[发明专利]一种仲丁基苯的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工工业，具体涉及一种仲丁基苯的合成方法。

背景技术

仲丁基苯作为一种溶剂和一种有机原料或重要的化工中间体(生产苯酚和甲乙酮)，近年来逐步得到人们广泛关注。

目前，合成仲丁基苯的方法一种是以AlCl₃和固体磷酸为催化剂，以丁烯和苯烷基化合成仲丁基苯，该方法不仅产生仲丁基苯，而且产生不同量的副产物，主要是异丁基苯、叔丁基苯、二丁基苯和三丁基苯，这些化合物中，二丁基苯和三丁基苯容易从反应混合物中分离以及其可以接着烷基转移产生额外的仲丁基苯。然而，异丁基苯、仲丁基苯和叔丁基苯的沸点分别是172.8℃、173.5℃和169℃，因此难以通过精馏将这些化合物彼此分开。

美国专利No.5,059,736描述了从苯和正丁烯制备仲丁基苯的方法。其包括在均匀的液态氯化铝络合催化剂存在下使苯和正丁烯反应，所用催化剂包括氯化铝、氯化氢和芳烃，其中用作络合催化剂组份的氯化铝的量是所用苯的0.5-5.0％，反应温度是20-70℃，以及作为副产物形成的异丁基苯的量与仲丁基苯的重量比不大于0.01∶1。

1990年，美国专利No.4,891,458公开了用于芳烃(如苯)的烷基化或烷基转移的方法，其包括在至少部分液相条件下以及存在含有β沸石的催化剂存在下，使芳烃与C₂-C₄烯烃烷基化或多烷基芳烃烷基转移接触剂接触。尽管优选的烯烃是乙烯和丙烯，但是据称适宜的烯烃烷化剂包括乙烯、丙烯、1-丁烯、反式-2-丁烯和顺式-2-丁烯或其混合物。在苯与正丁烯或多丁基苯反应的情况下，据称反应产物包括仲丁基苯，但是该专利基本上是基于实验室的有关发现，因此离工业化尚有很大差距。

中国专利CN 101006033A公开的一种制备苯酚和甲乙酮的方法包含了苯和碳四在烷基化剂条件下与包含β沸石或具有包括在和处的d-间隔最大值的X-射线衍射图的分子筛催化剂接触，具体而言烷基化催化剂中包含选自沸石β、丝光沸石、USY、MCM-22、PSH-3、SSZ-25、ERB-1、ITQ-1、ITQ-2、MCM-36、MCM-49、MCM-56、UZM-8及其混合物的分子筛。该方法发现在以线型丁烯使苯烷基化中，沸石β沸石用作催化剂可产生低浓度异丁基苯和叔丁基苯的仲丁基苯。但是在该专利实施例中显示该发明使用的催化剂寿命偏短，在优选的MCM-22和含沸石β的催化剂在最长13天的周期时，2-丁烯转化率波动起伏大，特别是在使用混合丁烯进料时变化波动更为明显，如含65Wt％β/35％氧化铝粘结剂时，从第一天的2-丁烯转化率97.5％很快下降至第5天的48.5％，仲丁基苯的选择性从最高的83％下降至70％，催化剂催化性能不能满足长周期运行，由此说明该发明尚处于实验室研究水平，离工业化应用还有较大差距。

国际专利W02006015824A1中介绍了一种制备仲丁基苯的方法，用苯和乙烯作为原料，用Pd改性的MCM-22作为催化剂，在高压釜中进行烷基化反应，在温度220℃，压力3.9MPa，苯烯比3.25，反应时间4h的条件下，据称乙烯的转化率为100％，产物中仲丁基苯的质量分数可达到99.5％，乙苯的质量分数为0.5％。

中国专利CN101384533A公开的一种制备苯酚和甲乙酮的方法包含在烷基化条件下以及包含至少一种MCM-22族分子筛的烷基化催化剂存在下使苯与C₄烷基化剂接触以制备包含仲丁基苯的烷基化流出物，其中在多个反应区实施接触及向每一反应区提供C₄烷基化剂，仲丁基苯馏分从该烷基化流出物回收以及包含至少95％的仲丁基苯、小于100重量ppm的C8+烯烃、小于0.5重量％的异丁基苯及叔丁基苯。但是在该专利实施例中显示该发明使用的含有至少一种MCM-22族分子筛的烷基化催化剂催化剂的用量一般都小于1g，仲丁基苯合成反应时间一般很短(1小时到188小时不等，最长不超过200小时)，同时丁烯转化率和仲丁基苯选择性波动起伏大，由此也说明该发明尚处于实验室探索或小试研究水平，离工业化应用还有较大差距。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的含分子筛仲丁基苯合成催化剂活性不稳定，仲丁基苯选择性不高的问题，优选一种能长周期保持混合线型丁烯高转化率、仲丁基苯高选择性的有工业化前景的至少含富铝β分子筛的新型烷基化催化剂，在适宜的反应条件下能高收率稳定合成低含或不含叔丁基苯的仲丁基苯，通过精馏等过程可以高收率得到高纯度的仲丁基苯产品。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：