异丙基苯的生产工艺

背景技术

异丙基苯是化学和聚合物工业中重要的中间体，其中2006年全球异丙基苯产量为约1200万公吨，且在2006-2011年间异丙基苯的全球需求量预期每年增长4％以上。

现今全世界制备的所有异丙基苯的大部分用于制备苯酚。由于聚碳酸酯在电子、医疗保健和汽车工业中拓宽的应用，对用于制备双酚-A并后续制备聚碳酸酯的苯酚需求正在增加。

异丙基苯通常通过使苯和丙烯在完全液相或气-液混合相条件下在酸催化剂存在下反应而商业制备。通常将化学计量相对于丙烯进料过剩的苯进料送至反应器以控制或最少化丙烯的低聚反应(其后续引起催化剂的结焦和失活)。基于固体磷酸的较老方法通常采用约8∶1的苯对丙烯进料摩尔比。为限制多异丙苯(主要为二异丙苯和三异丙苯)的产生也需要在这些方法中采用高的苯对丙烯进料比，因为通过固体磷酸(SPA)催化剂产生的多异丙苯不能被有效地转化为异丙基苯而不得不用作汽油调合用储料并被视为加工收率损失。高的苯对丙烯进料比也造成反应器流出液中大量未转化的苯，其需要通过蒸馏回收并循环回反应器。

生产工艺

在固定床反应器(由总长度为34英寸(864厘米)的3/4英寸(19厘米)直径的Schedule 40的316不锈钢管制成)中进行用异丙醇和丙烯使苯烷基化的试验。一个储罐用于苯/异丙醇混合物，另一个罐用于丙烯。一个正位移泵用于将苯/异丙醇混合物送入反应器，另一个正位移泵用于将丙烯送入反应器。苯/异丙醇混合物和丙烯的流速通过泵的设置而设定并通过电子重量秤监测。反应器操作条件通过自动控制系统控制并监测。反应器流出液的一部分通过离心泵被循环回反应器入口以控制经过催化剂床的温升。原料和反应器流出液通过两台HewlettPackard 5890 Series II气相色谱仪进行分析，一台装配具有0.25毫米内径、0.5微米膜厚度和60米长度的Chrompack CP-Wax 52CB柱，另一台装配具有0.20毫米内径、0.5微米膜厚度和50米长度的AgilentHP-PONA柱。

将60克的MCM-22催化剂装入固定床反应器。在将苯/异丙醇混合物引入反应器之前，反应器的进料由纯的苯和丙烯组成且催化剂性能稳定。丙烯进料的重时空速(WHSV)为0.5小时-1，苯对丙烯进料比为1.2∶1摩尔，反应器入口温度为128℃。调节反应器循环以控制穿过催化剂床的温升在20℃以下。如图1所示，在将纯苯进料替换为由1重量％的异丙醇和99重量％的苯组成的混合物并将反应器入口温度调节至147℃之后，由于多异丙苯生成量的略微增加，异丙基苯/(异丙醇+丙烯)选择性略微降低并稳定在比之前更低的水平。芳族化合物/(异丙醇+丙烯)选择性在整个试验中基本上保持不变，如图1所示。未观察到如美国专利No.6,512,153的实施例中所示的逐渐或快速老化。丙烯转化率为100％，异丙醇转化率为99％。苯进料时的反应器中的水分水平为约20ppm，苯/异丙醇混合物时为约2,100ppm。相应的异丙醇WHSV为0.01，反应器进料中的异丙醇对丙烯摩尔比为2∶98。