1.一种长链烷基芳烃的催化合成方法,其特征在于,所述方法包括:
先将原料芳烃输入固定床烷基化反应器中,充满反应器;再将原料芳烃、原料C6~C24长链烯烃以及添加料长链烷基芳烃溶剂或长链烷烃溶剂的混合物输入固定床反应器中,与SBA-15型介孔分子筛烷基化固体酸催化剂接触,在温度100~300℃、压力0.2~10.0MPa、进料总质量空速0.1~20.0h-1、芳烃与长链烯烃物质的量之比2:1~50:1、长链烷基芳烃溶剂或长链烷烃溶剂与长链烯烃物质的量之比0~20:1的液相反应条件下,进行芳烃与长链烯烃烷基化反应,生成产物长链烷基芳烃;将烷基化反应器流出物的一部分作为循环到反应器的循环流体,另一部分作为去蒸馏分离系统分离出过剩的原料和产物的流出流体,循环流体与流出流体体积流量之比的循环比为0~80;
其中,所述芳烃为苯、甲苯、乙苯、二甲苯、甲基乙基苯、丙基苯、二乙基苯中的一种或两种以上任意比例的混合物;
所述长链烷基芳烃溶剂选自含有C6~C24长链烷基的苯、甲苯、乙苯、二甲苯、甲基乙基苯、丙基苯、二乙基苯中的一种或两种以上任意比例的混合物;
所述长链烷烃溶剂选自C6~C24长链烷烃中的一种或两种以上任意比例的混合物;
所述SBA-15型介孔分子筛烷基化固体酸催化剂的组成为:SBA-15型介孔分子筛、粘结剂、负载物;
并且,SBA-15型介孔分子筛中:Al2O3与SiO2物质的量之比为0.01~0.2:1,碱土金属氧化物与SiO2物质的量之比为0.01~0.2:1,稀土金属氧化物与SiO2物质的量之比为0.0~
0.1:1;
SBA-15型介孔分子筛与粘结剂质量比为0.5~8:1;
所述负载物选自ZrO2、WO3、P2O5、F,ZrO2负载质量占催化剂总质量0~30%,WO3负载质量占催化剂总质量0~30%,P2O5负载质量占催化剂总质量0~30%,F负载质量占催化剂总质量0~6%;
所述粘结剂选自Al2O3、硅溶胶、硅藻土中的一种或两种以上任意比例的混合物;
所述碱土金属氧化物选自BeO、MgO、CaO、SrO、BaO中的一种或两种以上任意比例的混合物;
所述稀土金属氧化物选自La2O3、CeO2中的一种或两种任意比例的混合物。
2.如权利要求1所述长链烷基芳烃的催化合成方法,其特征在于,烷基化反应之前,首先对所述SBA-15型介孔分子筛烷基化固体酸催化剂进行如下活化处理:在10℃~500℃、氮气流量与烷基化催化剂质量之比0.01~0.5m3/(h﹒g)条件下进行氮气吹扫活化处理0.5~
24h。
3.如权利要求1所述长链烷基芳烃的催化合成方法,其特征在于,所述烷基化反应条件-1
为:温度150~280℃、压力0.5~8.0MPa、进料总质量空速0.2~5.0h 、芳烃与长链烯烃物质的量之比5:1~30:1、长链烷基芳烃溶剂或长链烷烃溶剂与长链烯烃物质的量之比2~10:
1,烷基化反应器的循环流体与去蒸馏分离系统的流出流体体积流量之比的循环比为0~
50。
4.如权利要求1所述长链烷基芳烃的催化合成方法,其特征在于,所述芳烃、长链烯烃、长链烷基芳烃溶剂或长链烷烃溶剂也可在吸附精制后输入烷基化反应器进行反应;所述的吸附精制条件为:吸附温度0~280℃、压力0.1~10MPa、质量空速0.2~20h-1,持续吸附时间
10~2000h;
吸附剂为下列之一或其中两种以上任意比例的混合物:5A分子筛、13X分子筛、HY分子筛、USY分子筛、活性白土、活性氧化铝、WO3/Al2O3、WO3-ZrO2/Al2O3、P/Al2O3、F/Al2O3、多孔硅胶、活性炭、磷铝分子筛或含取代元素的磷铝分子筛组合物、SBA-15型分子筛或负载改性的SBA-15型分子筛、MCM-41型分子筛或负载改性的MCM-41型分子筛、Hβ分子筛、H-Moderite型分子筛、HZSM-20型分子筛或负载改性的HZSM-20型分子筛。
5.如权利要求1所述长链烷基芳烃的催化合成方法,其特征在于,以介孔分子筛催化剂作为第一段烷基化催化剂,孔径较大的负载型固体酸催化剂作为第二段烷基化催化剂,进行如下两段烷基化反应串联操作:将介孔分子筛催化剂催化的第一段烷基化反应器流出物输入到第二段反应器,与负载型固体酸催化剂接触,在温度100~300℃、压力0.2~10.0MPa、进料总质量空速0.1~-1
20.0h 范围内的液相反应条件下,进行第二段烷基化催化反应;
所述负载型固体酸催化剂选自活性白土、含氟黏土、负载酸性化合物的三氧化铝、二氧化硅、蒙脱土中的一种或两种以上任意比例的混合物,所述酸性化合物为下列之一或其中两种以上任意比例的混合物:ZrO2、WO3、硫酸、磷酸、氢氟酸、氟化铵、磷钨杂多酸、硅钨杂多酸、磷钼杂多酸、磷钨杂多酸艳盐、硅钨杂多酸艳盐、磷钼杂多酸艳盐、硼酸、氯化铝、氯化锌、氯化铁、氯化铜、氯化铬,所述酸性化合物的负载质量所占总质量分数为0.1~50%。
6.如权利要求1所述长链烷基芳烃的催化合成方法,其特征在于,采取如下烧焦再生过程对失活的烷基化催化剂进行烧焦再生:停止进烷基化反应原料以后,首先向反应器输入氮气,氮气流量与催化剂质量之比为
0.01~0.5m3/(h﹒g),氮气吹扫1~24h,完成氮气吹扫操作;然后,输入空气,空气流量与催化剂质量之比为0.05~0.25m3/(h﹒g),以0.2~5.0℃/min的加热速率,将空气烧焦再生从初始温度100~400℃升高到终止温度450~650℃,并终温恒温烧焦1.0~24.0h;最后,输入氮气,氮气流量与催化剂质量之比为0.01~0.5m3/(h﹒g),将反应器催化剂床层温度从最终烧焦温度降低到烷基化反应温度,并继续氮气吹扫1~24h,完成催化剂烧焦再生操作。
7.如权利要求1所述长链烷基芳烃的催化合成方法,其特征在于,对烷基化反应器流出物或其蒸馏分离得到的长链烷基芳烃馏分进行加氢精制,加氢精制过程如下:使用上端进料的固定床加氢反应装置,采取先输入氢气充满反应器,再输入氢气、烷基化反应器流出物或其蒸馏分离得到的长链烷基芳烃馏分的进料方式,反应流体与负载型加氢催化剂接触,在温度50℃~350℃、压力0.5~10.0MPa、质量空速0.2~20h-1、氢油体积比
200~5000的反应条件下进行加氢精制反应,脱除加氢原料中的微量烯烃杂质;
所述的负载型加氢催化剂的金属活性组分选自金属Pd、Pt、Sn中的一种或两种以上任意比例的混合物,载体为多孔性氧化铝、氧化硅、活性炭、5A分子筛、13X分子筛、SBA-15分子筛、MCM-41分子筛中的一种或两种以上任意比例的混合物,金属活性组分所占的质量分数为0.1~10%。
8.如权利要求1所述长链烷基芳烃的催化合成方法,其特征在于,所述SBA-15型介孔分子筛烷基化固体酸催化剂中,Al2O3源自一水合氧化铝、勃姆石、拟薄水铝石、铝溶胶、铝凝胶、异丙醇铝中的一种或两种以上任意比例的混合物;SiO2源自硅溶胶、正硅酸乙酯、正硅酸甲酯中的一种或两种以上任意比例的混合物。
9.如权利要求1所述长链烷基芳烃的催化合成方法,其特征在于,所述SBA-15型介孔分子筛烷基化固体酸催化剂中,碱土金属氧化物源自碱土金属硝酸盐或乙酸盐;稀土金属氧化物源自稀土金属硝酸盐、草酸盐、碳酸盐中的一种或两种以上任意比例的混合物。
10.如权利要求1所述长链烷基芳烃的催化合成方法,其特征在于,所述SBA-15型介孔分子筛烷基化固体酸催化剂中,ZrO2源自硝酸氧锆;WO3源自偏钨酸铵、偏钨酸中的一种或两种任意比例的混合物;P2O5源自磷酸、磷酸二氢铵、磷酸三甲酯中的一种或两种以上任意比例的混合物;F源自氢氟酸、氟化铵中的一种或两种任意比例的混合物。