BRPI0806714B1 - processo para produzir um composto alquilaromático - Google Patents
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Abstract
alquilação de fase líquida com vários catalisadores. esta invenção refere-se a um processo para produzir um composto alquilaromático em um sistema reacional de multiestágios compreendendo pelo menos uma primeira e segunda zonas de reação de alquilação ligadas em série, cada uma contendo um catalisador de alquilação. uma primeira carga compreendendo um composto aromático alquilatável e impurezas reativas, e uma segunda carga compreendendo um alqueno e impurezas reativas, são introduzidas na primeira zona de reação de alquilação. as primeira e segunda zonas de reação de alquilação são operadas em condições de temperatura e pressão eficazes para causar a alquilação do composto aromático com o alqueno na presença do catalisador de alquilação, a temperatura e a pressão sendo tais que o composto aromático está pelo menos parcialmente na fase líquida, o catalisador de alquilação na primeira zona de reação de alquilação, que pode ser um leito de proteção do reator, tem mais pontos ácidos por unidade de volume do catalisador do que o catalisador de alquilação na segunda zona de reação.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO PARA PRODUZIR UM COMPOSTO ALQUILAROMÁTICO".
Campo A presente invenção refere-se a um processo para a produção de compostos alquilaromáticos, particularmente etilbenzeno.
Antecedentes Etilbenzeno é uma matéria-prima essencial na produção de esti-reno e é produzido pela reação de etileno e benzeno na presença de um catalisador ácido. As antigas instalações de produção de etilbenzeno, construídas tipicamente antes de 1980, utilizavam AICI3 ou BF3 como o catalisador ácido. Instalações mais recentes estão de modo geral trocando para catalisadores ácidos à base de zeólito.
Tradicionalmente, etilbenzeno tem sido produzido em sistemas de reator de fase vapor, nos quais a reação de etilação de benzeno com etileno é realizada a uma temperatura de cerca de 380-420Ό e uma pressão de 9-15 kg/cm2-g em vários leitos fixos de catalisador à base de zeólito. Etileno reage exotermicamente com benzeno para formar etilbenzeno, embora também ocorram reações em cadeia e reações secundárias indesejáveis. Cerca de 15% do etilbenzeno formado reage ainda com etileno para formar isômeros de dietilbenzeno (DEB), isômeros de trietilben-zeno (TEB) e produtos aromáticos mais pesados. Todos esses produtos de reação em cadeia são comumente chamados de benzenos polietilados (PEBs). Além das reações de etilação, a formação de isômeros de xileno como produtos de traço ocorre por reações secundárias. Esta formação de xileno em processos em fase vapor pode render um produto de etilbenzeno com cerca de 0,05-0,20 % em peso de xilenos. Os xilenos aparecem como uma impureza no produto de estireno subsequente, e geralmente são considerados indesejados.
Para minimizar a formação de PEBs, é aplicado um excesso es-tequiométrico de benzeno, cerca de 400-900% por passe, dependendo da otimização do processo. O efluente do reator de etilação contém cerca de 70-85 % em peso de benzeno não reagido, cerca de 12-20 % em peso de produto de etilbenzeno e cerca de 3-4 % em peso de PEBs. Para evitar uma perda de rendimento, os PEBs são novamente convertidos em etilbenzeno por transalquiiação com benzeno adicional, normalmente em um reator de transalquilação separado. A título exemplo, a etilação em fase vapor de benzeno sobre zeólito de aluminossilicato cristalino ZSM-5 está descrita nas Patentes US N°s 3.751.504 (Keown et al.), 3.751.506 (Burress), e 3.755.483 (Burress).
Nos últimos anos a tendência na indústria vem sendo a troca dos reatores de fase vapor por reatores de fase líquida. Os reatores de fase líquida operam a uma temperatura de cerca de 170-250°C, que está abaixo da temperatura crítica do benzeno (cerca de 290°C). Uma vantagem do reator de fase líquida é a formação muito baixa de xilenos e outros subprodutos indesejáveis. A taxa da reação de etilação normalmente é mais baixa comparada à fase vapor, mas a temperatura mais baixa proposta da reação em fase líquida geralmente compensa em termos econômicos pelos pontos negativos associados ao volume mais alto de catalisador. Portanto, devido à cinética das temperaturas de etilação mais baixas, resultantes do catalisador em fase líquida, a taxa das reações em cadeia que formam PEBs é consideravelmente mais baixa; a saber, cerca de 5-8% do etilbenzeno são convertidos em PEBs nas reações em fase líquida versus os 15-20% convertidos nas reações em fase vapor. Por conseguinte, o excesso estequiométrico de benzeno em sistemas em fase líquida é tipicamente 150-400%, comparados aos 400-900% em fase vapor. A etilação de benzeno em fase líquida usando zeólito beta como o catalisador está descrita na Patente US N° 4.891.458 e nas Publicações de Patente Européias N°s 0432814 e 0629549. Mais recentemente foi descrito que o MCM-22 e seus análogos estruturais são úteis nessas reações de alquilação/transalquilação, vide, por exemplo, Patente US N° 4.992.606 (MCM-22), Patente US N° 5.258.565 (MCM-36), Patente US N° 5.371.310 (MCM-49), Patente US N° 5.453.554 (MCM-56), Patente US N° 5.149.894 (SSZ-25); Patente US N° 6.077.498 (ITQ-1); e Patente US N° 6.231.751 (ITQ-2).
Os processos comerciais de produção de etilbenzeno em fase líquida geralmente empregam uma pluralidade de zonas de reação de alqui-lação ligados em série, cada uma contendo um leito de catalisador de alqui-lação. A maior parte, se não todo, do benzeno normalmente é introduzida em uma primeira zona de reação de entrada, ao passo que a carga de etile-no é tipicamente dividida substancialmente em partes iguais entre as zonas de reação. Venenos podem entrar e entram no sistema de reação de alqui-lação com as cargas de etileno e de benzeno e o sistema de alquilação frequentemente inclui um leito de proteção reativo desviável, que normalmente fica localizado em um pré-reator separado do resto do sistema de alquilação. O leito de proteção reativo também é carregado com catalisador de al-quilação e é mantido em condições ambientes ou em condições que vão até as condições de alquilação. Benzeno e pelo menos uma porção do etileno são passados através do leito de proteção reativo antes de entrarem na zona de entrada das zonas de reação de alquilação ligadas em série. O leito de proteção reativo não serve apenas para efetuar a reação de alquilação desejada mas também é usado para remover todas as impurezas reativas nas cargas, tais como compostos de nitrogênio, que do contrário envenenariam o restante do catalisador de alquilação.
Em virtude dos venenos nas cargas de benzeno e etileno, o catalisador no leito de proteção reativo, ou onde não há leito de proteção reativo, o catalisador na zona de reação de alquilação de entrada, é submetido a uma desativação mais rápida, e por conseguinte requer regeneração e/ou substituição mais frequentes que o restante do catalisador de alquilação. Para reduzir o custo e o tempo de produção perdido potencial envolvidos nesta regeneração e/ou substituição, há um interesse significativo no desenvolvimento de processos de alquilação que maximizem a extensão de ciclo do catalisador no leito de proteção reativo e/ou na zona de reação de alquilação de entrada.
Embora a discussão precedente tenha se concentrado na produção de etilbenzeno, será percebido que comentários similares se aplicam à produção de outros compostos alquilaromáticos, tais como cumeno e sec- butilbenzeno, nos quais o grupo de alquilação compreende outros (C2-C5) alquenos inferiores, tais como propileno e 1-buteno e/ou 2-buteno. A presente invenção fornece um processo de alquilação de aromáticos que permite o uso de um catalisador no leito de proteção reativo ou no leito de entrada (primeira zona de reação de alquilação) que apresenta uma capacidade de veneno aumentada (em termos de moles de veneno por unidade de massa do catalisador base), como resultado disso, 0 leito de proteção reativo ou o leito de entrada apresenta uma duração de ciclo aumentada entre as trocas de catalisador. Isto pode ser realizado através do fornecimento de um catalisador de alquilação no leito de proteção reativo ou no leito de entrada que tem uma quantidade de pontos ácidos por unidade de massa do catalisador maior que o catalisador de alquilação no segundo leito (segunda zona de reação de alquilação). A Patente US N° 5.998.687 descreve um processo para produzir etilbenzeno compreendendo: a) contatar uma primeira carga compreendendo benzeno e etileno com um primeiro catalisador compreendendo zeólito beta em uma primeira zona de catalisador em primeiras condições de alquilação para obter um primeiro efluente, e remover o primeiro efluente da primeira zona de catalisador a uma primeira temperatura; e b) contatar uma segunda carga incluindo pelo menos uma porção do primeiro efluente e compreendendo etileno e benzeno com um segundo catalisador compreendendo zeólito Y em uma segunda zona de catalisador em segundas condições de alquilação para obter um segundo efluente compreendendo etilbenzeno, e remover 0 segundo efluente da segunda zona de catalisador a uma segunda temperatura, onde a segunda temperatura é mais alta que a primeira temperatura. A Patente US N° 6.057.485 descreve um processo para produzir etilbenzeno por alquilação em fase gasosa sobre uma carga mista de catalisadores de alquilação à base de silicalito monoclínico com diferentes proporções de sílica/alumina. Uma carga de alimentação contendo benzeno e etileno é aplicada em uma zona de reação de alquilação de multiestágios tendo uma pluralidade de leitos de catalisador ligados em série. Pelo menos um leito de catalisador contém um primeiro catalisador à base de silicalito monoclínico tendo uma proporção de sílica/alumina de pelo menos 275 e pelo menos um outro leito de catalisador que contém um segundo catalisador à base de silicalito monoclínico tendo uma proporção de sílica/alumina menor que cerca de 275. A zona de reação de alquilação é operada em condições de temperatura e pressão nas quais o benzeno está na fase gasosa para causar alquilação em fase gasosa do substrato aromático na presença do catalisador à base de silicalito monoclínico para produzir um produto de alquilação. O produto de alquilação é então removido da zona de reação para separação e recuperação. Afirma-se que o uso de cargas mistas de catalisador permite que seja produzido com eficiências melhores um produto de etilbenzeno de maior pureza do que aquele que seria produzido se somente um dos catalisadores fosse usado isoladamente. A Patente US N° 6.995.295 descreve um processo para produzir um composto alquilaromático por reação de um composto aromático alquila-tável com uma carga compreendendo um alqueno e um alcano em um sistema reacional de multiestágios compreendendo uma pluralidade de zonas de reação de alquilação ligadas em série, cada zona contendo um catalisador de alquilação. O processo compreende: (a) operar pelo menos uma das referidas zonas de reação de alquilação em condições de temperatura e pressão eficazes para causar a alquilação do referido composto aromático com o referido alqueno na presença do referido catalisador de alquilação e manter a referida temperatura e a referida pressão estando de modo que parte do referido composto aromático fique na fase vapor e parte fique na fase líquida; (b) remover da referida zona de reação de alquilação um efluente compreendendo o referido composto alquilaromático, composto aromático alquilatável não reagido, qualquer alqueno não reagido e o referido alcano (c) remover pelo menos parte do referido alcano do efluente da referida uma zona de reação de alquilação para produzir um efluente exaurido de alcano; e (d) fornecer o referido efluente exaurido de alcano para uma outra das referidas zonas de reação de alquilação. O processo pode empregar um leito de proteção reativo desviável que fica localizado em um pré-reator se- parado do restante do sistema de aiquilação e que é carregado com catalisador de aiquilação, que pode ser o mesmo catalisador usado nas zonas de reação de aiquilação ou um catalisador diferente daquele.
Sumário Em um aspecto, a presente invenção reside em um processo para produzir um composto alquilaromático, o processo compreendendo: (a) introduzir uma primeira carga compreendendo um composto aromático alquilatável e uma segunda carga compreendendo um alqueno em uma primeira zona de reação de aiquilação compreendendo um primeiro catalisador de aiquilação, onde o primeiro catalisador de aiquilação tem uma primeira quantidade de pontos ácidos por unidade de massa do catalisador; (b) operar a referida primeira zona de reação de aiquilação em condições eficazes para causar aiquilação do referido composto aromático alquilatável pelo referido alqueno para produzir o referido composto alquila-romático, as referidas condições sendo tais que o referido composto aromático alquilatável está pelo menos parcialmente na fase líquida; (c) remover da referida primeira zona de reação de aiquilação um primeiro efluente compreendendo o referido composto alquilaromático e composto aromático alquilatável não reagido; (d) introduzir pelo menos parte do referido primeiro efluente e uma terceira carga compreendendo o referido alqueno em uma segunda zona de reação de aiquilação compreendendo um segundo catalisador de aiquilação, onde o segundo catalisador de aiquilação tem uma segunda quantidade de pontos ácidos por unidade de massa do catalisador e onde a referida segunda quantidade é menor que a referida primeira quantidade; (e) operar a referida segunda zona de reação de aiquilação em condições eficazes para causar aiquilação do referido composto aromático alquilatável não reagido pelo referido alqueno para produzir o referido composto alquilaromático, as referidas condições sendo tais que o referido composto aromático alquilatável está pelo menos parcialmente na fase líquida; e (f) remover da referida segunda zona de reação de aiquilação um segundo efluente compreendendo o referido composto alquilaromático.
Em uma modalidade, cada um dos referidos primeiro e segundo catalisadores de alquilação compreende uma peneira molecular de alumi-nossilicato e a proporção molar de sílica para alumina do primeiro catalisador de alquilação é menor que a proporção molar de sílica para alumina do segundo catalisador de alquilação.
Convenientemente, cada um dos referidos primeiro e segundo catalisadores de alquilação compreende uma peneira molecular selecionada de zeólito beta, zeólito Y, Y ultraestável (USY) e um zeólito da família MCM-22. Em uma modalidade, o referido primeiro catalisador de alquilação compreende MCM-49 e o referido segundo catalisador de alquilação compreende MCM-22.
Em uma outra modalidade, cada um dos referidos primeiro e segundo catalisadores de alquilação compreende ainda um aglutinante e a proporção em peso do aglutinante para a peneira molecular no primeiro catalisador de alquilação é menor que a proporção em peso do aglutinante para a peneira molecular no segundo catalisador de alquilação.
Convenientemente, as primeira e segunda zonas de reação de alquilação estão contidas no mesmo reator de alquilação. Alternativamente, a primeira zona de reação de alquilação é um reator de leito de proteção desviável e a segunda zona de reação de alquilação está em um reator separado contendo pelo menos uma outra zona de reação de alquilação ligada em série com a referida segunda zona de reação de alquilação.
Em uma modalidade, o referido alqueno inclui etileno, o referido composto aromático alquilatável inclui benzeno e o referido composto alqui-laromático inclui etilbenzeno. Convenientemente, as condições em (b) e/ou (e) incluem uma temperatura de cerca de 120°C a cerca de 270°C e uma pressão de cerca de 675 kPa a cerca de 8300 kPa.
Em uma outra modalidade, o referido alqueno inclui propileno, o referido composto aromático alquilatável inclui benzeno e o referido composto alquilaromático inclui cumeno. Convenientemente, as condições em (b) e/ou (e) incluem uma temperatura de cerca de 75°C a cerca de 250°C e uma pressão de cerca de 1000 kPa a cerca de 5000 kPa.
Em ainda uma outra modalidade, o referido alqueno inclui 1-buteno e/ou 2-buteno, o referido composto aromático alquilatável inclui ben-zeno e o referido composto alquilaromático inclui sec-butilbenzeno. Convenientemente, as condições em (b) e/ou (e) incluem uma temperatura de cerca de 75°C a cerca de 250°C e uma pressão de cerca de 500 kPa a cerca de 4000 kPa.
Breve Descrição dos Desenhos Figure 1 é um fluxograma de um processo para produzir etilben-zeno de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção.
Figure 2 é um fluxograma de um processo para produzir etilben-zeno de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção. Descrição Detalhada das Modalidades A presente invenção oferece um processo pelo menos parcialmente em fase líquida para produzir compostos alquilaromáticos a partir de cargas de um composto aromático alquilatável e um alqueno em pelo menos duas zonas de reação de alquilação ligadas em série, de preferência em uma pluralidade de zonas de reação de alquilação ligadas em série, cada uma contendo um leito de catalisador de alquilação. Tipicamente, as zonas de reação de alquilação são dispostas aos pares, com um ou mais pares estando contidos no mesmo reator de alquilação. Geralmente, como a reação de alquilação é exotérmica, é fornecido um resfriamento de interestá-gios entre pares adjacentes de zonas de reação.
Frequentemente, o sistema de alquilação inclui um leito de proteção reativo desviável além de, a montante de, e em série com, qualquer uma das zonas de reação de alquilação ligadas em série ou pelo menos uma outra zona de reação de alquilação. O leito de proteção reativo geralmente fica localizado em um pré-reator separado do resto do sistema de alquilação. O leito de proteção reativo também é carregado com catalisador de alquilação, que pode ser igual ou diferente do catalisador usado no sistema de reação de alquilação multiestágios ligado em série, e é mantido em condições ambientes ou em condições que vão até as condições de alquilação, isto é, condições em que o composto aromático alquilatável está pelo menos parcialmente na fase líquida. O leito de proteção reativo não serve apenas para efetuar a reação de alquilação desejada mas também é usado para remover todas as impurezas reativas nas cargas, tais como compostos de nitrogênio, que do contrário poderíam envenenar o restante do catalisador de alquilação. O catalisador no leito de proteção está, portanto, sujeito à regeneração e/ou substituição mais frequente que o restante do catalisador de alquilação e por conseguinte o leito de proteção normalmente é dotado de um circuito de desvio para as cargas de alimentação de alquilação possam ser alimentadas diretamente nas zonas de reação de alquilação ligadas em série quando o leito de proteção não estiver operante ou onde não se desejar usar o leito de proteção. O leito de proteção reativo pode ser operado em fase totalmente líquida ou em fase mista em operação cocorrente ascendente ou descendente.
Cada zona de reação de alquilação é operada sob condições eficazes não só para causar alquilação do composto aromático com o al-queno na presença do catalisador de alquilação, como também para resultar no composto aromático estando pelo menos parcialmente na fase líquida. Mais particularmente, como será discutido em maiores detalhes abaixo, as condições operacionais em cada zona de reação de alquilação são controladas para que o composto aromático alquilatável esteja completamente na fase líquida ou parcialmente na fase líquida e parcialmente na fase vapor. Exceto se o composto aromático alquilatável estiver completamente na fase líquida, as condições operacionais em cada zona de reação de alquilação geralmente são controladas para que a proporção do volume de líquido para o volume de vapor em cada zona de reação seja de cerca de 0,1 a cerca de 10, mais particularmente de cerca de 0,2 a cerca de 5, desejavelmente de cerca de 0,4 a cerca de 2,0 e, de preferência de cerca de 0,5 a cerca de 1. Para determinar a proporção de volume líquido para vapor em uma dada zona de reação, o volume total de todos os reagentes na fase líquida na zona de reação é dividido pelo volume total de todos os reagentes na fase vapor na zona de reação. O efluente de cada zona de reação de alquilação compreende o composto alquilaromático desejado, composto aromático alquilatável não reagido, qualquer alqueno não reagido (espera-se que conversão total de alqueno seja 98-99,99+%), e quaisquer impurezas. O efluente de cada zona de reação de alquilação, exceto aquele proveniente da zona de reação de alquilação final, é então transportado para a zona de reação de alquilação subsequente onde uma carga de alimentação de alqueno adicional é adicionada para reagir com o composto aromático não reagido.
Em uma modalidade da invenção, o sistema de reação de alquilação de multiestágios ligado em série usado no processo da invenção é altamente seletivo para o produto monoalquilado desejado, tal como etilben-zeno, mas normalmente produz pelo menos alguma espécie polialquilada, tal como dietilbenzeno. Portanto o estágio de alquilação final compreende o produto monoalquilado desejado e as espécies polialquiladas junto com alqueno não reagido (se houver) e composto aromático alquilado não reagido. Este efluente é levado para o trem de separação onde o alqueno não reagido, o composto aromático alquilado não reagido, e o produto monoalquilado desejado são separados consecutivamente. A espécie polialquilada remanescente é introduzida em um reator de transalquilação, que normalmente é separado do reator de alquilação, onde o produto monoalquilado adicional é produzido pela reação da espécie polialquilada com composto aromático adicional.
Reaqentes Os reagentes usados no processo da invenção incluem um composto aromático alquilatável e um agente alquilante do tipo alqueno. O termo "aromático" em relação aos compostos alquilatáveis que são úteis nesta invenção deve ser entendido de acordo com seu escopo reconhecido na técnica que inclui compostos mononucleares e polinucleares alquila substituídas e não-substituídas. Compostos de caráter aromático que possuem um heteroátomo também são úteis contanto que eles não ajam para desativar completamente o catalisador envenenando o catalisador nas condições reacionais selecionadas.
Os compostos aromáticos substituídos que podem ser alquila- dos nesta invenção devem possuir pelo menos um átomo de hidrogênio diretamente ligado ao núcleo aromático. Os anéis aromáticos podem ser substituídos com um ou mais grupos alquila, arila, alcarila, alcóxi, arilóxi, cicloalquila, halogeneto, e/ou outros grupos que não interfiram na reação de alquilação.
Hidrocarbonetos aromáticos adequados incluem benzeno, nafta-leno, antraceno, naftaceno, perileno, coroneno, e fenantreno, com benzeno sendo preferido.
Geralmente, os grupos alquila que podem estar presentes como substituintes no composto aromático contêm cerca de 1 a 22 átomos de carbono e usualmente cerca de 1 a 8 átomos de carbono, e mais usualmente cerca de 1 a 4 átomos de carbono.
Compostos aromáticos de alquila substituídas adequados incluem tolueno, xileno, isopropilbenzeno, n-propilbenzeno, alfa-metilnaftaleno, etilbenzeno, mesitileno, dureno, cimenos, butilbenzeno, pseudocumeno, o-dietilbenzeno, m-dietilbenzeno, p-dietilbenzeno, isoamilbenzeno, iso-hexilbenzeno, pentaetilbenzeno, pentametilbenzeno; 1,2,3,4-tetraetilbenzeno; 1,2,3,5-tetrametilbenzeno; 1,2,4-trietilbenzeno; 1,2,3-trimetilbenzeno, m-butiltolueno; p-butiltolueno; 3,5-dietiltolueno; o-etiltolueno; p-etiltolueno; m-propiltolueno; 4-etil-m-xileno; dimetilnaftalenos; etilnaftaleno; 2,3-dimetilantraceno; 9-etilantraceno; 2-metilantraceno; o-metilantraceno; 9,10-dimetilfenantreno; e 3-metil-fenantreno. Hidrocarbonetos de alquila aromáticos de peso molecular mais alto também podem ser usados como materiais de partida e incluem hidrocarbonetos aromáticos tais como aqueles que são produzidos pela alquilação de hidrocarbonetos aromáticos com oligômeros de olefina. Tais produtos são frequentemente chamados na técnica de alquilato e incluem hexilbenzeno, nonilbenzeno, dodecilbenzeno, pentadecilbenzeno, hexiltolueno, noniltolueno, dodeciltolueno, pentadecito-lueno, etc. Muito frequentemente o alquilato é obtido como uma fração de alto ponto de ebulição no qual o grupo alquila preso ao núcleo aromático varia de tamanho de cerca de Ce a cerca de C-i2.
Reformiato ou uma fração do mesmo contendo quantidades substanciais de benzeno (>1%), tolueno e/ou xileno constitui uma carga particularmente útil para o processo de alquilação desta invenção.
Agentes alquileno do tipo alqueno adequados úteis no processo desta invenção incluem alqueno, tais como etileno, propileno, 1-buteno e 2-buteno, de preferência etileno.
De preferência, os reagentes no processo da invenção são benzeno e etileno e o produto reacional desejado é etilbenzeno.
Catalisadores de alquilação Em uma modalidade, o catalisador de alquilação empregado nas zonas de alquilação ou o catalisador de alquilação empregado em cada zona de reação de alquilação, incluindo o leito de proteção reativo, compreende pelo menos uma peneira molecular de poros médios com um índice de constrição de 2-12 (como definido na Patente US N° 4,016,218). Peneiras moleculares de poros médios adequadas incluem ZSM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-22, ZSM-23, ZSM-35, e ZSM-48. ZSM-5 está descrito detalhadamente na Patente US N° 3,702,886 e Re. 29.948. ZSM-11 está descrito detalhadamente na Patente US N° 3.709.979. ZSM-12 está descrito na Patente US N° 3.832.449. ZSM-22 está descrito na Patente US N° 4.556.477. ZSM-23 está descrito na Patente US N° 4.076.842. ZSM-35 está descrito na Patente US N° 4.016.245. ZSM-48 está mais particularmente descrito na Patente US N° 4.234.231.
Em uma outra modalidade, o catalisador de alquilação empregado nas zonas de alquilação ou o catalisador de alquilação empregado em cada zona de reação de alquilação, incluindo o leito de proteção reativo, compreende pelo menos uma peneira molecular da família de MCM-22. Conforme usado neste relatório, o termo "peneira molecular da família de MCM-22" (ou "material da família de MCM-22" ou "material da família do MCM-22" ou "zeólito da família de MCM-22 ") inclui um ou mais de: • peneiras moleculares feitas de uma célula unitária de bloco de construção cristalino de primeiro grau comum, célula unitária esta que tem a topologia de estrutura MWW. (Uma célula unitária é um arranjo espacial de átomos que, se disposta no espaço tridimensional, descreve a estrutura de cristal. Tais estruturas de cristal estão discutidas em "Atlas of Zeolite Framework Types", Fifth edition, 2001, cujo conteúdo está aqui incorporado em sua integridade a título de referência); • peneiras moleculares feitas de um bloco de construção de segundo grau comum, sendo uma disposição bidimensional de tais células unitárias de topologia de estrutura MWW, formando uma monocamada da espessura de uma célula unitária, de preferência uma espessura de células unitárias c; • peneiras moleculares feitas de blocos de construção de segundo grau comuns, sendo camadas da espessura de uma ou mais de uma célula unitária, onde a camada de espessura de mais de uma célula unitária é feita através de empilhamento, aperto ou ligação de pelo menos duas monocama-das da espessura de uma célula unitária. O empilhamento de tais blocos de construção de segundo grau pode se dar de maneira regular, de maneira irregular, de maneira aleatória, ou qualquer combinação destas; e • peneiras moleculares feitas por qualquer combinação bidimensional ou tridimensional regular ou aleatória de células unitárias tendo a topologia de estrutura MWW.
Peneiras moleculares da família de MCM-22 incluem as peneiras moleculares que têm um padrão de difração de raios X incluindo máximos de espaçamento d a 12,4±0,25, 6,9±0,15, 3,57±0,07 e 3,42±0,07 Angstrom. Os dados de difração de raios X usados para caracterizar o material são obtidos por técnicas tradicionais usando o dubleto K-alfa de cobre como radiação incidente e um difratrômetro equipado com um contador de cintila-ção e um computador associado como o sistema de coleta de dados.
Materiais da família de MCM-22 incluem MCM-22 (descrito na Patente US N° 4.954.325), PSH-3 (descrito na Patente US N° 4.439.409), SSZ-25 (descrito na Patente US N° 4.826.667), ERB-1 (descrito na Patente Européia N° 0293032), ITQ-1 (descrito na Patente US N° 6.077.498), ITQ-2 (descrito na Publicação de Patente Internacional N° WO97/17290), MCM-36 (descrito na Patente US N° 5.250.277), MCM-49 (descrito na Patente US N° 5.236.575), MCM-56 (descrito na Patente US N° 5.362.697), UZM-8 (descrito na Patente US N° 6.756.030), e misturas dos mesmos.
Em uma outra modalidade, o catalisador de alquilação empregado na ou em cada zona de reação de alquilação, incluindo o leito de proteção reativo, compreende uma ou mais peneiras moleculares de poros grandes com um índice de constrição menor que 2. Peneiras moleculares de poros grandes adequadas incluem zeólito beta, zeólito Y, Y ultraestável (USY), Y desaluminizado (Deal Y), mordenita, ZSM-3, ZSM-4, ZSM-18, e ZSM-20. O Zeólito ZSM-14 está descrito na Patente US N° 3.923.636. O Zeólito ZSM-20 está descrito na Patente US N° 3.972.983. O Zeólito Beta está descrito na Patente US N° 3.308.069, e Re. N° 28.341. A peneira molecular Y ultraestável com baixo teor de sódio (USY) está descrita nas Patentes US N°s 3.293.192 e 3.449.070. O zeólito Y desaluminizado (Deal Y) pode ser preparado pelo método encontrado na Patente US N° 3.442.795. O Zeólito UHP-Y está descrito na Patente US N° 4.401.556. A mordenita é um material natural mas também se encontra disponível em formas sintéticas, tais como TEA-mordenita (isto é, mordenita sintética preparada a partir de uma mistura reacional compreendendo um agente direcionador de tetraeti-lamônio). A TEA-mordenita está descrita nas Patentes US N°s 3.766.093 e 3.894.104.
Peneiras moleculares preferidas para uso no presente processo compreendem ZSM-5, zeólito beta, zeólito Y, Y ultraestável (USY) e zeólitos da família de MCM-22.
As peneiras moleculares acima podem ser usadas como o catalisador de alquilação no processo da invenção sem qualquer aglutinante ou matriz, isto é, na forma chamada de autoligada. Alternativamente, a peneira molecular pode ser composta com um outro material que é resistente às temperaturas e outras condições empregadas na reação de alquilação. Tais materiais incluem materiais ativos e inativos e zeólitos de ocorrência sintética ou natural assim como materiais inorgânicos tais como argilas e/ou óxi-dos tais como alumina, sílica, sílica-alumina, zircônia, magnésia ou misturas destes e outros óxidos. Estes últimos também podem ser de ocorrência natural ou estar na forma de precipitados gelatinosos ou géis incluindo misturas de sílica e óxidos metálicos. Argilas também podem ser incluídas com os aglutinantes do tipo oxido para modificar as propriedades mecânicas do catalisador ou para auxiliar em sua fabricação. O uso de um material em conjunto com a peneira molecular, isto é, combinado com a mesma ou presente durante sua síntese, que por si só é cataliticamente ativo, pode alterar a conversão e/ou seletividade do catalisador. Materiais inativos servem adequadamente como diluentes para controlar a quantidade de conversão de modo que é possível obter produtos de forma econômica e regular sem o emprego de outros meios para controlar a taxa da reação. Esses materiais podem ser incorporados em argilas naturais, por exemplo, bentonita e caulim, para melhorar a resistência ao esmagamento do catalisador em condições operacionais comerciais e servir como aglutinantes ou matrizes para o catalisador. As proporções relativas de peneira molecular e matriz de óxido inorgânico podem variar bastante, com o teor de peneira variando cerca de 1 a cerca de 90 por cento em peso e mais usualmente, particularmente, quando o compósito é preparado na forma de glóbulos, na faixa de cerca de 2 a cerca de 80 por cento em peso do compósito.
Geralmente, o composto aromático alquilatável e o alqueno fornecidos para o presente processo vão conter um certo nível de impurezas reativas, tais como compostos de nitrogênio, que são bastante pequenos para penetrar nos poros do catalisador de alquilação e, dessa forma, envenenar o catalisador. Além disso, é comum fornecer todo o composto aromático alquilatável para a primeira zona de reação de alquilação, seja ela uma zona de entrada do sistema de alquilação principal ou um leito de proteção superior, mas para dividir a carga de alqueno entre as zonas de reação de alquilação. Portanto, o catalisador na primeira zona de reação de alquilação é mais suscetível ao envenenamento por impurezas do que aquele na segunda zona de reação inferior e nas zonas de reação inferiores subsequentes. Portanto para reduzir a frequência com que o catalisador na primeira zona de reação de alquilação deve ser removido para substituição, regeneração ou reativação, o presente processo emprega um primeiro catalisador de alquilação na primeira zona de reação de alquilação e um segundo catalisador de alquilação na segunda zona de reação de alquilação, onde os primeiro e segundo catalisadores são diferentes no sentido de que o primeiro catalisador possui um número de pontos ácidos por unidade de massa do catalisador maior que o segundo catalisador. À parte da diferença no número de pontos ácidos por unidade de massa do catalisador, os primeiro e segundo catalisadores de alquilação podem empregar os mesmos materiais do tipo zeólito ou materiais do tipo zeólito diferentes.
Em uma modalidade, a proporção do número de pontos ácidos por unidade de massa do primeiro catalisador de alquilação para o número de pontos ácidos por unidade de massa do segundo catalisador de alquilação está na faixa de 40:1 a 1:1, e geralmente na faixa de 10:1 a 1:1. O número de pontos ácidos por unidade de massa de um catalisador pode ser determinado por várias técnicas que incluem, porém sem limitação, medição de prótons segundo Bronsted, medição de alumínio tetraédrico, a adsorção de amônia, piridina e outras aminas, e a constante de taxa para o craquea-mento de hexano. Embora estas técnicas sejam de natureza distinta, todas elas fornecem uma medida relativa do número de pontos ativos em um catalisador fresco do tipo zeólito tal como faujasita, beta, os zeólitos da família pentasil e os zeólitos da família MWW (MCM-22). Um método particularmente adequado para medir o número de pontos ácidos por unidade de massa de um catalisador é a sorção de piridina desde que a piridina tenha aproximadamente o mesmo tamanho ou seja maior que os venenos típicos presentes nos processos de alquilação e a piridina é facilmente adsorvida pelos materiais zeolíticos identificados como catalisadores de alquilação adequados.
Os diferentes níveis de pontos ácidos nos catalisadores usados nas primeira e segunda zonas de reação de alquilação podem ser facilmente obtidos variando-se o nível de aglutinante (não ácido) entre os catalisadores. Por exemplo, a proporção em peso do aglutinante para os componentes ativos no primeiro catalisador de alquilação na primeira zona de reação de alquilação pode ser menor, ou o primeiro catalisador de alquilação pode ser não ligado, que a proporção em peso do aglutinante para os componentes ativos no segundo catalisador de alquilação na segunda zona de reação de alquilação. Alternativamente, ou adicionalmente ao nível de aglutinante, onde os componentes ativos dos catalisadores compreendem zeólitos de alu-minossilicato, o primeiro catalisador de alquilação na primeira zona de reação de alquilação pode empregar um zeólito com uma proporção molar de sílica para alumina menor que aquela do zeólito empregado no segundo catalisador de alquilação na segunda zona de reação de alquilação. Portanto, com zeólitos de aluminossilicato, o nível de pontos ácidos em um catalisador geralmente é uma função da quantidade de alumínio zeolítico no catalisador. Por exemplo, em uma modalidade, MCM-49 pode ser empregado como componente ativo no primeiro catalisador de alquilação na primeira zona de reação de alquilação, ao passo que MCM-22 é empregado como componente ativo no segundo catalisador de alquilação na segunda zona de reação de alquilação.
Além do problema de envenenamento do catalisador, onde as zonas de reação de alquilação são dispostas em pares com resfriamento interestágios sendo fornecido entre pares adjacentes de zonas de reação, será observado que a natureza exotérmica da reação tende a fazer com que a zona inferior de cada par esteja a uma temperatura mais alta que a zona superior. Por este motivo, pode ser desejável empregar um catalisador com mais pontos ácidos na zona superior de cada par de zonas de reação de alquilação do que o catalisador na zona inferior. Mais uma vez isto pode ser obtido diminuindo-se o nível de aglutinante e/ou aumentando-se a proporção molar de sílica para alumina do catalisador na zona superior em comparação com aquela na zona inferior.
Condições Reacionais No presente processo da invenção, a reação de alquilação em cada uma das zonas de reação de alquilação ligadas em série ocorre em condições pelo menos parcialmente líquidas que podem ser mantidas através destas zonas, para que o composto aromático alquilatável esteja completamente na fase líquida ou parcialmente na fase vapor e parcialmente na fase líquida. Neste contexto, deve-se observar que manter o composto aromático alquilatável na fase líquida ou a proporção do volume de líquido para o volume de vapor em um reator de alquilação em fase mista é função de muitas variáveis, que incluem temperatura, pressão, composição da carga de alqueno, a proporção em peso de aromáticos para alqueno, e o número de pontos de injeção da carga interestágios (distribuição da carga entre as zonas de reação). Cada uma dessas variáveis deve ser entendida e monitorada para manter proporção do volume de líquido para o volume de vapor no nível desejado.
Condições particulares para realizar a alquilação em fase líquida ou mista de benzeno com etileno para produzir etilbenzeno podem incluir uma temperatura de cerca de 120 a cerca de 270°C, uma pressão de cerca de 675 a cerca de 8300 kPa, uma WHSV com base no etileno de cerca de 0,1 a cerca de 10 h"1, e uma proporção molar de benzeno para etileno de cerca de 1 a cerca de 10.
Condições particulares para realizar a alquilação em fase líquida ou mista de benzeno com propileno para produzir cumeno podem incluir uma temperatura de cerca de 75°C a cerca de 250°C, uma pressão de cerca de 1000 kPa a cerca de 5000 kPa, uma WHSV com base no propileno de cerca de 0,1 a cerca de 10 h'1, e uma proporção molar de benzeno para propileno de cerca de 1 a cerca de 10.
Condições particulares para realizar a alquilação em fase líquida ou mista de benzeno com 1-buteno e/ou 2-buteno para produzir sec-butilbenzeno podem incluir uma temperatura de cerca de 75°C a cerca de 250°C, uma pressão de cerca de 500 kPa a cerca de 4000 kPa, uma WHSV com base no buteno de cerca de 0,1 a cerca de 10 h"1 e uma proporção molar de benzeno para buteno de cerca de 1,0 a cerca de 5,0.
Onde o sistema de alquilação inclui um leito de proteção reativo, este pode ser operado em condições de fase líquida ou em condições mistas de fase líquida/vapor, mas é de preferência operado em condições de fase líquida. No caso da produção de etilbenzeno, o leito de proteção vai de preferência operar a uma temperatura entre cerca de 20 e cerca de 270°C e uma pressão entre cerca de 675 e cerca de 8300 kPa. No caso da produção de cumeno, o leito de proteção vai de preferência operar a uma temperatura de cerca de 25 a 180°C e uma pressão de cerca de 675 a 4000 kPa. No caso da produção de sec-butilbenzeno, o leito de proteção vai de preferência operar a uma temperatura de cerca de 50 to 250°C e uma pressão de cerca de 445 a 3550 kPa.
Transalquilação O efluente do presente processo de alquilação tende a conter compostos aromáticos polialquilados além da espécie monoalquilada desejada. Assim sendo, o efluente vai para um trem de separação de produto que não só serve para remover o composto aromático alquilado não reagido, e produto monoalquilado, como também separa as espécies polialquiladas. As espécies polialquiladas são então introduzidas em um reator de transalquilação, que normalmente é separado do reator de alquilação, onde produto monoalquilado adicional é produzido por reação das espécies polialquiladas com composto aromático adicional na presença de um catalisador de transalquilação. Tipicamente, o reator de transalquilação é operado em condições tais que os compostos aromáticos polialquilados e o composto aromático alquilatável estão pelo menos predominantemente na fase líquida.
Por exemplo, condições adequadas para realizar a transalquilação em fase líquida de benzeno com polietilbenzenos podem incluir uma temperatura de cerca de 150°C a cerca de 260°C, uma pressão de 7000 kPa ou menos, uma WHSV com base no peso da carga líquida total para a zona de reação de cerca de 0,5 a cerca de 100 h'1 e uma proporção molar de benzeno para polietilbenzeno de cerca de 1:1 a cerca de 30:1. Condições particulares para realizar a transalquilação em fase líquida de benzeno com polipropilbenzenos podem incluir uma temperatura de cerca de 150°C a cerca de 300°C, uma pressão de 5500 kPa ou menos, uma WHSV com base no peso da carga líquida total para a zona de reação de cerca de 0.1 a cerca de 20,0 h'1 e uma proporção molar de benzeno para polipropilbenzeno de cerca de 1,0 a cerca de 10,0. Condições particulares para realizar a transal-quilação em fase líquida de benzeno com polibutilbenzenos podem incluir uma temperatura de 100 a 300°C, uma pressão de 1000 a 7000 kPa, uma velocidade espacial horária em peso de 1 a 50 h'1 na carga total, e uma pro- porção em peso de benzeno para polibutilbenzeno de 1 a 10. O catalisador de transalquilação pode compreender uma ou mais de quaisquer das peneiras moleculares discutidas acima em relação ao sistema de alquilação em fase vapor e pode ser usado com ou sem um a-glutinante ou matriz. Geralmente, no entanto, o catalisador de transalquilação é selecionado de zeólito beta, zeólito Y, Y ultraestável (USY), Y desalu-minizado (Deal Y), mordenita, 2SM-3, ZSM-4, ZSM-18, e ZSM-20.
Uma primeira modalidade do presente processo, na qual o composto aromático alquilatável é benzeno e o agente alquilante é uma corrente de etileno diluído, está mostrada na Figura 1. O benzeno 11, depois de passar por uma coluna de secagem (não mostrada) para reduzir seu teor de água, por tratadores (não mostrados) para remover a maior parte dos venenos de catalisador, tais como espécies orgânicas contendo nitrogênio e enxofre, e por um trocador de calor (não mostrado) para aumentar sua temperatura, é introduzido na primeira zona de reaçao de alquilação 12, que pode ser um leito de proteção reativo. A primeira zona de reação de alquilação 12 também recebe uma carga de etileno 13 a uma pressão tal que o benzeno e o etileno passam cocorrente e descendentemente por um leito de catalisador de alquilação B na primeira zona de reação de alquilação 12. Alternativamente, o fluxo pode ser cocor-rente e ascendente pela primeira zona de reação de alquilação. A primeira zona de reação de alquilação 12 tipicamente opera a uma conversão de ou perto de 100% de etileno, mas pode operar com conversões mais baixas de modo que o efluente 14 que sai da zona 12 seja composto de etilbenzenos, benzeno não reagido e pequenas quantidades de impurezas. O efluente 14 é então transferido para a segunda zona de reação de alquilação 15, que contém o catalisador de alquilação A e que também recebe a carga de etileno 13. A segunda zona de reação de alquilação 15, também opera, tipicamente a uma conversão de ou perto de 100% de etileno e produz um efluente 16, que pode ser transferido para um resfriador 17 antes de ser alimentado em uma pluralidade de pares ligados em série e verticalmente afastados de leitos de catalisador 18, 19. Cada leito 18, 19 também contém o catalisador A e recebe a carga de etileno 13 de modo que o etileno e o efluente contendo benzeno proveniente da zona 15 ou do leito anterior 18, 19 passem em fluxo cocorrente e descendente através do leito contendo o catalisador de alquilação A. Alternativamente, o fluxo pode ser cocorrente e ascendente através dos leitos 18, 19. Mais uma vez, cada leito 18, 19 é tipicamente operado a uma conversão de ou perto de 100% de etileno. Um outro resfriador 17 opcional é fornecido entre cada par adjacente de leitos 18, 19 para remover o calor gerado no par anterior de leitos de catalisador. Opcionalmente, podem ser aplicados outros métodos de temperatura controlada, tais como reciclo do efluente ou outros meios adequados.
Na segunda modalidade da invenção, mostrada na figura 2, o catalisador B com um nível relativamente alto de pontos ácidos é fornecido não só na zona de reação de alquilação 12 no leito superior 18 de cada par de leitos de catalisador 18, 19. O catalisador A com nível relativamente baixo de pontos ácidos é fornecido no leito inferior 19 de cada par de leitos de catalisador 18, 19.
Em algumas modalidades, esta invenção refere-se a: Parágrafo 1. Um processo para produzir um composto alquila-romático, o processo compreendendo: (a) introduzir uma primeira carga compreendendo um composto aromático alquilatável e uma segunda carga compreendendo um alqueno em uma primeira zona de reação de alquilação compreendendo um primeiro catalisador de alquilação, onde o primeiro catalisador de alquilação tem uma primeira quantidade de pontos ácidos por unidade de massa do catalisador; (b) operar a referida primeira zona de reação de alquilação em condições eficazes para causar alquilação do referido composto aromático alquilatável pelo referido alqueno para produzir o referido composto alquila-romático, as referidas condições sendo tais que o referido composto aromático alquilatável está pelo menos parcialmente na fase líquida; (c) remover da referida primeira zona de reação de alquilação um primeiro efluente compreendendo o referido composto alquilaromático e composto aromático alquilatável não reagido; (d) introduzir pelo menos parte do referido primeiro efluente e uma terceira carga compreendendo o referido alqueno em uma segunda zona de reação de alquilação compreendendo um segundo catalisador de alquilação, onde o segundo catalisador de alquilação tem uma segunda quantidade de pontos ácidos por unidade de massa do catalisador e onde a referida segunda quantidade é menor que a referida primeira quantidade; (e) operar a referida segunda zona de reação de alquilação em condições eficazes para causar alquilação do referido composto aromático alquilatável não reagido pelo referido alqueno para produzir o referido composto alquilaromático, as referidas condições sendo tais que o referido composto aromático alquilatável está pelo menos parcialmente na fase líquida; e (f) remover da referida segunda zona de reação de alquilação um segundo efluente compreendendo o referido composto alquilaromático.
Parágrafo 2. O processo do parágrafo 1, onde cada um dos referidos primeiro e segundo catalisadores de alquilação compreende uma peneira molecular de aluminossilicato e a proporção molar de sílica para alumina do primeiro catalisador de alquilação é menor que a proporção molar de sílica para alumina do segundo catalisador de alquilação.
Parágrafo 3. O processo do parágrafo 1 ou do parágrafo 2, onde cada um dos referidos primeiro e segundo catalisadores de alquilação compreende ainda um aglutinante e a proporção em peso do aglutinante para a peneira molecular no primeiro catalisador de alquilação é menor que a proporção em peso do aglutinante para a peneira molecular no segundo catalisador de alquilação.
Parágrafo 4. O processo de qualquer parágrafo precedente, onde o referido primeiro catalisador de alquilação compreende uma peneira molecular selecionada de ZSM-5, zeólito beta, zeólito Y, Y ultraestável (USY) e um zeólito da família MCM-22.
Parágrafo 5. O processo de qualquer parágrafo precedente, onde o referido segundo catalisador de alquilação compreende uma peneira molecular selecionada de ZSM-5, zeólito beta, zeólito Y, Y ultraestável (USY) e um zeólito da família MCM-22.
Parágrafo 6. O processo de qualquer parágrafo precedente, onde o referido primeiro catalisador de alquilação compreende MCM-49.
Parágrafo 7. O processo de qualquer parágrafo precedente, onde o referido segundo catalisador de alquilação compreende MCM-22.
Parágrafo 8. O processo de qualquer parágrafo precedente, onde a proporção de pontos ácidos por unidade de massa do primeiro catalisador de alquilação para os pontos ácidos por unidade de massa do segundo catalisador de alquilação está na faixa de 40:1 a 1:1.
Parágrafo 9. O processo de qualquer parágrafo precedente, onde a proporção de pontos ácidos por unidade de massa do primeiro catalisador de alquilação para os pontos ácidos por unidade de massa do segundo catalisador de alquilação está na faixa de 10:1 a 1:1.
Parágrafo 10. O processo de qualquer parágrafo precedente, onde a primeira e a segunda zonas de reação de alquilação estão contidas no mesmo reator de alquilação.
Parágrafo 11.0 processo de qualquer um dos parágrafos 1 a 9, onde a primeira zona de reação de alquilação é um reator de leito de proteção desviável e a segunda zona de reação de alquilação está em um reator separado contendo pelo menos uma outra zona de reação de alquilação ligada em série com a referida primeira zona de reação de alquilação.
Parágrafo 12. O processo de qualquer parágrafo precedente, onde o referido alqueno inclui etileno, o referido composto aromático alquila-tável inclui benzeno e o referido composto alquilaromático inclui etilbenzeno.
Parágrafo 13. O processo do parágrafo 12, onde as referidas condições em (b) e/ou (e) incluem uma temperatura de cerca de 120°C a cerca de 270°C e uma pressão de cerca de 675 kPa a cerca de 8300 kPa.
Parágrafo 14. O processo de qualquer um dos parágrafos 1 a 11, onde o referido alqueno inclui propileno, o referido composto aromático alquilatável inclui benzeno e o referido composto alquilaromático inclui cu-meno.
Parágrafo 15. O processo do parágrafo 14, onde as referidas condições em (b) e/ou (e) incluem uma temperatura de cerca de 75°C a cer- ca de 250°C e uma pressão de cerca de 1000 kPa a cerca de 5000.
Parágrafo 16. O processo de qualquer um dos parágrafos 1 a 11, onde o referido alqueno inclui 1-buteno e/ou 2-buteno, o referido composto aromático alquilatável inclui benzeno e o referido composto alquilaro-mático inclui sec-butilbenzeno.
Parágrafo 17. O processo do parágrafo 16, onde as referidas condições em (b) incluem uma temperatura de cerca de 75°C a cerca de 250°C e uma pressão de cerca de 500 kPa a cerca de 4000 kPa. A invenção será agora mais particularmente descrita com referência ao Exemplo a seguir.
Exemplo Um catalisador contendo um zeólito MWW (por exemplo 100% zeólito) tem um teor de alumínio medido de 4,4% em peso. Isto corresponde a uma proporção de Si:AI2 de cerca de 18,5:1 e aproximadamente 1,6 milie-quivalente por grama de catalisador. Se secado a 200°C por 1 hora e em seguida dosado com piridina, verificou-se que a absorção foi de 1,3 miliequi-valente. Isto corresponde a uma titulação de 1:1 de um veneno para o alumínio disponível. Portanto, a proporção de Si:AI2 é um bom indicativo da capacidade de veneno.
Todos os documentos descritos neste relatório estão aqui incorporados a título de referência, incluindo todos os documentos de prioridade e/ou procedimentos de teste na medida em que não sejam incoerentes com este texto. Embora tenhamos descrito aquilo que ora acreditamos serem as modalidades preferidas da presente invenção, os versados na técnica vão perceber e outras modalidades podem ser feitas sem se afastar do espírito da invenção, e este relatório pretende incluir todas as outras modificações e alterações que estejam dentro do verdadeiro escopo das reivindicações a seguir.
REIVINDICAÇÕES
Claims (17)
1. Processo para produzir um composto alquilaromático, compreendendo: (a) introduzir uma primeira carga e uma segunda carga em uma primeira zona de reação de alquilação, a referida primeira carga compreendendo um composto aromático alquilatável e impurezas reativas de nitrogênio, a referida segunda carga compreendendo um alqueno e impurezas reativas, a referida zona de reação compreendendo um primeiro catalisador de alquilação com uma primeira quantidade de pontos ácidos por unidade de massa do catalisador em contato com as impurezas reativas; (b) operar a referida primeira zona de reação de alquilação em condições eficazes para causar alquilação do referido composto aromático alquilatável pelo referido alqueno para produzir o referido composto alquilaromático, as referidas condições sendo controladas de modo que o referido composto aromático alquilatável esteja pelo menos parcialmente na fase líquida; (c) remover da referida primeira zona de reação de alquilação um primeiro efluente compreendendo o referido composto alquilaromático e composto aromático alquilatável não reagido; (d) introduzir pelo menos parte do referido primeiro efluente e uma terceira carga em uma segunda zona de reação de alquilação, a referida terceira carga compreendendo o referido alqueno, a referida segunda zona de reação de alquilação compreendendo um segundo catalisador de alquilação possuindo uma segunda quantidade de pontos ácidos por unidade de massa do catalisador; (e) operar a referida segunda zona de reação de alquilação em condições eficazes para causar alquilação do referido composto aromático alquilatável não reagido pelo referido alqueno para produzir o referido composto alquilaromático, as referidas condições sendo controladas para que o referido composto aromático alquilatável esteja pelo menos parcialmente na fase líquida; e (f) remover da referida segunda zona de reação de alquilação um segundo efluente compreendendo o referido composto alquilaromático, caracterizado pelo fato de que o primeiro catalisador de alquilação tem um número maior de pontos ácidos por unidade de massa do que o segundo catalisador de alquilação, pelo que a frequência com que o primeiro catalisador de alquilação é removido para substituição, regeneração ou reativação, é reduzida.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada um dos referidos primeiro e segundo catalisadores de alquilação compreende uma peneira molecular de aluminossilicato e a proporção molar de sílica para alumina do primeiro catalisador de alquilação é menor que a proporção molar de sílica para alumina do segundo catalisador de alquilação.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que cada um dos referidos primeiro e segundo catalisadores de alquilação compreende ainda um aglutinante e a proporção em peso do aglutinante para a peneira molecular no primeiro catalisador de alquilação é menor que a proporção em peso do aglutinante para a peneira molecular no segundo catalisador de alquilação.
4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o referido primeiro catalisador de alquilação compreende uma peneira molecular selecionada de ZSM-5, zeólito beta, zeólito Y, Y ultraestável (USY) e um zeólito da família MCM-22.
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o referido segundo catalisador de alquilação compreende uma peneira molecular selecionada de ZSM-5, zeólito beta, zeólito Y, Y ultraestável (USY) e um zeólito da família MCM-22.
6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o referido primeiro catalisador de alquilação compreende MCM-49.
7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o referido segundo catalisador de alquilação compreende MCM-22.
8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a proporção de pontos ácidos por unidade de massa do primeiro catalisador de alquilação para os pontos ácidos por unidade de massa do segundo catalisador de alquilação está na faixa de 40:1 a 1:1.
9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a proporção de pontos ácidos por unidade de massa do primeiro catalisador de alquilação para os pontos ácidos por unidade de massa do segundo catalisador de alquilação está na faixa de 10:1 a 1:1.
10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a primeira e a segunda zonas de reação de alquilação estão contidas no mesmo reator de alquilação.
11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a primeira zona de reação de alquilação é um reator de leito de proteção desviável e a segunda zona de reação de alquilação está em um reator separado contendo pelo menos uma outra zona de reação de alquilação ligada em série com a referida primeira zona de reação de alquilação.
12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o referido alqueno inclui etileno, o referido composto aromático alquilatável inclui benzeno e o referido composto alquila-romático inclui etilbenzeno.
13. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que as referidas condições em (b) e/ou (e) incluem uma temperatura de 120Ό a 270Ό e uma pressão de 675 kPa a 8300 kPa.
14. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o referido alqueno inclui propileno, o referido composto aromático alquilatável inclui benzeno e o referido composto alqui-laromático inclui cumeno.
15. Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que as referidas condições em (b) e/ou (e) incluem uma temperatura de 75Ό a 250Ό e uma pressão de 1000 kPa a 5000.
16. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o referido alqueno inclui 1-buteno e/ou 2-buteno, o referido composto aromático alquilatável inclui benzeno e o referido composto alquilaromático inclui sec-butilbenzeno.
17. Processo de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que as referidas condições em (b) incluem uma temperatura de 75Ό a 25013 e uma pressão de 500 kPa a 4000 kPa.
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