具有在先氫化的在酸性離子液體存在下的烴轉(zhuǎn)化方法
【專利說明】具有在先氫化的在酸性離子液體存在下的烴轉(zhuǎn)化方法
[0001] 本發(fā)明涉及一種在酸性離子液體存在下的烴轉(zhuǎn)化方法。該烴轉(zhuǎn)化優(yōu)選為異構(gòu)化， 尤其是甲基環(huán)戊烷（MCP)異構(gòu)化成環(huán)己烷。在該烴轉(zhuǎn)化之前進(jìn)行氫化，優(yōu)選將苯氫化成環(huán) 己烷。在氫化和/或異構(gòu)化中得到的環(huán)己烷優(yōu)選從該方法中分離。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方 案中，在氫化之后且在該烴轉(zhuǎn)化，尤其是異構(gòu)化之前從用于烴轉(zhuǎn)化的烴混合物中蒸餾除去 低沸物，尤其是(：5_(：6鏈烷烴，如環(huán)戊烷或異己烷類。
[0002] 離子液體可以用于各種烴轉(zhuǎn)化方法中；它們尤其適合作為烴類異構(gòu)化用催化劑。 離子液體的相應(yīng)使用例如描述于WO2011/069929中，其中在烯烴存在下將具體選擇的離 子液體用于飽和烴的異構(gòu)化，更具體用于將甲基環(huán)戊烷（MCP)異構(gòu)化成環(huán)己烷。類似方法 描述于WO2011/069957中，但其中的異構(gòu)化不是在烯烴存在下進(jìn)行，而是用銅（II)化合物 進(jìn)行。
[0003] US-A2003/0109767公開了一種在離子液體作為催化劑存在下異構(gòu)化C5-C8鏈烷 屬烴（鏈烷烴）的方法。該離子液體包含作為陽(yáng)離子的含氮雜環(huán)或含氮脂族烴；相應(yīng)陰離 子衍生于金屬鹵化物。待異構(gòu)化鏈烷烴是線性鏈烷烴如正己烷或正辛烷和單取代鏈烷烴如 3-甲基己烷或其混合物。US-A2003/0109767中所述方法用來制備具有較高支化度的鏈烷 烴。相反，例如環(huán)己烷與MCP相比具有更低支化度。此外，US-A2003/0109767沒有對(duì)在異 構(gòu)化之前氫化該起始混合物中存在的任何芳烴的效果進(jìn)行任何說明。
[0004] 在EP-A1 403 236中所述異構(gòu)化方法中，同樣意欲在待在離子液體存在下異構(gòu) 化的鏈烷烴（烴類）中得到較高支化度。異構(gòu)化方法額外在環(huán)狀烴作為添加劑存在下在 反應(yīng)介質(zhì)中進(jìn)行，其中該環(huán)狀徑包含叔碳原子作為結(jié)構(gòu)單元，或者由該反應(yīng)介質(zhì)轉(zhuǎn)化成具 有該結(jié)構(gòu)單元的相應(yīng)化合物。優(yōu)選使用甲基環(huán)己烷或二甲基環(huán)戊烷作為該類環(huán)狀烴添加 劑。待異構(gòu)化的鏈烷烴為線性鏈烷烴如正丁烷或正辛烷，以及單甲基取代的鏈烷烴如2-甲 基己烷。離子液體優(yōu)選基于作為陽(yáng)離子的含氮雜環(huán)或含氮脂族烴且基于無(wú)機(jī)陰離子如鹵化 鋁。EP-A1 403 236同樣沒有含有對(duì)在異構(gòu)化之前氫化該起始混合物中存在的任何芳烴的 任何說明。
[0005] US-A2005/0082201公開了一種制備低苯含量的汽油的方法，其中在第一工藝步 驟中首先將包含苯、烯烴和硫化合物如噻吩類的烴混合物供入蒸餾塔中，經(jīng)由頂部從中取 出低沸點(diǎn)化合物，經(jīng)由側(cè)取口取出含苯餾分并經(jīng)由塔底取出高沸物。在第二工藝步驟中將 由側(cè)取口得到的餾分在氫化催化劑下氫化，將苯轉(zhuǎn)化成環(huán)己烷并將噻吩類轉(zhuǎn)化成硫化氫。 在該第二工藝步驟中得到的含環(huán)己烷的混合物適合制備具有低苯含量的汽油。分離其中存 在的環(huán)己烷或?qū)CP異構(gòu)化成環(huán)己烷沒有公開于US-A2005/0082201中。
[0006] WO2010/027987涉及另一種降低烴類混合物中苯的濃度的方法。在第一分離步 驟中，將包含苯和其他C6烴的含苯餾分與包含具有7個(gè)或更多個(gè)碳原子的烴類的高沸物餾 分分離。隨后將該含苯餾分氫化而得到具有降低苯含量的烴餾分。苯的氫化形成環(huán)己烷。 TO2010/027987也沒有含有可以將環(huán)己烷從在該氫化中得到的混合物分離的任何暗示； 相反，該工藝產(chǎn)物也要用于汽油生產(chǎn)。該文獻(xiàn)同樣沒有公開將MCP異構(gòu)化成環(huán)己烷。
[0007]US-A3, 311，667涉及一種從隨后供入將MCP異構(gòu)化成環(huán)己烷中的混合物中除去 苯的方法。該氫化涉及在合適催化劑，例如在硅藻土上的金屬催化劑存在下用氫氣將苯氫 化成環(huán)己烷。將MCP異構(gòu)化成環(huán)己烷在金屬鹵化物如酸增強(qiáng)的鹵化鋁存在下進(jìn)行。然而， US-A3, 311，667沒有說明異構(gòu)化也可以使用酸性離子液體進(jìn)行。因此，該文獻(xiàn)也沒有對(duì)在 芳烴，尤其是苯存在下用酸性離子液體進(jìn)行烴轉(zhuǎn)化，尤其是異構(gòu)化存在問題進(jìn)行任何說明。
[0008] EP-A1 995 297公開了一種用于將苯氫化和解環(huán)并將存在于包含至多1重量％ 苯的混合物中的C5-C6鏈烷烴異構(gòu)化的方法和相應(yīng)設(shè)備。為了氫化苯，可以使用金屬催化 劑，其中合適的金屬是鉑族元素、錫或鈷以及鉬。為了異構(gòu)化在該氫化中得到的可能包含殘 留量苯的混合物，尤其將沸石用作催化劑。在EP-A1 995 297中所述方法中，調(diào)節(jié)異構(gòu)化 中的參數(shù)，以使得實(shí)現(xiàn)在苯氫化中得到的環(huán)己烷環(huán)開環(huán)成異鏈烷烴。該方法的主要目的因 此不是制備環(huán)己烷，而是制備具有高支化度的鏈烷烴。此外，EP-A1 995 297也沒有含有 酸性離子液體也可以用于異構(gòu)化或者在異構(gòu)化之前有利的是除去芳烴，特別是苯的任何說 明。與EP-A1 995 297類似的方法描述于EP-A1 992 673中。
[0009] 本發(fā)明的目的是要提供一種在酸性離子液體存在下進(jìn)行烴轉(zhuǎn)化的新方法。
[0010] 該目的由一種烴轉(zhuǎn)化方法實(shí)現(xiàn)，該方法包括下列步驟：
[0011] a)氫化包含至少一種芳烴和至少一種非芳烴的烴混合物（HM1)而得到與（HM1)相 比具有降低量的至少一種芳烴的烴混合物（HM2)，
[0012] b)在酸性離子液體存在下烴轉(zhuǎn)化至少一種存在于（HM2)中的非芳烴。
[0013] 通過本發(fā)明方法，有利的是可以在酸性離子液體存在下進(jìn)行烴轉(zhuǎn)化，尤其是異構(gòu) 化，因?yàn)橥ǔＴ跓N混合物中存在的芳烴，尤其是苯可以通過上游氫化被完全或至少基本除 去。因此，降低或完全避免了否則會(huì)在用于烴轉(zhuǎn)化，優(yōu)選異構(gòu)化，尤其是MCP異構(gòu)化成環(huán)己 烷的酸性離子液體中發(fā)生的由芳烴，尤其是苯或其他不飽和化合物引起的失活。
[0014] 除去芳烴，尤其是苯具有的額外優(yōu)點(diǎn)是促進(jìn)了隨后進(jìn)行的任何蒸餾后處理步驟， 因?yàn)楸苊饬朔駝t的話會(huì)發(fā)生的芳烴，例如苯與飽和(: 6-(:7鏈烷烴的共沸物的形成。
[0015] 這特別適用于下面以及在圖2中所述實(shí)施方案，其中在第一步中氫化包含MCP和 苯的烴混合物（HM1)，然后為了除去低沸物料流（LB)而送入蒸餾塔（D1)中，其中將除去低 沸物料流（LB)之后殘留的料流（HM2-(LB))送入異構(gòu)化，其中該MCP至少部分異構(gòu)化成環(huán) 己烷。由于01)的目的尤其是要從MCP中除去沸點(diǎn)比MCP低的組分，例如異己烷類，該分 離因存在與MCP形成沸點(diǎn)低于MCP的共沸物的組分而復(fù)雜化，這對(duì)苯而言確實(shí)如此。因此， 在借助蒸餾塔（D1)的該低沸物除去之前氫化苯促進(jìn)了為（D1)的目的的分離。
[0016] 若該方法的目標(biāo)產(chǎn)物是環(huán)己烷且待氫化的化合物為苯，則本發(fā)明方法的另一優(yōu)點(diǎn) 是所得產(chǎn)物的量由在苯的氫化中得到的環(huán)己烷提高。
[0017] 本發(fā)明具有上游氫化的在酸性離子液體存在下的烴轉(zhuǎn)化方法在下文詳細(xì)定義。
[0018] 在本發(fā)明上下文中，在步驟a)中將包含至少一種芳烴和至少一種非芳烴的烴混 合物（HM1)氫化而得到與（HM1)相比具有降低量的至少一種芳烴的烴混合物（HM2)。換言 之，這意味著在步驟a)中將烴混合物（HM1)中存在的芳烴氫化而得到對(duì)應(yīng)非芳族烴，優(yōu)選 因保留所有碳-碳鍵而出現(xiàn)的完全飽和烴。若在烴混合物（HM1)中存在其他不飽和化合物， 例如烯烴如環(huán)己烯，則這些同樣在本發(fā)明的步驟a)中被氫化。烴混合物（HM1)優(yōu)選包含苯 作為芳烴和/或烴混合物（HM2)與（HM1)相比包含增加量的環(huán)己烷。
[0019] 在本發(fā)明上下文中，原則上可以使用任何所需烴作為烴混合物（HM1)，只要i)所 用烴中至少一種為在步驟a)中氫化的芳烴以及ii)所用烴中至少一種為可以在步驟b) (如下所述）中在酸性離子液體存在下進(jìn)行烴轉(zhuǎn)化，尤其是異構(gòu)化的非芳烴?；谄鋵＜抑?識(shí)，本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員知道哪種烴可以被氫化且哪種烴可以借助酸性離子液體進(jìn)行烴轉(zhuǎn) 化，更特別的是哪種烴可以被異構(gòu)化。
[0020] 例如，可以使用由兩種、三種或甚至更多種烴構(gòu)成的烴混合物（HM1)，但還可以僅 使用單一芳烴如苯和單一非芳族烴如MCP的混合物。在本發(fā)明上下文中