09-24 Inst Francais Du Petrole Procede de production de phenylalcanes utilisant une combinaison de deux catalyseurs
US6756030B1 (en) 2003-03-21 2004-06-29 Uop Llc Crystalline aluminosilicate zeolitic composition: UZM-8
FR2854628B1 (fr) * 2003-05-07 2005-06-24 Inst Francais Du Petrole Procede de production de phenylalcanes en presence d'un catalyseur solide acide dont la desactivation est retardee
FR2876099B1 (fr) 2004-10-06 2007-03-09 Inst Francais Du Petrole Procede de production de phenylalcanes mettant en oeuvre au moins deux reacteurs d'alkylation en parallele
EP1876172B1 (en) 2005-04-12 2015-12-30 Cepsa Quimica , S.A. Method for preparing a highly soluble linear alkyl benzene
US7425659B2 (en) * 2006-01-31 2008-09-16 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Alkylaromatics production
WO2007104805A1 (es) 2006-03-16 2007-09-20 Petroquímica Española, S.A. (Petresa) Procedimiento para la obtención de sulfonatos de alquilbenceno lineales altamente solubles
US20080161619A1 (en) 2006-10-30 2008-07-03 Riley Mark G Process for Producing Phenylalkanes of Desired 2-Phenyl Content
US7649122B2 (en) * 2006-11-15 2010-01-19 Exxonmobile Chemical Patents Inc. Alkylaromatics production
US7919421B2 (en) * 2006-12-21 2011-04-05 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Catalyst composition, the method of manufacturing and the process of use thereof in aromatics alkylation
US7812205B2 (en) 2007-10-12 2010-10-12 Uop Llc Layered zeolitic catalyst for improved linearity in detergent alkylation
US8470726B2 (en) * 2009-12-16 2013-06-25 Uop Llc Alkylation catalysts with low olefin skeletal isomerization activity

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101535221A (zh) * 2006-10-30 2009-09-16 环球油品公司 在固体酸催化剂上以低的苯与烯烃比例和低的重物质产生来制备烷基苯的方法
CN102639471A (zh) * 2009-12-16 2012-08-15 环球油品公司 使用具有低烯烃骨架异构化活性的催化剂的烷基化方法

Also Published As

Publication number Publication date
BR112013005565B1 (pt) 2019-02-12
EP2616176A2 (en) 2013-07-24
EP2616176B1 (en) 2018-01-17
US20140038810A1 (en) 2014-02-06
US20130178678A1 (en) 2013-07-11
WO2012036967A2 (en) 2012-03-22
CA2810836C (en) 2015-06-16
CA2810836A1 (en) 2012-03-22
CN103079698A (zh) 2013-05-01
EP2616176A4 (en) 2016-05-11
US20140046108A1 (en) 2014-02-13
US9126884B2 (en) 2015-09-08
US20120065444A1 (en) 2012-03-15
BR112013005565A2 (pt) 2016-05-10
US9024101B2 (en) 2015-05-05
US8569556B2 (en) 2013-10-29
US8389785B2 (en) 2013-03-05
WO2012036967A3 (en) 2012-06-07
RU2013116977A (ru) 2014-10-20
RU2538974C2 (ru) 2015-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7091390B2 (en) Hydrocarbon conversion processes using catalysts comprising UZM-8 and UZM-8HS compositions
CN101980991B (zh) 对-取代芳香族碳化氢的制造方法
KR101117860B1 (ko) 선택적 제올라이트 촉매 변형
CN1918088A (zh) 使用纳米晶体沸石y催化剂的烃烷基化方法
WO2012050748A2 (en) Processes for transalkylating aromatic hydrocarbons
AU2012357512C1 (en) Catalyst for preparing paraxylene by mutual conversion of methyl alcohol and/or dimethyl ether and C4 liquefied gas, and preparation method and application therefor
CA2955284A1 (en) Apparatus and process for producing gasoline, olefins and aromatics from oxygenates
CN104603087A (zh) 从重质芳烃生产二甲苯和轻质烯烃的方法
TWI537051B (zh) 轉烷化芳香烴之方法
WO2006044152A2 (en) Promoters for controlling acidity and pore size of zeolite catalysts for use in alkylation
US20130165726A1 (en) Aromatic transformation using uzm-39 aluminosilicate zeolite
EP3555033A1 (en) Production of high octane hydrocarbon from isobutane via tert-butanol
CN103796976A (zh) 烷基交换芳香烃化合物的方法
CN103079698B (zh) 控制线性烷基苯的2-苯基异构体含量的方法和方法中使用的催化剂
CN101410354A (zh) 乙苯的转化方法和对二甲苯的制备方法
US9834493B2 (en) Process for reducing the benzene content of gasoline by alkylating benzene using a lower olefin in the presence of a paraffinic diluent
EP3649096A1 (en) Process for producing olefins from alcohols
AU2011375417A1 (en) Process for reducing the benzene content of gasoline
WO2021025835A1 (en) Catalyst rejuvenation in multistage alkylation of isoparaffin
WO2019190774A1 (en) Process for co-production of mixed xylenes and high octane c9+ aromatics
CN112387301B (zh) 一种含y分子筛的碳四烷基化催化剂及其制备方法
Corma et al. Alkylation of aromatic compounds using zeolite ITQ-33

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160113

Termination date: 20200908