[发明专利]利用改进的β沸石催化剂进行苯烷基化和多烷基化芳烃的烷基转移的方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请是2003年04月24日提交的共同未决美国专利申请序列号第10/422,464号的部分继续，该共同未决申请是现在颁布为美国专利第6,809,055 B2的2001年10月17日提交的美国专利申请第09/981,926号的部分继续申请，美国专利申请第09/981,926号要求2000年10月20日提交的美国临时申请第60/242,110号的优先权，本申请也要求它的优先权。前面提及的申请和专利的内容这里全文引入作为参考。

背景

1.技术领域

本发明涉及一种芳烃化合物烷基化的催化方法。

2.背景技术

利用烯烃进行芳烃化合物的烷基化已经用在许多重要的化学品或石化产品或中间产物的生产中，例如用于聚苯乙烯聚合物的乙苯、用于苯酚合成的异丙苯和用于清洁剂工业的长链烷基苯。一般地，在这些方法中使用催化剂，除了使反应向所需要的产物的选择性更高外，还使化学反应在较温和的条件(例如低温和/或低压)下发生。

在1965年首先描述了使用X或Y沸石作催化剂的苯与丙烯反应制备异丙苯[Minachev，Kr.M.等，Neftekhimiya 5(1965)676]。Venuto等(J.Catal.5，(1966)81)后来描述了用于以轻质烯烃使苯烷基化的八面沸石型沸石催化剂。US 4,292,458描述了ZSM-5型沸石用于以乙烯进行的苯烷基化。现在，商业化的在液相中用乙烯或丙烯使苯烷基化的方法通常使用β沸石作烷基化催化剂(例如US 4,891,458)。

US 5,015,786描述了用Y沸石催化的用异丙醇使苯烷基化。

在US 5,160,497中，以8～70范围的摩尔比使用脱铝Y沸石，用于以丙烯和/或异丙醇进行的苯烷基化。

US 3,385,906、US 4,169,111和EP 308,097描述了通过以芳族基质进行多烷基化芳烃的烷基转移，从而制备单烷基化芳烃，其中使用具有小、中和大孔的沸石催化剂。

EP 439,632、EP 687,500和EP 847,802描述了用β沸石催化的，不仅利用烷基化而且利用烷基转移和烷基化与烷基转移的组合工艺由芳烃基质生产单烷基化芳烃。特别地，所述反应包括以乙烯或丙烯进行苯的烷基化和利用苯进行二乙基苯或二异丙基苯的烷基转移。

题为“Zeolites and Molecular Sieves and the Use Thereof”的美国专利第6,809,055 B2公开了除去含模板沸石中的有机模板以获得比使用现有商业化沸石生产的条件生产的催化剂更高酸性和更高活性的催化剂的控制条件。

在上述专利申请中公开的特别制备的β沸石(即高性能β沸石)具有大于1.0的强酸位与弱酸位的比，并且活性比传统β沸石高。作为高性能β沸石制备中的关键步骤，通过在煅烧时在盘上将沸石床扩展得较薄、或通过使用很慢的加热速率并结合高的空气环流以使催化剂床中“热点”的形成最小化，从而可以相对容易地小规模地进行轻度煅烧除去模板。

发明内容

本文提供一种芳烃烷基化方法。该方法包括在烷基化反应条件下、在反应区中，在β沸石的存在下使芳烃化合物与烷基化剂接触，其中所述β沸石是强酸位/弱酸位之比大于1的高性能β沸石。

发现高性能β沸石在芳烃烷基化反应中远优于传统的β沸石，所述反应例如以乙烯使苯烷基化生产乙苯，和以丙烯使苯烷基化生产异丙苯。尽管不希望局限于特定反应，但是其它相关的反应包括以丁烯进行的苯烷基化、以C9～C14烯烃进行的苯烷基化、以醇进行的苯烷基化和以烯烃或醇进行的萘的类似烷基化。苯或萘反应物也可以包括烷基苯或烷基萘。所述烷基苯和烷基萘的代表性例子为甲基苯(甲苯)和甲基萘。许多其它芳烃可以用在本发明中，包括联苯、蒽和菲。并且，前述芳烃的杂环类似物也可以用在本发明中。一些例子包括氮化合物，如吡啶、喹啉和皮考啉；和氧化合物，如呋喃。

具体实施方式