TW201311614A - 用於製備烷基化芳香烴的方法 - Google Patents

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Abstract

提供一種用於製備烷基化芳香烴的方法，在至少一酸催化劑存在下，溫度變化在35℃和90℃之間，在大氣壓力下，通過芳香烴接觸烷化劑，以獲得含烷基化芳香烴的烴層，其中烷化劑包含至少一C2至C50烯烴和至少一C2至C50烷烴的混合物，酸催化劑選自下述(i)和(ii)組成的群組，(i)具有分子式RSO3H的化合物，其中R獨立選自烷基、芳基、鹵素或烷基鹵化物組成的群組；(ii)離子液體組成物，包含(a)至少一陽離子前體，選自氫供體化合物、四烷基鹵化銨、鹵化磷或咪唑溴化物組成的化合物的群組、以及(b)至少一陰離子前體，選自金屬鹵化物和有機鹵化物組成的群組。

Description

用於製備烷基化芳香烴的方法
本發明涉及一種製備烷基化芳香烴的方法。
表面活性劑廣泛用於工業中，用以提高極性與非極性介質如油和水之間或者水與礦物質之間的接觸。直鏈烷基苯磺酸構成用於製備家用洗滌劑如洗衣液、洗碗液及其他家用清潔劑的製備的最廣泛使用的前體的種類。除此之外，其用作偶聯劑、用於農用除草劑的乳化劑以及乳液聚合中的催化劑也是現有技術中所眾所周知的。
直鏈烷基苯磺酸(Linear alkyl benzene sulfonic acid，LAS)通常通過在間歇式反應器中直鏈烷基苯與發煙硫酸的硫化而製備。一般，在同質或異質烷基化催化劑如氯化鋁、三氟化硼、硫酸、氫氟酸、磷酸和沸石存在下，藉由使苯/取代苯與烯烴或烯烴混合物接觸，完成直鏈烷基苯的製備。
氫氟酸(Hydrofluoric acid，HF)為該等反應最常用的酸催化劑。然而，根據安全性、毒性、揮發性、腐蝕性、廢料處理和不易處理的酸回收及其純化，基於HF的方法與多個操作關係有關。
美國專利文獻3104267和4219686分別公開了在芳香烴的烷基化期間路易士酸催化劑如包含四氯化鈦和烷基鋁二氯化物/二烷基鋁氯化物/烷基鋁倍半氯化物的混合物以及氯化鋁的用途。然而，該等文獻中公開的方法仍無法完全避免腐蝕酸及危險酸如HCl及/或HBr的使用。
此外，通過使用HF基催化劑，其中HF為最小酸性及最小腐蝕性的鹵化氫，一直嘗試削弱與腐蝕酸有關的問題。美國專利文獻如US3249650、US3494971、US3560587、US3686354、US3713615、US4239931和US3950448公開了用於烴的烷基化的該等催化劑的使用。然而，HF釋放至環境的危險成為一個問題。
HF基催化劑之外，還發現固體催化劑可促進直鏈烷基苯製備，如US3494971、US7737312、US5334793、US3346657、US4358628、US4368342、US4513156、US4973780、US5196574、US5196624、US5344997、US5574198、 US5777187、US5847254、US5894076、US6133492、US7655824、US20110118517和US20110144403所公開。然而，在現有基於HF催化劑的烷基化加工裝置中，該等固體催化劑的使用需要主結構修飾。
除了上述催化劑，基於離子液體的化合物已用於烷基化反應中，如WO1998003454、US5824832、WO1999003163、WO2000041809、US7285698、US7732651所述。此外，Zhu Hai-yan等人在Bulletin of Catalysis Society of India,6,2007,83-89以及Ling H.E.等人在Chinese Chemical Letters,2003,17.3,321-324公開了離子液體，尤其是氯鋁酸鹽離子液體用於烷基化反應。
除了HF和離子液體催化劑，已探究用於烷基化的其他催化劑包括磺酸衍生物，如the Journal of Catalysts,226,2004,301-307中所公開。
儘管大量催化劑適用於苯/取代苯的烷基化，但是本發明人滿足了開發一種用於烷基化方法的更安全催化劑的需求，其中減輕了與腐蝕及毒性催化劑的使用有關的主要缺點，並且在現有最小程度或無修改的HF基烷基化裝置中完成反應。
本發明的一些目的如下所述。
本發明的一目的在於改良現有技術的一個或多個問題以至少提供一種有用的選擇。
本發明的一目的在於提供一種用於製備烷基化芳香烴的方法，其使用一無危險且可循環的催化劑。
本發明的另一目的在於提供一種用於製備烷基化芳香烴的方法，其可按比例放大於最小程度或無修改的基於HF技術製備裝置中。
本發明的又一目的在於提供一種製備烷基化芳香烴的環保安全的方法。
當結合所附圖式閱讀時，本發明的其他目的及優勢將自以下描述中更顯而易見，其不旨在限制本發明的範圍。
根據本發明，提供一種用於製備烷基化芳香烴的方法，所述方法包含以下步驟； 在至少一酸催化劑存在下，溫度變化在35℃和90℃之間，在大氣壓力下，使用一烷化劑烷基化一芳香烴，用以獲得一含一烷基化芳香烴的烴層，其中該烷化劑包含至少一C2至C50烯烴和至少一C2至C50烷烴的混合物，所述酸催化劑選自下述(i)和(ii)組成的群組，(i)具有分子式RSO3H的化合物，其中R獨立選自烷基、芳基、鹵素或烷基鹵化物組成的群組；(ii)離子液體組成物，包含(a)至少一陽離子前體，選自氫供體化合物、四烷基鹵化銨、鹵化磷或咪唑溴化物組成的化合物的群組、以及(b)至少一陰離子前體，選自金屬鹵化物和有機鹵化物組成的群組。
通常，該芳香烴為至少一選自苯和取代苯組成的群組；所述取代苯包括甲苯、乙苯、二甲苯或異丙基苯。
較佳地，該芳香烴為苯。
通常，該烷化劑為至少一C10至C14烯烴和至少一C10至C14烷烴的混合物。
通常，該烷化劑中烯烴與烷烴的莫耳比在10：90至20：80之間變化，較佳地為15：85。
通常，以莫耳比表示的芳香烴和烷化劑比例在1：1和15：1之間變化，較佳在2：1和8：1之間。
通常，分子式RSO3H的化合物選自甲磺酸、對甲苯磺酸及其結合組成的群組。
通常，該陽離子前體為至少一選自四丁基氯化銨、1-丁基-3-甲基溴化咪唑、三己基十四烷基溴化磷、甲磺酸、對甲苯磺酸及其結合組成的群組。
通常，該金屬鹵化物為選自氯化鋁和氯化鐵組成的群組。
通常，該有機鹵化物為氯化膽鹼。
通常，該酸催化劑與烴的比例在0.1至1.5之間變化。
通常，在50-70℃之間變化的溫度下進行烷基化。
依據本發明的第一方面的方法進一步包含以下步驟：(i)分離該烴層與催化劑；(ii)通過用水或鹼溶液沖洗或離心或傾析，純化在方法步驟(i)中所得到的烴層；(iii)在烷基化芳香烴的方法中再循環於方法步驟(i)中所得到的催化劑；以及(iv)將在方法步驟(ii)中所得到的烴層進行蒸餾過程以分離烷基化芳香烴。
因此，藉由使用強酸催化劑，本發明構思了一種用於製備烷基化芳香烴的方法，其中完全緩解了現有技術有關的缺陷及不足。
通過本申請，單詞“包含”可理解為說明陳述要素，整體或步驟，或者要素的群組，整體或步驟的包括，而不是任何其他要素，整體或步驟，或者要素的群組，整體或步驟的排除。
表達“至少”或“至少一”的使用暗示一個或多個要素或因素或數量的使用，該使用可用於本發明的實施例中，用以實現一個或多個期望目的或結果。
根據本發明的第一方面，提供了一種用於製備烷基化芳香烴的方法，所述方法包含以下步驟：在至少一酸催化劑存在下，溫度變化在35℃和90℃之間，在大氣壓力下，使用一烷化劑烷基化一芳香烴，其中該烷化劑包含至少一C2至C50烯烴和至少一C2至C50烷烴的混合物，所述酸催化劑選自下述(i)和(ii)組成的群組，(i)具有分子式RSO3H的化合物，其中R獨立地選自烷基、芳基、鹵素或烷基鹵化物組成的群組；(ii)離子液體組成物，包含(a)至少一陽離子前體，選自氫供體化合物、四烷基鹵化銨、鹵化磷和咪唑溴化物組成的化合物的群組、以及(b)至少一陰離子前體，選自金屬鹵化物和有機鹵化物組成的群組。
本發明的方法中使用的芳香烴為苯。除了苯之外，其取代衍生物也可用於本發明的方法中。一般，取代苯為至少一選自甲苯、二甲苯、乙苯和異丙基苯組成的群組。較佳芳香烴為苯。
本發明的方法中使用的烷化劑為烯烴和烷烴的混合物。通常，該烯烴為C2至C50烯烴，較佳地為C10至C15烯烴。一般，該烯烴與具有相同碳原子數的烷烴混合。具有2至50個碳原子，較佳地10-15個碳原子的烷烴與本發明的烯烴混合，用以獲得烷化劑。本發明的方法中使用的烯烴為直鏈或支鏈烯烴以及α-烯烴或非α-烯烴。作為烷化劑的烯烴和烷烴的變化組合適用於本發明的方法。
在本發明的實施例中，該烷化劑為單烯烴和單烷烴的混合物。在另一實施例中，該烷化劑為單烯烴以及兩個或多個烷烴的混合物。在又一實施 例中，該烷化劑為兩個或多個烯烴以及單烷烴的混合物。在再一實施例中，該烷化劑為兩個或多個烯烴以及兩個或多個烷烴的混合物。
在本發明的方法中，芳香烴原料與烷化劑混合，用以獲得預混原料。然後，將該預混原料加至反應器/容器中，並且進一步與催化劑混合，用以獲得一合成產物。接著，在溫度變化在35℃和90℃之間大氣壓力下，加熱該反應器，開始芳香烴的烷基化，接著獲得烷基化產物。
通常，根據本發明的方法，以莫耳比表示的烴和烷化劑的重量比在1：1和15：1之間變化，較佳在2：1和8：1之間。
藉由使用強酸催化劑完成根據本發明的芳香烴的烷基化。
本發明的發明人尤其使用強酸催化劑用於芳香烴的烷基化，所述強酸是安全的且能進一步用於該反應中。
依據本發明的實施例之一，該催化劑為強酸催化劑，選自具有分子式RSO3H的化合物組成的群組，其中R獨立地選自烷基、芳基或鹵素或烷基鹵化物組成的群組。
分子式RSO3H的化合物的較佳實例包括至少一選自甲磺酸和對甲苯磺酸組成的群組。
根據本發明的另一實施例，該催化劑為離子液體組成物，包含(a)至少一陽離子前體，選自氫供體化合物、四烷基鹵化銨、烷基或芳基咪唑溴化物以及烷基或芳基鹵化磷組成的化合物的群組；以及(b)至少一陰離子前體，選自金屬鹵化物和有機鹵化物組成的群組。
本發明的方法中使用的離子液體組成物為低共熔物，其包含分別作為陽離子和陰離子前體的有機鹽和金屬鹵化物或有機鹵化物的結合。該陽離子和陰離子前體以化學計量重量比混合，用以得到本發明的低共熔離子液體組成物。
根據本發明的較佳實施例之一，氫供體化合物結合至少一金屬鹵化物/有機鹵化物用作所述離子液體催化劑。
通常，該氫供體化合物選自甲磺酸和對甲苯磺酸組成的群組。
根據本發明的另一實施例，至少一陽離子前體和至少一陰離子前體的結合可用作該離子液體催化劑，其中該陽離子前體選自四烷基鹵化銨、咪 唑溴化物以及鹵化磷組成的化合物的群組，該陰離子前體選自金屬鹵化物和有機鹵化物組成的群組。
除了氫供體化合物之外，陽離子前體的較佳實例包括至少一選自四丁基氯化銨、三己基十四烷基溴化磷、1-苄基-3-甲基溴化咪唑以及1-丁基-3-甲基溴化咪唑組成的群組。
根據本發明的方法的金屬鹵化物包括至少一選自氯化鋁或氯化鐵組成的群組。較佳有機鹵化物為氯化膽鹼。
根據本發明，催化劑原料與烴原料的比例通常在0.1與1.5之間變化。
根據本發明的方法的離子液體組成物可由現成獲取或藉由使用現有技術內已知的方法製備。較佳地，使用具有99.5%純度的催化劑。或者，包含純催化劑的原料與循環利用/再生的催化劑混合。
根據本發明的方法的苯或取代苯的烷基化製備出烷基化苯/烷基化取代苯。
在反應結束之後，得到含烷基化芳香烴的烴層(以下稱為烷基化產物)。除了該烷基化產物之外，該烴層還包含剩餘烴和烷化劑。處理含烴層及催化劑層的產物，進一步以分離烷基化產物。因此，本發明的方法進一步包含以下步驟：(i)分離催化劑層及烴層；(ii)該烴層的純化，用以去除酸催化劑殘餘的痕量；(iii)對在方法步驟(ii)中所得到的純化的烴層進行分餾，用以分離烷基化產物和殘餘芳香烴；(iv)烷基化過程中殘餘烴的回收利用，以及(v)可選地，回收和重複利用的純化。
根據本發明的方法的芳香烴的烷基化在一反應器或一混合器中進行。較佳地，使用混合器如靜態混合器、噴射混合器、泵混合器或攪拌器。此外，單反應器/混合器或者兩個或多個混合器/反應器系列可用於本發明的方法中。
將反應結束後自混合器/反應器得到的產物引入一沉降器中，於其中分離該催化劑與烴層。然後對含烷基化產物和殘餘烴的烴層進行脫酸化，以去除酸催化劑殘餘的痕量。通過水洗或使用鹼中和或離心或冷卻進行脫酸化。然後，蒸餾該脫酸化的烴層，以移除烷基化產物。
參見所附圖式的第1圖，進一步描述根據本發明之烷基化芳香烴的方法。所提供的第1圖說明瞭表示在根據本發明之芳香烴的烷基化期間涉及的單元操作的順序的工藝流程圖。
將芳香烴原料2與烷化劑原料4混合，用以得到預混原料。以莫耳比表示的芳香烴和烷化劑的比例在1：1和15：1之間變化，較佳在2：1和8：1之間。然後，將該預混原料加至混合器M1，在該混合器M1中，該預混原料與催化劑流6混合。催化劑與芳香烴的體積比在0.1與1.5之間變化。將第一混合器M1保持在通常在30至80℃之間變化的溫度、1至5大氣壓變化的壓力下，用以開始該烷基化過程。在該烷基化過程結束之後，接著通過M1提供的出口，將第一混合器M1的產物轉移至第二混合器M2。在該第二混合器M2中完成該產物的進一步烷基化。第二混合器M2中的溫度和壓力條件與M1中的相同。或者，溫度和壓力條件不同於M1。
可選地，將自M1排出的產物引至沉降器，該沉降器提供在M1和M2之間。在該沉降器中，自M1收到的產物分離兩不同層：(i)上烴層，包含烷基化的芳香烴以及殘餘芳香烴；以及(ii)下催化劑層。然後，將該上烴層轉移至M2，並與催化劑6混合，反之，該下催化劑層可直接或通過催化劑回收單元(CRU)再循環至混合器M1/M3。
在第二混合器M2內烷基化反應結束之後，將該產物轉移至沉降器S1。在S1中，該產物分離兩不同層，類似於上述沉降器中所觀察到的分離。較重的催化劑層經由管線8直接或通過催化劑回收單元(CRU)再循環至混合器M1，反之，上烴層經由管線10提供至混合器M3，進一步經由管線6與催化劑原料混合。類似於混合器M1和M2中進行的烷基化，在混合器M3中完成原料的進一步烷基化，從而實現芳香烴至烷基化芳香烴的更高轉換率。在混合器M3中烷基化反應結束之後，自M3的產物提供至沉降器S2，在該沉降器S2中完成烴層和催化劑層的分離，類似於在沉降器S1中進行的分離。
本發明的方法中使用的處理單元M1、M2、M3以及S1和S2可以多結構排列。
根據本發明的實施例的之一，芳香烴的烷基化在單混合器中進行。在該實施例中，來自混合器M1的產物直接提供至沉降器S2。
根據本發明的另一實施例，烴的烷基化在兩個混合器系列中進行，例如在M1和M2系列。在該實施例中，來自第二混合器如M2的產物提供至沉降器S2。在該沉降器中，所述產物分離上烴層和下催化劑層。該下催化劑層通過CRU經由管線8再循環至混合器M1，反之，該上烴層經由管線14提供至烴層純化器(PR)。在該純化器中，使用水或使用鹼溶液經由管線16沖洗該烴層，用以去除酸催化劑的痕量。或者，直接離心該烴層而不添加水或鹼溶液，或者結晶以去除酸催化劑的痕量。因此，該烴純化器為攪拌器或離心分離器或結晶器。在一實施例中，其中該烴純化器為結晶器，通過驟降烴層的溫度，如低於15℃，結晶該算催化劑的痕量。
一般，水/鹼溶液與烴層的體積比在0.2：1之間變化。在一實施例中，當通過鹼沖洗進行烴層的純化時，鹼溶液的濃度範圍在2至50%。
在本發明的另一實施例中，芳香烴的烷基化在三個混合器如M1、M2和M3系列中進行。在該實施例中，來自沉降器S1的上烴層提供至混合器M3，並進一步與催化劑流(6)混合，用以完成殘餘芳香烴的烷基化。然後，將來自M3的產物提供至沉降器S2，用以分離烴層和催化劑層，類似於在沉降器S1中所觀察到的分離。接著，將來自沉降器S2的烴層引至烴純化單元並進一步處理，類似於本發明上述實施例中所述的過程。
將來自PR的烴層直接提供至沉降器S3，在沉降器S3中，進行烷基化產物和殘餘芳香烴的分離。在一實施例中，在該烴層的脫酸化期間，其中在該烴純化單元中使用水或鹼沖洗，沉降器S3中底層為水層。該底水層經由管線18送以汙水處理。在一實施例中，其中在該烴層的脫酸化期間，在該烴純化單元中進行離心或結晶，S3中底層為具有酸催化劑痕量的催化劑層，其進一步經由管線18提供至CRU。
將來自S3的上烴層提供至分餾塔D1，在該分餾塔D1中，殘餘芳香烴蒸出並經由管線22再循環至管線2。將D1的殘餘經由管線24提供至分餾塔D2，用以經由管線26去除並回收烷烴。將分餾D2的殘餘提供至分餾塔D3，用以通過30分離較小的烷基化芳香烴以及通過管線32分離較大的烷基化芳香烴。在大氣壓力或真空下，操作分餾塔D1、D2和D3。在分餾之前，分析該上烴層溴指數用於烯烴測定。根據本方法的烯烴的轉換率為98.89%。
參見下述非限制實施例，解釋此處的實施例及其各種特徵和優勢細節。省略公知的成分及處理技術的描述，而非模糊此處的實施例。此處所用的實例旨在僅幫助實施此處的實施例方式的理解，並進一步使熟悉本領域的人員可實施此處的實施例。因此，該等不應解釋為限制此處實施例的範圍。
實例1
該實例依據所附圖式的第1圖所述的方法。
將1106ml(810.5gm)烯烴流加入至4000ml具有頂置式攪拌器的夾套式玻璃圓柱形容器，其中該烯烴流包含10-15%C10-C14烯烴和85-90%C10-C14烷烴。攪拌器由兩個間隔近似150mm放置的45°斜葉槳組成。該等葉片當無混合時以一葉片浸沒於該下催化層且另一葉片浸沒於該上烴層中的方式排列，用以當混合時得到最大程度分散。60-65℃的熱水在夾套內部循環，從而該容器內溫度保持在60℃。將619ml(521.2gm)苯加至上述烯烴流。該等反應物於60℃混合10-15分鐘。將1725ml(2519gm)新鮮預熱的甲磺酸加至上述混合物中。該反應物料於60℃下攪拌1.5-2小時。2小時後，停止攪拌，將該反應混合物冷卻至30℃。然後分離該等層。將該下催化劑層收集於分離容器中，同時該上烴層留在該圓柱形容器中。將1100ml(1100gm)蒸餾水加至上述烴層中。將該混合物於35-40℃下攪拌1小時。1小時後，將該混合物沉澱20-30分鐘。然後分離該等層。丟棄該下水層，同時收集該上烴層並保留。定量分析根據本實例的方法而得到的烴層，並製備出大約3590gm(4600ml)烴層。對該烴層進一步進行蒸餾。
該分餾塔含有5升玻璃燒瓶作為再沸器，在其上端連接有400mm高以及40mm直徑的中空圓柱形管。該圓柱形管在其底部進一步含有多孔板，用以承受填充；該管填充有6-8mm玻璃拉西環。在該圓柱形管之上，提供分餾頭用以維持所需回流比。冷凝器提供在該塔的頂部。溫度計套管插入該再沸器內。另一溫度計套管保留在分餾頭中，用以測量蒸氣溫度。壓力計組裝至該分餾塔，用以測量該塔內真空。在該分餾塔內，在大氣條件下蒸餾苯，在真空下蒸餾烷烴和直鏈烷基苯。
將3590gm(4600ml)烴層加至該再沸器內，其中該烴層含有直鏈烷基苯、未處理的苯以及殘餘烷化劑。加熱該再沸器。最初不施加真空，以及 在大氣壓力下蒸餾苯且蒸氣溫度保持在79-81℃之間。在苯蒸餾期間，再沸溫度保持在115至185℃之間。當停止蒸餾的苯的收集時，冷卻該再沸器。苯蒸餾之後，蒸餾直鏈烷基苯和殘餘烷烴。為此，極其緩慢施加真空，且將再沸器加熱至110℃。該塔內的壓力保持在9-10mm Hg。在真空蒸餾期間，首先蒸餾烷烴，接著為直鏈烷基苯的蒸餾。在烷烴蒸餾期間，蒸氣溫度從80℃增至150℃，以及再沸器溫度從110℃增至175℃。在直鏈烷基苯蒸餾期間，蒸氣溫度從155℃增至205℃，以及再沸器溫度從175℃增至325℃。蒸餾之後，冷卻該再沸器，並且單獨收集殘餘。
蒸餾的苯的重量：721g
蒸餾的烷烴的重量：2529.5g
蒸餾的直鏈烷基苯的重量：246.2g
殘餘的重量：25.6g
實例2
本實例描述了藉由使用離子液體催化組成物用於苯之烷基化的方法。
將865ml(634gm)烯烴原料加入至2000ml具有頂置式攪拌器的夾套式玻璃圓柱形容器，其中該烯烴原料包含10-15%C10-C14烯烴和85-90%C10-C14烷烴。攪拌器由兩個間隔近似150mm放置的45°斜葉槳組成。該等葉片以一葉片(底葉片)產生上升流且另一葉片(頂葉片)產生下降流的方式排列。45-47℃的熱水在夾套內部循環，從而該容器內溫度保持在45℃。將335ml(291gm)苯加至上述烯烴流。該等反應物於45℃混合10-15分鐘。隨後，添加12gm離子液體組成物，其中該離子液體組成物包含1-丁基-3-甲基溴化咪唑和三氯化鋁的低共熔物。將所得物料於45℃下攪拌10-15分鐘。15分鐘後，將所得物料冷卻至30℃並引至沉降器中，用以分離烴層以及催化劑層。以實例1的方法中所述的相同方式進行烴層和催化劑層的進一步處理。分析該上烴層溴指數用於烯烴測定，以及所得烯烴轉換率為98.89%。
技術優勢
本發明涉及一種用於製備烷基化芳香烴的方法，具有以下技術優勢：(1)使用更安全且可生物降解的催化劑代替有毒的氟化氫，以及(2)最低限度或無修改基於HF製造裝置的使用。
各種物理參數、量綱或數量所提及的數值僅為近似值，並且可以設想的是高於/低於分配給該等參數、量綱或數量的數值的值落入本發明的範圍內，除非存在說明書中具體相反的陳述。
以上具體實施例的描述比較全面地展現了此處實施例的一般本質，藉由利用當前知識，在不脫離一般概念下其他可方便地修改及/或適用於各種應用如特定實施例，以及因此，適應性變化及修飾應且旨在包含在所發明的實施例的等量含義及範圍內。應理解的是，此處所用的用語或術語為說明之目的而非限制。因此，當本發明實施例描述較佳實施例時，在本發明所述的實施例的精神和範圍內，熟悉本領域的人員將認識到此處的實施例可實施修飾。
2‧‧‧芳香烴原料/管線
4‧‧‧烷化劑原料
6‧‧‧催化劑流/管線
8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32‧‧‧管線
M1、M2、M3‧‧‧混合器
S1、S2、S3‧‧‧沉降器
PR‧‧‧純化器
CRU‧‧‧催化劑回收單元
D1、D2、D3‧‧‧分餾塔
第1圖說明根據本發明芳香烴的烷基化的方法的工藝流程圖。
2‧‧‧芳香烴原料/管線
4‧‧‧烷化劑原料
6‧‧‧催化劑流/管線
8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32‧‧‧管線
M1、M2、M3‧‧‧混合器
S1、S2、S3‧‧‧沉降器
PR‧‧‧純化器
CRU‧‧‧催化劑回收單元
D1、D2、D3‧‧‧分餾塔

Claims (13)

  1. 一種用於製備烷基化芳香烴的方法，該方法包含以下步驟：在至少一酸催化劑存在下，溫度變化在35℃和90℃之間，在大氣壓力下，使用一烷化劑烷基化一芳香烴，用以獲得一含一烷基化芳香烴的烴層，其中該烷化劑包含至少一C2至C50烯烴和至少一C2至C50烷烴的混合物，該酸催化劑選自下述(i)和(ii)組成的群組，(i)具有分子式RSO3H的化合物，其中R獨立選自烷基、芳基、鹵素或烷基鹵化物組成的群組；(ii)離子液體組成物，包含(a)至少一陽離子前體，選自氫供體化合物、四烷基鹵化銨、鹵化磷或咪唑溴化物組成的化合物的群組、以及(b)至少一陰離子前體，選自金屬鹵化物和有機鹵化物組成的群組。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之用於製備烷基化芳香烴的方法，其中該芳香烴為至少一選自苯和取代苯組成的群組；該取代苯包括甲苯、乙苯、二甲苯或異丙基苯。
  3. 依據申請專利範圍第2項所述之用於製備烷基化芳香烴的方法，其中該芳香烴為苯。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述之用於製備烷基化芳香烴的方法，其中該烷化劑為至少一C10至C14烯烴和至少一C10至C14烷烴的混合物.
  5. 依據申請專利範圍第1項所述之用於製備烷基化芳香烴的方法，其中該烷化劑中烯烴與烷烴的莫耳比在10：90至20：80之間變化，較佳為15：85。
  6. 依據申請專利範圍第1項所述之用於製備烷基化芳香烴的方法，其中以莫耳比表示的芳香烴和烷化劑比例在1：1和15：1之間變化，較佳在2：1和8：1之間。
  7. 依據申請專利範圍第1項所述之用於製備烷基化芳香烴的方法，其 中分子式RSO3H的化合物選自甲磺酸、對甲苯磺酸及其結合組成的群組。
  8. 依據申請專利範圍第1項所述之用於製備烷基化芳香烴的方法，其中該陽離子前體為至少一選自四丁基氯化銨、1-丁基-3-甲基溴化咪唑、三己基十四烷基溴化磷、甲磺酸以及對甲苯磺酸組成的群組。
  9. 依據申請專利範圍第1項所述之用於製備烷基化芳香烴的方法，其中該金屬鹵化物為選自氯化鋁和氯化鐵組成的群組。
  10. 依據申請專利範圍第1項所述之用於製備烷基化芳香烴的方法，其中該有機鹵化物為氯化膽鹼。
  11. 依據申請專利範圍第1項所述之用於製備烷基化芳香烴的方法，其中酸催化劑與烴的比例在0.1至1.5之間變化。
  12. 依據申請專利範圍第1項所述之用於製備烷基化芳香烴的方法，其中該烷基化在50-70℃之間變化的溫度下進行。
  13. 依據申請專利範圍第1項所述之用於製備烷基化芳香烴的方法，進一步包含以下步驟：(i)分離該烴層與催化劑；(ii)通過用水或鹼溶液沖洗或離心或傾析，純化在方法步驟(i)中所得到的烴層；(iii)在烷基化芳香烴的方法中再循環於方法步驟(i)中所得到的催化劑；以及(iv)將在方法步驟(ii)中所得到的烴層進行蒸餾過程以分離烷基化芳香烴。
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