催化剂组合物及其在芳族烷基化方法中的用途技术

公开了包含沸石和中孔载体或粘合剂的催化剂组合物。中孔载体或粘合剂包含具有在累积孔径分布50％(d

Catalyst composition and its application in aromatization

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】催化剂组合物及其在芳族烷基化方法中的用途专利技术人：MatthewS.IDE，BrettT.LOVELESS，DoronLEVIN，WilliamW.LONERGAN，MatthewJ.VINCENT。相关申请的交叉引用本申请要求2017年3月29日提交的标题为“CATALYSTCOMPOSITIONSANDTHEIRUSEINAROMATICALKYLATIONPROCESSES”的美国临时申请No.62/478,237，和2017年6月2日提交的代理人案卷号2017EM088的EP申请17174273.7，以及2017年3月29日提交的标题为“METHODSFORREMOVINGIMPURITIESFROMAHYDROCARBONSTREAMANDTHEIRUSEINAROMATICALKYLATIONPROCESSES”代理人案卷号2017EM089的美国临时申请No.62/478,340的优先权和权益，其公开内容通过引用整体并入本文。专利
本专利技术涉及催化剂组合物及其在配置于芳族烷基化方法中以实现所期望的单烷基化芳族化合物的改进的收率的烷基化催化剂中的用途。具体地，本专利技术涉及烷基化催化剂和它们在用乙烯或丙烯将苯烷基化以实现单烷基化芳族化合物(如乙苯和枯烯)的改进的收率的用途。专利技术背景乙苯是有价值的商品化学品，并且用于生产苯乙烯单体。枯烯(异丙苯)也是有价值的商品化学品，并且用于生产苯酚和丙酮。目前，乙苯通常在烷基化催化剂的存在下通过液相芳族烷基化方法由苯和乙烯制备。液相方法在比气相对应方法更低的温度下运行。液相烷基化的一个优点是不需要的副产物多烷基化芳族化合物(一种或多种)的收率较低。使用基于沸石的烷基化催化剂的芳族烃化合物的烷基化在本领域中是已知和被了解的。美国专利No.5,334,795描述了在MCM-22存在下用乙烯将苯液相烷基化以产生乙苯；和美国专利No.4,891,458公开了使用沸石β的液相烷基化和烷基转移方法。枯烯通常在基于沸石的烷基化催化剂存在下通过液相芳族烷基化方法由苯和丙烯制备。美国专利No.4,992,606公开了用于在液相中使用MCM-22制备枯烯的方法。通常，这些基于沸石的烷基化催化剂包括包含沸石组分和中孔载体或中孔粘合剂(如中孔氧化铝粘合剂)的催化剂组合物。尽管液相芳族烷基化方法有进步，仍需要改进的芳族烷基化方法，其具有所期望的单烷基化芳族化合物(如乙苯或枯烯)的较高的收率，并较低的产生不期望的副产物多烷基化芳族化合物，例如二乙基苯或二异丙基苯。专利技术概述现在已经发现，当配置在芳烷基化方法中时，包含本专利技术任一种催化剂组合物的烷基化催化剂满足对于所期望的单烷基化芳族化合物的更高的收率(和对其改进的单选择性)的该需求。这些催化剂组合物包含合适的沸石和包含中孔金属氧化物的中孔载体。通过增加中孔金属氧化物的粒径(例如，累积孔径分布的50％(d50)处的粒径)实现了改进的单选择性。增加的粒径由此降低了催化剂组合物的总表面积，并转而，降低了烷基化催化剂的扩散限制。在第一方面，本专利技术是一种催化剂组合物，其包含沸石和中孔载体或中孔粘合剂。中孔载体或中孔粘合剂包含中孔金属氧化物，其在累积孔径分布的50％(d50)处的粒径大于或等于20μm。有利地，沸石具有骨架结构，其包括BEA*、FAU、MOR、MWW及其两种或更多种的混合物。包含BEA*的骨架结构是沸石β。包含FAU骨架结构的是八面沸石、沸石Y、USY、Deal-Y、UHP-Y和REY。包含MOR的骨架结构是丝光沸石、TEA-丝光沸石、EMM-34和UZM-14。包含MWW的骨架结构是如本文所定义的MCM-22族材料。有利地，中孔金属氧化物包括但不限于氧化铝、氢氧化铝、勃姆石、假勃姆石氧化铝、无定形二氧化硅-氧化铝或其两种或更多种的组合中的任一种。所述中孔金属氧化物的氧化铝含量大于或等于75，或者在一种或多种实施方案中在75至95的范围内。优选地，中孔金属氧化物的孔体积小于1cc/g。有利地，催化剂组合物具有小于或等于300m2/g的表面积。在一种或多种实施方案中，沸石具有小于或等于50的Si/Al2摩尔比。在其他实施方案中，催化剂组合物中沸石与中孔金属氧化物之比在以重量计1:99至100：90的范围内，通常为以重量计80:20或65:35。在第二方面，本专利技术是用于生产单烷基化芳族化合物的方法。在该方法的步骤(a)中，在烷基化条件下，在烷基化催化剂存在下，使一部分的包含可烷基化的芳族化合物的料流与包含烷基化剂的料流接触，以产生烷基化流出物。烷基化流出物包含单烷基化芳族化合物和所述多烷基化芳族化合物。配置在该方法中的烷基化催化剂包含本专利技术催化剂组合物中的任一种。有利地，本专利技术的催化剂组合物可以配置在催化剂体系中，作为改进固定床单烷基化芳族化合物方法的总选择性同时保持烯烃反应物和任选的烷基化芳族化合物的完全转化的方法。在催化剂体系中，本专利技术的催化剂组合物中的任一种与一种或多种不同的催化剂组合物一起被配置在催化剂床中。供选择地，可以将两种催化剂组合物配置在彼此流体连通的两个或更多个催化剂床上。在一种或多种实施方案中，所配置的第一催化剂组合物对于在芳族烷基化方法中产生期望的单烷基化芳族化合物(并且产生较少的不期望的多烷基化芳族化合物副产物)更具选择性，但是它具有较低的催化活性。第二催化剂组合物在芳族烷基化方法中具有较高的催化活性，但是对于产生期望的单烷基化芳族化合物(并且产生较多的不期望的多烷基化芳族化合物副产物)表现出较低的选择性。有利地，在该方法的进一步的步骤(b)中，可以分离烷基化流出物以回收包含单烷基化芳族化合物的料流和包含多烷基化芳族化合物的料流。有利地，在该方法的进一步的步骤(c)中，在烷基转移条件下，在烷基转移催化剂存在下，使包含多烷基化芳族化合物的料流与另一部分的包含可烷基化的芳族化合物的料流接触，以产生包含另外的单烷基化芳族化合物的烷基转移流出物。烷基转移催化剂是大孔分子筛，优选具有小于2的约束指数的大孔沸石，或者它可以是如本文所定义的MCM-22族材料。在一种或多种实施方案中，包含可烷基化的芳族化合物的料流是不纯的料流，其还包含如本文所定义的杂质。有利地，该方法还包括保护床区，以通过吸附除去这样的杂质。该方法进一步包括另外的步骤。在步骤(d)中，将不纯的料流供应至其中布置有保护床材料的保护床区。然后，在步骤(e)中，在处理条件下使不纯的料流与保护床材料接触以除去至少一部分的所述杂质，以产生具有降低的杂质量的包含可烷基化的芳族化合物的经处理的料流。有利地，该方法进一步包括保护床区，以通过吸附除去这样的杂质，但在烷基化剂存在下进行，以同时产生另外的单烷基化芳族化合物。该方法进一步包括另外的步骤。在步骤(f)中，将烷基化剂与不纯的料流一起供应到其中布置有所述保护床材料的所述保护床区。然后，在步骤(g)中，在处理条件下，在保护床材料的存在下，使不纯的料流与烷基化剂接触，以除去至少一部分的所述杂质。同时，将至少一部分的可烷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包含沸石和中孔粘合剂的催化剂组合物，所述中孔粘合剂包含中孔金属氧化物，其具有在累积孔径分布的50％(d

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170602 EP 17174273.7;20170329 US 62/478,237;20171.一种包含沸石和中孔粘合剂的催化剂组合物，所述中孔粘合剂包含中孔金属氧化物，其具有在累积孔径分布的50％(d50)处大于或等于20μm的粒径和小于1cc/g的孔体积，其中所述催化剂组合物具有通过ASTMD2484测量的小于或等于300m2/g的表面积。


2.权利要求1的催化剂组合物，其中所述沸石具有包含BEA*、FAU、MOR、MWW及其两种或更多种的混合物的骨架结构。


3.权利要求2的催化剂组合物，其中所述包含BEA*的骨架结构是沸石β，所述包含FAU的骨架结构是八面沸石、沸石Y、USY、Deal-Y、UHP-Y、REY及其两种或更多种的混合物，所述包含MOR的骨架结构是丝光沸石、TEA-丝光沸石、EMM-34、UZM-14及其两种或更多种的混合物，所述包含MWW的骨架结构是选自MCM-22、PSH-3、SSZ-25、MCM-36、MCM-49、MCM-56、ERB-1、EMM-10、EMM-10-P、EMM-12、EMM-13、UZM-8、UZM-8HS、UZM-37、MIT-1、ITQ-1、ITQ-2、ITQ-30及其两种或更多种的混合物的MCM-22族材料。


4.前述权利要求中任一项的催化剂组合物，其中所述中孔金属氧化物包含氧化铝、氢氧化铝、勃姆石、假勃姆石氧化铝、无定形二氧化硅-氧化铝或其两种或更多种的组合中的任一种。


5.前述权利要求中任一项的催化剂组合物，其中所述沸石具有小于或等于100的Si/Al2摩尔比。


6.前述权利要求中任一项的催化剂组合物，其中所述中孔金属氧化物具有以重量计大于或等于75％的氧化铝含量。


7.前述权利要求中任一项的催化剂组合物，其中所述沸石与所述中孔金属氧化物之比以重量计在1：99至100：0的范围内。


8.一种生产单烷基化芳族化合物的方法，包括以下步骤：
(a)在烷基化条件下，在烷基化催化剂存在下，使一部分的包含可烷基化的芳族化合物的料流与包含烷基化剂的料流接触，以产生包含所述单烷基化芳族化合物和多烷基化芳族化合物的烷基化流出物，其中所述烷基化催化剂包含权利要求1至7中任一项的第一催化剂组合物。


9.权利要求8的方法，其中所述烷基化催化剂还包含第二催化剂组合物，其中所述第二催化剂组合物包含另一种沸石和另一种中孔粘合剂。


10.权利要求9的方法，其中所述第二催化剂组合物的所述另一种中孔粘合剂与所述第一催化剂组合物的所述中孔粘合剂不同。


11.权利要求9的方法，其中所述第一催化剂组合物对于所述单烷基化芳族化合物的选择性大于所述第二催化剂组合物的所述选择性和/或所述第一催化剂组合物的催化活性小于所述第二催化剂组合物的所述催化活性。


12.权利要求10的方法，其中所述第一催化剂组合物的所述沸石与所述第二催化剂组合物的所述沸石相同或不同，所述沸石中的任一种具有包括BEA*、FAU、MOR、MWW及其两种或更多种的混合物的骨架结构。


13.权利要求8或权利要求9的方法，还包括以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·S·伊德，B·T·勒弗劳斯，D·雷文，W·W·隆格，M·J·文森特，WP·泰，F·巴尔莱，
申请(专利权)人：埃克森美孚化学专利公司，
类型：发明
国别省市：美国;US