[发明专利]加氢烷基化催化剂的活化和使用

说明书

对相关申请的优先权要求

本申请要求2010年10月11日提交的美国临时申请序列号61/391,845和2010年12月7日提交的欧洲申请10194026.0的优先权，它们的公开内容通过引用全部引入本文。

发明领域

本发明涉及加氢烷基化催化剂的活化和所述活化的催化剂在生产环烷基芳族化合物，特别是环己基苯中的应用。

发明背景

环烷基芳族化合物如环己基苯的生产是工业上重要的反应，因为环己基苯具有作为苯酚和环己酮的来源的潜力，它们是化学工业中重要的中间体，可用在例如酚醛树脂、双酚A、ε-己内酰胺、己二酸或者增塑剂的生产中。

目前，用于生产苯酚的最常见的路线是经过枯烯的Hock方法。这是一种三步方法，包括用丙烯将苯烷基化以生产枯烯，接着氧化所述枯烯成相应的氢过氧化物，和然后裂解所述氢过氧化物以生产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更快地增长。另外，对丙烯的需求很可能增加。因此，不要求丙烯作为原料和联产更高级酮而不是丙酮的方法可能是用于生产苯酚的有吸引力的替代路线。

一种这样的方法涉及苯的催化加氢烷基化以生产环己基苯，接着氧化所述环己基苯(类似于枯烯氧化)成环己基苯氢过氧化物，其然后被裂解以以基本上等摩尔的量生产苯酚和环己酮。

这样的方法的一个实例被描述在例如美国专利号6,037,513中，其中芳族烃如苯与氢气在兼具加氢活性和烷基化活性的双功能催化剂存在下接触。特别地，所述催化剂包含具有加氢活性的金属如钯和结晶性无机氧化物材料，所述结晶性无机氧化物材料具有烷基化活性和包括在12.4±0.25，6.9±0.15，3.57±0.07和3.42±0.07埃的d-间距最大值的X-射线衍射图。所述催化剂通过用钯盐的水溶液浸渍所述结晶性无机氧化物材料来生产。所述浸渍过的样品然后被干燥和在空气中煅烧。然后，在将所述催化剂用在加氢烷基化反应中之前，将所述催化剂用50cc/min的流动氢气在300°C和1大气压下处理2小时。尽管没有被在所述‘513专利中指出，该氢气处理被用于通过将在煅烧步骤中产生的钯氧化物转化成更活性形式的钯来活化所述催化剂。

通过苯加氢烷基化生产苯酚的一个问题是所述催化剂对环己基苯的选择性，因为所述方法能够产生显著量的不想要的副产物，特别是环己烷和重组分，例如二环己基苯。尽管这些杂质中的许多可以被通过下游加工步骤或进一步的转化方法如二环己基苯与苯的烷基转移反应来除去，这样的步骤必然增加整个方法的成本，并且因此在改善加氢烷基化方法的环己基苯选择性方面存在显著的兴趣。

按照本发明，现已发现，加氢烷基化催化剂如美国专利号6,037,513中公开的那些加氢烷基化催化剂的环己基苯选择性，可以被通过降低用于活化所述催化剂的氢气预处理的温度而改善。降低所述预处理温度不仅改善催化剂选择性，而且减少进行所述预处理方法所要求的成本和时间。

发明概述

本发明总体上涉及用于活化加氢烷基化催化剂的方法，所述方法包括：(a)提供包含分子筛和加氢金属的化合物的加氢烷基化催化剂；和(b)在氢气存在下活化所述加氢烷基化催化剂，以提供所述加氢金属的化合物的还原；其中基于活化时间计所述活化步骤(b)的大部分在低于约250°C的温度发生。

附图简要说明

图1是实施例1和实施例2的加氢烷基化方法的苯转化率对开车时间的图。

图2是实施例1和实施例2的加氢烷基化方法的环己基苯选择性对开车时间的图。

图3是实施例1和实施例2的加氢烷基化方法的二环己基苯选择性对开车时间的图。

详细描述

本文中描述的是用于通过用氢气在小于约250°C的温度处理催化剂来活化加氢烷基化催化剂的方法。还描述的是所述活化的催化剂在芳族化合物的加氢烷基化以生产环烷基芳族化合物中的用途。本发明方法特别意图用于苯的加氢烷基化以生产环己基苯，所述环己基苯用作苯酚和环己酮生产中的前体。以下讨论因此将集中在该具体实施方案，尽管应该理解，本发明方法可以等同地应用于其它烷基芳族化合物的生产。

环己基苯的生产

苯的加氢烷基化以生产环己基苯按照下列反应(1)进行：

在所述加氢烷基化步骤中可以使用任何可商购的苯原料，但优选所述苯具有至少99wt%的纯度水平。类似地，尽管氢气的来源不是关键的，通常希望所述氢气为至少99wt%纯的。