烷基化和催化剂再生方法技术

对在芳族化合物的烷基化反应（４）中失活的β沸石催化剂如稀土促进的β沸石催化剂进行再生的方法。将由于沉积了焦而失活的β沸石转换催化剂在无氧环境（３８）中加热至超过３００℃。将氧化性再生气体供给催化剂床，氧化相对多孔焦组分的一部分，产生移动通过该催化剂床（４）的放热量。再生气体的温度和氧含量中至少一项逐渐升高，以氧化焦的多孔组分。供给至少提高了氧含量或温度之一的再生气体，氧化焦的少孔难熔组分。在降低温度下通入惰性气体通过催化剂床（４）来完成该再生过程（３８和３８ａ）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及失活的β沸石催化剂的再生，更具体地，涉及结合制备乙苯进行的催化剂再生，该过程包括苯处于气相、液相或超临界相条件下，在铈或镧促进的β烷基化催化剂上进行苯的乙基化。
技术介绍
苯与乙烯在分子筛催化剂上进行烷基化是生产乙苯的一种著名的方法。通常，烷基化反应在一个多段反应器中进行，涉及以段间注入乙烯和苯，将苯和乙烯的原料流至反应器前部，从该反应器产生单烷基苯和多烷基苯混合物的产物。当然，主要的单烷基苯是所需的乙苯产物。多烷基苯包括二乙苯、三乙苯和二甲苯。随着时间推移，催化剂开始失活。烷基化反应是一个伴随在催化剂床层沉积焦的放热反应。失活程度通过判断从反应器进口侧到出口侧逐渐通过催化剂床层的放热量来确定。许多情况中，希望操作烷基化反应器时结合操作烷基转移反应器，以通过多乙苯与苯的烷基转移反应产生额外的乙苯。在一个流程中烷基化反应器可与烷基转移反应器，所述流程包括一个或多个用来回收乙烯、乙苯和多乙苯的中间独立段。烷基转移也可以在最初的烷基化反应器中发生。这样，在烷基化反应器的段之间注入乙烯和苯不仅能产生额外的乙苯，而且能促进烷基化反应器中的烷基转移，该反应器中，苯和二乙苯通过歧化反应生成乙苯。在烷基化和烷基转移反应器中可采用各种相条件。通常，烷基转移反应器可以在液相即苯和多乙苯处于液相的条件下操作，而烷基化反应器可以在气相即在苯处于气相的压力和温度的条件下操作。然而，当要求烷基化反应器产生最少的不希望的副产物时采用液相条件。专利技术概述根据本专利技术，提供一种对失活的β沸石催化剂进行再生的方法，特别是用C2-C4的烷基化剂对在芳族底物的烷基化过程中失活的稀土促进的β沸石催化剂进行再生的方法。在实施本专利技术中，提供已在烃转换反应中被催化剂上沉积的焦炭失活的β沸石转换催化剂。所述焦具有多孔特性，其范围从相对多孔的组分到相对少孔的难熔焦组分。所述催化剂在基本无氧的惰性气氛中加热到超过300℃的温度。随后，将包含含氧气体(较好是空气)与惰性气体(较好是氮气)的混合物的氧化性再生气体供给催化剂床。所述再生气体在高于最初加热温度下将至少一部分的相对多孔焦组分氧化，产生的放热量移动通过催化剂床持续供给再生气体，导致沸石催化剂除焦，同时使再生气体的温度和氧含量中至少一个逐渐升高，使焦的少孔组分氧化，产生的放热量移动通过催化剂床。随再生过程持续进行，供给的再生气体的氧含量或温度中至少一个超过了前面供给的以氧化焦的少孔难熔组分的气体的温度或氧含量。通过降低再生气体的氧含量并在降低的温度下通入惰性气体通过催化剂床来完成再生过程。本专利技术的一个实施方式中，再生气体通入至少在500℃，较好约为525-575℃温度的催化剂床，再生气体的氧含量从较低含量增加升高到明显较高的水平。在本专利技术的优选实施方式中，再生气体是空气和氮气的混合物，再生过程通过在至少500℃温度初始通入氮气开始。加入少量的空气使最初的空气含量不大于5体积％。在再生过程的最初阶段，相对多孔的焦组分被氧化。在再生过程的后面阶段中，空气含量增加到40-60重量％范围，较好约50重量％氮，少孔的更难熔的焦组分被氧化。在本专利技术的优选应用中，与用C2-C4烷基化剂对芳族底物烷基化结合来进行再生过程。本专利技术的一个特定应用涉及制备乙苯。制备乙苯可以在气相、液相或超临界相中进行。优选在液相或超临界相进行烷基化反应来制备乙苯。本专利技术在这方面提供了加入β沸石烷基化催化剂的催化剂床的烷基化反应区。较好地，β沸石用镧或铈进行促效。更好地，β沸石催化剂是铈促进的催化剂，其二氧化硅/氧化铝摩尔比在20-500范围，更好为50-200。铈促进的β沸石催化剂的铈/铝原子比值在0.5-1.5范围。在实施本专利技术的这一实施方式时，将含苯的芳族原料供给在反应区进口侧的催化剂床，还将乙烯供给所述反应区进口侧的催化剂床。烷基化反应区在苯处于液相或超临界相，较好在超临界相的温度和压力条件下操作，使苯通过放热反应乙基化，产生的放热量按从反应区进口侧到反应区出口侧的方向通过催化剂床。连续供给苯和乙烯，直到放热量穿过催化剂的主要部分。之后，停止供给乙烯和苯，在反应区中供入惰性气体，提供反应器的温度条件是最初温度低于烷基化反应过程结束时的温度条件。较好地，在停止向反应区供入乙烯和苯时，先停止供给乙烯，再停止苯的供应。随后开始通入惰性气体，反应区的温度上升，将包含氧和惰性气体混合物的氧化性再生气体供入催化剂床，产生的放热量移动通过该催化剂床。如前面所述含氧气体较好是空气，惰性气体是氮气。持续操作中，供给催化剂床的再生气体中氧/惰性气体的比例升高，以在升高温度下氧化焦。在本专利技术的另一个实施方式中，采用另一种方式进行再生过程，在催化剂床中通入惰性气体，特别是氮气，以及含有氧和氮的混合物的氧化性再生气体。本专利技术的这一实施方式可与在铈促进的β沸石烷基化催化剂上制备乙苯结合进行，其中，烷基化反应区在气相、液相或超临界相中操作。本专利技术的这一实施方式中，随催化剂失活，停止向含催化剂床的反应区供应苯和乙烯。在烷基化过程结束时停止注入苯后，将氮气通入该反应区，持续注入氮气直到反应区的苯含量明显降低。之后，将混合了氧气和氮气的混合物的氧化性再生气体通入在升高温度下的催化剂床，使该催化剂床层上的焦氧化，产生的放热量与通过该催化剂层的氧气和氮气流同时通过催化剂床。放热量通过催化剂层的主要部分之后，将氮气通入温度高于最初再生步骤时温度的催化剂床，使催化剂床的平均温度逐渐升高。然后，在高于前面温度条件下，通入包含氧气和氮气的再生气体，氧化催化剂床中的焦，产生温度高于前面放热温度的放热。这一放热量通过催化剂床的主要部分之后，在高于前面氮气注入步骤温度的条件下，将氮气通入催化剂床。之后，将包含空气和氮气的混合物的再生气体通入催化剂床，氧化催化剂床中的焦，产生的放热量的温度高于前面的放热温度。再生过程结束时，通过在反应区的进口侧通入苯和乙烯，重新开始反应区制备乙苯的操作。较好地，在再生过程结束时且重新开始烷基化过程之前，在温度低于再生过程最后的氮气注入步骤时的温度下，氮气通入催化剂床。本专利技术的一个优选实施方式中，在出口向反应区通入惰性气体和氧化性再生气体，使气流按照与烷基化反应期间苯和乙烯流逆流的方向从反应区的出口到反应区的进口的方向流动。附图简述附图说明图1是具体表达本专利技术的烷基化/烷基转移工艺的理想化的流程框图。图2是本专利技术优选实施方式的流程框图，其中加入了独立并联的烷基化和烷基转移反应器，具有用来分离和循环组分的中间多段回收区。图3是烷基化反应器的示意图，该反应器包含多个串联式催化剂床，具有原料组分的级间注入。图4是说明随在用铈改性的β沸石进行烷基化反应的物流中的天数所使用的催化剂床百分数的图。图5是显示用于铈改性的β沸石和镧改性的β沸石的催化剂床的百分数的图。图6是显示用于使用铈改性的β沸石作为新催化剂和作为再生催化剂的床的百分数的图。图7是显示对铈改性的β沸石，乙苯产率随在物流中的天数的变化的图。图8是显示对铈改性的β沸石，副产物产率随在物流中的天数的变化的图。图9是显示对铈改性的β沸石、镧改性的β沸石和硅质岩催化剂，比较副产物产率随在物流中的天数的变化的图。图10是显示对铈改性的β沸石、镧改性的β沸石和硅质岩催化剂的重质副产物产率的图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对失活的β沸石催化剂进行再生的方法，该方法包括以下步骤：（ａ）提供β沸石的烃转化催化剂的催化剂床，该催化剂在烃转化反应中被沉积在该催化剂上的焦失活，所述焦具有从相对多孔焦组分到相对少孔难熔的焦组分的孔隙特性；（ｂ）在基本没有氧气的惰性环境中加热所述β沸石至超过３００℃的温度；（ｃ）之后供给包含含氧气体和惰性气体的混合物的氧化性再生气体通过所述催化剂床，在高于上面步骤（ｂ）所述温度的温度下氧化相对多孔的焦组分的至少一部分，产生的放热量移动通过所述催化剂床；（ｄ）继续所述再生气体通过所述催化剂床的过程，使所述催化剂床内的所述沸石催化剂脱碳，同时逐渐提高所述再生气体的温度和氧含量中的至少一项，以氧化所述焦的少孔组分，产生的放热量通过所述催化剂床；（ｅ）之后供给包含含氧气体和惰性气体的混合物再生气体，所述再生气体的氧含量或温度的至少一个高于步骤（ｄ）所述温度或氧含量，由此氧化所述焦的少孔难熔组分；（ｆ）之后进一步降低所述再生气体的氧含量，并在降低温度下通入惰性气体通过所述催化剂床。

【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：KP凯利，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]