[发明专利]烷基化方法

说明书

相关申请的优先权要求

本申请要求2012年12月13日提交的美国临时申请序列No.61/736,581和2013年3月19日提交的欧洲申请No.13159865.8的优先权，其公开内容在此过参考全文引入。

技术领域

本发明涉及烷基化芳族化合物的方法。特别地，本发明涉及使用液体原料和气体原料，烷基化芳族化合物的方法。本发明可用于例如借助苯的加氢烷基化，制备环己基苯。

背景技术

苯酚和环己酮在化学工业中是一种重要的材料，且可用于例如生产酚树脂，双酚A，ε-己内酰胺，己二酸和增塑剂。

目前，生产苯酚常见的路线是Hock法。这是一种三步法，其中第一步牵涉用丙烯烷基化苯，生产枯烯，接着氧化枯烯成相应的氢过氧化物，然后裂解该氢过氧化物，生产等摩尔量苯酚和丙酮。然而，全世界对苯酚的需求的增长比对丙酮的需求的增长快。另外，由于开发的不足导致丙烯的成本可能增加。

因此，使用高级链烯烃替代丙烯作为原料并共生产高级酮，例如环己酮而不是丙酮的方法可能是生产苯酚的吸引人的替代路线。例如，对环己酮的市场增加，环己酮用作工业溶剂，在氧化反应中，和在生产己二酸，环己酮树脂，环己酮肟，己内酰胺和尼龙6中作为活化剂。

例如，根据美国专利No.6,037,513，已知可在含MCM-22类分子筛和选自钯，钌，镍，钴及其混合物中的至少一种氢化金属的双官能催化剂存在下，通过使苯和氢气接触，生产环己基苯。在约50℃-350℃的温度，约100kPa-7000kPa的压力，苯与氢气的摩尔比为约0.01-100和WHSV为约0.01-100下，进行接触。除了环己基苯以外，加氢烷基化反应的流出物包括环己烷，二环己基苯，双环己烷，和显著量的苯。这一参考文献还公开了所得环己基苯可被氧化成相应的氢过氧化物，然后该氢过氧化物分解成所需的苯酚和环己酮副产物。

发明概述

典型地，在酸性催化剂，例如MCM-22上，在至少一部分苯在液相中的状况下进行苯的高度放热的加氢烷基化反应。在催化剂床内液体的流动起到部分冷却催化剂和反应器的作用。已发现，若因液体流动不足导致形成相对干燥的包袋(pocket)，则相对于苯，过量供应氢气的结果是可能产生热点，从而导致非所需的副反应并产生不想要的副产物。另一方面，在过量供应液体并形成连续液体区域的情况下，因氢气耗尽导致可能生成副产物，例如联苯。正因为如此，在催化剂床内液体苯的均匀分布在加氢烷基化反应器中是高度所需的。在牵涉在固体催化剂床的表面上，气相和液相之间的放热反应的其他烷基化方法中，具有控制催化剂床内的温度和原料浓度梯度的类似需求。

例如，通过在液体材料原料的入口和催化剂床之间使用流体分配装置，本发明解决了上述问题和需求。

本发明公开内容的第一方面涉及制备环己基苯的方法，该方法包括：

(1A)将含氢气的气体材料和含苯的液体材料喂料到加氢烷基化反应器内；

(1B)在加氢烷基化反应器内部分配液体材料到固体加氢烷基化催化剂床的上表面上，使得在该床上表面下方1.0cm处该床的第一水平截面内部，在10.0cm×10.0cm的任何给定的连续区域内，每秒流经该给定的连续区域的液体苯的平均量Qbz0范围为Qbz1的60%-140%，其中Qbz1是流经整个第一水平截面的液体苯的平均量，以每100cm²每秒的液体苯量表达；和

(1C)使液体苯和氢气与该催化剂在加氢烷基化条件下接触，生产含环己基苯的加氢烷基化反应流出物。

本发明公开内容的第二方面涉及制备苯酚和/或环己酮的方法，该方法包括：

(2A)根据本发明第一方面的方法，生产环己基苯；

(2B)氧化至少一部分环己基苯，获得含环己基苯氢过氧化物的氧化反应产物；和

(2C)裂解至少一部分环己基苯氢过氧化物，获得含苯酚和环己酮的裂解流出物。

本发明公开内容的第三方面涉及烷基化芳族化合物的方法，该方法包括：

(3A)将气体材料和含芳族化合物的液体材料喂料到烷基化反应器内；

(3B)在反应器内部，分配液体材料到固体催化剂床的上表面上，使得在上表面下方1.0cm处该床的第一水平截面内，在10.0cm×10.0cm的任何给定的连续区域内，每秒流经给定的连续区域的液体材料量在流经整个第一水平截面的液体材料平均量的60%-140%范围内，以每100cm²每秒的液体材料量表达；和