[发明专利]制备烷基化苯的方法

说明书

本发明一方面涉及制备烷基化苯的方法，该方法通过在沸石催化剂的存在下用烷基化试剂将苯烷基化或用烷基转移试剂将苯进行烷基转移进行。另一方面本发明涉及延长烷基化/烷基转移沸石催化剂寿命的方法。

使用沸石催化剂进行烷基化和烷基转移的方法可用于制备单烷基和二烷基苯。单烷基苯，例如乙基苯和异丙基苯为非常有用的化学原料。乙基苯例如可用于制备聚苯乙烯的前体苯乙烯。异丙基苯可以用于制备苯酚和丙酮。二烷基苯，例如对-二(异丙基)苯为制备相应二羧酸或二羟基苯(例如对苯二酚)的有用原料。

已知在沸石催化剂的存在下，用烯烃烷基化苯。关于使用脱铝(dealuminated)酸性沸石，参见美国专利4,891,448，美国专利5,198,595，美国专利5,243,116和欧洲专利公开0,366,515。关于使用ZSM-5沸石，例如参见美国专利4,665,255。关于使用β型沸石，参见美国专利4,891,458和美国专利5,081,323。

已知烷基化沸石催化剂的寿命由于烷基化试剂烯烃的聚合和形成碳质沉积物(聚芳香族化合物)而缩短。为了再生催化剂，无论以液相或气相反应进行的烷基化反应器必须周期性关闭。再生通常是在高温下，例如在约400℃到700℃的温度条件下，在空气中将沉积的聚合物和碳质沉积物可控地烧掉。缺点是，在高温下重复再生会破坏沸石。

已知，例如PCT申请WO89/12613公开，在烷基化物流中加入氢气可以提高烷基化催化剂的寿命。缺点是这种方法需要氢气，因此增加了费用和需要复杂的设备。

一些专利，例如PCT申请WO93/00992公开了把水加入到烷基化原料或烷基化/烷基转移分子筛催化剂中，以增加催化剂的寿命。与此相反，在其他专利中，例如美国专利5,030,786公开了在烷基化物料流中减少水的浓度以提高催化剂寿命。

也已经知道，例如美国专利4,358,362和5,245,094公开，为了提高催化转化方法中沸石催化剂的活性，通过分子筛沸石将原料预处理。这种方法已经公开，用于在脱蜡过程中预处理碳氢物料和在烷基化过程中预处理长链烷烃脱氢衍生的C_6-20烯烃物料。

在烷基化或烷基转移方法中，特别是制备乙基苯或异丙基苯的方法，寻找一种有效的提高沸石催化剂寿命的方法是有利的。如果再生的方法能够不破坏催化剂，也不会带来过渡浪费和使用复杂的设备，那将更加有利。

一方面，本发明涉及将苯原料用烷基化试剂烷基化或用烷基转移试剂进行烷基转移生成烷基苯的方法。术语“苯原料”包括后面描述的未取代苯和取代的苯。该方法包括，在温度高于约130℃但低于约300℃的条件下，在预处理区用固体酸接触苯原料，形成预处理的苯原料，然后在烷基化/烷基转移催化剂存在下，在足以生成烷基苯或烷基苯混合物的反应条件下，将预处理的苯(a)在烷基化区与烷基化试剂接触或(b)在烷基转移区与烷基转移试剂接触。

另一方面，本发明涉及提高在烷基化或烷基转移方法中使用的沸石催化剂寿命的方法。该方法包括在与烷基化/烷基转移催化剂接触前预处理进行烷基化或烷基转移的物流。如前所述，预处理过程包括在温度高于约130℃但低于约300℃条件下，用固体酸接触上述的将进行烷基化或烷基转移的苯原料。

在本发明中，包括预处理苯原料的上述方法提供了延长烷基化/烷基转移催化剂寿命的有效方法。进一步的优点是，预处理方法便宜，易于完成，对催化剂没有造成破坏。用本发明预处理方法改进的烷基化和烷基转移方法可以有效应用于制备单烷基和二烷基苯，包括用乙烯或丙烯将苯烷基化生成乙基苯或异丙基苯和相应的二乙基苯或二(异丙基)苯，或使用多乙基苯或多(异丙基)苯将苯进行烷基转移生成乙基苯或异丙基苯。

附图1是在烷基化反应器出口，以时间和预处理床(保护床)温度为参数的异丙基苯的重量百分数图。

附图2是在烷基化反应器出口，以时间和预处理床(保护床)温度(R1)和烷基化反应器温度(R2)为参数的异丙基苯的重量百分数图。

本发明方法生成烷基苯或烷基苯的混合物，优选为单烷基苯和/或二烷基苯。较优选的是，本发明生成C_2-5烷基苯或C_2-5烷基苯混合物。最优选的是，单烷基苯为乙基苯或异丙基苯。最优选的是，二烷基苯为二乙基苯或二(异丙基)苯。该方法包括，在温度高于约130℃但低于约300℃的条件下，在预处理区用固体酸接触预处理苯原料，然后在烷基化/烷基转移沸石催化剂存在下，将预处理的苯在烷基化区与烷基化试剂接触或在烷基转移区与烷基转移试剂接触。