專利名稱：加氫烷基化方法
加氫烷基化方法領(lǐng)域本發(fā)明涉及加氫烷基化方法。更具體地，本發(fā)明涉及包括處理反應(yīng)物物流中的一個(gè)或多個(gè)以除去雜質(zhì)的步驟的加氫烷基化方法。背景各種加氫烷基化方法是本領(lǐng)域中已知的。例如，苯和氫氣可以在加氫烷基化催化劑存在下接觸以形成環(huán)己基苯。在一些申請(qǐng)中，所述加氫烷基化催化劑包含加氫金 屬(例如Pd和其它金屬)和分子篩(例如β，MCM-22, MCM-49, MCM-56和其它)。其它加氫烷基化催化劑也可以被使用。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，氫氣和/或苯進(jìn)料物流中的雜質(zhì)能夠不利地影響所述加氫烷基化催化劑的性能。例如，并且如圖I和2中圖解說(shuō)明的(參考實(shí)施例I和2)，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，COx化合物(例如一氧化碳)和硫化合物(例如硫化氫和硫化羰)在氫氣進(jìn)料物流中的存在不利地影響所述加氫烷基化催化劑的性能。類似地，并且如圖3和4中圖解說(shuō)明的(參考實(shí)施例3和4)，硫化合物(例如二苯硫)在苯進(jìn)料中的存在不利地影響所述加氫烷基化催化劑的性能。因此，所需要的是用于處理氫氣和/或苯反應(yīng)物物流以除去至少一部分雜質(zhì)，由此增加加氫烷基化催化劑的有效性和延長(zhǎng)加氫烷基化催化劑的壽命的方法。概述本發(fā)明涉及加氫烷基化方法，其中(i)處理包含氫氣和雜質(zhì)的氫氣物流，以降低所述氫氣物流中所述雜質(zhì)的量；和(ii)用所述氫氣將苯加氫烷基化，以形成至少一些環(huán)己基苯。在各種實(shí)施方案中，所述雜質(zhì)是一氧化碳、二氧化碳和一種或多種硫化合物如硫化氫和硫化羰中的一種或多種。本發(fā)明還涉及加氫烷基化方法，其中包含氫氣和雜質(zhì)的氫氣物流被處理，以降低所述氫氣物流中雜質(zhì)的量。在各種實(shí)施方案中，所述處理步驟包括以下步驟中的一個(gè)或多個(gè)(i)使所述氫氣與甲烷化催化劑在甲烷化條件下接觸，以將所述雜質(zhì)和氫氣的至少一些轉(zhuǎn)化為甲烷和水；(ii)用胺和苛性物質(zhì)中的一種或多種洗滌所述氫氣；和(iii)使所述氫氣與吸附劑接觸。所述氫氣然后可以被用于氫化苯(作為苯的加氫烷基化中的第一步驟)，以形成至少一些環(huán)己基苯。本發(fā)明還涉及加氫烷基化方法，其中(a)使包含苯和雜質(zhì)的苯物流與一種或多種吸附劑接觸，以降低所述苯物流中雜質(zhì)的量；和(b)用氫氣將所述苯加氫烷基化，以形成至少一些環(huán)己基苯。附圖
簡(jiǎn)要說(shuō)明圖I顯示了在使用純化的氫氣物流和摻雜一氧化碳的氫氣物流的加氫烷基化過(guò)程中時(shí)間對(duì)氫氣和苯的轉(zhuǎn)化率。圖2顯示了在使用純化的氫氣物流和摻雜硫化氫的氫氣物流的加氫烷基化過(guò)程中時(shí)間對(duì)氫氣和苯的轉(zhuǎn)化率。圖3顯示了在使用純化的氫氣物流和摻雜二苯硫的苯物流的加氫烷基化過(guò)程中時(shí)間對(duì)氫氣和苯的轉(zhuǎn)化率。圖4顯示了在使用純化的苯和氫氣物流的加氫烷基化過(guò)程中時(shí)間對(duì)氫氣和苯的
轉(zhuǎn)化率。圖5是從脫氫反應(yīng)中取出的氫氣物流的色譜圖。圖6圖解了示例性的加氫烷基化方法。圖7圖解了包括將氫氣物流循環(huán)到加氫烷基化方法的、用于生產(chǎn)苯酚的方法的一個(gè)實(shí)施方案。實(shí)施方案的詳細(xì)描述
現(xiàn)在將描述本發(fā)明的各種具體的實(shí)施方案、變例和實(shí)施例，包括在本文中采用的用于理解要求保護(hù)的發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案和定義。盡管以下詳細(xì)的描述給出了具體的、優(yōu)選的實(shí)施方案，本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白，這些實(shí)施方案僅是示例性的，并且本發(fā)明可以被以其它方式實(shí)踐。為了確定侵權(quán)，本發(fā)明的范圍將是指所附權(quán)利要求的任何一項(xiàng)或多項(xiàng)，包括它們的等價(jià)物和等價(jià)于所提到的那些要素或限制的要素或限制。對(duì)本“發(fā)明”的任何提及可以指權(quán)利要求書(shū)所定義的發(fā)明的一項(xiàng)或多項(xiàng)但不必全部。因此，本文中描述的是加氫烷基化方法，該方法包括(a)處理一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)物物流(例如氫氣和/或苯)，以至少部分地除去雜質(zhì)；和(b)使所述反應(yīng)物物流接觸，以形成至少一些環(huán)己基苯。該方法可以被單獨(dú)進(jìn)行，或者與用于生產(chǎn)苯酚的方法的一個(gè)或多個(gè)步驟組合進(jìn)行，所述用于生產(chǎn)苯酚的方法的步驟是例如(i)氧化；(ii)氫過(guò)氧化物裂解；和/或(iii)氫化/脫氫。氫氣處理如上面討論的，本文中描述的加氫烷基化方法可以包括處理氫氣物流以除去一種或多種雜質(zhì)。按照各種實(shí)施方案，所述氫氣反應(yīng)物物流最初包含大于約O. Olppm的雜質(zhì),或大于O. Ippm,或大于約O. 5ppm,或大于約Ippm,或大于約5ppm,或大于約50ppm,或大于約IOOppm的雜質(zhì)。在各種實(shí)施方案中，所述氫氣物流被以本文中描述的一種或多種方式處理，以降低雜質(zhì)的水平至約IOOppm或更少,或約50ppm或更少,或約5ppm或更少,或約Ippm或更少，或約O. 5ppm或更少，或約O. Ippm或更少，或約O. Olppm或更少。所述氫氣物流可以由任何源供給。例如，它可以由新鮮源供給和/或由用于制備苯酚的方法中的步驟(例如環(huán)己酮至苯酚的脫氫)循環(huán)。在各種實(shí)施方案中，所述氫氣物流中的雜質(zhì)是下列中的一種或多種(i)具有通式COx的化合物(例如一氧化碳(CO)，二氧化碳(CO2)，等)；和/或(ii)含硫化合物，也被稱為“硫化合物”(例如硫化氫(H2S)，硫化羰(COS)，二苯硫，等)。在各種實(shí)施方案中，所述雜質(zhì)是COx化合物，并且所述氫氣物流被通過(guò)甲烷化作用處理。例如，所述氫氣物流(例如包含氫氣和COx化合物)可以與甲烷化催化劑在甲烷化條件下接觸，以將所述COx化合物和氫氣的至少一部分轉(zhuǎn)化成甲烷和水。在各種實(shí)施方案中，在加氫烷基化之前，所述甲烷和/或水被從所述氫氣物流中除去。任何常規(guī)的技術(shù)可以被用于除去所述甲烷和/或水。例如，可以使用各種吸附劑如3A，4A，5A，和/或13X中的任何一種。合適的吸附劑還包括可商購(gòu)自SIGNA Chemistry的M-SG材料,和/或可以以商品名Selexsorb 商購(gòu)自BASF的材料。在其它實(shí)施方案中，在加氫烷基化之前，所述甲烷和/或水不被從所述氫氣物流中除去。所述甲烷化催化劑可以是促進(jìn)氫氣和COx化合物的甲烷化的任何催化劑。例如，所述甲烷化催化劑可以包含一種或多種金屬組分(例如按照元素周期表分類為8-10族的金屬，鎳，鐵，鎳-鐵，稀土活化的氧化鎳，銠和/或釕)和載體。所述載體可以包含下列中的一種或多種氧化鋁，二氧化鈦，氧化鋯，二氧化硅，硅酸鹽和/或鋁硅酸鹽。甲烷化催化劑可由很多來(lái)源商購(gòu)得到，例如BASF SE, SudChemie和HaldorTopsoe。甲烷化條件可以包括約50°C -約800°C，或約100°C -約700°C，或約150°C -約600。。，或約 2000C -約 500°C 的溫度，和約 Ipsig (6. 89kPa 表壓)-約 400psig(2. 76MPa 表壓)，或約 IOpsig (O. 07MPa 表壓)-約 350psig (2. 41MPa 表壓)，或約 15psig(0. IMPa 表壓)-約300psig(2. O7MPa表壓)的壓力。在各種實(shí)施方案中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)用胺洗滌氫氣物流可以從所述氫氣物流中除去一種或多種硫化合物(例如硫醇和硫化氫)。洗滌可以使用吸收器或任何其它已知的或·下面建議的洗滌系統(tǒng)或方法進(jìn)行。所述胺可以是一種或多種具有通式NR1R2R3的伯、仲或叔··胺
權(quán)利要求
1.加氫烷基化方法，該方法包括 (a)處理包含氫氣和雜質(zhì)的氫氣物流，其中所述處理(a)降低所述雜質(zhì)的量；和 (b)使苯與所述氫氣接觸，以形成至少一些環(huán)己基苯。
2.權(quán)利要求I的方法，其中所述雜質(zhì)是一氧化碳和二氧化碳中的一種或多種。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所述處理(a)包括使所述氫氣物流與甲烷化催化劑在甲烷化條件下接觸，以將所述雜質(zhì)和所述氫氣的至少一部分轉(zhuǎn)化成甲烷和水。
4.權(quán)利要求3的方法，其中所述甲烷化催化劑包含至少一種8-10族金屬和載體。
5.權(quán)利要求3的方法，其中所述甲烷化催化劑包含鎳和載體。
6.權(quán)利要求5的方法,其中所述載體包含下列中的一種或多種氧化招,二氧化娃,娃酸鹽和硅鋁酸鹽。
7.權(quán)利要求3— 6中任一項(xiàng)的方法，其中所述甲烷化條件包括約200°C -約500°C的溫度和約O. IMPa表壓-約2. OMPa表壓的壓力。
8.權(quán)利要求I的方法，其中所述雜質(zhì)是硫化氫、二苯硫和硫化羰中的一種或多種。
9.權(quán)利要求8的方法，其中所述處理(a)包括用胺洗滌所述氫氣物流，以至少部分地除去所述雜質(zhì)。
10.權(quán)利要求9的方法，其中所述胺是一乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺，甲基胺，二甲基胺和三甲基胺中的一種或多種。
11.權(quán)利要求8的方法，其中所述處理(a)包括用苛性物質(zhì)洗滌所述氫氣物流。
12.權(quán)利要求11的方法，其中所述苛性物質(zhì)是氫氧化鈉和氫氧化鉀中的一種或多種。
13.權(quán)利要求8的方法，其中所述處理(a)包括使所述氫氣物流與吸附劑接觸。
14.權(quán)利要求13的方法，其中所述吸附劑是活性氧化鋁，鋅和銅/鋅復(fù)合物中的一種或多種。
15.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中所述接觸(b)在包含分子篩和加氫金屬的加氫烷基化催化劑存在下進(jìn)行。
16.權(quán)利要求15的方法,其中所述分子篩和加氫金屬被共擠出。
17.權(quán)利要求15或16的方法，其中所述分子篩是MCM-22，MCM-49，MCM-56和沸石β中的一種或多種。
18.權(quán)利要求15- 17中任一項(xiàng)的方法，其中所述加氫金屬包含鈀、鈷和鎳中的一種或多種。
19.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中所述處理(a)降低所述氫氣物流中所述雜質(zhì)的量至約50ppm或更少。
20.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中所述處理(a)降低所述氫氣物流中所述雜質(zhì)的量至約5ppm或更少。
21.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中所述處理(a)降低所述氫氣物流中所述雜質(zhì)的量至約O. 5ppm或更少。
22.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，該方法還包括在所述接觸(b)之前預(yù)處理所述苯，以至少部分地除去第二雜質(zhì)。
23.權(quán)利要求22的方法，其中所述第二雜質(zhì)是氮和硫化合物中的一種或多種。
24.權(quán)利要求22或權(quán)利要求23的方法，其中所述預(yù)處理包括使所述苯與吸附劑接觸。
25.權(quán)利要求24的方法，其中所述吸附劑包含選自3A，4A，5A，粘土，活性炭，活性氧化鋁，無(wú)定型二氧化硅-氧化鋁和沸石的一種或多種分子篩。
26.權(quán)利要求24的方法，其中所述吸附劑包含至少第一二氧化硅-氧化鋁分子篩和第二二氧化硅-氧化鋁分子篩，其中所述第一二氧化硅-氧化鋁分子篩具有小于5的二氧化硅/氧化鋁摩爾比，和所述第二二氧化硅-氧化鋁分子篩具有大于5的二氧化硅/氧化鋁摩爾比。
27.權(quán)利要求24的方法，其中所述吸附劑包含至少第一分子篩和第二分子篩，其中所述第一分子篩具有至少6埃的平均孔徑大小，和所述第二分子篩具有小于6埃的平均孔徑大小。
28.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，該方法還包括 (c)氧化所述環(huán)己基苯的至少一部分，以形成至少一些環(huán)己基苯氫過(guò)氧化物。
29.權(quán)利要求28的方法，該方法還包括 (d)使所述環(huán)己基苯氫過(guò)氧化物的至少一部分裂解，以形成至少一些苯酚和環(huán)己酮。
30.權(quán)利要求29的方法，該方法還包括 (e)使所述環(huán)己酮的至少一部分脫氫，以形成至少一些苯酚和氫氣。
31.權(quán)利要求30的方法，該方法還包括 (f)將在所述脫氫(e)中形成的氫氣的至少一部分循環(huán)至所述處理(a)的氫氣物流中。
32.加氫烷基化方法，該方法包括 (a)處理包含氫氣和雜質(zhì)的氫氣物流，其中所述處理降低所述氫氣物流中所述雜質(zhì)的量，其中所述處理(a)包括以下操作中的一種或多種 (i)使所述雜質(zhì)與甲烷化催化劑在甲烷化條件下接觸，以將所述雜質(zhì)和所述氫氣的至少一些轉(zhuǎn)化成甲烷和水； ( )使所述氫氣物流與胺和苛性物質(zhì)中的一種或多種接觸；和 (iii)使所述氫氣物流與吸附劑接觸；和 (b)使苯與所述氫氣在加氫烷基化催化劑存在下接觸，以形成至少一些環(huán)己基苯。
33.加氫烷基化方法，該方法包括 (a)使包含苯和雜質(zhì)的苯物流與吸附劑接觸，其中所述接觸降低所述苯物流中所述雜質(zhì)的量；和 (b)使所述苯與氫氣接觸，以形成至少一些環(huán)己基苯。
34.權(quán)利要求33的加氫烷基化方法，其中所述吸附劑包含3A，4A，5A，粘土，活性炭，活性氧化鋁和沸石中的一種或多種。
35.權(quán)利要求33或34的加氫烷基化方法，其中所述吸附劑包含至少第一分子篩和第二分子篩，其中所述第一分子篩具有至少6埃的平均孔徑大小，和所述第二分子篩具有小于6埃的平均孔徑大小。
36.權(quán)利要求32的加氫烷基化方法，其中所述吸附劑包含第一氧化鋁-二氧化硅分子篩和第二氧化鋁-二氧化硅分子篩，其中所述第一氧化鋁-二氧化硅分子篩具有大于約5的二氧化硅/氧化鋁比，和所述第二氧化鋁-二氧化硅分子篩具有小于約5的二氧化硅/氧化招比。
全文摘要
本發(fā)明涉及加氫烷基化方法。在所述方法中，包含氫氣和雜質(zhì)的氫氣物流被處理，以降低所述氫氣物流中雜質(zhì)的量。所述氫氣然后與苯加氫烷基化，以形成至少一些環(huán)己基苯。所述方法還涉及用吸附劑處理包含苯和雜質(zhì)的苯物流，以降低所述苯物流中雜質(zhì)的量。本文中描述的加氫烷基化方法可以被用作制備苯酚的方法的一部分。
文檔編號(hào)C07C45/53GK102892733SQ201180024572
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2011年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月20日
發(fā)明者陳誕仁, 徐騰, T·E·埃爾頓, F·M·貝尼特斯, C·M·史密斯 申請(qǐng)人:?？松梨诨瘜W(xué)專利公司