生产单环烷基取代的芳族化合物的方法_3

文档序号:9659627阅读:来源:国知局
约l〇〇hr-l,特别是约0. 1-约10hr-l的苯重时空速。
[0046] 在一个实施方案中,所述烷基化方法的操作温度为50°C_400°C。优选地,所述 烷基化方法的操作温度为 50°C_250°C;75°C_225°C;100°C_200°C;100°C_145°C;和 110°C_145°C;120°C_145°C;120°C_140°C;和 125°C_135°C。在其它实施方案中,操作温 度下限可以为50°(:,75°(:,100°(:,110°(:,120°(:,125°(:,130°(:,135°(:,140°(:,145°(: ;和上限 温度可以为 500Γ,400Γ,300Γ,200Γ,190Γ,180Γ,170Γ,160Γ,150Γ,145Γ,140Γ, 135°C,和130°C,其中从任何下限到任何上限的范围已经被想到。
[0047] 与附加的苯的烷基转移反应通常在与所述烷基化反应器分开的烷基转移反 应器中在合适的烷基转移催化剂(包括大孔分子筛如MCM-22家族的分子筛、沸石β、 1?11-68(参见美国专利号6,014,018)、沸石¥,沸石1^¥和丝光沸石)上进行。在一些实施 方案中大孔分子筛具有超过7埃的平均孔径大小,或者在其它实施方案中大孔分子筛具有 7埃-12埃的平均孔径大小。所述烷基转移反应通常在至少部分液相的条件下进行,所述条 件合适地包括约100-约300°C的温度,约800-约3500kPa的压力,基于总进料计约1-约 10hr1的重时空速,和约1:1-约5:1的苯/二环烷基取代的芳族化合物重量比。所述烷基 转移反应流出物然后可以被返回到第二蒸馏塔,以回收在所述烷基转移反应中产生的附加 的单环烷基取代的芳族化合物产物。
[0048] 环己基苯氧化
[0049] 在一个优选的实施方案中,通过本发明的方法生产的所述环己基苯被进一步转 化。因此,为了将所述环己基苯转化成苯酚和环己酮,首先将环己基苯氧化成相应的氢过氧 化物。这通过将含有氧气的气体如空气引入到含有环己基苯的液相中来实现。与枯烯不同, 环己基苯在无催化剂存在下的环境空气氧化非常缓慢,并且因此所述氧化通常在催化剂存 在下进行。
[0050] 用于所述环己基苯氧化步骤的合适的催化剂是美国专利号6, 720, 462(通过引 用结合在本文中)中描述的N-羟基取代的环状酰亚胺,例如N-羟基邻苯二甲酰亚胺、 4-氨基-N-羟基邻苯二甲酰亚胺、3-氨基-N-羟基邻苯二甲酰亚胺、四溴-N-羟基邻苯二 甲酰亚胺、四氯-N-羟基邻苯二甲酰亚胺、N-羟基hetimide、N-羟基himimide、N-羟基 trimellitimide、N-羟基苯-1,2, 4-三酸酰亚胺、N,Ν' -二羟基(均苯四甲酸二酰亚胺)、 Ν,Ν' -二羟基(二苯甲酮-3, 3',4, 4' -四羧酸二酰亚胺)、Ν-羟基马来酰亚胺、吡啶-2, 3-二 甲酰亚胺、Ν-羟基琥珀酰亚胺、Ν-羟基(酒石酰亚胺)、Ν-羟基-5-降冰片烯-2, 3-二甲酰 亚胺、外-Ν-羟基-7-氧杂二环[2. 2. 1]庚-5-烯-2, 3-二甲酰亚胺、Ν-羟基-顺式-环 己烷-1,2-二甲酰亚胺、Ν-羟基-顺式-4-环己烯-1,2-二甲酰亚胺、Ν-羟基萘二甲酰亚 胺钠盐或Ν-羟基-邻苯二磺酰亚胺。优选地,所述催化剂是Ν-羟基邻苯二甲酰亚胺。另 一种合适的催化剂是Ν,Ν',Ν" -三羟基异氰尿酸。
[0051] 这些催化材料可以单独使用或在自由基引发剂存在下使用,并且可以被用作液相 均相催化剂,或者可以被负载在固体载体上以提供非均相催化剂。典型地,按环己基苯的 0.OOOlmol% -15mol%,例如0.OOlmol% -5mol%的量使用所述Ν-羟基取代的环状酰亚胺 或Ν,Ν',N"_三羟基异氰尿酸。
[0052]用于所述氧化步骤的合适的条件包括约70°C-约200°C,例如约90°C-约130°C 的温度,和/或约50-10,OOOkPa的压力。任何含氧气的气体,优选空气,可以被用作氧化介 质。所述反应可以在间歇反应器或连续流反应器中进行。
[0053] 氢过氧化物裂解
[0054] 环己基苯至苯酚和环己酮的转化中的最后反应步骤涉及所述环己基苯氢过氧化 物的裂解,其合宜地通过使所述氢过氧化物与催化剂在液相中在约20°C-约150°C,例如约 40°C-约120°C的温度和/或约50-约2, 500kPa,例如约100-约lOOOkPa的压力下接触来 进行。优选将环己基苯氢过氧物稀释在对所述裂解反应惰性的有机溶剂如甲乙酮、环己酮、 苯酚或环己基苯中,以帮助除热。所述裂解反应合宜地在催化蒸馏装置中进行。
[0055] 在所述裂解步骤中使用的催化剂可以是均相催化剂或非均相催化剂。
[0056] 合适的均相裂解催化剂包括硫酸、高氯酸、磷酸、盐酸和对甲苯磺酸。氯化铁、三氟 化硼、二氧化硫和三氧化硫也是有效的均相裂解催化剂。优选的均相裂解催化剂是硫酸,优 选的浓度在〇. 05-0. 5wt%的范围内。对于均相酸催化剂,优选在所述裂解步骤之后进行中 和步骤。这样的中和步骤通常包括与碱性组分接触,随后滗析富盐水相。
[0057] 用于环己基苯氢过氧化物裂解的合适的非均相催化剂包括绿土粘土(smectite clay),例如美国专利号4, 870, 217中描述的酸性蒙脱石二氧化硅-氧化铝粘土,该专利的 全部公开内容通过引用结合在本文中。
[0058] 来自所述裂解步骤的粗环己酮和粗苯酚可以经历进一步的纯化,以生产纯化的环 己酮和苯酚。合适的纯化方法包括但不限于一系列蒸馏塔,以将所述环己酮和苯酚与其它 物质分离。可以对所述粗环己酮或纯化的环己酮本身进行脱氢,以将其转化成苯酚。这样 的脱氢例如可以在催化剂如钼、镍或钯上进行。
[0059] 催化蒸馏
[0060] 在一个实施方案中,使用包含催化剂蒸馏反应塔的催化剂蒸馏系统生产所述单环 烷基取代的芳族化合物(例如环己基苯)。可以在所述催化剂蒸馏塔中的任何位置引入所 述苯和环状单烯烃(例如环己烯)。所述单环烷基取代的芳族化合物具有比所述反应物高 的沸点,并且由于所述催化蒸馏的性质,所述单环烷基取代的芳族化合物将与其形成一样 快地离开所述反应区。最后,所述单环烷基取代的芳族化合物将在所述催化剂蒸馏塔的塔 底部分离开所述塔。所述单环烷基取代的芳族化合物的脱除使得多环烷基取代的芳族化合 物的形成和所述单环烷基取代的芳族化合物的分解最小化。
[0061] 由于比所产生的单环烷基取代的芳族化合物低的沸点,所述苯和环状单烯烃的至 少一部分将沸腾。在一个实施方案中,该环状单烯烃和苯的一些将被回流,同时其它部分将 在塔顶离开所述催化蒸馏塔。所述苯和环己烯的沸腾增加驱动力,因为所述反应物已经被 除去并且不能对逆反应做出贡献。
[0062] 在所述催化剂蒸馏塔内的烷基化条件可以包括0_500psig(0_3450kPag)和 50°C-500°C。所述温度将依反应物和产物改变,并且沿所述塔的温度在塔底最高和在塔顶 最低。
[0063] 在所述催化蒸馏烷基化方法中采用的条件在实现希望的环己基苯选择性方 面是重要的,并且包括约50°C-约350 °C,约50°C-约200°C,约50°C-约175°C,约 50°C_145°C,或更优选约100°C-约145°C的温度。所述催化蒸馏烷基化条件可以还包 括约 0kPag-5000kPag(0psig-约 725psig),345kPag-2068kPag(50psig_300psig),和约 690kPag-1380kPag(100psig-200psig)的压力。所述催化蒸馏烷基化条件可以还包括 0. 01:1-100:1,0. 1:1-100:1,0. 1:1-10:1,0. 2-10:1 的环状单烯烃与苯摩尔比。
[0064] 在一个实施方案中,所述催化蒸馏烷基化方法的操作温度为50°C_400°C。优 选地,所述催化蒸馏烷基化方法的操作温度为50°C_250°C;75°C_225°C;100°C_200°C, 10(TC-145Γ,11(Γ(: -145Γ,120Γ-145Γ,120Γ-14(TC,和 125Γ-135Γ。在其它实施 方案中,操作温度下限可以为 50°C,75°C,100°C,110°C,120°C,125°C,130°C,135°C,140°C, 145°C;和上限温度可以为 500°C,400°C,300°C,200°C,190°C,180°C,170°C,160°C,150°C, 145°C,140°C,135°C,和130°C,其中从任何下限到任何上限的范围已经被想到。
[0065] 现在更详细地提及图1中图解说明的优选实施方案,催化蒸馏塔或柱包含在催化 反应区1中的一个或多个催化剂塔盘,并且就在所述催化反应区1下面包括所述环状单烯 烃2和苯3的入口。未反应的苯和所生产的任何未反应的环己烯可以被冷凝和经回流物流 6回流回所述塔和/或经塔顶物流10从所述反应器除去。所述单环烷基取代的芳族化合物 和重组分(即具有比所述单环烷基取代的芳族化合物高的沸点的化合物)被经塔底物流8 从所述塔的塔底部分除去。包含所述催化反应区1的所述塔的上部分含有在蒸馏填料中的 烷基化催化剂。所述塔的下面部分7由常规的逆向流蒸馏内安排组成。任选地,所述苯可 以被在包括所述催化蒸馏区7内或上面在内的其它塔位置进料。
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