[发明专利]用于生产仲丁基苯的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年10月10日提交的在先的美国临时申请序号61/104,280的权益，该申请通过引用全部结合到本文中。

领域

本发明涉及用于生产仲丁基苯的方法和用于将所述仲丁基苯转化为苯酚和甲乙酮的方法。

背景

苯酚和甲乙酮是化学工业中重要的产品。例如，苯酚可用于酚醛树脂、双酚A、ε-己内酰胺、己二酸、烷基酚和增塑剂的生产，而甲乙酮可以被用作漆、溶剂和用于润滑油的脱蜡。

用于甲乙酮生产的最常用路线是通过仲丁醇(SBA)的脱氢，其中所述醇通过丁烯的酸催化水合生产。例如，通过丁烯与硫酸反应进行的工业规模SBA生产已经实现许多年，其中经过液/液萃取和气/液吸收。

目前，用于苯酚生产的最常用路线是Hock方法。这是一种三步方法，其中第一步涉及将苯用丙烯烷基化以生产异丙基苯，随后异丙基苯被氧化成相应的氢过氧化物，并且然后所述氢过氧化物被裂解以产生等摩尔量的苯酚和丙酮。然而，世界对苯酚的需求比对丙酮的需求增长更加迅速。另外，由于丙烯的开发短缺，丙烯的成本相对于丁烯的成本很可能增加。因此，使用丁烯代替丙烯作为进料并且联产甲乙酮而不是丙酮的方法可能是生产苯酚的有吸引力的替代路线。

已知苯酚和甲乙酮可以通过Hock方法的变型来联产，其中将仲丁基苯氧化以获得仲丁基苯氢过氧化物，并且该过氧化物被分解为期望的苯酚和甲乙酮。这样的方法的综述被描述在标题为“苯酚”的工艺经济报告No.22B的第113-121和261-263页，由斯坦福研究所于1977年12月出版。

另外，已知仲丁基苯可以通过在酸催化剂上用正丁烯烷基化苯来生产。例如，在我们的国际专利公开号WO 06/015826中，我们已经描述了一种用于生产苯酚和甲乙酮的方法，其中苯首先与C₄烷基化剂在烷基化条件下接触，采用包含沸石β或MCM-22族分子筛的催化剂，以产生包含仲丁基苯的烷基化流出物。所述仲丁基苯然后被氧化，以产生氢过氧化物，并且该氢过氧化物被分解，以产生苯酚和甲乙酮。

尽管苯用丁烯的烷基化中涉及的化学非常类似于乙苯和异丙基苯的生产中涉及的化学，但随着烷基化剂的碳数增加，产物异构体的数目也增加。例如，乙苯有一种异构体，丙基苯有两种异构体(异丙基苯和正丙基苯)，并且丁基苯有四种异构体(正-，异-，仲-和叔丁基苯)。对于仲丁基苯的生产，重要的是使正-、异-、叔-丁基苯和苯基丁烯副产物的形成最小化，因为这些副产物具有与仲丁基苯非常相近的沸点，并且因此难以通过蒸馏与仲丁基苯分离(参见下表)。

而且，已知异丁基苯和特别是叔丁基苯是仲丁基苯至相应氢过氧化物的氧化-生产甲乙酮和苯酚的必须的下一步骤-的抑制剂。然而，尽管副产物的形成可以通过使用纯的正丁烯进料来最小化，但是在实践中希望使用更经济的丁烯进料如萃余液-1来生产仲丁基苯。典型的萃余液-1含有最高2％的丁二烯和超过5％的异丁烯。由于进料中这种增加的异丁烯，更高的副产物生产是可预期的，即使采用高度选择性的烷基化催化剂。而且，如果存在，丁二烯将带来严重的问题，因为它的烷基化产物即苯基丁烯是氧化抑制剂，并且能够与另一个苯反应以形成二苯基丁烷副产物。

因此需要提供一种通过使用混合C₄烯烃进料如萃余液-1将苯烷基化来生产仲丁基苯的方法，其中不希望的副产物的形成通过使所述进料经历预处理过程而显著减少，所述预处理过程选择性降低进料中异丁烯的水平和如果存在的丁二烯的水平，而不会过多损失有价值的正丁烯。

国际专利公开号WO 06/015826公开了在在苯烷基化中使用混合C₄烯烃进料来生产仲丁基苯之前，该进料中的异丁烯可以通过二聚或者与甲醇反应产生MTBE而被除去。然而在实践中，采用萃余液-1和类似的未处理的C₄烯烃进料，我们发现，使用水和/或甲醇作为反应性物质，难以在单一接触步骤中确保异丁烯的足够转化以充分地降低该异构体的水平，从而防止在随后的烷基化步骤中显著产生异丁基苯和叔丁基苯。

概述

因此，在一个方面，本发明在于一种生产仲丁基苯的方法，该方法包括：

(a)使包含异丁烯和至少一种正丁烯的C₄烯属烃原料与甲醇和/或水在酸催化剂存在下和在有效的以选择性氧合(oxygenate)异丁烯和产生含有比原料少的异丁烯的第一流出物的条件下接触；

(b)将所述第一流出物分离成富含氧合的异丁烯的第一重馏分和富含所述至少一种正丁烯和异丁烯的第一轻馏分；