[发明专利]具有高选择性的枯烯生产方法

说明书

优先权陈述

本申请要求2010年3月31日提交的美国申请12/751,132的优先权。

发明领域

本发明涉及通过用丙烯将苯烷基化而生产枯烯的方法，特别是其中通过较低的返回烷基化反应区中的流出物再循环料流比和/或较低的供入烷基化反应区中的苯的摩尔过量而提高枯烯选择性的那些。

相关技术描述

用烯烃将芳族底物烷基化而生产单烷基芳烃是工业上大规模实践的很发达的技术。一个商业应用是用丙烯将苯烷基化以生产枯烯(异丙苯)，所述枯烯随后用于借助枯烯的空气氧化和中间体过氧化氢的随后酸催化分解而生产苯酚和丙酮中。不变的是，所需单烷基化产物枯烯的生产伴随不想要的多烷基化芳族副产物，显著地二烷基化副产物二异丙苯(DIPB)和三烷基化副产物三异丙苯(TIPB)的形成。

这些多烷基化芳族化合物副产物因此显示烷基化反应区中芳族底物苯和烯烃、丙烯的有效用途的降低。与由于非选择性多烷基化芳族化合物形成导致的枯烯产物收率损失有关的费用可通过这些副产物在单独的烷基转移反应区中在合适烷基转移催化剂的存在下与苯烷基转移而至少部分地补偿。例如，各自1摩尔的DIPB和苯可烷基转移以得到另外2摩尔枯烯产物。涉及与烷基转移联合的所谓组合方法因此可显著改进所需单烷基化芳族化合物(例如枯烯)的收率。

然而，即使如此，与(i)非选择性副产物与烷基化流出物的分离和(ii)这些副产物在催化烷基转移反应区中的进一步反应有关的使用和设备成本是主要的。降低与副产物处理和转化有关的这些成本的共同方式涉及任选在通过分馏从一种或两种这些流出物中除去轻质组分如丙烷以后使用烷基化和烷基转移流出物料流的共同产物分离(回收)段。因此，除(i)供入烷基转移反应区中的富含DIPB和TIPB的馏分和(ii)再循环至烷基化和烷基转移反应区中的未反应苯外，可使用相同蒸馏塔和其它设备以回收枯烯产物、与含有多烷基化芳族化合物的重质副产物分离。相对次要量的重质副产物主要为(i)芳族化合物，包括沸点在TIPB的沸点以上的多烷基化芳烃，以及(ii)反应区的其它较高沸点副产物(例如二苯基链烷烃)，通常作为高沸点(例如底部产物)馏分从一般称为DIPB塔的蒸馏塔中除去。该塔惯常在亚大气压(真空)下操作，其致力于不使用过度的再沸器温度而将TIPB与DIPB一起蒸馏成低沸点馏分，所述低沸点馏分在烷基转移反应区中与苯接触时可有利地由两种这些产物生产另外的枯烯。

因此，在生产枯烯的典型联合芳烃烷基化方法中，将苯和丙烯装入包含一个或多个含有烷基化催化剂的反应器的烷基化反应区或作为选择包含多个烷基化催化剂床的单一反应器中。通常在整个烷基化反应区保持例如4:1-16:1的苯与丙烯的摩尔过量以限制高度反应性烯烃的浓度。另外，使相当部分的总烷基化流出物在冷却以后作为受热器再循环至烷基化反应区中以管理从反应区的入口至出口的高温差，而所述温差由高度放热烷基化反应产生。未再循环的烷基化流出物的部分在一些，但不是所有情况下送入脱丙烷塔中以通过蒸馏除去可能起初存在于丙烯进料中的较低沸点组分如丙烷和水。脱丙烷塔底部产物然后与来自包含烷基转移催化剂的烷基转移反应区的流出物组合。如上所述，烷基化反应的非选择性多烷基化芳族产物，即DIPB和TIPB在烷基转移反应区中与苯反应以产生另外的单烷基化芳族产物，在这种情况下为枯烯。

在枯烯生产的该典型联合烷基化/烷基转移方法中，因此将组合的烷基化和烷基转移反应区流出物(任选在从一种或多种这些流出物中除去较低沸点组分以后)送入相同产物分离段中以通过蒸馏回收苯、枯烯产物、烷基化反应区的多异丙苯产物(例如DIPB和TIPB)和较重副产物。传统上，三个蒸馏塔用于产物回收。第一个通常称为苯塔，用于从反应器流出物中回收顶部产物或较低沸点馏分中的过量苯。回收的苯然后再循环至烷基化和烷基转移反应区以满足得到各区中所需苯:烯烃比所需的一些或所有苯。第二蒸馏塔通常称为枯烯塔，其进料一般为上游苯塔的底部产物或较高沸点馏分。枯烯产物通常做净顶部料流或低沸点馏分从枯烯塔中取出。枯烯产物然后可用于下游应用如苯酚或丙酮生产方法中，或者可送去储存。第三蒸馏塔为上述DIPB塔，其进料一般为上游枯烯塔的底部产物或较高沸点馏分。如所述，DIPB塔用于回收顶部产物或较低沸点馏分中的二-和三-烷基化芳族化合物并使这些再循环至烷基转移反应区中。可将作为该塔的底部产物或较高沸点馏分除去的集体较重产物冷却并送去储存。