CN106536461A - 控制烷基芳族烃的氢过氧化物裂解的方法 - Google Patents

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Abstract

生产苯酚和丙酮的方法可以包括：在沸石催化剂存在下用C2‑6烷基源烷基化苯从而生产C8‑12烷基苯；在含氧气体的存在下氧化所述C8‑12烷基苯从而生产C8‑12烷基苯氢过氧化物；在酸催化剂存在下裂解分解所述C8‑12烷基苯氢过氧化物从而生产苯酚、C3‑6酮和不希望的副产物，例如，但不限于乙醛、DMBA、苯乙酮、AMS、AMS二聚体，未确认的重物质、或包含上述至少一种的组合；以及在过程流股的温度和压力下实时监测反应器的过程流股中的所述C8‑12烷基苯氢过氧化物的浓度；以及响应于所述C8‑12烷基苯氢过氧化物的浓度实时地控制所述反应器和/或所述裂解分解的参数。

Description

控制烷基芳族烃的氢过氧化物裂解的方法
背景技术
生产苯酚和酮的两阶段方法(two-stage method)能够涉及用氧连续氧化烷基苯从而形成中间体，烷基苯氢过氧化物(alkylbenzene hydroperoxide)。例如，所述烷基苯枯烯(也称为异丙基苯)氧化产生所述烷基苯氢过氧化物枯烯氢过氧化物(CHP)如反应(I)所示。
正如反应(II)所示，所述中间体CHP随后能够用酸性催化剂进行酸分解从而形成苯酚和丙酮。然后在所述过程中形成的苯酚和丙酮的混合物能够，例如，通过在蒸馏系统上精馏来分离和纯化。
通过烷基苯氧化方法合成苯酚和丙酮的经济效率可能取决于烷基苯氧化和烷基苯氢过氧化物分解(也称为裂解阶段(cleavage stage))的所述两阶段方法中获得最高可能的产率。通过这种方法生产苯酚和酮的另一个因素可能是生产的安全性，因为两个反应，即烷基苯的氧化和烷基苯氢过氧化物的分解，都是放热的。此外，烷基苯氢过氧化物，与许多其它过氧化物化合物一样，能够是热不稳定的。因此，密切监测所述反应条件和所述反应混合物中烷基苯氢过氧化物的当前浓度对于确保生产安全的必要水平可能是相当重要的。
烷基苯的氧化能够在一系列反应器容器中实施。在这种连续氧化过程中获得的烷基苯氢过氧化物的产率是保持于每个所述反应容器中的稳态浓度的函数。为了获得高产率的烷基苯氢过氧化物并提供安全的工作条件，所述反应混合物的样品通常从所述烷基苯氧化反应容器中取得。所述样品能够手持至所述实验室，并通过滴定法分析其烷基苯氢过氧化物浓度，这能够确保最大的精度和可靠性。在所述分析实验室中手动取样和滴定的相同方法能够用于确定在其酸分解的初始阶段之后烷基苯氢过氧化物的残留浓度。由于烷基苯氢过氧化物连续分解的所述阶段可能是危险的，则通常连续不停地(around the clock)以每天约6～约12次，或约每2～约4小时的频率进行实验室分析。
在工业生产条件下确定所述烷基苯氢过氧化物含量的分析实验室方法能够包括碘量滴定(iodometric titration)和湿式光度法(wet photometric method)，其涉及在向含有烷基苯氢过氧化物的溶液中加入另外的试剂之后测量所述光学密度。然而，这两种方法能够是相当复杂的，可能依赖于使用昂贵的试剂，并对于连续工业方法可能是不切实际的。
用于监测所述烷基苯氢过氧化物含量的另一种方法能够包括使用“在线”工业量热计分析仪。然而，这种方法是破坏性的并“推断(infer)”烷基苯的所述浓度。在这种方法中，热被释放并记录所述相应的温度升高。然后，从温度上升的幅度计算所述烷基苯氢过氧化物浓度。这种方法对于商业应用可能是不合乎需要的，因为其可能需要复杂的装置，可能使用流股的复杂方案，并可能依赖于精确计量以获得可再现的结果，并可能容易造成所述设备结垢。此外，这种方法仅适用于低浓度的烷基苯氢过氧化物。此外，这种方法不适用于烷基苯氧化阶段的所述流股中的测量。
因此，在本领域中对于能够用于控制所述制造过程，如容许闭环控制的工业流股中的烷基苯氢过氧化物浓度和按照能够降低对裂解过程控制试剂的依赖性和能够使用所述烷基苯氧化和分解方法优化苯酚和酮的生产的方式的直接非破坏性的自动和实时测量方法，仍存需要。
发明内容
本文公开了生产苯酚和丙酮的方法。
一种生产苯酚和丙酮的方法能够包括：在沸石催化剂存在下用C2-6烷基源烷基化苯从而产生C8-12烷基苯；在含氧气体的存在下氧化所述C8-12烷基苯从而产生C8-12烷基苯氢过氧化物；在酸催化剂存在下裂解分解所述C8-12烷基苯氢过氧化物从而产生苯酚、乙醛、C3-6酮和不希望的副产物，如但不限于乙醛、DMBA、苯乙酮、AMS、AMS二聚体、未确认的重物质(heavy)或包含前述至少一种的组合；和在所述过程流股的温度和压力下实时监测反应器过程流股中所述C8-12烷基苯氢过氧化物的浓度；和响应于所述C8-12烷基苯氢过氧化物的浓度实时控制所述反应器和/或所述裂解分解的参数。
一种在反应器的过程流股中由C8-12烷基苯氢过氧化物生产苯酚和丙酮的方法，能够包括：将连接到光谱仪的探头的一部分浸入包括流动方向、温度和压力的所述过程流股中；使用所述光谱仪在900～2500nm范围内实时监测吸收数据；由所述吸收数据计算所述反应流股中的所述C8-12烷基苯氢过氧化物的浓度；和响应于所述计算出的浓度控制所述反应器或所述反应流股的参数。
一种反应器可以包括：反应容器，包括引导入口流股的入口管道，引导出口流股的出口管道；插入到所述入口管道、所述反应容器和所述出口管道中一种中的探头，其中所述探头与光谱仪连接，并配置成测定C8-12烷基苯氢过氧化物、二(C8-12烷基苄基)过氧化物、水、丙酮、苯酚、氢过氧化物、二甲基苄醇、乙醛、C3-6酮、C8-12烷基苯、α-甲基苯乙烯或包含前述至少一种的组合的浓度；和与所述探头和控制器件(control device)电连通的分布式控制系统(distributed control system)，其中所述控制器件配置成控制所述入口流股的流量、所述入口流股的温度、所述入口流股的压力、所述反应容器的温度、所述反应容器的压力、或包含前述至少一种的组合。
上述和其他特征通过以下详细描述进行举例说明。
具体实施方式
苯酚和酮的生产能够包括烷基苯氧化从而形成烷基苯氢过氧化物和所述烷基苯氢过氧化物的分解。所述氧化和分解反应能够包括可能降低所述反应的所希望的产物(例如，烷基苯氢过氧化物，苄醇和酮)的产率的副反应。为了最大化产物产率，降低或消除这些副反应的发生能够是合乎需要的。为了降低所述生产成本，降低或消除试剂、过程步骤、手动操作或包括前述至少一种的组合可能是合乎需要的。
在所述分解阶段，烷基苯氢过氧化物能够分解为苯酚和酮。所述分解反应是放热的。所述分解反应能够包括催化剂如质子酸(例如，H2SO4)。所述分解的程度能够取决于所述反应混合物中质子酸的量。质子酸浓度的增加可能导致随着分解形成苯酚和酮产物的所述烷基苯过氧化物的量增加和相应量的热释放到所述反应混合物中而使所述反应器的温度(例如，所述反应混合物的温度)相应升高。
为了限制反应器内的所述温度和/或反应程度，能够控制可用于反应的所述质子酸的量。控制反应器中反应程度的策略能够包括调节进入所述反应器的质子酸的流速。另一种策略能够包括提供能够调节所述反应混合物的参数从而实现所希望的转化率、温度、物质浓度、或包括前述至少一种的组合的催化剂活性平衡系统。催化剂活性平衡系统能够包括能够加入到所述反应混合物中的酸抑制剂。酸抑制剂能够包括碱性试剂(例如，氨)，溶剂(例如，水，酮如丙酮等)、或前述至少一种的组合。另一种策略能够包括通过控制所述反应混合物温度来控制反应器中的反应程度。例如，反应器中反应混合物的所述温度能够通过调节供应至所述分解反应器的所述冷却剂的所述冷却剂流速和/或温度设定点而使所述反应混合物的温度保持于35～95℃，例如，40～75℃或45～65℃而进行控制。液体工业流股中烷基苯的氢过氧化物的浓度能够在过程的任何阶段直接使用光谱法进行测定。根据一系列对应于待测量的所希望的浓度范围的已知浓度的氢过氧化物溶液能够校准所述光谱方法中使用的所述光谱仪。从所述已知浓度获得的校准模型能够通过合适的软件存储于计算机的存储器中。然后能够直接在所述流股中对样品的氢过氧化物含量进行分析。所述光谱方法能够包括在近红外光谱中的测量，而所述流股中的所述氢过氧化物浓度使用所述校准模型进行计算。测量反应产物的浓度能够改善所述生产过程的控制，降低分析中花费的时间和劳动，并还提高所述安全水平并降低生产成本。连续监测所述产物流股和调整所述反应器或过程的参数(例如，反应器输入流股的流速，反应器温度，反应器压力等)能够导致更有效的过程，并能够降低和/或消除对后续试剂(例如，氨，酸催化剂)的需要从而实现最佳反应器条件(例如，反应物转化率，产物产率)。这些控制技术能够包括闭环控制，其中基于来自所述过程的反馈如所述反应器的所测量的输出变量来控制所述反应器的参数。这些控制技术能够包括开环控制，其中所述反应器的参数在无来自所述过程的反馈的情况下进行控制。
所述控制方法能够基于液体工业流股中的氢过氧化物浓度的直接测量和这种测量的反馈进入所述过程输入的控制从而达到目标氢过氧化物浓度。控制器能够用于驱动过程参数(例如，过程输出，如CHP浓度设定点)的希望值和所测定的参数之间的差至零。所述控制器能够使用任何合适的控制算法将所述设定点和所述测定的参数之间的差(也称为“误差”)驱动至零。例如，这种算法能够包括比例误差，积分误差，微分误差或包括前述中至少一种的组合，正如，例如，在比例-积分-微分(PID)控制算法中。所述控制器能够使用任何类型的控制技术，包括，例如，逻辑排序(logic sequencing)，神经网络，贝叶斯概率，模糊逻辑(fuzzy logic)，机器学习和进化计算。可替代地，控制系统能够基于所述测定的参数进行手动控制。
控制系统能够包括测量设备，如NIR光谱仪，与所述测量设备电子通信的计算机，以及能够调节所述反应器的参数的控制器(例如，分布式控制系统元件，如质量流量控制器，加热器，泵等)。所述计算机能够包括存储于其存储器中的化学计量模型，用于与从所述测量设备获得的信号进行比较。
所述过程或反应器的参数能够包括所述反应器的温度，过程流股的温度，所述过程流股的压力，所述反应器的压力，所述过程流股的流速(例如，任何过程流股，如反应器输入流股，酸中和剂流股，再循环流股等)，烷基苯氢过氧化物的浓度，裂解催化剂的浓度，所述反应器中的物质的浓度(例如，烷基苯的浓度，水的浓度，氨的浓度、或包括前述中至少一种的组合。
所述测量方法能够是光谱法。所述测量方法能够包括测量电磁辐射的近红外光谱波长的吸收。正如本文所使用的所述术语近红外(NIR)能够包括空气中770～2,500纳米(nm)(例如，390太赫兹(THz)～119THz的频率范围)，例如，空气中900～2,500nm(例如，333THz～119THz的频率)，或空气中1100～2200nm(例如，272THz～136THz的频率)的电磁辐射波长范围。所述测量方法是非破坏性的。
所述测量方法能够自动地，连续地和“实时地”获得所述过程流股中的氢过氧化物浓度的值。后续测量之间的间隔能够小于或等于1秒，例如，所述间隔能够为0.1～0.5秒，或0.1～0.2秒。因此，所述测量方法的采样速率能够大于或等于每秒1个样品，例如，每秒2～10个样品，或每秒5～10个样品。
合适的光谱仪能够包括具有傅立叶变换，具有多组滤光器的扫描光谱仪，拉曼光谱仪等。鉴于本发明公开内容，其他合适的光谱仪对于本领域技术人员而言将是显而易见的。
光谱仪探头能够由惰性材料，例如，非反应性金属(例如，不锈钢)，陶瓷，塑料(例如，聚四氟乙烯(PTFE))，光纤材料等制成。探头能够直接放置于生产系统(例如，包括反应过程，流动设备等)的过程流股中。所述探头能够设置于所述生产系统的任何点上。所述探头能够位于沿着用于直接测量过程变量的反应过程系统的任何位置上的分析端口(例如，端口(port)，配件(fitting)或通过进入导管、反应器、容器等的类似通道)中。所述探头能够直接放置于从生产系统的过程流股采集的样品中。所述探头能够在实验室设置中使用。
苯酚和酮的生产系统能够包括多个反应器。所述生产系统的反应器能够具有串联设置，其中第一反应器的输出提供了第二反应器的输入，所述第二反应器的输出提供了第三反应器的输入，等等。所述串联设置能够对于任何数量的反应器进行重复。所述生产系统能够包括再循环流股，其中容器的所述输出返回到所述过程的上游部分用于后续处理。所述裂解过程能够包括单个阶段，例如，处于沸腾裂解过程中，而单个监测探头能够位于所述单个裂解阶段的出口处。所述生产系统能够包括两阶段烷基苯氢过氧化物裂解过程。在两阶段裂解过程中，能够使用单个监测探头，其中它能够位于所述第一阶段的出口处或所述第二阶段的出口处。在两阶段分解过程中，能够使用两个或更多个监测探头，其中第一探头位于所述第一阶段的出口处，第二探头位于所述第二阶段的出口处。在这种情况下，所述第一探头能够用于诸如在所述枯烯转化过程中控制中间物质(例如，二甲基苄醇(DMBA)和二枯基过氧化物(DCP))的转化，而所述第二探头能够用于控制二枯基过氧化物分解为苯酚、α-甲基苯乙烯(AMS)和酮。所述探头能够用于优化来自单反应器容器的所述反应产物。所述探头能够用于监测反应器(例如，第一反应器，第一裂解阶段)的进料组成。所述探头能够用于控制反应器(例如，第一反应器，第一裂解阶段)的流股的所述进料组成。两阶段裂解过程的第一阶段能够包括一个或多个反应器(例如，三个串联设置的反应器)。在这种情况下，探头能够位于所述一个或多个反应器中每一个的出口和/或入口处，从而监测和/或控制每个位置处的所述物质的浓度。
所述探头能够对相对于由所述探头测量的所述流体流股的流动方向的所述光路的取向敏感。所述探头能够在过程流股中取向从而避免邻近所述探头的所述过程流体空穴化(cavitation)的可能性。例如，为了避免空穴化，所述探头能够取向使得所述探头的光路相对于与所述光路交叉的流动方向成85～95°的角度。
所述探头能够使用光纤电缆等连接到所述光谱仪。当将所述光谱仪探头放入所述样品(包括携带过程流股的导管)中时，通过读取所述光谱和使用所述设备的相应校准能够测量所述流股(例如，烷基苯氢过氧化物)内的物质的浓度。所述NIR光谱仪的专用软件能够从测量的信号计算出所述物质浓度。所述NIR光谱仪、所述光纤探头和与其连接的所述设备能够没有移动部件(或能够包括少量移动部件)，与依赖移动部件(例如，采样泵，如在需要添加试剂的量热法中)的监测系统相比它能够降低服务成本并能够改进可靠性。
所述NIR光谱仪能够依赖于精确的校准。所述NIR光谱仪的校准能够采用含有已知浓度的所述反应过程的物质的标准溶液进行实施。所述校准模型能够稳定较长的一段时间。所述NIR光谱仪的标准软件能够根据Bouguer-Lambert-Beer定律在所述吸收在此波长下能够与烷基苯氢过氧化物浓度定量相关的一个波长下执行所需的计算。在单个波长的测量是可能的；然而，这可能需要使用更复杂的化学计量模型。这些模型能够建立于两个或更多个波长上，并能够提供更好的精度和再现性。这些模型能够使用两个或更多个波长，例如，不少于在所述分析模型中所需的组分数量(从所述NIR光谱中选择)。计算算法能够使用多重线性回归(multiple linear regression)(MLR)方法，主成分回归(PrincipleComponent Regression)(PCR)或偏最小二乘法(partial least square)(PLS)的方法。这些化学计量模型能够建立于两个或更多个波长上并在一定温度范围内从而改进其精度。将温度补偿结合至所述化学计量模型中能够改进在过程温度下能够在过程流股中完成的所述“实时”测量的精度。化学计量模型能够包括作为所述过程的一种或多种物质的温度的函数的NIR吸收数据。所述NIR吸收数据能够在两个以上的温度，例如，2～100或2～50个温度下采集，这能够提高所述测量和相应控制的精度。通过在所述样品位置，例如，使用温度控制器，维持恒温条件能够改进所述NIR测量的精度。选择所述算法的一个重要因素能够是其从所述计算中排除存在于所述混合物中的其它组分，如烷基苯、苄醇、酮等的吸收带的能力，因为这些吸收带能够叠加于烷基苯氢过氧化物的吸收带上。
在烷基苯氧化和烷基苯氢过氧化物分解的所述阶段，在商业过程流股中CHP的自动“在线”连续测定，能够以与其它控制方法相比更安全的方式实施所述过程并能够通过对所述过程提供更大的操作控制，特别是如果所述数据立即“实时”用于控制所述反应器系统时，具有显著的经济效应。在这种情况下，所述控制器能够使用来自所述分析器的所述数字数据调节所述过程输入(例如，反应器温度，反应器压力，反应物流速，反应物浓度等)，这能够优化所述过程，如以实现最大产率和最大安全性。
通过使用NIR光谱监测所述反应过程并相应地控制过程参数来控制苯酚和酮的生产，能够降低或消除对抵消酸性分解催化剂的碱性试剂的需要。这种控制方法能够允许无氨过程，由此在分解反应器中存在0重量％(wt％)的氨。
烷基苯能够包括任何烷基苯，例如，C8-12烷基苯如异丙基苯(枯烯)，仲丁基苯，二异丙基苯、或包括前述中至少一种的组合。苄醇能够包括任何苄醇，例如，C6-10苄醇，如苯酚，1,3-二羟基苯(间苯二酚)，1,4-二氧基苯(氢醌)，1,2-二氧基苯，甲酚类，烷基酚类，或包括前述中至少一种的组合。酮能够包括任何酮，例如，芳族酮如苯乙酮，或C3-6酮，如丙酮，甲乙酮(MEK或丁酮)，戊酮，己酮，环己酮，或包括前述至少一种的组合。
所述测量方法能够用于所述烷基苯氧化阶段，所述烷基苯氢过氧化物分解阶段，或这两个阶段。样品的组成和所述反应混合物的物质在每个阶段和在具体采样位置可能是不同的。例如，枯烯氧化的所述产物，除了可以大浓度存在的枯烯氢过氧化物(CHP)和枯烯以外，能够包括组分，诸如苯乙酮、2-苯基-2-丙醇(二甲基苄醇，DMBA)和水，而同时所述CHP分解反应混合物中的CHP的浓度能够低得多，并且这种混合物的所述基本组分(basiccomponent)能够包括枯烯，丙酮和苯酚。而且，所述CHP浓度能够快速而精确地进行分析。
所述生产过程的实时NIR光谱监测和控制的优点能够包括提供烷基苯氢过氧化物浓度的非破坏性测量，这能够节省时间、劳力和试剂费用；允许在所述过程中安全风险可能较高的区域(例如，氢过氧化物形成，氢过氧化物泵送等)的所述过程流股或容器浓度的快速测量；提供能够由所述过程控制系统使用以提高过程效率并降低操作成本的测量；和消除离线实验室测量方法造成的延迟。实时NIR分析的另一个优点是离散组成数据向连续数据函数的转换，允许基于组成以及诸如温度、压力和流量的常规过程参数的过程优化。
实施例：
CHP分解过程控制实验使用模拟苯酚和丙酮生产过程的专门设计的中试装置进行实施。所述中试装置使用了两阶段CHP分解过程从而产生苯酚和丙酮。所述第一阶段包括三个反应器的系列，和将一部分产物流出物与CHP分解进料一起返回到第一反应器的入口的循环回路。第一阶段分解产物的剩余部分(未再循环的部分)通过第二分解阶段，所述第二分解阶段包括提供CHP完全分解成苯酚和丙酮以及DCP(其在所述第一阶段反应器中由CHP和DMBA形成)的几乎完全分解的活塞流反应器。
通过在所述CHP进料(再循环的上游)处，在所述第一阶段的所述第一反应器(R1.1)的出口处，在所述第一阶段的所述第二反应器(R1.2)的出口处，在所述第一阶段的所述第三反应器(R1.3)的出口处和在所述反应器第二阶段的出口处安装流动池进入所述中试装置而实施CHP分解过程流股的在线分析。所述流动池(flow cell)用于在所述中试装置的操作期间实时获取光谱。所安装的每个流动池具有10mm光路过程接口(optical pathprocess interface)和光纤光谱仪器接口。使用Guided Wave Model 412XNIR型分光光度计进行数据收集。所述分光光度计以每通道小于6秒的速率和所有通道数据小于30秒的速率对所述反应混合物的光谱进行取样。在光谱采样后，在小于1秒内用校准的化学计量模型计算出物质浓度，并用于控制所述分解过程。
通过使用UnscramblerTM软件(可商购获自Camo Inc.)获得具有已知浓度的所关注物质的参考样品的光谱数据，制备所述校准的化学计量模型。在所述校准数据集中所包括的关注的物质包括CHP，DCP，DMBA，AMS，枯烯，苯酚，丙酮，水和苯乙酮。用于所述中试装置控制的所述校准数据集包含了138个样品，涵盖所述过程中存在的所述扩展的浓度范围。所述反应混合物组分的校准误差如表1中所示。针对20～60℃的温度记录所述样品光谱以提供温度补偿校准。
表1.CHP裂解产物NIR在线分析校准误差
所述CHP分解中试装置的启动过程(startup process)包括用具有在所述系统中催化剂标准操作浓度150％～200％的催化剂浓度的苯酚-丙酮混合物填充所述系统(在开始所述CHP进料之前以避免所述反应器系统中可能导致随着所述分解发生而使冷却剂系统过热的过量CHP浓度)，将所述反应器加热至所述标准操作温度，和以正常操作速率进料CHP和催化剂。
按照这种步骤，根据所获得的光谱数据，所述CHP分解系统在大约4小时内实现稳态操作。此后，所述反应混合物中每种物质的浓度的基于时间的变化(time-basedvariation)小于所述NIR分光光度计的所述测量-测量误差。
在线测量CHP和DCP浓度提供了安全加速所述启动过程的机会，因为直接测量关键组分是可能的。因此，与在实施在线光谱分析之前相比，所述催化剂能够以较低的速率引入。
所述CHP分解中试装置的所述加速启动过程包括用具有在所述系统中的催化剂正常操作浓度的100％～120％的催化剂浓度的苯酚-丙酮混合物填充所述系统，将所述反应器加热至所述正常操作温度，以正常操作速率进料CHP和催化剂，调节(例如，连续地)所述催化剂流速从而提供所希望的CHP浓度(或转化率)，其能够对应于具体进料组合物的最佳过程条件(例如，在第一裂解阶段的出口处，在位置R1.3处保持范围为0.5％～1％的CHP(在反应混合物中)，在第二裂解阶段之后，在位置R2处，提供CHP和DCP的完全转化，并使用过程控制系统控制所述CHP浓度。按照这个程序，所述CHP分解系统根据所获得的光谱数据在约1小时内实现稳态操作。
另外，通过连续在线监测，所述过程控制系统能够在不到5分钟内检测高CHP浓度，低催化剂进料速率的征兆(例如，催化剂进料泵故障)。然后，所述过程控制系统能够自动启动纠错行为(corrective action)，包括将碱性试剂(例如，酚钠，碳酸钠)进料到所述反应混合物中从而中止所述分解反应和/或停止所述CHP进料，以防止CHP浓度在所述系统中累积。
实施方式1：一种生产苯酚和丙酮的方法，包括：在沸石催化剂存在下用C2-6烷基源烷基化苯从而生产C8-12烷基苯；在含氧气体的存在下氧化所述C8-12烷基苯从而生产C8-12烷基苯氢过氧化物；在酸催化剂存在下分解所述C8-12烷基苯氢过氧化物从而生产苯酚、C3-6酮或包含前述至少一种的组合；和在所述过程流股的温度和压力下实时监测所述反应器的过程流股中的所述C8-12烷基苯氢过氧化物的浓度；并响应于所述C8-12烷基苯氢过氧化物的浓度实时控制所述反应器和/或所述分解的参数。
实施方式2：实施方式1所述的方法，其中分解是无氨的。
实施方式3：实施方式1～2中任一项所述的方法，其中所述监测发生于分解所述C8-12烷基苯氢过氧化物之前，分解所述C8-12烷基苯氢过氧化物之后，或在分解所述C8-12烷基苯氢过氧化物之前和之后两者。
实施方式4：实施方式1～3中任一项所述的方法，其中所述监测包括使用位于所述分解的至少一部分的下游的近红外探头。
实施方式5：实施方式1～4中任一项所述的方法，其中监测进一步包括将连接到光谱仪的探头的一部分浸入具有流动方向的过程流股中；并进一步包括相对于垂直于所述流动方向的平面将所述探头定向成85度～95度的角度。
实施方式6：实施方式1～5中任一项所述的方法，其中监视进一步包括用所述光谱仪在900nm～2500nm范围内收集所述过程流股的吸收数据。
实施方式7：一种在反应器的过程流股中由C8-12烷基苯氢过氧化物生产苯酚和丙酮的方法，所述方法包括：将连接至光谱仪的探头的一部分浸入所述包括流动方向、温度和压力的过程流股中；使用所述光谱仪在900nm～2500nm范围内实时监测吸收数据；由所述吸收数据计算所述反应流股中所述C8-12烷基苯氢过氧化物的浓度，并响应于所述计算出的浓度控制所述反应器或所述反应流股的参数。
实施方式8：实施方式7所述的方法，进一步包括将所述探头相对于垂直于所述流动方向的平面定向成85度～95度的角度。
实施方式9：实施方式5～8中任一项所述的方法，其中所述光谱仪是近红外分析器。
实施方式10：实施方式6～9中任一项所述的方法，其中所述吸收数据的监测在1100～2200nm的范围内。
实施方式11：实施方式1-10中任一项所述的方法，其中所述监测连续进行。
实施方式12：实施方式1～11中任一项所述的方法，其中实时监测包括以大于或等于1个样品每分钟的取样速率进行取样。
实施方式13：实施方案1～12中任一项所述的方法，进一步包括调节所述过程流股中的所述催化剂活性。可选地，所述催化剂活性能够通过调节所述过程流股的pH进行调节。
实施方式14：实施方式13所述的方法，其中调节所述催化剂活性由调节进入所述反应器的水、丙酮、酸催化剂、或包含前述至少一种的组合的入口流速构成。
实施方式15：实施方式1～14中任一项所述的方法，包括向所述反应器中加入0wt％的碱性pH平衡试剂。
实施方式16：实施方式1～15中任一项所述的方法，包括向所述反应器中加入0wt％的氨。
实施方式17：实施方式5～16中任一项所述的方法，进一步包括将所述探头定位于所述反应器中在包括以下各项位置上：所述分解反应器之前、在所述分解反应器之后、在所述过程流股的取样管线中、在所述过程流股的主干管线中、在样品室中、或包括前述中至少一种的组合。
实施方式18：实施方式1～17中任一项所述的方法，其中所述参数是所述反应器的温度，所述过程流股的温度，所述过程流股的压力，所述过程流股的流量，所述C8-12烷基苯氢过氧化物的浓度，所述裂解催化剂的浓度，所述氧化催化剂的浓度，所述C8-12烷基苯的浓度，水的浓度，氨的浓度，所述反应器的压力，或前述至少一种的组合。
实施方式19：实施方式1～18中任一项所述的方法，其中所述参数是水的浓度，并且其中控制所述水的浓度使得所述反应混合物的温度保持于45～65℃。
实施方式20：实施方式1～19中任一项所述的方法，其中控制所述反应器的参数包括将所述浓度与化学计量模型进行比较，并且其中所述化学计量模型通过使用超压液相色谱法监测浓度而形成。
实施方式21：实施方式1～20中任一项所述的方法，进一步包括开发温度补偿化学计量模型；以及控制所述反应器的参数进一步包括将所述C8-12烷基苯氢过氧化物的浓度与温度补偿化学计量模型进行比较。
实施方式22：实施方案21所述的方法，其中开发温度补偿化学计量模型进一步包括分析所述过程流股在多个温度下的化学组成。
实施方式23：实施方式1～22中任一项所述的方法，进一步包括监测二(C8-12烷基苄基)过氧化物、水、丙酮、苯酚、氢过氧化物、二甲基苄醇、丙酮、C8-12烷基苯、α-甲基苯乙烯或包含前述至少一种的组合的浓度。
实施方式24：实施方式1～23中任一项所述的方法，包括在所述反应器的过程流股中实现二甲基苄醇至α-甲基苯乙烯的转化率大于或等于80％。
实施方式25：实施方式1～24中任一项所述的方法，包括在不存在氨的情况下转化所述C8-12烷基苯氢过氧化物。
实施方式26：实施方式1所述的方法，其中所述含氧气体包括空气。
实施方式27：通过实施方式1～26中任一项所述的方法生产的所述苯酚用于生产双酚A的用途。
实施方式28：一种用于制造双酚A的方法，包括在催化剂的存在下使由实施方式1～27中任一项所述的方法生产的苯酚和/或丙酮反应从而形成双酚A。
实施方式29：实施方式27～28中任一项所述的双酚A生产聚碳酸酯的用途。
实施方式30：一种生产聚碳酸酯的方法，包括在催化剂存在下和在聚碳酸酯形成条件下使实施方式27～28中任一项所述的双酚A与羰基源接触从而生产聚碳酸酯。
实施方式31：通过实施方式30所述的方法生产的聚碳酸酯。
实施方式32：一种反应器，包括：反应容器，包含引导入口流股的入口管道、引导出口流股的出口管道；插入到所述入口管道、所述反应容器和所述出口管道中一种的探头，其中所述探头与光谱仪连接，并配置成测量所述C8-12烷基苯氢过氧化物、二(C8-12烷基苄基)过氧化物、水、丙酮、苯酚、氢过氧化物、二甲基苄醇、乙醛、C3-6酮、C8-12烷基苯、α-甲基苯乙烯、或包含前述至少一种的组合的浓度；和与所述探头和控制器件(control device)电连通的分布式控制系统(distributed control system)，其中所述控制器件配置成控制所述入口流股的流量、所述入口流股的温度、所述入口流股的压力、所述反应容器的温度，所述反应容器的压力、或包含前述至少一种的组合。
实施方式33：实施方式32所述的反应器，包括两个或更多个反应容器，其中所述反应容器按照串联流动设置流体连通地连接，并且其中所述探头位于最后的反应容器下游的所述出口管道中。
实施方式34：实施方式32～33中任一项所述的反应器，包含三个反应容器，并且其中所述反应容器按照串联流动设置流体连通地连接，并且其中所述探头位于最后的反应容器下游的所述出口管道中。
实施方式35：实施方式32～34中任一项所述的反应器，其中所述光谱仪为近红外分析仪。
实施方式36：实施方式32～35中任一项所述的反应器，其中所述光谱仪配置成实时测量900nm～2500nm范围内的吸收数据。
实施方式37：实施方式32～36中任一项所述的反应器，其中定向所述探头使得所述探头的光路以85度～95度的角度与所述过程流股交叉。
实施方式38：实施方式32～37中任一项所述的反应器，其中所述反应器能够实现所述二甲基苄醇至α-甲基苯乙烯的转化率大于或等于80％。
实施方式39：实施方式32～38中任一项所述的反应器，进一步包括用于调节反应混合物的所述催化剂活性的催化剂活性平衡系统，并且其中所述催化剂活性平衡系统无氨。可选地，通过调节所述过程流股的pH调节所述催化剂活性。
实施方式40：实施方式32～39中任一项所述的反应器，其中所述探头是可伸缩的。
实施方式41：实施方式1～28中任一项所述的方法，其中所述氧化能够进一步产生不希望的副产物，包括乙醛，DMBA，苯乙酮，AMS，AMS二聚体，以及包含前述至少一种的组合。它甚至能够产生未确认的重质物(heavy)和其它不希望的副产物。
一般而言，本发明可以可替代地包括本文公开的任何合适的组分，由其构成、或基本上由其构成。本发明可以另外地或可替代地配制从而不含，或基本上不含，所述现有技术组合物中使用的或另外地对于实现本发明的所述功能和/或目的非必要的任何组分、材料、成分、佐剂或物质。
本文公开的所有范围包括端点，并且所述端点能够彼此独立地组合(例如，“最高达25wt％，或更具体而言，5wt％～20wt％”的范围包括所述端点和“5wt％～25wt％”范围内的所有中间值等)。“组合”包括共混物，混合物，合金，反应产物等。此外，所述术语“第一”，“第二”等在本文中不表示任何顺序，数量或重要性，而是用于表示一个要素区别于另一个要素。除非在本文中另有说明或与上下文明显矛盾，否则本文中的所述术语“一个”、“一种”和“该”不表示数量的限制，而应该解释为涵盖单数和复数。本文所使用的后缀“(s)”旨在包括其修饰的所述术语的单数和复数，从而包括所述术语中的一个或多个(例如，膜(film(s))包括一种或多种膜)。在整个说明书中所指“一个实施方式”，“另一实施方式”，“实施方式”等，是指结合所述实施方式描述的具体要素(例如，特征，结构和/或特性)包括于本文中描述的至少一个实施方式中，并且可以存在或不存在于其他实施方式中。此外，应当理解的是，所描述的要素可以以任何合适的方式组合于所述各种实施方式中。
尽管已经描述了具体实施方式，但申请人或本领域的其他技术人员可以想到当前不可预见的或可能不可预见的替代、修改、变化、改进和实质等同物。因此，所提交的以及可以修改的所附权利要求旨在涵盖所有这样的替代、修改、变化、改进和实质等价物。

Claims (33)

1.一种生产苯酚和丙酮的方法，包括：
在沸石催化剂存在下用C2-6烷基源将苯烷基化从而生产C8-12烷基苯；
在含氧气体的存在下氧化所述C8-12烷基苯从而生产C8-12烷基苯氢过氧化物；
在酸催化剂存在下分解所述C8-12烷基苯氢过氧化物从而成生苯酚、C3-6酮、或包含上述至少一种的组合；和
在过程流股的温度和压力下实时监测反应器的过程流股中的C8-12烷基苯氢过氧化物的浓度；和
响应于所述C8-12烷基苯氢过氧化物的浓度实时控制反应器和/或分解的参数。
2.根据权利要求1的所述方法，其中分解是无氨的。
3.根据权利要求1～2中任一项所述的方法，其中监测发生于分解所述C8-12烷基苯氢过氧化物之前，分解所述C8-12烷基苯氢过氧化物之后，或分解所述C8-12烷基苯氢过氧化物之前和之后两者。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中监测包括使用位于所述分解的至少一部分的下游的近红外探头。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中监测进一步包括将连接于光谱仪的探头的一部分浸入具有流动方向的过程流股中；以及进一步包括将所述探头的光路相对于流动方向定向成85度至95度的角度。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中监测进一步包括用光谱仪在900至2500nm的范围内收集所述过程流股的吸收数据。
7.一种由反应器的过程流股中的C8-12烷基苯氢过氧化物生产苯酚和丙酮的方法，所述方法包括：
将连接于光谱仪的探头一部分浸入包括流动方向、温度和压力的过程流股；
使用所述光谱仪在900至2500nm范围内实时监测吸收数据；
由所述吸收数据计算所述反应流股中的C8-12烷基苯氢过氧化物的浓度；和
响应于计算的浓度控制反应器或反应流股的参数。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括相对于垂直于所述流动方向的平面将所述探头定向成85度至95度的角度。
9.根据权利要求5～8中任一项所述的方法，其中所述光谱仪是近红外分析仪。
10.根据权利要求6～9中任一项所述的方法，其中所述吸收数据的监测处于1100至2200nm的范围内。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的方法，其中所述实时监测包括以大于或等于1个样品每分钟的采样速率进行采样。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的方法，进一步包括调节所述过程流股中的催化剂活性；其中调节所述催化剂活性由调节进入反应器的水、丙酮、酸催化剂或包含上述至少一种的组合的入口流速组成。
13.根据权利要求1～14中任一项所述的方法，包括向反应器中加入0wt％碱性pH平衡试剂。
14.根据权利要求1～13中任一项所述的方法，其中参数是反应器的温度、过程流股的温度、过程流股的压力、过程流股的流速、C8-12烷基苯氢过氧化物的浓度、裂解催化剂的浓度、氧化催化剂的浓度、C8-12烷基苯的浓度、水的浓度、氨的浓度、反应器的压力、或前述至少一种的组合。
15.根据权利要求1～14中任一项所述的方法，其中参数是水的浓度，并且其中控制水的浓度使得反应混合物的温度保持于45℃至65℃。
16.根据权利要求1～15中任一项所述的方法，其中控制反应器的参数包括将浓度与化学计量模型进行比较，并且其中通过使用超压液相色谱法监测浓度来形成所述化学计量模型。
17.根据权利要求1～16中任一项所述的方法，进一步包括开发温度补偿化学计量模型；和控制反应器的参数进一步包括将C8-12烷基苯氢过氧化物的浓度与所述温度补偿化学计量模型进行比较。
18.根据权利要求1～17中任一项所述的方法，进一步包括监测二(C8-12烷基苄基)过氧化物、水、丙酮、苯酚、氢过氧化物、二甲基苄醇、丙酮、C8-12烷基苯、α-甲基苯乙烯、或包含上述至少一种的组合的浓度。
19.根据权利要求1～18中任一项所述的方法，包括在不存在氨的情况下转化C8-12烷基苯氢过氧化物。
20.通过权利要求1～19中任一项所述的方法生产的苯酚用于生产双酚A的用途。
21.一种制造双酚A的方法，包括使通过权利要求1～19中任一项所述的方法产生的苯酚和/或丙酮在催化剂的存在下反应从而形成双酚A。
22.权利要求20～21中任一项所述的双酚A用于生产聚碳酸酯的用途。
23.一种生产聚碳酸酯的方法，包括在催化剂的存在下和在形成聚碳酸酯的条件下使权利要求20～21中任一项的所述双酚A与羰基源接触，从而生产所述聚碳酸酯。
24.一种通过权利要求23所述的方法生产的聚碳酸酯。
25.一种反应器，包括：
反应容器，包括引导入口流股的入口管道，引导出口流股的出口管道；
探头，插入到所述入口管道、所述反应容器、和所述出口管道的一种中，其中所述探头与光谱仪连接，并配置成测量C8-12烷基苯氢过氧化物、二(C8-12烷基苄基)过氧化物、水、丙酮、苯酚、氢过氧化物、二甲基苄醇、乙醛、C3-6酮、C8-12烷基苯、α-甲基苯乙烯、或包含上述至少一种的组合的浓度；和
与所述探头和控制设备电连通的分布式控制系统，其中所述控制设备配置成控制所述入口流股的流速、所述入口流股的温度、所述入口流股的压力、所述反应容器的温度、所述反应容器的压力、或包含前述至少一种的组合。
26.根据权利要求25所述的反应器，包括两个或更多个反应容器，其中所述反应容器按照串联流动排列流体连通地连接，并且其中所述探头位于最后一个反应容器下游的出口管道中。
27.根据权利要求25～26中任一项所述的反应器，包括三个反应容器，并且其中所述反应容器按照串联流动排列流体连通地连接，并且其中所述探头位于最后一个反应容器下游的出口管道中。
28.根据权利要求25～27中任一项所述的反应器，其中所述光谱仪是近红外分析器。
29.根据权利要求25～28中任一项所述的反应器，其中所述光谱仪配置成实时测量900nm至2500nm范围内的吸收数据。
30.根据权利要求25～29中任一项所述的反应器，其中定向所述探头使得所述探头的光路与过程流股中的流以85度至95度的角度交叉。
31.根据权利要求25～30中任一项所述的反应器，其中所述反应器能够实现二甲基苄醇至α-甲基苯乙烯的转化率大于或等于80％。
32.根据权利要求25～31中任一项所述的反应器，进一步包括用于调节反应混合物的催化活性的催化剂活性平衡系统，并且其中所述催化剂活性平衡系统不含氨。
33.根据权利要求25～32中任一项所述的反应器，其中所述探头是可伸缩的。
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