專利名稱：離子液體衍生的烴產物的加氫脫氯的制作方法
技術領域：
本發明涉及離子液體衍生的烴產物的加氫脫氯。
背景技術：
輕質鏈烷烴和輕質烯烴的煉油工業產品轉化為更有價值的餾分已通過鏈烷烴與烯烴的烷基化和通過烯烴的聚合得到實現。自1940年以來使用的這類工藝，仍將繼續通過對高品質和清潔燃燒的高辛烷值汽油、餾出物(disti I late)和潤滑基礎油的逐漸提高的要求而加以驅動。常規烷基化工藝使用大量H2SO4或HF作為催化劑。對替代常規催化劑的備選催化系統的尋求已由學術和工業機構中多個團體進行了研究。遺憾的是，迄今為止，尚未有對常·規工藝的可行替代方式實現商業化。最近對金屬鹵化物離子液體催化劑作為常規催化劑的替代物引起相當大的興趣。作為實例，Timken等的美國專利No. 7，432，408中公開了用烯烴將異鏈烷烴進行離子液體催化烷基化。Elomari等的美國專利No. 7，572，943公開了離子液體催化烯烴低聚和用異鏈烷烴將所得低聚物烷基化以產生烷基化的烯烴低聚物。例如‘408專利所公開，HCl作為離子液體助催化劑的存在提供了提高的催化活性水平。典型地，可以將無水HCl或有機氯化物與離子液體進料結合以獲得所需的催化活性和選擇性水平(參見例如Elomari的美國專利No. 7，495，144和Harris的7，531，707)。當有機氯化物用作離子液體的助催化劑時，可以在烴轉化工藝期間于反應器中原位形成HCl。離子液體催化烴轉化的烴產物例如烷基化物或餾出物或基礎油，通常含有大量在反應期間產生的有機氯化物組分。會期望將所述有機氯化物組分從這類烴產物移除以例如防止在液體燃料燃燒期間形成不希望的副產物(參見例如Dr i ver等的美國專利No. 7，538，256，通過引用將其公開內容以其全文并入本文)。對于將得自離子液體催化烴轉化反應的烴產物有效脫氯的工藝存在需要。對于從加氫脫氯廢氣移除HCl也存在需要。附圖簡要描述

圖1A表示了根據本發明一個實施方案的合并的烴轉化、加氫脫氯和氯化氫回收工藝的方案；圖1B表示了根據本發明另一個實施方案的合并的烴轉化、加氫脫氯和氯化氫回收工藝的方案；圖2顯示了根據本發明的一個實施方案加氫脫氯的烷基化物產物與含氯烷基化物進料相對比的沸點分布；和圖3顯示了使來自烷基化物餾出物加氫脫氯的含HCl的廢氣與包含沸石4A的吸附劑接觸的HCl穿透曲線。概述本發明提供了將得自離子液體催化烴轉化反應的烴產物加氫脫氯的工藝。本發明還提供了將得自加氫脫氯廢氣的HCl回收的工藝。本發明還提供了一種整合(integrated)的烴轉化、加氫脫氯和HCl回收工藝，其中從脫氯工藝回收的HCl可以用作離子液體催化烴轉化反應的催化劑促進劑。根據本發明的一個方面，提供了一種整合的烴轉化工藝，該工藝包括在烴轉化區中于烴轉化條件下使至少一種烴反應物與離子液體催化劑接觸以提供包含至少一種含鹵組分的至少一種烴產物；以及在加氫脫氯區中于氫存在下在加氫脫氯條件下使所述至少一種烴產物與加氫脫氯催化劑接觸以提供i)至少一種脫氯產物和ii)包含HCl的廢氣。所述至少一種烴產物的第一氯化物含量可以大于50ppm，所述脫氯產物的氯化物含量低于所述，小于50ppm，典型地小于lOppm。在一個實施方案中，本發明還提供了氯化氫回收工藝，該工藝包括在氫存在下于加氫脫氯條件下使至少一種烴產物與加氫脫氯催化劑接觸以提供i)包含HCl的廢氣，和ii)脫氯產物；將所述脫氯產物與廢氣分離；在吸附HCl的條件下使所述廢氣與吸附劑接觸 使得HCl被該吸附劑吸附；以及，在之前步驟后，從所述吸附劑回收HC1。所述脫氯產物可以包含烷基化物汽油、噴氣燃料、柴油燃料、基礎油、或它們的組合。在另一個實施方案中，本發明還提供了一種烴轉化和加氫脫氯工藝，該工藝包括在烴轉化區中于烴轉化條件下使至少一種烴反應物與離子液體催化劑接觸以提供與混合聚合物結合的用過的離子液體；在催化劑再生區中使至少部分所述用過的離子液體進行再生以提供再活化的離子液體催化劑和自由的混合聚合物；在之前步驟后，將所述混合聚合物與離子液體催化劑分離；以及在之前步驟后，在加氫脫氯區中于氫存在下在加氫脫氯條件下使分離出的混合聚合物與加氫脫氯催化劑接觸以提供脫氯產物。如本文所使用的，術語“包含”和“包括”是指包括該術語后所確定的指定要素或步驟，但是沒有必要排除其它未指定的要素或步驟。詳述離子液體催化劑可以用于一系列烴轉化過程，包括鏈烷烴烷基化、鏈烷烴異構化、烯烴異構化、烯烴二聚、烯烴低聚、烯烴聚合和芳族化合物烷基化。本申請人現已發現來自離子液體催化烴轉化工藝的產物和副產物可以通過在加氫脫氯區中于氫存在下在相對低的壓力下與加氫脫氯催化劑接觸進行有效脫氯，從而提供含HCl的廢氣和脫氯產物，其中所述脫氯產物的氯化物含量足夠低從而允許將產物用于調和到煉廠產品中。本申請人還發現可以從脫氯廢氣回收HC1，從而提供再循環到離子液體催化烴轉化工藝的HC1。本文提及的術語“周期表”是日期為2007年6月22日的元素周期表的IUPAC版本，并且該周期表族的編號方案為如化學和工程信息，63 (5)，27 (1985)中所描述。離子液體催化劑在一個實施方案中，根據本發明的工藝可以使用包含至少一種金屬鹵化物和至少一種季銨鹵化物和/或至少一種胺氫鹵化物(halohydride)的催化組合物。離子液體催化劑可以是任何鹵鋁酸鹽離子液體催化劑，例如，包含通式N+R4F的烷基取代的季胺鹵化物、烷基取代的吡啶鎗鹵化物、或烷基取代的咪唑鎗鹵化物。作為實例，用于實踐本發明的離子液體可以由以下通式A和B表示，
權利要求
1.整合的烴轉化工藝，該工藝包括a)在烴轉化區中于烴轉化條件下使至少一種烴反應物與離子液體催化劑接觸以提供至少一種烴包含至少一種含鹵組分的產物；以及b)在加氫脫氯區中于氫存在下在加氫脫氯條件下使所述至少一種烴產物與加氫脫氯催化劑接觸以提供i)至少一種脫氯產物和ii)包含HCl的廢氣，其中所述至少一種烴產物的第一氯化物含量大于50ppm,所述脫氯產物的第二氯化物含量小于50ppm。
2.根據權利要求1的工藝，其中所述至少一種烴產物的第一氯化物含量大于約 IOOppm,所述至少一種脫氯產物的第二氯化物含量小于約lOppm。
3.根據權利要求1的工藝，該工藝還包括c)將所述至少一種脫氯產物與廢氣分離；d)在吸附HCl的條件下使所述廢氣與吸附劑接觸使得HCl被該吸附劑吸附以提供無 HCl的廢氣；以及e)在步驟d)后，從所述吸附劑回收HCl。
4.根據權利要求1的工藝，其中所述至少一種烴反應物包含C4-Cltl異鏈烷烴和C2-Cltl 烯烴。
5.根據權利要求1的工藝，其中所述至少一種烴產物選自烷基化物汽油、柴油燃料、噴氣燃料、基礎油和它們的混合物。
6.根據權利要求1的工藝，該工藝還包括f)在步驟b)之前，將所述至少一種烴產物給進到蒸餾單元以提供至少一種蒸餾烴產物，并且其中在步驟b)中與加氫脫氯催化劑接觸的至少一種烴產物包含所述至少一種蒸餾烴產物。
7.根據權利要求1的工藝，該工藝還包括g)在步驟b)后，將所述至少一種脫氯產物給進到蒸餾單元。
8.根據權利要求1的工藝，其中所述至少一種脫氯產物包含氯化物含量小于50ppm的烷基化物汽油。
9.根據權利要求1的工藝，其中所述離子液體催化劑包含氯鋁酸鹽離子液體，并且所述加氫脫氯催化劑包含選自第6、8、9、10和11族元素的元素以及它們的混合物，以金屬、氧化物或硫化物形式存在。
10.根據權利要求1的工藝，其中所述吸附劑選自分子篩、耐高溫氧化物、活性炭和它們的組合。
11.根據權利要求1的工藝，其中步驟b)包括在約300華氏度-750華氏度的溫度、約 100-5000psig的壓力、約O. 1-50的液時空速(LHSV)進料速率、和約50-8000標準立方英尺 /桶(SCFB)至少一種烴產物的氫氣供給量下，使所述烴產物與所述加氫脫氯催化劑接觸。
12.根據權利要求3的工藝，該工藝還包括h)將來自步驟e)的HCl給進到所述烴轉化區。
13.根據權利要求3的工藝，其中所述無HCl的廢氣包含H2,并且該工藝還包括i)將來自步驟d)的無HCl的廢氣再循環到加氫脫氯區。
14.根據權利要求3的工藝，其中所述工藝在無水條件下實施。
15.加氫脫氯和氯化氫回收工藝，該工藝包括a)在氫存在下在加氫脫氯條件下使至少一種烴產物與加氫脫氯催化劑接觸以提供i)包含HCl的廢氣和ii)脫氯產物；b)將所述脫氯產物與所述廢氣分離；c)在吸附HCl的條件下使所述廢氣與吸附劑接觸使得HCl被該吸附劑吸附；以及d)在步驟c)后，從所述吸附劑回收HCl。
16.根據權利要求15的工藝，其中所述加氫脫氯條件包括約300華氏度-750華氏度的反應溫度，約100-5000psig的反應壓力，約O. 1-50的液時空速(LHSV)進料速率，和約 50-8000標準立方英尺/桶(SCFB)至少一種烴產物的氫氣供給量。
17.根據權利要求15的工藝，其中所述加氫脫氯催化劑包含選自第6、8、9、10和11族元素的元素以及它們的混合物，以金屬、氧化物或硫化物形式存在。
18.根據權利要求15的工藝，其中步驟b)包括在約50華氏度-600華氏度的溫度下將所述脫氯產物作為液體分離出，以及步驟d)包括使所述吸附劑與回收載氣接觸，其中使HCl從所述吸附劑解吸附。
19.根據權利要求15的工藝，其中所述吸附劑選自分子篩、耐高溫氧化物、活性炭和它們的組合。
20.根據權利要求15的工藝，其中所述吸附劑包含選自3A、4A、5A、13X、13Y、USY、 ZSM-5、ZSM-22、ZSM-23、ZSM-35、ZSM-48、MCM-22、MCM-35、MCM-58、SAP0-5、SAP0-11、SAP0-35 和VP1-5的分子篩。
21.根據權利要求15的工藝，其中所述至少一種烴產物選自通過在烴轉化區中于烴轉化條件下使至少一種烴反應物與離子液體催化劑接觸而獲得的烷基化物汽油、柴油燃料、噴氣燃料、基礎油和它們的混合物，其中所述至少一種烴產物的第一氯化物含量大于 50ppm,而所述脫氯產物的第二氯化物含量小于約lOppm。
22.烴轉化和加氫脫氯工藝，該工藝包括a)在烴轉化區中于烴轉化條件下使至少一種烴反應物與離子液體催化劑接觸以提供與混合聚合物結合的用過的離子液體；b)在催化劑再生區中使至少一部分所述用過的離子液體再生以提供再活化的離子液體催化劑和自由的混合聚合物；c)在步驟b)后，將所述自由的混合聚合物與離子液體催化劑分離；以及d)在步驟c)后，在加氫脫氯區中于氫存在下在加氫脫氯條件下使所述自由的混合聚合物與加氫脫氯催化劑接觸以提供脫氯產物。
23.根據權利要求22的工藝，其中所述脫氯產物包含氯化物含量小于約IOppm的中間餾分燃料。
24.根據權利要求22的工藝，其中所述脫氯產物包含氯化物含量小于約IOppm的柴油燃料。
25.根據權利要求22的工藝，其中所述脫氯產物包含氯化物含量小于約IOppm的基礎油。
26.根據權利要求22的工藝，其中所述加氫脫氯催化劑包含選自第6、8、9、10和11族元素的元素以及它們的混合物，以金屬、氧化物或硫化物形式存在。
27.根據權利要求22的工藝，其中步驟d)包括使所述混合聚合物與加氫脫氯催化劑接觸以進一步提供包含HCl的廢氣，并且該工藝還包括e)在HCl吸附區中使所述廢氣與吸附劑接觸，其中HCl被該吸附劑吸附從而提供無 HCl的廢氣；以及f)在步驟e)后，從所述吸附劑回收HCl。
28.根據權利要求27的工藝，其中所述無HCl的廢氣包含H2,并且該工藝還包括g)將來自步驟e)的無HCl的廢氣再循環到所述加氫脫氯區。
全文摘要
將得自離子液體催化烴轉化反應的一種或多種烴產物加氫脫氯的工藝提供了脫氯產物和含HCl的廢氣。所述脫氯產物提供了液體燃料或潤滑基礎油，并且可以將HCl從所述廢氣回收用于再循環到所述離子液體催化烴轉化反應中作為催化劑促進劑。
文檔編號B01J31/02GK103025687SQ201180036736
公開日2013年4月3日 申請日期2011年5月25日 優先權日2010年7月30日
發明者B-Z·詹, H·K·提姆肯, Z·何, R·庫珀 申請人:雪佛龍美國公司