[发明专利]共同生产苯酚、丙酮、α-甲基苯乙烯和环氧丙烷的方法及其催化剂

说明书

本发明是申请号为200380106171.2、发明名称为“共同生产苯酚、丙酮、α-甲基苯乙烯和环氧丙烷的方法及其催化剂”的中国发明专利申请的分案申请。

发明领域

本发明涉及共同生产苯酚、丙酮、α-甲基苯乙烯和任选的环氧丙烷的方法及其催化剂；更具体地涉及由氢过氧化枯烯生产苯酚、丙酮和α-甲基苯乙烯的方法和催化剂。

发明背景

通过将将氢过氧化枯烯(CHP)选择性还原为二甲基苯基甲醇(DMPC)，即AMS的水合形式，可以在苯酚和丙酮联合工厂中生产增加量的α-甲基苯乙烯(AMS)。DMPC还被称为2-苯基-2-丙醇或二甲基苄基醇(DMBA)。作为枯烯氧化为CHP的副产物，产生了少量的DMPC。DMPC在酸催化剂的存在下进行脱水，获得了AMS。一些苯酚生产商回收AMS，如果它以充分的量形成的话。其它苯酚生产商不回收AMS，而是将它重新氢化为枯烯，用于再循环到氧化反应器。AMS的氢化可以在苯酚工厂的蒸馏段回收AMS/枯烯料流之后进行。作为替代的方法，整个裂解反应器流出物，包括所有的AMS可以在工厂的蒸馏段分离苯酚和丙酮之前进行氢化，例如US专利5,245,090。

AMS在工业上用于各种应用，尤其生产某些共聚物和专用聚合物。另外，AMS可以用作生产精细化学品比如不饱和AMS二聚体的中间体。这些二聚体在共聚物比如丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂和苯乙烯-丁二烯橡胶的生产中用作分子量控制剂。AMS二聚体的氢化形式作为润滑组合物中的组分具有工业价值。

已经开发了许多专利方法，试图在由枯烯生产苯酚的方法中增加AMS收率。这些方法一般寻求通过由次级反应的AMS损失减到最少来提高AMS收率。一种方法采用让CHP和DMPC与硫酸在逆向混合反应器中反应的多步方法，以生产过氧化二枯基，随后在高温下在活塞流条件下进行分解，形成AMS，苯酚和丙酮，例如US专利4,358,618。通过次级反应的AMS损失减到最少的一种替代方法使用在逆向混合反应器中分解CHP，随后在添加抑制剂比如丙酮和/或水以控制AMS的次级反应之后在活塞流反应器中脱水DMPC的多步方法，例如US专利5,998,677和5,463,136。然而，与能够通过在氧化器单元中生产的DMPC的完全脱水所获得的理论最大值相比，这些方法没有提高AMS的收率。这些方法仅仅寻求将AMS损失为重质副产物最少化，并且获得了基于从氧化器单元排出的DMPC的理论最大值的70-80％的AMS收率。

本发明的方法提供了通过在适合的多相催化剂上将CHP料流的一部分还原为DMPC而将AMS收率提高到超过基于在氧化器流出物的DMPC的理论最大值的方法。具有增高量的DMPC的该工艺料流然后可以进给苯酚工厂的裂解单元，在那里剩余的CHP进行酸催化分解为苯酚和丙酮的反应。在分解过程中，酸催化剂将DMPC脱水为AMS。通过控制还原为DMPC的CHP的分数，在工厂中生产的AMS的量可以连续设定来满足市场需求。

本发明的方法还提供了通过让一部分的CHP与丙烯的外部来源在环氧化反应中反应来控制AMS收率的方法。在环氧化反应器中，一部分的CHP在环氧化催化剂的存在下还原为DMPC，而丙烯成为环氧丙烷。环氧丙烷可以作为有价值的副产物回收。离开环氧化反应器的液体溶液具有增高量的DMPC，然后可以进给苯酚工厂的裂解单元，在那里剩余CHP进行酸催化的分解，形成苯酚和丙酮。在分解过程中，酸催化剂可以将DMP脱水为AMS。通过控制还原为DMPC的CHP的分数，在工厂中产生的AMS的量可以连续设定来满足市场对于AMS的需求。

目前还没有可以让苯酚生产商按照要求即期制备(make on demand)AMS的方法。AMS仅仅可以从在氧化反应器中生产的DMPC的脱水中回收。目前的方法不能灵活地控制经由氧化所形成的DMPC的量，因为不利的副反应导致较高量的乙酰苯(当DMPC水平通过氧化增加时)。在专利文献中公开了使AMS的收率最大化的许多方法，不论AMS是作为单独产物回收，还是氢化成枯烯并再循环。这些改进AMS收率的方法寻求通过使用丙酮作为溶剂来稀释AMS或使用可供选择的反应器构型来将AMS的副反应减到最小。不管所用方法如何，目前技术状态的最高AMS收率一般是在基于离开氧化反应器的DMPC的70-80％的范围内。

本发明的概述