用于液相烷基化的方法技术

公开一种用于芳族底物液相烷基化的方法。反应区具有至少一个包含第一催化剂的催化剂床层，该催化剂通过包含稀土金属离子进行改性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及芳族化合物烷基化制备如乙苯和苯乙烯产物的方法。相关领域描述苯乙烯是用于制备目前许多塑料的重要单体。苯乙烯通常采用制备乙苯，然后脱 氢制备苯乙烯的方式进行制备。乙苯通常采用一种或多种包括苯在固定床中烷基化的芳族 转化方法或者催化蒸馏方法制备。利用固定床催化剂的芳族转化方法在化学加工工业为人皆知。这些反应包括芳族 化合物如苯烷基化生成烷基芳族化合物如乙苯，以及使多烷基苯烷基转移为单烷基苯。一 般来说，这些催化剂选自分子筛催化剂，例如Y-沸石或β -沸石催化剂。对液相烷基化方法，送入反应器的烯烃例如乙烯应完全溶解于该芳族化合物例如 苯中，使液相烷基化催化剂的任何失活最小。通常，使用大量过量的芳族化合物便于烯烃溶 解并使任何气相烯烃最少。存在的任何气相烯烃会使常规液相烷基化催化剂快速失活。失 活的催化剂的结果是需要对催化剂进行再生或更换，这会导致转化率、生产率和系统的效 率降低。此外，对该系统的任何操作的干扰会导致反应器中气相烯烃的漂移，这也会导致加 速催化剂失活。所述干扰可能降低催化剂的使用寿命、催化剂活性，并缩短进行催化剂再生 的时间周期，进一步降低转化率、生产率和效率。鉴于上述状况，希望具有能通过液相烷基化制备烷基芳族化合物如乙苯的方法， 该方法更能抵抗存在的任何气相烯烃。
技术实现思路
本专利技术揭示一种通过提供具有一个或多个催化剂床层的烷基化反应区对芳族底 物进行液相烷基化的方法。至少一个催化剂床层包括通过包含稀土金属离子进行改性的第 一催化剂。将芳族底物和烷基化剂的进料引入烷基化反应区。该烷基化反应区在一定的温 度和压力条件下操作，使得芳族底物处于液相，以使芳族底物进行液相烷基化生成烷基化 产物，然后从该烷基化反应区排出该烷基化产物。芳族底物可以是苯，烷基化剂可以是乙基化或丙基化剂，例如乙烯。包含第一催化 剂的至少一个催化剂床层所处的位置能使该催化剂床层与烷基化剂接触，然后烷基化剂与 存在的任何其他催化剂接触。稀土金属离子可以是铈，且铈含量约为0.01-5. 0重量％。第 一催化剂可以是铈改性的沸石催化剂，可以是铈改性的沸石催化剂。上述一个或多个 催化剂床层可进一步包含具有稀土金属离子的第二催化剂，该稀土金属离子的含量小于第 一催化剂，位于催化剂床层中的第二催化剂在烷基化剂与第一催化剂接触后与烷基化剂接 触。第一催化剂对气相乙烯的抵抗能力大于第二催化剂。所述催化剂床层可包含分开装 载的催化剂，其中，第一催化剂与烷基化剂的进料物流接触，然后烷基化剂与第二催化剂接 触。每个催化剂床层的进料的苯乙烯的重量比为1 1至100 1。或者，在通过反应器 能控制放热反应的温度而设定的最小限值的条件下，每个催化剂床层的进料的苯乙烯的 重量比为2 1至75 1，或者为5 1至20 1。芳族底物可包括苯，烷基化剂可包括乙烯，由乙烷含量小于95 %的稀释乙烯物流提供乙烯。其他实施方式可以利用乙烷含量小 于90 %、或小于85 %、小于80 %，或20-80 %的稀释乙烯物流。将烷基化产物送入中间回收区，用于分离和回收乙苯和多烷基化芳族组分，以及 将至少一部分的的多烷基化芳族组分送入烷基转移反应区。可将苯送入烷基转移反应区， 该反应区在一定温度和压力条件下操作，使多烷基化芳族组分歧化，制备提高乙苯含量并 降低多烷基化芳族组分含量的产物。烷基转移区可包含烷基转移催化剂，并且可以在一定 温度和压力条件下操作，以保持进料在烷基转移区处于液相。也可以使用第一催化剂作为 烷基转移催化剂，所述第一催化剂通过包含稀土金属离子进行改性。另一个实施方式是苯液相烷基化方法，该方法包括多段烷基化反应区，所述反应 区具有多个串联的催化剂床层，至少一个催化剂床层包含为铈改性的沸石的第一烷基化催 化剂，该催化剂对气相乙烯的抵抗能力大于未改性的催化剂。催化剂床层的进料的苯乙 烯的重量比为1 1至100 1。或者，每个催化剂床层的进料的苯基乙烯重量比为2 1 至75 1，或者为5 1至20 1。乙烯可由乙烷含量小于95%的稀释乙烯物流提供。其 他实施方式可以利用乙烷含量小于90 %、或小于85 %、或小于80 %，或20-80 %的稀释乙烯 物流。烷基化多段反应区可在一定温度和压力条件下操作，其中，苯处于液相，使得在烷基 化催化剂存在下苯进行液相烷基化，生成包含乙苯和一种或多种多烷基化芳族组分的烷基 化产物。从多段烷基化反应区排出烷基化产物，将其送入回收区，用于从烷基化产物分离和 回收乙苯，以及用于分离和回收多烷基化芳族组分。催化剂床层可包含第二烷基化催化剂， 其中，第一烷基化催化剂对气相乙烯的抵抗能力大于第二烷基化催化剂，任何乙烯进料先 与第一烷基化催化剂接触，然后与第二烷基化催化剂接触。多段烷基化反应区可具有2-10 个催化剂床层。第一烷基化催化剂可以是铈改性的沸石催化剂。第一催化剂的铈含量可约 为 0. 01-5. 0 重量 ％。至少可将一部分的多烷基化芳族组分和苯送入烷基转移反应区，该反应区在一定 的温度和压力条件下操作，使得多烷基化组分发生歧化，制备提高了乙苯含量并降低多芳 族组分含量的产物。烷基转移区可包含烷基转移催化剂，并且在能有效保持进料在烷基转 移区处于液相的温度和压力条件下操作。烷基转移催化剂还可以是铈改性的沸石。附图简要说明附图说明图1是显示制备乙苯的工艺的示意方块图。图2示出根据本专利技术实施方式的多段烷基化反应器，该反应器具有装填烷基化催 化剂的串联催化剂床层。详细描述本专利技术的实施方式可以用于苯和其他芳族进料物流与乙烯、丙烯和其他轻烯烃进 料物流的烷基化。通常，烷基化反应器将制备单烷基化苯和多烷基化苯的混合物，并且将和 烷基转移反应器一起操作。通常，在烷基化和烷基转移反应段之间有分离段，用于从烷基化 产物分离和回收乙苯，以及用于分离和回收多烷基化芳族组分。至少可以将一部分的多烷 基化芳族组分送入烷基转移反应区。可将苯送入烷基转移反应区，该烷基转移反应区在一 定温度和压力条件下操作，以使多烷基化的芳族馏分歧化，制备提高乙苯含量并降低多烷 基化芳族组分含量的产物。为进行烷基转移反应，烷基转移区可包含分子筛催化剂，并且在 能有效保持进料在烷基转移区处于液相的温度和压力条件下操作。然后可以将乙苯送入脱氢工艺制备苯乙烯。可以使用已知催化剂进行苯与烯烃的液相烷基化。一般使用沸石和成形的选择性 二氧化硅_氧化铝催化剂。该液相法在能够有效保持进料在烷基化区处于液相的温度和压 力下进行。这种液相法的一个方面是选择反应器条件，使得送入该反应器的烯烃完全溶解 于苯。这通常可以通过调节压力和烯烃是限制试剂时的苯/烯烃比值来实现。通常，使用大 量过量的苯将便于烯烃溶解并使任何气相烯烃最少。存在的任何气相烯烃可能使常规液相 烷基化催化剂快速失活。失活的催化剂的结果是需要对催化剂进行再生或更换，这可导致 转化率、生产率和系统的效率降低。对该系统的任何意外的干扰都会导致反应器中气相烯 烃的漂移，这也会导致加速催化剂失活。所述干扰会降低催化剂的使用寿命、催化剂活性， 并缩短进行催化剂再生的时间周期，进一步降低转化率、生产率和效率。虽然高纯度烯烃可能是液相烷基化反应中所需的烷基化剂进料，但是这些反应也 可以在相对稀的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于芳族底物液相烷基化的方法，该方法包括：　　提供具有一个或多个催化剂床层的烷基化反应区，其中，至少一个催化剂床层包含第一稀土金属离子改性的催化剂，该催化剂通过包含所述稀土金属离子而对气相烯烃失活具有抵抗能力；　　将芳族底物和烷基化剂的进料引入烷基化反应区并使其与所述第一催化剂接触；　　使烷基化反应区在一定温度和压力条件下操作，在所述条件下芳族底物处于液相，以使芳族底物液相烷基化生成烷基化产物；和　　从多段烷基化反应区排出烷基化产物。

【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：JE佩拉蒂，M勒杜，JR巴特勒，
申请(专利权)人：弗纳技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]