JP5238719B2 - 複数の触媒による液相下のアルキル化 - Google Patents
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Description
しかし、エチレンとベンゼンからエチルベンゼンを生じる反応は発熱反応であるため、望ましくない副反応や、連鎖反応も生じる。生成したエチレンの約15%がさらにエチレンと反応して、ジ−エチルベンゼン異性体群(DEB)、トリ−エチルベンゼン異性体群(TEB)や、より分子量の大きい芳香族化合物が副生する。このような連鎖反応による生成物は、一般にポリエチル化ベンゼン(PEB)と呼ばれている。
エチル化反応に加え、副反応として、微少量のキシレン異性体が生成する。気相反応系においてキシレンが副生したとき、0.05〜0.20wt%のキシレンを含むエチルベンゼンが生じる。キシレンは、次工程で製造されるスチレンの不純物となり、一般に好ましくないと考えられている。
収率の低下を避けるため、通常は、別途設けられたトランスアルキル化反応器中で、PEBにベンゼンを追添してトランスアルキル化することによって、PEBをエチルベンゼンに転換している。
液相反応器の利点の一つは、キシレン及びその他の望ましくない副生物の生成量が非常に少ないことである。一般に、エチル化反応の反応速度は気相法よりも低い。しかし、液相反応の反応温度を相対的に低くできることにより、触媒量が多くなることに伴う欠点を経済的に相殺することができる。
すなわち、液相反応に伴う低温下での反応速度では、PEBを生成する連鎖反応の速度はかなり低くなる。詳しくは、液相反応では約5〜8%のエチルベンゼンがPEBに転換されるが、気相反応では約15〜20%のエチルベンゼンがPEBに転換される。従って、液相反応での化学両論的に過剰なベンゼンの量は一般に150〜400%であるが、気相反応の場合は400〜900%となる。
アルキル化反応系には、エチレン及びベンゼンの両供給原料から触媒毒が混入し得る。このため、アルキル化反応系には、バイパス可能な反応性ガード触媒床が設けられていることが多い。通常、反応性ガード触媒床は、残余のアルキル化反応系とは分離された前段反応器内に設けられている。反応性ガード触媒床にもアルキル化触媒が充填されており、大気条件下、またはアルキル化条件下に保たれている。
ベンゼンと、エチレンの少なくとも一部とが、直列に連結されたアルキル化反応ゾーンの入口ゾーンに送られる前に、反応性ガード触媒床を通過させられる。反応性ガード触媒床は、目的とするアルキル化反応に用いられるだけでなく、残余のアルキル化触媒の触媒毒となり得る窒素混合物等の、供給原料中の反応性不純物の除去に用いられる。
触媒の再生および/または交換により生じるコストと操業時間の損失を削減するため、反応性ガード触媒床中、および/またはアルキル化反応の入口ゾーン中の触媒のサイクル長を最大にできるアルキル化方法が求められている。
これは、触媒の単位質量当りの酸性サイトの量が、第2触媒床(第2アルキル化反応ゾーン)中のアルキル化触媒よりも多いアルキル化触媒を、反応性ガード触媒床または入口触媒床に用いることにより達成できる。
触媒を分散して充填することにより、触媒の1種類を単独で使用する場合と比較して、高純度のエチルベンゼンを、より高い効率で製造することができるとしている。
この方法は、(a)少なくとも1のアルキル化反応ゾーンを、アルキル化触媒の存在下で芳香族化合物をアルケンでアルキル化させることができる温度・圧力条件下に置き、この温度・圧力を芳香族化合物の一部が気相となり、一部が液相となるように維持する工程と;(b)1のアルキル化反応ゾーンから、アルキル芳香族化合物、未反応のアルキル化可能な化合物、未反応のアルケン、及びアルカンを含む生成物を取り出す工程と;(c)アルキル化反応ゾーンの生成物から、アルカンの少なくとも一部を除去して低アルカン濃度生成物とする工程と;(d)低アルカン濃度生成物を他のアルキル化反応ゾーンへ供給する工程と;を含む。
この方法では、残余のアルキル化反応系と分離された前段反応器内に設けられ、アルキル化反応ゾーンの触媒と同一または異なるアルキル化触媒が充填された、バイパス可能な反応性ガード触媒床を用いることができる。
(a)アルキル化可能な芳香族化合物を含む第1供給原料と、アルケンを含む第2供給原料とを、第1アルキル化触媒を備える第1アルキル化反応ゾーンに供給する工程であって、第1アルキル化触媒が触媒の単位質量当り第1量の酸性サイトを有する工程;
(b)第1アルキル化反応ゾーンを、アルキル化可能な芳香族化合物がアルケンでアルキル化されてアルキル芳香族化合物が生成する条件であって、アルキル化可能な芳香族化合物の少なくとも一部が液相になる条件下で操業する工程;
(c)第1アルキル化反応ゾーンから、アルキル芳香族化合物と未反応のアルキル化可能な芳香族化合物とを含む第1生成物を取り出す工程;
(d)第1生成物の少なくとも一部と、アルケンを含む第3供給原料とを、第2アルキル化触媒を含む第2アルキル化反応ゾーンに供給する工程であって、第2アルキル化触媒が触媒の単位質量当り第2量の酸性サイトを有し、第2量が第1量より少ない工程;
(e)第2アルキル化反応ゾーンを、未反応のアルキル化可能な芳香族化合物がアルケンでアルキル化されてアルキル芳香族化合物が生成する条件であって、アルキル化可能な芳香族化合物の少なくとも一部が液相になる条件下で操業する工程;
(f)第2アルキル化反応ゾーンから、アルキル芳香族化合物を含む第2生成物を取り出す工程を含む。
あるいは、第1アルキル化反応ゾーンはバイパス可能な反応性ガード触媒床反応器であり、第2アルキル化反応ゾーンは、第2アルキル化反応ゾーンに直列に連結される少なくとも1のアルキル化反応ゾーンをさらに有する、別の反応器内にある。
好ましくは、工程(b)および/または(e)には、温度が約120℃から約270℃であり、圧力が約675kPaから約8300kPaであることが含まれる。
好ましくは、工程(b)および/または(e)には、温度が約75℃から約250℃であり、圧力が約1000kPaから約5000kPaであることが含まれる。
好ましくは、工程(b)および/または(e)には、温度が約75℃から約250℃であり、圧力が約500kPaから約4000kPaであることが含まれる。
典型的には、アルキル化反応ゾーンは2つ一組で構成され、1組のアルキル化反応ゾーンの1以上が同一のアルキル化反応器内に設けられている。一般にアルキル化反応は発熱反応であるため、隣接する二組のアルキル化反応ゾーンの間には中間段冷却が設けられている。
また、反応性ガード触媒床には、直列に連結された多段アルキル化反応系に用いられる触媒と同一または異なるアルキル化触媒が充填されており、大気条件下、またはアルキル化条件下、すなわち、アルキル化可能な芳香族化合物の少なくとも一部が液相になる条件に保たれている。
反応性ガード触媒床は、目的とするアルキル化反応に用いられるだけでなく、残余のアルキル化触媒の触媒毒となり得る窒素混合物等の、供給原料中の反応性不純物の除去に用いられる。
従って、反応性ガード触媒床中の触媒は、残余のアルキル化触媒より頻繁に再生および/または交換される。このため、通常、反応性ガード触媒床にはバイパス用流路が備えられており、反応性ガード触媒床が使用できないとき、または反応性ガード触媒床を使用する必要がないときに、アルキル化供給原料を直列に連結されたアルキル化反応ゾーンへ直接供給できるように構成される。反応性ガード触媒床は完全に液相の状態、または上昇並流または下降並流の気液混相の状態で用いる事ができる。
以下に詳しく説明するように、各アルキル化反応ゾーンの操業条件は、アルキル化可能な芳香族化合物が完全に液相になるか、あるいは、一部が液相で一部が気相となるように制御される。
各アルキル化反応ゾーンの操業条件は、アルキル化可能な芳香族化合物が完全に液相ではない限り、各反応ゾーンにおける液相の容積に対する気相の容積の比が、約0.1から約10、好ましくは約0.2から約5、より好ましくは約0.4から約2.0、より好ましくは約0.5から約1となるように制御される。
ある反応ゾーンの液相と気相の容積比は、反応ゾーンにある全ての液相の反応成分の容積を、反応ゾーンにある全ての気相の反応成分の容積で割算することによって求める。
各アルキル化反応ゾーン(最終アルキル化反応ゾーンを除く)の生成物は、次のアルキル化反応ゾーンへ送られ、未反応のアルキル化可能な芳香族化合物と反応させるためのアルケンが添加される。
このため、最終アルキル化反応ゾーンの生成物は、目的とするアルキル芳香族化合物と、ポリアルキル化された生成物と、未反応のアルケン(存在すれば)と、未反応のアルキル化可能な芳香族化合物とを含む。
この生成物は分離工程へ送られ、未反応のアルケン、未反応のアルキル化可能な芳香族化合物、及び目的とするモノアルキル化された製品が、連続工程により分離される。残余のポリアルキル化された生成物は、アルキル化反応器とは別に設けられたトランスアルキル化反応器へ送られ、ポリアルキル化された生成物を、追添される芳香族化合物と反応させることにより、モノアルキル化された製品をさらに製造する。
この発明で用いられる反応成分には、アルキル化可能な芳香族化合物と、アルキル化剤であるアルケンとが含まれる。
ヘテロ原子を有する芳香族化合物も、選択された反応条件下で触媒毒として作用して触媒を完全に不活性化しない限り使用することができる。
この発明には、より分子量の高い芳香族炭化水素を出発物質に用いることもできる。このような芳香族炭化水素には、芳香族炭化水素をオレフィンオリゴマーでアルキル化して製造されたものが含まれる。このような化合物は、この技術分野でアルキレートと呼ばれるものであり、ヘキシルベンゼン、ノニルベンゼン、ドデシルベンゼン、ペンタデシルベンゼン、ヘキシルトルエン、ノニルトルエン、ドデシルトルエン、ペンタデシルトルエン等が含まれる。
アルキレートは、約C6から約C12のサイズのアルキル基が芳香族環に結合した成分を含む高沸点留分として得られることが多い。
ひとつの実施形態では、反応性ガード触媒床を含め、アルキル化ゾーンに用いられる触媒、または各アルキル化反応ゾーンで用いられる触媒には、コンストレインインデックスが2〜12(米国特許第4,016,218号に規定されている)の中孔径のモレキュラーシーブが、少なくとも1種類含まれる。
好ましい中孔径のモレキュラーシーブには、ZSM−5,ZSM−11,ZSM−12,ZSM−22,ZSM−23,ZSM−35,およびZSM−48が含まれる。ZSM−5は、米国特許第3,702,886号と米国再発行特許29,948号に開示されている。ZSM−11は米国特許第3,709,979号に開示されている。ZSM−12は米国特許第3,832,449号に開示されている。ZSM−22は米国特許第4,556,477号に開示されている。ZSM−23は米国特許第4,076,842号に開示されている。ZSM−35は米国特許第4,016,245号に開示されている。ZSM−48は米国特許第4,234,231号に詳しく開示されている。
ここで用いる「MCM−22型物質」(あるいは「MCM−22の物質」、あるいは「MCM−22型のモレキュラーシーブ」)という用語には、下記のモレキュラーシーブの内、少なくともいずれか1が含まれる。
・ 共通の一次結晶構成単位胞「MWW骨格トポロジーのモレキュラーシーブ」で構成されるモレキュラーシーブ。単位胞は原子の立体的配列であり、三次元空間に置かれたとき結晶構造を形成する。このような結晶構造は「Atlas of Zeolite Framework Types(15版、2001年)」に開示されており、本願に参照として組み込まれる。)
・ 共通の二次構成単位で構成されるモレキュラーシーブであって、MWW骨格トポロジーの単位胞を二次元に置いたとき「単位胞1つ分の厚みの単層」となり、好ましくは厚みがc−単位胞1つ分であるモレキュラーシーブ。
・ 共通の二次構成単位「1以上の単位胞厚みの層」で構成されるモレキュラーシーブであって、1を超える単位胞厚みの層が、MWW骨格トポロジーの単層が少なくとも2層積み重なるか、充填されるか、結合されて構成されているモレキュラーシーブ。このような二次構成単位の積み重なりは、規則的であっても、不規則であっても、ランダムであっても、あるいはこれらの組み合わせであってもよい。あるいは、
・ MWW骨格トポロジーを有する単位胞が、規則的またはランダムに、二次元的または三次元的に組み合わされて構成されたモレキュラーシーブ。
好ましい大孔径のモレキュラーシーブには、ゼオライトベータ、ゼオライトY、超安定Y(USY)、脱アルミY、モルデナイト、ZSM−3、ZSM−4、ZSM−18、およびZSM−20が含まれる。
ゼオライトZSM−14は米国特許第3,923,636号に開示されている。ゼオライトZSM−20は米国特許第3,972,983号に開示されている。ゼオライトベータは米国特許第3,308,069号と米国再発行特許28,341号に開示されている。低ナトリウム超安定Y(USY)は米国特許第3,293,192と3,449,070号に開示されている。脱アルミY(Deal Y)は米国特許第3,442,795号に開示された方法で製造される。ゼオライトUHP−Yは米国特許第4,401,556号に開示されている。希土類交換Y(REY)は米国特許第3,524,820号に開示されている。モルデナイトは、天然物質であるが、TEA−モルデナイト等の合成品としても入手できる(すなわち、テトラエチルアンモニウム配向剤を含む反応混合物から製造された合成モルデナイト)。TEA−モルデナイトは米国特許第3,766,093と3,894,104号に開示されている。
このような材料には、活性または不活性で、合成または天然のゼオライトや、アルミナ、シリカ、シリカ−アルミナ、ジルコニア、チタニア、マグネシア、またはこれらの混合物またはその他の酸化物等の、クレイおよび/または酸化物が含まれる。後者は天然物であるか、シリカと金属酸化物の混合物を含むゼリー状の沈降物またはゲルである。
触媒の機械的強度を向上させ、あるいは触媒製造時の助剤として、酸化物のバインダーにクレイを混ぜることもできる。
触媒と、それ自身触媒活性を有する別の材料とを組み合わせること、すなわち、混合するか合成中に介在させることにより、触媒の転換率または選択性が変化する。
不活性な材料は、転換率を制御するための希釈剤として機能して、他の反応速度を制御する手段を用いることなく製品を経済的且つ順調に製造することができる。
これらの材料は、商業運転条件下での触媒の破砕強度を向上させるため、例えばベントナイトやカオリン等の天然のクレイと組み合わせて用いられ、また触媒のバインダーとして機能する。
モレキュラーシーブと無機酸化物分散媒体との比率は種々変更することができる。モレキュラーシーブの含有量は約1から約99wt%であり、特に触媒組成物がビーズ形状の場合、モレキュラーシーブの触媒組成物中の含有量は約2から約80wt%である。
さらに、全てのアルキル化可能な芳香族化合物を、アルキル化反応系の入口ゾーンであるか上流側の反応性ガード触媒床であるかを問わず、第1アルキル化反応ゾーンに供給し、その一方、アルケンを複数のアルキル化反応ゾーンに分散して供給することが一般的である。
このため、第1アルキル化反応ゾーン中の触媒の方が、第2、またはさらに下流側のアルキル化反応ゾーン中の触媒よりも、不純物により被毒しやすい。
従って、第1アルキル化反応ゾーン中の触媒を交換、再生または再活性化する頻度を低減させるために、この発明では、第1アルキル化反応ゾーン中の第1アルキル化触媒と、第2アルキル化反応ゾーン中の第2アルキル化触媒とを用い、第1アルキル化触媒と第2アルキル化触媒は、第1アルキル化触媒の方が、第2アルキル化触媒よりも、触媒の単位質量当りの酸性サイトの数が多い点で異なる。
触媒の単位質量当りの酸性サイトの数を異ならせるだけでなく、第1及び第2アルキル化触媒には同一または異なるゼオライトを用いることができる。
触媒の単位質量当りの酸性サイトの数は、ブレンステッド酸測定、四配位アルミニウム測定、アンモニア、ピリジン、その他のアミンの吸着の測定、ヘキサンクラッキングの速度定数の測定等、種々の方法で求めることができるが、これらの方法に限定されない。
これらの測定方法は互いに異質であるが、いずれの方法も、例えばフォージャサイト、ベータ、ペンタジル型ゼオライト、及びMWW(MCC−22)型ゼオライト等の、未使用のゼオライト触媒との活性サイト数の相対比較が可能である。触媒の単位質量当りの酸性サイト数の、特に好ましい測定方法は、ピリジン吸着である。これは、ピリジンのサイズが、本願のアルキル化方法における典型的な触媒毒とほぼ同じかより大きいこと、及び、ピリジンは、アルキル化触媒に適したゼオライトに容易に吸着されることによる。
例えば、第1アルキル化触媒中のバインダーと活性成分の重量比を、第2アルキル化触媒中のバインダーと活性成分の重量比より低くするか、または第1アルキル化触媒を非結合性とすることができる。
あるいは、バインダーの量の調整に加え、触媒の活性成分がアルミノシリケートゼオライトを含む場合は、第1アルキル化反応ゾーンの第1アルキル化触媒に、第2アルキル化反応ゾーンの第2アルキル化触媒に用いられるゼオライトよりも、シリカ対アルミナ比が低いゼオライトを用いることができる。
すなわち、アルミノシリケートゼオライトの場合、触媒中の酸性サイトの量は一般に、触媒中のゼオライト性アルミニウムの量に依存する。例えば、ひとつの実施形態では、MCM−49を第1アルキル化反応ゾーンの第1アルキル化触媒の活性成分に用い、MCM−22を第2アルキル化反応ゾーンの第2アルキル化触媒の活性成分に用いることができる。
このため、各組のアルキル化反応ゾーンの上流側の反応ゾーンで用いる触媒には、下流側の反応ゾーンで用いる触媒よりも、酸性サイトの量が多い触媒を用いる事が好ましい。
これも、下流側の反応ゾーンで用いる触媒よりも、上流側の反応ゾーンで用いる触媒のバインダーの量を少なくすること、および/または、シリカ対アルミナのモル比を大きくすることによって達成できる。
この発明の方法では、直列に連結された各アルキル化反応ゾーンでのアルキル化反応は、少なくとも一部が液相の状態で生じ、この状態は、アルキル化可能な芳香族化合物が完全に液相の状態、または、一部が液相で一部が気相の状態で、全アルキル化反応ゾーンにわたって維持される。
この点において、アルキル化可能な芳香族化合物を液相に維持すること、または気液混相状態のアルキル化反応器中の液相の容積に対する気相の容積の比率を維持することは、温度、圧力、供給するアルケンの組成、芳香族とアルケンの重量比、及び中間段への注入点の数(反応ゾーン間への供給の分布)等の、種々の操業条件の変数に依存することが理解される。液相の容積に対する気相の容積の比率を所望のレベルに維持するには、これらの各変数を把握しモニターする必要がある。
エチルベンゼンを製造する場合、反応性ガード触媒床は、好ましくは温度が約20から約270℃の範囲、圧力が約675から約8300kPaの範囲で操業される。
クメンを製造する場合、反応性ガード触媒床は、好ましくは温度が約25から約180℃の範囲、圧力が約675から約4000kPaの範囲で操業される。
sec−ブチルベンゼンを製造する場合、反応性ガード触媒床は、好ましくは温度が約5から約250℃の範囲、圧力が約445から約3550kPaの範囲で操業される。
この発明のアルキル化方法の生成物には、目的とするモノアルキル化された製品の他に、ポリアルキル化された芳香族化合物が含まれていることがある。このため、生成物は、未反応のアルキル化可能な芳香族化合物及びモノアルキル化された製品の分離だけでなく、ポリアルキル化された芳香族化合物の分離を行うための分離工程へ送られる。
ポリアルキル化された芳香族化合物は、通常アルキル化反応器とは別に設けられているトランスアルキル化反応器へ送られ、トランスアルキル化触媒の存在下で、ポリアルキル化された芳香族化合物と追添される芳香族化合物とを反応させて、さらにモノアルキル化された製品が製造される。
一般に、トランスアルキル化反応器は、ポリアルキル化された芳香族化合物とアルキル化可能な芳香族化合物との少なくとも大部分が液相となる条件下で操業される。
液相でベンゼンとポリプロピレンベンゼンとを用いてトランスアルキル化を行うための好ましい条件には、温度が約150℃から約300℃、圧力が約5500kPa以下、反応ゾーンへ送られる液体供給原料の重量を基準とするWHSVが約0.1から約20.0時間−1、及びベンゼンとポリプロピレンベンゼンのモル比が約1:1から約10:1であることが含まれる。
液相でベンゼンとポリブチルベンゼンとを用いてトランスアルキル化を行うための好ましい条件には、温度が約100℃から約300℃、圧力が約1000から7000kPa、反応ゾーンへ送られる液体供給原料の重量を基準とするWHSVが約1から約50時間−1、及びベンゼンとポリブチルベンゼンの重量比が1から10であることが含まれる。
また、第1アルキル化反応ゾーン12には、エチレン13が供給される。
エチレン13は、第1アルキル化反応ゾーン12中のアルキル化触媒Bから成る触媒床において、ベンゼンとエチレンが下降並流となる圧力で、第1アルキル化反応ゾーン12に供給される。あるいは、第1アルキル化反応ゾーン12において、ベンゼンとエチレンが上昇並流となるようにすることもできる。
第1アルキル化反応ゾーン12は、エチレンの転化率がほぼ100%となるように操業されることが好ましい。しかし、エチレンの転化率を低くして、第1アルキル化反応ゾーン12からの生成物14に、エチルベンゼンと、未反応のベンゼンと、少量の不純物とが含まれるようにすることもできる。
垂直方向に離間して直列に連結された一組の触媒床18,19が複数連なっており、生成物16は、この触媒床18,19に供給される前に、冷却器17に通される。
触媒床18,19もアルキル化触媒Aを備えており、エチレン13が供給される。エチレン13は、エチレンと、ベンゼンを含む第2反応ゾーン15または上流側の触媒床18,19からの生成物とが、アルキル化触媒Aを含む触媒床を下降並流となって通過するように供給される。あるいは、触媒床18,19において、ベンゼンとエチレンが上昇並流となるようにすることもできる。触媒床18,19も、エチレンの転化率がほぼ100%となるように操業されることが好ましい。
隣接する一組の触媒床18,19の各組の間には、上流側の一組の触媒床18,19で発生した熱を除去するために、さらに冷却器17が設けることが好ましい。 この他、生成物の還流等の、他の適切な温度制御方法を用いることもできる。
相対的に酸性サイトの量が少ない触媒Aは、一組の触媒床18,19において下流側にある触媒床19に備えられている。
1項. アルキル芳香族化合物を製造する方法において:
(a)アルキル化可能な芳香族化合物を含む第1供給原料と、アルケンを含む第2供給原料とを、第1アルキル化触媒を備える第1アルキル化反応ゾーンに供給する工程であって、第1アルキル化触媒が触媒の単位質量当り第1量の酸性サイトを有する工程;
(b)第1アルキル化反応ゾーンを、アルキル化可能な芳香族化合物がアルケンでアルキル化されてアルキル芳香族化合物が生成する条件であって、アルキル化可能な芳香族化合物の少なくとも一部が液相になる条件下で操業する工程;
(c)第1アルキル化反応ゾーンから、アルキル芳香族化合物と未反応のアルキル化可能な芳香族化合物とを含む第1生成物を取り出す工程;
(d)第1生成物の少なくとも一部と、アルケンを含む第3供給原料とを、第2アルキル化触媒を含む第2アルキル化反応ゾーンに供給する工程であって、第2アルキル化触媒が触媒の単位質量当り第2量の酸性サイトを有し、第2量が第1量より少ない工程;
(e)第2アルキル化反応ゾーンを、未反応のアルキル化可能な芳香族化合物がアルケンでアルキル化されてアルキル芳香族化合物が生成する条件であって、アルキル化可能な芳香族化合物の少なくとも一部が液相になる条件下で操業する工程;
(f)第2アルキル化反応ゾーンから、アルキル芳香族化合物を含む第2生成物を取り出す工程を含む方法。
2項. 第1及び第2アルキル化触媒はアルミノシリケートモレキュラーシーブから成り、第1アルキル化触媒のシリカとアルミナのモル比は、第2アルキル化触媒のシリカとアルミナのモル比よりも小さい、第1項の方法。
3項. 第1及び第2アルキル化触媒は、さらにバインダーを含み、第1アルキル化触媒中のバインダーとモレキュラーシーブの重量比が、第2アルキル化触媒中のバインダーとモレキュラーシーブの重量比よりも小さい、第1項または第2項の方法。
4項. 第1アルキル化触媒が、ZSM−5、ゼオライトベータ、ゼオライトY、超安定Y(USY)、及びMCM−22型のゼオライト、から選択されるモレキュラーシーブである、第1から第3項のいずれか1項の方法。
5項. 第2アルキル化触媒が、ZSM−5、ゼオライトベータ、ゼオライトY、超安定Y(USY)、及びMCM−22型のゼオライト、から選択されるモレキュラーシーブである、第1から第4項のいずれか1項の方法。
6項. 第1アルキル化触媒がMCM−49である、第1から第5項のいずれか1項の方法。
7項.第2アルキル化触媒がMCM−22である、第1から第6項のいずれか1項の方法。
8項. 第1アルキル化触媒の単位質量当りの酸性サイトの数と、第2アルキル化触媒の単位質量当りの酸性サイトの数の比率が、40:1から1:1の範囲である、第1から第7項のいずれか1項の方法。
9項. 第1アルキル化触媒の単位質量当りの酸性サイトの数と、第2アルキル化触媒の単位質量当りの酸性サイトの数の比率が、10:1から1:1の範囲である、第1から第8項のいずれか1項の方法。
10項. 第1及び第2アルキル化反応ゾーンが同一のアルキル化反応器内にある、第1から第9項のいずれか1項の方法。
11項. 第1アルキル化反応ゾーンはバイパス可能な反応性ガード触媒床反応器であり、第2アルキル化反応ゾーンは、第1アルキル化反応ゾーンに直列に連結された少なくとも1のアルキル化反応ゾーンをさらに有する別の反応器内に設けられている、第1から第9項のいずれか1項の方法。
12項. アルケンにエチレンが含まれ、アルキル化可能な芳香族混合物にベンゼンが含まれ、アルキル芳香族化合物にエチルベンゼンが含まれる、第1から第11項のいずれか1項の方法。
13項. 工程(b)および/または(e)には、温度が約120℃から約270℃であり、圧力が約675kPaから約8300kPaであることが含まれる、第12項の方法。
14項. アルケンにプロピレンが含まれ、アルキル化可能な芳香族混合物にベンゼンが含まれ、アルキル芳香族化合物にクメンが含まれる、第1から第11項のいずれか1項の方法。
15項. 工程(b)および/または(e)には、温度が約75℃から約250℃であり、圧力が約1000kPaから約5000kPaであることが含まれる、第14項の方法。
16項. アルケンに1−ブテンおよび/または2−ブテンが含まれ、アルキル化可能な芳香族混合物にベンゼンが含まれ、アルキル芳香族化合物にsec−ブチルベンゼンが含まれる、第1から第11項のいずれか1項の方法。
17項. 工程(b)には、温度が約75℃から約250℃であり、圧力が約500kPaから約4000kPaであることが含まれる、第16項の方法。
Claims (10)
- アルキル芳香族化合物を製造する方法において:
(a)第1供給原料及び第2供給原料を第1アルキル化反応ゾーンに供給する工程であって、
前記第1供給原料はアルキル化可能な芳香族化合物と反応性不純物とを含み、
前記第2供給原料はアルケンと反応性不純物とを含み、
前記第1アルキル化反応ゾーンは、単位質量当り第1量の酸性サイトを有し、前記反応性不純物と接触する第1アルキル化触媒を備える工程と;
(b)前記第1アルキル化反応ゾーンを、前記アルキル化可能な芳香族化合物が前記アルケンでアルキル化されて前記アルキル芳香族化合物が生成する条件であって、アルキル化可能な芳香族化合物の少なくとも一部が液相になり、液相の容積に対する気相の容積の比が0.1から10となる条件下で操業する工程と;
(c)前記第1アルキル化反応ゾーンから、アルキル芳香族化合物と未反応のアルキル化可能な芳香族化合物とを含む第1生成物を取り出す工程と;
(d)前記第1生成物の少なくとも一部と、前記アルケンを含む第3供給原料とを、第2アルキル化触媒を含む第2アルキル化反応ゾーンに供給する工程であって、第2アルキル化触媒が触媒の単位質量当り第2量の酸性サイトを有し、第2量が第1量より少ない工程と;
(e)前記第2アルキル化反応ゾーンを、前記未反応のアルキル化可能な芳香族化合物が前記アルケンでアルキル化されてアルキル芳香族化合物が生成する条件であって、アルキル化可能な芳香族化合物の少なくとも一部が液相になり、液体の容積と気体の容積の比が0.1から10となる条件下で操業する工程と;
(f)第2アルキル化反応ゾーンから、アルキル芳香族化合物を含む第2生成物を取り出す工程とを含み、前記反応性不純物と接触する第1量の酸性サイトにより、第1アルキル化触媒の交換頻度が低下する方法。 - 第1及び第2アルキル化触媒はアルミノシリケートモレキュラーシーブから成り、第1アルキル化触媒のアルミナに対するシリカのモル比は、第2アルキル化触媒のアルミナに対するシリカのモル比よりも小さい、請求項1に記載の方法。
- 第1及び第2アルキル化触媒は、さらにバインダーを含み、第1アルキル化触媒中のモレキュラーシーブに対するバインダーの重量比が、第2アルキル化触媒中のモレキュラーシーブに対するバインダーの重量比よりも小さい、請求項1に記載の方法。
- 第1アルキル化触媒が、ZSM−5、ゼオライトベータ、ゼオライトY、超安定Y(USY)、及びMCM−22型のゼオライトから選択され、第2アルキル化触媒が、ZSM−5、ゼオライトベータ、ゼオライトY、超安定Y(USY)、及びMCM−22型のゼオライト、から選択されるモレキュラーシーブである、請求項1に記載の方法。
- 第1アルキル化触媒がMCM−49であり、第2アルキル化触媒がMCM−22である、請求項1に記載の方法。
- 第2アルキル化触媒の単位質量当りの酸性サイトの数に対する、第1アルキル化触媒の単位質量当りの酸性サイトの数の比率が、40:1から1:1の範囲である、請求項1に記載の方法。
- 第1アルキル化反応ゾーンはバイパス可能な反応性ガード触媒床反応器であり、第2アルキル化反応ゾーンは、第1アルキル化反応ゾーンに直列に連結された少なくとも1のアルキル化反応ゾーンをさらに有する別の反応器内に設けられている、請求項1に記載の方法。
- アルケンにエチレンが含まれ、アルキル化可能な芳香族混合物にベンゼンが含まれ、アル
キル芳香族化合物にエチルベンゼンが含まれる、請求項1に記載の方法。 - アルケンにプロピレンが含まれ、アルキル化可能な芳香族混合物にベンゼンが含まれ、アルキル芳香族化合物にクメンが含まれる、請求項1に記載の方法。
- アルケンに1−ブテンおよび/または2−ブテンが含まれ、アルキル化可能な芳香族混合物にベンゼンが含まれ、アルキル芳香族化合物にsec−ブチルベンゼンが含まれる、請求項1に記載の方法。
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