TW201245106A - Alkylation process and catalysts for use therein - Google Patents

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201245106 六、發明說明： 相關申請案的交互參照 本申請案係2011年2月18日提出申請之美國臨時申 請案序號61/444,1 72的非臨時案。 【發明所屬之技術領域】 本文中所述之具體實例通常有關透過烷化反應的烷基 芳族烴之製造。此外，具體實例有關用於該等反應之烷化 觸媒。 【先前技術】 烷化反應通常含括使第一芳族化合物與烷化劑在觸媒 存在下接觸以形成第二芳族化合物。製造乙苯中之一個重 要的烷化反應爲苯與乙烯之反應。乙基苯然後可脫氫而形 成苯乙烯。 苯乙烯是用於製造許多聚合物的重要單體。不斷進行 努力以改良用於該方法之觸媒及減少副產物的形成。 【發明內容】 所揭示者爲一種用於芳族轉化之方法’其包括：使烯 和芳族烴與配置於反應器內之奈米結晶性沸石觸媒在烷化 條件下接觸，其中該奈米結晶性沸石觸媒包括至少一種沸 石材料；及產生具有單烷基芳族烴之產物流。 在一具體實例中，對於單院基芳族煙之選擇性爲至少 201245106 92質量百分比，任意地爲至少95質量百分比，或任意地 爲至少97質量百分比。 在一具體實例中，該產物流具有小於5質量百分比， 任意地爲小於4質量百分比，或任意地爲小於3質量百分 比之多烷基芳族烴。 【實施方式】 〔簡介和定義〕 本文所述之具體實例通常將奈米結晶性沸石觸媒利用 於芳族烴之芳族轉化以形成具有比使用習知烷化觸媒時爲 少的多烷基芳族副產物之烷基芳族產物。 現將提供詳細說明。所附各項申請專利範圍係定義單 獨的發明，對於侵權而言，係認定爲包括申請專利範圍中 所界定之各種要素或限制之等效實施。視情況而定，以下 所有指稱爲“發明”者在一些情況中可僅指明某些特定的具 體實例。在其他情況中，將認定：指稱爲“發明”者將是指 在申請專利範圍之一或多項中但不一定是全部項的所列標 的。各發明現將在更詳細描述於下，包括特定具體實例、 變型及實例，但本發明不限於這些具體實例、變型及實例 ，這些被包括以使一般技藝人士能完成且使用本發明，當 在此專利中之資訊與可用之資訊及技術結合時。 本文中所使用之各種術語顯示於下。在一定程度上， 申請專利範圍中所使用的術語沒有定義於下文中，應給予 在相關技藝的技術人員已給予如於申請時印刷出版物和頒 -6- 201245106 發專利中所反映的術語之最廣泛的定義。此外，除非另# 指明，否則本文中所述之全部化合物可經取代或未經取代 且化合物之名單包括其衍生物。 此外，各種範圍及/或數値限制可被明確敘述於下文 中。應認知：除非另有說明，否則意欲端點可互換。此外 ，任何範圍包括落在明確敘述的範圍或限制內之類似大小 的反覆範圍。 術語“芳族”可具有熟習該項技術者認可的範圍，其包 括烷基取代及未經取代之單-和多核烴類。 有關可烷化芳族烴之術語“經取代”包括具有至少一個 直接鍵結至芳族核之氫原子的芳族化合物。 術語“多院基方族煙”係指具有多於一個院基的芳族徑 ，包括二烷基和二芳烷基芳族化合物。 術語“轉院化（transalkylation) ”、“轉院化（ transalkyl at ing ) ”及其變型通常係指芳族烴之間烷基取代 基的交換》 術語“沸石材料”包括具有架構（framework)之分子 篩。 術語“奈米結晶性沸石觸媒”係指具有至少一種具有粒 子大小小於600 nm的沸石材料之觸媒。 術語“粒子大小”係指沸石材料之各個個別結晶（即結 晶）的大小或沸石材料內的粒子（即微晶）之凝聚的大小 〇 術語“活性”係指在一標準組條件下於方法中所用之每 201245106 單位重量的觸媒每單位時間所產生之產物的重量。 術語“選擇性”係指從經反應烯製造之單烷基芳族烴的 百分比。例如： SEB =苯對EB之選擇性=EB®出/BZw<t 術語“芳族轉化”包括芳族烴之烷化以形成烷基芳族烴 產物。 本文中所述之具體實例在烷化方法之一或多個觸媒床 內利用奈米結晶性沸石觸媒。奈米結晶性沸石觸媒係由至 少一種沸石材料製造。 適當沸石材料可包括沸石Y (包括稀土交換沸石Y) 、沸石X(包括稀土交換沸石X) 、MCM-22、MCM-36、 MCM-49' 貝他沸石、ZSM-4、ZSM-12、ZSM-20、ZSM-38 ' MCM-56、八面沸石、絲光沸石、PSH-3、SSZ-25、 ERB-1、ITQ-1 ' ITQ-2、及其任何組合。沸石材料可包含 例如大孔’且沸石材料具有小於2之限制指數。適當大孔 沸石材料包括貝他沸石、沸石Y、超穩定Y(USY)、脫 鋁 Y ( Deal Y )、稀土交換Y ( REY )、絲光沸石、 ZSM-3、ZSM-4、ZSM-18、和 ZSM-20。絲光沸石爲天然 存在的物質，但也有合成形式者，諸如TEA-絲光沸石（ 即’從包含四乙基鋁導向劑之反應混合物製造的合成絲光 沸石）。 例如，沸石X可具有約1 : 1至約1 .7 : 1之矽對鋁莫 耳比；而沸石Y可具有大於約1 .7 : 1之矽對鋁莫耳比》 以矽酸鹽爲主之沸石材料，例如八面沸石及絲光沸石 201245106 可由交替之Si〇2及M〇x四面體形成，其中Μ爲選自週期 表第1族至16族之元素。該等所形成之沸石材料可具有 例如4、6、8、10、或12員之氧環通道。 奈米結晶性沸石觸媒通常包括例如約1 wt%至約 99wte/。’ 或 3wt%至約 90wt%’ 或約 4wt°/。至約 80wt%的沸 石材料β 奈米結晶性沸石觸媒之沸石材料可具有小於約600 奈米（nm )之粒子大小。例如，粒子大小可爲例如小於 500 nm ’或小於300 nm，或小於1 〇〇 nm，或小於50 nm 或小於25 nm。在一或多個具體實例中，粒子大小爲例如 2 5 n m 至 3 0 0 n m ’ 或 5 0 nm 至 100 nm 或 50 nm 至 75 nm ο 奈米結晶性沸石觸媒可另外包括撐體材料。適當撐體 材料可包括例如砂石、氧化銘、紹砂石（aluminosilica) 、氧化鈦、氧化锆、碳化矽及其任何組合。在一或多個具 體實例中’該奈米結晶性沸石觸媒包括例如約5 wt.%至約 97 wt·%’ 或約 5 wt·%至約 95 wt·%或約 7 wt.%至約 90 wt.%的撐體材料。 沸石材料可例如藉由熟習該項技術者已知的方法而被 載持。例如，該等方法可包括透過初濕浸漬以無機微孔形 成導向劑之濃水溶液浸漬固體多孔鋁矽酸鹽粒子或結構。 或者，沸石材料例如可與撐體材料摻合。另外預期： 沸石材料可例如就地以撐體材料支撐或擠製。 另外考量：該等支撐方法可包括例如將沸石材料加以 -9- 201245106 層置在撐體材料上。另外考量：該等支撐方法可包括例如 沸石膜之利用。 在一具體實例中，沸石材料係藉由初濕浸漬而被載持 。該方法通常包括將沸石材料分散在稀釋劑（諸如甲醇） 中，以產生個別結晶。撐體材料然後可加至該溶液並混合 直到乾燥。 在又另一具體實例，沸石材料可藉由利用形成擠出物 之撐體材料與沸石材料組合形成迷你擠出批料而被載持。 多種不同形狀的擠出物是可能的，包括但不限於圓柱形、 三葉草形、啞鈴形及對稱和非對稱多裂片形。擠出物之典 型直徑爲 1.6 mm (1/16 in.)和 3.2 mm (1/8 in.)。擠出 物可藉由任何熟習該項技術者已知的方法進一步成型爲所 要形式，諸如球體。 在一或多個具體實例中，該奈米結晶性沸石觸媒可包 括一或多種包括但不限制於氧化鈹、氧化鍺、氧化釩、氧 化錫、氧化鋅、氧化鐵和氧化鈷之無機氧化物；非沸石分 子篩；及尖晶石諸如 MgAl204、FeAl204、ΖηΑ12 04、 CaAl204、和具有式MO- Ah〇3之其他類似化合物，其中 Μ爲具有2價之金屬。這些無機氧化物可在任何適當點加 至觸媒。 在一或多個具體實例中，催化活性金屬可被倂入奈米 結晶性沸石觸媒中，藉由例如沸石材料之離子交換或浸漬 、或藉由將活性金屬併入用以製備沸石材料之合成材料中 。催化活性金屬可倂入奈米結晶性沸石觸媒之沸石材料的 -10- 201245106 架構中、倂入奈米結晶性沸石觸媒之沸石材料的通道中（ 亦即堵塞）或其組合。 催化活性金屬可例如呈金屬型式、與氧結合（例如金 屬氧化物）或包括下述化合物之衍生物。適當催化活性金 屬視觸媒要被使用之特定方法而定。可與奈米結晶性沸石 觸媒合倂之催化活性金屬的非限制例可包括鑭、鈽、釔或 鑭系元素之稀土。 在一或多個具體實例中，該沸石材料可包括例如小於 約0.001 wt. %鈉。在一或多個具體實例中，該沸石材料可 具有例如大於7之Si02 : A 1 203比。在一或多個具體實例 中，該沸石材料可包括例如每個A1原子0.1至0.8個Ce 原子。 在一或多個具體實例中，該奈米結晶性沸石觸媒可藉 由利用載劑以將沸石材料輸送於撐體材料之孔隙中而形成 。撐體材料爲該技藝眾所周知的且具有良好排列的孔隙系 統與均勻的孔隙大小；然而，撐體材料往往只具有微孔或 只具有中孔，在大多數情況下，只具有微孔。微孔係定義 爲小於約2 nm之直徑的孔隙。中孔係定義爲具有具有範 圍在約2 nm至約50 nrn直徑的孔隙。微孔通常限制外部 分子進入微孔內的催化活性位置或減慢擴散至催化活性位 置。 在一或多個具體實例中，該載體可具有奈米大小的粒 子（而所定義之載體的粒子之奈米大小如沸石材料之奈米 大小粒子所使用者）。 -11 - 201245106 所形成之沸石然後可例如被乾燥。另外預期：載劑可 在與奈米結晶性沸石接觸之前與溶劑混合。 圖1說明可減少產物流中之多烷基芳族烴的量之利用 奈米結晶性沸石觸媒的芳族轉化之方法1〇〇的具體實例之 流程II °雖然本文中所討論之大部分的具體實例有關苯至 乙基苯之芳族轉化，但應了解具體實例可包括例如其他化 合物之轉化，諸如苯至異丙苯之芳族轉化。 如所示’方法100可包括各種進料流。進料流102可 包含苯、可烷化芳族烴且可包含乙烯、非環烯。在一或多 個具體實例中，進料流102係於液相。進料流102中之適 當芳族烴包括苯、萘、蒽、稠四苯、茈、蔻、和菲，且在 —或多個具體實例中，苯爲較佳。 在一或多個具體實例中，進料流102可包括烷基取代 之芳族烴。適當烷基取代之芳族化合物包括甲苯、二甲苯 、異丙基苯、正丙基苯、α -甲基萘、乙基苯、丨，3,5-三甲 苯、均四甲苯 '異丙基甲苯類、丁基苯、假異丙苯、鄰-二乙基苯、間-二乙基苯、對-二乙基苯、異戊基苯、異己 基苯、五乙基苯、五甲基苯；1，2,3,4·四乙基苯；1，2,3,5-四甲基苯；1，2,4-三乙基苯；1，2,3-三甲基苯、間-丁基甲 苯；對-丁基甲苯：3，5-二乙基甲苯；鄰-乙基甲苯：對-乙 基甲苯；間-丙基甲苯；4-乙基-間-二甲苯；二甲基萘類； 乙基萘；2,3-二甲基蒽；9-乙基蒽；2-甲基蒽；鄰-甲基蒽 ;9,10-二甲基菲；及3-甲基-菲。較高分子量的烷基芳族 烴也可用作起始原料且包括芳族烴諸如藉由芳族烴烯烴寡 -12- 201245106 聚物之烷化製造。該等產物在該技藝中經常係指烷化物且 包括己基苯、壬基苯、十二烷基苯、十五烷基苯、己基甲 苯、壬基甲苯、十二烷基甲苯、十五烷基甲苯 '等等。往 往烷化物以高沸點餾分得到，其中連接到芳族核之烷基在 約C 6至約C 1 2大小改變。 在一或多個具體實例中，將苯連同乙烯（其爲非環烯 )進料至烷化反應器104。反應器104包含烷化觸媒。苯 和乙烯與反應器104中的烷化觸媒接觸且反應以形成乙基 苯，一種單烷基芳族烴。另外的方法設備除了烷化反應器 104之外，可包括例如分離器1〇8、114、115和轉烷化反 應器1 2 1。 圖1說明烷化/轉烷化法100之具體實例的示意方塊 圖。方法1〇〇通常包括將輸入流102 (例如第一輸入流） 供應至烷化系統1 04 (例如，第一烷化系統）。烷化系統 104通常係配置成使輸入流1〇2與烷化觸媒接觸，而形成 烷化輸出流1 06 (例如，第一輸出流）。 烷化輸出流1 06的至少一部分傳送到第一分離系統 108。塔頂餾份通常經由管路11〇自第一分離系統丨回 收，而塔底餾份的至少一部分經由管路1 1 2傳送到第二分 離系統1 1 4。 塔頂餾份通常經由管路116自第二分離系統114回收 ，而塔底餾份的至少一部分經由管路118傳送到第三分離 系統115。塔底餾分通常經由管路119自第三分離系統 1 1 5回收，而塔頂餾份的至少一部分經由管路1 2 0傳送到 -13- 201245106 轉烷化系統121。除了塔頂餾份120以外，額外的輸入流 (諸如額外的芳族化合物）通常經由管路122供應至轉烷 化系統1 2 1並與轉烷化觸媒接觸，形成轉烷化輸出1 24。 雖然在本文中未顯示，方法流可根據單元最適化而經 修正。例如，任何塔頂餾份的至少一部分可回收作爲至方 法中之任何其他系統的輸入。且，額外的方法設備，諸如 熱交換器，可用於本文中所述之整個方法，及方法設備的 替換可如熟習該項技術者已知者。此外，雖然已經從主要 組份角度描述，但所指的流可包括熟習該項技術者已知的 任何額外組份》 輸入流1 02通常包括芳族化合物和烷化劑。芳族化合 物可包括經取代或未經取代的芳族化合物。芳族化合物可 包括例如烴類，諸如苯。若存在的話，芳族化合物上的取 代基可獨立地選自例如烷基、芳基、烷芳基、烷氧基、芳 氧基、環烷基、鹵化物及/或不會干擾烷化反應的其他基 團。芳族化合物和烷化劑可在多個位置輸入，諸如圖3所 示的具體實例中。 烷化劑可包括例如烯烴諸如乙烯或丙烯。在一具體實 例中，芳族化合物爲苯及烷化劑爲乙烯，其反應形成包括 例如乙基苯作爲重要成分之產物。 烷化系統104可包括數個多階段反應容器。在一具體 實例中，多階段反應容器可包括多個含有烷化觸媒之可連 接運轉的觸媒床。多階段反應容器的例子示於圖3中。該 等反應容器通常爲液相反應器，其於足以令烷化反應維持 -14- 201245106 於液相（即，芳族化合物爲液相）的反應器溫度和壓力下 操作。該溫度和壓力通常係藉由個別方法參數測定。例如 ，反應容器溫度可爲例如65°c至3 00 °c ’或200°c至280°c 。反應容器壓力可爲例如使得烷化反應可以液相進行的任 何適當壓力，諸如300 psig至1，200 psig。 在一具體實例中，烷化系統104內之反應容器的空間 速度爲每床由10至200小時^之液體每小時空間速度（ LHSV )，此以芳族進料速率爲基礎。在一替代具體實例 中，LHSV可爲每床10至100 hr·1，或10至50 hr·1 ’或 10至25 h〆1。就烷化法整體（包括一或多個初步烷化反 應器或反應器等和主要烷化反應器或反應器等的所有烷化 床）而言，空間速度可在1至20 hrULHSV之範圍。 烷化輸出106通常包括第二芳族化合物。在一具體實 例中，第二芳族化合物包括例如乙基苯。 第一分離系統1 08可包括熟習該項技術者已知的用於 分離芳族化合物之任何方法或組合。例如，第一分離系統 108可包括一或多個串聯或並聯蒸餾塔（未顯示）。該等 塔的數目取決於通過之烷化輸出106的體積。 來自第一分離系統108的塔頂餾份110通常包括例如 第一芳族化合物，諸如苯。 來自第一分離系統108的塔底餾份112通常包括例如 第二芳族化合物，諸如乙基苯。 第二分離系統11 4可包括熟習該項技術者已知的任何 方法’例如，~或多個串聯或並聯的蒸餾塔（未顯示）。 -15- 201245106 來自第二分離系統114的塔頂餾份116通常包括例如 第二芳族化合物，諸如乙基苯，其可經回收或用於任何適 當目的，諸如苯乙烯之製造。 來自第二分離系統114的塔頂餾份118通常包括例如 較重芳族化合物，諸如多乙基苯、異丙苯及/或丁基苯。 第三分離系統1 1 5通常包括熟習該項技術者已知的任 何方法，例如，一或多個串聯或並聯的蒸餾塔（未顯示） 〇 在一特定具體實例中，來自第三分離系統115的塔頂 餾份120可包括例如二乙基苯和三乙基苯。塔頂餾份119 (如重質物）可自第三分離系統115回收用於進一步加工 和回收（未顯示）。 轉烷化系統121通常包括一或多個其中配置有轉烷化 觸媒的反應容器。轉烷化觸媒可包括奈米結晶性沸石觸媒 。反應容器包括熟習該項技術者已知的任何反應容器、反 應容器之組合及/或數個反應容器（並聯或串聯）。 轉烷化輸出124通常包括第二芳族化合物，例如乙基 苯。轉烷化輸出流124可送至用於分離轉烷化輸出124的 成分之分離系統中之一者，諸如第二分離系統114。 在一具體實例中，轉烷化系統121在液相條件下操作 。例如，轉烷化系統121可在約65 °C至約290°C的溫度和 約800 psig或更小的壓力下操作。 在一特定具體實例中，輸入流102包括苯和乙烯。苯 可自各種來源（例如新鮮苯來源及/或各種循環來源）供 -16· 201245106 應。如使用在本文中，術語“新鮮苯來源”係指包括例如至 少約95 wt%苯、至少約98 wt%苯或至少約99 wt%苯的來源 。在一具體實例中’就包括所有烷化床的總烷化方法而言 ’苯對乙烯的莫耳比可爲例如約1: 1至約30: 1，或由約 1 : 1至約20 : 1。就個別烷化床而言，苯對乙烯的莫耳比 可爲例如1 〇 : 1至10 0 : 1。 在一特定具體實例中，苯經由管路110回收並循環（ 未顯示）作爲烷化系統104的輸入，而乙基苯及/或多烷 化的苯經由管路1 1 2回收。 如前文討論者，烷化系統104通常包括一種可包括奈 米結晶性沸石觸媒之烷化觸媒。輸入流1 0 2，例如，苯/乙 烯，在烷化反應期間與烷化觸媒接觸以形成烷化輸出1 06 ，例如，乙基苯。 圖2說明烷化系統200的非限制具體實例。所示烷化 系統200包括多個烷化反應器，諸如兩個烷化反應器202 和2 04，其以並聯方式操作。烷化反應器202和204中之 一或二者（其可爲相同類型的反應容器，或在某些具體實 例中，可爲不同類型的容器）可同時運轉。例如，僅一個 烷化反應器可連線作業而另一者進行維修（諸如觸媒再生 )中。在一具體實例中，烷化系統200係建構成使得輸入 流206分流以將大約相同的輸入供應至各烷化反應器202 和2 04。然而，該流率將由每一個別系統決定。 例如，在系統200的正常操作期間，兩個反應器202 和204連線作業，輸入流206可供應至兩個反應器（例如 -17- 201245106 ’經由管路20 8和210 )以提供小於若整體輸入流206送 至單一反應器的空間速度。輸出流216可爲來自各反應器 (例如，經由管路2 1 2和2 1 4 )的合併流。當反應器離線 且進料速率持續未降低時，用於其餘反應器的空間速度可 爲約兩倍。 在一特定具體實例中，多個烷化反應器的一或多者可 包括多個互連的觸媒床。多個觸媒床可包括例如2至15 個床，或5至10個床或，在特定具體實例中，5或8個床 。具體實例可包括一或多個具有混合觸媒負載（包括奈米 結晶性沸石觸媒和一或多種其他觸媒）的觸媒床。混合觸 媒負載可（例如）爲¥種觸媒之層化，其間有或無障壁或 分隔，或者可包括各種觸媒彼此接觸的物理混合》 圖3說明烷化反應器3 02的非限制具體實例。烷化反 應器3 02包括五個串聯的觸媒床，指定爲床A、B、C、D 和E。輸入流304 (如苯/乙烯）引至反應器3 02，通過各 觸媒床以與烷化觸媒接觸及形成烷化輸出3 08。額外的烷 化劑可經由管路306a、306b和306c供應至反應器302中 之階段間的位置。額外的芳族化合物亦可例如經由管路 3 10a、3 10b和3 10c引至階段間的位置。觸媒床之一或多 者可包含奈米結晶性沸石觸媒。 本文所述之方法（且特別是與所述方法組合的本文所 述之觸媒）能夠在包含本發明烷化觸媒之反應器中減少副 產品的形成，諸如減少多乙基苯。 方法之各反應器可包括一個以上之並聯或串聯連接的 -18- 201245106 反應器，其中各反應器包含至少一種反應區及在反應區中 之至少一種烷化觸媒。 反應器1 04和1 2 1能夠在芳族轉化所需的高溫度和壓 力下操作，且能夠使反應物（例如，苯和乙烯）與本發明 烷化觸媒的接觸。特定反應器104和121之特定具體實例 可由一般技藝人士根據特定設計條件和生產量決定，且不 意味限制所揭示方法的範圍》 烷化反應器1 04之操作條件可爲系統特定的且可視進 料流1 02之組成物和產物流1 06之組成物而改變。在一或 多個具體實例中，該反應器（等）可在例如高溫度和壓力 下操作。在一或多個具體實例中，該高溫範圍可在例如約 1 〇 〇 °C至約5 0 0 °C，或約1 6 0 °C至約4 8 0 °C，或約1 7 0 °C至約 4 6 〇t。高壓範圍可在例如約1〇 atm至約70 atm，或約10 atm 至約 50 atm，或約 10 atm 至約 35 atm。 在一或多個具體實例中，該轉烷化反應在液相條件下 進行。用於進行多芳族烴與苯的液相轉烷化之特定條件可 包括例如約150°C至約280°C的溫度、約101 psia至約600 psia的壓力、及約1: 1至約30: 1，或約1: 1至約10: 1，和或約1: 1至約5: 1之苯對多烷基芳族烴的莫耳比 〇 在一或多個具體實例中’該反應器104和121之反應 區（等）可包括一或多種觸媒床。觸媒床可包括例如固定 床、流體化床、載送床或其組合。當利用多個床時’各床 惰性材料層可以分開。惰性材料可包括例如任何類型的惰 -19* 201245106 性物質，諸如石英。在一或多個具體實例中，該反應器 104和121可包括例如一至十個觸媒床或二至五個觸媒床 預期：本發明烷化觸媒可使用於存在於方法1〇〇中的 任何數目之觸媒床。 本文所述之奈米結晶性沸石觸媒增加觸媒之有效表面 積且提供較小的孔隙體積，其藉由限制活性觸媒表面之接 觸時間及減少接觸時間可減少多乙基苯，使得其並沒有達 到二乙基苯的平衡，從而減少二乙基苯形成且提供具有較 少不良成分之產物流。 相較於非奈米結晶之沸石材料，由於沸石材料之粒子 大小，奈米結晶性沸石觸媒可具有增加之表面積對體積的 比率。 因爲限制活性觸媒表面與奈米結晶性沸石觸媒的接觸 時間，多烷基芳族烴之量被減少。因此，轉烷化反應器 1 2 1之尺寸可被減少，在一些操作條件下，轉烷化反應器 121可能完全並不需要。這兩種情況下，有關所揭示之方 法1〇〇降低資金成本、營運成本和維修成本超越習知烷化 方法。 在一具體實例中，一種用於芳族轉化之方法包括使烯 和芳族烴與配置於反應器內之奈米結晶性沸石觸媒在烷化 條件下接觸，其中該奈米結晶性沸石觸媒包含至少一種沸 石材料，及產生具有單烷基芳族烴之產物流。 在一具體實例中，對於單烷基芳族烴之選擇性爲至少 -20- 201245106 92質量百分比’任意地爲至少95質量百分比，或任意地 爲至少97質量百分比。 在一具體實例中’該產物流具有小於5質量百分比， 任意地爲小於4質量百分比，或任意地爲小於3質量百分 比之多烷基芳族烴。 本發明各種方面可加入與本發明其他方面之組合且本 文所列之具體實例並不意味限制本發明。啓用本發明各種 方面的所有組合，即使沒有給予在本文之特定例子中》 雖然已描寫和描述具體實例，但熟習該技藝者可進行 其修正而沒有離開該揭示的精神和範圍。在數字的範圍或 限制明白地被陳述的情形，應了解該等表示範圍或限制包 括落在明白地表示的範圍或限制內之同類大小的反覆範圍 或限制（例如，從約1至約10包括、2、3、4、等等；大 於 0.10 包括 0_11、0.12、0.13、等等）。 有關申請專利範圍之任何要素的術語“任意”之使用意 欲表示標的要素是需要的，或者，不需要的。二者替代意 欲在申請專利範圍範圍內。較廣泛的術語諸如包含、包括 、具有、等等之使用應了解爲提供對較窄的術語諸如由... 組成、基本上由...組成、實質上由…組成、等等的支持。 根據上下文，本文中本“發明”的所有引用可在某些情 況下只指某些特定具體實例。在其他情況下，其可指申請 專利範圍之一或多者，但不一定是全部之所列標的。雖然 上述係有關本發明的具體實例、變型和例子’當本專利的 資訊與現有資訊和技術相結合時，包括該等以使一般技藝 -21 - 201245106 人士能夠製造和使用本發明，但本發明並不限於只有這些 特定具體實例、變型和例子。即，在本揭示的範圍內者爲 本文中所揭示之觀點和具體實例是可用的且與本文中所揭 示之其他每一具體實例及/或觀點組合，且因而，本揭示 啓用具體實例及/或觀點的任何和所有組合。可設計出本 發明的其他和進一步的具體實例、變型和例子而沒有離開 其基本範圍且其範圍係以下列申請專利範圍決定。 雖然前述係有關本發明之具體實例，但本發明之其他 及進一步具體實例可在沒有離開其基本範圍下設計且其範 圍係由下列申請專利範圍決定》 【圖式簡單說明】 圖〗爲烷化/轉烷化方法之一具體實例的示意方塊圖 0 圖2爲可用於烷化方法之並聯反應器系統的示意圖示 〇 圖3圖解說明具有多個觸媒床的烷化反應器之一具體 實例。 【主要元件符號說明】 100 :烷化/轉烷化法 102 :輸入流 104 :烷化系統 106 :烷化輸出流 -22- 201245106 108 :第一分離系統 1 10 :管路 1 1 2 :管路 1 1 4 :第二分離系統 1 1 5 ··第三分離系統 1 1 6 :管路 1 1 8 :管路 1 1 9 :管路 120 :管路 1 2 1 :轉烷化系統 1 22 :管路 124 :烷化輸出 200 :烷化系統 202 :烷化反應器 204 :烷化反應器 2 0 6 :輸入流 208 :管路 210 :管路 212 :管路 214 :管路 2 1 6 :輸出流 302 :烷化反應器 3 04 :輸入流 3 06a :管路 -23 201245106 306b :管路 3 06c :管路 3 08 :烷化輸出 3 1 0a :管路 3 1 Ob :管路 310c :管路 A :觸媒床 B :觸媒床 C :觸媒床 D :觸媒床 E :觸媒床 -24

Claims (1)

1. 201245106 七、申請專利範圍： i ~種用於芳族轉化之方法，其包含： 使烯和芳族烴與配置於反應器內之奈米結晶性沸石觸 媒在烷化條件下接觸，其中該奈米結晶性沸石觸媒包含至 少一種沸石材料；及 產生具有單烷基芳族烴之產物流。 2·如申請專利範圍第1項之方法，其中該奈米結晶 性沸石觸媒具有6 0 0 n m或更小之粒子大小。 3，如申請專利範圍第2項之方法，其中該奈米結晶 性沸石觸媒具有小於約3 0 0 n m之粒子大小。 4.如申請專利範圍第丨項之方法，其中該奈米結晶 性沸石觸媒包含分子篩。 5 .如申請專利範圍第1項之方法，其中該奈米結晶 性沸石觸媒係選自由沸石Y、稀土交換沸石γ、沸石X、 稀土交換沸石X、MCM-22、MCM-36、MCM-49、貝他沸 石、ZSM-4、ZSM-12、ZSM-20、ZSM-38、MOR 沸石骨架 、Ο F F沸石骨架、L T L沸石骨架、及其任何組合組成之 群組。 6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該奈米結晶 性沸石觸媒具有介於約2 : 1至約300 :〖之間的骨架矽石 對氧化鋁莫耳比。 7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該奈米結晶 性沸石觸媒具有介於約5 : 1至約200 :〗之間的骨架矽石 對氧化鋁莫耳比。 -25- 201245106 8. 如申請專利範圍第1項之方法，其進一步包含： 將催化活性金屬倂入該奈米結晶性沸石觸媒之沸石材 料中。 9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該催化活性 金屬係選自由鑭、鈽、釔、鑭系元素之稀土及其任何組合 組成之群組。 10. 如申請專利範圍第8項之方法，其進一步包含： 在該倂入步驟之前使該催化活性金屬與載體接觸。 11. 如申請專利範圍第8項之方法，其進一步包含： 在該倂入步驟之前使該沸石材料與載體接觸。 12. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該奈米結晶 性沸石觸媒進一步包含與該沸石材料組合之撐體材料。 13. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該撐體材 料係選自由矽石、氧化鋁、鋁矽石（aluminosilica )、氧 化鈦、氧化鉻、碳化矽及其任何組合組成之群組。 14. 如申請專利範圍第12項之方法，其中該奈米結 晶性沸石觸媒包含約5 wt. %至約95 wt.%的撐體材料。 15·如申請專利範圍第12項之方法，其進一步包含 用載體將該奈米結晶性沸石觸媒運送到該撐體材料之 孔隙中。 16.如申請專利範圍第丨項之方法，其中該芳族烴包 含苯’其中該烯包含乙烯，其中該單烷基芳族烴包含乙基 苯0 -26- 201245106 17.如申請專利範圍第1項之方法，其中該芳族烴包 含苯，其中該烯包含丙烯，其中該單烷基芳族烴包含異丙 苯。 1 8.如申請專利範圍第1項之方法，其中對該單烷基 芳族烴之選擇性爲至少約92質量百分比。 19.如申請專利範圍第1項之方法，其中該產物流進 一步包含小於約5質量百分比之多烷基芳族烴。 2 0. —種用於芳族轉化之方法，其包含： 使烯和芳族烴與配置於反應器內之具有奈米結晶性沸 石觸媒成分的分子篩在烷化條件下接觸：及 產生具有單烷基芳族烴之產物流； 其中該奈米結晶性沸石觸媒具有600 nm或更小之粒 子大小； 其中該分子篩具有介於約5: 1至約30: 1之間的骨 架矽石對氧化鋁莫耳比且包含選自由沸石Y、稀土交換沸 石 Y、沸石 X、稀土交換沸石X、MCM-22、MCM-36、 MCM-49、貝他沸石、ZSM-4、ZSM-12. ZSM-20、ZSM-38 、MOR沸石骨架、OFF沸石骨架、LTL沸石骨架及其 任何組合所組成群組之沸石材料； 其中該奈米結晶性沸石觸媒進一步包含與該沸石材料 組合之選自由砂石、氧化銘、錯砂石（aluminosilica)、 氧化鈦、氧化锆、碳化矽及其任何組合所組成群組之撐體 材料； 其中該奈米結晶性沸石觸媒包含約5 wt.%至約95 -27- 201245106 Wt. %之撐體材料。 -28-