專利名稱：使用疊層催化劑床減輕烷基化催化劑失活的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式一般涉及芳族化合物的烷基化。具體地，本發(fā)明的實(shí)施方式一 般性涉及減輕垸基化催化劑的失活。
背景技術(shù)：
烷基化反應(yīng)一般涉及使第一芳族化合物與烷基化催化劑接觸，從而形成第二芳族 化合物。不幸的是，烷基化催化劑一般會(huì)發(fā)生失活，需要再生或更換。 一些情況下的 失活由垸基化系統(tǒng)的輸入物流中存在的毒物導(dǎo)致。因此，需要開發(fā)能夠減輕烷基化催 化劑失活的垸基化系統(tǒng)。
發(fā)明概述
本發(fā)明的實(shí)施方式包括垸基化系統(tǒng)。所述垸基化系統(tǒng)一般包括適合于接受包含烷 基芳烴的輸入物流，并且使輸入物流與其中設(shè)置的第一初步烷基化催化劑接觸，從而
形成第一輸出物流的初步垸基化系統(tǒng)。第一初步垸基化催化劑一般包括Y沸石。所述 烷基化系統(tǒng)進(jìn)一步包括適合于接受第一輸出物流，并且使第一輸出物流與其中設(shè)置的 第一烷基化催化劑以及垸基化劑接觸，從而形成第二輸出物流的第一垸基化系統(tǒng)。 一個(gè)實(shí)施方式中，垸基化還包括第二初步烷基化催化劑。
一些實(shí)施方式進(jìn)一步包括盡可能減少垸基化催化劑再生的方法。這些方法一般包 括基本上連續(xù)地將垸基芳烴和烷基化劑引入至其中設(shè)置了烷基化催化劑的垸基化系 統(tǒng)，并使輸入物流與垸基化催化劑接觸，形成輸出物流。所述方法還包括在基本上等 于烷基化催化劑壽命的一段時(shí)間后從垸基化系統(tǒng)引出輸出物流。此外，所述方法一般 包括使輸入物流與第一初步烷基化催化劑接觸，再與第二初步烷基化催化劑接觸，然 后與烷基化催化劑接觸，其中，第二初步烷基化催化劑包括Y沸石，所述烷基化催化 劑的壽命大于相同的垸基化催化劑在沒有與多個(gè)初步垸基化催化劑接觸條件下的壽附圖簡要說明


圖1A說明烷基化系統(tǒng)的實(shí)施方式。
圖1B說明分離系統(tǒng)的實(shí)施方式。
圖2說明初步烷基化系統(tǒng)的實(shí)施方式。
具體實(shí)施方式
介紹和定義
現(xiàn)在給出詳細(xì)說明。所附各權(quán)利要求確定一獨(dú)立發(fā)明，為了防止侵權(quán)，應(yīng)認(rèn)為本 發(fā)明包括權(quán)利要求中指定的各要素或限制的等同項(xiàng)。根據(jù)上下文，以下凡是提到"本 發(fā)明"，在一些情況下都可以僅指某些具體的實(shí)施方式。在其他情況下，可以認(rèn)為所 提到的"本發(fā)明"是指一項(xiàng)或多項(xiàng)權(quán)利要求中列舉的主題，但是不一定是所有權(quán)利要 求中列舉的主題。以下將更具體地描述各發(fā)明，包括具體實(shí)施方式
、方案和實(shí)施例， 但是各發(fā)明并不限于這些實(shí)施方式、方案和實(shí)施例，說明書中包括這些實(shí)施方式、方 案和實(shí)施例是為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠結(jié)合本申請中的信息和可用的信息與技術(shù)來 理解和應(yīng)用各發(fā)明。
本文使用的各種術(shù)語如下文所示。對于權(quán)利要求中使用但是下文中沒有定義的術(shù) 語，應(yīng)給予其相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員通過印刷出版物和已授權(quán)專利了解到的最寬泛的定義。 此外，除非另有說明，否則，本文所述所有化合物都可以是取代或未取代的，列出的 化合物包括其衍生物。
術(shù)語"活性"表示反應(yīng)過程中使用的單位重量催化劑在一組標(biāo)準(zhǔn)條件下在1小時(shí) 反應(yīng)時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的產(chǎn)物重量(例如，克產(chǎn)物/克催化劑/小時(shí))。
術(shù)語"烷基化"表示將垸基加成至另一個(gè)分子。
術(shù)語"失活的催化劑"表示失去足夠的催化劑活性，在指定過程中不再有效的催 化劑。這種效率通過個(gè)別工藝參數(shù)確定。例如，失活的催化劑的活性比初始催化劑活 性小約10-95%,或約15-90%，或約20-85%，或約25-80%，或約30-75%。另外，從催 化劑被引入系統(tǒng)到催化劑成為失活的催化劑之間的時(shí)間一般表示為催化劑壽命。
術(shù)語"處理"包括但并不限于攪拌、混合、研磨、摻混及其組合，這些詞都可以 交換使用。除非另有說明，否則，這些處理過程可以在一個(gè)或多個(gè)容器中發(fā)生，所述 容器是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。術(shù)語"循環(huán)"表示將系統(tǒng)的輸出物作為輸入物回輸至一個(gè)過程中的相同系統(tǒng)或另 一個(gè)系統(tǒng)。所述輸出物可以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何方式循環(huán)至系統(tǒng)，例如，通過 將輸出物與輸入物流合并，或者通過直接將輸出物輸送至系統(tǒng)中。另外，可以本領(lǐng)域 技術(shù)人員已知的任何方式將多個(gè)輸入/循環(huán)流輸送至系統(tǒng)。
術(shù)語"再生"表示在催化劑的活性到達(dá)不可接受/無效水平之后恢復(fù)催化劑活性 和/或使催化劑能夠重新使用的方法。這種再生的例子可以包括例如在催化劑床上通過 蒸汽或者燃燒去除碳?xì)堄辔铩?br> 圖1說明垸基化/垸基轉(zhuǎn)移過程100的實(shí)施方式的示意框圖。雖然本文中沒有顯 示，但是可以根據(jù)單元優(yōu)化對工藝流的流動(dòng)進(jìn)行改進(jìn)，只要所述改進(jìn)與權(quán)利要求確定 的本發(fā)明原理相符即可。例如，至少部分的任意塔頂餾分可以作為輸入物循環(huán)至所述 過程中的任何其他系統(tǒng)，以及/或者任意工藝流可以分成多個(gè)工藝流輸入物。而且，可 以在本文所述的過程中使用額外的工藝設(shè)備，例如熱交換器，這樣使用一般是本領(lǐng)域 技術(shù)人員已知的。另外，雖然以下結(jié)合主要組分進(jìn)行描述，但是下文所示物流可以包 括本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何其他組分。
如圖1A中所示，過程100 —般包括向烷基化系統(tǒng)104 (例如第一垸基化系統(tǒng))供 應(yīng)輸入物流102 (例如第一輸入物流)。垸基化系統(tǒng)104 —般適合于使輸入物流102 與垸基化催化劑接觸，從而形成烷基化輸出物流106 (例如第一輸出物流)。除了輸 入物流102以外，可以經(jīng)由管線103向院基化系統(tǒng)104供應(yīng)其他輸入物，例如垸基化 劑。
至少部分垸基化輸出物流106通向分離系統(tǒng)107 (參見圖1B)。分離系統(tǒng)107 — 般包括多個(gè)容器，這些容器適合于分離輸出物流106的各組分。如圖1B所示，至少部 分分離系統(tǒng)輸出物120 (下文將進(jìn)一步詳細(xì)描述)作為烷基轉(zhuǎn)移輸入物120從分離系 統(tǒng)107通向第二烷基化系統(tǒng)121 (例如垸基轉(zhuǎn)移系統(tǒng))。
除了垸基轉(zhuǎn)移輸入物120以外，可以經(jīng)由管線122向第二垸基化系統(tǒng)121 (也可 稱為烷基轉(zhuǎn)移系統(tǒng))供應(yīng)其他輸入物，例如其他芳族化合物，使之接觸其中設(shè)置的烷 基轉(zhuǎn)移催化劑并且形成垸基轉(zhuǎn)移輸出物124。
輸入物流102 —般包含第一芳族化合物。所述芳族化合物可以包括取代或未取代 的芳族化合物。如果是取代的，則芳族化合物上的取代基可以獨(dú)立地選自烷基、芳基、 烷芳基、垸氧基、芳氧基、環(huán)烷基、鹵素和/或不會(huì)影響烷基化反應(yīng)的其他基團(tuán)。取代 的芳族化合物的例子一般包括甲苯、二甲苯、異丙苯、正丙苯、a -甲基萘、乙苯、1， 3， 5-三甲苯、均四甲苯、甲基異丙苯、丁苯、假枯烯、鄰-二乙苯、間-二乙苯、對-二乙苯、
異戊苯、異己苯、五乙苯、五甲苯、1，2，3，4-四乙苯、1,2,3,5-四甲苯、1，2,4-三乙 苯、1，2,3-三甲苯、間-丁基甲苯、對-丁基甲苯、3，5-二乙基甲苯、鄰-乙基甲苯、對 -乙基甲苯、間-丙基甲苯、4-乙基-間-二甲苯、二甲基萘、乙基萘、2,3-二甲基蒽、 9-乙基蒽、2-甲基蒽、鄰-甲基蒽、9,10-二甲基菲和3-甲基菲。芳族化合物的其他例 子包括己基苯、壬基苯、十二烷基苯、十五烷基苯、己基甲苯、壬基甲苯、十二烷基 甲苯和十五烷基甲苯。
在一個(gè)實(shí)施方式中，所述芳族化合物包括一種或多種烴，例如苯、萘、蒽、丁省、 茈、蔻和菲。在另一個(gè)實(shí)施方式中，所述第一芳族化合物包括苯。苯可以由多種來源 供應(yīng)，例如新鮮苯源和/或各種循環(huán)來源。本文使用術(shù)語"新鮮苯源"表示包含至少約 95重量°/。苯、至少約98重量%苯、或至少約99重量%苯的來源。
所述垸基化劑可以包括烯烴(例如乙烯、丙烯、丁烯和戊烯)、醇(例如甲醇、 乙醇、丙醇、丁醇和戊醇)、醛(例如甲醛、乙醛、丙醛、丁醛和正戊醛)和/或鹵代 垸(例如氯甲烷、氯乙垸、氯丙垸、氯丁垸和氯戊垸)。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述烷 基化劑包括輕烯經(jīng)的混合物，例如乙烯、丙烯、丁烯和/或戊烯的混合物。在另一個(gè)實(shí) 施方式中，所述烷基化劑包括乙烯。
除了第一芳族化合物和烷基化劑，輸入物流102和/或管線103可以進(jìn)一步包括 少量的其他化合物(例如有時(shí)稱為毒物或非活性化合物)，例如C7脂族化合物和/或 非芳族化合物。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述輸入物流102包括少于約3%或少于約1% (例 如等于或少于約100ppb，或者等于或少于約80ppb，或者等于或少于約50ppb)的這 些化合物。
所述烷基化系統(tǒng)104—般包括一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)容器。這些反應(yīng)容器可以包括例如 連續(xù)流反應(yīng)器(例如固定床、漿液床或流化床)。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述烷基化系 統(tǒng)104包括多個(gè)多級(jí)反應(yīng)容器(未示出)。例如，多個(gè)多級(jí)反應(yīng)容器可以包括多個(gè)可 操作連接的催化劑床，這些床包含烷基化催化劑(未示出)。催化劑床的數(shù)量一般由 個(gè)別工藝參數(shù)確定，但是例如可以包括2-20個(gè)催化劑床或者3-10個(gè)催化劑床。
這些反應(yīng)容器可以是在足以維持對應(yīng)相(即例如芳族化合物的相)中的垸基化反 應(yīng)的反應(yīng)器溫度和壓力下工作的液相、氣相、超臨界相或混合相反應(yīng)器。這些溫度和 壓力一般由個(gè)別工藝參數(shù)確定。在一個(gè)實(shí)施方式中，反應(yīng)容器中的多個(gè)階段在工作時(shí) 可以使用相同或不同的催化劑、處于相同或不同的溫度以及空間速度下。這些溫度和壓力一般由個(gè)別工藝參數(shù)確定。但是，液相反應(yīng)可以例如在約160-27(TC的溫度、約 400-700psig的壓力下發(fā)生。氣相反應(yīng)可以例如在約350-500。C的溫度、約200-355psig 的壓力下發(fā)生。
所述烷基化催化劑可以包括分子篩催化劑。這種分子篩催化劑可以包括例如3沸 5、 Y沸石、25M-5、 MCM-22沸石、MCM-36沸石、MCM-49沸石或MCM-56沸石。在一個(gè) 實(shí)施方式中，所述催化劑是例如氧化硅與氧化鋁的摩爾比例(表示為Si02/AlA比例) 約為5-200或者約為20-100的e沸石。在一個(gè)實(shí)施方式中，e沸石可能具有低鈉含量 (表示為NasO)，例如小于約0. 2重量%或者小于約0. 02重量％?？梢允褂帽绢I(lǐng)域技術(shù) 人員已知的任何方法減少鈉含量，例如通過離子交換進(jìn)行。(參見美國專利3308069 和美國專利4642226 (形成P沸石)、美國專利4185040 (形成Y沸石)、美國專利 4992606 (形成MCM-22)、美國專利5258565 (形成MCM-36) 、 W0 94/29245 (形成MCM-49) 和美國專利5453554 (形成MCM-56),這些專利都通過參考結(jié)合于此。
在一個(gè)具體實(shí)施方式
中，所述垸基化催化劑包括稀土改性的催化劑，例如鈰促進(jìn) 的沸石催化劑。在一個(gè)實(shí)施方式中，所述鈰促進(jìn)的沸石催化劑是鈰促進(jìn)的e沸石催化 劑。所述鈰促進(jìn)的e沸石(例如鈰e)催化劑可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何沸石
催化劑形成。例如，鈰e催化劑可以包括通過引入鈰而改性的e沸石。可以使用任何
用鈰改性P沸石催化劑的方法。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，所述e沸石可以通過以下 方式形成溫和攪拌包含垸基金屬鹵化物和有機(jī)模板試劑(例如用于形成沸石結(jié)構(gòu)的 材料)的反應(yīng)混合物，攪拌時(shí)間足以使反應(yīng)混合物結(jié)晶并形成e沸石(例如通過水熱 消解進(jìn)行約l天至幾個(gè)月)。所述烷基金屬向化物可以包括氧化硅、氧化鋁、鈉或其 他垸基金屬氣化物。水熱消解可以在略低于大氣壓下水沸點(diǎn)至約170"C的溫度、等于 或大于所涉及溫度下的水蒸汽壓的壓力下發(fā)生。
所述鈰促進(jìn)的P沸石中氧化硅與氧化鋁的摩爾比例(表示為Si02/A1A比例)可 以約為10-200，或者約為50-100。
所述烷基化催化劑可以任選地與任何載體材料結(jié)合、負(fù)載于任何載體材料上、或 者與任何載體材料一起擠出。例如，所述烷基化催化劑可以與載體結(jié)合，從而增加催 化劑對抗劣化的強(qiáng)度和耐磨性。所述載體材料可以包括氧化鋁、氧化硅、鋁硅酸鹽、 鈦和/或粘土。所述垸基化輸出物106 —般包括由第一芳族化合物與烷基化劑在烷基化催化劑存 在下發(fā)生反應(yīng)形成的第二芳族化合物。在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，所述第二芳族化合 物包括乙苯。
所述烷基轉(zhuǎn)移系統(tǒng)121 —般包括一個(gè)或多個(gè)其中設(shè)置有烷基轉(zhuǎn)移催化劑的反應(yīng)容
器。所述反應(yīng)容器可以包括任何反應(yīng)容器、反應(yīng)容器的組合和/或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知 的多個(gè)(并聯(lián)或串聯(lián)的)反應(yīng)容器。這些溫度和壓力一般由個(gè)別工藝參數(shù)確定。但是，
液相反應(yīng)可以在約65-29(TC (例如第一芳族化合物的臨界溫度)的溫度、等于或小于 約800psig的壓力下發(fā)生。氣相反應(yīng)可以在約350-50(TC的溫度、約200-500psi的壓 力下發(fā)生。
垸基轉(zhuǎn)移輸出物124 —般包括例如第二芳族化合物。如前文所述，任何工藝流(例 如烷基轉(zhuǎn)移輸出物124)可以用于任何合適的目的，或者作為輸入物循環(huán)至系統(tǒng)100 的另一部分，例如分離系統(tǒng)107。
例如，垸基轉(zhuǎn)移催化劑可以包括分子篩催化劑，并且可以與垸基化催化劑相同或 不同。這種分子篩催化劑可以包括e沸石、Y沸石、MCM-22沸石、MCM-36沸石、MCM-49 沸石或MCM-56沸石。
在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，所述第一芳族化合物包括苯，并且所述第一垸基化劑 包括乙烯。在一個(gè)實(shí)施方式中，進(jìn)入垸基化系統(tǒng)104的苯與乙烯的摩爾比例約為1: 1 至30: 1、或者約為l: l至20: 1、或者約為5: 1至15: 1，并且空間速度可以約為 2-10。
在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，所述分離系統(tǒng)(或產(chǎn)物回收系統(tǒng))107包括三個(gè)分離 區(qū)(如圖1B中所示)，分離區(qū)在本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的條件下工作。第一分離區(qū)108 可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的用于分離芳族化合物的任何過程或過程的組合。例如， 第一分離區(qū)108可以包括一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)或并聯(lián)的蒸餾塔(未示出)。這些塔的數(shù)量 取決于其中通過的烷基化輸出物106的體積。
來自第一塔108的塔頂餾分110—般包括第一芳族化合物，例如苯。來自第一分 離區(qū)108的塔底餾分112—般包括第二芳族化合物，例如乙苯。塔底餾分112進(jìn)一步 包括其他組分，這些組分可以在第二分離區(qū)114和第三分離區(qū)115中進(jìn)一步分離，如 下文所述。
第二分離區(qū)114可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何過程，例如一個(gè)或多個(gè)串聯(lián) 或并聯(lián)的蒸餾塔(未示出)。來自第二分離區(qū)114的塔頂餾分116—般包括第二芳族化合物，例如乙苯，可以回收并用于任何合適的目的(例如生產(chǎn)苯乙烯)。來自第二 分離區(qū)114的塔底餾分118 —般包括較重的芳族化合物，例如聚乙苯、枯稀和/或丁苯，
它們可以在第三分離區(qū)115中進(jìn)一步分離。
第三分離區(qū)115—般包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何過程，例如一個(gè)或多個(gè)串聯(lián) 或并聯(lián)的蒸餾塔(未示出)。在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，來自第三分離區(qū)115的塔頂 餾分120可以包括二乙苯和液相三乙苯?？梢詮牡谌蛛x區(qū)115回收塔底餾分119(例 如重質(zhì)產(chǎn)物)以供進(jìn)一步加工和回收(未示出)。
不幸的是，垸基化和垸基轉(zhuǎn)移催化劑一般在與輸入物流接觸后發(fā)生失活。失活由 許多因素導(dǎo)致。其中一個(gè)因素是輸入物流102中存在毒物，例如含氮、硫和/或氧的雜 質(zhì)，這些雜質(zhì)是天然存在的或是先前工藝導(dǎo)致的，這些雜質(zhì)會(huì)降低烷基化催化劑的活 性。
因此，本發(fā)明的實(shí)施方式一般包括使輸入物流102與初步烷基化催化劑接觸。在 一個(gè)特定實(shí)施方式中，初步烷基化催化劑包括Y沸石烷基化催化劑。
這種接觸可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員己知的任何方法進(jìn)行。例如，輸入物流102可以 在一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)區(qū)與初步垸基化催化劑接觸。當(dāng)使用多個(gè)反應(yīng)區(qū)時(shí)，至少靠近烷基 化系統(tǒng)的反應(yīng)區(qū)包含Y沸石烷基化催化劑。此外，舉例而言，多個(gè)反應(yīng)區(qū)包括約2-20 個(gè)反應(yīng)區(qū)，或約3-15個(gè)反應(yīng)區(qū)，或約4-IO個(gè)反應(yīng)區(qū)。
在一個(gè)具體的實(shí)施方式中，垸基化/垸基轉(zhuǎn)移系統(tǒng)100進(jìn)一步包括初步垸基化系 統(tǒng)200。初步垸基化輸入物流202可以通過初步垸基化系統(tǒng)200，然后進(jìn)入垸基化系統(tǒng) 104，從而降低輸入物流102中的毒物水平。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，毒物水平降低 至少10%、或者至少20%、或者至少30%、或者至少40%、或者至少50%。
初步垸基化系統(tǒng)200可以保持在環(huán)境條件或者烷基化條件。例如，初步烷基化系 統(tǒng)200可以在液相和/或氣相條件下工作。例如，初步烷基化系統(tǒng)200可以在約20-270 'C的溫度、約675-8300千帕的壓力下工作。
初步烷基化系統(tǒng)200 —般包括其中設(shè)置的初步烷基化催化劑。所述烷基化催化劑、 烷基轉(zhuǎn)移催化劑和/或初步催化劑可以是相同或不同的。
由于初步垸基化輸入物202中存在一定水平的毒物，導(dǎo)致初步烷基化系統(tǒng)200中 的初步催化劑迅速失活，需要頻繁再生和/或更換。例如，所述初步催化劑經(jīng)歷的失活 過程比烷基化催化劑更為快速(例如經(jīng)常是后者的大約2倍或1.5倍)。以前的系統(tǒng)一般將初步垸基化系統(tǒng)200作為犧牲系統(tǒng)使用，從而減少與烷基化系統(tǒng)104中的烷基
化催化劑接觸的毒物量。
在一個(gè)實(shí)施方式中，初步垸基化系統(tǒng)200包括單一的反應(yīng)區(qū)，其中設(shè)置有Y沸石 催化劑。但是，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式包括多種設(shè)置在其中的初步烷基化催化 劑。例如，初步垸基化系統(tǒng)可包括多個(gè)反應(yīng)區(qū)，每個(gè)反應(yīng)區(qū)中設(shè)置有初步烷基化催化 劑。參見圖2。
多個(gè)反應(yīng)區(qū)一般至少包括第一反應(yīng)區(qū)A和第二反應(yīng)區(qū)B。第一反應(yīng)區(qū)A包括第一 初步垸基化催化劑。第一初步烷基化催化劑包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的初步烷基化催 化劑。例如，第一初步垸基化催化劑包括分子篩，例如MCM-22， PSH-3， SSZ-25， ERB-1， ITQ-1, ITQ-2， MCM-36， MCM-49, MCM-56，或它們的組合。
或者，第一初步垸基化催化劑可以包括約束指數(shù)(Constraint Index )約為 2-12(按照美國專利4,016,218中定義)的中孔分子篩催化劑，例如，包括ZSM-5， ZSM-11， ZSM-12, ZSM-22， ZSM-23， ZSM-35和ZSM-48。
第二反應(yīng)區(qū)B包括第二初步烷基化催化劑。第二初步垸基化催化劑包括Y沸石烷 基化催化劑。在一個(gè)非限制性的實(shí)施方式中，Y沸石垸基化催化劑包括表面積約為 500-700米V克，或者約550-650米V克的Y沸石。Y沸石垸基化催化劑還可以具有例 如約23-26 A，或約23-24A的平均單元孔尺寸。
第一催化劑和第二催化劑的設(shè)置以及工藝物流的流動(dòng)方向使得工藝物流中的物 質(zhì)先與第一催化劑接觸，再與第二催化劑接觸。
在另一個(gè)實(shí)施方式中，多個(gè)反應(yīng)區(qū)一般包括至少三個(gè)反應(yīng)區(qū)(A1， A2和B)。這樣 的實(shí)施方式中，反應(yīng)區(qū)A1和反應(yīng)區(qū)B包含第二初步垸基化催化劑，而反應(yīng)區(qū)A2包含 第一初步烷基化催化劑。
這樣的實(shí)施方式中，例如第二初步垸基化催化劑的總量在反應(yīng)區(qū)Al和反應(yīng)區(qū)B 中等量分配。另一個(gè)實(shí)施方式中，第二催化劑的量這樣分配，使得反應(yīng)區(qū)A1和反應(yīng)區(qū) B包含不同量的第二催化劑。例如，反應(yīng)區(qū)Al可包含l/3的第二催化劑，而反應(yīng)區(qū)B 可包含2/3的第二催化劑，或者，反應(yīng)區(qū)Al可包含1/4的第二催化劑，而反應(yīng)區(qū)B 可包含3/4的第二催化劑(反之亦然)。
雖然上面是按單一類型的第二催化劑進(jìn)行描述的，但是預(yù)期在多個(gè)反應(yīng)區(qū)內(nèi)可以 使用多個(gè)相同或不同的Y沸石催化劑。一個(gè)實(shí)施方式中，例如，第一催化劑可占初步烷基化系統(tǒng)200中催化劑材料的約 50-95重量％，或約55-90重量％，或約60-85重量％，或約65-80重量％，或約70-75 重量％。在疊層床中確切使用的第一催化劑量取決于許多因素。例如，當(dāng)輸入物流含有 相對較高含量的催化劑毒物和/或重質(zhì)物(heavy)含量太高時(shí)，希望設(shè)計(jì)的初步垸基化 系統(tǒng)中的催化劑材料主要是第一催化劑。
或者，本發(fā)明的實(shí)施方式可包括使輸入物流102在垸基化系統(tǒng)100中與第二初步
烷基化催化劑接觸。
出人意料的是，在此所述的實(shí)施方式產(chǎn)生提高了的烷基化催化劑活性。
但是，在需要對系統(tǒng)中的任何催化劑進(jìn)行再生時(shí)，再生過程一般包括在高溫下加
工失活的催化劑，不過再生可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何再生過程。
一旦反應(yīng)器離線，就可以清洗其中設(shè)置的催化劑?？梢酝ㄟ^使離線反應(yīng)器中的催
化劑與清洗流接觸對離線反應(yīng)器進(jìn)行清洗，清洗流中可以包括任何合適的惰性氣體(例
如氮?dú)?。離線反應(yīng)器清洗條件一般由個(gè)別工藝參數(shù)確定， 一般是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。
然后可以對催化劑進(jìn)行再生。再生條件可以是能有效地至少部分再活化催化劑的 任何條件，這些條件一般是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。例如，再生可以包括加熱催化劑 至一定溫度或一系列溫度，例如再生溫度比清洗或反應(yīng)溫度高約50-400°C。
在一個(gè)具體的非限制性實(shí)施方式中，用包含氮?dú)夂图s2%氧氣的氣體將所述烷基化
催化劑加熱至第一溫度(例如700° F)，保持足夠長的時(shí)間，從而提供氧含量約為0. 5% 的輸出物流。然后可以將所述催化劑加熱至第二溫度，保持足夠長的時(shí)間，從而提供 氧含量約為2.0%的輸出物流。所述第二溫度可以比第一溫度高約50。 F。所述第二溫 度一般等于或小于約950° F。所述催化劑可以進(jìn)一步在第二溫度保持一段時(shí)間，或者 在高于第二溫度的第三溫度保持一段時(shí)間。
在一個(gè)實(shí)施方式中，第一反應(yīng)區(qū)Al —般適合在催化劑再生期間保護(hù)第二催化劑 區(qū)A2。
催化劑再生之后，可以將催化劑再用于垸基化反應(yīng)和烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)。 雖然上述內(nèi)容涉及本發(fā)明的實(shí)施方式，但是，可以在不偏離以下權(quán)利要求確定的 本發(fā)明基本范圍條件下，對本發(fā)明的其他和進(jìn)一步的實(shí)施方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。
權(quán)利要求
1. 一種烷基化系統(tǒng)，其包括初步烷基化系統(tǒng)，其適合于接受輸入物流并且使輸入物流與其中設(shè)置的包含Y沸石的第一初步烷基化催化劑接觸，所述輸入物流包含烷基芳烴；和第一烷基化系統(tǒng)，其適合于接受第一輸出物流并且使第一輸出物流與其中設(shè)置的第一烷基化催化劑和烷基化劑接觸，從而形成第二輸出物流。
2. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述初步垸基化系統(tǒng)還包括第二初步 烷基化催化劑。
3. 如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，將第一初步垸基化催化劑和第二初步 烷基化催化劑設(shè)置在初步垸基化系統(tǒng)中，使得輸入物流與靠近輸入物流的Y沸石接觸， 所述輸入物流與第一烷基化催化劑接觸。
4. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述垸基芳烴包括苯。
5. 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述垸基化劑包括乙烯，所述第二輸 出物流包含乙苯。
6. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一輸出物流包含等于或小于約 100ppb的催化劑毒物。
7. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一輸出物流包含等于或小于約 50ppb的催化劑毒物。
8. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一輸出流包含第二水平的催化 劑毒物，所述輸入物流包含第一水平的催化劑毒物，第二水平低于第一水平。
9. 如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二水平比第一水平至少低20%。
10. 如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一垸基化催化劑包括鈰促 進(jìn)的e沸石催化劑。
11. 一種垸基化系統(tǒng)，其包括-初步烷基化系統(tǒng)，其適合于接受包含烷基芳烴的輸入物流并且使輸入物流與第 一初步烷基化催化劑接觸，再與第二初步垸基化催化劑接觸，形成第一輸出物流，所 述第二初步烷基化催化劑包括Y沸石；和第一垸基化系統(tǒng)，其適合于接受第一輸出物流并且使第一輸出物流與其中設(shè)置 的第一烷基化催化劑和烷基化劑接觸，從而形成第二輸出物流。
12. 如權(quán)利要求11所述的垸基化系統(tǒng)，其特征在于，第一初步烷基化催化劑選自MCM-22， MCM-49，和它們的組合。
13. 如權(quán)利要求12所述的烷基化系統(tǒng)，其特征在于，所述初步烷基化系統(tǒng)適合 于使輸入物流進(jìn)一步與第二初步烷基化催化劑接觸，再與第一初步烷基化催化劑接觸。
14. 如權(quán)利要求ll所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述烷基芳烴包括苯。
15. 如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述垸基化劑包括乙烯，所述第 二輸出物流包含乙苯。
16. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一輸出物流包含等于或小 于約100ppb的催化劑毒物。
17. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一輸出物流包含等于或小 于約50ppb的催化劑毒物。
18. 如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一烷基化催化劑包括鈰促 進(jìn)的e沸石催化劑。
19. 一種盡可能減少垸基化催化劑再生的方法，其包括 使垸基芳烴與第一初步垸基化催化劑接觸，再與包含Y沸石的第二初步垸基化催化劑接觸，然后與烷基化催化劑接觸；在烷基化劑存在下，使烷基芳烴基本上連續(xù)地與烷基化催化劑接觸，以形成 輸出物流；和經(jīng)過基本等于烷基化催化劑壽命的一段時(shí)間后，從垸基化系統(tǒng)移出輸出物流， 其中，烷基化催化劑的壽命比相同垸基化催化劑在不與第一和第二初步催化劑接 觸時(shí)的壽命更長。
全文摘要
本發(fā)明描述了盡可能減少烷基化催化劑再生的烷基化系統(tǒng)和方法。所述烷基化系統(tǒng)一般包括適合于接受包含烷基芳烴的輸入物流并且使輸入物流與其中設(shè)置的初步烷基化催化劑接觸從而形成第一輸出物流的初步烷基化系統(tǒng)。第一初步烷基化催化劑一般包括Y沸石。所述烷基化系統(tǒng)進(jìn)一步包括適合于接受第一輸出物流并且使第一輸出物流與其中設(shè)置的第一烷基化催化劑以及烷化劑接觸從而形成第二輸出物流的第一烷基化系統(tǒng)。
文檔編號(hào)C07C2/66GK101511754SQ200780032460
公開日2009年8月19日 申請日期2007年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月5日
發(fā)明者J·梅里爾, M·勒杜 申請人:弗納技術(shù)股份有限公司