[发明专利]加氢烷基化催化剂的活化和使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及加氢烷基化催化剂的活化，和涉及在生产环烷基芳族化合物，尤其环己基苯中使用该活化催化剂的方法。

背景技术

生产环烷基芳族化合物，例如环己基苯是商业上重要的方法，因为后者可用作溶剂和化学中间体，例如苯酚和环己酮的来源，而苯酚和环己酮是生产例如酚树脂，双酚A，ε-己内酰胺，己二酸和增塑剂的重要中间体。

生产环烷基芳族化合物，例如环己基苯的一种方法牵涉在双官能催化剂上催化加氢烷基化芳族化合物，例如苯。该双官能催化剂可包括烷基化组分，其包含固体酸，例如分子筛或无定形二氧化硅-氧化铝，或任何合适的固体酸，和氢化组分，例如第8-10族金属。可通过用相关的第8-10族金属的水溶性盐的溶液浸渍，将该氢化组分引入到催化剂内。该催化剂也可包括促进剂，例如碱金属或碱土金属，第3族或第4族金属，Zn，Sn，Re，卤素等。然后在空气中，典型地在250℃-550℃的温度下，干燥并煅烧浸渍过的催化剂。为了使催化剂变为其活性形式，然后在氢气存在下加热该催化剂，主要还原该氢化组分成其活性金属形式。这一活化方法也可起到除去吸附的水的作用，所述吸附的水会抑制烷基化反应。

在例如美国专利No.3,760,017中公开了这一方法的一个实例，其公开了使用双官能催化剂，将苯催化加氢烷基化成环己基苯，接着通过空气氧化和酸分解，将环己基苯转化成环己酮和苯酚的方法。该双官能催化剂包括选自钴，镍和钯中的周期表第8-10族的金属和酸性氧化物载体，所述酸性氧化物载体基本上由约5-60wt%结晶沸石，例如沸石Y，和约95-40wt%二氧化硅-氧化铝裂解催化剂的实质上不含碱金属的混合物组成。通过用所需的氢化金属溶液浸渍该载体，接着在氧化氛围中煅烧，将氢化组分转化成氧化物形式，从而生产该双官能催化剂。然后通过与氢气在400°F-1200°F(204℃-649℃)的温度下接触，还原该催化剂。

在美国专利No6,037,513中描述了催化加氢烷基化苯的进一步的方法，其中双官能催化剂包括具有烷基化活性和含在12.4±0.25，6.9±0.15，3.57±0.07和3.42±0.07埃处的d-间距最大值的X-射线衍射图案的结晶无机氧化物材料与选自钯，钌，镍和钴中的氢化金属。在实施例中，通过用金属盐的水溶液浸渍结晶的无机氧化物材料，然后在300℃和1atm压力下，用50cc/min的流动氢气处理该浸渍过的氧化物材料2小时，生产该催化剂。尽管没有在′513专利中描述，但通过还原金属盐成其元素形式，这一氢气处理活化了催化剂。

在WO2012/050751中，在低于250℃的温度下，例如在范围为0-200℃的温度下，进行催化剂的氢气活化方法。发现降低活化温度会增加催化剂对环己基苯的选择性。在实施例中，通过用氯化钯的水溶液浸渍结合(bound)的结晶无机氧化物材料，然后在加氢烷基化反应器内，采用47-80微升/分钟的苯流速和15-25sccm的氢气，活化浸渍过的氧化物材料，同时在1℃/min下使反应器的温度缓升到145℃，从而生产催化剂。在一些情况下，在氢气活化以前进行干燥步骤，其中在低于200℃的温度下，在干燥气体，例如氮气下，加热催化剂，将催化剂中的水含量下降到小于15wt%，例如1wt%-12wt%。

发明概述

根据本发明，已发现，通常可在没有减少最终催化剂的活性或选择性的情况下，在活化工艺过程中，通过低加热速率和低的最终温度的组合，简化加氢烷基化催化剂，例如在美国专利No.6,037,513中公开的那些的活化。特别地，通过在流动的氢气存在下，在缓慢地加热或者小于50℃/小时的升温速率下，加热起始催化剂到范围为100℃-260℃的活化温度和然后在流动的氢气中，将该催化剂保持在等于或接近这一活化温度下充足的时间段，例如12小时，从而实现活化。尽管该方法没有被充分地理解，但认为缓慢的加热速率会减少活化过程中从催化剂中释放水的速率，认为这依次会提高活化过程。另外，由于可通过活化气体实现催化剂的加热，因此，减少催化剂的加热速率使得活化过程中氢气的流速下降，这会减少在启动时要求的气体处理容量和气体处理成本。

在第一方面中，本发明在于将加氢烷基化催化剂活化的方法，该方法包括：

(a)提供含固体酸组分和氢化金属化合物的加氢烷基化催化剂前体；

(b)在氢气存在下，在小于50℃/小时的加热速率下加热催化剂前体到范围为100℃-260℃的活化温度；和

(c)在从比活化温度低50℃至活化温度的温度范围内，用氢气处理加热过的催化剂前体，其持续时间将至少一部分金属化合物还原成元素形式。