乙苯生产方法技术

本发明专利技术揭示一种通过芳族化合物与烷基化剂的烷基化反应生产烷基芳族化合物的方法，例如通过苯的烷基化反应生产乙苯。所述方法包括在预烷基化反应器中使用H-β催化剂，该反应器位于主烷基化反应器的上游。所述用于预烷基化反应器内的H-β催化剂可再生，且所述再生的H-β沸石催化剂可具有的失活率不超过新鲜H-β沸石催化剂的失活率的120%。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉参考本专利技术是2009年9月28日提交的美国申请号12/568，007的部分延续，要求2008年9月30日提交的美国临时申请号61/101，610的优先权。
本专利技术的实施方式一般涉及芳族化合物的烷基化。
技术介绍
烷基化反应一般涉及使第一芳族化合物与烷基化剂在催化剂存在下接触，从而形成第二芳族化合物。一种重要的烷基化反应是苯与乙烯反应生产乙苯。然后，可使乙苯脱氢，形成苯乙烯。在烷基化反应中要重点考虑催化剂的寿命。关于催化剂本身存在一些花费，例如催化剂的单位成本，催化剂的使用寿命，用过的催化剂再生的能力，以及处置用过的催化剂的成本。关于停止烷基化反应器以替换催化剂和/或再生催化剂床也存在一些花费，包括劳力、材料和生产率的损失。催化剂失活往往降低转化水平和/或选择性水平，任何一种降低情况都会导致不利的工艺效率损失。造成烷基化催化剂失活的原因有很多。这些原因可包括:催化剂表面被(例如)焦炭或焦油堵塞，也称为碳化；催化剂结构发生物理损坏；催化剂中的促进剂或添加剂损失。根据催化剂和使用的各种操作参数，可能是这些机理中的一种或多种。`催化剂失活的另一种原因可能是因为烷基化系统的输入物流中存在毒剂，例如胺或氨化合物。毒剂可与催化剂的组分反应，导致组分失活，或者导致不易接触催化剂结构中的组分。毒剂还可能降低产率，增加成本。因此，仍然需要开发一种能降低烷基化催化剂失活的烷基化系统，以及以有效方式控制烷基化催化剂失活的方法。鉴于上述内容，希望找到一种有效方法通过催化烷基化反应以工业规模生产乙苯。还希望该方法是稳定的，不会由于催化剂再生或更换需中断工艺而导致频繁的中断。
技术实现思路
本专利技术的实施方式包括一种通过苯与乙烯的催化烷基化反应以工业规模生产乙苯的方法。本专利技术的实施方式包括一种通过芳族化合物和烷基化剂的烷基化反应来生产烷基芳族化合物的方法，该方法包括提供至少一个含H-P沸石催化剂的反应区，将包含芳族化合物和烷基化剂的进料物流引入该反应区中。至少一部分芳族化合物在烷基化条件下反应，生产烷基芳族化合物。然后，可移出含烷基芳族化合物的第一产物物流。芳族化合物可以是苯，烷基化剂可以是乙烯，烷基芳族化合物可以是乙苯。烷基芳族化合物的产量可以为至少50万磅/天，可以在至少50万磅/天至I千万磅/天之间。所述至少一个反应区可包括至少一个预烷基化反应器和至少一个主烷基化反应器。所述至少一个预烷基化反应器可包含至少5，OOO磅到50，OOO磅的H-β沸石催化剂。至少一个预烷基化反应器和至少一个主烷基化反应器中的一个或多个可包含混合催化剂，该混合催化剂包含Η-β沸石催化剂和至少一种其它催化剂。在一个实施方式中，当含H-β沸石催化剂的预烷基化反应器工作时，主烷基化反应器的催化剂失活速率降低。在一个实施方式中，当含Η-β沸石催化剂的预烷基化反应器工作时，主烷基化反应器不发生催化剂失活。Η-β催化剂可以在至少5，000磅至50，000磅之间，可以处于预烷基化系统中，该预烷基化系统在再生之前的运行时间至少为6个月，或者至少为9个月，或者至少为12个月，或者至少为18个月。预烷基化系统中的Η-β沸石催化剂可以原位再生。预烷基化系统可以作为旁路进行催化剂再生，而不需要使至少一个主烷基化反应器停止工作。【附图说明】图1是烷基化/烷基转移过程的实施方式的示意框图。图2是包括预烷基化步骤的烷基化/烷基转移过程的实施方式的示意框图。图3是可用于预烷基化步骤的并联反应器系统的示意图。图4说明具有多个催化剂床的烷基化反应器的一个实施方式。图5说明本专利技术实施例1中得到的温度上升的百分数据。图6说明本专利技术实施例2中得到的温度上升的百分数据。专利技术详沭在分子筛催化剂上进行芳族`化合物转化过程在化学工业中是众所周知的。通过芳族化合物(例如苯)发生烷基化反应来生产各种烷基苯衍生物(例如乙苯)是非常普遍的做法。本专利技术的实施方式一般涉及一种烷基化系统，该系统适于最大程度地降低烷基化催化剂失活以及造成的催化剂再生或替换所带来的工艺扰动。在本专利技术的一个实施方式中，在烷基化方法中使用工业规模量的H- β催化剂，从而以工业规模由苯和乙烯生产乙苯。该方法可包括一个或多个固定的H-β催化剂床，该催化剂床可原位或非原位再生，不会对工业烷基化生产速率造成明显影响。如文中所用的，H-β烷基化催化剂的工业规模量是指3，000磅-50，000磅或更多的催化剂在烷基化工艺(例如乙苯生产)中用作烷基化系统。Η-β烷基化催化剂可在乙苯生产的烷基化工艺中用作预烷基化系统。例如，预烷基化系统可以是多床反应器中最开始的一个或多个床，或者可以是多反应器烷基化工艺中最开始的一个反应器或多个反应器的组。在Η-β烷基化催化剂同时用于预烷基化系统和主烷基化系统的本专利技术实施方式中，整个工艺的催化剂用量可以最高达100，000磅或更多。如文中所用的，由烷基化方法以工业规模生产乙苯是指平均每天生产50万磅到I千万磅的乙苯或更多。沸石β催化剂适合用于本专利技术，是本领域公知的。沸石β催化剂的二氧化硅与氧化铝的摩尔比(表示为SiO2Al2O3)通常例如约为10-300，或者约为15-75。在一个实施方式中，沸石β可具有低钠含量(表示为Na2O),例如小于约0.2重量％,或者小于约0.06重量％。可以使用本领域技术人员已知的任何方法减少钠含量，例如通过离子交换方法。沸石β催化剂的特征是具有至少400平方米/克的高表面积，其表面积取决于晶型，不考虑补充组分，例如粘结剂。在一个实施方式中，沸石P的表面积至少为600米2/克。在Wadlinger等的美国专利第3，308, 069号和Calvert等的美国专利第4，642，226号中进一步描述了沸石@催化剂的形成，这些专利的内容通过参考纳入本文。H-^型沸石催化剂的特征是在其标称阳离子形式中具有氢。在一个【具体实施方式】中，在通过苯和乙烯的烷基化反应以工业规模生产乙苯的方法中使用以商品名ZeolystCP787Zeolite H-Beta Extrudate 从泽里斯特国际公司(Zeolyst International)购得的H-^催化剂。所述沸石可经修饰以包含促进剂。在一个非限制性实施方式中，所述沸石由以下Co、Mn、T1、Zr、V、Nb、K、Cs、Ga、B、P、Rb、Ag、Na、Cu、Mg、Fe、Mo、Ce 或其组合中的一种或多种促进。在一个实施方式中，所述沸石可由Ce、Cu、P、Cs、B、Co、Ga或其组合中的一种或多种促进。所述促进剂可与所述沸石内的元素发生交换，和/或以封闭在该沸石骨架中的形式附着在所述沸石材料上。在一个实施方式中，所述促进剂的量由产出的不需要的副产物的量应少于0.5mol%来确定。在一个实施方式中，所述催化剂包含超过基于该催化剂总重0.lwt%的至少一种促进剂。在另一个实施方式中，所述催化剂包含至多5wt%的至少一种促进剂。在另一个实施方式中，所述催化剂包含0.1 — 3wt%的至少一种促进剂,可任选地,0.1 — lwt%的至少一种促进剂。图1说明烷基化/烷基转移过程100的实施方式的示意框图。过程100 —般包括将进料物流102 (例如第一进料物流)送入烷基化系统104 (例如第一烷基化系统)。烷基化系统104 —般适合于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过芳族化合物与烷化剂的烷基化反应生产烷基芳族化合物的方法，所述方法包括：提供至少一个含再生H?β沸石催化剂的反应区；将包含芳族化合物和烷化剂的进料物流引入所述反应区；和使至少部分所述芳族化合物在烷基化条件下反应以生产烷基芳族化合物；其中，采用所述再生H?β沸石催化剂的烷基芳族化合物的生产速率在采用新鲜H?β沸石的烷基芳族化合物的生产速率的90%以内；其中，所述再生H?β沸石催化剂所具有的失活率不超过新鲜H?β沸石催化剂失活率的120%。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.05.02 US 13/098,5101.一种通过芳族化合物与烷化剂的烷基化反应生产烷基芳族化合物的方法，所述方法包括: 提供至少一个含再生Η-β沸石催化剂的反应区； 将包含芳族化合物和烷化剂的进料物流引入所述反应区；和 使至少部分所述芳族化合物在烷基化条件下反应以生产烷基芳族化合物； 其中，采用所述再生Η-β沸石催化剂的烷基芳族化合物的生产速率在采用新鲜H-β沸石的烷基芳族化合物的生产速率的90%以内； 其中，所述再生H-β沸石催化剂所具有的失活率不超过新鲜H-β沸石催化剂失活率的 I20%ο2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进料物流还包含平均至少5ppb的催化剂毒剂。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进料物流还包含平均至少30ppb的催化剂毒剂。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述至少一个反应区中的Η-β催化剂的量至少为3，000磅。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述至少一个反应区中，在第一预烷基化系统中Η-β催化剂的量在3，000磅到50，000磅之间。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烷基芳族化合物的产量为至少50万磅`/天°7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烷基芳族化合物是乙苯，所述芳族化合物是苯，和所述烷化剂是乙烯。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个反应区包含至少一个预烷基化反应器和至少一个主烷基化反应器。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述至少一个预烷基化反应器含有至少3，000磅-50，000磅的量的Η-β沸石催化剂。10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述至少一个预烷基化系统在再生之前具有至少12个月的运行时间。11.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述至少一个预烷基化系统在失活需要再生之前具有至少24个月的运行时间。12.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一预烷基化系统中的Η-β沸石催化剂能原位再生。13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个反应区含有混合催化剂，所述混合催化剂包含Η-β沸石催化剂和至少一种其它催化剂。14.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述预烷基化反应器含有混合催化剂，所述混合催化剂包含Η-β沸石催化剂和至少一种其它催化剂。15.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述主烷基化反应器含有混合催化剂，所述混合催化剂包含Η-β沸石催化剂和至少一种其它催化剂。16.如权利要求8所述的方法，其特征在于，当所述预烷基化反应器工作时，所述主烷基化反应器无催化剂失活发生。17.一种由高毒剂含量的进料物流通过苯与乙烯的烷基化反应生产乙苯的方法，所述方法包括: 提供至少一个含H...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·R·巴特勒，
申请(专利权)人：弗纳技术股份有限公司，
类型：
国别省市：