[发明专利]用于提高转化率和降低催化剂使用量的烷基化方法

说明书

发明背景

技术领域

本发明涉及用于由烯烃和芳族化合物的烷基化反应生产烷基化芳族化 合物的改进的催化蒸馏方法。

背景技术

催化蒸馏方法相对于常规的液相烷基化方法的优点是众所周知的。参 见例如Smith，Jr.的美国专利4,307,254，4,443,559，4,849,569；Smith，Jr.等的 美国专利5,243,115以及Jones，Jr.等的美国专利4,439,350。

一些最常见的烷基化反应包括分别用乙烯或者丙烯使苯烷基化，来生 产乙苯或枯烯。乙苯在其生产苯乙烯(聚苯乙烯的前体)的用途中特别重要， 而枯烯在其生产苯酚和丙酮的用途中特别重要。

所用的催化蒸馏单元迄今为止不能单独地将烯烃和芳族反应物完全转 化为烷基化芳族产物。因此，催化蒸馏方法通常包括在液相运行的烷基化 后处理反应器(finishing reactor)，用于将任何剩余的未反应的烯烃和芳族化 合物转化为烷基化芳族产物，其中烯烃几乎完全转化。参见Pohl.的美国公 开申请2004/0254412。

尽管用于烷基化反应的催化蒸馏方法已经提供了许多优点，但是仍然 存在若干需予改进的方面。例如，已知该方法存在反应效率不足(即，不良 的烯烃转化率)。该不良的烯烃转化率主要由于不能控制烷基化单元所需的 烯烃分压所造成。

特别是，反应热(液相中催化剂上发生的反应)使得芳族化合物部分蒸 发，从催化剂的最下部到最上部的蒸汽速率显著提高。向上逆流流经反应 器的气态烯烃被吸收进液相，并为催化剂上的反应所消耗。由于近乎保持 气-液平衡，结果是烯烃分压持续下降，因而从催化剂的最下部到最上部的 液相烯烃浓度相应降低。液相烯烃浓度的降低使得反应速率相应降低，从 而需要大得多的催化剂量以便沿着反应器向前进行反应时保持相同的烯烃 转化率的增长。

因为催化剂的成本通常相当大，催化剂量较大可以导致该方法相当大 的投资支出。此外，由于要求较大的烷基化反应器用于容纳催化剂，催化 剂量较大进一步加重该方法的投资和运行成本。

在本领域中已经实现对烯烃分压一定程度的控制，但是在所有的催化 剂床中没有产生维持满意的烯烃转化率的结果。例如，通过采用到催化蒸 馏单元的底部的最优苯蒸汽进料速率并同时控制烯烃注入点的数量以及各 个注入点的流速，在整个催化蒸馏单元获得了改善的烯烃转化率。但是， 即使采用该改进，从中部到上部催化剂床烯烃转化率仍然急剧下降。

因而，对于具有改善的烯烃转化率的改进的烷基化反应的催化蒸馏方 法存在需求。通过在整个催化蒸馏单元的催化剂较好地维持所需烯烃分压， 特别需要改善烯烃转化率。该改进将使得使用较少的催化剂量，从而使得 烷基化反应器的尺寸降低，和/或在整个烷基化反应器的总烯烃转化率较大。

发明内容

这些和其它目的首先通过提供在催化蒸馏反应器中生产烷基芳族化合 物的方法而实现，其中催化蒸馏反应器中的蒸汽载量和烯烃分压的变化降 低，可以提高反应段的有效数目。该方法包括下列步骤：

在烷基化反应条件下将烯烃和芳族化合物引入烷基化单元的至少第一 和第二竖直间隔的催化反应区，提供烷基化的产物，其中所述第二催化反 应区位于第一催化反应区之上；

其中使来自所述至少第一和第二催化反应区中每一个区的芳族化合物 蒸汽与冷却装置(cooling means)接触，用于冷凝所述芳族化合物蒸汽的至少 一部分；

其中经由各自的第一和第二烯烃进料流以各自的烯烃进料速率将烯烃 引入该至少第一和第二催化反应区之中，使得在进口到至少第一和第二催 化反应区的烯烃分压的变化保持低于约10％。

在具体的实施方式中，该方法包括：