[发明专利]降低分子筛低聚反应中的含氮路易斯碱

说明书

技术领域

本申请是中国专利申请200780008391.X的分案申请。本发明涉及通过分子筛特别是沸石催化且受由进料带入的特定含氮组分影响的低聚反应中或关于该低聚反应的改善。

背景技术

通过分子筛，或特别是沸石催化剂的以形成高分子量产品的烯烃或烯烃聚合物的缩合反应是公知的。这类缩合反应此处称作低聚反应，以及产物为低分子量低聚物，其通过将直至12，一般2、3或4，但直至5、6、7，或甚至8个烯烃分子彼此缩合而形成。如此处使用的，术语“低聚反应”用来指形成低聚物和/或聚合物的方法。低分子量烯烃(如乙烯、丙烯、2-甲基丙烯、1-丁烯和2-丁烯，戊烯和己烯)能通过分子筛催化剂由低聚反应而转化为由低聚物组成的产物，以及它作为高辛烷值汽油混合材料有价值，可将其用为或混入馏出物型液体燃料或作为润滑剂，或作为用于生产化学中间体和最终产物的原材料。这样的化学中间体和最终产物包括高纯度烃物流体或溶剂、醇类、清洁剂和酯如增塑剂酯和合成润滑剂。

工业上的使用分子筛催化剂的低聚反应通常在多个管式或室反应器中进行，类似于那些使用固体磷酸(SPA)催化剂的方法。采用SPA催化剂，由于催化剂粒料的焦化和/或膨胀，催化剂床或多个床的压差数值在运行持续期间逐步增加，并且当在反应器达到最大容许压力降时，反应器运行通常终止。分子筛催化剂不显示出类似于SPA催化剂的压差增加。因此使用分子筛催化剂的低聚反应反应器特征在于较长的反应器运行长度，以及一般当催化剂活性跌至不可接收的低水平时停产。采用这项催化剂，能达到的反应器运行长度因此对进料中的减活催化剂的化合物或杂质如催化剂毒物更加敏感得多。强碱如质子碱或布朗斯台德碱已知为酸性的分子筛低聚反应催化剂的毒物。烃物流中这样的碱性化合物常为含氮化合物如胺和酰胺，以及为了低聚反应通常将它们从进料中除去，包括那些使用分子筛催化剂的低聚反应。这样的有机含氮布朗斯台德碱特征在于至少一个氢原子键合到氮原子，且为已知的质子受体。其它有机氮组分不具有任何氢原子键合到氮，以及其氮原子可以有三个键到1、2或3个围绕的碳原子。然而这些氮原子还具有自由电子对，因此仍然能作为碱性物质，称为路易斯碱。路易斯碱与布朗斯台德碱相比是弱得多的碱，因此对于酸催化方法通常忽略不计或者不视为毒物。

美国专利4973790公开了一种通过沸石催化剂的C₂到C₁₀烯烃的低聚反应的方法，该方法包括去除碱性氮化合物的进料预处理步骤。这局限于去除胺类如二乙醇-胺，其为布朗斯台德碱且具有强碱性。它不涉及含氮路易斯碱。

美国专利4153638公开了一种在金属取代合成云母蒙脱石催化剂存在下聚合C₂-C₅烯烃以形成汽油和馏出物沸腾范围低聚物产品的方法，其中的金属取代合成云母蒙脱石催化剂为2:1层-点阵铝硅酸盐矿物，具有不能作为分子筛的结构。它公开了从进料中除去氮，但也将其本身局限于从酸性气体洗涤中去除胺。

美国专利申请2004/0097773A1公开了一种低聚异丁烯的方法。它公开了从原料流中去除氮成分，包括乙腈和N-甲基吡咯烷酮。两种化合物为含氮路易斯碱。用于US2004/0097773的催化剂为其中已经将一些酸性质子交换为金属离子的固体、酸性离子交换树脂。美国专利申请2002/103406A1公开了一种采用镍基催化剂低聚烯烃的方法，该烯烃起源于氧合化合物到烯烃的方法。在US2002/103406方法中的烯烃流具有低含氮量，低至按重量计0.3ppm。因此该流非常适于采用镍基催化剂的低聚反应，因为这些物质已知对毒物如氮化合物特别敏感。US2002/103406中的方法不包含从低聚反应进料中除去氮的处理，且未使用分子筛作为低聚反应催化剂。

美国专利申请2005/0137442A1和2005/0152819A1公开了将包括许多路易斯碱化合物如乙腈、N-甲基-吡咯烷酮，吗啉如N-甲酰基吗啉、吡啶和喹啉的氮化合物从采用分子筛催化剂的芳香族化合物转化方法的芳香族进料中去除。这些公开内容未涉及采用这样的催化剂并在不同条件下操作的低聚反应方法的进料。

我们现在已经发现当这些较弱的含氮路易斯碱存在于使用分子筛催化剂的低聚反应方法进料时，它们能具有意料不到的强催化剂减活效果，尽管它们公认仅是弱碱。因此，存在使用分子筛催化剂低聚反应方法的需要，该方法能够使用包括含氮路易斯碱组分的进料。

发明内容

本发明提供了一种烯烃低聚反应的方法，该方法包括：