[发明专利]用于制备乙苯的方法

说明书

本发明涉及一种用于制备乙苯的方法，所述方法包括反应步骤和获得的产物的分离步骤，在所述反应步骤中，使由苯组成的原料与乙醇，或乙醇和乙烯的混合物反应。在高于大气压的压力下和在含有属于BEA族的沸石的催化体系存在下进行烷基化反应。

根据优选的方面，使用衍生自生物质的乙醇，特别由衍生自生物质的糖类发酵获得的乙醇。

本发明方法的特征在于：除了没有产生自非期望反应的副产物外，由于在反应混合物中存在的大量水而对催化剂的性能和寿命的负效应不存在，且相对于本领域中指出的，所述方法还提供高很多的生产能力。

不存在负效应与使用的催化体系和选择的详细条件相关联。此外，在本发明的方法中，也可适宜地使用含水乙醇。

本发明也涉及一种用于制备苯乙烯的方法，在所述方法中，根据以上的具体说明，通过苯的烷基化来实施乙苯的第一制备步骤。

乙苯是基础化学品工业的重要中间产物，主要作为制备苯乙烯的前体使用，苯乙烯进而在制备苯乙烯聚合物和共聚物中是有用的中间产物。工业合成苯乙烯包括将苯烷基化为乙苯和通过脱氢反应将乙苯转化为苯乙烯的步骤。

对于使苯与乙烯在沸石催化剂上烷基化得到乙苯，在石化工业中，在淤浆反应器中，部分仍然使用AlCl₃作为催化剂。涉及环境影响和安全的问题与基于使用AlCl₃的方法相关联：事实上，由于废弃催化剂的腐蚀性和处理，使用这种催化剂是特别有问题的。

Venuto等(J.Catal.5,(1966)81)已经描述使用具有八面沸石结构的沸石用于苯与轻烯烃例如乙烯和丙烯的烷基化。

使用具有β型结构的沸石从苯和乙烯开始合成乙苯在工业应用方面已经取得很好的结果，如在EP 432814中描述的，且特别地，根据在EP 687500中描述的，使用包含β沸石的催化剂。

然而，迄今为止，由于在所述反应期间乙醇释放的水对催化剂的选择性，最重要的催化剂本身寿命的方面的性能产生负效应，因此利用常规类型的酸催化剂在苯的烷基化中直接使用乙醇得到乙苯，从工业角度证明不可实施的。

乙醇可由生物质，特别由衍生自生物质的糖类的发酵得到，且因此，其作为化石来源的替代品，代表了用于石化工业的潜力原料。因此，在制备具有工业利益的中间产物的领域找到这种产物的新的升级是战略性的以及也是经济上重要的。

然而，当使用乙醇作为苯的烷基化试剂得到乙苯时产生的水的存在对沸石和超沸石类型的酸催化剂都有负面影响。

在工业合成乙苯中使用的常规类型的催化剂例如三氯化铝的情况下，在反应混合物中高于数百ppm的水的量对乙苯收率方面的催化性能造成相当大的降低。

在沸石基催化剂的情况下，已知由于存在的水的负效应，通过乙苯的总收率降低和催化剂本身或多或少的快速失活可揭示所述负效应。

已知所有这些负效应，且又通过在反应中存在很低的水含量－与在具体的工业应用过程中使用乙醇作为苯的烷基化试剂得到乙苯的那些对比来证实。

事实上，苯与乙醇的烷基化方法的工业适用性不能忽视某些参数，例如，在到反应阶段的进料中苯/乙醇的摩尔比，假定乙醇全部转化，所述摩尔比通常在3到10的范围，在反应中对应的水的浓度等于约64,000到21,000ppm。

即使使用由乙醇和乙烯的混合物组成的烷基化试剂来实施苯的烷基化，在任何情况下，需要相当多地减少使用的乙醇的量，用于确保催化体系能够容忍的水含量因此限制方法本身的实际可能性。

C.J.Johney,A.J.Chandwadkar,G.V.Potnis,M.U.Pai,S.B.Kulcarni,Indian Journal of Technology,vol.15,November 1977,pages 486-489,描述了在大气压下，在不定地取代的13－X沸石存在时苯与乙醇的烷基化。这些催化剂的活性不是很高，且迅速降低。

K.H.Chandawar,S.B.Kulkarni,P.Ratnasamy,Applied Catalysis,4(1982),287-295,描述了在ZSM-5沸石存在时苯与乙醇的烷基化，仅获得可接受的转化率，然而其在很高的温度下操作。