[发明专利]烷基芳族化合物的生产方法

说明书

本发明是提供一种生产烷基芳族化合物，特别是生产乙苯和异丙苯的方法，其中原料是首先加到烷基转移区，然后烷基转移区的整个流出物与烯烃烷基化剂，特别是乙烯或丙烯一起直接阶流式进入烷基化区。

乙苯是一种有价值的化学品，现在工业上大量用于生产苯乙烯单体。乙苯可以通过很多不同的化学方法生产，但是工业上成功地普遍采用的一种方法是苯与乙烯在酸性固体的ZSM-5沸石催化剂存在下汽相烷基化方法。工业上该方法进行操作时，多烷基化苯，包括多甲基化和多乙基化苯，被循环到苯和乙烯进行烷基化反应的烷基化反应器。通过烷基化副产物的循环，因为多乙基化苯(PEB)转换成乙苯(EB)，所以可以增加转化率。此外，在烷基化反应时存在PEB可以通过组分的平衡降低这些物种的形成，因为在一定的加料组合物和特定的操作条件下，PEB的循环将在一定的水平上达到平衡。这种工业方法称为Mobil/Badger法，并详述于Francis G.Dwyer题为“Mobil/Badger乙苯法的化学和催化剂含义”的文章中，该文刊于有机反应的催化剂一书，Wiliam R.Moser编，Marcel DekkerInd.，1981，的39-50页。

乙苯的生产方法描述于美国专利3，751，504(Keown)、4，547，605(Kresge)和4，016，218(Haag)；这些方法的详述可以参考这些专利。美国专利3，751，504描述的方法特别引入注目，因为它在循环的系统中包括一个分开的烷基转移步骤，它可以有效地将大部分较高度烷基化产物转变成需要的乙苯产物。其他的生产乙苯的方法描述于美国专利4，169，111(Wight)和4，459，426(Inwood)，这两个专利优选采用大孔径的沸石如沸石Y，不同于Keown、Kresge和Haag专利所述方法中采用的中等孔径的沸石。美国专利3，755，483(Burress)描述了一种采用沸石ZSM-12作为烷基化催化剂的乙苯生产方法。

乙苯(EB)可以在液相或汽相下于各种沸石催化剂上从苯和乙烯(C₂=)来合成。液相法的优点是操作温度低和得到的副产物含量低。例如，美国专利4，891，458描述了一种采用沸石β的乙苯液相合成法。

为了使多烷基化作用和其他不需要的副反应减至最少，生产这种烷基芳族化合物，如乙苯和异丙苯时通常在进入烷基化反应器的加料物中保持高的芳族化合物(例如乙苯)/烷基化剂(例如乙烯)比例。沸石催化法通常操作在芳族化合物/烯烃(A/O)摩尔比为3或更高，而AlCl₃或载体上的磷酸催化的方法，经常操作在A/O比为3和3以下。但是，在这两种情况下，生成一定程度的多烷基化芳族化合物(例如二乙苯)，简单地将其作为废料处置是禁止的。而是将这些多烷基化芳族化合物进一步与加料的芳族化合物经由烷基转换反应形成附加的单烷基化物。在沸石催化的烷基芳族化合物生产方法中，这种烷基转换反应可以在烷基化反应器中进行(如上述讨论的Mobil/Badger法)，也可以在分开的烷基化转换反应器中进行，其中将烷基转换反应器的流出物与烷基化反应器流出物合并，并送至产物回收。

根据本发明，提供一种生产选自乙苯和异丙苯的烷基苯的方法，该方法包括以下的步骤：

(a)将加料物引入烷基转换区，加料物含有苯和选自多乙基苯和多丙基苯的多烷基苯，加料物中苯与多烷基苯的摩尔比超过1，加料物中基本上无乙烯和丙烯，其中烷基转换区中含有烷基转换催化剂；

(b)使加料物与烷基转换催化剂在充分的烷基转换条件下接触生成含有单烷基苯和苯的烷基转换区的流出物；

(c)将(ⅰ)烷基转换区的全部流出物和(ⅱ)选自乙烯和丙烯的链烯烃引入含有烷基化催化剂的烷基化区；和

(d)使烷基转换区的流出物和带有烷基化催化剂的链烯烃在充分的烷基化条件下接触生成含有单烷基苯和多烷基苯的烷基化区的流出物，

其中链烯烃的第一引入点在烷基转换区的下游。

根据本发明的方法，烷基转换区的流出物可以与新鲜的烷基化剂合并，并直接(也即是不分开)阶流式进入烷基化区。通过适当的设计催化剂床，烷基转换和烷基化反应也可以在同一个反应器中进行。