一种通过使乙烯和异丁烷在催化转化条件下反应由乙烯和异丁烷来生产高辛烷值烷基化物的方法。使该乙烯和异丁烷与包含二聚催化剂(即，用于二聚乙烯)的第一催化材料和包含烷基化催化剂的第二催化材料接触。该第一和第二催化材料是彼此分离和不同的。作为乙烯和异丁烷在第一和第二催化材料存在下反应的结果而回收高辛烷值烷基化物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由乙烯和异丁烷生产高辛烷值烷基化物本申请要求基于2010年10月6日申请的临时申请61/404597的优选权，其内容全部引入作为参考。本专利技术涉及由包含乙烯和异丁烷的进料来生产高辛烷值烷基化物。更具体地，本专利技术涉及由乙烯和异丁烷，通过乙烯和异丁烷在催化转化条件下反应来生产高辛烷值烷基化物，该反应是在第一催化材料(其包括二聚催化剂和促进了二聚催化剂再生的材料)和第二催化材料(其包括烷基化催化剂)存在下进行的，其中该第一和第二催化材料是彼此分离和不同的。流化催化裂化(FCC)是每个现代化精炼厂的心脏，由此将重质石油组分转化成高价值燃料。FCC操作以及其他通常的裂化方法总是产生从轻质气体到重质燃油的一系列产物。在这个系列中，包括C2 (乙烷、乙烯)到C4 (丁烷、异丁烷、丁烯、异丁烯)范围的轻质链烷烃和烯烃。典型地，精炼厂将在被称作烷基化的方法中，将C4烯烃(以及可能的C3和C5烯烃)与异丁烷化学结合。来自这种方法的产物被称作烷基化物。烷基化物是精炼厂中生产的最清洁的汽油混合流，并且是一种理想的清洁燃料组分，这是因为它具有高辛烷值、低蒸气压和低毒性。数十年以来，烷基化物已经被混入到汽油中来提高汽油的辛烷值和由此改进抗爆特性。另外，州和联邦对于汽油配方和物理性能的严格限制使得烷基化物成为汽油调合用组分中最重要和最有价值的调和组分油(blendstock)之一。目前，烷基化物的大规模生产是通过被称作异链烷烃烷基化的方法来进行的。商业上，异链烷烃烷基化是一种液体酸催化的反应，其将异丁烷与烯烃(如丙烯、丁烯和戊烯(C3-C5烯烃))相结合。对于这种方法来说，精炼厂使用了氢氟酸(HF)或硫酸(H2SO4)作为液体烷基化催化剂。乙烯(C2烯烃)是FCC装置中产生的另外一种主要组分。虽然所有商业烷基化装置中所使用的液体酸催化剂在 活化C3-C5烯烃方面是相当有效的，但是它们不能活化乙烯。相反，乙烯与所述酸在这些装置中形成稳定的乙基醚，由此提供惰性的和无用的混合物。(Nivarty 等人,Microporous and Mesoporous,第 35-36 卷，第 75-87 页(2000))。因此，市售的烷基化装置不能进行乙烯的烷基化。在烧基化中，烯烃的质子化是一个关键的引发步骤(Corma等人，Trends Catal.Rev.-Sc1.Eng.，第35卷第483页(1993))，由此烯烃的活化主要取决于所产生的碳阳离子的稳定性。乙烯的反应性天生比丁烯弱；乙烯中任一碳原子的质子化导致形成不稳定的伯碳阳离子，而丁烯的质子化形成更稳定的仲碳阳离子。丁烯可以在常规的烷基化过程中，通过布朗斯台德酸(如常规的液体酸催化剂)来容易的质子化。相反，活化乙烯以进行烧基化需要Friedel-Crafts类型的催化剂,如BF3和氯化氧化招(Goupil 等人,Catalysis Letters,第 31 卷,第 121-131 页(1995) ；Hoffman,US专利N0.3873634)。用于异链烷烃与乙烯的烷基化的最有活性的催化剂是路易斯酸与质子无机酸的混合物，如HCl和AlCl3,因为这样的混合物具有能够活化乙烯的路易斯中心和促进随后的杂化迁移反应所必需的布朗斯台德中心(Olah等人，Hydrocarbon Chemistry,第2版，Wiley Interscience，第632页(1995))。在US专利7432408中使用了相关的催化剂、具有氯化铝阴离子的离子液体来用乙烯烷基化异戊烷。但是，这些催化剂对于痕量水是敏感的，容易失活和腐蚀装置。因此，它们不适于成本有效的精炼方法，并且在商业上没有用于这个用途。沸石同时具有布朗斯台德和路易斯酸中心；但是，这些催化剂不表现对乙烯烷基化的高活性。例如，据报道沸石β仅仅表现出10小时的40%的稳定乙烯转化率，而在相同条件下对丁烯却实现了完全转化(Nivarthy等人)。还计算了其他沸石系统，乙烯质子化的活化能鱼会相当高(23_30kcal/mol) (Namuangruk等人，Chemphys.Chem.,第6卷，第1333-1339 页(2005) ；Svelle 等人，J.Physical Chemistry.第 108 卷，第 2953-2962 页(2004))。作为这种低活性的结果，已知的固体酸催化剂也不适于在商业方法中直接用乙烯烷基化，因为它们需要不切实际的大量的催化剂。乙烯可以通过二聚转化成丁烯，由此两个乙烯分子结合成单个丁烯分子。乙烯二聚成丁烯是在例如Axens Alphabutol方法中商业实施的。这样的商业方法需要高选择性均相催化剂，例如US专利5162595中所公开的那些，并且限于相对纯的乙烯流。用于乙烯低聚的非均相催化剂对于丁烯不是选择性的，允许产生不太期望的高级烯烃。用于解决低乙烯反应性问题的一种已知的可选方案(http://www.1cis.com/Articles/1999/05/31/81473/the-ethalk-route-to-high-octane-alkylate.html)是向烷基化催化剂中并入乙烯二聚功能。使用这种催化剂，乙烯首先被二聚成丁烯，其然后经历与异丁烷的常规烷基化。丁烯具有比乙烯大得多的烷基化反应性，导致了更高的整体反应速率。但是，这仍然需要合适的烷基化催化剂，并且将二聚功能加入到烷基化催化剂中妨碍了组合的催化剂再生，这归因于形成了难以去除的乙烯低聚物和焦炭。与这个方案有关的一个问题是烷基化催化剂中的二聚中心随着使用被一种焦炭变得失活，所述焦炭只有在非常苛刻的再生条件下才能被除去。适于再生这样的催化剂上的二聚中心的唯一方法 是首先用含氧流体如空气来氧化该焦炭，然后使用含氢的流体来氢化任何剩余的焦炭。两个步骤都在高温(250°C)下进行。这样的再生方案在工业操作中不实用，这是因为将氧气引入到烃工艺中的危险性和当它从烃基的变成氧基的时需要频繁的净化所述系统。本专利技术涉及由浓缩的或稀释的乙烯流来生产高辛烷值的烷基化物，这与仅仅能够使用浓缩的乙烯流的常规方法形成了对比。根据本专利技术的一方面，提供了一种由乙烯和异丁烷来生产高辛烷值烷基化物的方法。该方法包括使乙烯和异丁烷在催化转化条件下反应。该乙烯和异丁烷与第一催化材料和第二催化材料接触。该第一催化材料包含二聚催化剂和促进该二聚催化剂再生的材料。该第二催化材料包含烷基化催化剂。该第一催化材料和第二催化材料是彼此分离和不同的。在乙烯和异丁烷反应后，回收了高辛烷值烷基化物。作为此处使用的，与第一和第二催化材料有关的术语“彼此分离和不同的”表示第一和第二催化材料是两种独立的和物理分开的材料。然而在本专利技术的非限定性实施方案中，该第一和第二催化材料可以彼此物理混合，例如，其中第一催化材料的颗粒或小球和第二催化材料的颗粒或小球被容纳在同一催化剂床中，或者该第一和第二催化材料可以包含在同一颗粒或小球中，但该第一和第二催化材料保留它们单独的特性。如上文所述，该第一催化材料包含二聚催化剂和促进该二聚催化剂再生的材料。该二聚催化剂催化乙烯向丁烯的二聚，其然后与异丁烷反应来产生高辛烷值烷基化物。在一种非限定性实施方案中，该二聚催化剂包含金属和用于该金属的载体。可用于该二聚催化剂中的金属包括但不限于镍，钯本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.10.06 US 61/404,5971.一种由乙烯和异丁烷来生产高辛烷值烷基化物的方法，其包括: (a)使乙烯和异丁烷在催化转化条件下反应，其中使所述乙烯和异丁烷与(i)第一催化材料和(ii)第二催化材料接触，所述第一催化材料包含二聚催化剂和促进所述二聚催化剂再生的材料，所述第二催化材料包含烷基化催化剂，其中所述第一催化材料和所述第二催化材料是彼此分离和不同的；和 (b)回收来自步骤(a)的高辛烷值烷基化物。2.权利要求1的方法，其中所述促进所述二聚催化剂再生的材料是氢化催化剂。3.权利要求1的方法，其中所述二聚催化剂包含金属和用于所述金属的载体。4.权利要求3的方法，其中所述金属选自镍、钯、钼、铬、钒、铁、钴、钌、铑、铜、银、铼、钥、鹤和猛。5.权利要求3的方法，其中所述用于所述金属的载体选自沸石、二氧化硅、氧化铝、碳、二氧化钛、氧化锆、二氧化硅/氧化铝和介孔二氧化硅。6.权利要求2的方法，其中所述氢化催化剂选自钼、镍和钯。7.权利要求6的方法，其中所述氢化催化剂是钼。8.权利要求6的方法，其中所述氢化催化剂是钯。9.权利要求6的方法，其中所述氢化催化剂是镍。10.权利要求1的方法，其中所述烷基化催化剂选自沸石、硫酸化氧化锆、钨酸化氧化锆、氯化氧化铝、氯化铝，磷酸硅-铝、钛硅酸盐、多磷酸、多钨酸、负载在二氧化硅上的三氟甲磺酸、负载在二氧化硅上的硫酸、负载在碳上的氟化氢、负载在二氧化硅上的氟化锑和负载在氧化铝上的氯化铝。11.权利要求10的方法，其中所述烷基化催化剂是沸石。12.权利要求1的方法，其中所述乙烯和所述异丁烷在大约60°C-大约150°C的温度下反应。13.权利要求12的方法，其中所述乙烯和所述异丁烷在大约75°C的温度下...
【专利技术属性】
技术研发人员：M穆赫吉，JF杨，JP内尔森，GD苏丘，KA科利，
申请(专利权)人：埃克塞鲁斯公司，
类型：
国别省市：
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