[发明专利]苯的烷基化反应

说明书

技术领域

本发明主要涉及烷基苯的制备方法，其中包括乙基苯和枯烯。

背景技术

目前乙基苯和枯烯是通过苯分别与烯烃，也就是乙烯或丙烯在酸催化作用下反应制备。最近，苯烷基化过程采用相应的醇类作为烷基化试剂。枯烯，也叫异丙基苯，可用作制备苯酚、丙酮以及甲基苯乙烯。乙基苯可用作制备苯乙烯。烷基取代的芳烃还可用作高辛烷值的运输燃料。已经有多种烷基芳烃制备的方法被报道。

现有制备乙基苯和枯烯的方法在获得想要的单烷基化产物的同时也免不了会产生多烷基化产物。因此通常会把多烷基化产物与苯进行烷基转移反应以产生更多的单烷基苯，烷基转移反应一般是把多烷基化产物回流到烷基化反应器中或将多烷基化产物输送到另外的烷基转移反应器中去进行。但是，这些程序需要额外的分离处理装置或者独立的烷基转移反应器，这会显著增加程序的复杂性，部件的数量，操作的步骤以及成本。

发明内容

发明人发现，通过整合蒸馏、催化烷基化反应和催化烷基转移反应体系，可以改进苯和醇的烷基化反应过程。例如，催化蒸馏反应器系统可以用于乙醇和苯合成苯乙烯的反应。苯可以与回流液体混合并被带到蒸馏塔顶。新鲜的乙醇、未反应的乙醇、副产物乙醚(也是一种烷基化试剂)以及可能产生的部分回收的苯和多烷基化苯可以被输送到位于塔上部的烷基化催化剂以及塔下部的烷基转移催化剂之间。这样，蒸馏、烷基化和烷基转移化这三个反应系统就可以统一到一个反应塔中，以此减少至少一个在制备乙基苯常规过程中使用的主要反应器。枯烯和其他烷基苯也可以采用类似方式使用相应醇类制备。

一方面，本发明涉及有关烷基苯的制备方法，该方法包括：将C₁-C₆醇和苯输送到催化蒸馏反应系统中，该系统包括一个含有烷基化催化剂的高反应区以及一个含有烷基转移催化剂(其与烷基化催化剂相同或不同)的低反应区，在这个催化蒸馏反应器系统中同时发生以下反应：一部分醇和苯在高反应区中反应形成反应混合物，其中含有水、烷基苯、烷基醚、未反应的醇、未反应的苯以及多烷基化物包括二烷基苯；一部分多烷基化物和苯在低反应区反应形成更多的烷基苯；然后将反应混合物分馏；回收催化蒸馏反应器系统中的塔顶馏分，包含苯、未反应的醇、水和烷基醚，回收催化蒸馏反应器系统中的底馏分，包含苯、烷基苯和多烷基化物。

另一方面，本发明涉及有关乙基苯的制备方法，该方法包括：将乙醇和苯输送到催化蒸馏系统中，该系统包括一个含有烷基化催化剂的高反应区以及一个含有烷基转移催化剂(其与烷基化催化剂相同或不同)的低反应区，在这个催化蒸馏反应器系统中同时发生以下反应：一部分乙醇和苯在高反应区中反应形成反应混合物，其中含有水、乙基苯、乙醚、未反应的乙醇、未反应的苯以及多烷基化物包括二乙基苯；一部分多烷基化物和苯在低反应区反应形成更多的乙基苯；然后将反应混合物分馏；回收催化蒸馏反应器系统中的塔顶馏分，包含苯、乙醇、水和乙醚，回收催化蒸馏反应器系统中的底馏分，包含苯、乙基苯和多烷基化物；将塔顶馏分浓缩和相分离形成含有苯的第一液体馏分以及含有水、乙醇和乙醚的第二液体馏分；将催化蒸馏反应器系统中的塔底馏分在第一蒸馏塔中分离，回收含有苯的塔顶馏分以及含有乙基苯和多烷基化物的塔底馏分；将至少一部分第一液体馏分输送到催化蒸馏反应器系统中回流；将第二液体馏分在第二蒸馏塔中分离，回收含有乙醇和乙醚的塔顶馏分以及含有水的塔底馏分；将乙醇和至少一部分来自第二蒸馏塔的塔顶馏分输送到催化蒸馏反应器系统的高反应区与低反应区中间。