專利名稱：烴類的催化烷基化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在固體酸催化劑上進(jìn)行烴類的烷基化的方法，更確切地說涉及一種其中催化劑還可再生的方法。
在本發(fā)明中，術(shù)語“烷基化”指的是可烷基化的化合物(例如芳香烴或飽和烴)與烷基化試劑(例如烯烴)的反應(yīng)。我們將通過討論飽和烴(通常為支化的飽和烴)與烯烴的烷基化反應(yīng)生成具有較高分子量的高度支化的飽和烴進(jìn)一步說明本發(fā)明，但不是為了限制本發(fā)明的范圍。
WO 98/23560公開了一種烴類的烷基化方法。該方法使用了固體酸催化劑，在該催化劑的活性顯著降低之前在緩和條件下用氫氣再生該催化劑。在此再生過程中存在烴類，優(yōu)選為可烷基化的化合物。
該方法使用了一個(gè)在烷基化模式和再生模式之間循環(huán)的反應(yīng)器。因此當(dāng)進(jìn)行再生工藝時(shí)烷基化生產(chǎn)就暫停了。此外，該方法優(yōu)選在反應(yīng)步驟和再生步驟之間以及再生步驟和反應(yīng)步驟之間引入清洗步驟，在清洗步驟中用飽和烴(優(yōu)選可烷基化的化合物)沖洗催化劑。
US 5,523,503也介紹了一種包括緩和再生催化劑的烷基化方法，該方法公開了在包含至少三個(gè)反應(yīng)器的設(shè)備中進(jìn)行烴類(即異丁烷)的烷基化反應(yīng)。這些反應(yīng)器在烷基化區(qū)和催化劑再生區(qū)之間循環(huán)。通過周期性地提升初始原料物流和再生劑物流進(jìn)入工藝過程的位置而使催化劑床相對于液相反應(yīng)物流動(dòng)的方向作并流運(yùn)動(dòng)，從而使反應(yīng)器在這兩個(gè)區(qū)之間循環(huán)。
在該方法中，原料和再生劑的噴射點(diǎn)沿著反應(yīng)器移動(dòng)。該方法需要很多閥門和管道。該方法的第二個(gè)缺點(diǎn)是需要兩股獨(dú)立的含有異丁烷的物流原料物流和再生劑物流。第三個(gè)缺點(diǎn)是在反應(yīng)器從再生區(qū)循環(huán)至烷基化區(qū)之前以及從烷基化區(qū)循環(huán)至再生區(qū)之前，需要沖洗反應(yīng)器以除去烷基化物。
希望能夠連續(xù)地運(yùn)行烷基化和緩和再生的聯(lián)合過程，這就意味著可以同時(shí)進(jìn)行烷基化物生產(chǎn)和催化劑再生，而無需沖洗步驟。此外希望該方法只要求最少量的管道和閥門。根據(jù)本發(fā)明的方法提供了用于此連續(xù)過程的方法。
本發(fā)明涉及一種方法，其包括(i)在固體酸烷基化催化劑上將可烷基化的化合物與烷基化試劑反應(yīng)生成烷基化物和(ii)在緩和再生條件下在氫氣和烴存在時(shí)再生所述催化劑。該方法的特征在于再生過程中存在的烴包括至少一部分已形成的烷基化物。
現(xiàn)已驚訝地發(fā)現(xiàn)在用氫氣再生催化劑的過程中烷基化物基本保持不變。這的確令人驚訝，因?yàn)槌ＷR認(rèn)為在氫氣和具有加氫作用的固體酸催化劑存在下飽和烴容易發(fā)生轉(zhuǎn)變。這種轉(zhuǎn)變的實(shí)例有加氫裂化、異構(gòu)化等。
根據(jù)本發(fā)明的方法中在氫氣和固體酸烷基化催化劑存在下烷基化物基本保持不變，該事實(shí)意味著在再生開始之前無需從反應(yīng)器體系中除去烷基化物。
此外，所有含有烷基化物的產(chǎn)物物流可以存在于再生過程中。因此該方法只需要一股可烷基化化合物的物流，而根據(jù)US 5,523,503的方法需要兩股這樣的物流一股用于處于烷基化模式的反應(yīng)器，另一股用于處于緩和再生模式的反應(yīng)器。
烷基化物可以在緩和再生過程中存在，基于這一點(diǎn)可以設(shè)計(jì)出相對簡單且經(jīng)濟(jì)上有利的連續(xù)方法，該方法結(jié)合了烷基化過程與催化劑的緩和再生過程。該方法需要包括兩個(gè)或更多個(gè)包含固體酸烷基化催化劑的反應(yīng)器的設(shè)備。這樣兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器中至少有一個(gè)在烷基化模式下運(yùn)行-其包括可烷基化的化合物與烷基化試劑反應(yīng)生成含有烷基化物的產(chǎn)物物流，并且這樣兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器中至少有一個(gè)在緩和再生模式下運(yùn)行-其包括在已形成的烷基化物存在下將所述固體酸烷基化催化劑與氫氣接觸。
應(yīng)當(dāng)理解在以再生模式運(yùn)行的過程中可以存在催化劑不與氫氣接觸的時(shí)期。類似地，在以烷基化模式運(yùn)行的過程中可以存在不供入烷基化試劑的時(shí)期。
在第一個(gè)實(shí)施方案中，通過輸送至少一部分含有烷基化物的產(chǎn)物物流將烷基化物供入反應(yīng)器。反應(yīng)器在烷基化模式和緩和再生模式之間周期性地往復(fù)循環(huán)。最終從以緩和再生模式運(yùn)行的反應(yīng)器的流出物中回收烷基化物，或者如果有多個(gè)以緩和再生模式運(yùn)行的反應(yīng)器，那么從至少一個(gè)以緩和再生模式運(yùn)行的反應(yīng)器的流出物中回收烷基化物。如果在緩和再生過程中僅有一部分含有烷基化物的產(chǎn)物物流與固體酸烷基化催化劑接觸，那么還要從含有烷基化物的產(chǎn)物物流的剩余部分，即繞開以緩和再生模式運(yùn)行的反應(yīng)器的那部分，回收烷基化物。
在第二個(gè)實(shí)施方案中，含有烷基化物的產(chǎn)物物流繞開處于緩和再生模式的反應(yīng)器，并且在烷基化物存在的條件下用氫氣進(jìn)行再生反應(yīng)，該烷基化物是當(dāng)反應(yīng)器從烷基化模式循環(huán)至再生模式以后仍舊存在于反應(yīng)器中的烷基化物。反應(yīng)器在烷基化模式和緩和再生模式之間周期性地往復(fù)循環(huán)。最終從含有烷基化物的產(chǎn)物物流中回收烷基化物。


圖1顯示了適合實(shí)施本發(fā)明方法的設(shè)備的示意圖。作為舉例，該圖僅顯示了兩個(gè)包含固體酸烷基化催化劑的反應(yīng)器一個(gè)處于烷基化模式且另一個(gè)處于再生模式。注意按照本發(fā)明，該設(shè)備可以包含多個(gè)處于烷基化模式的反應(yīng)器和多個(gè)處于再生模式的反應(yīng)器。該設(shè)備優(yōu)選包含相同數(shù)目的處于烷基化模式的反應(yīng)器和處于再生模式的反應(yīng)器。該設(shè)備優(yōu)選包含每種模式的反應(yīng)器各1至3個(gè)。
這些反應(yīng)器包含固體酸烷基化催化劑，并且裝配了本領(lǐng)域已知的用于測試溫度、壓力和流量的標(biāo)準(zhǔn)裝置。催化劑可以存在于任何類型的催化劑床中，例如流化床、固定床或懸浮在淤漿中。此外這些反應(yīng)器可以包含多個(gè)催化劑床。這樣就可以在一個(gè)反應(yīng)器中使用具有不同催化劑組成和/或具有不同尺寸的催化劑床。例如最下游的催化劑床可以大一些，即與相同反應(yīng)器中上游的催化劑床相比含有較多的催化劑，和/或含有活性更高的催化劑。這有助于烷基化試劑的全部轉(zhuǎn)化，從而防止該化合物漏出。
當(dāng)反應(yīng)器中使用至少兩個(gè)催化劑床時(shí)，優(yōu)選向各催化劑床添加各自的烷基化試劑，這樣反應(yīng)器中需要的烯烴總量就可分配給幾個(gè)噴射點(diǎn)。這使得反應(yīng)器中可烷基化的化合物與烷基化試劑的摩爾比較高。噴射點(diǎn)位于每個(gè)催化劑床的下方，即位于最上游的床的下方以及位于每個(gè)后續(xù)催化劑床的下方。在進(jìn)入催化劑床以前，優(yōu)選將被噴射的烷基化試劑與反應(yīng)器中已經(jīng)存在的可烷基化的化合物混合。
另外，可以在反應(yīng)器中使用至少兩個(gè)催化劑床，并且在每個(gè)催化劑床的下方噴射烷基化試劑，除了最下游的催化劑床以外。這樣還可以促使反應(yīng)器中的烷基化試劑完全轉(zhuǎn)化，并防止該化合物漏出。此外可以在反應(yīng)器中使用至少兩個(gè)催化劑床，并在不同催化劑床的下方噴射不同的烷基化試劑。例如可將丁烯添加至最初的兩個(gè)床，而將丙烯添加至第三個(gè)催化劑床。
圖1的設(shè)備包括處于烷基化模式的反應(yīng)器3A?？赏榛幕衔锿ㄟ^閥系統(tǒng)1并經(jīng)過管2A供入該反應(yīng)器，且烷基化試劑經(jīng)入口4A供入該反應(yīng)器。這兩種組分可以(部分地)反應(yīng)生成烷基化物。
圖1僅示意地畫出了該設(shè)備的閥系統(tǒng)1、5A和5B。這些閥系統(tǒng)優(yōu)選為成套的閥門和/或流量控制器，分別用于調(diào)節(jié)管2A和2B、管7B和6A以及管7A和6B中的物流。這些閥門和/或流量控制器的優(yōu)勢在于例如當(dāng)可烷基化化合物引入管2B時(shí)，不必阻止經(jīng)過管2A的可烷基化化合物的物流，正如使用例如三通閥時(shí)的情形一樣。此外流量控制器可以調(diào)節(jié)流經(jīng)管道的物流。
根據(jù)第一個(gè)實(shí)施方案的方法，至少一部分含有烷基化物的產(chǎn)物物流通過閥系統(tǒng)5A并經(jīng)過管6A供入處于再生模式的反應(yīng)器3B。如果僅有一部分含有烷基化物的產(chǎn)物物流供入反應(yīng)器3B，那么含有烷基化物的產(chǎn)物物流的剩余部分可以通過管7B供入分離單元8。如果需要的話，可以將可烷基化的化合物添加到進(jìn)入反應(yīng)器3B的那部分含有烷基化物的產(chǎn)物物流中。優(yōu)選將所有含有烷基化物的產(chǎn)物物流供入反應(yīng)器3B。
經(jīng)入口4B將氫氣供入反應(yīng)器3B。隨后將該反應(yīng)器的流出物通過閥系統(tǒng)5B并經(jīng)過管7A供入分離單元8。分離單元可包含一個(gè)或多個(gè)分離裝置。在此分離單元中將可烷基化的化合物從反應(yīng)器3B的流出物中分離出來，并且如果僅有一部分含有烷基化物的產(chǎn)物物流供入反應(yīng)器3B，那么從含有烷基化物的產(chǎn)物物流的剩余部分分離出可烷基化的化合物。將包含至少一部分這種可烷基化化合物的物流經(jīng)管9循環(huán)至閥系統(tǒng)1。注意該物流和因此引入反應(yīng)器3A的可烷基化的化合物可能含有例如烷基化物的其它化合物。離開分離單元的其它物流包含烷基化物，且通常還包含含有“輕物質(zhì)”(例如氫氣和/或丙烷)的物流和含有正烷烴的物流。
反應(yīng)器3A和3B可以通過以下方法在烷基化模式和再生模式之間循環(huán)例如(i)切換流經(jīng)入口4A和4B的物流和(ii)變換流經(jīng)不同管道的物流。在此模式下，將氫氣供入反應(yīng)器3A，并將烷基化試劑供入反應(yīng)器3B?？赏榛幕衔锝?jīng)管2B供入反應(yīng)器3B，至少一部分含有烷基化物的產(chǎn)物物流通過閥系統(tǒng)5B并經(jīng)過管6B供入反應(yīng)器3A。如果僅有一部分含有烷基化物的產(chǎn)物物流供入反應(yīng)器3A，那么將含有烷基化物的產(chǎn)物物流的剩余部分經(jīng)過管7A供入分離單元8，并且將離開反應(yīng)器3A的物流通過閥系統(tǒng)5A和管7B供入分離單元8。
在根據(jù)第二個(gè)實(shí)施方案的方法中，含有烷基化物的產(chǎn)物物流通過閥系統(tǒng)5A并經(jīng)過管7B供入分離單元8。在該分離單元中從含有烷基化物的產(chǎn)物物流分離出可烷基化的化合物。包含至少一部分這種可烷基化的化合物的物流可以經(jīng)管9循環(huán)。
含有烷基化物的產(chǎn)物物流不供入反應(yīng)器3B。自從該反應(yīng)器在烷基化模式下運(yùn)行，烷基化物仍舊存在于該反應(yīng)器中。經(jīng)過入口4B將氫氣引入反應(yīng)器3B。原則上反應(yīng)器3B將從體系中隔離，這意味著在再生階段沒有物流經(jīng)閥系統(tǒng)5B離開該反應(yīng)器。但是可能必須經(jīng)過例如管7A釋放該反應(yīng)器中的壓力。
反應(yīng)器3A和3B可以通過以下方法在烷基化模式和再生模式之間循環(huán)例如(i)切換經(jīng)過入口4A和4B的物流和(ii)改變流經(jīng)不同管道的物流。在此模式下，將氫氣供入反應(yīng)器3A，并將烷基化試劑供入反應(yīng)器3B?？赏榛幕衔锝?jīng)過管道2B供入反應(yīng)器3B，含有烷基化物的產(chǎn)物物流經(jīng)過管道7A供入分離單元8。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員會意識到這兩個(gè)實(shí)施方案都允許連續(xù)操作。
通常在至少部分烷基化試劑和可烷基化的化合物處于液相或超臨界相的條件下實(shí)施本方法。一般地在溫度為233-523K，優(yōu)選293-423K，更優(yōu)選338-368K的范圍內(nèi)，以及壓力為1-100巴，優(yōu)選5-40巴，更優(yōu)選15-30巴的范圍內(nèi)實(shí)施本發(fā)明的方法。
一般地在溫度為233-523K以及壓力為1-100巴的條件下進(jìn)行緩和再生步驟。盡管再生步驟和烷基化步驟可以在不同的溫度及壓力下進(jìn)行，但是再生溫度(用K表示)和再生壓力與反應(yīng)溫度和反應(yīng)壓力相差優(yōu)選不超過20％，更優(yōu)選不超過10％，甚至更優(yōu)選不超過5％。最優(yōu)選再生溫度和壓力與反應(yīng)溫度和壓力基本上相同。
反應(yīng)器的總原料量中可烷基化的化合物與烷基化試劑的摩爾比優(yōu)選高于5∶1，更優(yōu)選高于50∶1。優(yōu)選較高的摩爾比是出于性能因素的考慮，因?yàn)檩^高的摩爾比通常可提高辛烷值和穩(wěn)定性。該比值的上限由使用工藝的類型和工藝的成本決定。該比值不是至關(guān)重要的，并且它可以高達(dá)5,000∶1。通常優(yōu)選例如1,000∶1或更低的數(shù)值。這些較高的摩爾比可以通過本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的各種方法實(shí)現(xiàn)，例如通過多點(diǎn)輸入烷基化試劑或通過反應(yīng)器內(nèi)容物的內(nèi)循環(huán)來實(shí)現(xiàn)。這樣認(rèn)為可烷基化的化合物和烷基化試劑的摩爾比最優(yōu)選150-750∶1。
烷基化試劑的進(jìn)料速率(WHSV)通常為0.01-5，優(yōu)選0.05-0.5，更優(yōu)選0.1-0.3g烷基化試劑/g催化劑·h-1。
在已形成的烷基化物存在的條件下通過與氫氣接觸使催化劑再生。通常會將氫氣溶解于含有烷基化物的混合物，即含有烷基化物的產(chǎn)物物流(實(shí)施方案1)或是含有當(dāng)反應(yīng)器從烷基化模式循環(huán)至再生模式后仍舊存在的已經(jīng)形成的烷基化物的混合物(實(shí)施方案2)。該溶液含有優(yōu)選至少10％飽和濃度的氫氣，所述飽和濃度被定義為可以在再生溫度和壓力下含有烷基化物的混合物中能夠溶解氫氣的最大量。取決于所用的進(jìn)料速率，該溶液更優(yōu)選含有至少50％飽和濃度的氫氣，甚至更優(yōu)選至少85％。在相對低的進(jìn)料速率時(shí)混合物中通常優(yōu)選具有盡可能飽和的氫氣溶液。
反應(yīng)器在烷基化模式和再生模式之間循環(huán)的頻率，即再生頻率，取決于許多條件，包括催化劑的性質(zhì)、反應(yīng)和再生的條件以及再生步驟中存在氫氣的量。優(yōu)選在催化劑的活性顯著降低之前進(jìn)行再生過程?？梢酝ㄟ^烷基化試劑的漏出觀察這種降低，而烷基化試劑的漏出可通過分析含有烷基化物的產(chǎn)物物流中烷基化試劑的濃度測量。通過在烷基化試劑漏出之前將反應(yīng)器在烷基化模式和再生模式之間循環(huán)，可以獲得產(chǎn)率高且組成大致穩(wěn)定的產(chǎn)物。通常反應(yīng)器在烷基化模式和再生模式之間的切換頻率為1次/10h至10次/h，優(yōu)選1次/3h至3次/h，甚至更優(yōu)選1次/2h至2次/h。
任選地，在反應(yīng)器區(qū)從烷基化模式循環(huán)至再生模式以前或從再生模式循環(huán)至烷基化模式以前，用含烴物流例如含有可烷基化的化合物的物流或含有烷基化物的產(chǎn)物物流沖洗反應(yīng)器，以此來防止氫氣與烯烴接觸，因?yàn)檫@種接觸會導(dǎo)致形成不需要的烷烴。
該設(shè)備可以包括一個(gè)或多個(gè)附加的包含固體酸烷基化催化劑的反應(yīng)器，其可以替換處于烷基化模式和再生模式下的兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器中的一個(gè)或多個(gè)。該設(shè)備優(yōu)選包含一個(gè)這樣的附加反應(yīng)器。利用這種附加反應(yīng)器可以使工藝過程非常靈活。如果由于環(huán)境因素兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器中的一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器包含的催化劑在工藝過程中失活至不可接受的程度，那么該反應(yīng)器可以被一個(gè)或多個(gè)附加的包含催化劑的反應(yīng)器替換。然后可以通過與高溫氫氣在氣相中接觸來恢復(fù)該催化劑的最初活性，從而使失活的催化劑再生，同時(shí)不影響正在進(jìn)行的烷基化工藝。經(jīng)過這種高溫再生過程，包含高溫再生的催化劑的反應(yīng)器可以用作所述的附加反應(yīng)器。
進(jìn)行高溫再生工藝的溫度為至少423K，優(yōu)選423-873K，更優(yōu)選473-673K。為了以工業(yè)規(guī)模進(jìn)行長期操作，可以例如在緩和條件下再生每50次后，優(yōu)選每100次后，進(jìn)行這種高溫再生工藝。中試規(guī)模的實(shí)驗(yàn)已顯示如果催化劑在緩和條件下再生每200-400次后再經(jīng)歷高溫再生工藝，則可以實(shí)現(xiàn)長期操作。實(shí)際操作中緩和再生的次數(shù)可以更高或更低，這取決于工業(yè)規(guī)模中確切的工藝變量。
在本發(fā)明的方法中使用的可烷基化的化合物優(yōu)選為具有4至10個(gè)碳原子的異構(gòu)烷烴，例如異丁烷、異戊烷、異己烷或它們的混合物。
烷基化試劑優(yōu)選為具有2-10個(gè)碳原子，優(yōu)選2-6個(gè)碳原子，更優(yōu)選3-5個(gè)碳原子的烯烴，例如丙烯、丁烯、戊烯。用丁烯或丁烯混合物使異丁烷烷基化是根據(jù)本發(fā)明的方法中具有吸引力的實(shí)施方案。
在本發(fā)明的方法中使用的固體酸烷基化催化劑包括加氫金屬組分和固體酸組分。
合適的加氫金屬組分的實(shí)例為過渡金屬組分，例如元素周期表中VIII族的金屬或它們的混合物。這其中優(yōu)選元素周期表中VIII族的貴金屬。特別優(yōu)選鉑、鈀及它們的混合物。加氫金屬組分的量將取決于它的特性。當(dāng)加氫金屬組分為元素周期表中VIII族的貴金屬時(shí)，催化劑通常含有0.01-2重量％金屬，優(yōu)選0.1-1重量％，以金屬計(jì)算。
固體酸組分的實(shí)例包括沸石例如β沸石、MCM-22、MCM-36、絲光沸石、X型沸石和Y型沸石(其包括H-Y-沸石和USY-沸石)，非沸石的固體酸例如二氧化硅-氧化鋁、硫酸化氧化物(如鋯、鈦或錫的硫酸化氧化物，鋯、鉬、鎢等的硫酸化混合氧化物)和氯化氧化鋁。固體酸組分目前優(yōu)選為沸石、硫酸化氧化物和氯化氧化鋁，其中沸石包括絲光沸石、β沸石、X型沸石和Y型沸石(其包括H-Y-沸石和USY-沸石)。也可以采用固體酸組分的混合物。
根據(jù)本發(fā)明的方法中使用的催化劑優(yōu)選包括在載體上的加氫金屬組分，該載體包括2-98重量％固體酸組分和98-2重量％基體材料，以載體計(jì)算。該載體優(yōu)選包括10-90重量％基體材料和90-10重量％固體酸組分。該載體更優(yōu)選包括10-80重量％基體材料且余下部分為固體酸組分。特別優(yōu)選的催化劑中載體包括10-40重量％基體材料且余下部分為固體酸組分。
在本說明書中，術(shù)語“基體材料”包括除了固體酸組分和加氫金屬組分以外所有存在于催化劑中的成分。合適的基體材料的實(shí)例有氧化鋁、二氧化硅、粘土及它們的混合物。通常優(yōu)選包含氧化鋁的基體材料。目前認(rèn)為基本上由氧化鋁組成的基體材料是最優(yōu)選的。
在本發(fā)明的方法中使用的催化劑優(yōu)選具有至少0.5mm的粒度。粒度優(yōu)選為至少0.8mm，更優(yōu)選至少1.0mm。粒度的上限優(yōu)選為10mm，更優(yōu)選為5mm，甚至更優(yōu)選3mm。
在本說明書中，術(shù)語“粒度”被定義為催化劑的固態(tài)部分的平均直徑，這一點(diǎn)對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見的。
可以用工業(yè)上常見的方法制備該催化劑。這些方法包括例如當(dāng)固體酸組分與基體材料混合后使其成型而形成顆粒，然后焙燒這些顆粒?？梢岳缤ㄟ^用加氫金屬組分的溶液浸漬載體顆粒而使催化劑組合物具有加氫作用。
根據(jù)本發(fā)明的方法制備的烷基化物優(yōu)選為具有最少量C9+烷基化物的C5+烷基化物。使用本發(fā)明的方法獲得的C5+烷基化物中C9+含量優(yōu)選小于30重量％，更優(yōu)選小于20重量％，最優(yōu)選小于10重量％。頻繁地進(jìn)行緩和再生可將C9+的產(chǎn)量控制在較低水平上。
同樣根據(jù)本發(fā)明的方法可獲得高產(chǎn)率的C5+烷基化物，這一點(diǎn)取決于再生頻率。根據(jù)本發(fā)明的方法可以使C5+烷基化物的產(chǎn)率超過200％，以消耗的烯烴的重量計(jì)算，優(yōu)選204％或更高。
可以用產(chǎn)物的RON衡量由根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的烷基化物的質(zhì)量。RON是衡量汽油和/或汽油組分的防爆等級的標(biāo)準(zhǔn)。RON越高，汽油的防爆等級越有利。這取決于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的類型，一般說來對發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行而言較高的防爆等級是有利的。根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的產(chǎn)物優(yōu)選具有RON為90或更高，更優(yōu)選92或更高，最優(yōu)選94或更高。例如通過氣相色譜測定產(chǎn)物中各種烴的體積百分?jǐn)?shù)來得到RON。然后用RON貢獻(xiàn)值乘以體積百分?jǐn)?shù)并加合。
RON為90或更高的化合物的實(shí)例有異戊烷、2，2-二甲基丁烷、2，3-二甲基丁烷、三甲基丁烷、2，3-二甲基戊烷、2，2，4-三甲基戊烷、2，2，3-三甲基戊烷、2，3，4-三甲基戊烷、2，3，3-三甲基戊烷和2，2，5-三甲基己烷。
權(quán)利要求
1.一種包括(i)在固體酸烷基化催化劑上將可烷基化的化合物與烷基化試劑反應(yīng)生成烷基化物和(ii)在緩和再生條件下在氫氣和烴存在時(shí)再生所述催化劑的方法，其中該烴包括至少一部分已形成的烷基化物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在包括兩個(gè)或更多個(gè)包含固體酸烷基化催化劑的反應(yīng)器的設(shè)備中實(shí)施該方法，且在此方法中(a)所述的兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器中至少有一個(gè)在烷基化模式下運(yùn)行，其包括可烷基化的化合物與烷基化試劑反應(yīng)生成含有烷基化物的產(chǎn)物物流，(b)所述的兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器中至少有一個(gè)在緩和再生模式下運(yùn)行，其包括在氫氣存在下將所述固體酸烷基化催化劑與至少一部分含有烷基化物的產(chǎn)物物流接觸，(c)所述反應(yīng)器在烷基化模式與緩和再生模式之間周期性地往復(fù)循環(huán)，(d)回收烷基化物，(d1)如果在緩和再生過程中所有含有烷基化物的產(chǎn)物物流與固體酸烷基化催化劑接觸，和(d1a)如果僅有一個(gè)反應(yīng)器在緩和再生模式下運(yùn)行，那么從該反應(yīng)器的流出物中回收烷基化物，(d1b)如果有兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器在緩和再生模式下運(yùn)行，那么從這些反應(yīng)器中的至少一個(gè)反應(yīng)器的流出物中回收烷基化物，(d2)如果在緩和再生過程中僅有一部分含有烷基化物的產(chǎn)物物流與固體酸烷基化催化劑接觸，那么從含有烷基化物的產(chǎn)物物流的剩余部分回收烷基化物，和(d2a)如果僅有一個(gè)反應(yīng)器在緩和再生模式下運(yùn)行，那么從該反應(yīng)器的流出物中回收烷基化物，(d2b)如果有兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器在緩和再生模式下運(yùn)行，那么從這些反應(yīng)器中的至少一個(gè)反應(yīng)器的流出物中回收烷基化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中在緩和再生模式中在氫氣存在下將固體酸烷基化催化劑與所有含有烷基化物的產(chǎn)物物流接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在包括兩個(gè)或更多個(gè)包含固體酸烷基化催化劑的反應(yīng)器的設(shè)備中實(shí)施該方法，且在此方法中(a)所述的兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器中至少有一個(gè)在烷基化模式下運(yùn)行，其包括可烷基化的化合物與烷基化試劑反應(yīng)生成含有烷基化物的產(chǎn)物物流，(b)所述的兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器中至少有一個(gè)在緩和再生模式下運(yùn)行，其包括在前一次循環(huán)的烷基化模式操作過程中在反應(yīng)器中形成的烷基化物存在下將所述固體酸烷基化催化劑與氫氣接觸，(c)所述反應(yīng)器在烷基化模式與緩和再生模式之間周期性地往復(fù)循環(huán)，(d)從含有烷基化物的產(chǎn)物物流中回收烷基化物。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)的方法，其中該設(shè)備包括兩個(gè)處于烷基化模式的反應(yīng)器和兩個(gè)處于緩和再生模式的反應(yīng)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)的方法，其中該設(shè)備包括三個(gè)處于烷基化模式的反應(yīng)器和三個(gè)處于緩和再生模式的反應(yīng)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6中任一項(xiàng)的方法，其中反應(yīng)器在烷基化模式和緩和再生模式之間往復(fù)循環(huán)的頻率為1次/h至10次/h。
8.根據(jù)權(quán)利要求2-7中任一項(xiàng)的方法，其中該設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)附加的含有固體酸烷基化催化劑的反應(yīng)器，該反應(yīng)器可替換所述兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器中的一個(gè)或多個(gè)，以使被替換的一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器中的催化劑經(jīng)歷高溫再生。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中進(jìn)行高溫再生的溫度范圍為423-873K。
10.根據(jù)權(quán)利要求2-9中任一項(xiàng)的方法，其中該設(shè)備包括分離單元，其可從含有烷基化物的產(chǎn)物物流和/或從緩和再生模式下運(yùn)行的反應(yīng)器的流出物或者，如果有多個(gè)在緩和再生模式下運(yùn)行的反應(yīng)器，從最下游的反應(yīng)器的流出物中分離出可烷基化的化合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求2-9中任一項(xiàng)的方法，其中所述兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)器中至少一個(gè)包含至少兩個(gè)催化劑床。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中在包含至少兩個(gè)催化劑床的至少一個(gè)反應(yīng)器中，最下游的催化劑床比相同反應(yīng)器中其它催化劑床大。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12的方法，其中在包含至少兩個(gè)催化劑床的至少一個(gè)反應(yīng)器中，最下游的催化劑床包含的催化劑不同于相同反應(yīng)器中其它催化劑床中的催化劑。
14.根據(jù)權(quán)利要求11-13中任一項(xiàng)的方法，其中通過至少兩個(gè)噴射點(diǎn)將烷基化試劑引入至少一個(gè)反應(yīng)器中。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中在反應(yīng)器中最上游的催化劑床的下方設(shè)置一個(gè)噴射點(diǎn)，并在每個(gè)后續(xù)催化劑床的下方設(shè)置其它噴射點(diǎn)。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中可烷基化的化合物為異丁烷，且烷基化試劑包含C3-C5烯烴。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中烷基化試劑為丁烯或丁烯的混合物。
18.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中在5-40巴的壓力下實(shí)施該方法。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中在293-423K的溫度下進(jìn)行烷基化反應(yīng)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中進(jìn)行緩和再生工藝的溫度，以K表示，與烷基化反應(yīng)的溫度相差不超過20％。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其中進(jìn)行緩和再生工藝的溫度與烷基化反應(yīng)的溫度基本相同。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種烴類的催化烷基化方法，其包括(i)在固體酸烷基化催化劑上將可烷基化的化合物與烷基化試劑反應(yīng)生成烷基化物和(ii)在緩和再生條件下以及氫氣和烴存在時(shí)再生所述催化劑，其中該烴包括至少一部分已形成的烷基化物。
文檔編號C07B37/04GK1514816SQ02811542
公開日2004年7月21日 申請日期2002年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月8日
發(fā)明者E·H·范布魯克霍芬, J·W·M·索恩曼斯, S·祖伊丹多爾普, E H 范布魯克霍芬, M 索恩曼斯, 戀ざ嘍 申請人:阿克佐諾貝爾股份有限公司