[发明专利]用C1-C8醇类烷基化芳香烃类的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用C₁-C₈脂肪醇类烷基化芳香烃类的方法。

更具体地，本发明涉及一种用C₁-C₈脂肪醇类烷基化包含6至10个碳原子的芳香烃类的方法。

在醇具有两个或更多个碳原子的情况下，由该醇和对应烯烃(即，具有与该醇的碳原子数相同的碳原子数且在烷基化过程中提供相同的烷基的烯烃)组成的混合物还可用于本发明的方法中。

甚至更具体地，本发明涉及一种用异丙醇(IPA)或异丙醇与丙烯的混合物来烷基化苯以获得枯烯，和用乙醇(乙醇也来自生物质，可能为与乙烯的混合物)烷基化苯以获得乙苯的方法。特别地，本发明还涉及用甲醇烷基化甲苯以生成二甲苯类(特别是对二甲苯)的方法。

背景技术

已知的是，烷基化芳香烃为在多种有机合成中用作中间产物的已知化学产物。例如，枯烯或异丙苯为用于制备苯酚的重要前驱体，苯酚又为用以制备己内酰胺(制备尼龙-6的原料)的中间体。乙苯又为苯乙烯的前驱体，苯乙烯为用于合成诸如聚苯乙烯树脂、ABS树脂、SAN树脂和其他产物的重要热塑性材料的起始单体。

例如，枯烯和乙苯可通过用丙烯或乙烯在沸石催化剂(诸如X沸石、Y沸石或β沸石)的存在下烷基化苯而制备。这些催化剂被取代或取代传统酸催化剂，诸如用于用固定床反应器操作的方法的磷酸或硅藻土，或用于用流化床反应器操作的方法的三氯化铝。实际上，这些传统催化剂产生了环境自然的问题，例如关于排出的催化剂的处理，且制造设备的安全性经历被酸性材料腐蚀的风险。

然而，从传统酸催化剂到沸石催化剂的过程还未允许克服另一个问题，该问题为枯烯的合成的下游。如已经提到的，枯烯为用于制备苯酚的前驱体，苯酚通过首先将枯烯氧化为对应氢过氧化物且然后用酸处理该氢过氧化物获得苯酚来获得。然而，氢过氧化枯烯的酸处理还制备了与苯酚一起的大量丙酮，通常每kg制备的苯酚有0.61kg丙酮。

如果，一方面，从工业的观点来看，例如，在单个制造单元中同时制备苯酚和丙酮可以表示一个积极的方面，另一方面，由于两种产物之间不平衡的商业需求，作为替代，丙酮的同时制备表示了管理用于单独制备苯酚的工业设备中的问题。

该问题的第一种解决方法描述在专利US5,017,729中，该专利描述了一种通过氢过氧化枯烯制备苯酚的方法，该方法的特征是使用来自异丙醇的脱水的丙烯，异丙醇又从在氢的存在下丙酮的还原获得。

另一方面，欧洲专利EP1,069,099描述了一种用异丙醇或异丙醇与丙烯的混合物、在与反应部分中存在的混合物的全部气相对应的压力和温度条件下、且在包括β沸石和无机配体的催化剂的存在下、烷基化苯的方法。根据这个专利，将制备的枯烯氧化为氢过氧化枯烯，将该氢过氧化枯烯又用酸类处理以生产苯酚和丙酮。然后将制备的丙酮氢化为异丙醇，将该异丙醇再循环至烷基化单元。

另一方面，欧洲专利EP1,069,100描述了一种在沸石类的存在下、用异丙醇或异丙醇与丙烯的混合物、在液相条件下或混合相条件下、在使得液相中的水的浓度相对于存在的水的总量不高于8,000ppm的压力和温度下、烷基化芳香烃的方法。同样在这种情况下，将制备的枯烯氧化为氢过氧化枯烯，将该氢过氧化枯烯又用酸处理以产生苯酚和丙酮。然后将制备的丙酮氢化为异丙醇，将该异丙醇再循环至烷基化单元。

国际专利申请WO10／143043描述了一种用异丙醇或异丙醇与丙烯的混合物烷基化苯的方法，该方法包括在气相条件或混合相条件下且在选自沸石类的催化体系的存在下实现该烷基化反应，该沸石类属于MTW家族，诸如ZSM-12、CZH-5、Nu-13、Theta-3和TPZ-12。试剂的进料通过以下实施。同样在这种情况下，将制备的枯烯氧化为氢过氧化枯烯，将该氢过氧化枯烯又用酸类处理以产生苯酚和丙酮。然后将制备的丙酮氢化为异丙醇，将该异丙醇再循环至烷基化单元。

同样为了合成乙苯，人们诉诸乙醇或乙醇与乙烯的混合物的使用，如描述在国际专利申请WO2010／029405中的，其中使用了包含MTW沸石的催化剂，且反应在气相条件或混合相条件下进行。试剂的进料通过以下实施。使用的乙醇可来自生物质，特别是来自生物质的糖类的发酵。

M109A002289描述了通过苯与乙醇在高于大气压力的压力下、在BEA类沸石的存在下进行的反应、和接下来的分离步骤来制备乙苯。