烷基苯的生产方法技术

本发明专利技术涉及一种烷基苯的生产方法，主要解决现有技术存在无粘结剂MWW结构分子筛在苯与烯烃液相烷基化制烷基苯反应中催化性能低的问题。本发明专利技术通过采用包括苯与烯烃在固定床反应器内与催化剂接触生成烷基苯的步骤；所述催化剂为无粘结剂MWW结构分子筛，其抗压强度为60～120牛顿/厘米的技术方案较好地解决了该问题，可用于苯与烯烃液相烷基化反应制烷基苯的工业生产中。

Production method of alkyl benzene

The invention relates to a production method of alkylbenzene, mainly solving the problem of low catalytic performance in the reaction of benzene and olefin alkylation to alkyl benzene in the existing technology of MWW molecular sieve. The invention adopts including benzene and olefins and catalysts in benzene contact generated in fixed bed reactor; the catalyst is binderless MWW molecular sieves, the compressive strength is 60 ~ 120 cm / Newton scheme can solve this problem well, can be used for liquid-phase alkylation of benzene and olefin reaction system in the industrial production of alkylbenzene.

【技术实现步骤摘要】
烷基苯的生产方法
本专利技术涉及一种烷基苯的生产方法。
技术介绍
MWW结构分子筛是一类以MWW结构片层为基本单元的分子筛材料的总称，MWW结构分子筛之间的差别在于其层间距不同、以及层与层结合方式的不同。最重要的一个MWW结构分子筛是MCM-22。MCM-22分子筛是美国Mobil公司的研究人员于1990年合成的一种新型硅铝分子筛材料。该分子筛具有两套独立的互不相通的10元环孔道体系：一套二维正弦型交叉孔道，孔道截面为椭圆形，孔径0.41纳米×0.51纳米；另一套十元环孔道孔径0.40纳米×5.5纳米，且孔道包含尺寸为0.71纳米×0.71纳米×1.82纳米的圆柱形12元环超笼。此外，MCM-22分子筛还具有碗状的12元环碗状半超笼位于分子筛晶体的外表面。MCM-22分子筛具有良好的热稳定性、水热稳定性和独特的酸性质，使得MCM-22分子筛在工业催化中有重要应用，以MCM-22分子筛为活性组分制得的催化剂已经成功应用于苯与乙烯液相烷基化制乙苯工艺和苯与丙烯液相烷基化制异丙苯(枯烯)工艺。然而，在苯与乙烯液相烷基化制乙苯和苯与丙烯液相烷基化制异丙苯(枯烯)反应中，反应物分子在MWW结构分子筛的10元环孔道中的扩散阻力大，容易发生过度烷基化生成多烷基苯，进而积炭失活。因此，位于MWW结构分子筛的10元环孔道中的酸性位对反应物的转化几乎没有贡献，烷基化反应主要发生在位于晶体外表面的12元环碗状半超笼中。特别地，为了满足工业应用的要求，需将分子筛与粘结剂、造孔剂等添加剂混合成型，制成具有一定尺寸、形状和强度的催化剂。但是，粘结剂的加入更会覆盖分子筛的活性中心，同时会限制催化剂中作为活性组分的分子筛的含量，一般分子筛的含量低于80质量％。因此，在商品化的成型的MWW结构分子筛催化剂中的活性中心的数量远低于成型前的MWW结构分子筛。为了克服催化剂中含有粘结剂、活性中心少的问题，文献CN102039157A公开了一种无粘结剂MCM-22分子筛催化剂的制备方法，通过气相转晶将粘结剂转化为MCM-22分子筛。然而，该方法转晶所需时间长达20～300小时。虽然其声称合成的无粘结剂MCM-22分子筛强度高达180牛顿/颗，但本专利技术的专利技术人通过大量的实验发现，催化剂强度对催化性能影响显著。在苯与烯烃液相烷基化制烷基苯的反应中，催化剂的抗压强度并不是越高越好，需要寻找合适的抗压强度才能保证催化剂的催化性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有技术存在无粘结剂MWW结构分子筛在苯与烯烃液相烷基化制烷基苯反应中催化性能低的问题，提供一种新的烷基苯的生产方法。该方法所用催化剂抗压强度符合苯与烯烃液相烷基化反应对催化剂的要求，具有烯烃转化率高的特点，适合大规模工业生产。为解决上述技术问题，本专利技术采取的技术方案如下：一种烷基苯的生产方法，包括苯与烯烃在固定床反应器内与催化剂接触生成烷基苯的步骤；所述催化剂为无粘结剂MWW结构分子筛，其抗压强度为60～120牛顿/厘米。上述技术方案中，所述无粘结剂MWW结构分子筛的抗压强度为65～100牛顿/厘米，优选为65～90牛顿/厘米。上述技术方案中，所述无粘结剂MWW结构分子筛的硅铝摩尔比SiO2/Al2O3＝20～65，优选为SiO2/Al2O3＝25～40。上述技术方案中，所述无粘结剂MWW结构分子筛的制备方法，包括以下步骤：a)提供合成态MWW结构分子筛；b)将所述合成态MWW结构分子筛与粘结剂、造孔剂和酸的水溶液混合、成型、干燥以获得MWW结构分子筛前体；所述粘结剂选自硅溶胶或氧化铝中的至少一种；其中，硅溶胶提供第一硅源，氧化铝提供第一铝源；c)将所述MWW结构分子筛前体、第二硅源、第二铝源、碱源、有机模板剂和水的混合物晶化，并将固体产物分离、干燥以获得所述无粘结剂MWW结构分子筛；控制第一硅源、第二硅源、第一铝源、第二铝源中总的硅铝摩尔比SiO2/Al2O3＝20～100。上述技术方案中，控制第一硅源、第二硅源、第一铝源、第二铝源中总的硅铝摩尔比SiO2/Al2O3＝25～85，优选为SiO2/Al2O3＝30～60。上述技术方案中，步骤b)中，所述造孔剂选自田菁粉或甲基纤维素中的至少一种；所述酸选自硝酸、盐酸或硫酸中的至少一种。上述技术方案中，以焙烧后的MWW结构分子筛前体重量计，MWW结构分子筛前体中的MWW结构分子筛的含量为40～80重量％，优选为50～75重量％。上述技术方案中，酸的水溶液的质量分数为0.5～10％，优选为1～7％。上述技术方案中，合成态MWW结构分子筛中的氧化硅与造孔剂、粘结剂、酸的质量比为1:(0.01～0.2):(0.1～2.0):(0.15～1.5)，优选为1:(0.02～0.1):(0.2～1.5):(0.2～1.2)。上述技术方案中，步骤c)中，所述第二硅源选自硅酸、硅胶、硅溶胶、硅酸四烷基酯、硅酸钠、水玻璃或白炭黑中的至少一种；所述第二铝源选自氢氧化铝、铝酸钠、醇铝、硝酸铝、硫酸铝、高岭土或蒙脱土中的至少一种；所述碱源选自以碱金属或碱土金属为阳离子的碱；所述有机模板剂选自六亚甲基亚胺、哌啶或高哌嗪中的至少一种。上述技术方案中，以第一硅源和第二硅源总的二氧化硅计，二氧化硅、碱源、有机模板剂和水的摩尔比为：1:(0.0125～0.10):(0.025～0.50):(6～30)，优选为1:(0.015～0.06):(0.025～0.25):(8～20)；晶化条件包括：晶化温度150～170℃，晶化时间2小时～2天。上述技术方案中，所述合成态MWW结构分子筛的硅铝摩尔比为15～1000，优选30～200。所述合成态MWW结构分子筛，是指按照本领域所熟知的水热晶化法合成的、未经焙烧脱除模板剂的MWW结构分子筛。例如，将有机导向剂、硅化合物、铝化合物、碱和水的混合物晶化，并将固体产物分离、干燥，既可获得所述合成态的MWW结构分子筛。其中，硅化合物、铝化合物、碱、有机导向剂和水的摩尔比为：1:(0.01～0.07):(0.05～0.30):(0.2～2.0):(6～50)，优选范围为1:(0.015～0.04):(0.06～0.20):(0.3～1.0):(10～30)。水热晶化条件包括：晶化温度130～210℃，优选150～180℃；晶化时间10小时～10天，优选1天～5天。所述硅化合物选自硅酸、硅胶、硅溶胶、硅酸四烷基酯、硅酸钠、水玻璃或白炭黑中的至少一种；所述铝化合物选自氢氧化铝、铝酸钠、醇铝、硝酸铝、硫酸铝、高岭土或蒙脱土中的至少一种；所述碱选自以碱金属或碱土金属为阳离子的碱；所述有机导向剂选自六亚甲基亚胺、哌啶或高哌嗪中的至少一种。上述技术方案中，所述MWW结构分子筛包括MCM-22，MCM-56，MCM-49，MCM-36，ITQ-2，IEZ-MWW，UZM-8，SSZ-25，PSH-3，ERB-1，SCM-1，SCM-2，SCM-6，SRZ-21，EMM-10，EMM-12，EMM-13，SSZ-70，ECNU-7，MIT-1。上述技术方案中，所述MWW结构分子筛前体为长度0.3～1.0厘米的柱体，柱体的横断面为圆形、方形、四叶草形、三叶草形、环形或星形，横断面最大径向尺寸为0.08～0.3厘米，采用挤出成型法制备。上述技术方案中，步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烷基苯的生产方法，包括苯与烯烃在固定床反应器内与催化剂接触生成烷基苯的步骤；所述催化剂为无粘结剂MWW结构分子筛，其抗压强度为60～120牛顿/厘米。

【技术特征摘要】
1.一种烷基苯的生产方法，包括苯与烯烃在固定床反应器内与催化剂接触生成烷基苯的步骤；所述催化剂为无粘结剂MWW结构分子筛，其抗压强度为60～120牛顿/厘米。2.根据权利要求1所述烷基苯的生产方法，其特征在于，所述无粘结剂MWW结构分子筛的抗压强度为65～100牛顿/厘米。3.根据权利要求2所述烷基苯的生产方法，其特征在于，所述无粘结剂MWW结构分子筛的抗压强度为65～90牛顿/厘米。4.根据权利要求1所述烷基苯的生产方法，其特征在于，所述无粘结剂MWW结构分子筛的硅铝摩尔比SiO2/Al2O3＝20～65。5.根据权利要求4所述烷基苯的生产方法，其特征在于，所述无粘结剂MWW结构分子筛的硅铝摩尔比SiO2/Al2O3＝25～40。6.根据权利要求1所述烷基苯的生产方法，其特征在于，所述无粘结剂MWW结构分子筛的制备方法，包括以下步骤：a)提供合成态MWW结构分子筛；b)将所述合成态MWW结构分子筛与粘结剂、造孔剂和酸的水溶液混合、成型、干燥以获得MWW结构分子筛前体；所述粘结剂选自硅溶胶或氧化铝中的至少一种；其中，硅溶胶提供第一硅源，氧化铝提供第一铝源；c)将所述MWW结构分子筛前体、第二硅源、第二铝源、碱源、有机模板剂和水的混合物晶化，并将固体产物分离、干燥以获得所述无粘结剂MWW结构分子筛；控制第一硅源、第二硅源、第一铝源、第二铝源中总的硅铝摩尔比SiO2/Al2O3＝20～100。7.根据权利要求6所述烷基苯的生产方法，其特征在于，控制第一硅源、第二硅源、第一铝源、第二铝源中总的硅铝摩尔比SiO2/Al2O3＝25～85。8.根据权利要求7所述烷基苯的生产方法，其特征在于，控制第一硅源、第二硅源、第一铝源、第二铝源中总的硅铝摩尔比SiO2/Al2O3＝30～60。9.根据权利要求6所述烷基苯的生产方法，其特征在于，步骤b)中，所述造孔剂选自田菁粉或甲基纤维素中的至少一种；所述酸选自硝酸、盐酸或硫酸中的至少一种；以焙烧后的MWW结构分子筛前体重量计，MWW结构分子筛前体中的MWW结构分子筛的含量为40～80重量％；酸的水溶液的质量分数为0.5～10％；合成态MWW结构分子筛中的氧化硅与造孔剂、粘结剂、酸的质量比为1:(0.01～0.2):(0.1～2.0):(0.15～1.5)。10.根据权利要求9所述烷基苯的生产方法，其特征在于，以焙烧后的MWW结构分子筛前体重量计，MWW结构分子筛前体中的MWW结构分子筛的含量为50～75重量％；酸的水溶液的质量分数为1～7％...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨为民，王振东，孙洪敏，张斌，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11