[发明专利]生产异丙苯的方法

说明书

领域

本发明涉及生产异丙苯的方法，特别地但非排他地涉及生产异丙苯和转化所述异丙苯成苯酚的集成方法。

背景

异丙苯在化学和聚合物工业中是重要的中间体，目前全球异丙苯生产超过1200公吨/年。现在世界上制造的所有异丙苯中的大部分被用于生产苯酚。对用于制造双酚-A和随后制造聚碳酸酯的苯酚的需求正在加速，因为聚碳酸酯在电子、卫生保健和汽车工业中的广泛应用。

然而，异丙苯、苯酚和双酚-A生产的快速增长已经导致与由所述苯酚装置生产的丙酮副产物的不平衡有关的一些关注。这样，丙酮和苯酚被以大约1：1摩尔比由异丙苯生产，但是被以大约1：2摩尔比用在下游的双酚-A生产工艺中。没有被用在双酚-A生产中的过量的丙酮已经引起苯酚生产商的一些关注，因为它可以产生供给-需求不平衡和扰乱所述苯酚生产商业的经济状态。

另外，异丙苯典型地通过使苯和丙烯在液相或混合的气-液相条件下在酸催化剂，特别是沸石催化剂存在下反应来生产。所导致的对使集成的异丙苯/苯酚装置位于丙烯源附近的需要对于生产商来说已经成为一件重要的事情。因此，在如今的烯烃市场，由于有利于丙烯生产的原料的可获得性，在由常规来源如乙烯装置生产的丙烯供给方面，也存在供给-需求不平衡。这种不平衡已经迫使苯酚生产商将他们的装置建设在离原料供应商而不是产物出口处更近的位置。

许多研究努力针对通过将在苯酚装置中生产的过量丙酮循环以生产异丙苯来解决上述丙酮不平衡和丙烯供给问题。例如，美国专利号5,015,786教导了用于制备苯酚的方法，该方法包括以下步骤：(a)使用沸石催化剂在液相条件下用异丙醇将苯烷基化以合成异丙苯，(b)用分子氧将得自步骤(a)的异丙苯氧化成异丙苯氢过氧化物，(c)对所述异丙苯氢过氧化物进行酸裂解以合成苯酚和丙酮，和(d)将得自步骤(c)的丙酮用氢气在液相条件下氢化成异丙醇，将该异丙醇循环到步骤(a)。

在通过在沸石催化剂上用异丙醇将苯烷基化来制造异丙苯中涉及的一个问题是，在所述反应过程中相对于每摩尔消耗的异丙醇产生一摩尔水。这不仅要求提供相当大的下游处理设备以从所述产物中除去水，而且大多数沸石在过量水存在下显示降低的选择性和增加的老化。因此希望在异丙醇烷基化反应器的出口处将水浓度保持在约1wt％。如在例如美国专利号6,512,153中公开的，这合宜地通过控制烷基化的速率和将反应流出物的一部分在干燥以除去所述水副产物后循环来实现。

在异丙苯生产中使用由来自苯酚装置的过量丙酮生产的异丙醇所遇到的另一个问题是，所述丙酮往往含有显著量的氮杂质，其被携带进入所述异丙醇中间体产物。这样的杂质对于在下游烷基化步骤中使用的沸石催化剂来说起毒物的作用，并且因此必须被除去或者降低至非常低的水平。然而，用常规的固体酸吸附剂从所述丙酮和异丙醇进料除去这些杂质的尝试已经证实仅是稍微有效的，原因在于丙酮和异丙醇的分子极性，它们与所述极性氮化合物的吸附竞争。还有，丙酮和异丙醇的高水溶解度使得不能使用通常也被使用以从烃物流除去氮化合物的水洗涤。

按照本发明，现已发现，当由丙酮生产异丙醇并将异丙醇用在苯的烷基化中以生产异丙苯时，所述异丙醇中的任何氮杂质的有害影响可以通过处理至烷基化反应器的干燥的循环物流来有效地减轻。另外，通过对所述干燥的循环物流进行处理，所述氮杂质的脱除可以通过在酸性固体吸附剂如分子筛或酸性粘土上吸附和/或通过用酸性水溶液如稀硫酸处理来实现。或者，所述异丙醇可以与新鲜苯混合，并且处理所得到的混合物以除去所述氮杂质。在这种情况下，发现苯对异丙醇极性的稀释效果足以允许在所述氮脱除中使用固体酸吸附剂。而且，所述苯/异丙醇混合物的处理可以被用于从所述新鲜苯中除去氮和其它杂质。

概述

在一个方面，本发明在于生产异丙苯的方法，所述方法包括：

(a)使苯与包含异丙醇和任选地包含丙烯的C₃烷基化剂在烷基化条件下接触，使得所述C₃烷基化剂的至少一部分与所述苯反应以产生包含异丙苯、未反应的苯和水的烷基化流出物；

(b)从所述烷基化流出物回收异丙苯；

(c)从所述烷基化流出物除去水以形成干燥的流出物物流；

(d)处理所述干燥的流出物物流的等分部分，以从中除去含氮杂质和产生纯化过的循环物流；和

(e)将所述纯化过的循环物流的至少一部分循环到所述接触(a)。

在另一个方面，本发明在于用于生产苯酚的集成方法，所述方法包括：