[发明专利]生产单环烷基取代的芳族化合物的方法

说明书

对相关申请的优先权要求

本申请要求于2010年12月21日提交的美国临时申请序列号61/425,421和于2011年2月8日提交的欧洲专利申请号11153690.0的优先权，它们都通过引用全部结合在本文中。

发明领域

本发明涉及一种用于生产单环烷基取代的芳族化合物如环己基苯的方法。

背景

苯酚是化学工业中的一种重要的产品，且可用于例如酚醛树脂，双酚A，ε-己内酰胺，己二酸和增塑剂的生产。

目前，用于生产苯酚的最常见的路线是Hock方法。这是一种三步方法，其中第一步骤涉及用丙烯将苯烷基化以生产枯烯，接着氧化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，全球对苯酚的需求比对丙酮的需求更迅速地增长。

因此，使用更高级烯烃代替丙烯作为进料和联产更高级酮如环己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。例如，环己酮有增长的市场，其被用作工业溶剂、用作氧化反应中的活化剂和用于生产己二酸、环己酮树脂、环己酮肟、己内酰胺和尼龙6。

从美国专利号5,053,571知道，环己基苯可以通过使苯与氢气在包含负载在沸石β上的钌和镍的催化剂存在下接触来生产，并且所得到的环己基苯可以被在两个步骤中处理成为环己酮和苯酚。所述烷基化反应在1至100范围内的液时空速(LHSV)，100-1000kPa范围内的反应压力，0.2～6摩尔/摩尔原料/小时范围内的氢气进料速率和100至300°C范围内的反应温度下进行。

另外，美国专利号5,146,024公开了苯可以与氢气在一氧化碳和含钯的沸石X或Y存在下反应以制备环己基苯，该环己基苯然后可以被通过自氧化和随后的酸处理以高产率转化为苯酚和环己酮。所述烷基化反应在约1至约100小时^-1的苯进料液时空速(LHSV)，约345至约10,350kPa的总反应压力，约0.1∶1至约10∶1的H₂与苯摩尔比，约0.01∶1至约0.3∶1的一氧化碳与H₂摩尔比，和约100至约250°C的温度下进行。

另外，美国专利号6,037,513公开了可以通过使苯与氢气在包含MCM-22家族的分子筛和选自钯、钌、镍、钴和它们的混合物的至少一种加氢金属的双功能催化剂存在下接触来制备环己基苯。所述催化剂可以还含有粘结剂和/或基质，并且在实施例中所述催化剂通过使用初始润湿浸渍法用加氢金属的盐的水溶液浸渍MCM-22家族分子筛和氧化铝粘结剂的挤出物来生产。所述‘513专利还公开所得到的环己基苯可以被氧化成相应的氢过氧化物，并且所述过氧化物可以被分解成所需的苯酚和环己酮。

根据本发明，现已发现，可以使用包含分子筛的烷基化催化剂用环状单烯烃将苯烷基化，以生产单环烷基取代的芳族化合物。

发明概述

在一个方面，本发明在于一种生产单环烷基取代的芳族化合物的方法，该方法包括使苯和环状单烯烃与催化剂在烷基化条件下接触，以产生含单环烷基取代的芳族化合物和包含分子筛的催化剂的流出物。

合宜地，所述烷基化催化剂可以包含复合材料，该复合材料包含分子筛和不同于所述分子筛的无机氧化物。

合宜地，所述分子筛具有至少7×10^-10m(7埃)的平均孔径大小，并且典型地选自沸石β、八面沸石、丝光沸石和MCM-22家族的分子筛。

合宜地，所述分子筛是硅铝酸盐，并且所述分子筛中二氧化硅与铝的摩尔比在2∶1至200∶1的范围内，优选在5∶1至100∶1的范围内，更优选在10∶1到50∶1的范围内。

合宜地，烷基化条件包括：100°C至145°C的温度，345kPag至2068kPag(50psig至300psig)的压力，0.10∶1至10∶1的环状单烯烃与苯的摩尔比。

合宜地，所述单环烷基取代的芳族化合物为环己基苯和环状单烯烃是环己烯。

在另一个方面，本发明在于一种联产苯酚和环己酮的方法，该方法包括：通过本文中描述的方法生产环己基苯，将所述环己基苯氧化以生产环己基苯氢过氧化物，和使所述环己基苯氢过氧化物裂解以生产苯酚和环己酮。在一个进一步的实施方案中，所述环己酮可以被脱氢以生产另外的苯酚。

在又一方面，本发明在于一种催化蒸馏环状单烯烃和苯的方法，其中所述环状单烯烃和苯被烷基化以生产单环烷基取代的芳族化合物。