具有在先氢化的在酸性离子液体存在下的烃转化方法_2

文档序号:8435215阅读:来源:国知局
优选使用除了两种 上述组分(可氢化的芳族烃和可转化的,优选可异构化的非芳族烃)外包含既不可氢化也 不可进行烃转化,更具体为异构化的其他组分,例如烃类的烃混合物(HM1)。任选地,该类混 合物还可以包含本身不为烃但可与其溶混的化合物。
[0021] 烃混合物(HM1)的单个组分可以相互以任何所需浓度/比例存在。烃混合物(HM1) 优选包含至少90重量%,优选至少95重量%具有5-8个碳原子的烃,只要i)所用烃中至 少一种为可氢化芳烃以及ii)所用烃中至少一种为可转化的非芳烃。烃类可以是饱和或不 饱和的和/或环状、线性或支化的。更具体而言,烃混合物(HM1)包含10-60重量%,更优 选20-50重量%MCP和/或1-30重量%,更优选4-20重量%苯。
[0022] 在本发明的优选实施方案中,烃混合物(HM1)包含苯、甲基环戊烷(MCP)以及至少 一种选自环己烷、环戊烷、烯烃和无环c5-c8链烷烃的其他化合物。在该实施方案中,其他化 合物优选还包括至少一种选自线性或支化c5链烷烃、环戊烷和线性或支化c6链烷烃的低沸 物。术语"烯烃"除了线性单不饱和烯烃如戊烯或己烯外还包括环状烯烃,尤其是环己烯, 还有二烯烃和环状二烯烃。此外,(:5-(:8链烷烃还包括标准沸点>78 °C的化合物,下文也称为 "高沸物"。
[0023] 更优选该烃混合物(HM1)包含苯、甲基环戊烷(MCP)以及至少一种选自环己烷、正 己烷、异己烷类、正庚烷、异庚烷类、甲基环己烷或二甲基环戊烷类的其他烃。
[0024] 若烃混合物(HM1)还包含标准沸点>78°C的高沸物,尤其是二甲基戊烷类(DMP), 则这些高沸物,尤其是DMP,优选在进行本发明的步骤a)之前从烃混合物(HM1)除去。该高 沸物除去因此优选连接在该氢化的上游。该高沸物除去通常在优选为精馏塔的蒸馏设备中 进行,优选从相应蒸馏设备的底部除去。从烃混合物(HM1)中除去标准沸点>78°C的高沸物 优选完全或基本完全(基于存在于该起始混合物中的全部高沸物,尤其是全部DMP异构体 的量低至2% )进行。
[0025] 本发明的上述实施方案一也称为在先高沸物除去一具有重要的优点,尤其是当标 准沸点>78°C的高沸物包含DMP时且当在氢化中和/或优选在异构化形式的烃转化中制备 环己烷时。其原因是在实际环己烷制备方法之前,可以避免从环己烷工艺产物中异常复杂 地分离,尤其是蒸馏DMP。这在DMP为2, 4-二甲基戊烷(2, 4-DMP)且后者以浓度>100ppm 存在于该起始混合物中时尤其如此。这在纯或高纯环己烷的制备中明显降低能量强度和设 备复杂性。
[0026] 在本发明上下文中,烃混合物(HM1)的氢化在适合该目的的设备(V)中进行,该设 备优选包括至少一个氢化反应器(HR)。在该设备(V)中优选将苯氢化成环己烷,其中氢化 优选使用氢气进行。额外优选在液相中进行氢化。
[0027] 至少一种芳烃在步骤a)中的氢化,优选将苯氢化成环己烷,通常在合适催化剂存 在下进行。合适的催化剂原则上是本领域熟练技术人员已知用于该目的的所有催化剂,例 如根据US-A3, 311,667的在硅藻土上的金属催化剂或根据EPA1 995 297的金属催化 剂,其中优选使用的金属是铂族元素、锡或钴和钼。
[0028] 优选在如下催化剂存在下进行氢化,该催化剂包含至少一种元素周期表(PTE)第 8-10族元素,例如铁、钴、镍或钌(对应于PTE的CAS版的VIIIB过渡族),尤其是镍或钌作 为活性金属(也称为金属组分或活性组分)。额外优选将该活性金属施用于载体材料(载 体)。合适的载体原则上是本领域熟练技术人员已知的所有载体,例如含Si02载体、含氧化 锆载体或含氧化铝载体。特别优选使用在含氧化铝载体上包含镍作为活性金属的催化剂。
[0029] 氢化直接以对本领域熟练技术人员本身已知的方式进行并操作,优选在任选冷却 的回路(将一部分流出反应器的混合物再循环到流入反应器的混合物中,任选在所述进料 上游或下游设置冷却单元)中操作的主反应器和以单程操作,即没有再循环的下游后反应 器的组合。此时,该设备(V)因此包括两个氢化反应器(HR)。
[0030] 氢化反应器(HR)优选被设计成没有内部冷却的固定床反应器。此时优选操作氢 化以使得连续监测进料和出料混合物之间的温差并在该值降至特定目标值以下时提高入 口温度。额外优选氢化反应器以喷淋模式操作。
[0031] 额外优选氢化的下游为一个在其中进行减压至压力在该后反应器中产生的压力 以下的设备。这得到包含事先溶解在烃混合物中的氢气并且在任何情况下被压缩并再循环 到氢化反应器(HR)的至少一个中的气体料流。
[0032] 氢化优选在50-200 °C,更优选100-180 °C的温度和/或10-300巴abs.,更优选 30-200巴abs?的压力下进行。
[0033] 在发明方法中额外优选芳烃,尤其是苯(和任何存在于烃混合物(HM1)中的其他 不饱和化合物)在氢化中的总转化率为至少90%,更优选99%,和/或芳烃,尤其是苯(和 任何存在于烃混合物(HM1)中的其他不饱和化合物)在烃混合物(HM2)中的残留含量为1 重量%,优选至多0. 1重量%,更优选至多0. 01重量%。
[0034] 由于该氢化,在本发明的步骤a)中得到烃混合物(HM2),其组成主要在已氢化化 合物上不同于烃混合物(HM1)。因此,烃混合物(HM2)包含至少一种通过氢化芳烃而形成的 烃以及至少一种已经存在于(HM1)中的非芳烃。此外,烃混合物(HM2)包含所有按照烃混 合物(HM1)的在该氢化中没有化学改变的其他组分以及任何通过烯烃或二烯烃的氢化形 成的烃。若存在于烃混合物(HM1)中的芳烃为苯,则烃混合物(HM2)相应地包含环己烷。
[0035] 烃混合物(HM2)优选包含环己烷、MCP、不超过0.1重量%的芳烃以及可能的话至 少一种选自烯烃和无环C5-C8链烷烃的其他化合物。更优选烃混合物(HM2)包含环己烷、 甲基环戊烷(MCP)以及至少一种选自环己烷、正己烷、异己烷类、正庚烷、异庚烷类、甲基环 己烷或二甲基环戊烷类的其他烃。
[0036] 在本发明方法的步骤b)中,至少一种存在于(HM2)中的非芳烃的烃转化在酸性离 子液体存在下进行。
[0037] 烃转化本身对本领域熟练技术人员是已知的。该烃转化优选选自烷基化、聚合、二 聚、齐聚、酰化、易位、聚合或共聚、异构化、羰基化或其组合。烷基化、异构化、聚合等对本领 域熟练技术人员是已知的。在本发明上下文中,尤其优选该烃转化为异构化。
[0038] 在本发明上下文中,该烃转化优选在具有组成KlAlnX(3n+1j^酸性离子液体存在下 进行,其中K1为一价阳离子,X为卤素且l〈n〈2. 5。该类酸性离子液体对本领域熟练技术人 员是已知的;它们(除了其他离子液体外)例如公开于WO2011/069929中。例如,可以使 用两种或更多种酸性离子液体的混合物,优选使用一种酸性离子液体。
[0039]K1优选为未取代或至少部分烷基化的铵离子或杂环(一价)阳离子,尤其是吡啶 镛离子、咪唑镥离子、哒嗪镥离子、吡唑镦离子、咪唑啉镛离子、噻唑餚离子、三唑镥 离子、吡咯烷销'离子、咪唑烷鐵离子或鱗离子。X优选为氯或溴。
[0040] 该酸性离子液体更优选包含作为阳离子的至少部分烷基化铵离子或杂环阳离子 和/或作为阴离子的具有组成AlnCl(3n+1j^氯铝酸根离子,其中l〈n〈2.5。该至少部分烷基 化铵离子优选包含1、2或3个(各自)具有1-10个碳原子的烷基。若相应铵离子存在两 个或三个烷基取代基,则相应链长可以独立选择;优选所有烷基取代基具有相同链长。特别 优选链长为1-3个碳原子的三烷基化铵离子。该杂环阳离子优选为咪唑销离子或吡啶镇 离子。
[0041] 该酸性离子液体尤其优选包含作为阳离子的至少部分烷基化铵离子和作为阴离 子的具有组成AlnClfe+1j^氯铝酸根离子,其中
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