ТВЕРДЫЙ КИСЛОТНЫЙ КАТАЛИЗАТОР, ЕГО ПОЛУЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ

2
1. Твердый кислотный катализатор, имеющий удельный объем макропор в диапазоне, составляющем приблизительно от 0,30 до 0,50 мл/г, предпочтительно приблизительно от 0,30 до 0,40 мл/г, предпочтительнее по меньшей мере приблизительно 0,35 мл/г; соотношение удельного объема макропор и характеристической длины частиц катализатора в диапазоне, составляющем приблизительно от 1,0 до 2,5 мл/(г·мм), предпочтительно приблизительно от 1,1 до 1,8 мл/(г·мм); соотношение удельной площади поверхности и длины частиц катализатора в диапазоне, составляющем приблизительно от 3,40 до 4,50 м/мм, при этом макропоры означают поры, у которых диаметр составляет более чем 50 нм.
2. Твердый кислотный катализатор по п. 1, причем твердый кислотный катализатор дополнительно имеет одну или несколько из следующих характеристик:
характеристическая длина частиц катализатора в диапазоне, составляющем приблизительно от 0,15 до 0,4 мм, предпочтительно приблизительно от 0,18 до 0,36 мм, предпочтительнее приблизительно от 0,20 до 0,32 мм;
полный удельный объем пор, составляющий по меньшей мере приблизительно 0,40 мл/г, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 0,45 мл/г; и
2
2
удельная площадь поверхности, составляющая не менее чем приблизительно 500 м/г, предпочтительно не менее чем приблизительно 550 м/г.
3. Твердый кислотный катализатор по п. 1 или 2, причем твердый кислотный катализатор содержит твердый кислотный компонент и матричный материал, и при этом, по отношению к полной массе твердого кислотного компонента и матричного материала, твердый кислотный катализатор содержит приблизительно от 2 до 98 мас.% твердого кислотного компонента и приблизительно от 2 до 98 мас.% матричного материала, предпочтительно приблизительно от 5 до 95 мас.% твердого кислотного компонента и приблизительно от 5 до 95 мас.% матричного материала, предпочтительнее приблизительно от 15 до 85 мас.% твердого кислотного компонента и приблизительно от 15 до 85 мас.% матричного материала, особенно предпочтительно приблизительно от 20 до 80 мас.% твердого кислотного компонента и приблизительно от 20 до 80 мас.% матричного материала, наиболее предпочтительно приблизительно от 60 до 80 мас.% твердого кислотного компонента и приблизительно от 20 до 40 мас.% матричного материала.
4. Твердый кислотный катализатор по п. 3, причем твердый кислотный компонент содержит молекулярное сито, предпочтительно молекулярное сито представляет собой одно или несколько молекулярных сит, выбранных из группы, которую составляют молекулярные сита Y, молекулярные сита β, молекулярные сита MCM-22 и молекулярные сита MOR.
5. Твердый кислотный катализатор по п. 4, причем твердый кислотный компонент содержит молекулярное сито Y, имеющее параметр кристаллической решетки в диапазоне, составляющем приблизительно от 2,430 до 2,470 нм, предпочтительно приблизительно от 2,440 до 2,460 нм.
6. Твердый кислотный катализатор по любому из пп. 3-5, причем твердый кислотный компонент содержит одно или несколько веществ, выбранных из группы, которую составляют гетерополикислоты, двойной оксид кремния и алюминия, оксисульфаты, оксихлорид алюминия и глины.
7. Твердый кислотный катализатор по любому из пп. 3-6, в котором матричный материал представляет собой матричный материал на основе оксида алюминия.
8. Способ получения твердого кислотного катализатора по любому из пп. 1-7, включающий следующие стадии:
i) обеспечение суспензии, содержащей твердый кислотный компонент;
ii) смешивание суспензии, содержащей твердый кислотный компонент, с золем оксида алюминия и высушивание полученной в результате смеси; и
iii) смешивание высушенной смеси со способствующим экструзии веществом и пептизирующим веществом и формование,
причем золь оксида алюминия имеет размер частиц в диапазоне, составляющем приблизительно от 20 до 400 нм, предпочтительно приблизительно от 20 до 300 нм,
предпочтительно твердый кислотный компонент содержит одно или несколько веществ, выбранных из группы, которую составляют молекулярные сита, гетерополикислоты, двойной оксид кремния и алюминия, оксисульфаты, оксихлорид алюминия и глины.
9. Способ по п. 8, в котором золь оксида алюминия используется в количестве, составляющем приблизительно от 2 до 98 мас.%, предпочтительно приблизительно от 5 до 95 мас.%, предпочтительнее приблизительно от 15 до 85 мас.%, особенно предпочтительно приблизительно от 20 до 80 мас.%, и наиболее предпочтительно приблизительно от 20 до 40 мас.%, в пересчете на оксид алюминия и по отношению к полной массе твердого кислотного компонента и золь оксида алюминия.
10. Способ по п. 8 или 9, в котором способствующее экструзии вещество представляет собой по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, которую составляют порошок сесбании, щавелевая кислота, винная кислота и лимонная кислота, предпочтительно порошок сесбании; и, пептизирующее вещество представляет собой по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, которую составляют азотная кислота, хлористоводородная кислота, уксусная кислота, муравьиная кислота, лимонная кислота и трихлоруксусная кислота, предпочтительно оно представляет собой азотную кислоту.
2
11. Твердый кислотный катализатор алкилирования, содержащий металлический компонент, имеющий способность гидрирования, причем металлический компонент присутствует в количестве, составляющем приблизительно от 0,01 до 10 мас.%, предпочтительно приблизительно от 0,1 до 1 мас.%, в пересчете на металл и по отношению к массе катализатора алкилирования, и катализатор алкилирования имеет удельный объем макропор в диапазоне, составляющем приблизительно от 0,30 до 0,50 мл/г, предпочтительно приблизительно от 0,30 до 0,40 мл/г, предпочтительнее по меньшей мере приблизительно 0,35 мл/г; соотношение удельного объема макропор и характеристической длины частиц катализатора в диапазоне, составляющем приблизительно от 1,0 до 2,5 мл/(г·мм), предпочтительно приблизительно от 1,1 до 1,8 мл/(г·мм); соотношение удельной площади поверхности и длины частиц катализатора в диапазоне, составляющем приблизительно от 3,40 до 4,50 м/мм, при этом макропоры означают поры, у которых диаметр составляет более чем 50 нм.
12. Катализатор алкилирования по п. 11, в котором металл, имеющий способность гидрирования, представляет собой металл группы VIII, предпочтительно благородный металл группы VIII, предпочтительнее один или несколько металлов, представляющих собой родий, палладий и платину.
13. Катализатор алкилирования по п. 11 или 12, в котором металлический компонент, имеющий способность гидрирования, нанесен на твердый кислотный катализатор по любому из пп. 1-7.
14. Способ получения катализатор алкилирования по любому из пп. 11-13, включающий следующие стадии:
i) обеспечение формованного твердого кислотного катализатора,
ii) нанесение металла, имеющего способность гидрирования, на твердый кислотный катализатор для получения предшественника катализатора, и
iii) высушивание и прокаливание предшественника катализатора, полученного на стадии (ii), для получения катализатора алкилирования,
2
причем твердый кислотный катализатор имеет удельный объем макропор в диапазоне, составляющем приблизительно от 0,30 до 0,50 мл/г, предпочтительно приблизительно от 0,30 до 0,40 мл/г, соотношение удельного объема макропор и характеристической длины частиц катализатора в диапазоне, составляющем приблизительно от 1,0 до 2,5 мл/(г·мм), и соотношение удельной площади поверхности и длины частиц катализатора в диапазоне, составляющем приблизительно от 3,40 до 4,50 м/мм, при этом макропоры означают поры, у которых диаметр составляет более чем 50 нм.
15. Способ получения катализатор алкилирования по любому из пп. 11-13, включающий следующие стадии:
i) обеспечение суспензии, содержащей твердый кислотный компонент;
ii) смешивание суспензии, содержащей твердый кислотный компонент, с золем оксида алюминия и предшественником металла, имеющего способность гидрирования, и высушивание полученной в результате смеси, и
iii) смешивание высушенной смеси со способствующим экструзии веществом и пептизирующим веществом и формование,
причем золь оксида алюминия имеет размер частиц в диапазоне, составляющем приблизительно от 20 до 400 нм, предпочтительно приблизительно от 20 до 300 нм,
предпочтительно твердый кислотный компонент содержит одно или несколько веществ, выбранных из группы, которую составляют молекулярные сита, гетерополикислоты, двойной оксид кремния и алюминия, оксисульфаты, оксихлорид алюминия и глины.
4
6
3
6
16. Способ алкилирования, включающий стадию введения изопарафина в реакцию алкилирования с олефином в присутствии твердого кислотного катализатора по любому из пп. 1-7 и/или катализатора алкилирования по любому из пп. 11-13, изопарафин предпочтительно содержит изопарафин C-C, предпочтительно дополнительно содержит изобутан; олефин предпочтительно содержит моноолефин C-C и предпочтительно дополнительно содержит один или несколько олефинов, представляющих собой 1-бутен, 2-бутен и изобутилен.
17. Способ по п. 16, в котором реакция алкилирования осуществляется в следующих условиях:
кат
температура составляет приблизительно от 30 до 100°C, давление составляет приблизительно от 1,5 до 5,0 МПа, скорость подачи составляет приблизительно от 10 до 3000 мл/(г·ч), и молярное соотношение изопарафина и олефина составляет приблизительно от 6 до 1000;
предпочтительно реакция алкилирования осуществляется в следующих условиях:
кат
температура составляет приблизительно от 40 до 100°C, давление составляет приблизительно от 2,0 до 5,0 МПа, скорость подачи составляет приблизительно от 10 до 2000 мл/(г·ч), и молярное соотношение изопарафина и олефина составляет приблизительно от 15 до 1000.