專利名稱：使用uzm-37硅鋁酸鹽沸石的芳烴烷基化法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及沸石UZM-37在用于芳烴烷基化、特別是用于制造乙基苯或枯烯的方法中的用途。在烷基化法中，沸石UZM-37可作為唯一的沸石組分存在于烷基化催化劑中，或可以與至少一種附加的沸石組分結(jié)合。沸石UZM-37可作為未改性的沸石UZM-37或作為UZM-37改性沸石存在于催化劑中。含UZM-37的催化劑可呈現(xiàn)幾種形式之一，包括例如球形油滴的催化劑或擠出的催化劑。
背景技術(shù)：
沸石是結(jié)晶硅鋁酸鹽組合物，它們是微孔的并由共角AlO2和SiO2四面體形成。天然存在的和合成的許多沸石用在各種工業(yè)方法中。合成沸石是使用合適的Si、Al源和結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑(例如堿金屬、堿土金屬、胺或有機(jī)銨陽(yáng)離子)經(jīng)由水熱合成法制備的。結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑留在沸石孔隙中，并且是最終形成的特定結(jié)構(gòu)的主要原因。這些物質(zhì)平衡了與鋁相關(guān)的骨架電荷，也可充當(dāng)空隙填充劑。沸石的特征在于具有尺寸均勻的孔隙開(kāi)口，具有顯著的離子交換容量，能夠可逆地解吸散布在晶體內(nèi)部空隙中的被吸附相且不會(huì)明顯置換構(gòu)成永久沸石晶體結(jié)構(gòu)的任何原子。拓?fù)浞惺捎米鳠N轉(zhuǎn)化反應(yīng)的催化劑，該反應(yīng)可以在外表面上以及在孔隙內(nèi)的內(nèi)表面上進(jìn)行。在US 4，528，171中描述了 EU-4沸石。在EU-4的合成中使用模板丙基三甲基氫氧化銨。但是，產(chǎn)物EU-4的二氧化硅/氧化鋁比高于49. I。在US 6，892，511中描述了另一沸石似1-15。在似11-15的合成中使用模板丙基三甲基氫氧化銨，但僅作為另一模板的添加劑；而非作為唯一模板。在US 7，575，737中，與鈣聯(lián)合用丙基三甲基氫氧化銨模板合成另一沸石UZM-27。申請(qǐng)人:已經(jīng)成功制備了被指定為UZM-37的一類新材料。該材料的拓?fù)漕愃朴趯?duì)MWW觀察到的拓?fù)?。通過(guò)使用簡(jiǎn)單的市售結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑，例如丙基三甲基氫氧化銨，使用Charge Density Mismatch Approach to zeolite synthesis (“用于合成沸石的電荷密度失配法”)(US 7，578，993)制備該材料。用于制造UZM-37沸石的有機(jī)銨化合物是無(wú)環(huán)的或含有環(huán)狀取代基，并通常相當(dāng)簡(jiǎn)單。用于制造UZM-37的有機(jī)銨化合物的實(shí)例包括丙基三甲基銨(PTMA)和異丙基三甲基銨(i-PTMA)陽(yáng)離子。芳族化合物被C2至C4烯烴烷基化和多烷基芳族化合物的烷基轉(zhuǎn)移是用于制造單烷基化芳族化合物(例如枯烯和乙基苯)的兩種常見(jiàn)反應(yīng)。工業(yè)上用于制造枯烯(異丙基苯)的這兩種反應(yīng)的實(shí)例是用丙烯將苯烷基化以及苯和二異丙基苯(DIPB)的烷基轉(zhuǎn)移。該烷基化反應(yīng)形成枯烯和常見(jiàn)副產(chǎn)物，例如DIPBs和三異丙基苯(TIPBs)。DIPBs、TIPBs和一些更聞級(jí)的聚異丙基苯容易通過(guò)苯被燒基轉(zhuǎn)移而廣生枯稀。燒基化和燒基轉(zhuǎn)移反應(yīng)可以在單個(gè)反應(yīng)區(qū)或多個(gè)反應(yīng)區(qū)中合并在一個(gè)工藝單元中。
UZM-37族材料在用烷基化劑進(jìn)行芳烴烷基化中有效。由于UZM-37的特定孔隙幾何和骨架Si/Al比率，能夠在一定范圍的所需苯與烯烴摩爾比下為商業(yè)操作提供和保持高的烯烴(例如乙烯和丙烯)轉(zhuǎn)化率、轉(zhuǎn)化為單烷基化產(chǎn)物(例如乙基苯和枯烯，異丙基苯)的高選擇性、和高的總烷基化選擇性。該UZM-37沸石在四面體骨架中含有顯著量的Al，Si/Al摩爾比為8至20。發(fā)明概述本發(fā)明涉及芳烴烷基化法，其使用包含被指定為UZM-37的硅鋁酸鹽沸石的催化齊U。該方法包括使烯烴和可烷基化的芳烴與UZM-37沸石在烷基化條件下接觸以產(chǎn)生烷基化芳族產(chǎn)物。該UZM-37硅鋁酸鹽沸石是微孔結(jié)晶沸石，其具有至少AlO2和SiO2四面體單元的 三維骨架，并在合成后未經(jīng)進(jìn)一步處理(as synthesized)和無(wú)水基礎(chǔ)上具有下述經(jīng)驗(yàn)式所示的經(jīng)驗(yàn)組成Mm+R+rA I ^xExSiyOz其中M代表鈉或者鈉/鉀或鋰/鍶可交換陽(yáng)離子的組合，“m”是M與(A1+E)的摩爾比并且為O. 05至2，R是單電荷有機(jī)銨陽(yáng)離子丙基三甲基氫氧化銨，“r”是R與(A1+E)的摩爾比并具有O. 25至5. O的值，E是選自由鎵、鐵、硼及其混合物組成的組的元素，“X”是E的摩爾分?jǐn)?shù)并具有O至I. O的值，“y”是Si與(A1+E)的摩爾比并且為大于7至20，且“z”是O與(A1+E)的摩爾比并具有通過(guò)下述公式確定的值z(mì) = (m+r+3+4 · y) /2且其特征在于其具有至少具有表A中所列的d-間距和強(qiáng)度的X射線衍射圖表A
權(quán)利要求
1.將芳烴烷基化的方法，包括使包含至少一種可烷基化的芳烴的烴原料和包含至少一種具有2至6個(gè)碳原子的烯烴的料流與催化劑在烷基化條件下接觸并產(chǎn)生烷基化的芳族產(chǎn)物，其中所述催化劑包含UZM-37微孔結(jié)晶沸石，該沸石具有至少AlO2和SiO2四面體單元的三維骨架，并在合成后未經(jīng)進(jìn)一步處理和無(wú)水基礎(chǔ)上具有下述經(jīng)驗(yàn)式所示的經(jīng)驗(yàn)組成Mm+RrAVxExSiyOz 其中M代表鈉或鉀和鈉可交換陽(yáng)離子的組合，“m”是M與(A1+E)的摩爾比并且為O. 05至2，R是單電荷丙基三甲基銨陽(yáng)離子，“r”是R與(A1+E)的摩爾比并具有O. 25至3. O的值，E是選自由鎵、鐵、硼及其混合物組成的組的元素，“X”是E的摩爾分?jǐn)?shù)并具有O至I. O的值，“y”是Si與(A1+E)的摩爾比并且為大于8至40，且“z”是O與(A1+E)的摩爾比并具有通過(guò)下述公式確定的值z(mì) = (m+r+3+4 · y) /2 且其特征在于其具有至少具有表A中所列的d-間距和強(qiáng)度的X射線衍射圖 表A
2.權(quán)利要求I的方法，其中所述沸石的微孔體積為O.12cc/g至O. 18cc/g。
3.權(quán)利要求I或2的方法，其中烷基化條件包括50°C至400°C的溫度、1379kPag至6895kPag (200至IOOOpsig)的壓力、I: I至30:1的可烷基化芳烴與烯烴的摩爾比和O. I秒至I小時(shí)的接觸時(shí)間。
4.權(quán)利要求I或2的方法，其中所述催化劑以5至100質(zhì)量％沸石和O至95質(zhì)量％粘合劑的比例包含UZM-37和粘合劑。
5.權(quán)利要求4的方法，其中所述催化劑以10至95質(zhì)量％沸石和5至90質(zhì)量％粘合劑的比例包含UZM-37沸石和粘合劑。
6.權(quán)利要求I或2或3或4或5的方法，其中所述烴原料包含苯或單取代的苯且所述烯烴流包含乙烯。
7.權(quán)利要求I或2或3或4或5的方法，其中所述烴原料包含苯或單取代的苯且所述烯烴流包含丙烯。
8.權(quán)利要求I的方法，其中“X”為O。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了芳烴烷基化的方法，其使用包含新一類結(jié)晶硅鋁酸鹽沸石的催化劑。該沸石由經(jīng)驗(yàn)式(I)表示其中M代表鉀和鈉可交換陽(yáng)離子的組合，R是單電荷有機(jī)銨陽(yáng)離子，例如丙基三甲基銨陽(yáng)離子，且E是骨架元素，例如鎵。這些沸石以獨(dú)特的x射線衍射圖和組成為特征。
文檔編號(hào)C07C15/00GK102822125SQ201180015191
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者D-Y·詹, J·G·莫斯科索 申請(qǐng)人:環(huán)球油品公司