[发明专利]制备异丙基苯的方法

说明书

本申请是申请号为200980135591.0，申请日为2009年9月23日，发明名称为“制备异丙基苯的方法”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及制备异丙基苯的方法，特别地但并非排他地涉及制备异丙基苯并将异丙基苯转化为苯酚的联合方法。

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。这些因素均使得SPA方法不经济。

在二十世纪八十年代开发的基于氯化铝催化剂的几个方法已能将苯对丙烯进料摩尔比降低至约3:1，因而减少资本和与过剩苯的回收和循环相关的操作费用，并因而稍微改进了方法的经济性。尽管由于较低的苯对丙烯比导致在氯化铝方法的烷基化部分中产生较多的多异丙苯，在这些方法中产生的多异丙苯可用苯有效地烷基转移而制备额外的异丙基苯，且总加工收率通过基于SPA催化剂的那些方法得以显著改进。然而，由于该催化剂的高度腐蚀性，作为催化剂引入异丙基苯装置中的氯化铝随之带来许多环境、装置维护和装置及人身安全问题。结果，仅已建成少数基于氯化铝方法的异丙基苯装置。

在二十世纪九十年代基于沸石催化剂的异丙基苯技术的引入已经根本改变了异丙基苯制备工业。沸石催化剂是非腐蚀性且环境良性的。因而沸石催化剂的使用消除了与氯化铝催化剂相关的环境、维护和安全顾虑。基于沸石的方法能比基于固体磷酸的那些方法以更高的产品纯度和加工收率制备异丙基苯。大多数基于沸石的技术能在温和条件下用6:1至3:1的苯对丙烯进料摩尔比（略低于在基于固体磷酸的方法中采用的那些）进行烷基化，同时限制丙烯的低聚反应及催化剂的结焦以达到一至两年的催化剂循环时间。更先进的基于沸石的技术，例如由Badger Licensing授权的Mobil/Badger异丙基苯技术能在2:1或更低的极低苯对丙烯摩尔比下操作，同时达到五年以上的催化剂循环时间。尽管在低苯对丙烯比下产生更多的多异丙苯，但它们可用苯非常有效地烷基转移而制备额外的异丙基苯，且其对总加工性能的影响可以忽略。此外，不得不通过蒸馏回收并循环至反应器的未转化的苯的量的显著降低造成异丙基苯装置的资本投资和操作费用都显著降低。

然而，异丙基苯、苯酚和双酚-A产量的快速增长已引起一些关于由苯酚装置制备的丙酮副产物失衡的顾虑。丙酮和苯酚以约1:1的摩尔比由异丙基苯制备，却以约1:2的摩尔比用于下游的双酚-A制备方法。未被用于制备双酚-A的过剩的丙酮因其可造成供-需失衡从而损害苯酚制备行业的经济性而引起苯酚生产者的一些关注。

此外，常规的苯酚制备还基于丙烯原料的使用，需要将苯酚装置设在丙烯来源的附近已成为生产者的重要问题。在现今的烯烃市场中，由于通常有利于制备丙烯的原料的可获得性，也存在由常规来源如乙烯装置制备的丙烯供给上的供-需失衡。这种失衡已迫使苯酚生产者更靠近原料供给而不是产品销路建立他们的装置。

许多研究努力已朝向通过将苯酚装置中制备的过剩丙酮循环以制备异丙基苯而解决上文所述的丙酮失衡和丙烯问题。例如，美国专利No.2,410,553教导了在氢和氯化锌催化剂存在下使苯与丙酮反应以形成异丙基苯的烷基化方法。此外，美国专利2,412,230也教导了在选自周期表中IB族金属的焦磷酸盐存在下由苯和异丙醇制备异丙基苯。