用于制造清净剂范围烷基苯的能量集成法制造技术

本发明专利技术涉及用于制造清净剂范围烷基苯的集成的、能量有效的方法，该方法使用了下述工艺的组合：用于烷基化的苯与烯烃的低进料比、烷基苯精制系统操作（１３８、１４４、１５０）和在烷基化过程中共同产生的二烷基苯的烷基转移（１６８），从而降低每单位烷基苯产物的能量成本。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造清净剂范围烷基苯的能量集成法
技术介绍
本专利技术涉及用于制造清净剂范围烷基苯的能量集成法，特别涉及使用 固体酸性催化剂进行苯烷基化的此类方法。在本专利技术的方法中，使用下述工艺的组合以降低每单位烷基苯产物的能量成本用于烷基化的苯与烯烃 的低进料比、烷基苯精制系统操作和在烷基化过程中共同产生的二烷基苯 的烷基转移。苯与具有8至16个碳原子的烯烃的烷基化产生了可具有多种商业用途 的烷基苯，例如，烷基苯可以被磺化以制造清净剂。本文所用的烷基苯是 指苯基烷烃，其中烷烃基团具有8至16个碳原子。烷基苯作为商品在大规 模设备中生产，例如通常以每厂每年50,000至200,000吨的量生产。在烷 基化过程中，使苯与具有所需长度的烯烃反应，以制造所需要的烷基苯。 烷基化条件包括存在均相或多相烷基化催化剂，例如氯化铝、氟化氢、二 氧化硅氧化铝或沸石催化剂，以及升高的温度。烷基苯必须符合严格的产品规格才能在商业上被接受。例如，适用于制造磺化表面活性剂的烷基苯必须能够提供具有合适的透明度、生物降解 性和效力的磺化产品。产物应相对不含苯，例如少于百万分之1重量份 (ppmw)，且通常少于0.5ppmw。此外，合意的烷基苯产品相对不含(例 如少于50、优选少于5ppmw)副产物，例如二烷基苯、烯烃低聚物等(在 本文中被称作"重质物")。商业烷基苯产品的其它考虑因素包括2-苯基 含量和烷基取代基的线性。考虑到效验，具有较高2-苯基含量的烷基苯是 合意的，因为如果2-苯基含量变得太高，它们往往在磺化时提供具有更好 清净力但较低溶解度的表面活性剂，例如，具有25至40%的2-苯基异构体含量的烷基苯是特别合意的。催化剂不是选择性的，并会发生烯烃的其它反应，产生重质物，即二 聚物和二烷基芳基化合物。此外，会发生烯烃的骨架异构化，从而造成所 需要的烷基苯的选择性损失。二烷基芳基化合物的形成特别成问题，因为 反应接近烯烃的完全转化，并且烷基苯的浓度因此提高，由此提高了烯烃 分子与烷基苯分子反应而不是与苯反应的可能性。相应地，典型方法使用 大量过量的苯，以降低反应器中所需要的烷基苯与烯烃的摩尔比。对于均相氟化氩催化的方法，苯与烯烃的比率通常为6 : 1至8 : l。固体催化剂 容易产生更多重质物。因此，对于这些固体催化剂，苯与烯烃的摩尔比通 常大于15:1。为了制造具有减少的骨架异构化的垸基苯，苯与烯烃的比 率通常超过20 : l,且有时高达30 : l。随着苯与烯烃的比率提高，烷基化产物中未反应的苯的回收和再循环也会带来额外的工艺成本。用于烷基苯生产的精制系统概括在Pujado， Linear Alkylbenzene (LAB) Manufacture, Handbook of Petroleum Refining Processes,第二版，第1.53至1.66页(1996 )，尤其是第1.56至 1.60页中。尤其对例如用于制造直链烷基苯的大规模商业烷基化工艺而言， 资本和运行成本非常重要，因此额外的蒸馏步骤的添加是不合意的。在烷 基苯精制中实施的蒸馏中，苯蒸馏需要最高的热负荷。用于使烷基苯与重 质物(包括二烷基苯)分离的蒸馏一般在低于大气压的压力下进行，并且 为了最大程度地回收烷基苯，这种蒸镏是能量密集型的。使用氟化氢作为烷基化催化剂的商业方法由于能够使用低的苯与烯烃 比率而受益。但是由于其毒性、腐蚀性和废物处置的需要，使用和处理氟 化氢没有提供操作上的便利。已开发出了固体催化方法，这些方法消除了 对氟化氢的需要。为了通过降低能量成本、提高转化选择性并仍为下游用 途(例如进行磺化而制it^面活性剂)提供质量可接受的烷基苯而增强这 些方法的吸引力，需要改进这些固体催化方法。特别关注的是改进固体催 化剂的性能，以使得更低的苯与烯烃比率得到使用。尽管已取得了许多进 步，但仍需提高能量效率以增强固体催化方法的经济吸引力。需要可以以经济可行方式使用烷基转移单元操作的综合烷基苯生产设 备，以提高烷基苯生产。背景纟支术摘要烷基化和烷基转移单元操作在单烷基化芳烃制备中的应用是公知的。 通常，这类方法被特别建议用于制造乙基苯和枯烯，但已有更广泛的公开。参见例如US 4，870，222，第1栏，第30至34行。关于在清净剂范围烷基苯所用的苯的烷基化中制成的重质物的烷基转 移的具体建议包括Ganeshpure等人，7Vy "5""汰j^"&》"5ewze"es )W狄第31巻，1993年7月，第503-506页。Radici等人在US 5,574,198中公 开了使用氯化铝催化剂制造直链垸基苯的方法。在第3栏第35至40行中， 专利4XA指出，该多相催化相使得多烷基化物质的烷基转移成为可能。用途。在第0023段中，申请人提出使来自烷基化产物的至少一部分第四级 分(该级分含有多烷基苯)再循环到反应区，以至少部分进行烷基转移。 他们还设想了含有不同催化剂的独立的烷基转移区。参见段落0025。Euzen等人在US 2005/0177017中公开了基于硅酸化氧化铝的催化剂 用于烷基化的用途。在段落0219中，申请人提出使来自烷基化产物的至少 一部分第四级分(该级分含有聚烷基苯)再循环到反应区，以至少部分进行烷基转移。他们还设想了含有不同催化剂的单独的烷基转移区。参见段 落0225。Euzen等人在US 2006/0224030中公开了基于二氧化珪-氧化铝的催化 剂用于烷基化的用途。在段落0237中，申请人提出使来自烷基化产物的至 少一部分第四级分(该级分含有聚烷基苯)再循环到反应区，以至少部分 进行烷基转移。他们还设想了含有不同催化剂的单独的烷基转移区。参见 段落0243。专利技术概要通过本专利技术，提供了使用固体酸性催化剂的制造清净剂范围烷基苯的 方法，该方法改进了能量消耗并仍产生了高产物质量的烷基苯。通过降低 烷基化进料的苯与烯烃的比率而有目的地进行苯的烷基化，产生高于所需 的量的二烷基苯，并通过进一步集成烷基化产物精制系统，在降低精制系 统中苯蒸馏的负荷方面提高能量效率，并使得单烷基苯被包含在来自蒸馏 的较高沸点级分中而使烷基苯与重质物(包括二烷基苯)分离，从而得到 了本专利技术的方法。使至少一部分烷基苯经受烷基转移，以提供增加的烷基 苯。根据广义方面，本专利技术涉及通过苯与具有8至16个、优选9至14个连续、集成方法，所述烯烃包含在具有烷烃的*中，该方法包括(a )使进料经受包括催化有效量的所述固体酸性烷基化催化剂的烷基 化条件，以提供烷基化产物，其中(i)苯与烯烃的摩尔比小于15 : 1,并 足以提供基于烷基化产物中二烷基苯和单烷基苯的总量含有至少5、优选 至少6、例如7至10质量％二烷基苯的烷基化产物，和(ii)所述烷基化 产物具有小于100的溴指数；(b) 通过蒸馏分离至少99.5 % 、优选至少99.9 %的包含在所述料流中 的苯，以提供至少一种包含苯的较低沸点级分和第一塔底流，所述第一塔 底流包含单烷基苯、烷烃和二烷基苯；(c) 通过蒸馏分离至少卯质量％ 、优选至少95质量％的包含在所述 第一塔底流中的烷烃，以提供包含烷烃的较低沸点级分和第二塔底流，所 述第二塔底流包含单烷基苯和二烷基苯；(d) 通过蒸馏分离第二塔底流，以提供包含二烷基苯本文档来自技高网...

【技术保护点】
通过苯与具有８至１６个碳原子的烯烃在固体酸性烷基化催化剂存在下的烷基化而制备单烷基苯的连续、集成方法，所述烯烃包含在具有烷烃的进料中，该方法包括：　（ａ）使进料（１１０）经受包括催化有效量的所述固体酸性烷基化催化剂的烷基化条件，以提供 烷基化产物，其中（ｉ）苯与烯烃的摩尔比小于１５∶１，并足以提供基于烷基化产物中二烷基苯和单烷基苯的总量含有至少５质量％二烷基苯的烷基化产物，和（ｉｉ）所述烷基化产物具有小于１００的溴指数；　（ｂ）通过蒸馏分离至少９９．５％的包含在所述 料流中的苯（１２０），以提供至少一种包含苯的较低沸点级分和第一塔底流（１４２），所述第一塔底流（１４２）包含单烷基苯、烷烃和二烷基苯；　（ｃ）通过蒸馏分离至少９０质量％的包含在所述第一塔底流（１４２）中的烷烃，以提供包含烷烃的较低沸点 级分（１４６）和第二塔底流（１４８），所述第二塔底流（１４８）包含单烷基苯和二烷基苯；　（ｄ）通过蒸馏分离第二塔底流（１４８），以提供包含二烷基苯的第三塔底流（１６６）和包含单烷基苯的较低沸点级分，所述第三塔底流（１６６）包含至少２质 量％的单烷基苯；　（ｅ）使至少一部分所述第三塔底流（１６６）经受烷基转移条件，所述烷基转移条件包括存在苯、优选以至少２∶１的与二烷基苯的摩尔比存在苯，并包括催化有效量的固体烷基转移催化剂，该烷基转移条件足以将至少４０摩尔％的二烷基苯转 化，从而提供含有单烷基苯、二烷基苯和苯的烷基转移流出物；和　（ｆ）将烷基转移流出物（１９６）送往步骤（ｂ）。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：SW索恩，MG赖利，
申请(专利权)人：环球油品公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]