具有在先氢化的在酸性离子液体存在下的烃转化方法
【专利说明】具有在先氢化的在酸性离子液体存在下的烃转化方法
[0001] 本发明涉及一种在酸性离子液体存在下的烃转化方法。该烃转化优选为异构化， 尤其是甲基环戊烷（MCP)异构化成环己烷。在该烃转化之前进行氢化，优选将苯氢化成环 己烷。在氢化和/或异构化中得到的环己烷优选从该方法中分离。在本发明的优选实施方 案中，在氢化之后且在该烃转化，尤其是异构化之前从用于烃转化的烃混合物中蒸馏除去 低沸物，尤其是(：5_(：6链烷烃，如环戊烷或异己烷类。
[0002] 离子液体可以用于各种烃转化方法中；它们尤其适合作为烃类异构化用催化剂。 离子液体的相应使用例如描述于WO2011/069929中，其中在烯烃存在下将具体选择的离 子液体用于饱和烃的异构化，更具体用于将甲基环戊烷（MCP)异构化成环己烷。类似方法 描述于WO2011/069957中，但其中的异构化不是在烯烃存在下进行，而是用铜（II)化合物 进行。
[0003] US-A2003/0109767公开了一种在离子液体作为催化剂存在下异构化C5-C8链烷 属烃（链烷烃）的方法。该离子液体包含作为阳离子的含氮杂环或含氮脂族烃；相应阴离 子衍生于金属卤化物。待异构化链烷烃是线性链烷烃如正己烷或正辛烷和单取代链烷烃如 3-甲基己烷或其混合物。US-A2003/0109767中所述方法用来制备具有较高支化度的链烷 烃。相反，例如环己烷与MCP相比具有更低支化度。此外，US-A2003/0109767没有对在异 构化之前氢化该起始混合物中存在的任何芳烃的效果进行任何说明。
[0004] 在EP-A1 403 236中所述异构化方法中，同样意欲在待在离子液体存在下异构 化的链烷烃（烃类）中得到较高支化度。异构化方法额外在环状烃作为添加剂存在下在 反应介质中进行，其中该环状径包含叔碳原子作为结构单元，或者由该反应介质转化成具 有该结构单元的相应化合物。优选使用甲基环己烷或二甲基环戊烷作为该类环状烃添加 剂。待异构化的链烷烃为线性链烷烃如正丁烷或正辛烷，以及单甲基取代的链烷烃如2-甲 基己烷。离子液体优选基于作为阳离子的含氮杂环或含氮脂族烃且基于无机阴离子如卤化 铝。EP-A1 403 236同样没有含有对在异构化之前氢化该起始混合物中存在的任何芳烃的 任何说明。
[0005] US-A2005/0082201公开了一种制备低苯含量的汽油的方法，其中在第一工艺步 骤中首先将包含苯、烯烃和硫化合物如噻吩类的烃混合物供入蒸馏塔中，经由顶部从中取 出低沸点化合物，经由侧取口取出含苯馏分并经由塔底取出高沸物。在第二工艺步骤中将 由侧取口得到的馏分在氢化催化剂下氢化，将苯转化成环己烷并将噻吩类转化成硫化氢。 在该第二工艺步骤中得到的含环己烷的混合物适合制备具有低苯含量的汽油。分离其中存 在的环己烷或将MCP异构化成环己烷没有公开于US-A2005/0082201中。
[0006] WO2010/027987涉及另一种降低烃类混合物中苯的浓度的方法。在第一分离步 骤中，将包含苯和其他C6烃的含苯馏分与包含具有7个或更多个碳原子的烃类的高沸物馏 分分离。随后将该含苯馏分氢化而得到具有降低苯含量的烃馏分。苯的氢化形成环己烷。 TO2010/027987也没有含有可以将环己烷从在该氢化中得到的混合物分离的任何暗示； 相反，该工艺产物也要用于汽油生产。该文献同样没有公开将MCP异构化成环己烷。
[0007]US-A3, 311，667涉及一种从随后供入将MCP异构化成环己烷中的混合物中除去 苯的方法。该氢化涉及在合适催化剂，例如在硅藻土上的金属催化剂存在下用氢气将苯氢 化成环己烷。将MCP异构化成环己烷在金属卤化物如酸增强的卤化铝存在下进行。然而， US-A3, 311，667没有说明异构化也可以使用酸性离子液体进行。因此，该文献也没有对在 芳烃，尤其是苯存在下用酸性离子液体进行烃转化，尤其是异构化存在问题进行任何说明。
[0008] EP-A1 995 297公开了一种用于将苯氢化和解环并将存在于包含至多1重量％ 苯的混合物中的C5-C6链烷烃异构化的方法和相应设备。为了氢化苯，可以使用金属催化 剂，其中合适的金属是铂族元素、锡或钴以及钼。为了异构化在该氢化中得到的可能包含残 留量苯的混合物，尤其将沸石用作催化剂。在EP-A1 995 297中所述方法中，调节异构化 中的参数，以使得实现在苯氢化中得到的环己烷环开环成异链烷烃。该方法的主要目的因 此不是制备环己烷，而是制备具有高支化度的链烷烃。此外，EP-A1 995 297也没有含有 酸性离子液体也可以用于异构化或者在异构化之前有利的是除去芳烃，特别是苯的任何说 明。与EP-A1 995 297类似的方法描述于EP-A1 992 673中。
[0009] 本发明的目的是要提供一种在酸性离子液体存在下进行烃转化的新方法。
[0010] 该目的由一种烃转化方法实现，该方法包括下列步骤：
[0011] a)氢化包含至少一种芳烃和至少一种非芳烃的烃混合物（HM1)而得到与（HM1)相 比具有降低量的至少一种芳烃的烃混合物（HM2)，
[0012] b)在酸性离子液体存在下烃转化至少一种存在于（HM2)中的非芳烃。
[0013] 通过本发明方法，有利的是可以在酸性离子液体存在下进行烃转化，尤其是异构 化，因为通常在烃混合物中存在的芳烃，尤其是苯可以通过上游氢化被完全或至少基本除 去。因此，降低或完全避免了否则会在用于烃转化，优选异构化，尤其是MCP异构化成环己 烷的酸性离子液体中发生的由芳烃，尤其是苯或其他不饱和化合物引起的失活。
[0014] 除去芳烃，尤其是苯具有的额外优点是促进了随后进行的任何蒸馏后处理步骤， 因为避免了否则的话会发生的芳烃，例如苯与饱和(: 6-(:7链烷烃的共沸物的形成。
[0015] 这特别适用于下面以及在图2中所述实施方案，其中在第一步中氢化包含MCP和 苯的烃混合物（HM1)，然后为了除去低沸物料流（LB)而送入蒸馏塔（D1)中，其中将除去低 沸物料流（LB)之后残留的料流（HM2-(LB))送入异构化，其中该MCP至少部分异构化成环 己烷。由于01)的目的尤其是要从MCP中除去沸点比MCP低的组分，例如异己烷类，该分 离因存在与MCP形成沸点低于MCP的共沸物的组分而复杂化，这对苯而言确实如此。因此， 在借助蒸馏塔（D1)的该低沸物除去之前氢化苯促进了为（D1)的目的的分离。
[0016] 若该方法的目标产物是环己烷且待氢化的化合物为苯，则本发明方法的另一优点 是所得产物的量由在苯的氢化中得到的环己烷提高。
[0017] 本发明具有上游氢化的在酸性离子液体存在下的烃转化方法在下文详细定义。
[0018] 在本发明上下文中，在步骤a)中将包含至少一种芳烃和至少一种非芳烃的烃混 合物（HM1)氢化而得到与（HM1)相比具有降低量的至少一种芳烃的烃混合物（HM2)。换言 之，这意味着在步骤a)中将烃混合物（HM1)中存在的芳烃氢化而得到对应非芳族烃，优选 因保留所有碳-碳键而出现的完全饱和烃。若在烃混合物（HM1)中存在其他不饱和化合物， 例如烯烃如环己烯，则这些同样在本发明的步骤a)中被氢化。烃混合物（HM1)优选包含苯 作为芳烃和/或烃混合物（HM2)与（HM1)相比包含增加量的环己烷。
[0019] 在本发明上下文中，原则上可以使用任何所需烃作为烃混合物（HM1)，只要i)所 用烃中至少一种为在步骤a)中氢化的芳烃以及ii)所用烃中至少一种为可以在步骤b) (如下所述）中在酸性离子液体存在下进行烃转化，尤其是异构化的非芳烃。基于其专家知 识，本领域熟练技术人员知道哪种烃可以被氢化且哪种烃可以借助酸性离子液体进行烃转 化，更特别的是哪种烃可以被异构化。
[0020] 例如，可以使用由两种、三种或甚至更多种烃构成的烃混合物（HM1)，但还可以仅 使用单一芳烃如苯和单一非芳族烃如MCP的混合物。在本发明上下文中