TW200904962A - Improved alkylaromatic production process - Google Patents
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200904962 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本揭示內容係關於一種製造烷基芳族化合物,特別是 單烷基芳族化合物(如乙基苯、枯烯及第二丁基苯)的方 法機制。 【先前技術】 舉例之,烷基芳族化合物如乙基苯及枯烯是有價値的 商品型化學品,其在工業上可各別用於製造苯乙烯單體及 用於共同製造苯酚與甲基乙基酮。事實上,製造苯酚之共 同路徑包含牽涉到使苯與丙烯進行烷基化而製造枯烯,接 著使枯烯氧化成相應之氫過氧化物,然後使氫過氧化物斷 裂而製造等莫耳量之苯酚及丙酮的方法。乙基苯可藉由許 多不同的化學方法而製造。已達成顯著商業上成功程度的 方法之一係在實心、酸性ZSM-5沸石觸媒存在下使苯與乙 烯進行氣相烷基化作用。此乙基苯製造方法之實例係揭示 於美國專利 3,751,5 04 號(Keown ) 、4,547,605 號 (Kresge)及 4,016,218 號(Haag)。 已達成顯著商業成功的另一方法係在從苯及乙烯中製 造乙基苯的液相法,由於此方法係在比氣相法還低的溫度 下操作,所以趨向於產生低產量之副產物。舉例之,美國 專利4,891,458號(Innes)係揭示乙基苯與点沸石的液相 合成,而美國專利5,334,795號(Chu)係揭示MCM-22 在乙基苯之液相合成中的用途。 -5- 200904962 枯烯已藉由在Friedel-Crafts觸媒(特別是實心磷酸 或氯化鋁)上使苯與丙烯進行液相烷基化作用而商業化製 造多年。然而,對使苯之丙基化而生成枯烯而言,近年來 頃發現以沸石爲基礎之觸媒系統更有活性及選擇性。舉例 之,美國專利 4,992,606 號(Kushnerick)係揭示 MCM-22 在苯與丙烯之液相烷基化作用中的用途。 典型地,烴轉化方法(如芳族化合物之烷基化作用) 中所用之沸石觸媒係爲圓柱狀擠出物。然而,如自美國專 利3,966,644號(Gustafson)中得知,具有高表面對體積 比的造形觸媒粒子(如那些具有多波瓣狀橫切面者)在受 限的擴散程序(如氫化作用)中可產生增進的結果。 而且,自美國專利4,441,990號(Huang)中得知,具 有位於中央之非圓柱狀孔徑的多波瓣觸媒粒子可減少試劑 之擴散途徑及越過已裝塡觸媒床的壓降,同時還可使因破 碎、磨損及壓碎所致之觸媒損失量減至最低。特定言 之,’990號之實施例8係揭示對410 °C及2169 kPa-a壓力 (千帕絕對壓)下苯之乙基化作用而言,空心之三波瓣狀 及四波瓣狀ZSM-5觸媒比相同長度之實心圓柱狀觸媒更有 活性及選擇性。在這些條件下,試劑必需係在氣相中。 最常用於這些方法機制的通用商品化觸媒爲〇. 1 59公 分圓柱狀或〇. 127公分四波瓣狀的擠出物。前者之擠出物 約略爲1550至1600微米尺寸,後者約略爲1250至1300 微米。 現有之供製造烷基芳族化合物(如乙基苯及枯烯)的 -6- 200904962 烷基化方法本質上會產生多烷基化物質及所欲之單烷基化 產物。所以,正常的是以額外的芳族進料(如苯)使這些 多烷基化物質轉烷基化而產生額外的單烷基化產物(如乙 基苯及枯烯),或藉由使這些多烷基化物質再循環到烷基 化反應器中,或更常地係藉由將這些多烷基化物質送進分 開的轉烷基化反應器內。已用於芳族物質之烷基化(例 如,苯與乙烯或丙烯之烷基化作用),及多烷基化物質 (如聚乙基苯和聚異丙基苯)之烷基化作用的觸媒實例係 列於美國專利5,5 57,024號(Cheng ),其包括MCM-49、 MCM-22、PSH-3、SSZ-25、沸石 X、沸石 Y、貝它(冷) 沸石、酸脫鋁之絲光沸石及 TEA-絲光沸石。同時,在 TEA-絲光沸石之小結晶(< 0.5微米)形式上的轉烷基化 作用係揭示於美國專利6,984,764號(Roth等人)。 在烷基化步驟是於液相進行的例子中,也爲人喜愛的 是在液相條件下進行轉烷基化步驟。然而,在相對低溫度 下操作時液相程序會對觸媒強行增加需求,特別是在轉烷 基化步驟中,因其中大量的多烷基化物質必須轉化爲額外 的單烷基化產物且不能產生不想要的副產物。經證明在枯 烯製造之例子中此爲一顯著問題,因其中現有之觸媒不是 已缺乏所欲之活性,就是已導致相當大量副產物(如乙基 苯及正丙基苯)之生成。 美國專利6,888,037號(Dandekar等人)揭示一製造 枯烯之方法,其包含在至少部份液相條件之烷基化條件下 將苯及丙烯與微粒分子篩烷基化觸媒接觸的步驟,其中該 200904962 烷基化劑觸媒之粒子具有約80至小於200英吋胃1之表面 積對體積比。根據美國專利6,8 8 8,03 7號,苯之液相丙基 化作用不像苯之液相乙基化作用般,其對粒子內(大孔 性)擴散限制很敏感。特定言之,藉由選擇烷基化觸媒粒 子之形狀和尺寸以使表面對體積比在特定範圍內,則無需 過度地增加越過第一觸媒床的壓降即可減少粒子內之擴散 距離。結果,用於苯之丙基化作用的觸媒活性便可增加。 同時也可減低觸媒對不想要之多烷基化物質(如二異丙基 苯(DIPB ))的選擇率。 美國專利申請案序號60/808,1 92號揭示一在烷基化反 應區內製造單烷基化芳族化合物之方法,該方法包含 (1)在該烷基化反應區內提供可烷基化芳族化合物、烷 基化劑、及催化性微粒物質的步驟;及(2 )在維持烷基 化條件的該烷基化反應區內將該可烷基化芳族化合物及該 烷基化劑與該催化性微粒物質接觸,而形成含有該單烷基 化芳族化合物之產物及多烷基化芳族化合物(類)的步 驟,其中大部份之該催化性微粒物質具有大於約79 cnT1 的表面積對體積比。 根據本揭示內容,出乎意料地頃發現,在一特定觸媒 存在下所進行的本揭示內容之反應可使活性及選擇率產生 獨特的結合,同時也使該方法不會遭受到無法接受的橫跨 觸媒床之壓降,其中該觸媒係自擠出物中製得且含有尺寸 在約125微米至約790微米之狹窄範圍而有效因子(下文 將有所定義)比原始擠出物增加約25%至約750%的催化 200904962 性微粒物質。當程序牽涉到製造單烷基化產物之液相烷基 化作用’特別是苯生成乙基苯或枯烯的液相烷基化作用 時’此爲特定之例子。在此方法中,此舉可排除在許多困 難的轉烷基化反應實例中(即不想要之大量多烷基化物質 的轉化作用)之需求。 【發明內容】 根據本發明,係提供一種選擇性製造所欲之單烷基化 芳族化合物的改良方法,其包含於反應區內在至少部份液 相條件下及含有多孔結晶物質之觸媒存在下將可烷基化芳 族化合物與烷基化劑接觸的步驟,自擠出物中製得之該觸 媒含有尺寸在約125微米至約790微米且有效因子(下文 將有所定義)比原始擠出物增加約2 5 %至約7 5 0 %的催化 性微粒物質。本揭示內容之方向係一種在反應區內選擇性 製造單烷基化苯的改良烷基化方法,其包含在含有多孔結 晶物質之烷基化觸媒存在下及足以引起烷基化的烷基化條 件下使苯與烷基化劑反應的步驟,自擠出物中製得之該觸 媒含有尺寸在約125微米至約790微米且有效因子(下文 將有所定義)比原始擠出物增加約25%至約75 0%的催化 性微粒物質。舉例之,用於本發明方法之觸媒可包括 MCM-22家族物質、具有貝它(yS )沸石結構之結晶分子 篩、或具有在 12.4± 0.25、6.9± 0.15、3.57± 0.07 及 3.42± 0.07埃有著d-間距最大値之X-射線繞射圖的分子篩’自 擠出物中製得之該觸媒含有尺寸在約125微米至約微 200904962 米且有效因子(下文將有所定義)比原始擠出物增加約 25 %至約75 0%的催化性微粒物質。更特定言之,用於本文 之觸媒可包括具有貝它結構之結晶分子篩、MCM-22家族 物質(即MCM-22 )、或彼等之混合物。 用於本揭示內容之觸媒較佳地包含MCM-22家族物 質,例如具有 MCM-22、PSH-3、SSZ-25'ERB-1、ITQ-1、ITQ-2 ' ITQ-30、MCM-36、MCM-49 或 MCM-56 之結 構及彼等之混合物的結晶矽酸鹽。 【實施方式】 本文中列舉的所有專利、專利申請案、試驗步驟、優 先權文獻、論文、公告、指南、及其他文獻在某程度上其 揭示內容和本發明揭示內容不一致時也將全部倂入供參 考’且此一倂入中之所有權限係被允許的。 本文所列之數字下限及數字上限乃意圖表示從任何下 限至任何上限之範圍。 如本專利說明書中所使用,“框架形式”一詞係在 “Atlas of Zeolite Framework Types,” 2001 所描述的情況 中使用。 如本文所使用,週期表族群之編號一覽表係如 Chemical and Engineering News, 63(5),27(1985)中戶斤用 般。 如本文所使用’ “MCM-22家族物質”(或“MCM-22家 族之物質”或“MCM-22家族分子篩”)一詞包括如下: -10- 200904962 由普通第一級結晶結構單位’即“具有MWW架 撲之單位晶胞”製得的分子篩。單位晶胞(u n i t c e 11 ) 原子之空間排列,其係以三度空間鋪陳以便描述如” of Zeolite Framework Tpyes“,Fifth edition, 2001 中 之晶體,其全部內容將倂入本文供參考。 由普通第二級結構單元製得之分子篩,係爲 MWW架構拓撲單位晶胞的二度空間鋪陳,而形成‘ 單位晶胞厚度之單層”,較佳地爲一個c-單位晶胞厚虔 由普通第二級結構單元製得之分子篩,“爲一或 以上單位晶胞厚度之層”,其中該一個以上單位晶胞 之層係自堆疊、塡密、或結合至少兩個具有MWW架 撲之一單位晶胞厚度的單層中製造。此類第二級結構 之堆疊可爲規則方式、不規則方式、無規方式、及彼 任何組合;或 由具有M WW架構拓撲之單位晶胞經由任何規則 規之2度空間或3度空間之組合所製得的分子篩。 MCM-22家族物質可依具有在12.4±0.25、3.57土 及3_42± 0.07埃有著d-間距最大値之X-射線繞射圖 燒或合成)的特徵來表現。MCM-22家族物質也可依 在 12.4± 0.25、 6.9± 0.15' 3.57± 0.07 及 3.42± 0.07 著d-間距最大値之X-射線繞射圖(煅燒或合成)的 來表現。用來表現該分子篩之特徵的χ_射線繞射數 經由標準技巧並使用銅之κ_ α雙値做爲入射輻射及 閃光計數器且又連結電腦作爲收集系統之繞射儀而獲 構拓 係爲 Atlas 所述 此類 ‘一個 : · 一個 厚度 構拓 單元 等之 或無 0.07 (煅 具有 埃有 特徵 據係 配備 得。 -11 - 200904962 屬於MCM-22家族之物質包括MCM-22 (揭示於美國專利 4,954,325 號)、P S Η - 3 (揭示於美國專利 4,4 3 9,4 0 9 號)、SSZ-25 (揭示於美國專利4,826,667號)、ERB-1 (揭示於歐洲專利〇293032號)、ITQ-1 (揭示於美國專 利 6,077,498號)、ITQ-2 (揭示於國際專利公告案 W097/1 72 90號)、ITQ-30 (揭示於國際專利公告案 WO 2005118476 號)、MCM-36(揭示於美國專利 5,25 0,2 77 號)、MCM-49 (揭示於美國專利 5,23 6,5 75 號)、MCM-56 (揭示於美國專利5,362,697號)、UZM-8 (揭示於美國專利6,756,〇3〇號)。該等專利之全部內容 將併入本文供參考。 需理解的是上述之MCM-22家族分子篩和習知之大孔 沸石烷基化觸媒,如絲光沸石有所區別,因爲MCM-22家 族物質具有12-環狀表面袋,其和分子篩之10-環狀內孔系 統不相通。 以視爲MWW型拓撲之IZA-SC所命名的沸石物質係 爲多層物質,其具有因10及12員環之存在而引起的兩個 微孔系統。The Atlas of Zeolite Framework Types 分類出 五個具有此一相同拓撲之不同指定物質:MCM-22、ERB-1、ITQ-1、PSH-3、及 SSZ-25。 頃發現,MCM-22家族分子篩可用於各種烴轉化方法 中。MCM-22家族分子篩之實例有 MCM-22 ' MCM-49、 MCM-56、ITQ-1、PSH-3、SSZ-25、及 ERB-1。此類分子 篩可用在芳族化合物之烷基化上。舉例之,美國專利 -12- 200904962 6,93 6,744號揭示一製造單烷基化芳族化合物(特別是枯 烯)的方法,其包含在至少部份液相條件及轉烷基化觸媒 存在下將多烷基化芳族化合物與可烷基化芳族化合物接觸 而產生單烷基化芳族化合物的步驟,其中轉烷基化觸媒包 含至少兩種不同結晶分子篩之混合物,其中每一分子篩係 選自貝它沸石、沸石Y、絲光沸石及具有在12.4± 0.25、 6.9士 0.15、3.57± 0.07 及 3.42± 0.07 埃有著 d -間距最大値 之X-射線繞射圖的物質。 本揭示內容係關於一種藉由使可烷基化芳族化合物 (特別是苯)進行液相或部份液相烷基化作用而製造單烷 基化芳族化合物(特別是乙基苯、枯烯或第二丁基苯)的 改良方法機制。更特定言之,本發明係使用一種含有多孔 結晶物質的觸媒組成物,自擠出物中製得之該觸媒含有尺 寸在約125微米至約790微米且有效因子(下文將有所定 義)比原始擠出物增加約2 5 %至約7 5 0 %的催化性微粒物 質,以尺寸在約260微米至約700微米且有效因子(下文 將有所定義)比原始擠出物增加約50%至約650%更特 別。用於本揭示內容之觸媒組成物將包含具有外表面積對 體積比大於約7 9 cm_1的催化性微粒物質,而以大於約7 9 cm·1至約3 74 cm — 1更特別。 有效因子一般係定義爲在質量輸送限制下之反應速率 除以沒有質量輸送限制之反應速率。有效因子的詳細討論 可在一般論文的此類主題上發現,例如“Mass Transfer in Heterogeneous Catalysis” by C. N. Satterfield;及 “Mass -13- 200904962
Transfer in Heterogeneous Catalysis”, Robert Krieger Publishing Co., Malabar, FL, 1 980, original edition, M.I.T Press, Cambridge, MA,1970,其將倂入本文供參考。在某 些具體實施例中當觸媒於測量期間減活化時,反應速率常 數係藉由排除觸媒減活化的結果而測量,例如在減活化之 前經由外插反應速率而測量反應速率常數。在本揭示內容 中,有效因子係計算爲待試驗之觸媒的烷基化反應速率常 數除以沒有質量傳遞限制之烷基化反應的速率常數。烷基 化反應之速率常數的計算係以批次反應中之二級速率式的 解答爲基礎,此可於 “Elements of Chemical Reaction Engineering”,Fogler, H. Scott, P T R Prentice-Hal 1, Inc., 1 992,§8.3.1 & §5.6.2中發現。關於批次式枯烯試驗之更 多詳情可於隨後段落“Test Sequence for Cumene Manufacture in Batch Test”中發現。在沒有質量傳遞限制 之條件下測量的二級速率常數係自所測得之速率中估算使 用無限小的粒子時最大値反應速率爲何而算出,其中速率 常數係在沒有減活性的條件下測量,例如在減活化之前經 由外插反應速率。 本文中關於可用作爲進料之可烷基化芳族化合物之 “芳族”一詞經明瞭係與此藝中的範圍一致。此乃包括經取 代及未取代之單核-和多核化合物。假使在所選擇之反應 條件下可維持充份的催化活性’便可使用具有雜原子之芳 族特性的化合物。 本文中可被院基化之經取代芳族化合物必須具有至少 -14- 200904962 一個氫原子直接鍵結在該芳族核上。芳族環可經一或多個 烷基、芳基、烷芳基、烷氧基、環烷基、鹵速'及/或其 他不會干擾烷基化反應之基團取代。 適當之芳族化合物包括苯、萘、蒽、稠四苯、茈、 蔻、及菲,而以苯較佳。 一般而言,可作爲芳族化合物上之取代基的烷基含有 1至約22個碳原子,通常爲約1至8個碳原子,最常的是 約1至4個碳原子。 適當之經烷基取代的芳族化合物包括甲苯、二甲苯、 異丙基苯、正-丙基苯、α -甲基萘、乙基苯、均三甲基 苯、均四甲苯、甲基異丙基苯、丁基苯、假枯烯、鄰-二 乙基苯、間-二乙基苯、對-二乙基苯、異戊基苯、異己基 苯、五乙基苯、五甲基苯、1,2,3,4-四乙基苯、1,2,3,5-四 甲基苯、1,2,4-三乙基苯、1,2,3-三甲基苯、間-丁基甲 苯、對-丁基甲苯、3,5-二乙基甲苯、鄰-乙基甲苯、對-乙 基甲苯、間-丙基甲苯、4 -乙基-間-二甲苯、二甲基萘、乙 基萘、2J-二甲基蒽、9-乙基蒽、2-甲基蒽、鄰-甲基蒽、 9,10-二甲基菲、及3 -甲基-菲。高分子量之烷基芳族化合 物也可使用作爲起始物質’其包括藉由使芳族有機物與烯 烴寡聚物進行烷基化所產生之芳族有機物。此藝中此類產 物通常稱爲烷基化物且包括己基苯、壬基苯、十二烷基 苯、十五烷基苯、己基甲苯、壬基甲苯、十二烷基甲苯、 十五烷基甲苯,等。通常烷基化物係以高沸點餾份獲得, 其中連接在芳族核之烷基大小係在約C6至約Cl2中變化。 -15- 200904962 當枯烯或乙基苯係爲所欲之產物時,本發明方法會產生可 接受的些微副產物,例如,各別爲正-丙基苯及二甲苯。 在此情況下製得之這些副產物可小於約 1 0 0 wppm。 含有苯、甲苯及/或二甲苯之重整產物係組成本揭示 內容之烷基化方法的特別有用之進料。 可用於此揭示內容之方法的烷基化劑通常包括具有一 或多個有用之烷基化脂族基團的任何脂族或芳族有機化合 物,該烷基化脂族基團能與可烷基化芳族化合物反應,且 較佳地具有1至5個碳原子之烷基化基團。適當之烷基化 劑實例有烯烴、如乙烯、丙烯、丁烯類如1-丁烯、2-丁烯 或異丁烯、戊烯類;醇類(包含一元醇、二元醇、三元醇 等)如甲醇、乙醇、丙醇類' 丁醇類、及戊醇類;醛類如 甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、及正-戊醛;及烷基鹵如甲基 鹵、乙基鹵、丙基鹵類、丁基鹵類、及戊基鹵類,等等。 這些化合物之混合物也可使用,例如丙稀與丙醇之混合 物。 在本揭示內容之烷基化方法中高級烯烴之混合物也可 用作爲烷基化劑。據此,爲各種煉油廠流之主要成份的乙 烯、丙烯、丁烯類、及/或戊烯類之混合物,亦即燃料氣 體,含有乙烯、丙烯等之氣體工廠廢氣,含有輕質烯烴之 石腦油裂解廠廢氣,煉油廠FCC丙烷/丙烯流等都是有用 的烷基化劑。舉例說明之,典型之FCC輕質烯烴流具有下 列組份: -16- 200904962 韋晕% 莫耳% 乙烷 3.3 5.1 乙烯 0.7 1.2 丙烷 4.5 15.3 丙烯 42.5 46.8 異丁烷 12.9 10.3 正丁烷 3.3 2.6 丁烯類 22.1 18.32 戊烷類 0.7 0.4 可自本揭示內容之方法中獲得的反應產物包括取自苯 與乙烯反應的乙基苯、苯與丙烯反應之枯烯、甲苯與乙烯 反應的乙基甲苯、甲苯與丙烯反應之異丙基甲苯、及苯與 正-丁烯反應之第二丁基苯。本揭示內容之特別佳的方法 機制係關於藉使苯與丙烯烷基化而製造之枯烯及藉使苯與 乙烯烷基化而製造之乙基苯。 該等反應物可部份或全部爲液相,並可爲純的,也就 是說’沒有故意地以其他物質混合或稀釋,或是該等反應 物可藉助於載劑氣體或稀釋劑(如氫、甲烷及/或氮氣) 而與觸媒組成物接觸。 本揭示內容之烷基化方法係在有效的烷基化條件下於 適當之反應區中使有機反應物(即該可烷基化芳族化合物 及該烷基化劑)與當前所需之觸媒接觸而進行。此類條件 包括溫度約〇°C至約500°C (以約10°C至約260 °C爲較 佳)、壓力約20至約25000 kPa-a (以約1〇〇至約5500 kPa-a爲較佳)、可烷基化芳族化合物對烷基化劑之莫耳 -17- 200904962 比約〇· 1 : 1至約50 : 1 (以約0.5 : 1至約10 佳)、及以院基化劑爲基礎之進料每小時重量 (WH S V )約 0. 1 至 5 0 0 hr.1 (以約 0 · 1 至約 1 〇 〇 佳)。 當苯與乙烯進行烷基化而生成乙基苯時,此 應較佳地係在包括溫度約1 5 0 °C至約3 0 0 °c (以約 約260°C更佳)、壓力至高約20400 kPa-a (以約 約5 5 00 kPa-a更佳)、以乙烯烷基化劑爲基礎之 量空間速度(WHSV )約0.1至約20 hr·1 (以約C hr〃更佳)、及烷基化反應區內苯對乙烯之比約 約100: 1莫耳(以0.5 : 1至50 : 1莫耳爲較 1 : 1至約3 0 : 1莫耳更佳,約1 : 1至約10: 佳)的條件下於液相中進行。 當苯與丙烯進行烷基化而生成枯烯時,此反 括溫度至高約2 5 0°C (以至高約150°C較佳’如糸 約125 °C)、壓力約25000 kPa-a或更少(如約 3000 kPa-a)、以丙烯烷基化劑爲基礎之每小時 速度(WHSV )約 0.1 hr·1 至約 250 hr·1 (以約 1 SOhr·1較佳)、及烷基化反應區內苯對丙烯之比秀 至約100: 1莫耳(以0.5: 1至50: 1莫耳爲較 1 : 1至約3 0 : 1莫耳更佳,約1 : 1至約1〇: 佳)的液相條件下進行。
當苯與丁烯進行烷基化而生成第二丁基苯時 也可在包括溫度至高約250°C (以至高約150°C :1爲較 空間速度 hr_1爲較 烷基化反 '170t 至 丨2000至 每小時重 >.5至約6 0.5 : 1 至 佳,以約 1莫耳最 應可在包 5 1 0 〇C 至 1 0 0至約 重量空間 hr·1至約 5¾ 0.5 : 1 佳,以約 1莫耳最 ,此反應 較佳,如 -18- 200904962 約1 0 Ό至約1 2 5 °c )、壓力約2 5 0 0 〇 kP a- a或更少(如約 1至約3000 kPa-a)、以丁烯烷基化劑爲基礎之每小時重 量空間速度(WHS V )約0. 1 hr-1至約250 hr·1 (以約1 hr-1至約5 Ohr_1較佳)、及烷基化反應區內苯對丁烯之比約 0.5: 1至約100: 1莫耳(以0.5: 1至50: 1莫耳爲較 佳,以約1 : 1至約3 0 ·· 1莫耳更佳’約1 ·· 1至約1 〇 : 1 莫耳最佳)的液相條件下進行。 舉例之,由於小微粒尺寸觸媒之故’用於本揭示內容 之反應區可爲以低線速度操作而不會產生不可接受之壓降 的固定床反應器;連續攪拌槽反應器(CSTR );及以向 上流模式(up-flow mode)操作以使觸媒依沸騰方式移動 的翻騰床(ebullating bed);或其中觸媒及進料係經由充 當反應器之管線泵送而形成鬆散漿料的槳料迴路。 用於本揭示內容之固定床係以低線速度操作以免產生 不可接受之壓降,此係描述於 “Elements of Chemical Reaction Engineering”,Fogler,H. Scott, P T R Prentice-Hall, Inc., 1 992, §4.4 & §8.3.2,及 “ P e r r y ’ s C he mi c a 1 Engineer’s Handbook”,7th e d., Perry Robert H.及 Green, Don W., McGraw-Hill Companies, Inc.,1997, §23,彼等文 獻將倂入苯文供參考。 用於本揭示內容之連續攪拌槽反應器(CSTR )係描 述於 “Elements of Chemical Reaction Engineering”,Fogler, H. Scott, P T R Prentice-Hall, Inc., 1 992, §8.3.1 & §5.6.2 > 及 “Perry’s Chemical Engineer’s Handbook”,7th -19- 200904962 ed.,Perry Robert Η·及 Green, Don W.,McGraw-Hill Companies,Inc·,1 997,§23,彼等文獻將倂入苯文供參 考。 用於本揭示內容之翻騰床係以向上流模式操作以使觸 媒依沸騰方式移動,此係描述於 “Perry’s Chemical Engineer’s Handbook”,7th ed_,Perry Robert Η.及 Green, Don W.,McGraw-Hill Companies, Inc.,1997,§23,此文獻 將倂入苯文供參考。 用於本揭示內容之漿料反應器,其中觸媒及進料係在 槽中攪拌或經由充當反應器之管線泵送,此係描述於 “Chemical and Catalytic Reaction Enginnering, Carberry, James J·,McGraw-Hill, Inc·, 1976,§10.6,及 “Perry’s
Chemical Engineer’s Handbook”,7th ed_, Perry Robert H. 及 Green, Don W., McGraw-Hill Companies, Inc., 1 997, §23,彼等文獻將倂入苯文供參考。 用於本揭示內容之觸媒可包括具有貝它沸石(揭示於 美國專利 3,3 0 8,069號)或MWW結構型式之結晶分子 篩,例如那些在 12.4± 0.25 、 6.9± 0.15 、 3.57± 0.07 及 3.42士 0.07埃有著d-間距最大値之X-射線繞射圖者。 MWW結構型式物質之實例包括MCM-22 (揭示於美國專 利4,954,325號)、PSH-3 (揭示於美國專利4,439,409 號)、SSZ-25 (揭示於美國專利4,826,667號)、ERB-1 (揭示於歐洲專利0293 032號)、ITQ-1 (揭示於美國專 利6,077,498號)、ITQ-2 (揭示於美國專利 6,231,751 -20- 200904962 號)、ITQ-30(揭示於國際專利公告案 WO 2005-118476 號)、MCM-36(揭示於美國專利5,250,277號)、MCM-49 (揭示於美國專利5,236,575號)、MCM-56 (揭示於美 國專利5,3 6 2,6 9 7號)。該觸媒可包括未經結合或自行結 合形式之分子篩,或替代地,該分子篩可依習知方式與下 文中詳述之氧化物黏合劑組合。至於本揭示內容的改良 爲,自擠出物中製造之該觸媒的平均粒度必須是約125微 米至約790微米大小,且具有之有效因子比原始擠出物增 加約2 5 %至約 7 5 0 %。更特定言之,自擠出物中製得之該 觸媒尺寸在約260微米至約700微米且有效因子比原始擠 出物增加約5 0 %至約6 5 0 %。同時,觸媒之外表面積對體 積比將大於約79 cm·1,以大於約79 cnT1至約374 cm — 1爲 較佳。 關於本揭示內容之反應程序,烷基化反應器流出物含 有過量之芳族進料、單烷基化產物、多烷基化產物、及各 種雜質。芳族進料係藉由蒸餾並再循環至烷基化反應器 內。通常會自再循環流中進行小小的卸放而自迴路中排除 未反應雜質。來自蒸餾之底部產物將進一步蒸餾而使單烷 基化產物與多烷基化產物及其他重質份分離。 自烷基化反應器流出物中分離之任何多烷基化產物可 於轉烷基化反應器中並在適當之轉烷基化觸媒上與從烷基 化反應器中分離之額外的芳族進料反應。此轉烷基化觸媒 可包括具有貝它沸石、沸石Y、絲光沸石或M C Μ - 2 2家族 物質(具有在 12.4士 0.25、6.9± 0.15、3·57± 0_07 及 3.42士 -21 - 200904962 0·〇7埃有著d-間距最大値的X-射線繞射圖)之結構的結 晶分子篩中之一者或其混合物。 用來表現上述分子篩結構之特徵的X _射線繞射數據 係經由標準技巧並使用銅之Κ- α雙値做爲入射幅射及配 備閃光計數器且又連結電腦作爲收集系統的繞射儀而各崔 得。舉例之’具有上述X-射線繞線的物質包括mcm_22 (揭示於美國專利4,954,325號)、PSH-3(揭示於美國專 利4,43 9,409號)、SSZ-25 (揭示於美國專利4,826,667 號)、ERB-1 (揭示於歐洲專利02 93 03 2號)、ITQ-1 (揭 示於美國專利6,077,49 8號)、ITQ-2 (揭示於美國專利 6,231,751號)、ITQ-30 (揭示於國際專利公告案 WO 200 5 - 1 1 8476 號)、M C Μ - 3 6 (揭示於美國專利 5,25 0,2 77 號)、MCM-49 (揭示於美國專利 5,23 6,575 號)、MCM-56 (揭示於美國專利5,3 62,697號),而以 M C Μ - 2 2特別佳。 貝它沸石係揭示於美國專利3,308,069號。沸石γ及 絲光沸石係天然發生但也可以其合成形式中之一者來使 用’例如超穩定 Y ( USY )揭示於美國專利3,449,070 號,稀土金屬交換之Y(REY)揭示於美國專利4,415,438 號,及TEA-絲光沸石(亦即從含有四乙銨定向劑之反應 混合物中製備的合成絲光沸石)揭示於美國專利 3,766,093號及3,894,104號。然而,在TEA-絲光沸石用 爲轉烷基化觸媒的情況中,描述於上述該等專利中的特定 合成方式係製造由主要地大晶體組成之絲光沸石產物,其 -22- 200904962 尺寸大於1微米,典型地約5至10微米。頃發現,控制 該合成以使所得之TEA-絲光沸石具有小於〇.5微米之平均 晶體大小’在液相芳族轉烷基化中將導致能實質提高活性 之轉烷基化觸媒。 欲用於轉烷基化的小晶體TEA-絲光沸石可自具有下 列範圍之莫耳組成的合成混合物中經結晶作用而製造: 有用的 較佳的 R/R+Na+ = >0.4 0.45-0.7 0H-/Si02 = <0.22 0.05-0.2 Si/Al2 = >30-90 35-50 H20/0H = 50-70 50-60 此合成混合物之結晶作用係在90至200°C溫度下進行 6至1 8 0小時。 用於本揭示內容之觸媒可含有無機氧化物物質基質或 黏合劑。此類基質物質包括合成或天然發生之物質以及如 黏土、二氧化矽及/或金屬氧化物之無機物質。後者可爲 天然發生或包括二氧化矽與金屬氧化物之混合物的凝膠狀 沉澱物或凝膠型式。可與無機氧化物物質合成之天然發生 的黏土包括那些蒙脫石及高嶺土家族,此家族包括變膨潤 土及習知爲迪克西、McNamee、喬治亞州及佛羅里達州黏 土的高嶺土,或主要礦物成份爲多水高嶺石、高嶺石、地 開石、珍珠陶土或富矽高嶺石的其他物質。此類黏土可以 原始採礦的生礦狀態使用,或初步地進行煅燒、酸處理或 化學改質。 -23- 200904962 本文所用之特別有效的觸媒基質或黏合劑物質包括二 氧化矽、氧化鋁、氧化锆、氧化鈦、二氧化矽-氧化鋁、 二氧化矽-氧化鎂、二氧化矽-氧化銷、二氧化矽-氧化社、 二氧化矽-氧化鈹、二氧化矽-氧化鈦以及三元組成物,如 二氧化矽-氧化鋁-氧化钍 '二氧化矽-氧化鋁-氧化鉻、二 氧化矽-氧化鋁-氧化鎂及二氧化矽-氧化鎂-氧化鉻。該基 質可爲共凝膠形式。也可使用這些組份之混合物。 若存在有黏合劑或基質時,結晶分子篩與黏合劑或基 質之相對比例可隨著結晶分子篩含量而在約1至約99重 量比的範圍內寬廣地變化,更常地係以總觸媒計約3 0至 約8 0重量比之範圍。當然,觸媒可包含自行結合之分子 篩或未經結合之分子篩,依此則爲約1 〇 〇 %之結晶分子 舖。 用於本揭示內容之觸媒,或其結晶分子篩組份,可含 有或不含添加之官能度,例如第6族金屬(如Cr及 Mo )、第7族(如Μη及Re )或第8、9 '和10族(如 Co、Ni、Pd 及 Pt )、或磷。 用於本揭示內容之觸媒必須自擠出物中製造且具有約 1 25至約790微米狹窄範圍的平均粒徑而有效因子比原始 擠出物增加約25%至約750% ’例如,尺寸在約260微米 至約7 0 0微米而有效因子比原始擠出物增加約5 0%至約 650%。舉例之,此舉可藉由壓碎及篩分而使0.159公分圓 柱狀擠出物或〇·127公分造形(如三波瓣或四波瓣)之擠 出物的粒度減小。以分子鋪之製造、改質及描述來看,分 -24- 200904962 子篩及/或沸石的摘述係說明於“肘〇16(;111313丨6¥63-Principles of Synthesis and Identification”,( R. Szostak, Blackie Academic & Professional, London, 1 998, Second Edition) —書中。除了分子篩之外,無定形物質,首要爲 二氧化矽、矽酸鋁及氧化鋁已用作爲吸附劑及觸媒載體。 許多熟知之技巧,如噴霧乾燥、製粒、製成顆粒及擠壓已 用於或正用於製造如球狀粒子形式之大結構物,具有微孔 及其他形式之多孔物質的擠出物、顆粒及錠片則用於催 化、吸附及離子交換。這些技巧之槪述係說明於“Catalyst Manufacture”,A. B. Stiles 及 T. A. Koch, Marcel Dekker, New York, 1995。 本揭示內容之牽涉到烷基化機制的非限制性實例係參 考下列實驗而說明。在這些實驗中,觸媒活性係參考動力 速率常數而定義(其係藉由假定二級反應動力學而測 量)。關於動力速率常數之測量的討論,可參考 “Heterogeneous Reactions: Analysis, Examples, and
Reactor Design, Vol_ 2: Fluid-Fluid-Solid Reactions” by L. K. Dorai s wamy 及 Μ· M . Shanna, John Wiley & S ons,New
York(1994)及 “Chemical Reaction Engineering” by 〇 · Levenspiel,Wiley Eastern Limited, New Delhi(1 972)。 試驗用之觸媒 在這些實驗中,待試驗之觸媒物質係如下列: “物質1”係爲MCM-49觸媒,其係藉由將80重量% -25- 200904962 MCM-49觸媒及20重量%氧化鋁之混合物擠壓成具有直徑 0.127公釐及長度0.635公釐的實心四波瓣狀擠出物(本 文以下爲“MCM-49四波瓣狀觸媒”)。所得之觸媒粒子具 有78 cnT1的表面積對體積比且有效因子爲〇.18。 “物質2”係藉由將該0.127公釐之MCM-49四波瓣狀 觸媒壓碎及篩分爲25 0至297微米之粒度範圍而自物質1 中製備。所得之觸媒粒子具有344 cnT1的表面積對體積比 且有效因子爲0.65。有效因子比物質1觸媒增多261%。 “物質3”係爲MCM-22觸媒,其係藉由將65重量% MCM-22觸媒及35重量%氧化鋁之混合物擠壓成具有直徑 0.159公釐及長度0_63 5公釐的實心圓柱狀擠出物(本文 以下爲“ M C Μ - 2 2圓柱狀觸媒”)。所得之M C Μ - 2 2圓柱狀 觸媒粒子具有34.6 cnT1的表面積對體積比且有效因子爲 0.08。 “物質4”係藉由將該0.159公釐之MCM-22圓柱狀觸 媒壓碎及篩分爲250至297微米之粒度範圍而自物質3中 製備。所得之觸媒粒子具有344 cnT1的表面積對體積比且 有效因子爲0.55。有效因子比物質3觸媒增多587%。 “物質5”係爲貝它沸石觸媒,其係藉由將80重量%貝 它沸石觸媒及20重量%氧化鋁之混合物擠壓成具有直徑 0.127公釐(1/20英吋)及長度0.635公釐的實心四波瓣 狀擠出物(本文以下爲“貝它四波瓣狀觸媒”)。所得之貝 它四波瓣狀觸媒粒子具有78 cnT1的表面積對體積比且以 二級速率常數爲基礎(其係在減活化之前及沒有質量輸送 -26- 200904962 限制下外插反應速率而測量)的有效因子爲0.2 1 “物質6”係藉由將該0.127公釐之貝它四波 壓碎及篩分爲25〇至297微米之粒度範圍而自物 備。所得之觸媒粒子具有344 crrT1的表面積對體 二級速率常數爲基礎(其係在減活化之前及沒有 限制下外插反應速率而測量)的有效因子爲0.73 子比物質5觸媒增多3 4 7 %。 觸媒反應率測量步驟 批次試驗之實驗 各別地將用於枯烯製造之3 0 0毫升P a r r批次 及用於乙基苯製造之600毫升Parr批次反應容器 拌棒及靜態觸媒籃,以便用於活性及選擇率測量 等反應容器安裝兩個用來各別導入苯及丙烯或乙 除容器。 進料之預處理 苯 苯係自商品化來源中獲得。將苯通過含有等 比)之分子舗13X、分子舖4A、Engelhard F-24 Selexsorb CD (依序從入口到出口)的預處理容 升Hock容器),然後通過含有MCM-22觸媒之 容器。所有進料預處理物質係於使用前在26(TC 燥1 2小時。 瓣狀觸媒 質5中製 積比且以 質量輸送 。有效因 反應容器 裝配一攪 上。使該 稀的可移 份(體積 黏土、及 器(2公 2 5 〇毫升 烤箱中乾 -27- 200904962 丙烯及乙烯 丙烯及乙烯係在商品化特殊產品氣體來源中獲得且爲 聚合物等級。將丙烯及乙烯通過一含有依下列次序之預處 理物質的300毫升容器:
a. 150毫升分子篩5A
b. 1 5 0 毫升 Selexsorb CD 此兩種護床係於使用前在260 °C烤箱中乾燥12小時。 氮氣 氮氣爲超高純度等級且係自商品化特殊產品氣體來源 中獲得。將氮氣通過一含有依下列次序之預處理物質的 3 00毫升容器:
a. 150毫升分子舖5A
b. 150 毫升 Selexsorb CD 此兩種護床係於使用前在260 °C烤箱中乾燥12小時。 觸媒預處理及裝塡 在空氣中將2公克觸媒試樣放在260 °C烤箱中乾燥2 小時。自烤箱中移出該觸媒並立刻稱重1公克觸媒。使用 石英碎片排列在籃子底部,接著將該觸媒裝塡在第一層石 英的上方而裝塡到籃子內。然後再將石英碎片放置在觸媒 上方。在空氣中將含有觸媒及石英碎片的籃子放在26(rc 烤箱內乾燥至過夜約1 6小時。 -28- 200904962 在每一實驗之前以適當溶劑(如甲苯)清洗該反應器 及所有管線。清洗後在空氣中乾燥反應器及所有管線以排 除所有微量清洗溶劑。自烤箱中移出含有觸媒及石英碎片 的籃子並立刻放在反應器內並立即裝配該反應器。 批次試驗中枯烯製造的試驗順序 反應器溫度設定在170°C並以100 sc cm的超高純度 氮氣清洗2小時。氮氣清洗反應器2小時之後,將反應器 溫度減低至130 °C,停止氮氣清洗並將反應器出口關閉。 在封閉系統中將156.1公克數量之苯裝入300毫升移轉容 器。以超高純度氮氣將苯容器加壓至790 kPa-a並將苯轉 移到反應器。攪拌機速度設定在500 rpm並讓反應器平衡 達1小時。 然後,使75毫升Hoke移轉容器裝滿28.1公克的液 體丙烯並連接到反應器容器,然後再與2169 kPa-a超高純 度氮氣連接。待苯一小時攪拌過去後,將丙烯自Hoke容 器中轉移到反應器。在整個運轉期間維持2169 kPa-a氮氣 來源使接連到丙烯容器並通向反應器,以便於試驗期間維 持固定的反應壓力。丙烯加入後在30、60、120、150、 180及240分鐘處取出液體產物試樣。 批次試驗中乙基苯製造的試驗順序 反應器溫度設定在170°C並以1〇〇 sc cm的超高純度 氮氣清洗2小時。氮氣清洗反應器2小時之後’將反應器 -29- 200904962 溫度減低至220 °C,停止氮氣清洗並將反應器出口關閉。 在封閉系統中將195公克數量之苯裝入600毫升移轉容 器。以超高純度氮氣將苯容器加壓至790 kPa-a並將苯轉 移到反應器。攪拌機速度設定在500 rpm並讓反應器平衡 達1小時。待苯一小時攪拌過去後,將39.4公克乙烯導 入反應器內。在整個運轉期間維持2169 kPa-a氮氣來源並 使接連到反應容器,以便於試驗期間維持固定的反應壓 力。乙烯加入後在30、60、120、150、180及240分鐘處 取出液體產物試樣。 固定床試驗中枯烯製造的試驗順序 這些實驗係在向下游結構的固定床3/8”或3/4” OD管 狀反應器中進行。反應爐以等溫模式控制。觸媒在塡入反 應器之前係以離線方式於2 6 的空氣中乾燥2小時。實 驗係以整個擠出物之觸媒裝塡在3/8”反應器中而進行。 觸媒床係軸向地集中在中段熔爐區。所用之觸媒爲擠出物 形式、噴霧乾燥形式、或壓碎之擠出物,視實驗而定其尺 寸係在250微米至297微米。所有觸媒都以惰性沙塞滿以 塡滿空隙空間。反應條件爲125 °C、2169 kPa-a且苯/丙烯 莫耳比爲2.8/1。實驗期間每小時之重量空間速度調整在 以丙烯計爲0.1 hr·1至3 20 hr·1。 反應器啓動時,以超高純度氮氣使反應器達到2 1 69 kPa-a之反應壓力,並在導入進料前加熱到125 t的反應 溫度。在收集據據之前讓觸媒平衡1至2天而達到穩態。 -30- 200904962 根據該枯烯批次試驗步驟來測驗該MCM-49 觸媒(物質1 )、該MCM-22圓柱狀觸媒(物f 藉由壓碎及篩分而從彼等中製備之該250微米至 觸媒(平均値爲274微米)(各別爲物質2及, 該乙基苯批次試驗步驟來測驗該MCM-49四波 (物質1)及藉由壓碎及篩分而從物質1中製僱 微米至297微米觸媒(平均値爲274微米)(衫 根據該枯稀固定床步驟來測驗該MCM-49四波 (物質1 )、該貝它圓柱狀觸媒(物質5 )、及 及篩分而從彼等中製備之該25 0微米至297微 均値爲274微米)(各別爲物質2及6)。 實施例1 在這些實驗中,枯烯係藉由在批次漿料反應 上文關於批次試驗中枯烯製造的試驗順序所詳述 並在所選擇之各別取自物質1、2及3的觸媒上彳 量份之苯與1重量份之丙烯接觸而製造。自每一 集所產生之枯烯(異丙基苯’ IPB )及二』 (DIPB ),頃發現,用於本揭示內容之觸媒,即 可使DIPB/IPB比率降低約30%。同時,物質2 物質1高出約288%的活性’及比物質3高出約 性。 實施例2 四波瓣狀 3 )、及 297微米 )。根據 瓣狀觸媒 之該250 質2)。 瓣狀觸媒 藉由壓碎 觸媒(平 器中使用 的步驟, 吏5.55重 實驗中收 笔丙基苯 物質2, 也產生比 6 0 0 %的活 -31 - 200904962 在這些實驗中,枯烯係藉由在批次漿料反應器中使用 上文關於批次試驗中枯烯製造的試驗順序所詳述之步驟, 並在含有0.127公分MCM-49四波瓣狀觸媒(物質1)及 藉由壓碎及篩分而從物質1中製備之250微米至297微米 觸媒(物質2)的觸媒上使5.55重量份之苯與1重量份之 丙烯)接觸而製造。自每一實驗中收集所產生之枯烯(異 丙基苯’ IPB)及二異丙基苯(DIPB ),頃發現,物質2 再次地使DIPB/IPB比率降低30%。 實施例3 在這些實驗中,枯烯係藉由在批次漿料反應器中使用 上文關於批次試驗中枯烯製造的試驗順序所詳述的步驟, 並在含有MCM-22圓柱狀觸媒(物質3)及藉由壓碎及篩 分而從物質3中製備之250微米至297微米觸媒(物質 2)的觸媒上使5.55重量份之苯與1重量份之丙烯接觸而 製造。自每一實驗中收集所產生之枯烯(異丙基苯, IPB )及二異丙基苯(DIPB ),頃發現,觸媒物質4可使 DIPB/IPB比率降低13%。 實施例4 在這些實驗中,乙基苯係藉由在批次漿料反應器中使 用上文關於批次試驗中乙基苯製造的試驗順序所詳述的步 驟’並在含有0.127公分MCM-49四波瓣狀觸媒(物質 1)及藉由壓碎及篩分而從物質I中製備之250微米至297 -32- 200904962 微米觸媒(物質2)的觸媒上使0.9 5重量份之苯與1重量 份之乙稀接觸而製造。自每一實驗中收集所產生之乙基苯 (EB )及二乙基苯(DEB ),頃發現’物質2可使 DEB/EB比率降低23%。 實施例5 在這些實驗中,枯烯係藉由在固定床微反應器中使用 上文關於固定床試驗中枯烯製造的試驗順序所詳述的步 驟,並在含有〇.127公分MCM-49四波瓣狀觸媒(物質 1 )及藉由壓碎及篩分而從物質1中製備之250微米至297 微米觸媒(物質2)使5.2重量份之苯與1重量份之丙烯 接觸而製造。自每一實驗中收集所產生之枯烯(異丙基 苯,IPB )及二異丙基苯(DIPB ),頃發現,實施例8可 使DIPB/IPB比率降低約54%。 實施例6 在這些實驗中,枯烯係藉由在批次漿料反應器中使用 上文關於批次試驗中枯烯製造的試驗順序所詳述的步驟, 並在含有貝它四波瓣觸媒(物質5)及藉由壓碎及篩分而 從物質5中製備之250微米至297微米觸媒(物質6)的 觸媒上使5.2重量份之苯與丨重量份之丙烯接觸而製造。 自每一實驗中收集所產生之枯烯(異丙基苯,IpB)及二 異丙基苯(DIPB ) ’頃發現’觸媒物質6在減活化之前可 使DIP B /1P B比率降低6 5 %。 -33- 200904962 實施例7 在一於130t、2413 kPa-a入口壓力及以丙烯爲基礎 之WHSV爲76.51^1下並在液相中進行的模擬CSTR反應 中,觸媒體積16.8立方公尺且包含觸媒物質1,進料含有 25重量份丙烯及75重量份苯’丙烯轉化率32.4%。以含 有MCM-49四波瓣狀觸媒且已壓碎及篩分爲250微米至 297微米大小的觸媒(物質2 )來模擬相同的CSTR反 應,頃發現,丙烯轉化率66.2%。此實施例顯示,在連續 攪拌槽反應器中尺寸在本揭示內容所要求內的觸媒粒子在 液相之丙烯與苯的反應中可有效地增加丙烯轉化率。 本文中列舉的所有專利、專利申請案、試驗步驟、論 文、公告、及其他文獻在某程度上其揭示內容和本發明揭 示內容不一致時也將全部倂入供參考,且此一倂入中之所 有權限係被允許的。 當數字下限及數字上限列於本文中時,任何下限至任 何上限之範圍都可涵蓋。 雖然本揭示內容之解說性具體實施例已特別說明,但 可明瞭的是各種其他修正係顯見的’且只要不違背本揭示 內容之精神及範圍熟諳此藝者都可輕易地進行。因此,隨 附之申請專利範圍並不意圖限制本文所述之實施例及說 明,而是該等申請專利範圍可認作爲涵蓋本揭示內容中所 有專利上新穎之特徵,其包括本揭示內容所屬之被熟諳此 藝者視爲相等物的所有特徵。 -34-
Claims (1)
- 200904962 十、申請專利範圍 1. 一種在反應區內製造單烷基化芳族化合物的方法, 該方法包含在烷基化反應條件下將含有可烷基化芳族化合 物及烷基化劑之進料與催化性微粒物質接觸,其改良之處 爲該催化性微粒物質係自擠出物中製造且含有尺寸在約 125微米至約790微米而有效因子比原始擠出物增加約 25%至約 750%之粒子,並具有外表面積對體積比大於約 7 9 cm·1。 2_如申請專利範圍第1項之方法,其中該催化性微粒 物質含有尺寸在約260微米至約700微米而有效因子比原 始擠出物增加約5 0 %至約6 5 0 %之粒子,並具有外表面積 對體積比大於約79 cm·1至約374 cm·1。 3 ·如申請專利範圍第1項之方法,其中該可烷基化芳 族化合物係選自苯、萘、蒽、稠四苯、茈、蔻、菲及彼等 之混合物。 4.如申請專利範圍第1項之方法,其中該可烷基化芳 族化合物係選自甲苯、二甲苯、異丙基苯、正丙基苯、α· 甲基萘、乙基苯、均三甲基苯、均四甲苯、甲基異丙基 苯、丁基苯、假枯烯、鄰-二乙基苯、間-二乙基苯、對-二 乙基苯、異戊基苯、異己基苯、五乙基苯、五甲基苯、 1,2,3,4-四乙基苯、丨,2,3,5-四甲基苯、1,2,4-三乙基苯、 1,2,3-三甲基苯、間-丁基甲苯、對-丁基甲苯、3,5-二乙基 甲苯、鄰-乙基甲苯、對-乙基甲苯、間-丙基甲苯、4-乙 基-間-二甲苯、二甲基萘、乙基萘' 2,3-二甲基蒽、9-乙 -35- 200904962 基蒽、2-甲基蒽、鄰-甲基蒽、9,10-二甲基菲、3_甲基-菲 及彼等之混合物。 5 .如申請專利範圍第1項之方法,其中該進料含有至 少一種院基化物及重整產物(reformate)。 6 ·如申請專利範圍第1項之方法,其中該院基化劑係 選自烯烴、醇類、醛類、烷基鹵及彼等之混合物。 7 .如申請專利範圍第1項之方法,其中該反應條件包 括溫度約〇°C至約500°C,壓力約〇_2至約25000 kPa-a、 可烷基化芳族化合物對烷基化劑之莫耳比約〇 . 1 : 1至,約 5 〇 : 1,及以烷基化劑爲基礎之進料每小時重量空間速度 (WHSV )約 0.1 至 5 00 hr.1。 8 ·如申請專利範圍第1項之方法,其中該催化性微粒 物質含有選自MCM-22家族物質、貝它(β)及彼等之混 合物的多孔結晶物質。 9. 如申請專利範圍第1項之方法’其中該反應區係位 於固定床反應器、連續攪拌槽反應器、及以向上流模式 (up-flow mode )操作之翻騰床反應器(ebullating bed reactor)中之至少一者內。 10. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該反應區係 位於漿料迴路反應器內,其中該催化性微粒物質及進料形 成鬆散漿料,係經由管線泵送。 1 1 ·如申請專利範圍第3項之方法,其中該烷基化劑 包含選自乙烯、丙烯、丁烯類、戊烯類及彼等之混合物之 烯烴。 -36- 200904962 1 2 .如申請專利範圍第4項之方法,其中該烷基化劑 包含選自乙儲、丙烯、丁烯類、戊烯類及彼等之混合物之 烯烴。 1 3 .如申請專利範圍第5項之方法,其中該烷基化劑 包含乙烯、丙烯、1-丁烯、2-丁烯或異丁烯。 1 4 ·如申請專利範圍第1 1項之方法,其中該可烷基化 芳族化合物爲苯’而該烷基化劑包含乙烯、丙烯、1· 丁 烯、2-丁烯或異丁烯。 1 5 ·如申請專利範圍第3項之方法,其中該烷基化劑 爲乙烯,該可烷基化芳族化合物爲苯,而該單烷基化芳族 化合物爲乙基苯。 1 6 ·如申請專利範圍第3項之方法,其中該烷基化劑 爲丙烯,該可烷基化芳族化合物爲苯,而該單烷基化芳族 化合物爲異丙基苯。 17.如申請專利範圍第15項之方法,其中該反應條件 包括溫度約150°C至約3 00 °C,壓力至高約20400 kPa-a、 以乙烯烷基化劑爲基礎之每小時重量空間速度(WH S V ) 約0.1至約20 hr·1,及反應區內苯對乙烯之比例約〇·5: 1 至約50 : 1莫耳。 1 8 .如申請專利範圍第1 6項之方法,其中該反應條件 包括溫度至高約250 °C,壓力約25000 kPa-a或更少、以丙 烯烷基化劑爲基礎之每小時重量空間速度(WHSV )約0.1 hr·1至約250 hr·1,及反應區內苯對丙烯之比例約0·5 : 1 至約50 : 1莫耳。 -37- 200904962 1 9 .如申請專利範圍第3項之方法,其中該催化性微 粒物質包含具有結構爲貝它沸石、MCM-22家族物質或彼 等之混合物的結晶分子篩。 2 0 ·如申請專利範圍第4項之方法,其中該催化性微 粒物質包含具有結構爲貝它沸石、MC Μ-22家族物質或彼 等之混合物的結晶分子篩。 2 1 ·如申請專利範圍第1項之方法,其中該催化性微 粒物質包含具有X-射線繞射圖含括12.4± 0.25、6.9士 0_15、3.57± 〇_〇7及3.42± 0.07埃之d-間距最大値的結晶 分子篩。 22. 如申請專利範圍第19項之方法,其中該MCM-22 家族物質包含具有結構爲 MCM-22、PSH-3、SSZ-25、 ERB-1、ITQ-1、ITQ-2、ITQ-30、MCM-36、MCM-49 或 MCM-56之結晶矽酸鹽。 23. 如申請專利範圍第20項之方法,其中該MCM-22 家族物質包含具有結構爲 MCM-22、PSH-3、SSZ-25、 ERB-1、ITQ-1、ITQ-2、ITQ-30、MCM-36、MCM-49 或 MCM-56之結晶矽酸鹽。 2 4.申請專利範圍第14項之方法,其中該烷基化劑包 含1-丁烯、2-丁烯或異丁烯,而該單烷基化芳族化合物爲 第二丁基苯。 2 5 .申請專利範圍第2 4項之方法,其中該反應條件包 括溫度至高約25〇°C ’壓力約25000 kPa-a或更少、以丙烯 烷基化劑爲基礎之每小時重量空間速度(WHS V )約0. 1 -38- 200904962 hr-1至約2 5 0 hr1,及反應區內苯對丙烯之比例約0.5 : 1 至約100 : 1莫耳。 -39- 200904962 Λ 七、指定代表圖: (一) 、本案指定代表圖為:無 (二) 、本代表圖之元件代表符號簡單說明:無 八、本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學 式:無 -4-
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