专利名称：：制备枯烯的方法
技术领域：
：—种用于制备枯烯的方法，其中使用分隔壁分馏塔分离产品异丙基苯。
背景技术：
：0002I枯烯或异丙基苯，是一种主要用于制备酚和酮的有价值的产品。通过催化方法使用由用磷酸浸渍硅藻土制备的固体磷酸制备枯烯。现在，沸石催化剂用于在较低的投资成本下制备较高品质的枯烯。在典型的制备枯烯的商业方法中，将液体苯和液体丙烯注入包含一个或几个包括烷基化催化剂的反应器的烷基化区。为了最小化苯的多烷基化产物的制备，实践中在整个反应区要保持苯的摩尔过量，使其在4:1到16:1的范围内的苯与丙烯的摩尔比，且更优选为8:1。在一些商业方法中产生了两种期望的异丙基苯的竟争反应的问题。这些问题当中的一个为多烷基化苯的形成，例如二-和三异丙基苯而不是期望的单烷基化产物。这种竟争反应可以部分的通过使用大摩尔过量的苯而控制。但是，烷基交换反应用于使多烷基化苯与苯反应以形成额外的枯烯。其他在注入的丙烯反应物的基础上导致的枯烯产率的损失的竟争反应是在有限的程度上发生的甚至在较大摩尔过量的苯的存在下产生的丙烯低聚物的形成，例如丙烯的二聚体和三聚体。丙烯三聚体和一些丙烯的四聚体与枯烯一起沸腾。由于这些烯烃的存在妨碍用于由枯烯制备酚的氧化反应，这种低聚合副反应必须最小化以便制备高纯度的产物。0004烷基化器和烷基交换器流出物使用蒸馏塔经过分离操作以便分离为苯、枯烯产品、多异丙基苯和副产物物流。使用的是传统的三种蒸馏塔。第一种典型地是苯塔，用于从反应器流出物中回收过量的苯。主要是苯的苯塔的塔顶馏出物典型地再循环到烷基化器和烷基交换器中。第二蒸馏塔典型地为用于从苯塔的塔底残留物回收枯烯产物的枯烯塔。枯烯产物典型地是来自枯烯塔的净塔顶馏出物。枯烯产物可以用于例如酚或酮加工的应用，或者可以送去储存。笫三蒸馏塔通常是多异丙基苯塔，其用于从来自枯烯塔塔底残留物的再循环物流中回收多异丙基苯。多异丙基苯作为塔顶馏出物从多异丙基苯塔中回收并且典型地再循环到烷基交换器中。高沸点的塔底残留物物流，重质尾馏分物流通常进行冷却并送去储存。用于分馏塔的分隔壁或Petyluk构造最初是50多年前由Petyluk等人引入的。使用这种技术的分馏塔的最近的商业化促进了更多最近的研究，正如SUPPLEMENTTOTHECHEMICALENGINEER,第14页，1992年8月27日发表的文章中所描述的。将烷基化流出物10的烷基交换流出物12引入枯烯/苯分隔壁分馏塔14中。在分隔壁分馏塔内部为两个平行的分馏区。第一分悔区占据了分馏塔中部的左侧大部分。应当注意的是这里使用的"左侧"和"右侧，，是相对于图的。在实际实践中，作为塔左侧或右侧区域的布置并不是关键的。第一分馏区通过实质上是不漏液体的垂直壁16与占据了塔横截面另一半的平行的第二分馏区分隔开。垂直壁没有必要处于塔的中心且两个分馏区在横截面面积或形状上可以不同。垂直壁将塔的大的垂直部分分成两个平行的分馏区。这两个区域关于这个壁的高度相互之间隔开，但是在二者的塔顶部和底部末端连通。在两个分馏区之间没有直接的蒸气或液体流动穿过分隔壁，但是分馏区的上部末端对包含优选具有额外的塔板的未分隔的分馏区的蒸馏塔内部体积开放。液体可以在分隔壁以下两个分馏区的底部穿过，虽然优选限制或控制蒸气的流动。因此，蒸气和液体可以沿着塔的两个部分之间的壁自由运动。流出物的組分将才艮据沸点或相对挥发性(在蒸馏塔中决定它们行为的主要因素)进行分离。具有相对低沸点的组分为来自每种流出物的苯。中等范围沸点的组分是期望的产品枯烯。具有相对高沸点的组分是多异丙基苯和一些重质芳香族化合物。存在于流出物中的苯在第一分馏区向上运动且进入塔的顶部部分，在其中它在塔顶馏出物18和侧面取出物流20中除去。塔顶馏出物18中的苯从分隔壁塔的顶部除去并且穿过塔顶馏出物冷凝器38形成传送到接收器22的液体。接收器22可以具有排放物流21。从接收器中除去苯26的液相物流并且将其分成作为回流的再回到分隔壁分馏塔顶部的第一部分28和再循环到烷基化反应器2中的第二部分8。还可以从分隔壁塔在作为侧面取出物流的物流20中除去苯。苯物流20可以再循环到烷基交换反应器4中。两个苯物流从苯塔中离开，因为在烷基化反应期间，典型的用于烷基化反应器中的催化剂可以容忍一些水分的存在，但是典型的用于烷基交换反应器的催化剂较不能容忍水分。因此，塔顶馏出物含有可以用水饱和的苯并且适合烷基化反应器，而侧面取出物流含有适合烷基交换反应器的干燥的或半干燥的苯。正如这里使用的词语"富含"，其意指表示高于50且优选高于75摩尔％的所指代的化合物的浓度或化合物的等级。在本发明更特别的实施方案中，分隔壁分馏塔的未分隔的底部部分作为通过恰好位于低于壁底部的气体隔离塔板(gastrap-outtray)或气流控制与两个平行的分馏区分离的部分进行描述。在这一点上轻微的狭缝允许在平行的分馏区之间的水平液体流动。这个塔板可以具有允许液体正常向下流动的液体密封穿孔，但是它的结构使得向上流动的蒸气受到显著的限制或控制。该塔板可以完全堵塞向上的蒸气流动。这一塔板的使用可以提供主动控制两个分馏区之间向上的气体流动的分割的方法，即控制两个区域性能的主要方法。任选地，回流还可以分开控制。因此总的*底残留物可以优选从塔中通过管线和将蒸气单独进料到两个平行分馏区的底部的两个管线之间的狭缝处运送。气流可以通过一个或几个流动控制阀门或通过调整两个区域的底部中的相对液体水平控制。在US4，230，533描述了一些细节。主要含有多异丙基苯和重质芳香族化合物的塔底残留物物流34的纯净部分传递到多异丙基苯塔40中用于将多异丙基苯分离为多异丙基苯塔顶馏出物42,将重质芳香族化合物分离为多异丙基苯塔塔底残留物44。主要含有多异丙基苯的多异丙基苯塔顶馏出物42穿过接收器46并且一部分作为回流返回到多异丙基苯塔40的顶部部分。物流43的剩余物再循环到烷基交换反应器4中。在一个实施方案中，塔在使得塔顶馏出物的温度为85。C到105。C(185。F到221。F)且压力为16到19kPa(2.3到2.7psia)下操作。在更特别的实施方案中，塔在使得塔顶馏出物的温度为95。C(203。F)且压力为17kPa(2.5psia)下操作。表2中显示的理论模拟的结果表明在本发明中进行的分离相对于使用采用苯塔、之后是枯烯塔的常规方案获得更为优选。数据完全基于工程计算并且说明两种常规的蒸馏塔(苯塔和枯烯塔)可以用分隔壁塔替换以提供显著的益处并且节约成本。与常规的两个塔串联相比，用分隔壁塔使能量成本以及总的级数减少。表2显示了该^t拟的结果。正如通过数据所清楚的显示的，与常规的两个塔设计相比，分隔壁塔设计中的每一种都提供可能量的节约和级数的减少。例如，相对于两个常规塔的32.3MMBTU/hr，分隔壁塔情况1需要25.6MMBTU/hr的总冷凝器负栽，且分隔壁塔情况2需要26.5MMBTU/hr的总冷凝器负载。同样地，相对于两个常规塔的31MMBTU/hr，分隔壁塔情况1需要25,3MMBTU/hr的总再沸器负载，且分隔壁塔情况2需要26.3MMBTU/hr的总冷凝器负载。对于级数，相对于两个常规塔的共78个级，分隔壁塔情况1需要67级，且分隔壁塔情况2需要62级。最后，数据显示，枯烯的纯度有小幅的增加，而排放的苯的损失量有所减少。因此，与一组常规蒸馏塔相比，分隔壁塔的使用减少了关于塔盘的资本成本以及^^共资源使用成本。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>*基于新鲜原料中的苯权利要求1.一种使用分隔壁分馏区生成枯烯的方法，所述方法包括在烷基化区中使第一苯再循环物流和至少包含丙烯的第一原料物流与具有烷基化催化剂在烷基化条件下接触，将至少一部分丙烯和苯转化为枯烯，并且形成包含苯和枯烯的烷基化流出物；在烷基交换作用区中使至少包含多异丙基苯的富含多异丙基苯的再循环物流和至少包含具有苯的第二苯再循环物流与烷基交换催化剂在烷基交换条件下接触，将至少一部分多异丙基苯和苯转化为枯烯，并且形成包含苯和枯烯的烷基交换区流出物；将烷基化区流出物和烷基交换区流出物传递到在分馏条件下操作的分隔壁分馏塔中，所述分隔壁分馏塔通过分隔壁分隔为至少第一和第二平行分馏区，且第一和第二分馏区各自具有位于蒸馏塔内的上部和下部末端，且第一和第二分馏区在它们的上部末端与蒸馏塔的未分隔的上部部分开放式连通，且在它们的下部末端与蒸馏塔的未分隔的下部部分开放式连通，烷基化区流出物和烷基交换区流出物在第一分馏区的一个或几个中间点进入塔；从分隔壁分馏塔的第二分馏区的中间点除去包含枯烯的物流；从分隔壁分馏塔的第一末端除去第一苯再循环物流；从分隔壁分馏塔的第二分馏区的中间点除去第二苯再循环物流；从分隔壁分馏塔的第二末端除去富含多异丙基苯的物流；将富含多异丙基苯的物流传递到多异丙基苯分馏塔中以将多异丙基苯再循环物流从富含重质芳香化合物的物流中分离出来。2.权利要求1的方法，其中烷基化区在800到5100kPa(116到740psia)范围内的压力和120到280°C(248到536。F)范围内的温度下操作。3.权利要求1的方法，其中烷基交换区在800到5100kPa(116到740psia)范围内的压力和100到270°C(212到518。F)范围内的温度下操作。4.权利要求1的方法，其进一步包括使用在30到45。C(86到113°F)范围内的温度和7到14kPa(l到2psia)范围内的压力下操作的冷凝器冷凝第一苯再循环物流。5.权利要求1的方法，其中多异丙基苯塔的操作使得在第一苯再循环物流处于85到105。C(185到221。F)范围内的温度和16到19kPa(2.3到2.7psia)范围内的压力下。6.权利要求l的方法，其中来自分隔壁分馏塔的第二分馏区中间点的包含枯烯的物流包含99.955重量％的枯烯。7.权利要求l的方法，其中来自分隔壁分馏塔第二分馏区中间点的包含枯烯的物流含有不超过4重量ppm的苯。8.权利要求1的方法，其中烷基交换区流出物在这样的分隔壁分馏塔的中间高度引入到分隔壁分馏塔中，即其位于引入烷基化区流出物的中间高度和分隔壁分馏塔的第一末端之间。9.权利要求1的方法，其进一步包括将包含枯烯的物流传递到生成苯酚的方法中。10.权利要求1的方法，其进一步包括将包含枯烯的物流传递到生成丙酮的方法中。全文摘要在烷基化区(2)中，苯再循环物流(8)和丙烯原料物流(6)反应将丙烯和苯转化为枯烯(10)。在烷基化交换区(4)中，多异丙基苯物流(43)和苯再循环物流(20)反应，将多异丙基苯和苯转化为枯烯(12)。流出物进入分隔壁分馏塔(14)。将枯烯产品物流(32)从分隔壁分馏塔的中间点处除去。苯再循环物流(18)从第一末端除去，且另一个苯再循环物流(20)从分隔壁分馏塔的中间点处除去。多异丙基苯物流(34)从分隔壁分馏塔的第二末端处除去。多异丙基苯物流传递道多异丙基苯分馏塔(40)中以便将多异丙基苯(42，43)从重质尾馏分物流(44)中分离出来。文档编号C07C15/085GK101679149SQ200880017075公开日2010年3月24日申请日期2008年5月5日优先权日2007年5月23日发明者C·P·塔加莫利拉,M·A·舒尔茨,S·P·兰克顿申请人:环球油品公司