專利名稱：用于提高轉(zhuǎn)化率和降低催化劑使用量的烷基化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于由烯烴和芳族化合物的烷基化反應(yīng)生產(chǎn)烷基化芳族化 合物的改進(jìn)的催化蒸餾方法。
背景技術(shù)：
催化蒸餾方法相對(duì)于常規(guī)的液相烷基化方法的優(yōu)點(diǎn)是眾所周知的。參
見例如Smith, Jr.的美國專利4，307，254， 4,443,559, 4,849,569; Smith, Jr.等的 美國專利5,243,115以及Jones, Jr.等的美國專利4,439,350。
一些最常見的烷基化反應(yīng)包括分別用乙烯或者丙烯使苯烷基化，來生 產(chǎn)乙苯或枯烯。乙笨在其生產(chǎn)苯乙烯(聚苯乙烯的前體)的用途中特別重要， 而枯烯在其生產(chǎn)苯酚和丙酮的用途中特別重要。
所用的催化蒸餾單元迄今為止不能單獨(dú)地將烯烴和芳族反應(yīng)物完全轉(zhuǎn) 化為烷基化芳族產(chǎn)物。因此，催化蒸餾方法通常包括在液相運(yùn)行的烷基化 后處理反應(yīng)器(fmishing reactor),用于將任何剩余的未反應(yīng)的烯烴和芳族化 合物轉(zhuǎn)化為烷基化芳族產(chǎn)物，其中烯烴幾乎完全轉(zhuǎn)化。參見Pohl.的美國公 開申請(qǐng)2004/0254412。
盡管用于烷基化反應(yīng)的催化蒸餾方法已經(jīng)提供了許多優(yōu)點(diǎn)，但是仍然 存在若千需予改進(jìn)的方面。例如，已知該方法存在反應(yīng)效率不足(即，不良 的烯烴轉(zhuǎn)化率)。該不良的烯烴轉(zhuǎn)化率主要由于不能控制烷基化單元所需的 烯烴分壓所造成。
發(fā)，從催化劑的最下、部到最上部的蒸汽速率顯著提高:曰s上逆流流經(jīng)反s 器的氣態(tài)烯烴被吸收進(jìn)液相，并為催化劑上的反應(yīng)所消耗。由于近乎保持 氣-液平衡，結(jié)果是烯烴分壓持續(xù)下降，因而從催化劑的最下部到最上部的 液相烯烴濃度相應(yīng)降低。液相烯烴濃度的降低使得反應(yīng)速率相應(yīng)降低，從
9而需要大得多的催化劑量以便沿著反應(yīng)器向前進(jìn)行反應(yīng)時(shí)保持相同的烯烴
轉(zhuǎn)化率的增長。
因?yàn)榇呋瘎┑某杀就ǔＯ喈?dāng)大，催化劑量較大可以導(dǎo)致該方法相當(dāng)大 的投資支出。此外，由于要求較大的烷基化反應(yīng)器用于容納催化劑，催化 劑量較大進(jìn)一步加重該方法的投資和運(yùn)行成本。
在本領(lǐng)域中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)烯烴分壓一定程度的控制，但是在所有的催化 劑床中沒有產(chǎn)生維持滿意的烯烴轉(zhuǎn)化率的結(jié)果。例如，通過采用到催化蒸 餾單元的底部的最優(yōu)苯蒸汽進(jìn)料速率并同時(shí)控制烯經(jīng)注入點(diǎn)的數(shù)量以及各 個(gè)注入點(diǎn)的流速，在整個(gè)催化蒸餾單元獲得了改善的烯烴轉(zhuǎn)化率。但是， 即使采用該改進(jìn)，從中部到上部催化劑床烯烴轉(zhuǎn)化率仍然急劇下降。
因而，對(duì)于具有改善的烯烴轉(zhuǎn)化率的改進(jìn)的烷基化反應(yīng)的催化蒸餾方 法存在需求。通過在整個(gè)催化蒸餾單元的催化劑較好地維持所需烯烴分壓， 特別需要改善烯烴轉(zhuǎn)化率。該改進(jìn)將使得使用較少的催化劑量，從而使得 烷基化反應(yīng)器的尺寸降低，和/或在整個(gè)烷基化反應(yīng)器的總烯烴轉(zhuǎn)化率較大。

發(fā)明內(nèi)容
這些和其它目的首先通過提供在催化蒸餾反應(yīng)器中生產(chǎn)烷基芳族化合 物的方法而實(shí)現(xiàn)，其中催化蒸餾反應(yīng)器中的蒸汽栽量和烯烴分壓的變化降
低，可以提高反應(yīng)段的有效數(shù)目。該方法包括下列步驟
在烷基化反應(yīng)條件下將烯烴和芳族化合物引入烷基化單元的至少第一 和第二豎直間隔的催化反應(yīng)區(qū)，提供烷基化的產(chǎn)物，其中所述第二催化反 應(yīng)區(qū)位于第一催化反應(yīng)區(qū)之上；
其中使來自所述至少第 一和第二催化反應(yīng)區(qū)中每一個(gè)區(qū)的芳族化合物 蒸汽與冷卻裝置(cooling means)接觸，用于冷凝所述芳族化合物蒸汽的至少 一部分；
其中經(jīng)由各自的第一和第二烯烴進(jìn)料流以各自的烯烴進(jìn)料速率將烯烴 引入該至少第 一和第二催化反應(yīng)區(qū)之中，使得在進(jìn)口到至少第 一和第二催 化反應(yīng)區(qū)的烯烴分壓的變化保持低于約10%。
在具體的實(shí)施方式中，該方法包括
a)將一種或多種芳族化合物和一種或多種烯烴引入催化蒸餾單元之 中，該催化蒸餾單元具有第一烷基化催化劑的至少兩個(gè)下部床(lower bed)、最下部床和最上部床，在烷基化反應(yīng)條件下以液相-氣相組合模式運(yùn)行該催
化蒸餾單元，產(chǎn)生從該最下部床之下排出的液態(tài)烷基化反應(yīng)器(alkylator)底 部流出物(bottoms effluent)和從該最上部床之上排出的烷基化反應(yīng)器氣態(tài)頂 部物流(overhead stream)，其中該底部流出物包括烷基化芳族化合物和未反 應(yīng)的芳族化合物，該頂部物流包括未反應(yīng)的芳族化合物和未反應(yīng)的烯烴；
b) 使所述烷基化反應(yīng)器氣態(tài)頂部物流冷凝，形成冷凝的烷基化反應(yīng)器 頂部物流；將所述冷凝的烷基化反應(yīng)器頂部物流導(dǎo)至后處理反應(yīng)器之中， 該后處理反應(yīng)器具有第二烷基化催化劑且在烷基化反應(yīng)條件下在液相運(yùn) 行，其中將烷基化反應(yīng)器頂部物流中未反應(yīng)的芳族化合物和未反應(yīng)的烯烴 轉(zhuǎn)化為坑基化芳族化合物，其中未反應(yīng)的烯烴基本上完全消耗掉，從而產(chǎn) 物；、土 ^ 、、 、 ' 'x 、 口 、 、'
c) 將所述后處理反應(yīng)器流出物中全部揮發(fā)性化合物的大部分除去，形 成汽提過的后處理反應(yīng)器流出物；
d) 將所述后處理反應(yīng)器流出物的至少一部分冷卻到足夠低的溫度，以 將催化蒸餾單元中芳族化合物蒸汽的至少一部分冷凝，從而形成汽提并冷 卻過的后處理反應(yīng)器流出物；以及
e) 在催化蒸餾單元運(yùn)行期間將所述汽提并冷卻過的后處理反應(yīng)器流出 物導(dǎo)至所述第一烷基化催化劑的至少兩個(gè)下部床之上。
在另一實(shí)施方式中，該方法包括
a)將一種或多種芳族化合物和一種或多種烯烴引入催化蒸餾單元之 中，該催化蒸餾單元具有第一烷基化催化劑的至少兩個(gè)下部床、最下部床 和最上部床，在烷基化反應(yīng)條件下以液相-氣相組合模式運(yùn)行該催化蒸餾單 元，產(chǎn)生從該最下部床之下排出的液態(tài)烷基化反應(yīng)器底部流出物和從該最 上部床之上排出的烷基化反應(yīng)器氣態(tài)頂部物流，其中該底部流出物包括烷 基化芳族化合物和未反應(yīng)的芳族化合物，該頂部物流包括未反應(yīng)的芳族化 合物和未反應(yīng)的烯烴；
所有烷基化芳族化合物除去，從而生產(chǎn)凈化的(scrubbed)烷基化反應(yīng)器頂部 物流，其中所述吸收劑在未反應(yīng)的芳族化合物和未反應(yīng)的烯烴存在下能夠 選擇性地除去烷基化芳族化合物；
iiC)將所述凈化的烷基化反應(yīng)器頂部物流冷凝，形成冷凝的和凈化的烷
基化反應(yīng)器頂部物流；將所述冷凝的和凈化的烷基化反應(yīng)器頂部物流輸送 到后處理反應(yīng)器之中，該后處理反應(yīng)器具有第二烷基化催化劑且在烷基化 反應(yīng)條件下在液相運(yùn)行，其中將凈化的烷基化反應(yīng)器頂部物流中未反應(yīng)的 芳族化合物和未反應(yīng)的烯烴轉(zhuǎn)化為烷基化芳族化合物，其中未反應(yīng)的烯烴 基本上完全消耗掉，從而生產(chǎn)包含烷基化芳族化合物和基本上無未反應(yīng)的 烯烴的后處理反應(yīng)器流出物；
d) 將所述后處理反應(yīng)器流出物中全部揮發(fā)性化合物的大部分除去，形 成汽提過的后處理反應(yīng)器流出物；
e) 將所述汽提過的后處理反應(yīng)器流出物的至少一部分冷卻到足夠低的 溫度，以將催化蒸餾單元中芳族化合物蒸汽的至少一部分冷凝，從而形成 汽提并冷卻過的后處理反應(yīng)器流出物；以及
f) 在催化蒸餾單元運(yùn)行期間將所述汽提并冷卻過的后處理反應(yīng)器流出 物導(dǎo)至所述第 一 烷基化催化劑的至少兩個(gè)下部床之上。
在另一實(shí)施方式中，該方法包括
a)將一種或多種芳族化合物和一種或多種烯烴引入具有第 一烷基化催 化劑的催化蒸餾單元之中，所述催化蒸餾單元包括豎直排列的3 10個(gè)填充 催化劑單元，且具有最下部的填充催化劑單元和最上部的填充催化劑單元； 在烷基化反應(yīng)條件下以液相-氣相組合模式運(yùn)行該催化蒸餾單元，產(chǎn)生在該
最上部的填充催化劑單元之上排出的烷基化反應(yīng)器氣態(tài)頂部物流，其中該 底部流出物包括烷基化芳族化合物和未反應(yīng)的芳族化合物，該頂部物流包 括未反應(yīng)的芳族化合物和未反應(yīng)的烯烴；其中通過2~7個(gè)分支烯烴進(jìn)料管 線將烯烴供應(yīng)到第一烷基化催化劑，所述2 7個(gè)分支烯烴進(jìn)料管線對(duì)第一 烷基化催化劑的豎直排列的3 10個(gè)填充催化劑單元的下部中相等數(shù)目的填
數(shù)目，從而使得上部填充催化劑單元無烯烴進(jìn)料管線；
所有烷基化芳族化合物除去，從而生產(chǎn)凈化的烷基化反應(yīng)器頂部物流，其 中所述吸收劑在未反應(yīng)的芳族化合物和未反應(yīng)的烯烴存在下能夠選擇性地 除去烷基化芳族化合物；C)將所述凈化的烷基化反應(yīng)器頂部物流冷凝，形成冷凝的和凈化的烷
基化反應(yīng)器頂部物流；將所述冷凝的和凈化的烷基化反應(yīng)器頂部物流導(dǎo)至 具有第二烷基化催化劑且在烷基化反應(yīng)條件下在液相運(yùn)行的后處理反應(yīng)器
之中，其中將凈化的烷基化反應(yīng)器頂部物流中未反應(yīng)的芳族化合物和未反 應(yīng)的烯烴轉(zhuǎn)化為烷基化芳族化合物，其中未反應(yīng)的烯烴基本上完全消耗掉，
流出物；
d) 將所述后處理反應(yīng)器流出物中全部揮發(fā)性化合物的大部分除去，形 成汽提過的后處理反應(yīng)器流出物；
e) 將所述后處理反應(yīng)器流出物的至少一部分冷卻到足夠低的溫度，以 將催化蒸餾單元中芳族化合物蒸汽的至少一部分冷凝，從而形成汽提并冷 卻過的后處理反應(yīng)器流出物；以及
f) 在催化蒸餾單元運(yùn)行期間將所述汽提并冷卻過的后處理反應(yīng)器流出 物導(dǎo)向所述第一催化劑，其中冷卻的后處理反應(yīng)器流出物分支為若干分支 進(jìn)料管線，其數(shù)量等于或大于烯烴分支管線的數(shù)量；將冷卻的后處理反應(yīng) 器流出物的各個(gè)分支進(jìn)料管線注入到各個(gè)已供應(yīng)烯烴的下部填充催化劑單 元之上。
此外本發(fā)明包括用于實(shí)現(xiàn)上述方法的催化蒸餾設(shè)備。在優(yōu)選的實(shí)施方 式中，該催化蒸餾系統(tǒng)包括
a) 催化蒸餾單元，其具有第一烷基化催化劑，用于排出液態(tài)烷基化反 應(yīng)器底部流出物的在第 一烷基化催化劑的最底部之下的烷基化反應(yīng)器底部 出口 ，和用于排出烷基化反應(yīng)器氣態(tài)頂部物流的在第一烷基化催化劑的最 上部之上的烷基化反應(yīng)器頂部出口 ，其中所述的催化蒸餾單元可在烷基化 反應(yīng)和蒸餾條件下在液相-氣相組合中運(yùn)行；
b) 用于選擇性和基本上除去烷基化反應(yīng)器氣態(tài)頂部物流中所有烷基 化芳族化合物的裝置，以生產(chǎn)凈化的烷基化反應(yīng)器頂部物流；
c) 用于將所述凈化的烷基化反應(yīng)器頂部物流冷凝并將其輸送到后處理 反應(yīng)器的裝置，該后處理反應(yīng)器具有第二烷基化催化劑和用于排出反應(yīng)后 的后處理反應(yīng)器流出物的后處理反應(yīng)器出口 ，其中所述的后處理反應(yīng)器可 在烷基化反應(yīng)下在液相運(yùn)行；
d) 用于將所述后處理反應(yīng)器流出物冷卻到足夠低的溫度的裝置，以將催化蒸餾單元中芳族化合物蒸汽的至少一部分冷凝；以及
e)用于將冷卻的后處理反應(yīng)器流出物導(dǎo)至第一烷基化催化劑之中的裝置。
通過將芳族化合物、大部分芳族化合物反應(yīng)物(例如，苯)和較低程度的 反應(yīng)放熱所蒸發(fā)的烷基化芳族化合物(例如，二乙基苯和三乙基苯等)再冷 凝，本發(fā)明有利地控制烯烴分壓。通過將芳族化合物再冷凝，芳族化合物 蒸汽流不再沿烷基化塔顯著增加，這進(jìn)而使得供應(yīng)到各個(gè)催化劑床的烯烴 分壓更均勻、優(yōu)化/有利地分布，而且逆流氣-液流動(dòng)狀態(tài)更均勻。因此，與 現(xiàn)有技術(shù)所實(shí)施的方法相反，在各個(gè)注入點(diǎn)不再要求為了使烯烴分壓和反 應(yīng)速率最大而沿塔提高烯烴進(jìn)料速率。
另外，由于芳族化合物蒸汽流不再沿烷基化反應(yīng)器塔顯著提高，在烷 基化反應(yīng)器的底部供應(yīng)的初始芳族化合物蒸汽可以明顯高于現(xiàn)有技術(shù)，同 時(shí)保持或降低在烷基化反應(yīng)器頂部的蒸汽栽量。由于控制烷基化反應(yīng)器頂 部的壓力負(fù)荷，在烷基化反應(yīng)器頂部的蒸汽栽量降低使得烷基化反應(yīng)器直 徑較小。
此外，在烷基化反應(yīng)器底部較高的初始芳族化合物蒸汽流速使得在烷 基化反應(yīng)器底部床的初始烯烴流速較高，同時(shí)不會(huì)超過任何設(shè)計(jì)的烯烴分 壓限制。例如，在現(xiàn)有技術(shù)的方法中從下向上分配為18%/21%/24%/37% 的四個(gè)烯烴進(jìn)料注入現(xiàn)在可以為分配為33°/。/ 26% / 22% / 19%的四個(gè)烯烴注入。
上前一床層中;在的未反應(yīng)的烯烴)以及這些床的每一個(gè)所產(chǎn)生的較高的烯 烴轉(zhuǎn)化率顯著提高各下部催化劑床的催化刑生產(chǎn)率(每體積催化劑所轉(zhuǎn)化的 烯烴)。這與現(xiàn)有技術(shù)的較低的但不斷增加的烯烴流和較低的烯烴轉(zhuǎn)化率相 反。
此外，具有相同催化劑床高度的烷基化反應(yīng)器直徑的降低甚至使得下 部催化劑床的催化劑生產(chǎn)率較高，因?yàn)橄N轉(zhuǎn)化率提高且催化劑體積降低。 所得的較高的催化劑生產(chǎn)率沒有負(fù)面后果，因?yàn)樵趦煞N情形下催化劑生產(chǎn) 率都足夠低，以致不是催化劑運(yùn)行時(shí)間或使用壽命的重要因素。
整個(gè)下部床(即接受新鮮的補(bǔ)充烯烴進(jìn)料的那些床)所轉(zhuǎn)化的烯烴量現(xiàn) 已顯著高于現(xiàn)有技術(shù)。例如，在現(xiàn)有技術(shù)的方法中，整個(gè)下部的四個(gè)催化劑床所轉(zhuǎn)化的烯烴量通常為總晞烴進(jìn)料的70°/。。這與本發(fā)明不同，在本發(fā) 明中烯烴轉(zhuǎn)化率通常為總烯烴進(jìn)料的至少72%,但是使用的催化劑少了 40%。
上部催化劑床(即不接受新鮮的補(bǔ)充烯烴進(jìn)料的那些床)也運(yùn)行良好。這 些催化劑床進(jìn)一步使存在于下部床的未轉(zhuǎn)化烯烴反應(yīng)，使得總CD烷基化反 應(yīng)器的烯烴轉(zhuǎn)化率為至少75-85%(當(dāng)使用后處理反應(yīng)器時(shí))，并提供運(yùn)行時(shí) 間(催化劑老化)的裕度(allowance)。首先，與現(xiàn)有技術(shù)的方法相比，由于將 汽化的芳族化合物冷凝，即使不注入新鮮的補(bǔ)充烯烴進(jìn)料，烯烴分壓也較 高。其次，與現(xiàn)有技術(shù)方法相比，現(xiàn)在有較少的未轉(zhuǎn)化烯烴從下部催化劑 床進(jìn)入到上部的催化劑床。第三，與現(xiàn)有技術(shù)方法相比，對(duì)于相同的總催 化劑量和直徑較小的烷基化反應(yīng)器，在下部床中含有較少的催化劑，從而 在上部床中含有較多的催化劑。這意味著，現(xiàn)在有較大數(shù)目的相同床層高 度的上部催化劑床，從而可用于接觸和轉(zhuǎn)化烯烴的上部總床層高度較大。
與現(xiàn)有技術(shù)的方法相比，該改進(jìn)的下部催化劑床操作和改進(jìn)的上部催 化劑床操作，在具有相同的催化劑量的烷基化反應(yīng)器中產(chǎn)生顯著較高的烯 烴轉(zhuǎn)化率(烷基化反應(yīng)器轉(zhuǎn)化率高出5%~15%，取決于設(shè)計(jì)運(yùn)行時(shí)間)；或者， 與現(xiàn)有技術(shù)的方法相比，獲得相同烯烴轉(zhuǎn)化率所需的催化劑顯著較少(催化 劑少30°/。 40%，取決于催化劑運(yùn)行時(shí)間的裕度)。
本發(fā)明較高的烯烴轉(zhuǎn)化率使得后處理反應(yīng)器比現(xiàn)有技術(shù)小，后處理反 應(yīng)器催化劑比現(xiàn)有技術(shù)少，因?yàn)樵诤筇幚矸磻?yīng)器中需要轉(zhuǎn)化的烯烴較少。 當(dāng)本發(fā)明的烯烴轉(zhuǎn)化率與現(xiàn)有技術(shù)的方法相比近似相等時(shí)，這仍將使得烷 基化反應(yīng)器較小且烷基化反應(yīng)器催化劑較少。每種情形均提供經(jīng)濟(jì)效益。
此外，由于在具有相同催化劑總量的直徑較小的烷基化反應(yīng)器中可以 有較多的催化劑床總數(shù)，與在現(xiàn)有技術(shù)所實(shí)施的方法不同的是，現(xiàn)在可以 有較多的注入點(diǎn)，以在額外的催化劑床之間分配烯烴進(jìn)料。例如，在現(xiàn)有 技術(shù)方法中從下向上分配為18% / 21% / 24% / 37%的四個(gè)烯烴進(jìn)料注入現(xiàn) 在可以為分配為28%/ 23% / 19% / 16% / 14%的五個(gè)烯烴注入。
較均勻地分配烯烴到較多的催化劑床意味著1)更多的床接受新鮮的 補(bǔ)充烯烴進(jìn)料，和在高生產(chǎn)率運(yùn)行；及2)有更多的床在最大的烯烴分壓運(yùn) 行。這有效地增加了反應(yīng)段的數(shù)目。較多的烯烴進(jìn)料分配和較低的催化劑 床生產(chǎn)率也可以導(dǎo)致較均勻的催化劑老化，從而潛在地得到較長的催化劑運(yùn)行時(shí)間。
較多的CD烷基化反應(yīng)器床在最大烯烴分壓下也導(dǎo)致轉(zhuǎn)化速率較高和 所需要的后處理反應(yīng)器轉(zhuǎn)化率較低?？傊?，在本發(fā)明中整個(gè)催化蒸餾單元 的平均烯烴分壓較高，因此，整個(gè)催化蒸餾單元的平均反應(yīng)速率較高。
在特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，通過包括用于冷卻來自后處理反應(yīng)器的流 出物和在烷基化反應(yīng)期間將該冷卻的后處理反應(yīng)器流出物供應(yīng)到烷基化催 化劑的方法，本發(fā)明提供上述優(yōu)點(diǎn)。通過冷凝芳族化合物來降低芳族化合 物的蒸汽壓，該冷卻的后處理反應(yīng)器流出物有利地幫助保持所需的烯烴分 壓。該方法使得烯烴轉(zhuǎn)化率改善(例如，為90%而不是80%)和/或所需的催 化劑量降低以及烷基化和/或后處理反應(yīng)器的尺寸降低。這些改進(jìn)也使得該 方法的成本降低和生產(chǎn)率較高。


參照附圖描述各實(shí)施方式，其中
圖1為本發(fā)明的優(yōu)選催化蒸餾方法的視圖2為與運(yùn)送烷基化反應(yīng)器底部物流的元件106相連的優(yōu)選蒸餾系統(tǒng)
的視圖。
具體實(shí)施例方式
本申請(qǐng)中所用的術(shù)語"芳族化合物"包括不含烷基的芳族化合物如苯 和萘，以及含烷基的芳族化合物如甲苯、二甲苯等。術(shù)語"烷基化芳族化 合物，，是指通過以下所述芳族化合物烷基化方法連接一個(gè)或多個(gè)附加烷基
的化合物。
參照?qǐng)D1,本發(fā)明方法需要如圖所示的對(duì)應(yīng)于元件IOO的烷基化單元。 在該烷基化單元中，將一種或多種烯烴化合物和一種或多種芳族化合物在 烷基化反應(yīng)條件下引入至少兩個(gè)(即，第 一和第二)豎直間隔的催化反應(yīng)區(qū) 中，其中第二催化反應(yīng)區(qū)位于第一催化反應(yīng)區(qū)之上。在烷基化單元運(yùn)行期
間，烯烴和芳族化合物經(jīng)與各個(gè)反應(yīng)區(qū)的催化劑接觸而起反應(yīng)，生產(chǎn)一種 或多種烷基化芳族化合物。
如本領(lǐng)域已知的，烷基化單元100通常為在液相-氣相組合模式和在適 宜的烷基化反應(yīng)條件下運(yùn)行的催化蒸餾單元。優(yōu)選地，催化蒸餾單元100在約270 psig(磅/平方英寸) 約550 psig的壓力和約365。F 約482。F (185°C~ 約250。C)的溫度運(yùn)行,其中芳族化合物與烯烴的重量比優(yōu)選為約2.0 約3.5。 現(xiàn)有技術(shù)已知的催化蒸餾單元已經(jīng)詳細(xì)描述于Smith, Jr.的美國專利 4，849，569中。
烷基化催化劑可以是本領(lǐng)域已知的任何適宜烷基化催化劑。該烷基化 催化劑的優(yōu)選組成和形式已經(jīng)詳細(xì)描述于Smith, Jr.的美國專利4,849,569和 4,443,559中，將這兩個(gè)專利以其整體并入本申請(qǐng)作為參考。適宜的烷基化 催化劑除了具有催化烷基化反應(yīng)的能力之外，應(yīng)該具有合適的表面積并允 許蒸汽流過，如Smith Jr.等的美國專利5,243,115及Smith Jr.的美國專利 4,215,011和4,302,356所述，將這些專利以其整體并入本申請(qǐng)作為參考。
烷基化催化劑優(yōu)選為適宜的酸性催化劑。適宜的酸性催化劑包括分子 篩(mole分子篩)和陽離子交換樹脂，如以上所引用的專利文獻(xiàn)所述。 一些特 別優(yōu)選的催化劑包括沸石X、沸石Y、沸石L、 TMA菱鉀沸石、絲光沸石、 無定形二氧化石圭—氧化鋁、沸石BEA(P)、沸石MWW、 MFI催化劑和沸石 BEA。
優(yōu)選地，烷基化催化劑處于離散的催化劑床形式。在優(yōu)選的實(shí)施方式 中，封裝的(即填充的)催化劑單元形式的催化劑床豎直排列于催化蒸餾單元
例如，在特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，烷基化催化劑含有若干豎直排列的填充 催化劑單元，其中各個(gè)填充催化劑單元限制為高度大約6英尺，間距為18 30 英寸。
在特別的實(shí)施方式中，烷基化催化劑包括豎直排列的至少兩個(gè)、更優(yōu) 選至少3個(gè)和更優(yōu)選至少4個(gè)填充催化劑單元。在另一實(shí)施方式中，烷基 化催化劑包括豎直排列的5 10個(gè)填充催化劑單元。例如，烷基化催化劑可 以包括豎直排列的5個(gè)、更優(yōu)選6個(gè)和如圖1所示的更加優(yōu)選7個(gè)(即，元 件103a-103g)填充催化劑單元，其中各個(gè)填充催化劑單元之間具有一定間 距。
上述方法優(yōu)選還包括后處理反應(yīng)器119。該后處理反應(yīng)器使來自烷基化 反應(yīng)器頂部物流的未反應(yīng)芳族化合物和未反應(yīng)烯烴化合物在高效液相法中 反應(yīng)為烷基化芳族化合物，使得未反應(yīng)的烯烴基本上完全消耗。因此，在 后處理方法之后基本上無未反應(yīng)的烯烴殘留。
17因?yàn)楹筇幚矸磻?yīng)器運(yùn)行效率高于在催化蒸餾單元的混合氣相-液相中 的烷基化，因此后處理反應(yīng)器通常需要的催化劑比催化蒸餾單元少。后處
理反應(yīng)器119優(yōu)選運(yùn)行在約392。F 約446。F (200。C 約230。C)的溫度、約550 psig 約900psig的壓力和約2.0~約10.0的芳族化合物與烯烴的摩爾比下。
后處理反應(yīng)器的烷基化催化劑可以與烷基化單元的烷基化催化劑相同 或相異(組成和/或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì))。為了區(qū)別所使用的兩種烷基化催化劑，下文 烷基化單元的烷基化催化劑將稱為"第一烷基化催化劑"，后處理反應(yīng)器的 烷基化催化劑稱為"第二烷基化催化劑"。
盡管第一烷基化催化劑優(yōu)選為封裝的包裝形式，但是第二烷基化催化 劑優(yōu)選疏松催化劑的固定床形式，其含有如上對(duì)于第一烷基化催化劑所述 的用于烷基化催化劑的任何適宜組成。第二烷基化催化劑的組成更優(yōu)選選 自沸石Y、沸石BEA( P )、沸石MWW、絲光沸石或MFI催化劑。
根據(jù)本發(fā)明，來自所述至少第 一和第二催化反應(yīng)區(qū)中每一個(gè)區(qū)的芳族 化合物蒸汽與用于冷凝至少 一部分芳族化合物蒸汽的冷卻裝置接觸。本領(lǐng) 域已知的用于冷卻的任何裝置可以用作該冷卻裝置。例如，該冷卻裝置可 以是間接從催化蒸餾單元除去熱量并傳遞到較冷的工藝物流或公用設(shè)施的 冷卻元件。
冷卻元件的 一些實(shí)例包括本領(lǐng)域已知的任何適宜的冷卻器或換熱器。 冷卻元件的一些更具體的實(shí)例包括插在催化劑床之間的泵唧循環(huán)冷卻器和 插接型U形管換熱器(例如，在管程(tube side)含有冷卻介質(zhì))，以及外部管 殼式換熱器，其中使烷基化反應(yīng)器層間混合物強(qiáng)制在換熱器(例如，在殼程 含有冷卻介質(zhì))的管程中循環(huán)。
冷卻裝置也可以是含有冷芳族化合物的物流，其優(yōu)選處于足夠低的溫 度，用于將汽化芳族化合物的至少一部分(更優(yōu)選大部分)冷凝、更優(yōu)選再冷 凝。例如，除了冷卻的后處理反應(yīng)器流出物之外，還可以使用來自進(jìn)料源 F-3的冷卻的芳族化合物物流來冷凝催化蒸餾單元的芳族化合物蒸汽，或者 用它代替冷卻的后處理反應(yīng)器流出物。
更優(yōu)選地，冷卻裝置是來自后處理反應(yīng)器的冷卻流出物。例如，在優(yōu) 選的實(shí)施方式中，通過以下過程完成冷卻在冷卻后處理反應(yīng)器流出物之 前首先除去后處理反應(yīng)器流出物的揮發(fā)性化合物(例如，在輕組分汽提塔 (lights stripper)102中)，然后將汽提過的和冷卻的后處理反應(yīng)器流出物導(dǎo)向至少兩個(gè)下部催化刑床之上。
通過使由反應(yīng)放熱而蒸發(fā)的芳族化合物的至少大部分(例如，等于或大
于90%)再冷凝來降低芳族化合物的蒸汽壓，該冷卻的后處理反應(yīng)器流出物
有利地幫助保持烷基化催化劑中所需的烯烴分壓。該改進(jìn)使得該方法的烯 烴轉(zhuǎn)化率提高，尤其使得所需催化劑量降低和烷基化反應(yīng)器的尺寸降低。 這些改進(jìn)使得該方法的成本降低和產(chǎn)物產(chǎn)率較高。
第一烷基化催化劑優(yōu)逸位于催化蒸餾單元IOO的下部附近。更優(yōu)選地， 在第一烷基化催化劑的最下部之下設(shè)置足夠的間隔，用于引入和蓄積芳族 化合物和/或烯烴蒸汽或液體。類似地，催化蒸餾單元100優(yōu)選包括在第一 烷基化催化劑的最上部之上的足夠間隔用于內(nèi)置吸收劑(例如，101)，和/或 輕組分汽提塔(例如，102),下面對(duì)它們進(jìn)一步詳細(xì)描述。第一烷基化催化 劑的最下部之下和/或最上部之上的間隔可以為例如烷基化單元的高度的 1/20-1/2。提供該范圍僅為說明的目的，不應(yīng)理解為限制本發(fā)明的范圍。如 果合適可以采用在該范圍之外的數(shù)值。
通過適宜的烯烴和芳族化合物進(jìn)料管線(即，含烯烴和含芳族化合物的 物流)將烯烴進(jìn)料F-1和芳族化合物進(jìn)料F-2引入烷基化單元的至少第一和 第二催化反應(yīng)區(qū)之中。各進(jìn)料管線可以獨(dú)立地分流或不分流，直接地或間 接地與烷基化單元連接，使烯烴或芳族化合物進(jìn)料接觸(即，進(jìn)入)烷基化催 化劑。烯烴進(jìn)料和芳族化合物進(jìn)料可以獨(dú)立的烯烴和芳族化合物進(jìn)料管線 的形式單獨(dú)引入烷基化單元中，或者可選擇地，以合并的烯烴-芳族化合物 混合物的形式在 一 個(gè)或多個(gè)進(jìn)料管線中引入。
在一種實(shí)施方式中，通過使用兩股或更多股烯烴物流在兩個(gè)或更多個(gè) 催化劑位置將烯烴供應(yīng)到第一烷基化催化劑。例如，烯烴進(jìn)料管線可以分 支為2~10個(gè)或者4~8個(gè)分支烯烴進(jìn)料管線，其中任一個(gè)分別供應(yīng)到第一烷 基化催化劑的豎直排列的2 10個(gè)或4 8個(gè)填充催化劑單元。優(yōu)選地，各個(gè) 烯烴進(jìn)料管線將烯烴導(dǎo)入單個(gè)填充催化劑單元(更優(yōu)選在下面)。分支烯烴進(jìn) 料管線的數(shù)量和填充催化劑單元的數(shù)量彼此獨(dú)立，條件是至少填充催化劑 單元與烯烴進(jìn)料管線一樣多。
例如，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖1所示，經(jīng)由烯烴進(jìn)料管線104將 烯烴進(jìn)料F-1送至第一烷基化催化劑，其中該烯烴進(jìn)料管線104分支為四個(gè) 物流104a-麵,各自將烯烴供應(yīng)到總計(jì)7個(gè)豎直排列的填充催化劑單元
19(即，103a-g)中的四個(gè)填充催化劑單元(即，103a-d)之一。如果需要，烯烴進(jìn) 料管線104可以分成5個(gè)、6個(gè)、7個(gè)或更多數(shù)目的烯烴物流，其各自將烯 烴導(dǎo)向填充催化劑單元，其中至少有5個(gè)、6個(gè)、7個(gè)或更多數(shù)目的豎直排 列的填充催化劑單元。
優(yōu)選地，將烯烴注入到下部催化劑床，從而使上部催化刑床的一個(gè)或 多個(gè)(例如，1、 2、 3或4個(gè))催化劑床沒有導(dǎo)入烯烴進(jìn)料。更優(yōu)選在下部催 化刑床的每一個(gè)催化劑床之下注入烯烴。在最上面的烯烴進(jìn)料點(diǎn)之上具有 催化劑床是特別有利的，因?yàn)檫@些上部催化劑床使來自于最上部的烯烴進(jìn) 料源之上的催化劑床的剩余烯烴反應(yīng)。
例如，在具體的實(shí)施方式中，通過2 7個(gè)分支烯烴進(jìn)料管線將烯烴供 應(yīng)到第一烷基化催化劑，所述2~7個(gè)分支烯烴進(jìn)料管線對(duì)第一烷基化催化 劑的豎直排列的3 10個(gè)填充催化劑單元的下部中相等數(shù)目的填充催化劑單
使得上部填充催化劑單元無烯烴進(jìn)料管線。
在另一實(shí)施方式中，通過3~5個(gè)分支烯烴進(jìn)料管線將烯烴供應(yīng)到第一 烷基化催化劑，所述3~5個(gè)分支烯烴進(jìn)料管線對(duì)第一烷基化催化劑的豎直 排列的4~8個(gè)填充催化劑單元的下部中相等數(shù)目的填充催化劑單元進(jìn)料， 其中填充催化劑單元的數(shù)目大于分支烯烴進(jìn)料管線的數(shù)目，從而使得上部 填充催化劑單元無烯烴進(jìn)料管線。
在各個(gè)烯烴和芳族化合物進(jìn)料管線匯合催化蒸餾單元100的附近，提 供用于將烯烴或芳族化合物分配到催化劑之上(或之中)的手段。該分配烯烴 或芳族化合物的手段可以是本領(lǐng)域已知的任何適宜手段，例如噴射或噴霧。
優(yōu)選經(jīng)由單一進(jìn)料管線105將芳族化合物進(jìn)料管線F-2中的一種或多 種芳族化合物在催化蒸餾單元之上的任何適宜位置引入催化蒸餾單元中。 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖1所示，在第一烷基化催化劑的最下部之下例 如在填充催化劑單元103a之下引入芳族化合物進(jìn)料F-2。
F-l中的烯烴進(jìn)料和F-2中的芳族化合物進(jìn)料可以獨(dú)立地以液體或氣體 形式引入。優(yōu)選將芳族化合物在填充催化劑單元103a之下引入催化蒸餾單 元100的最下部之中。分配氣體烯烴并溶解于液相芳族化合物中。將催化 劑在液相中浸濕，烷基化反應(yīng)發(fā)生在催化劑表面上的液相中。
烯烴進(jìn)料可以含有任何適宜濃度的烯烴。例如，烯烴可以是低濃度如5%、 10%、 15%或20%(以體積、重量或摩爾比計(jì))，或者中等濃度如25%、 35%、 40%、 50%或60%。但是，高濃度的烯烴進(jìn)料如70%、 80%、 90%、 95%、 98%或更高(以體積、重量或摩爾比計(jì))對(duì)于本發(fā)明是尤其有利的。
烯烴來源可以是任何適宜來源。例如，烯烴可以是高純度如聚合物級(jí) 別的乙烯或丙烯?？蛇x擇地，烯烴可以是低純度的，例如來自煉油操作的 廢氣，如來自流化床催化裂化(FCC)操作。廢氣來源的乙烯可以含有例如大 約10%~約30%體積的乙烯，大約50%~70%曱烷和氬氣，以及少量其它輕 質(zhì)烴組分如乙烷和丙烷。其它輕質(zhì)組分可以包括一氧化碳、二氧化碳和/或 氮?dú)狻?br> 根據(jù)本發(fā)明的方法，經(jīng)由烯烴進(jìn)料管線104引入的烯烴需要能夠與一 種或多種芳族化合物進(jìn)行烷基化反應(yīng)。例如，烯烴可以是一種或多種具有 2~20個(gè)碳原子和至少一個(gè)雙鍵的烴類化合物。適宜烯烴的一些實(shí)例包括 乙烯、丙烯、l-丁烯、1，3-丁二烯、2-丁烯、l-戊烯、l-己烯、2-己烯、3-己 烯、l-庚烯、l-辛烯、l-壬烯、l-癸烯、乙苯、苯乙烯和二乙烯基苯。
根據(jù)本發(fā)明乙烯和丙烯是其中最重要的烯烴，因?yàn)樗鼈兛梢耘c苯烷基 化，分別制成至少兩種商業(yè)上重要的終產(chǎn)物，乙苯和枯烯。
根據(jù)本發(fā)明的方法，經(jīng)由芳族化合物進(jìn)料管線105引入的一種或多種 芳族化合物需要能夠與一種或多種烯烴進(jìn)行烷基化反應(yīng)(即，是可烷基化 的)?？捎米鞅旧暾?qǐng)所述方法的物料組分的適宜的可烷基化芳族化合物的一 些實(shí)例包括苯、曱苯、二曱苯(例如，鄰-、間-和對(duì)-二曱苯)、萘、聯(lián)苯，以 及它們的衍生物。苯是特別優(yōu)選的。
一旦烯烴在第一烷基化催化劑存在下與芳族化合物接觸，烯烴與芳族 化合物反應(yīng)形成烷基化芳族化合物，例如單烷基化芳族化合物(例如，乙苯 或枯烯)以及一部分多烷基化芳族化合物。單烷基化芳族化合物通常是所需 要的產(chǎn)物。
優(yōu)選在第一烷基化催化劑的最下部之下排出的烷基化反應(yīng)器底部流出 物106包括這些已烷基化芳族化合物產(chǎn)物以及一些未反應(yīng)的芳族化合物如 未反應(yīng)的苯。根據(jù)本領(lǐng)域已知的任何適宜方法如蒸餾，可以將來自烷基化 反應(yīng)器底部流出物106的已烷基化芳族化合物彼此分離以及與未反應(yīng)的芳 族化合物分離，如以下所進(jìn)一 步討論的。
在第 一烷基化催化劑的最上部之上排出的組分(例如，在填充催化劑單元103g之上和進(jìn)入烷基化反應(yīng)器頂部物流108之中的組分)中包括未反應(yīng)的 芳族化合物、未反應(yīng)的烯烴，通常包括一定量的已烷基化芳族化合物。如 果不將已烷基化芳族化合物從烷基化反應(yīng)器頂部物流108除去，其將在后 處理反應(yīng)器119中與烯烴反應(yīng)，產(chǎn)生多烷基化芳族化合物。因此，當(dāng)需要 使單烷基化產(chǎn)物的選擇性最大時(shí)，優(yōu)選在后處理反應(yīng)器119中處理烷基化 反應(yīng)器頂部物流之前，通過如使用適宜的吸收劑101，將該烷基化芳族化合 物基本上從烷基化反應(yīng)器頂部物流108中除去，其中該吸收劑101優(yōu)選置 于第一烷基化催化劑的最上部之上且在排出烷基化反應(yīng)器頂部物流的位置 之下。
在未反應(yīng)的芳族化合物和烯烴化合物存在下，吸收劑101能夠選擇性 除去烷基化芳族化合物，其優(yōu)選包括塔板部分或填料部分(trayed or packed section),該塔板部分或填料部分借助于適宜的吸收劑能夠提供至少約2 3 個(gè)理論去除板(theoretical stages of removal)。優(yōu)選地，吸收劑為吸收烷基化 芳族化合物的液態(tài)芳族化合物。為了產(chǎn)生相對(duì)于最上部催化劑床103g存在 的組分向下的液態(tài)芳族化合物流，優(yōu)選經(jīng)由管線125a將該液態(tài)芳族化合物 引入吸收劑101的上部之中。
液態(tài)芳族化合物吸收劑的來源，即液態(tài)芳族化合物進(jìn)料管線125a優(yōu)選 從液態(tài)芳族化合物主進(jìn)料管線125分支，其與液態(tài)芳族化合物進(jìn)料源F-3 連接。液態(tài)芳族化合物源可以是通過使用如下所述的合適的蒸餾系統(tǒng)(例如 如圖2所示)，從烷基化反應(yīng)器底部流出物106中回收的循環(huán)芳族化合物(例 如，循環(huán)的苯)。更優(yōu)選地，吸收劑為新鮮的芳族化合物反應(yīng)物如新鮮的苯，
效地去除烷基化芳族化合物。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，在將烷基化反應(yīng)器頂部物流108經(jīng)由物流管線 116供應(yīng)到后處理反應(yīng)器119之前，該烷基化反應(yīng)器頂部物流108已經(jīng)基本 上已除去烷基化芳族化合物，且含有未烷基化芳族化合物、烯烴和輕組分， 在一個(gè)或多個(gè)能夠冷凝和/或低溫冷卻頂部物流108的冷卻元件109中使該 烷基化反應(yīng)器頂部物流108冷凝或低溫冷卻(更優(yōu)選不進(jìn)行低溫冷卻)。然后 將冷凝的未反應(yīng)烯烴/芳族化合物物流管線111匯集到后處理反應(yīng)器進(jìn)料罐 110之中，經(jīng)由進(jìn)料罐排出管線113排到一個(gè)或多個(gè)后處理反應(yīng)器進(jìn)料泵 112,通過后處理反應(yīng)器進(jìn)料泵排出管線113泵送至換熱器114，其中通過后處理反應(yīng)器流出物管線120將該冷凝的烷基化反應(yīng)器頂部物流預(yù)熱。然 后將該經(jīng)預(yù)熱的烷基化反應(yīng)器頂部物流經(jīng)由管線113從換熱器114供應(yīng)至 后處理反應(yīng)器進(jìn)料加熱器117，用于進(jìn)一步加熱。然后經(jīng)由分支進(jìn)料管線 125b(優(yōu)選含有新鮮的和/或再循環(huán)的苯)使來自源F-3的液態(tài)芳族化合物與 經(jīng)加熱的后處理反應(yīng)器物料合并，以控制芳族化合物與烯烴的比例，由此 形成后處理反應(yīng)器進(jìn)口物流116,其含有來自烷基化反應(yīng)器頂部物流的經(jīng)加 熱的未反應(yīng)烯烴和芳族化合物以及來自管線125b的另外的液態(tài)芳族化合 物，和任選的一些輕組分。
后處理反應(yīng)器流出物物流120主要包括單烷基化芳族化合物、多烷基 化芳族化合物和未反應(yīng)的芳族化合物，以及氣體組分(即，輕組分)，該氣體 組分包括諸如甲烷、乙烷、氫氣、 一氧化碳、二氧化碳、丙烷和/或氮?dú)獾?的氣體物質(zhì)。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，在輕組分提取區(qū)102處理之前，將后 處理反應(yīng)器流出物物流120的至少一部分優(yōu)逸首先冷卻到汽提塔頂部壓力 對(duì)應(yīng)的泡點(diǎn)溫度(例如，通過換熱器114中的冷物流113冷卻，如圖1所示)。 該輕組分提取區(qū)包括至少一個(gè)能夠選擇性地從后處理反應(yīng)器流出物120中 除去如上所述的氣體組分的輕組分汽提塔，其可以是本領(lǐng)域已知的任何適 宜的輕組分汽提塔。
優(yōu)選地，輕組分提取區(qū)102設(shè)在催化蒸餾單元的最上部，優(yōu)選包括1 5 個(gè)塔板，更優(yōu)選2 4個(gè)塔板。如果發(fā)現(xiàn)必需或需要，也可以通過使用本領(lǐng) 域已知的脫乙烷塔，使后處理反應(yīng)器流出物單獨(dú)地去除乙烷?？梢酝ㄟ^排 空管線128將輕組分提取區(qū)102中分離的輕組分以塔頂流出物釋放出來。 如果需要，可以將輕組分冷凝，送入收集器。輕組分提取區(qū)102也可以單 獨(dú)設(shè)置，同時(shí)具有適宜的底部泵。
汽提后的后處理反應(yīng)器流出物物流124以來自輕組分汽提塔102的塔 底物的形式得到。為了進(jìn)一步優(yōu)化汽提過程，優(yōu)選在輕組分汽提塔再沸器 126中加熱汽提后的后處理反應(yīng)器流出物物流124的一部分，然后經(jīng)由分支 管線124e再循環(huán)到輕組分汽提塔102。
在現(xiàn)有技術(shù)的方法中，對(duì)于未冷卻的和未汽提的后處理反應(yīng)器流出物 通常將其作為回流在最上部催化劑床之上送回到催化蒸餾單元的頂部，以
提供在該單元內(nèi)的向下液流。但是，與現(xiàn)有技術(shù)不同，本發(fā)明提供這樣的 方法其中使后處理反應(yīng)器流出物124在汽提塔102除去輕組分，然后在
23第一烷基化催化劑的各床(優(yōu)選下部床)之間分流之前，通過冷卻器123將其 冷卻，更優(yōu)選低溫冷卻。優(yōu)選地，在供應(yīng)烯烴的第一烷基化催化劑的下部 床之間，更優(yōu)選在第一烷基化催化劑的下部床的各床之上，將冷卻的物流
124分成近似相等的份數(shù)。更優(yōu)選地，優(yōu)選使用內(nèi)管分配器如"梯形"液體 管式分配器在各催化劑床之間注入該冷卻的物流124。
將物流124冷卻到足夠低的溫度，以使催化蒸餾單元中的芳族化合物 蒸汽的至少一部分冷凝。優(yōu)選地，將物流124冷卻到足夠低的溫度，以使
中"主要部分"優(yōu)選為在催化劑床蒸發(fā)的芳族化合物的至少約90%。
更優(yōu)選地，將冷卻的物流124冷卻到這樣的溫度，其將導(dǎo)致與催化劑 床中所蒸發(fā)的量相等的芳族化合物冷凝，其中在該催化劑床之下供應(yīng)芳族 化合物。通常，該物流可以逆著產(chǎn)生低壓(LP)或中壓(MP)蒸汽的鍋爐給水 (BFW)進(jìn)行冷卻，取決于蒸汽水平，可以產(chǎn)生在任何位置溫度為250。F 350。F 的物流。也可以使用熱集成，其中使該物流與其它工藝物流進(jìn)行熱交換。 實(shí)際上，因?yàn)楣?yīng)冷卻液體的催化蒸餾單元的位置的溫度通常在 365。F 482。F的范圍內(nèi)，具有在上述溫度范圍之內(nèi)或之下的溫度的液體將引 起烷基化反應(yīng)器內(nèi)的蒸汽冷凝。
例如，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，將汽提過的和冷卻的后處理反應(yīng)器流出 物引入催化蒸餾單元，溫度為約289。F，與271。F的LP蒸汽溫度相差18°F。 這通常將導(dǎo)致垸基化反應(yīng)器底部溫度(106物流)為約430。F 約436°F。
冷卻的后處理反應(yīng)器流出物物流使得第 一 烷基化催化劑產(chǎn)生的反應(yīng)熱 所形成的芳族化合物蒸汽(例如，苯蒸汽)再冷凝。由于芳族化合物的冷凝， 因此更容易保持所需的烯烴分壓以及使烯烴在整個(gè)第一烷基化催化劑中更 均勻地分配，特別是在至少第 一和第二催化反應(yīng)區(qū)的進(jìn)口更均勻地分配。
對(duì)于供應(yīng)烯烴的下部催化劑床，烯烴分壓的平衡是特別重要的。在第 一烷基化催化劑沒有直接烯烴進(jìn)料的上部的各催化劑床經(jīng)受朝著最上部催 化劑床的方向連續(xù)下降的烯烴分壓。
例如，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，供應(yīng)烯烴的下部催化劑床的進(jìn)口處的烯 烴分壓變化不超過約10%。更優(yōu)選地，下部催化劑床的進(jìn)口處的烯烴分壓 變化不超過約5%，更加優(yōu)選不超過約1%。在特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，在 催化劑床的下部中(例如，在烯烴進(jìn)料物流104a-104d中)基本上不存在烯烴分壓變化，即低于1%;催化劑床的下部的烯烴分壓基本上等于約3.5巴的
最大容許分壓。
在現(xiàn)有技術(shù)中，要求持續(xù)增大的烯經(jīng)進(jìn)料速率，以在催化蒸餾塔的逐 漸增高的催化劑床層保持最大烯烴分壓，與該現(xiàn)有技術(shù)相反，本發(fā)明的方
法在沿催化蒸餾塔的位置持續(xù)升高的烯烴進(jìn)料物流(例如，104a-104d)中采用 幾乎相同的烯烴進(jìn)料速率可以保持最大烯烴分壓。例如，第二催化反應(yīng)區(qū)(例 如，104b)的烯烴進(jìn)料物流的烯烴進(jìn)料速率可以與第一催化反應(yīng)區(qū)(例如， 104a)的烯烴進(jìn)料物流的烯烴進(jìn)料速率近似相等。同樣地，對(duì)于在塔內(nèi)持續(xù) 升高的烯烴進(jìn)料，烯烴進(jìn)料物流104c的烯炫進(jìn)料速率可以與烯烴進(jìn)料物流 104b的烯烴進(jìn)料速率近似相等，其中在催化蒸餾單元中烯烴進(jìn)料物流104b 位于在104c之下，等等。
此外，在催化蒸餾塔中，在塔內(nèi)較高的位置的烯烴進(jìn)料物流的烯烴進(jìn) 料速率可以低于在較低位置的烯烴進(jìn)料物流的烯烴進(jìn)料速率。例如，對(duì)于 104a,與104b、 104c或104d相比，104a的烯烴進(jìn)料速率可以低1~5%。
因?yàn)樵摳倪M(jìn)使得催化劑效率保持在較高的水平，烯烴可以以較高速率 供應(yīng)到催化劑，而不會(huì)使得轉(zhuǎn)化率明顯降低。因此，與現(xiàn)有技術(shù)已知的方 法相比，該改進(jìn)允許使用較少的催化劑。
優(yōu)選地，通過使用來自物流124的兩個(gè)或更多個(gè)分支進(jìn)料管線，將汽 提過的和冷卻的后處理反應(yīng)器流出物物流124在兩個(gè)或更多個(gè)位置供應(yīng)到 第一烷基化催化劑。更優(yōu)選地，將物流124分支為2 10個(gè)、更優(yōu)選4 8個(gè) 分支進(jìn)料管線，其供應(yīng)到第一烷基化催化劑的豎直排列的2 10個(gè)、更優(yōu)選 4 8個(gè)填充催化劑單元。將冷卻的后處理反應(yīng)器流出物的各個(gè)分支物流導(dǎo)向 至少一個(gè)填充催化劑單元(且優(yōu)選在至少一個(gè)填充催化劑單元之上)，分支進(jìn) 料管線的數(shù)目與填充催化劑單元的數(shù)目彼此獨(dú)立，條件是至少填充催化劑 單元與后處理反應(yīng)器流出物的分支進(jìn)料管線一樣多。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，經(jīng)由單獨(dú)的物流將冷卻的后處理反應(yīng)器流出物 物流僅注入到烯烴進(jìn)料所注入的在第 一烷基化催化劑的下部的那些催化劑 床中。例如，如圖1所示，經(jīng)由物流124將冷卻的后處理反應(yīng)器流出物送 至第一烷基化催化劑，物流124分支為4個(gè)物流124a-124d，其各自向烯烴 進(jìn)料所注入的下部催化劑床中的四個(gè)填充催化劑單元(即，103a-d)中的每一 個(gè)供應(yīng)冷卻的后處理反應(yīng)器流出物，在催化蒸餾單元100總共有7個(gè)豎直
25排列的填充催化劑單元(即，103a-g)。如果需要，冷卻的后處理反應(yīng)器流出 物124可以分成5個(gè)、6個(gè)、7個(gè)或更多數(shù)目的物流，其各自供應(yīng)到填充催 化劑單元，其中有至少^個(gè)、6個(gè)、7個(gè)或更多數(shù)目的豎直排列的填充催化 劑單元。
在一些實(shí)施方式中，也可以優(yōu)選在沒有烯烴供應(yīng)的催化劑床之上注入 冷卻的物流124。在沒有烯烴供應(yīng)的上部催化劑床，仍然有未反應(yīng)的烯烴存 在，隨著接近最上部的催化劑床，其量不斷降低同時(shí)反應(yīng)速率不斷降低。 然而，冷凝這些上部催化劑床中的芳族化合物具有提高未反應(yīng)烯烴的分壓 的優(yōu)點(diǎn)，因而用來提高反應(yīng)速率，該反應(yīng)速率高于不冷凝這些催化劑床中 的芳族化合物時(shí)的反應(yīng)速率。
任意數(shù)量的補(bǔ)充或輔助方式可以包括在上述方法中，用于改進(jìn)、提高 或優(yōu)化該方法。例如，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，經(jīng)由適宜的蒸餾方法進(jìn)一步 處理烷基化反應(yīng)器底部流出物106，以將烷基化反應(yīng)器底部流出物中的一種 或多種產(chǎn)物(例如，單烷基化或多烷基化芳族化合物)與烷基化反應(yīng)器底部流 出物的其它組分分離，以及回收未反應(yīng)的芳族化合物(例如，再循環(huán)的苯)。
優(yōu)選的蒸餾系統(tǒng)如圖2所示。參照?qǐng)D2，優(yōu)選首先經(jīng)由泵107向所示的 蒸餾單元的蒸餾塔160供應(yīng)烷基化反應(yīng)器底部流出物106。塔160將未反應(yīng) 的芳族化合物同單烷基芳族化合物和重組分分離。例如，塔160可以將苯 同乙苯和重組分分離。將芳族化合物以蒸汽從塔頂蒸出，并優(yōu)選經(jīng)由管線 161送至冷凝器162而使之液化。如果需要，然后可以將液化的芳族化合物 保持在收集器163中。然后可以經(jīng)由管線164將來自收集器163的液化的 芳族化合物送回到塔160作為回流。 一部分芳族化合物可以從管線164排 出作為液態(tài)芳族化合物進(jìn)料管線125(如圖1所示)，并經(jīng)由分支管線125a 直接地或者通過任何優(yōu)選的中間步驟送回到烷基化反應(yīng)器100。塔底物流 167優(yōu)選通過再沸器168循環(huán)回塔160。
優(yōu)選將來自塔160的塔底物流166送到蒸餾塔170，用于將單烷基芳族 化合物組分與多烷基芳族化合物組分分離。單烷基芳族化合物可以包括例 如乙苯或枯烯。多烷基芳族化合物可以包括例如二乙基苯、三乙基苯、四 乙基苯、二-正丙基苯、乙基-正丙基苯、乙基異丙基苯、二異丙基苯和三異 丙基苯。塔底物流177優(yōu)選通過再沸器178循環(huán)回蒸餾塔170。
來自塔170的塔頂單烷基芳族化合物蒸汽流171優(yōu)選在冷凝器172中液化，并送入收集器173。優(yōu)選經(jīng)由管線174將塔頂流出物的一部分循環(huán)回 塔170作為回流。塔頂流出物171的另外部分優(yōu)選經(jīng)由管線175作為單烷 基化芳族化合物(例如，乙苯或枯烯)產(chǎn)物P排出。
優(yōu)選通過蒸餾塔180進(jìn)一步處理含有多烷基化芳族化合物的塔底物流 176，該蒸餾塔180用于將作為塔頂物流181的多烷基芳族化合物(例如，二 乙基苯)同作為底部物流186的瀝青稀釋油(flux oil)(B)分離。瀝青稀釋油通 常含有二苯基乙烷、四乙基苯以及其它高沸點(diǎn)組分，可以將其棄去或者用 作例如傳熱流體、燃油或吸收劑。
塔底物流187優(yōu)選通過再沸器188循環(huán)回蒸餾塔180。來自蒸餾塔180 的塔底流出物的一部分可以經(jīng)由管線186作為瀝青稀釋油B排出。塔頂多 烷基化芳族化合物蒸汽流181優(yōu)選在冷凝器182中液化，并送到收集器183。 塔頂物流的 一部分可以經(jīng)由管線184循環(huán)回塔180作為回流。
在另外的實(shí)施方式中，可以在方法中包括烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)器 (transalkylator)。烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)器使多烷基化芳族化合物產(chǎn)物與未烷基化芳 族化合物反應(yīng)，主要產(chǎn)生單烷基化的產(chǎn)物。例如，烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)器可以包 含在該方法中，以使二乙基苯與苯反應(yīng)，獲得作為主要產(chǎn)物的乙苯。為了 完成這一點(diǎn)，可以將多烷基化芳族化合物物流185直接地供應(yīng)到烷基轉(zhuǎn)移 反應(yīng)器之中，或者通過如一個(gè)多個(gè)排空汽提塔(vent stripper)或排空吸收器 (vent absorber)間接供應(yīng)。
烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)器含有適宜的烷基轉(zhuǎn)移催化劑如沸石P 、沸石Y或其它 適宜沸石，其在本領(lǐng)域已知的適宜烷基轉(zhuǎn)移反應(yīng)條件下運(yùn)行。例如，烷基 轉(zhuǎn)移反應(yīng)器可以在以下條件運(yùn)行溫度為365。F 約482。F (185。C 約250°C)， 壓力為約350 psig 約600 psig,空速為約3.5 5.0 WHSV，苯基與乙基的摩 爾比為約2.0~約5.0，優(yōu)選3.0。
在另 一 方面，本發(fā)明涉及用于實(shí)施上述烷基化方法中任一種的設(shè)備。 該裝置優(yōu)選設(shè)備a)如上所迷的，具有第一烷基化催化劑的催化蒸餾單元， b)用于選擇性和基本上去除烷基化反應(yīng)器蒸汽塔頂物流中的所有烷基化芳 族化合物的裝置，以生產(chǎn)凈化的烷基化反應(yīng)器塔頂物流，c)如上所述的，
化催化劑的后處理反應(yīng)器的裝置，該后處理反應(yīng)器具有用于排出反應(yīng)后的 后處理反應(yīng)器流出物的后處理反應(yīng)器出口； d)用于將所述后處理反應(yīng)器流
27出物冷卻到足夠低的溫度的裝置，用于將催化蒸餾單元中芳族化合物蒸汽
的至少一部分冷凝；以及e)用于將冷卻的后處理反應(yīng)器流出物導(dǎo)至第一烷
基化催化劑之中的裝置。
在另外的實(shí)施方式中，該設(shè)備進(jìn)一步包括在冷卻步驟(d)之前用于除去 后處理反應(yīng)器流出物中任何揮發(fā)性化合物的主要部分的裝置，以形成汽提 過的和冷卻的后處理反應(yīng)器流出物。在另一實(shí)施方式中，第一烷基化催化 劑包括至少兩個(gè)下部床，最下部床和最上部床。在又一實(shí)施方式中，提供 用于將汽提過的和冷卻的后處理反應(yīng)器流出物導(dǎo)至第一烷基化催化劑的至 少兩個(gè)下部床之上的裝置。
因此，盡管已經(jīng)描述來目前認(rèn)為是本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，但本領(lǐng)域 技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到在不脫離本發(fā)明精神的情況下，可以實(shí)施其它和另外的 實(shí)施方式，因而意圖包括落入本申請(qǐng)所記栽的權(quán)利要求的真正范圍之內(nèi)的 所有這些進(jìn)一 步改進(jìn)和變化。
28
權(quán)利要求
1.一種烷基化方法，其包括在烷基化反應(yīng)條件下將烯烴和芳族化合物引入烷基化單元的至少第一和第二豎直間隔的催化反應(yīng)區(qū)，提供烷基化的產(chǎn)物，其中所述第二催化反應(yīng)區(qū)位于第一催化反應(yīng)區(qū)之上；其中使來自所述至少第一和第二催化反應(yīng)區(qū)中每一個(gè)區(qū)的芳族化合物蒸汽與冷卻裝置接觸，用于冷凝所述芳族化合物蒸汽的至少一部分；其中經(jīng)由各自的第一和第二烯烴進(jìn)料流以各自的烯烴進(jìn)料速率將烯烴引入該至少第一和第二催化反應(yīng)區(qū)之中，使得在進(jìn)口到至少第一和第二催化反應(yīng)區(qū)的烯烴分壓的變化保持低于約10％。
2. 權(quán)利要求1的方法，其中第二烯烴進(jìn)料流的烯烴進(jìn)料速率不大于第 一烯烴進(jìn)料流的烯烴進(jìn)料速率。
3. 權(quán)利要求1的方法，其中冷卻裝置包括在第一和第二催化反應(yīng)區(qū)每 一個(gè)之上卩1入冷卻的含芳族化合物的物流，該冷卻的含芳族化合物的物流 被冷卻到足夠低的溫度，以使由該烷基化方法的反應(yīng)熱蒸發(fā)的芳族化合物 的至少大部分再冷凝。
4. 權(quán)利要求1的方法，其中冷卻元件包括換熱器。
5. 權(quán)利要求1的方法，其中冷卻裝置包括設(shè)置于第一和第二催化反應(yīng) 區(qū)每一個(gè)之上的換熱裝置。
6. 生產(chǎn)烷基化芳族化合物的方法，其包括以下步驟a) 將一種或多種芳族化合物和一種或多種烯烴引入催化蒸餾單元之 中，該催化蒸餾單元具有第一烷基化催化劑的至少兩個(gè)下部床、最下部床 和最上部床，在烷基化反應(yīng)條件下以液相-氣相組合模式運(yùn)行該催化蒸餾單 元，產(chǎn)生從該最下部床之下排出的液態(tài)烷基化反應(yīng)器底部流出物和從該最 上部床之上排出的烷基化反應(yīng)器氣態(tài)頂部物流，其中該底部流出物包括烷 基化芳族化合物和未反應(yīng)的芳族化合物，該頂部物流包括未反應(yīng)的芳族化 合物和未反應(yīng)的晞烴；b) 使所述烷基化反應(yīng)器氣態(tài)頂部物流冷凝，形成冷凝的烷基化反應(yīng)器 頂部物流；將所述冷凝的烷基化反應(yīng)器頂部物流導(dǎo)至后處理反應(yīng)器之中， 該后處理反應(yīng)器具有第二烷基化催化劑且在烷基化反應(yīng)條件下在液相運(yùn)行，其中將烷基化反應(yīng)器頂部物流中未反應(yīng)的芳族化合物和未反應(yīng)的烯烴 轉(zhuǎn)化為烷基化芳族化合物，其中未反應(yīng)的烯烴基本上完全消耗掉，從而產(chǎn) 生包含烷基化芳族化合物和基本上無未反應(yīng)的烯烴的后處理反應(yīng)器流出物；c) 將所述后處理反應(yīng)器流出物中全部揮發(fā)性化合物的大部分除去，形 成汽提過的后處理反應(yīng)器流出物；d) 將所述后處理反應(yīng)器流出物的至少一部分冷卻到足夠低的溫度，以 將催化蒸餾單元中芳族化合物蒸汽的至少一部分冷凝，從而形成汽提并冷 卻過的后處理反應(yīng)器流出物；以及e) 在催化蒸餾單元運(yùn)行期間將所述汽提并冷卻過的后處理反應(yīng)器流出 物導(dǎo)至第 一 烷基化催化劑的所述至少兩個(gè)下部床之上。
7. 權(quán)利要求6的方法，其中芳族化合物為苯。
8. 權(quán)利要求6的方法，其中烯烴為乙烯或丙烯。
9. 權(quán)利要求6的方法，其中所述的烷基化反應(yīng)器底部流出物包括乙苯
10. 權(quán)利要求6的方法，其中所述的烷基化反應(yīng)器底部流出物還包括多 烷基化苯和未反應(yīng)的苯。
11. 權(quán)利要求6的方法，其中催化蒸餾單元的烷基化反應(yīng)條件包括壓 力為約270psig 約550 psig,溫度為約185。C 約250°C，芳族化合物與烯烴 的重量比為約2.0 約3.5。
12. 權(quán)利要求6的方法，其中在根據(jù)步驟(b)操作后處理反應(yīng)器之前，使 用適宜的吸收劑基本上將烷基化反應(yīng)器頂部物流中的所有烷基化芳族化合 物除去，其中所述吸收劑能夠在未反應(yīng)的芳族化合物和未反應(yīng)的烯烴存在 下選擇性除去烷基化芳族化合物。
13. 權(quán)利要求12的方法，其中所述吸收劑設(shè)置于第一烷基化催化劑的 最上部之上，且在排出烷基化反應(yīng)器頂部物流的位置之下。
14. 權(quán)利要求6的方法，其中第一烷基化催化劑包括豎直排列的兩個(gè)或 更多個(gè)適宜酸性催化劑的填充單元，在各個(gè)填充催化劑單元之間具有適當(dāng) 的間距。
15. 權(quán)利要求14的方法，其中第一烷基化催化劑包括豎直排列的5 10 個(gè)填充催化劑單元。
16. 權(quán)利要求15的方法，其中第一烷基化催化劑包括豎直排列的7個(gè)填充催化劑單元。
17. 權(quán)利要求14的方法，其中通過2 7個(gè)分支烯烴進(jìn)料管線將烯烴供 應(yīng)到第一烷基化催化劑，所迷2 7個(gè)分支烯烴進(jìn)料管線對(duì)第一烷基化催化 劑的豎直排列的3 10個(gè)填充催化劑單元的下部中相等數(shù)目的填充催化劑單 元進(jìn)料，其中填充催化劑單元的數(shù)目大于分支烯烴進(jìn)料管線的數(shù)目，從而 使得上部填充催化劑單元無烯烴進(jìn)料管線。
18. 權(quán)利要求14的方法，其中通過3~5個(gè)分支烯烴進(jìn)料管線將烯烴供 應(yīng)到第一烷基化催化劑，所述3~5個(gè)分支烯經(jīng)進(jìn)料管線對(duì)第一烷基化催化 劑的豎直排列的4~8個(gè)填充催化劑單元的下部中相等數(shù)目的填充催化劑單 元進(jìn)料，其中填充催化劑單元的數(shù)目大于分支烯烴進(jìn)料管線的數(shù)目，從而 使得上部填充催化劑單元無烯烴進(jìn)料管線。
19. 權(quán)利要求6的方法，其中將芳族化合物以蒸汽引入第一烷基化催化 劑的最下部之下。
20. 權(quán)利要求6的方法，還包括(i)將烷基化反應(yīng)器頂部物流冷凝，產(chǎn) 生冷凝的烷基化反應(yīng)器頂部物流，和(ii)在將烷基化反應(yīng)器頂部物流引入后 處理反應(yīng)器之前，加熱所述冷凝的烷基化反應(yīng)器頂部物流。
21. 權(quán)利要求6的方法，其中除去揮發(fā)性化合物的步驟(c)是通過輕組分 提取區(qū)進(jìn)行的，該輕組分提取區(qū)能夠選擇性地從后處理反應(yīng)器流出物中除 去氣體組分，形成其中已經(jīng)基本上除去了氣體組分的汽提過的后處理反應(yīng) 器流出物。
22. 權(quán)利要求21的方法，其中所述輕組分提取區(qū)位于催化蒸餾單元的最上部。
23. 權(quán)利要求6的方法，其中步驟(c)的冷卻步驟通過一個(gè)或多個(gè)冷卻器或冷凝器實(shí)現(xiàn)。
24. 權(quán)利要求6的方法，其中經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)分支進(jìn)料管線將冷卻的后 處理反應(yīng)器流出物供應(yīng)到第 一烷基化催化劑。
25. 權(quán)利要求24的方法，其中第一烷基化催化劑包括豎直排列的3 10 個(gè)填充催化劑單元，且通過2~7個(gè)分支烯烴進(jìn)料管線將烯烴供應(yīng)到第一烷 基化催化劑，所述2 7個(gè)分支烯烴進(jìn)料管線對(duì)第一烷基化催化劑的豎直排 列的3~10個(gè)填充催化劑單元的下部中相等數(shù)目的填充催化劑單元供應(yīng)烯烴，其中填充催化劑單元的數(shù)目大于分支烯烴進(jìn)料管線的數(shù)目，從而使得上部填充催化劑單元無烯烴進(jìn)料管線；其中將冷卻的后處理反應(yīng)器流出物 分支為多個(gè)分支進(jìn)料管線，其數(shù)目等于烯烴分支管線的數(shù)目，將冷卻的后 處理反應(yīng)器流出物的各個(gè)分支進(jìn)料管線注入到各個(gè)供應(yīng)烯烴的下部填充催化劑單元之中。
26. 權(quán)利要求24的方法，其中第一烷基化催化劑包括豎直排列的4~8 個(gè)填充催化劑單元，且通過3 5個(gè)分支烯烴進(jìn)料管線將烯烴供應(yīng)到第一烷 基化催化劑，所述3~5個(gè)分支烯烴進(jìn)料管線對(duì)第一烷基化催化劑的豎直排其中填充催化劑單元的數(shù)目大于分支烯烴進(jìn)料管線的數(shù)目，從而使得上部 填充催化劑單元無烯烴進(jìn)料管線；其中將冷卻的后處理反應(yīng)器流出物分支 為若干分支進(jìn)料管線，其數(shù)目等于烯烴分支管線的數(shù)目，將冷卻的后處理 反應(yīng)器流出物的各個(gè)分支進(jìn)料管線注入到各個(gè)供應(yīng)烯烴的下部填充催化劑 單元之中。
27. 權(quán)利要求6的方法，還包括通過蒸餾法處理烷基化反應(yīng)器底部流出 物，所述蒸餾法能夠?qū)⑺璧耐榛甲寤衔锱c烷基化反應(yīng)器底部流出物的其它組分分離。
28. —種生產(chǎn)烷基化芳族化合物的方法，其包括以下步驟a) 將一種或多種芳族化合物和一種或多種烯烴引入催化蒸餾單元之中，該催化蒸餾單元具有第一烷基化催化劑的至少兩個(gè)下部床，最下部床 和最上部床，在烷基化反應(yīng)條件下以液相-氣相組合模式運(yùn)行該催化蒸餾單 元，產(chǎn)生從該最下部床下面排出的液態(tài)烷基化反應(yīng)器底部流出物和從該最 上部床之上排出的烷基化反應(yīng)器氣態(tài)頂部物流，其中該底部流出物包括烷 基化芳族化合物和未反應(yīng)的芳族化合物，該頂部物流包括未反應(yīng)的芳族化 合物和未反應(yīng)的烯烴；b) 通過使用適宜的吸收劑基本上將烷基化反應(yīng)器氣態(tài)頂部物流中的 所有烷基化芳族化合物除去，從而生產(chǎn)凈化的烷基化反應(yīng)器頂部物流，其 中所述吸收劑在未反應(yīng)的芳族化合物和未反應(yīng)的烯烴存在下能夠選擇性地 除去烷基化芳族化合物；c) 將所述凈化的烷基化反應(yīng)器頂部物流冷凝，形成冷凝的和凈化的烷 基化反應(yīng)器頂部物流；將所述冷凝的和凈化的烷基化反應(yīng)器頂部物流導(dǎo)至后處理反應(yīng)器之中，該后處理反應(yīng)器具有第二烷基化催化劑且在烷基化反 應(yīng)條件下在液相運(yùn)行，其中將凈化的烷基化反應(yīng)器頂部物流中未反應(yīng)的芳 族化合物和未反應(yīng)的烯烴轉(zhuǎn)化為烷基化芳族化合物，其中未反應(yīng)的烯烴基 本上完全消耗掉，從而產(chǎn)生包含烷基化芳族化合物和基本上無未反應(yīng)的烯烴的后處理反應(yīng)器流出物；d) 將所述后處理反應(yīng)器流出物中全部揮發(fā)性化合物的大部分除去，形成汽提過的后處理反應(yīng)器流出物；e) 將汽提過的后處理反應(yīng)器流出物的至少一部分冷卻到足夠低的溫 度，以將催化蒸餾單元中芳族化合物蒸汽的至少一部分冷凝，從而形成汽 提并冷卻過的后處理反應(yīng)器流出物；以及f) 在催化蒸餾單元運(yùn)行期間將所述汽提并冷卻過的后處理反應(yīng)器流出 物導(dǎo)至所述第一催化劑的至少兩個(gè)下部床之上。
29. —種生產(chǎn)烷基化芳族化合物的方法，其包括下列步驟a) 將一種或多種芳族化合物和一種或多種烯烴引入具有第一烷基化催 化劑的催化蒸餾單元之中，所述催化蒸餾單元包括豎直排列的3 10個(gè)填充 催化劑單元，且具有最下部的填充催化劑單元和最上部的填充催化劑單元； 在烷基化反應(yīng)條件下以液相-氣相組合模式運(yùn)行該催化蒸餾單元，產(chǎn)生在該 最底部的催化劑單元之下排出的液態(tài)烷基化反應(yīng)器底部流出物和在該最上 部的催化劑單元之上排出的烷基化反應(yīng)器氣態(tài)頂部物流，其中該底部流出 物包括烷基化芳族化合物和未反應(yīng)的芳族化合物，該頂部物流包括未反應(yīng) 的芳族化合物和未反應(yīng)的烯烴；其中通過2~7個(gè)分支烯烴進(jìn)料管線將烯烴 供應(yīng)到第一烷基化催化劑，所述2~7個(gè)分支烯烴進(jìn)料管線對(duì)第一烷基化催 化劑的豎直排列的3 10個(gè)填充催化劑單元的下部中相等數(shù)目的填充催化劑 單元進(jìn)料，其中填充催化劑單元的數(shù)目大于分支烯烴進(jìn)料管線的數(shù)目，從 而使得上部填充催化劑單元無歸烴進(jìn)料管線；b) 通過使用適宜的吸收劑基本上將烷基化反應(yīng)器氣態(tài)頂部物流中的 所有烷基化芳族化合物除去，從而生產(chǎn)凈化的烷基化反應(yīng)器頂部物流，其 中所述吸收劑在未反應(yīng)的芳族化合物和未反應(yīng)的烯烴存在下能夠選擇性地 除去烷基化芳族化合物；c) 將所述凈化的烷基化反應(yīng)器頂部物流冷凝，形成冷凝的和凈化的烷 基化反應(yīng)器頂部物流；將所述冷凝的和凈化的烷基化反應(yīng)器頂部物流導(dǎo)至具有第二； 之中，應(yīng)的烯烴轉(zhuǎn)化為烷基化芳族化合物，其中未反應(yīng)的烯烴基本上完全消耗掉， 從而產(chǎn)生包含烷基化芳族化合物和基本上無未反應(yīng)的烯烴的后處理反應(yīng)器 流出物；d) 將所述后處理反應(yīng)器流出物中全部揮發(fā)性化合物的大部分除去，形 成汽提過的后處理反應(yīng)器流出物；e) 將所述后處理反應(yīng)器流出物的至少一部分冷卻到足夠低的溫度，以 將催化蒸餾單元中芳族化合物蒸汽的至少一部分冷凝，從而形成汽提并冷 卻過的后處理反應(yīng)器流出物；以及f) 在催化蒸餾單元運(yùn)行期間將所述汽提并冷卻過的后處理反應(yīng)器流出 物導(dǎo)向所述第一烷基化催化劑，其中冷卻的后處理反應(yīng)器流出物分支為多 個(gè)分支進(jìn)料管線，其數(shù)目等于或大于烯烴分支管線的數(shù)目；將冷卻的后處 理反應(yīng)器流出物的各個(gè)分支進(jìn)料管線注入到各個(gè)供應(yīng)烯烴的下部填充催化 劑單元之上。
30. 權(quán)利要求29的方法，其中在整個(gè)下部催化劑單元烯烴分壓的變化 不大于約5%。
31. 用于生產(chǎn)烷基化芳族化合物的設(shè)備，其包括a) 催化蒸餾單元，其具有第一烷基化催化劑，用于排出液態(tài)烷基化反 應(yīng)器底部流出物的在第 一烷基化催化劑的最底部之下的烷基化反應(yīng)器底部 出口 ，和用于排出烷基化反應(yīng)器氣態(tài)頂部物流的在第一烷基化催化劑的最 上部之上的烷基化反應(yīng)器頂部出口 ，其中所述的催化蒸餾單元可在烷基化 反應(yīng)和蒸餾條件下在液相-氣相組合中運(yùn)行；b) 用于選擇性和基本上除去烷基化反應(yīng)器氣態(tài)頂部物流中所有烷基 化芳族化合物的裝置，以生產(chǎn)凈化的烷基化反應(yīng)器頂部物流；c) 用于將所述凈化的烷基化反應(yīng)器頂部物流冷凝并將其輸送到后處理 反應(yīng)器的裝置，該后處理反應(yīng)器具有第二烷基化催化劑和用于排出反應(yīng)后 的后處理反應(yīng)器流出物的后處理反應(yīng)器出口 ，其中所述的后處理反應(yīng)器可 在烷基化反應(yīng)下在液相運(yùn)行；d) 用于將所述后處理反應(yīng)器流出物冷卻到足夠低的溫度的裝置，以將 催化蒸餾單元中芳族化合物蒸汽的至少 一部分冷凝；以及e)用于將冷卻的后處理反應(yīng)器流出物導(dǎo)至第 一烷基化催化劑之中的裝置。
32. 權(quán)利要求31的設(shè)備，還包括用于在冷卻步驟(d)之前將后處理反應(yīng) 器流出物中任何揮發(fā)性化合物的主要部分去除的裝置，以形成汽提過的和 冷卻的后處理反應(yīng)器流出物。
33. 權(quán)利要求32的設(shè)備，其中所述第一烷基化催化劑包括至少兩個(gè)下 部床，最下部床和最上部床。
34. 權(quán)利要求33的設(shè)備，其中配置用于將汽提過的和冷卻的后處理反 應(yīng)器流出物導(dǎo)至第 一烷基化催化劑的至少兩個(gè)下部床之上的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及生產(chǎn)烷基化芳族化合物的方法，其包括在烷基化反應(yīng)條件下將烯烴和芳族化合物引入烷基化單元的至少第一和第二豎直間隔的催化反應(yīng)區(qū)，提供烷基化產(chǎn)物，其中所述第二催化反應(yīng)區(qū)位于第一催化反應(yīng)區(qū)之上；其中使來自所述至少第一和第二催化反應(yīng)區(qū)中每一個(gè)區(qū)的芳族化合物與冷卻裝置接觸，用于再冷凝由該烷基化方法的反應(yīng)放熱所蒸發(fā)的芳族化合物的至少一部分；其中通過各自的第一和第二烯烴進(jìn)料流以各自的烯烴進(jìn)料速率將烯烴引入所述至少第一和第二催化反應(yīng)區(qū)，使得在進(jìn)口到至少第一和第二催化反應(yīng)區(qū)的烯烴分壓的變化保持低于約10％。本發(fā)明還涉及用于實(shí)施本發(fā)明的烷基化方法的裝置。
文檔編號(hào)C07C15/073GK101516810SQ200780034736
公開日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2007年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月19日
發(fā)明者凱文·J·施溫特 申請(qǐng)人:魯姆斯科技公司