多相烷基芳族化合物的制备制造技术

如下在反应器中制备一烷基化芳族产物的方法：在包含烷基化催化剂的反应区中使可烷基化芳族化合物原料与另一种包含烯烃组分的原料的混合相混合物反应。包含一烷基化芳族产物和多烷基化芳族化合物的流出物以液相从该反应区排出。可以将该多烷基化芳族化合物分离作为烷基转移反应区中的烷基转移反应的原料流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】领域[0001]本专利技术涉及一烷基化芳族产物，尤其是乙基苯和枯烯的制备方法。背景[0002]乙基苯是生产苯乙烯的重要原料，它通过乙烯和苯在酸烷基化催化剂的存在下反应来生产。老的乙苯生产设备(一般在1980年以前建成的那些)使用AlCl3或BF3作为酸性烷基化催化剂。1980之后建造的设备通常使用基于沸石的酸性催化剂作为烷基化催化剂。[0003]工业上的乙基苯生产方法一般需要使用纯度超过80mol.％的浓缩乙烯。例如，聚合物级乙烯具有超过99mol.％乙烯的纯度。然而，将乙烯料流纯化以获得化学物或聚合物级是昂贵的方法，因此开发可以在较低等级或稀乙烯料流下操作的方法是相当有利的。稀乙烯料流的一种来源是来自石油精炼厂的流化床催化裂化或蒸气裂化装置的尾气。在除去反应性杂质如丙烯后，来自这种装置的稀乙烯料流通常包含约10-80mol.％的乙烯，其余为乙烷、氢气、甲烷和/或苯。[0004]将三类乙基化反应器系统即蒸气相反应器系统、液相反应器系统和混合相反应器系统用于生产乙基苯。[0005]在蒸气相反应器系统中，苯和乙烯的乙基化反应在大约350-450℃的温度和690-3534KPa-a(6-35kg/cm2-g)的压力下在多个沸石催化剂固定床中进行。在这种沸石催化剂的存在下乙烯与苯进行放热反应形成乙基苯。大约10-30mol.％的所形成的乙基苯进一步与乙烯反应形成二乙基苯异构体(DEB)、三乙基苯异构体(TEB)和更重的芳族产物(重质产物)。这些不合需要的反应产物，即DEB、TEB和重质产物，通常统称为多乙基化苯(PEB)。[0006]举例来说，在包括结晶硅酸铝沸石ZSM-5的催化剂上的苯的-->蒸气相乙基化作用在美国专利号3,751,504(Keown等人)、3,751,506(Burress)和3,755,483(Burress)中进行了公开。[0007]大多数情况下，蒸气相乙基化体系使用聚合物级乙烯料。此外，尽管已建立了使用稀乙烯料的工业蒸气相方法并且目前正在实施，但与这些方法相关的投资成本很高。[0008]近年来，工业上的趋势已从蒸气相乙基苯反应器转向液相反应器。液相反应器在大约150-280℃的温度下，即在低于苯的临界温度(290℃)下操作。与类似的蒸气相反应相比，在液相反应中的乙基化反应的速率较低。因此，液相反应所需的催化剂体积比液相反应所需的要大，但液相反应的较低设计温度通常在经济上补偿与较高催化剂体积相关的不利影响。[0009]使用包括沸石β的催化剂的苯的液相乙基化在美国专利号4,891,458和欧洲专利公开号0432814和0629549中进行了公开。最近，已公开了MCM-22和其结构类似物用于这些烷基化/烷基转移反应中，例如美国专利号4,992,606(MCM-22)、美国专利号5,258,565(MCM-36)、美国专利号5,371,310(MCM-49)、美国专利号5,453,554(MCM-56)、美国专利号5,149,894(SSZ-25)；美国专利号6,077,498(ITQ-1)；国际专利公开号WO 97/17290和WO 01/21562(ITQ-2)。[0010]工业上的液相乙基苯装置一般使用聚合物级乙烯。此外，尽管通过提高操作压力可设计接受包含至多30mol％乙烷的乙烯料流的装置，但是与这些装置的设计和操作相关的成本已证明是相当高的。[0011]已开发了在混合相中使用反应性蒸馏生产乙基苯的技术。这种方法在美国专利号5,476,978中进行了描述。在混合相方法中，乙烯料流和苯料流形成混合相并且可以使用稀乙烯料流，因为乙基化反应温度低于稀乙烯/苯混合物的露点温度，但是高于泡点温度。这种稀乙烯料的稀释剂，即乙烷、甲烷和氢气，基本上保持在蒸气相中。反应器中的苯在蒸气相与液相之间分配，而乙基苯和PEB反应产品基本上保持呈液相。[0012]美国专利号6,252,126公开了一种通过含3至50mol％乙烯-->的稀乙烯料流与含75至100wt％苯的苯料流反应生产乙基苯的混合相方法。该反应在反应器的等温乙基化段进行，该反应器还包括苯汽提段，其中将未反应的苯从乙基化产物中热汽提出来。在乙基化段与苯汽提段之间保持整体、逆流蒸气和液体传输。[0013]美国专利申请序列号10/252,767公开了一种通过使苯与包含20-80wt.％乙烯的稀乙烯料流和乙烷反应来制备乙基苯的方法。该反应在包括分子筛如MCM-22的烷基化催化剂的存在下在一系列串联连接的反应区中的一个中进行。保持该反应区的温度和压力使得苯和稀乙烯原料在液相条件下。将反应区之间的中间产物冷却。除去该中间产物中的一部份烷烃，例如，乙烷，以通过避免乙烷从一个区到另一个区的聚集来保持液相条件。[0014]本专利技术提供新型烷基化方法，其中原料呈混合相(部分蒸气和部分液体)并且产物流呈液相。在烷基化反应区的任何部分存在从混合相到液相的相转移。本专利技术的一个优点是保持原料呈混合相而不是液相的较低成本。本专利技术的另一个优点是液相烷基化的低温。专利技术概述[0015]在一个实施方案中，本专利技术涉及用于在反应区中制备烷基化芳族产物的方法，包括以下步骤：(a)将包含可烷基化的芳族化合物的主要为液相的第一原料和包含至少一种烯烃化合物的至少部分蒸气相的第二原料供入该反应区，其中该反应区在足以确保第一原料和第二原料的混合物在该反应区的至少一部分中为混合相的条件下操作；和(b)使该原料混合物和烷基化催化剂在该反应区中接触，以产生第一流出物，该流出物包含该烷基化芳族产物，其中第一流出物主要以液相排出该反应区。[0016]在另一个实施方案中，该方法涉及用于制备一烷基化芳族产物的方法，该方法包括以下步骤：(a)将包含可烷基化的芳族化合物的主要为液相的第一原料和包含至少一种烯烃化合物的至少部分蒸气相的第二原料供入反应区，其-->中该反应区在保持第一原料和第二原料的混合物在该反应区的至少一部分中为混合相的条件下操作；(b)使该原料混合物和烷基化催化剂在该反应区中接触，以产生包含一烷基化芳族产物和多烷基化芳族化合物的第一流出物，其中第一流出物主要以液相排出该反应区；(c)在烷基转移条件下在烷基转移反应区中在烷基转移催化剂的存在下使该多烷基化芳族化合物与包含可烷基化的芳族化合物的第三原料接触，以产生包含另外的一烷基化芳族产物的第二流出物。[0017]在本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在第一反应区制备包含乙基苯或枯烯的烷基化芳族产物的方法，包括以下步骤：　　　　（ａ）将包含苯的主要为液相的第一原料和包含至少一种烯烃化合物的至少部分蒸气相的第二原料供入所述第一反应区，所述烯烃化合物选自乙烯、丙烯、甲烷、乙烷和丙烷，其中所述反应区在足以确保所述第一原料和所述第二原料的混合物在所述反应区的至少一部分中处于混合相的条件下操作；和　　　　（ｂ）在所述第一反应区让所述原料混合物与第一烷基化催化剂接触，以产生包含所述烷基化芳族产物和多烷基化芳族化合物的第一流出物，其中所述第一流出物主要以液相从所述反应区排出；和　　　　其中所述反应区的所述条件足以确保在所述反应区的至少一部分中从混合相到液相的相变。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-3-31 60/666,8741.用于在第一反应区制备包含乙基苯或枯烯的烷基化芳族产物的
方法，包括以下步骤：
(a)将包含苯的主要为液相的第一原料和包含至少一种烯烃化合
物的至少部分蒸气相的第二原料供入所述第一反应区，所述烯烃化合
物选自乙烯、丙烯、甲烷、乙烷和丙烷，其中所述反应区在足以确保
所述第一原料和所述第二原料的混合物在所述反应区的至少一部分中
处于混合相的条件下操作；和
(b)在所述第一反应区让所述原料混合物与第一烷基化催化剂接
触，以产生包含所述烷基化芳族产物和多烷基化芳族化合物的第一流
出物，其中所述第一流出物主要以液相从所述反应区排出；和
其中所述反应区的所述条件足以确保在所述反应区的至少一部分
中从混合相到液相的相变。
2.权利要求1的方法，其中所述第一烷基化催化剂包括选自
MCM-22、MCM-36、MCM-49和MCM-56、β沸石、八面沸石、丝光沸石、
PSH-3、SSZ-25、ERB-1、ITQ-1、ITQ-2、沸石Y、超稳Y(USY)、脱铝Y
(DealY)、稀土交换的Y(REY)、ZSM-3、ZSM-4、ZSM-18、ZSM-20
和它们的任何结合物的分子筛。
3.权利要求1的方法，其中所述反应区的所述条件包括120至285
℃的温度和689-4601kPa-a(100-667psia)的压力，0.1-10h-1的基于
烯烃重量的WHSV。
4.权利要求1的方法，其中所述第一原料具有至少98wt.％的液相。
5.权利要求1的方法，其中所述第一原料具有至少99wt.％的液相。
6.权利要求1的方法，其中所述第二原料包含至少50mol.％的烯烃。
7.权利要求1的方法，其中所述第二原料包含至少90mol.％的烯烃。
8.上述权利要求中任一项的方法，还包括以下步骤：
(c)在烷基转移条件下的烷基转移反应区中在烷基转移催化剂的
存在下使所述多烷基化芳族化合物与包含可烷基化的芳族化合物的第
三原料接触，以产生包含另外的一烷基化芳族产物的第二流出物。
9.权利要求8的方法，还包括以下步骤：
(d)分离所述第一和/或第二流出物以回收所述一烷基化芳族产
物。
10.权利要求8的方法，其中所述烷基转移催化剂包括选自MCM-22、
MCM-36、MCM-49和MCM-56、β沸石、八面沸石、丝光沸石、PSH-3、
SSZ-25、ERB-1、ITQ-1、ITQ-2、沸石Y、超稳Y(USY)、脱铝Y(DealY)、
稀土交换的Y(REY)、ZSM-3、ZSM-4、ZSM-18、ZSM-20和它们的任何
结合物的分子筛。
11.权利要求8的方法，其中所述烷基转移条件有效保持所述第二
流出物流基本上在蒸气相中。
12.权利要求8的方法，其中所述烷基转移条件有效保持所述第二
流出物流基本上为液相。
13.权利要求8的方法，其中所述蒸气相烷基转移条件包括350-450
℃的温度和696-1601kPa-a(101-232psia)的压力，大约0.5-20h-1的
基于所述多烷基化芳族化合物的重量的WHSV，1∶1-5∶1的所述可烷基化
的芳族化合物与所述多烷基化芳族化合物的摩尔比。
14.权利要求8的方法，其中所述液相烷基转移条件包括150-260
℃的温度和696-4137kPa-a(101-600psia)的压力，大约0.5-100h-1的基于所述多烷基化芳族化合物的重量的WHSV，1∶1-10∶1的所述可烷
基化的芳族化合物与所述多烷基化芳族化合物的摩尔比。
15.权利要求8的方法，还包括以下步骤：
(d)冷却所述第一流出物流以形成冷却的第一流出物流；
(e)向在第二条件下操作的所述多级反应器的第二反应区供入所
述冷却的第一流出物流的至少一部分和另外的所述第二原料；和
(f)在所述第二反应区中让步骤(d)的混合物与第二烷基化催
化剂接触，以产生包含另外的所述一烷基化芳族产物的第二流出物。
16.权利要求15的方法，其中所述第二条件有效保持所述步骤(f)<...

【专利技术属性】
技术研发人员：MC克拉克，V南达，B梅尔茨，
申请(专利权)人：埃克森美孚化学专利公司，巴杰许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]