CN1231435C - 气相烷基化方法和催化剂 - Google Patents
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Abstract
通过在具有小于50μM/g的弱酸位点浓度的单斜晶硅质岩催化剂上烷基化产生乙苯。将含有苯和乙烯的原料喂入具有至少一个催化剂床的烷基化反应区中，该催化剂床含有具有小于50μM/g的弱酸位点浓度的单斜晶硅质岩催化剂。在苯是气相的温度和压力条件下操作烷基化反应区，以使芳族底物在硅质岩催化剂存在下发生气相烷基化，以产生烷基化产物。然后从反应区中抽提烷基化产物用于分离和回收。
Description
本发明涉及芳族烷基化过程和催化剂，涉及在改良的硅质岩芳族烷基化催化剂上气相烷基化芳族底物。本发明改良的催化剂和方法提供了杂质和不需要的副反应产物减少的烷基化产物。
在化学加工工业中，在分子筛催化剂上进行芳族转化过程是熟知的。这些芳族转化反应包括：烷基化苯等芳族底物，以产生烷基芳烃，如乙苯、乙基甲苯、异丙基苯或更高级的芳烃，和多烷基苯转烷基化成单烷基苯。通常，产生单-和多-烷基苯的烷基化反应器可以通过各种分离阶段和下游的转烷基化反应器偶联。可在液相、气相或在同时存在液相和气相的条件下进行这种烷基化和转烷基化转化过程。
在尝试改良工业烷基化作业中，重点不仅在于催化剂的转化效率，还在于产生的副产物。例如，在乙苯的生产中，乙烯和苯被引入存在各种催化剂的烷基化反应器中。一些测量到的副产物包括二乙基苯、二甲苯、丙苯、异丙基苯、丁苯和其它全部被称为重芳烃的成分。这些副产物对所要的产物的纯化具有副作用。另外，即使在分离时，必须从系统中除去这些副产物。恰当的处置增加了所要产物的成本。
在Dwyer的美国专利号4,107,224中发现了气相烷基化的一个例子。在此，在具有四个串联的催化剂床的下流式反应器中完成了在沸石催化剂上的苯的气相乙基化。反应器的输出经过一分离系统，在其中回收乙苯产物，而多乙基苯流回烷基化反应器，在其中它们经历和苯的转烷基化反应。Dwyer催化剂包括ZSM-5、ZSM-11、ZSM-12、ZSM-35、ZSM-38等相似材料。
分子筛硅质岩是一种熟知烷基化催化剂。例如，Watson等的美国专利号4,520,220公开了将具有小于8微米的平均结晶粒度，二氧化硅/氧化铝的比例至少约200的硅质岩催化剂用于芳族底物，如苯或甲苯的乙基化，来分别产生乙苯或乙基甲苯。如Watson等公开的，可在多床烷基化反应器中，在约350℃-475℃的温度下，用或不用蒸汽共同进料来进行烷基化程序。Watson等的反应器条件是一般为气相烷基化条件提供的那些条件。
在Waguespack的美国专利号4,922,053中公开了另一种使用硅质岩，并涉及在气相反应条件下苯的乙基化，并结合将含有多乙基苯的产物循环喂回烷基化反应器的过程。在此，一般在370℃-约470℃的温度范围内，从大气压到约25个大气压的压力范围内，在硅质岩或ZSM-5等催化剂上进行烷基化。描述的催化剂是对湿气敏感的，并且需要注意防止在反应区中存在湿气。烷基化/转烷基化反应器包括四个串联的催化剂床。将苯和乙烯引入反应器顶部，至第一催化剂床，并将多乙基苯组分再循环到第一催化剂床顶部，同时在反应器中的不同点中间注射多乙基苯和苯。
和使用硅质岩作为烷基化催化剂有关的另一种过程涉及烷基苯的烷基化，来产生一种压低了的邻位异构体成分的二烷基苯。因此，如Butler等在美国专利号4,489,214中公开的，在一烷基化底物，如甲苯或乙苯的烷基化时，用硅质岩作为催化剂，来产生相应的二烷基苯，如乙基甲苯或二乙基苯。在Butler等中特别公开的是，在气相条件下，温度范围350-500℃下乙基化甲苯，来产生乙基甲苯。如Butler公开的，在反应产物中邻乙基甲苯的存在比在过去使用的气相反应条件下热力学平衡量小得多。
Ward等的美国专利号4,185,040公开了一种烷基化过程，使用一种低钠含量的分子筛催化剂，据说在从苯和乙烯产生乙苯，和从苯和丙烯产生异丙基苯中特别有用。沸石中Na2O的含量应该小于0.5wt％。合适的沸石的例子包括X、Y、L、B、ZSM-5和ω晶型的分子筛，优选蒸汽稳定的氢气Y沸石。具体公开的是蒸汽稳定的铵Y沸石，它含有约0.2％Na2O。在Ward等的专利中公开了各种催化剂形状。虽然可使用柱状挤出物，但特别优选的催化剂形状是所谓的“三叶”形，它被装配成类似自然界中的三叶苜蓿。挤出物的表面积/体积比应在85-160in-1范围内。可以上流式或下流式进行烷基化过程，后者是优选的，而且优选在至少存在一些液相的温度和压力条件下，使至少直到基本上全部烯烃烷基化剂被消耗。Ward等描述了当无液相存在时，在大部分烷基化条件下，催化剂快速失活。
Wight的美国专利号4,169,111公开了一种用于生产乙苯的烷基化/转烷基化过程，在烷基化和转烷基化反应器中使用晶状硅酸铝。烷基化和转烷基化反应器中的催化剂可能是相同或不同的，而且包括二氧化硅/氧化铝摩尔比在2-80之间(优选4-122之间)的低钠沸石。沸石的例子包括X、Y、L、B、ZSM-5和ω晶型的分子筛，优选含有0.2％Na2O的蒸汽稳定的Y沸石。以下流模式，并存在一些液相的温度和压力条件下操作烷基化反应器。在热交换器中冷却烷基化反应器的输出，供给苯分离柱，从而从上方回收苯，并再循环入烷基化反应器。将来自苯柱，含有乙苯和多乙基苯的初始较高沸点的底部组分喂入初始乙苯柱，从而回收作为过程产物的乙苯。将乙苯柱的底部产物喂入第三根柱，操作它来提供含有10-90％，优选20-60％二乙基苯的基本纯的二乙基苯柱顶馏分。将二乙基苯柱顶馏分再循环入烷基化反应器，而将含有剩余的二乙基苯和三乙基苯，以及更高分子量化合物的侧馏分和苯一起喂入反应器。将反应器的排出液通过热交换器重复循环入苯柱。
Barger等的美国专利号4,774,377公开了一种烷基化/转烷基化过程，它涉及使用分离的烷基化和转烷基化反应区，将转烷基化的产物循环到中间分离区。在Barger过程中，调节温度和压力条件，使得烷基化和转烷基化反应基本上在液相中发生。转烷基化反应催化剂是一种硅酸铝分子筛，包括X-型、Y-型、超稳定-Y、L-型，ω型和发光沸石型沸石，后者是优选的。在烷基化反应区中使用的催化剂是一种含磷酸的固体材料。也可使用硅酸铝烷基化催化剂，并在烷基化反应区中喂入体积百分数从0.01-6变化的水。将烷基化反应区的输出喂入第一和第二分离区。在第一分离区中回收水。在第二分离区中，分离中间芳族产物和三烷基芳族和更重的产物，来提供转烷基化反应区的入料仅含有二烷基芳族成分，或就乙苯生产过程而言，是二乙基苯，或就异丙基苯生产而言，是二异丙基苯。还可将苯底物喂入转烷基化反应区，来进行转烷基化反应，并将转烷基化反应区的输出再循环入第一分离区。可以下流、上流、或平流配置操作烷基化和转烷基化反应区。
因此，本领域提供了各种转烷基化反应过程，来处理一些烷基化副产物，如二乙基苯。理想的是，拥有一种催化剂，它能减少在烷基化/转烷基化过程中不易处理的副产物量。理想的是，提供一种催化剂，它导致乙烯/苯烷基化过程中二甲苯和丙苯的量减少。
根据本发明，提供了一种芳族底物气相烷基化的过程。这通过引入含有气相芳族底物和烷基化剂的原料，与分子筛芳族烷基化催化剂接触，来产生含有一烷基化的芳族产物和减少了副产物的反应产物。催化剂的特征是具有双峰值酸性，每克催化剂的弱酸位点浓度小于50μM(50μmol/g)。
烷基化反应可在具有一或多个串联催化剂床的反应区中进行。单斜晶硅质岩催化剂的特征还可以是晶体粒度小于1微米，优选约0.5微米。将苯等芳族底物和烷基化剂(如乙烯、丙烯或α-烯烃)的原料引入反应区，在芳族底物是气相的温度和压力条件下操作烷基化反应区，以导致在具有双峰值酸性的单斜晶硅质岩催化剂的存在下气相烷基化芳族底物，来产生烷基化产物。然后从反应区中抽取烷基化产物。所用的原料可具有约10-25之间的芳族底物/烷基化剂重量比。
在乙苯或其它烷基化芳烃的生产中，可将来自反应区的烷基化产物喂入中间回收区，来从烷基化产物中分离和回收乙苯，并分离和回收多烷基化芳烃成分。将至少一部分多烷基化芳烃成分喂入中间回收区的转烷基化反应区。将苯喂入转烷基化反应区，并在导致多烷基化芳烃组分发生歧化的温度和压力条件下操作转烷基化反应区，来产生具有提高的乙苯含量和减少的多烷基化芳烃成分含量的歧化产物。为了进行转烷基化反应，转烷基化反应区可含有沸石Y转烷基化催化剂，并在能有效将原料在转烷基化区中维持在液相的温度和压力条件下操作。
图1显示了催化剂的双峰值酸性。
图2显示了催化剂C的双峰值酸性曲线的退褶合曲线。
图3是显示在乙苯烷基化过程中相对于催化剂中弱酸位点浓度的二甲苯形成曲线。
图4是显示在乙苯烷基化过程中相对于催化剂中弱酸位点浓度的丙苯形成曲线。
本发明涉及在每克催化剂具有小于50μM弱酸位点浓度的兼容硅质岩烷基化催化剂上苯的气相烷基化。该过程导致改善的产物质量和反应效率。在从乙烯和苯的原料气相烷基化，形成乙苯中，除了需要的乙苯，还可形成其它杂质和不需要的副产物。这些不需要的副产物包括二甲苯、异丙基苯、n-丙基苯和丁苯，以及多乙基苯、高沸点烷基芳烃成分(有时称为“重(芳烃)(heavies)”，具有185℃以上的沸点)等化合物。容易理解，降低这些杂质和副产物是很重要的。这在二甲苯的情况中尤其是如此。邻二甲苯(o-二甲苯)是一种苯乙烯污染物，它不能通过蒸馏除去。间和对二甲苯具有和乙苯或苯乙烯非常接近的蒸馏点，因此能使分离和纯化变得困难。这些异构体(间和对二甲苯)的存在需要高回流和许多蒸馏阶段。丙苯需要附加的回流，或容许更多苯乙烯保留在残留物中，导致所要产物的产量下降，残留物体积增加。应该指出，虽然本发明特别在用乙烯使苯烷基化的乙苯形成中有用，该方法还可用于生产其它烷基化芳烃，如使用丙烯作为烷基化剂形成丙苯。还可将其它烯烃用作烷基化剂。
沸石催化剂广泛用于酸催化反应，如烷基化、裂解、异构作用、歧化等。酸位点的数量、它们的强度和与反应分子的可接近性，在催化剂活性、选择性和催化剂失活中起着重要作用。一般认为仅有位点总量中的一部分和催化过程有关。常常由于存在不同强度的酸位点，发生不需要的反应。
测试了三种不同的催化剂样品。下文表I描述了这些催化剂的性能。
表I：催化剂
| 催化剂 | A | B | C |
| 形式 | CDS或SmoothExt. | 同 | 同 |
| 粒度 | 1/10″CDS1/16″Smooth | 同 | 同 |
| 组成 | 硼碳烷硅酮沸石氧化铝 | 硼碳烷硅酮沸石氧化铝 | 硼碳烷硅酮沸石氧化铝 |
| ％LOI，1000°F | ＜5.0wt | ＜2.0wt | ＜5.0wt |
| 堆密度(CBD)，Lbs/ft3 | CDS＝27±3Smooth＝32±3 | CDS＝26.4 | CDS＝27±3 |
| 表面积(m2/g min) | 275 | 275 | 225 |
| 空隙量，cc/g＞29.2 | 0.50(最小) | 0.59 | 0.48(最小) |
| 挤压强度Lbs/mm | ＞0.9 | 1.1 | ＞0.9 |
所有催化剂样品粒度是20-40筛目。将大约0.45克催化剂样品置于试管中。将温差电偶放在催化剂床的一半高度处。将样品试管和TPD/TPR仪器一起放好，并缚紧。TPD(温度程控解吸)仪测量从催化剂中除去氨气所需的温度。温度越高，酸位点越强。通过使惰性气体流过试管，并封闭通风管道的输出端来检查泄漏。如果不存在泄漏，封闭出口管道端将完全停止气体流动。将样品在惰性气体流(50ml/min)下，每分钟5℃(5℃/min)将样品温度提高到650℃，在该温度下干燥催化剂4小时。将样品冷却到100℃。通过在100℃通NH3气体，用氨气(NH3)饱和催化剂样品。使惰性气体在150℃通过样品试管(催化剂床)2小时，使物理吸附或弱结合的NH3解吸，然后以5℃/min的温度斜率至最高650℃，使NH3解吸。吹扫气体的流速是50ml/min。将NH3解吸速率从5℃/min变成10℃/min重复实验。这使我们看到缓变率对峰形和位置的影响。
已知催化剂尤其是沸石催化剂的微孔几何形术控制反应物和产物分子的“交通”，并因而控制所形成产物的特征。所述催化剂是基于硅质岩的催化剂。硅质岩具有ZSM-5沸石的同型框架结构，在四面体框架中具有Si-O或Al-O四面体的五元环。该框架形成交叉管道的三维结构，由在所有三个方向中氧的10-环限定，这些环具有直径约6的宽度。表2描述了催化剂样品。这些催化剂是从硅质岩粉末制备的，而且它们的孔径分布相同。
表2.催化剂描述和Na含量
| 催化剂 | Na.ppm | SiO2/Al2O3比 |
| A | ＜100 | 225 |
| B | 140 | 320 |
| C | 130 | 320 |
650℃干燥后，用NH3-TPD测定各烷基化催化剂样品的酸度。在100℃通NH3使酸位点饱和。然后150℃解吸物理吸附和弱化学吸附的NH3 2小时。在2小时后，用TCD信号指示150℃解吸的完成。然后以5℃/min或10℃/min的等变率最高至650℃将惰性气体通过催化剂床，来解吸NH3。除非另外说明，5℃/min的解吸等变率获得的酸度结果被用来作比较或考察酸度和催化剂活性及选择性之间的关联。
将TCD(热电导探头)信号(毫安)转换成每克催化剂样品的NH3毫摩尔，作为酸位点浓度的指标。表3显示了结果。图1显示催化剂的NH3-TPD的概况。所有三种催化剂样品显示两个NH3-解吸峰，一个具有约240℃的峰顶点，另一个具有约350℃的峰顶点。这些值是对于5℃/min的等变率。峰温度的轻微变化可归因于样品试管中催化剂床位置的变化。用样品重量0.436±0.005g获得表3中三种样品的峰温度。从三次试验获得表3中报道的位点数的平均数，它们在8％误差范围内是可重复的。将显示＜300℃和＞300℃的峰的酸位点分类成弱和强酸位点。该分类是人为的和相对的分类，而且被利用来区分这些催化剂的双峰。这些术语不应用来将这些催化剂和化合物的不同类型的催化剂作比较。用Peak-Fit退褶合技术分离NH3-解吸峰。从峰退褶合后的各峰的积分面积计算弱和强酸位点的数目。例如，图2显示了催化剂样品C的NH3-TPD退褶合峰。因此，用术语弱酸位点定义了引起双峰酸度曲线的第一个峰的酸度。这是图1和2中双峰酸度曲线中较低温度值的那个峰。
提高解吸缓变率(10℃/min)使峰顶点漂移到更高的温度。发现总的酸位点数良好相符(±0.001mmole/g)。
催化剂B和C和催化剂A相比，显出减少的总酸位点数。催化剂B和C酸位点数较少是由于用来制备这些催化剂的硅质岩的铝含量较小(或SiO2/Al2O3比较高)。另外，催化剂B和C粉末样品比催化剂A的钠(Na)含量稍高一些。已知钠离子降低沸石酸度。重要的是注意这三种催化剂样品的弱酸位点比强酸位点的变化要小。该结果提示框架铝的减少主要引起强酸位点的减少，而对弱酸位点作用较小。
表3.NH3-TPD测定的催化剂酸度
| 催化剂 | 酸位点mmole/g | |||
| 弱(Tmax℃) | 强(Tmax℃) | 总 | NH3-解吸缓变率 | |
| A | 0.050(237)0.045(252) | 0.143(356)0.149(377) | 0.1930.194 | 5℃/min10℃/min |
| B | 0.046(235)0.040(251) | 0.109(346)0.113(365) | 0.1550.153 | 5℃/min10℃/min |
| C | 0.045(241)0.032(245) | 0.119(351)0.124(347) | 0.1580.156 | 5℃/min10℃/min |
表4总结了在气相条件(单流式，Tinlet＝400℃，LHSV 70hr-1)下用乙烯烷基化苯的各测试催化剂形成的某些副产物。表4中给出了对全部二甲苯、丙苯、丁苯和重芳烃的产物选择性。图3和4显示了作为催化剂弱酸位点的函数，对二甲苯、丙苯的催化剂选择性曲线图。绘出了线性线条，表5显示了R2值。
如前所述，三种催化剂样品在弱酸位点的数目上显示较小的差异。然而，发现弱酸位点的小量增加提高了二甲苯和丙苯的形成。
表4.苯烷基化的催化剂灭活和副产物选择性a
| 催化剂 | 相对于EB的PPM选择性 | ||
| 二甲苯 | 丙苯 | 丁苯 | |
| A | 85 | 345 | 335 |
| B | 56 | 237 | 322 |
| C | 48 | 207 | 266 |
表5.R2-值
| R2 | |||
| 弱酸位点 | 强酸位点 | 与…相关存在 | |
| 二甲苯 | 0.9997 | 0.7726 | 弱酸位点 |
| 丙苯 | 0.9997 | 0.7715 | 弱酸位点 |
| 丁苯 | 0.6057 | 0.1601 | 无良好相关 |
在本发明的一个实施例中，使用了具有多个串联烷基化催化剂床的多级烷基化反应器。一个或多个催化剂床含有本发明每克具有50μM以下的弱酸位点浓度(＜50μmoles/g)的硅质岩烷基化催化剂。优选本发明的催化剂具有小于48μmoles/g的弱酸浓度。虽然可单独利用本发明的催化剂，但也考虑一个或多个催化剂床含有其它烷基催化剂。利用催化剂的组合来优化催化剂寿命和产率。
如本领域熟知的，硅质岩是一种分子筛催化剂，它和ZSM-5沸石相似，但通常它的特征是具有更高的二氧化硅/氧化铝比(如果铝/单位晶胞比小于1)，而且通常特征是具有一个比ZSM沸石通常更大的平均结晶粒度。如本领域熟知的，用DeBras等的美国专利号4,599,473公开的锻烧过程可将硅质岩(它的非合成形式的特征是正交晶对称)转化成单斜晶对称。如DeBras等，“硼碳烷硅酮型材料的物理化学特征，前体和焙烧沸石，和II，前体的热分析”，沸石，1985，卷5，pp.369-383详述的，硅质岩通常具有相对较大的结晶粒度。因此，在平均每单位晶胞少于1个铝原子(二氧化硅/氧化铝比约200)时，硅质岩通常具有约5-10微米或更大的平均结晶粒度。Butler等的上述专利号4,489,214公开了实验工作，关于在大于1微米，范围为1-2微米至8微米的结晶粒度的硅质岩上甲苯的乙基化。硅质岩的另一个特征是关于可变的铝梯度，当从内部来到分子筛晶体表面时，铝梯度为正。即，可用核心部分相对缺乏铝，而外壳部分相对富含铝来确定硅质岩的特征。可理解的是，术语“富含铝”是个相对术语，而且对于硅质岩，甚至微晶的外壳部分也具有低铝含量。
在另一个实施例中，使用如本文所述的硅质岩催化剂气相烷基化，然后进行液相转烷基化反应程序，其中烷基化和转烷基化反应器是用一个中间回收区连成一体的，优选涉及多个分离区，这些分离区以有效的对反应器提供原料流的方式操作，将转烷基化反应器的输出再循环给烷基化反应器下游的苯回收区。在该操作的整合模式中，将转烷基化产物用于苯回收区的最初阶段。然后以对转烷基化反应器提供分路馈给的方式进行随后的分离步骤。在转烷基化反应器中使用的优选催化剂是孔径大于硅质岩催化剂的孔径大小的分子筛。优选转烷基化催化剂是沸石Y。烷基化反应器优选在比转烷基化反应器足够高的温度条件下操作。在本发明的一个实施例中，将转烷基化反应器的再循环输出，与烷基化反应器产物进行热交换喂入初始分离区。
优选烷基化反应器含有至少4个如上所述的催化剂床。可提供更多床，而且有时在烷基化反应器中提供至少5或6个催化剂床是有利的。操作反应器，以提供输入口温度范围是约华氏630度-华氏800度，输出约华氏700度-华氏800度的气相烷基化(芳族底物和烷基化剂都是气相)。压力可在约250-450psia的范围内，从一床到下一床，随温度提高而压力下降。例如，喂入反应器顶部的苯和乙烯可在约华氏740度和约430psia的压力下进入反应器。烷基化反应是放热的，因此温度从第一到最后一个催化剂床持续上升。中间阶段的温度可从第一催化剂床的华氏750度到第二催化剂床的华氏765度，到第三催化剂床的约华氏820度，到最后的催化剂床后的约华氏840度。
正常情况下，在多级反应区的操作中，将苯-乙烯混合物引入反应区的初始阶段的第一催化剂床，和催化剂床的几个连续阶段之间。在所述实施例中，将乙烯和苯喂入位于反应区顶部或上端的第一催化剂床中。另外，在随后的催化剂床之间提供乙烯和苯的级间注入。注入烷基化反应区顶部的原料苯：乙烯重量比可在约18-22之间。
如本文所指的硅质岩烷基化催化剂是来自高二氧化硅分子筛的硼碳烷硅酮家族的分子筛。Kokotailo等，“高二氧化硅微晶材料的硼碳烷硅酮家族”，Chem.Soc.Special Publ.33，133-159，(1980)描述了这些硼碳烷硅酮分子筛。硅质岩分子筛烷基化催化剂具有某种程度上小于在转烷基化反应器中使用的优选沸石Y的孔径。该硅质岩晶体具有在5-6范围内的有效孔径大小或窗口。沸石Y具有约7的孔径大小。
将本发明所用催化剂的优选硅质岩和氧化铝黏合剂挤压成“三叶”形，标称直径约1/16″，挤出物长度约1/6-1/4″。“三叶”横切形状是和三叶草类似的形状。该形状的目的是将压出的催化剂表面积提高到超过正常柱体挤出物所预期的。所用的硅质岩催化剂的特征是单斜晶硅质岩。可用Cahen等的美国专利号4,781,906和DeClippeleir等的4,772,456制备单斜晶硅质岩。硅质岩催化剂通常含有少量钠和铁。
如前所述，硅质岩催化剂具有晶体结构，其特征是具有富含铝的外壳和与外壳比较，较缺乏铝的内部。硅质岩催化剂是干燥的，不具有可察觉的或预期的水含量。具体说，硅质岩催化剂优选含不高于约200ppm的钠，优选不高于约100ppm的钠和不高于约500ppm的铁，优选不高于300ppm的铁。氧化铝黏合剂是高纯度的氧化铝，如“catapal氧化铝”。优选氧化铝黏合剂的特征是不寻常的高孔径和不寻常的低钠含量。如前所述，硅质岩本身在其微晶结构中具有低钠含量。通过维持氧化铝中的低钠含量，将硅质岩结构中催化位点的大部分维持在活性氢形式一即黏合剂的低钠含量将使微晶催化剂位点由于黏合剂中的钠和催化剂中的酸位点之间的离子交换引起的中和作用最小化。氧化铝的另一个特征是在催化剂被挤压出并分成颗粒后，具有相对大的平均孔径大小。具体说，黏合剂的平均孔径大小(为了避免与硅质岩自身孔径混淆，可被称为“最大”孔径大小)是大约1,000或以上，优选1000-4000范围。优选孔径大小是在约1,000-约1,800的范围内。该相对较大孔径的黏合剂可通过避免(或至少将其最小化)对催化剂颗粒自身起作用的氧化铝-扩散机制，来提高对催化剂颗粒内的硅质岩分子筛的接近。分子筛结构本身的孔径一般在约5-6的数量级。硅质岩催化剂优选仅含少量约70-200ppm的钠，并仅含少量铁，约200-500ppm。催化剂不需要含有任何其它“助催化剂”金属在合成催化剂时掺入。
描述了本发明的实施例后，可理解可对本领域技术人员提出其修改，而且要将这些修改包括在权利要求的范围内。
Claims (14)
1.一种气相烷基化芳族底物的方法，其特征在于，该方法包括：
提供烷基化反应区，该烷基化反应区具有至少一个催化剂床，该催化剂床每克至少有50微摩尔弱酸位点浓度的单斜晶硅质岩催化剂；和
至少另一个含有第二单斜晶的催化剂床，将芳族底物和烷基化剂的原料引入多级反应区；
在芳族底物是气相的温度和压力条件下操作该烷基化反应区，在单斜晶硅质岩催化剂的存在下使芳族底物发生气相烷基化，来产生烷基化产物；和
从反应区回收烷基化产物。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述芳族底物是苯，而所述烷基化剂是乙基化或丙基化剂。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原料具有约10-25范围内的芳族底物/烷基化剂重量比。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述催化剂具有每克小于48微摩尔的弱酸位点浓度。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烷基化剂是α-烯烃。
6.一种苯的气相乙基化方法，其特征在于，该方法包括：
提供烷基化反应区，该烷基化反应区具有至少一个催化剂床，所述催化剂床含有每克至少具有50微摩尔弱酸位点浓度的单斜晶硅质岩催化剂；
将苯和乙烯原料引入多级反应区；
在苯是气相的温度和压力条件下操作该烷基化反应区，导致苯的气相乙基化，来产生包含乙苯的烷基化产物；和
从反应区回收该烷基化产物，并从该烷基化产物中分离和回收乙苯。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，来自反应区的烷基化产物含有浓度减少的二甲苯。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述烷基化产物含有水平降低的丙苯。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述烷基化产物含有水平降低的丁苯。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述原料具有约10-25范围内的苯/乙烯重量比。
11.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述反应区含有4-8个催化剂床。
12.一种具有称为弱酸位点和强酸位点的双峰酸度的硅质岩催化剂，其特征在于，该催化剂具有每克小于50微摩尔的弱酸位点浓度。
13.如权利要求12所述的催化剂，其特征在于，所述弱酸位点浓度每克小于48微摩尔。
14.如权利要求12所述的催化剂，其特征在于，弱酸位点和强酸位点的总浓度小于每克175微摩尔。
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