[发明专利]制造烷基化芳族化合物的方法

说明书

要求相关申请的优先权

本申请要求2013年3月25日提交的美国临时申请序列号61/804,957和2013年6月17日提交的欧洲申请No.13172273.8的优先权，其公开内容在本文中通过参考全文引入。

技术领域

本发明涉及通过加氢烷基化制造烷基化芳族化合物的方法。特别地，本发明涉及在催化剂存在下，通过将苯加氢烷基化，生产环己基苯的方法。本发明可用于例如由将苯加氢烷基化为起始，生产苯酚和环己酮。

背景技术

苯酚是化学工业中一种重要产品且例如可用于生产酚醛树脂、双酚A、ε-己内酰胺、己二酸、增塑剂和聚合物，例如尼龙-6。

目前，生产苯酚的常见路线是借助枯烯的Hock法。这是三步法，其中第一步涉及在酸性催化剂存在下用丙烯将苯烷基化，生产枯烯。第二步是将枯烯氧化(优选有氧氧化)成相应的氢过氧化枯烯。第三步是在非均相催化剂或均相催化剂存在下，将氢过氧化枯烯裂解成等摩尔量的苯酚和丙酮(一种联产物)。然而，全世界对苯酚的需求比对丙酮联产物的需求增长地更快。这种不平衡抑制了联产物的价值，从而降低了Hock法的经济优势。

因此，联产高级酮，而不是丙酮的方法可能是生产苯酚的吸引人的替代路线。另外，环己酮具有增长的市场，它被用作工业溶剂，用作氧化反应中的活化剂和用在己二酸、环己酮树脂、环己酮肟、己内酰胺和尼龙6的生产中。

正如最近已经公开的，可通过新型方法联产苯酚和环己酮，其中氧化环己基苯，获得氢过氧化环己基苯；氢过氧化环己基苯本身在裂解方法中，在酸催化剂存在下又分解成所需的苯酚和环己酮。

尽管由环己基苯生产苯酚和环己酮类似于由枯烯生产苯酚和丙酮的Hock法，但每一步在化学方面实际上存在很大不同。

根据美国专利Nos.5,053,571和5,146,024，已知可通过在沸石β上负载的含钌和镍的催化剂存在下，使苯与氢气接触，生产环己基苯，和可在两步中加工所得环己基苯成为环己酮和苯酚。美国专利No.6,037,513公开了可通过在含MCM-22族的分子筛和至少一种氢化金属的双功能催化剂存在下，使苯和氢气接触，生产环己基苯，所述氢化金属选自钯、钌、镍、钴和它们的混合物。所述催化剂还含有粘合剂和/或基体，和在实施例中，使用始润浸渍，通过用氢化金属的盐的水溶液浸渍MCM-22族的分子筛和氧化铝粘合剂的挤出物，生产催化剂。‘513专利还公开了所得环己基苯可以被氧化成相应的氢过氧化物，和所述氢过氧化物可以被分解成所希望的苯酚和环己酮。

发明内容

发明概述

根据本发明的公开内容，用于制造烷基化芳族化合物，例如环己基苯的加氢烷基化催化剂(其包括固体酸，例如分子筛，不同于所述固体酸的无机氧化物，和氢化金属，而且与催化剂颗粒的中心部分相比，在边缘部分和/或外部部分显示出显著更高的氢化金属浓度)证明具有非常高的苯转化率和环己基苯与二环己基苯的选择性。考虑到这种边缘(rimmed)的氢化金属分布会要求反应物在加氢烷基化反应中更短的扩散时间，这一催化剂能够具有更好的单烷基化选择性并改进所需的环己基苯产物的产率。

本发明公开内容的第一方面涉及生产烷基化芳族化合物的方法，所述方法包括在加氢烷基化条件下，将芳族起始材料和氢气与多个催化剂颗粒接触，生产含烷基化芳族化合物的流出物，其中所述催化剂包括固体酸、不同于所述固体酸的无机氧化物和氢化金属的复合材料，其中在至少60wt％的所述催化剂颗粒内的所述氢化金属的分布使得：

在给定催化剂颗粒的边缘部分内所述氢化金属的平均浓度为C_边缘；

在给定催化剂颗粒的外部部分内所述氢化金属的平均浓度为C_外部；和

在给定催化剂颗粒的中心部分内所述氢化金属的平均浓度为C_中心；

其中满足至少一个下述条件：

(i)C_边缘/C_中心≥2.0；和

(ii)C_外部/C_中心≥2.0.

本发明公开内容的第二方面涉及制造苯酚和/或环己酮的方法，所述方法包括：

(1)使用根据第一方面的方法，生产环己基苯；

(2)使至少一部分所述环己基苯氧化，生产氢过氧化环己基苯；和

(3)使至少一部分所述氢过氧化环己基苯裂解，获得苯酚和环己酮。