[发明专利]用于芳烃烷基化的催化剂

说明书

本发明涉及通过一种方法制成的催化剂组合物，在所述方法中，使孔隙充满模板剂的硅铝酸盐沸石与特定的有机硅化合物接触以在沸石表面上沉积所述有机硅化合物，从而提供有机硅处理过的催化剂前体；和在足以从沸石中除去模板剂的条件下煅烧所述有机硅处理过的催化剂前体。本发明还涉及制备所述催化剂组合物的方法和芳烃的烷基化法，包括使本发明的催化剂组合物与包含所述芳烃和烷基化剂的进料流在芳烃烷基化条件下接触。

之前已经描述，煅烧的表面改性沸石催化剂可用于芳烃烷基化法。例如，US5,723,710描述了通过使用沸石催化剂用丙烯将苯烷基化以制备枯烯的方法，所述沸石催化剂通过用低浓度强无机酸处理模板化沸石β、接着煅烧获得。在US5,723,710中教导，其中描述的催化剂在正常工艺条件下具有改进的抗催化剂钝化性。

US5,689,025描述了乙基苯制造方法，其涉及使包括苯和乙烯的烃进料流在烷基化条件下与通过用硅化合物离位选择活化（selectivated）改性的催化分子筛接触。该离位选择活化涉及使分子筛暴露在至少两个选择活化序列下，各选择活化序列包括使催化剂与硅化合物接触，接着煅烧。据教导，该选择活化分子筛催化剂在用乙烯将苯烷基化的方法中具有改进的超过二甲苯的乙基苯择形性。

传统沸石基芳烃烷基化催化剂的主要缺点在于，它们被芳族进料中通常包含的杂质快速钝化。在芳烃烷基化法中对芳族进料流的纯度要求因此非常严格。例如，苯烷基化的传统方法的进料中硫杂质的最大可接受含量必须小于1ppm。其它杂质，如烯烃也已知对工艺稳定性具有不利影响。通常，苯烷基化的传统方法的进料的溴指数必须小于10。

本发明的一个目的是提供对进料杂质具有改进的耐受性的苯烷基化催化剂。

通过提供如下文所述和如权利要求书中表征的实施方案实现对上述问题的解决方案。相应地，本发明提供可通过制备催化剂组合物的方法获得的催化剂组合物，所述方法包括步骤：

(a)使孔隙充满模板剂的硅铝酸盐沸石与有机硅化合物接触以在沸石表面上沉积所述有机硅化合物，从而提供有机硅处理过的催化剂前体；和

(b)在足以从沸石中除去模板剂的条件下煅烧所述有机硅处理过的催化剂前体，

其中所述有机硅化合物选自烷基二硅氮烷、烷基烷氧基硅烷和卤烷基硅烷。

本发明的制备催化剂组合物的方法中所用的有机硅化合物选自：

(I)具有下列通式的烷基二硅氮烷

其中R1、R2、R3、R4、R5和R6是独立地选自甲基；乙基；丙基；丁基；戊基；己基；庚基；辛基；壬基；和癸基的烷基；

(II)具有下列通式的烷基烷氧基硅烷：

或

其中R1、R2、R3和R4是独立地选自甲基；乙基；丙基；和丁基的烷基；和

(III)具有下列通式的卤烷基硅烷

其中R1和R2是独立地选自甲基；乙基；丙基；和丁基的烷基，且其中X是选自氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)和碘(I)的卤素元素。该卤素元素优选是氯(Cl)。

在本发明中，令人惊讶地发现，通过本发明的方法制成的沸石基催化剂与现有技术的沸石基苯烷基化催化剂相比具有显著改进的对芳族进料流中所含的杂质的耐受性。这具有显著优点，即使用本发明的催化剂的芳烃烷基化法与传统芳烃烷基化催化剂相比对进料流杂质波动耐受得多。此外，现在可以常规使用本来不适合作为芳烃烷基化中的进料流的较不纯的芳烃组合物，其不经预先提纯或预处理即可用于芳烃烷基化。

本发明的催化剂组合物因其对进料杂质的显著耐受性而容易区别于已知的沸石基苯烷基化催化剂组合物。就我们的知识所及，之前没有描述过对进料杂质表现出相当耐受性的沸石基苯烷基化催化剂。

用于本发明的烷基二硅氮烷优选选自六甲基二硅氮烷和六乙基二硅氮烷，最优选是六甲基二硅氮烷。

用于本发明的烷氧基硅烷优选选自甲氧基三甲基硅烷、乙氧基三甲基硅烷、丙氧基三甲基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷和丙基三乙氧基硅烷。

用于本发明的卤烷基硅烷优选选自二氯二甲基硅烷和二氯二乙基硅烷。

在本发明的另一方面中，提供制备催化剂组合物的方法。因此，本发明提供包括下列步骤的方法

(a)使孔隙充满模板剂的硅铝酸盐沸石与有机硅化合物接触以在沸石表面上沉积所述有机硅化合物，从而提供有机硅处理过的催化剂前体；和

(b)在足以从沸石中除去模板剂的条件下煅烧所述有机硅处理过的催化剂前体，