MXPA00006809A - Proceso para la alquilacion de compuestos aromaticos. - Google Patents

Abstract

Se describe un proceso para la alquilacion de compuestos aromaticos por la reaccion del compuesto aromatico de interes con isopropanol, solo o mezclado con propileno, caracterizado porque la reaccion se lleva a cabo en presencia de una composicion catalitica basada en zeolita, bajo condiciones de fase mixta de gas-liquido o bajo condiciones de fase completamente liquida, a una temperatura y presion tales que la concentracion de agua en la fase liquida de reaccion es no mayor de 8,000 ppm, p/p, sin importar el contenido total de agua presente en la mezcla de reaccion.

Description

PROCESO PARA LA ALOUILACIÓN DE COMPUESTOS AROMÁTICOS DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con un proceso para la alquilación de compuestos aromáticos por la reacción del compuesto aromático de interés con isopropanol (IPA), sólo o mezclado con propileno, la reacción tiene lugar en presencia de una composición catalítica basada en y caracterizada porque la mezcla de reacción está presente en una fase mixta de gas-líquido o en una fase completamente líquida bajo condiciones de temperatura y presión tales en la concentración de agua presente en la fase líquida no exceda de 8,000 ppm, p/p. En particular, la presente invención se relaciona con un proceso para la alquilación de compuestos aromáticos en los cuales la reacción de alquilación, llevada a cabo con isopropanol o mezclas de isopropanol con propileno, se lleva a cabo en presencia de un sistema catalítico que comprende o que consiste de una zeolíta beta. De manera más específica, la presente invención se relaciona con un proceso para la alquilación de benceno con alcohol isopropílico y opcionalmente propileno, para proporcionar eumeno en presencia de un catalizador que comprende o que consiste de zeolíta beta, el proceso está caracterizado porque la mezcla de reacción está presente en la fase mixta de gas-líquido o en fase completamente líquida bajo condiciones de temperatura y presión tales que la concentración de agua presente en la fase líquida de la mezcla de reacción no excede de 8,000 ppm, p/p, y preferiblemente menor que o igual a 7,000 ppm, p/p . El límite anterior es sin considerar el contenido total de agua en la mezcla de reacción que corresponda estaquiométricamente a la cantidad total de isopropanol (IPA) en la alimentación a la sección de reacción. El proceso se caracteriza por una ausencia total de efectos negativos en el funcionamiento y duración del catalizador debido a la presencia de grandes cantidades de agua en la mezcla de reacción. La invención también se relaciona con el proceso para preparar fenol en el cual la primera etapa de preparación de eumeno se lleva a cabo por la alquilación de benceno de acuerdo con lo que se específica antes . Cu eno es un precursor importante para la producción de fenol, el cual a su vez es útil como un intermediario en la preparación de caprolactama a partir de la cual se produce nylon. El proceso completo de preparación de fenol comprende la alquilación de benceno a cumeno y la oxidación de cumeno al hidroperóxido correspondiente el cual, por tratamiento ácido, genera fenol y acetona.

Con respecto a la primera etapa de alquilación, los catalizadores basados en ácido fosfórico y tierra de infusorios en un reactor de lecho fijo o A1C13 en suspensión, aun se utilizan ampliamente en la industria petroquímica, para alquilar benceno con propileno. Sin embargo, estos procesos generan problemas en relación al impacto ambiental y la seguridad: de hecho, el uso de estos catalizadores es particularmente problemático debido a la corrosión, a la subproducción de productos orgánicos tóxicos y al desecho de los catalizadores agotados. En 1965 se describió por primera vez la preparación de cumeno utilizando zeolíta X o Y (Minachev, Kr., et al., Neftekhimiya 5 (1965) 676) . El uso de zeolítas con una estructura faujasítica para la alquilación de benceno con olefinas ligeras, tales como propileno, se describió subsecuentemente por Venuto et al., en J. Catal. 5, (1966) 81. El documento U.S. 4,292,457 describe el uso de zeolítas tipo ZSM-5 para alquilar benceno con propileno. Los excelentes resultados, en términos de aplicación industrial, se han obtenido en la síntesis de cumeno utilizando zeolítas con una estructura tipo beta, como se describe en EP 432,814, y en particular utilizando catalizadores que comprenden zeolíta beta, como se describe en EP 687,500. Una vez obtenido, el cumeno se transforma en fenol por medio de una etapa de oxidación a hidroperóxido de cumilo, seguido por una etapa de tratamiento con ácido la cual provoca la ruptura del enlace peróxido con la formación de fenol y acetona . Por otra parte, si la producción simultanea de fenol y acetona en una unidad productiva única es ciertamente un aspecto positivo desde un punto de vista industrial, por otra parte, la existencia de una demanda comercial no equilibrada por los dos productos puede generar problemas al desarrollar una planta industrial para la producción de fenol. La necesidad por lo tanto se siente fuertemente para encontrar un posible uso por las cantidades excesivas, actuales y futuras, de acetona. El documento U.S. 5,017,729 describe un proceso para la producción de fenol vía hidroperóxido de cumeno, caracterizado por el uso de propileno, en la etapa de preparación de cumeno, ya sea total o parcialmente derivado de la reducción con hidrógeno de acetona (coproducido con fenol) y la deshidratación subsecuente de alcohol isopropílico. Los elevados costos de las diversas etapas de reobtención de propileno puro - para ser utilizado en la etapa de alquilación - comienzan a partir de la acetona coproducida con fenol, y son evidentes en este proceso. En particular, en el proceso de Mitsui para la producción de propileno a partir de acetona, es evidente que se pueden atribuir mayores costos de inversión á la sección de deshidratación de isopropanol - obtenido de acetona en la sección de reducción relativa con hidrógeno - a propileno. De hecho, se sabe que la etapa de deshidratación de alcohol isopropílico a propileno es necesaria, para una aplicación industrial concreta, debido a la imposibilidad de llevar a cabo la alquilación de benceno directamente con alcohol isopropílico como agente alquilante, cuando se utilizan catalizadores ácidos del tipo convencional, como resultado del agua liberada de IPA durante la reacción, el cual tiene efectos negativos sobre el funcionamiento del catalizador en términos de selectividad y, sobre todo, de duración del catalizador mismo. Los catalizadores ácidos - tanto los de tipo zeolítico como no zeolítico - de hecho son afectados negativamente por la presencia de agua la cual se desarrolla cuando se utiliza alcohol isopropílico como agente alquilante de benceno para proporcionar cumeno. En el caso de un catalizador del tipo convencional tal como, por ejemplo, ácido fosfórico soportado sobre sílice, ampliamente utilizado en la síntesis industrial de cumeno, las cantidades de agua mayores que algunos cientos de ppm en la mezcla de reacción producen una disgregación química y mecánica significativa del catalizador junto con una disminución considerable del funcionamiento catalítico en términos de rendimiento para cumeno.

En el caso de catalizadores basados en zeolítas, el efecto negativo debido a la presencia de agua lo cual provoca una disminución del rendimiento total de cumeno, junto con una desactivación más o menos rápida del catalizador mismo, es un proceso que se conoce. Todos estos efectos negativos se conocen y se verifican también con contenidos muy bajos de agua - presentes en la reacción - con respecto a aquellos causados por el uso de alcohol isopropílico como agente alquilante de benceno para proporcionar cumeno en un proceso aplicable a escala industrial. La aplicabilidad industrial de un proceso de alquilación de benceno con alcohol isopropílico no puede fallar, de hecho, al tomar en consideración ciertos parámetros tales como por ejemplo la relación molar de benceno/IPA en la alimentación a la sección de reacción, la cual generalmente varía de 4 a 8, con una concentración correspondiente de agua en la reacción igual a aproximadamente 48,300 y 26,000 ppm, p/p, cuando la alquilación se lleva a cabo sólo con isopropanol, suponiendo la conversión total del isopropanol mismo. La posibilidad de utilizar IPA como agente alquilante de benceno para proporcionar cumeno se describe en la solicitud Cat. A 95 (1993) 53-63, cuya descripción específica que el proceso relativo debe llevarse a cabo rigurosamente en fase gaseosa, y que aun existe una pérdida significativa en la actividad del catalizador zeolítico utilizado conforme avanza la prueba . El documento U.S. 5,015,786 describe un proceso de producción de fenol vía cumeno en el cual parte del cumeno se deriva de la alquilación de benceno, también llevada a cabo con alcohol isopropílico obtenido por la reducción de la acetona coproducida con fenol, junto con cumeno que se deriva de la alquilación de benceno con propileno. La etapa de alquilación de benceno con IPA se lleva a cabo en presencia de un catalizador de naturaleza acida, que se selecciona de diversos materiales: las zeolitas están indicadas como catalizadores preferidos. Sin embargo, es interesante hacer notar que el documento anterior no proporciona información respecto a la duración del catalizador y la constancia de los funcionamientos en general, debido al hecho de que la prueba con la duración más prolongada dura 200 horas (ejemplo 5, columna 15), la cual corresponde, bajo las condiciones especificadas, a una productividad no mayor de aproximadamente 100 kg de cumeno/kg de catalizador. Para evitar los problemas mencionados antes, se a propuesto el uso de zeolitas hidrofóbicas particulares, tales como zeolita ZSM-5 con una relación alta de sílice/alúmina o H-mordenita desaluminizada y zeolita Y. Por ejemplo, en el documento U.S. 5,160,497 se utiliza una zeolita Y desaluminizada con una relación molar de Si02/Al203 que varía de 8 a 70, para la alquilación de benceno con propileno e isopropanol. Hemos encontrado que es posible obtener cumeno por la alquilación de benceno con alcohol isopropílico, o una mezcla de IPA y propileno como agente alquilante, por medio de un proceso el cual proporciona mejores funcionamientos y, sobre todo duración de catalizador, incluso en presencia de grandes cantidades de agua, utilizando un catalizador zeolítico y operando bajo ciertas condiciones de presión y temperatura. Un objetivo de la presente invención, de hecho, se relaciona con un proceso para la alquilación de compuestos aromáticos en el cual la reacción de alquilación se lleva a cabo con isopropanol, o mezclas de isopropanol con propileno y bajo condiciones tales que la cantidad de agua en fase líquida no exceda de 8,000 ppm, p/p. Más específicamente, la reacción anterior se lleva a cabo en presencia de un catalizador zeolítico, al controlar las condiciones de temperatura y presión: la zeolita se selecciona de aquellas de tipo de "poro grande" y, en particular, de beta, Y, ZSM-12 y mordenita. En particular, un objetivo de la presente invención se relaciona con un proceso para la alquilación de benceno en el cual la reacción de alquilación se lleva a cabo con alcohol isopropílico, o una mezcla de isopropanol y propileno, para proporcionar cumeno y agua, llevada a cabo en presencia de un catalizador que comprende o que consiste de zeolita, el proceso se lleva a cabo bajo condiciones tales de temperatura y presión que la concentración de agua presente en la fase líquida nunca es mayor de 8,000 ppm, p/p, y preferiblemente es igual o menor de 7,000 ppm, p/p; estos condiciones corresponden aproximadamente a un sistema en el cual la presente fase se puede mezclar (líquido y gas) o es completamente líquida. El proceso de acuerdo con la presente invención se puede llevar a cabo a cualquier relación molar entre el benceno y el alcohol isopropílico en la alimentación a la sección de reacción y en consecuencia sin importar la cantidad total de agua generada durante la reacción. Cuando se opera en fase completamente líquida, es decir, bao condiciones de temperatura y presión que corresponden a una fase líquida completa de la mezcla de reacción total, es aconsejable reciclar el efluente de reacción para mantener la concentración de agua dentro de los límites anteriores, a menos que el contenido de isopropanol en la alimentación ya no corresponda estequiométricamente a ese límite. Los catalizadores que comprenden o que consisten de zeolita beta son aquellos los cuales parecen garantizar los mejores resultados del proceso, de acuerdo con la presente invención. La zeolita beta utilizada como catalizador del proceso de acuerdo con la presente invención puede ser aquella descrita en el documento U.S. 3,308,069, y es un material cristalino poroso que tiene la composición [ (x/n) M(1+0.1-x)A102-ySi02- H20 en donde n es el estado de oxidación de M, x es menos de 1, y varía de 5 a 100, w es de 0 a 4, M es un metal que se selecciona de aquellos de los grupos IA, HA, IIIA del sistema periódico o de los metales de transición y TEA es tetraetilamonio . Un aspecto preferido de la presente invención es que la zeolita beta está en forma acida, es decir, en forma en la cual el ion H+ a sustituido parcial o totalmente los cationes metálicos inicialmente presentes. Esta sustitución se lleva a cabo de acuerdo con los métodos conocidos por medio de un intercambio con iones amonio, lavado y calcinación subsecuente. La zeolita beta también se puede mezclar con agentes aglutinantes adecuados tales como, por ejemplo, óxidos de silicio, aluminio, zirconio, magnesio en una cantidad relativa que varía de 5:95 a 95:5. Un aspecto particularmente preferido de la presente invención es utilizar composiciones catalíticas que comprendan zeolita beta descritas en EP 687,500 y EP 847,802, es decir, composiciones catalíticas que consisten de zeolita beta y un ligando inorgánico caracterizado por una porosidad extrazeolítica que consista, para una fracción de por lo menos 25% de poros, con un radio mayor de 100 Á y, en el caso de EP 847,802, también caracterizados por un volumen de poro extrazeolítico total mayor que o igual a 0.80 ml/g. De acuerdo con un aspecto preferido de la presente invención, el proceso se lleva a cabo a una temperatura de reacción que varía de 170°C a 230°C, a una presión de reacción que varía de 10 a 50 bars bajo condiciones de fase mixta utilizando isopropanol o mezclas de isopropanol y propileno indiferentemente como agente alquilante, junto con una WHSV que varía de 10 h-1 a 1 h"1. Cuando la reacción se lleva a cabo bajo condiciones de fase mixta, la concentración de agua, la cual se forma como subproducto de reacción, en la fase líquida no debe exceder, como ya se especificó, de 8,000 ppm, e incluso de manera más preferible está presente en concentraciones menores que o iguales a 7,000 ppm. Los expertos en el campo son capaces de definir a priori - a partir de la relación molar [benceno] / [IPA] y [propileno] / [IPA] el momento en que el propileno también se alimenta a la sección de reacción junto con IPA - las condiciones de temperatura y presión con respecto al límite en relación a la concentración de agua presente en la fase líquida igual a aproximadamente 8,000 ppm, p/p, y preferiblemente menor que o igual a 7,000 ppm, p/p, sin importar la cantidad total de agua presente en la mezcla de reacción, y consecuentemente sin importar la cantidad de alcohol isopropílico alimentado a la sección de reacción. Cuando la reacción de alquilación de benceno con isopropanol o con mezclas de IPA y propileno se lleva a cabo en una fase completamente líquida, se pueden obtener igualmente resultados excelentes si la concentración de agua y la mezcla de reacción no excede de 8,000 ppm, p/p, y preferiblemente permanece igual o menor de 7,000 ppm, p/p, sin importar la cantidad total de IPA alimentado a la sección de reacción. En el proceso reivindicado aquí, la relación molar entre benceno e isopropanol preferiblemente varía de 3 a 10, incluso de manera más preferible, de 4 a 8. Cuando adicionalmente se utiliza también propileno como agente alquilante junto con isopropanol, la relación molar entre benceno y el agente alquilante isopropanol más propileno varía de 3 a 10, más preferiblemente de 4 a 8 , y la relación molar entre isopropanol y propileno varía de 10 a 0.01 e incluso de manera más preferiblemente de 5 a 0.1. La alquilación de benceno con isopropanol se puede llevar a cabo de manera continua, semicontinua o por lotes. Cuando el proceso de lleva a cabo de manera continua, también es posible utilizar una configuración del sistema de reacción la cual comprenda el reciclado parcial del efluente de la sección de reacción, después de enfriamiento y separación de la fase acuosa con respecto a la fase orgánica, a la sección de reacción misma. La relación de reciclado respecto a la sección de reacción, es decir, la relación en peso entre la cantidad de efluente desde la sección de reacción realimentada a la sección de reacción misma y la cantidad de efluente desde la sección de reacción recolectada en vez del producto, es mayor que o igual a 0.2 y preferibleinente varía de 1 a 100. El avance de la sección de reacción en la configuración con reciclado del efluente de reactor descrita antes es conveniente cuando la reacción se lleva a cabo en fase completamente líquida de la mezcla de reacción y para contenidos de IPA en la alimentación mayores que aquellos que corresponden estequiométricamente a la concentración de agua especificada antes . Sin embargo, la reacción de alquilación de benceno con IPA o mezcla de IPA y propileno como agente alquilante, permanece exotérmica con el fin de mantener la temperatura dentro de un intervalo preferido y reducir la subproducción de productos polialquilados aromáticos, el catalizador se debe distribuir en el reactor en diversas capas dentro de un reactor de lecho fijo. Se lleva a cabo una suspensión o enfriamiento entre una capa y otra con solventes inertes y/o parte del benceno y/o parte del alcohol isopropílico o mezcla de alcohol isopropílico/propileno como agente alquilante. Operando convenientemente, se pueden obtener relaciones altas de benceno/agente alquilante en una sola capa, sin incrementar la misma relación total, lo cual es una ventaja obvia con respecto a la selectividad para cumeno y en consecuencia las operaciones de separación corriente abajo de la sección de reacción. El control de temperatura se puede llevar a cabo no sólo por medio de suspensión de los reactivos y/o productos inertes, sino también por medio de interenfriamiento entre las capas . La reacción de alquilación se puede llevar a cabo adecuadamente en dos o más reactores en serie interenfriados para controlar la temperatura. La alimentación del alcohol isopropílico, opcionalmente mezclado con propileno y/o benceno, se puede dividir adecuadamente entre los diversos reactores y las capas de reactor, es decir, el agente alquilante y/o el benceno se agregan en más de una etapa. También se produce cumeno en un proceso de alquilación integrado en el cual la misma unidad de reacción (que consiste de varios reactores de alquilación) pueden funcionar contemporáneamente bajo condiciones diferentes entre los reactores .

De hecho, es posible tener uno o más reactores en los cuales el agente alquilante, ya sea total o parcialmente, consista de isopropanol y uno o más reactores en los cuales el agente alquilante sea propileno sólo, en cuyo caso las condiciones pueden ser aquellas descritas en las solicitudes de patentes europeas 687,500 y 874,802. Se proporciona un ejemplo en lo siguiente para propósitos ilustrativos de una reacción llevada a cabo con isopropanol como agente alquilante, o IPA y propileno, como agente alquilante: este ejemplo evidentemente no restringe el alcance de la presente invención. La alquilación de benceno en presencia de isopropanol se puede llevar a cabo en la configuración con reciclado del efluente de reacción a la unidad de reacción misma bajo las condiciones ya descritas antes. La necesidad de esta configuración se subordina a la concentración de agua presente en la zona catalítica y, es posible de hecho, con el reciclado, obtener su reducción en el efluente orgánico por medio de una dilución simple. Si la mezcla de reacción está en fase mixta, es posible hacer variar la concentración de agua en la zona catalítica al operar, como se ha mencionado, sobre las condiciones de reacción y en consecuencia sobre la fracción de vapor de la corriente de reactivo: al disminuir la presión y/o incrementar la temperatura, existe un incremento en esta fracción de vapor con una disminución consecuente en la concentración de agua en la fase líquida, pues esta última es más volátil que el resto de los componentes de la mezcla. La configuración de la sección de fraccionamiento, corriente abajo de la sección de reacción, tiene un papel importante en el manejo correcto del agua desarrollada en la sección de reacción misma. El efluente de la sección de reacción descrita antes, con el fin de reducir la concentración de agua presente, primero se enfría y después se separa en dos fases, una fase orgánica y una fase acuosa; la fase acuosa se descarga de la planta, mientras que la fase orgánica se alimenta a la sección de fraccionamiento o además, cuando sea necesario, al reactor mismo como producto reciclado, si esto se incluye en la configuración con reciclado. La figura 9 indica, para propósitos únicamente ilustrativos de la invención, el esquema de flujo simplificado en relación a la etapa de enfriamiento del efluente de reacción descrito antes, desde el cual se puede suponer que la primera etapa de enfriamiento se obtiene por medio de una recuperación térmica con respecto a la fase orgánica separada. El proceso caracterizado de esta manera permite gran flexibilidad en lo que respecta a la cantidad de cumeno que se deriva de la sección de reacción de alquilación, obtenida tanto con isopropanol como agente alquilante y también con propileno.

Esta flexibilidad también se obtiene gracias a la configuración particular de la sección de fraccionamiento de los productos de reacción, como se describe después. Las modificaciones a la sección de fraccionamiento con respecto a la técnica conocida del proceso de cumeno vía propileno se relacionan la columna de despropanación para separar el propano normalmente presente en la olefina en la carga de alquilación. Las columnas restantes de la sección de fraccionamiento típica de la planta de cumeno vía propileno, es decir, la columna de desbenzonación, la columna de terminado de cumeno y la columna para la separación de los diisopropilbencenos que se van a enviar a la sección de transalquilación, permanece sin alteraciones en el procedimiento de funcionamiento y en consecuencia no requiere detalles adicionales. Las modificaciones establecidas a la columna o columnas de despropanación se indican en la figura 10 únicamente con propósitos ilustrativos de la invención. La primera columna de despropanación T-l se alimenta por la corriente orgánica corriente abajo de la unidad de enfriamiento y separación, ya descrita cualitativamente y esquematizada en la figura 9, y también recibe una corriente de benceno reciclada con el fin de: • enfriar los vapores de la columna, la reducir la carga térmica del condensador; calentar el benceno reciclado destinado para las secciones de alquilación y transalquilación removidas como un corte lateral; permitir una desviación de parte del benceno presente en la alimentación a la columna hacia el corte lateral reciclado a la reacción.

Para limitar la concentración de agua reciclada a las secciones de reacción en el corte lateral de la columna T-l, por lo tanto es necesario llevar a una gran cantidad de benceno dentro del producto a la cabeza de la columna; con esta determinación de la columna T-l, toda el agua en la alimentación a esta columna, así como la que no se separa de la fase orgánica en los platos, alcanza totalmente al condensador en la cabeza y después se separa en el acumulador de reflujo. La corriente en la cabeza de la columna T-l, rica en benceno, alimenta a una segunda columna T-2 de despropanación la cual separa al benceno del propano utilizado en la sección de reacción como producto inerte y posiblemente con agua aun presente. Se producen dos corrientes de la parte inferior de las columnas T-l y T-2, las cuales se envían a una columna de desbencenación, ya mencionada antes, para la separación del benceno .

El resto de la sección de fraccionamiento, como ya se ha especificado, tiene una configuración la cual es sustancialmente análoga a una sección de fraccionamiento típica de una planta de cumeno vía propileno. El caso de una planta para la producción de cumeno que ya existe y que tiene dos secciones de reacción independientes, cada una con su propia sección de fraccionamiento, representa una posibilidad adicional para aplicar el proceso de acuerdo con la presente solicitud de patente. La alquilación de benceno con isopropanol o de isopropanol y propileno como agente alquilante se lleva a cabo en una de las dos secciones de reacción existentes, mientras que la alquilación de benceno con propileno sólo como agente alquilante se lleva a cabo en la otra. En este caso particular, ya existen dos columnas de despropanación, una para cada una de las dos secciones de fraccionamiento que ya existen, y por lo tanto el proceso proporciona procedimientos diferentes para correr las dos columnas de despropanación. La sección de enfriamiento y separación permanecen iguales a lo ya ilustrado en la figura 9, y también en este caso, los procedimientos de operación básicos para las columnas restantes que forman parte de las secciones de fraccionamiento ya existentes, permanecen sin alteraciones.

La posición operativa de las dos columnas de despropanación se esquematiza en la figura 11, en la cual las diferencias en la~ posición operativa, con respecto a la ilustrada en la figura 10, se pueden notar. En particular, se puede observar que la columna T-l se alimenta con efluentes derivados de la sección de reacción de la cual se lleva a cabo la alquilación con isopropanol o isopropanol y propileno como agente alquilante, y la columna T-2 se alimenta con efluentes derivados de la sección de reacción que opera con propileno sólo como agente alquilante. Un objetivo de la presente invención también se relaciona con procesos para preparación de fenol en los cuales se controla la formación de subproducto. Este proceso comprende las siguientes etapas: 1) alquilación de benceno con alcohol isopropílico, y opcionalmente propileno, para proporcionar cumeno y agua; 2) oxidación del cumeno obtenido de esta manera; 3) tratamiento de hidroperóxido de cumilo con ácidos para obtener una mezcla de fenol y acetona; 4) hidrogenación de la acetona a isopropanol, la cual se recicla a la etapa 1.

En particular, de acuerdo con una modalidad preferida: 1) la alquilación de benceno con alcohol isopropílico, y opcionalmente propileno, para proporcionar cumeno y agua, se lleva a cabo en presencia de un catalizador basado en zeolita beta y, preferiblemente, con un catalizador preparado de acuerdo con el procedimiento descrito en EP 687,500 y EP 847,802. Las condiciones de presión y temperatura con las cuales se lleva a cabo la reacción son tales que se garantiza que la concentración de agua en la fase líquida es no mayor de aproximadamente 8,000 ppm, sin importar la cantidad total de agua presente en el sistema de reacción, y por lo tanto de la cantidad de alcohol isopropílico alimentado a la sección de reacción misma; 2) el cumeno que se deriva de la etapa 1 se oxida con aire para proporcionar hidroperóxido de cumilo, el cual a su vez se trata con un ácido para proporcionar una mezcla de fenol y acetona la cual se fracciona para separar el fenol de la acetona; 3) la acetona obtenida en la etapa 2 es hidrogenada parcial o totalmente a alcohol isopropílico el cual es reciclado a la etapa 1.

De acuerdo con un aspecto preferido, al final de la primera etapa, después de separar por fraccionamiento el producto deseado, el cumeno, el cual pasa a la etapa de oxidación subsecuente, la fracción restante de los poliisopropilbencenos se utiliza en una etapa separada para una reacción de transalquilación con benceno para recuperar el cumeno adicional. La reacción de transalquilación se lleva a cabo en presencia de zeolita beta o un catalizador basado en zeolita beta, en particular preparado de acuerdo con el procedimiento descrito en EP 687,500, y EP 847,802. Las condiciones de temperatura para la reacción de transalquilación se seleccionan de 100°C a 350°C, la presión se selecciona de 10 a 50 atmósfera y los intervalos de WHSV varían de 0.1 h"1 a 200 h"1, de acuerdo con el procedimiento descrito en EP 687,500. En consecuencia, en la etapa (2), el cumeno que se deriva de la etapa (1), y opcionalmente de la etapa de transalquilación, se oxida a hidroperóxido de cumilo. El hidroperóxido de cumilo después se transforma en fenol y acetona. En la última etapa, parte o la totalidad de acetona obtenida como subproducto en la etapa (2) se hidrogena a alcohol isopropílico el cual se vuelve a alimentar a la etapa inicial. La reacción de hidrogenación de acetona a isopropanol de antemano se conoce y se lleva a cabo utilizando catalizadores basados en níquel Raney, níquel-cobre, cobre-cromo, cobre-zinc o basados en metales del grupo de platino, por ejemplo platino, paladio, rutenio, rodio. Un catalizador basado en níquel Raney o cobre-cromo es el que se utiliza preferiblemente.

Las condiciones bajo las cuales tiene lugar la reacción de hidrogenación de acetona se describen, entre otros, en U.S. 5,015,786 o U.S. 5,017,729. Un aspecto notable del proceso descrito en la presente, y en particular de la etapa de alquilación de benceno con isopropanol o mezclas de propileno e isopropanol, es la gran flexibilidad y reutilización de la acetona coproducida con fenol, a partir de la cual se obtiene alcohol isopropílico por reducción con hidrógeno. Esta flexibilidad de hecho se obtiene mediante del catalizador (zeolítico) adoptado de acuerdo con la invención, asociado con las condiciones de operación específicas de la sección de reacción, las cuales, juntas, garantizan la ausencia de reducción de funcionamiento y un fenómeno de desactivación rápido, típico de los catalizadores ácidos sólidos debido a la presencia de agua generada por el uso de alcohol isopropílico como agente alquilante de benceno. Los siguientes ejemplos nuevamente proporcionan una mejor ilustración de la invención descrita aquí, sin que sin embargo limiten el alcance de manera alguna: EJEMPLO 1 Se lleva a cabo una prueba de alquilación de benceno con una mezcla de alcohol isopropílico (IPA) y propileno (C3-) utilizando un aparato que consiste de un reactor micro-piloto de lecho fijo AISI 316, con un diámetro interno de 1.3 cm, una longitud total de 150 cm, tanques para el benceno, alcohol isopropílico y propileno en la alimentación, bombas de dosificación para la alimentación de benceno e IPA, y un flujómetro de masa para dosificar el propileno en fase líquida, un sistema automático para el control de la temperatura y presión, para descargar el efluente del reactor y para el análisis de la alimentación y del producto. Los productos de reacción, líquidos y gaseosos, se analizan por medio de cromatografía de gas utilizando el siguiente equipo: (a) cromatógrafo de gases Cario Erba GC 6000 equipado con una columna MEGA SE54 que tiene un diámetro externo de 0.53 mm y una longitud de 25 m, un detector FID y un programa de temperatura; (b) un cromatógrafo de gases HP 6890 equipado con una columna PONA que tiene un diámetro externo de 0.2 mm y una longitud de 50 m, un detector FID y programa de temperatura; (c) cromatógrafo de gases Cario Erba 4200 equipado con una columna llena Poro-pack-Q que tiene un diámetro de 4 mm y una longitud de 2 m, un detector TCD y un programa de temperatura .

Las condiciones de reacción a las cuales se llevó a cabo la prueba son las siguientes: Temperatura en la entrada 180°C Presión = 14 barg WHSV = 20 h'1 [Benceno ]/[C3-+IPA] = 7 moles/moles [C3-]/[IPA] = 2.0 moles/moles Las condiciones de reacción seleccionadas corresponden al funcionamiento en una fase mixta de gas/líquido con una concentración total de agua presente igual a aproximadamente 10,000 ppm y una concentración de agua presente en la fracción líquida igual a aproximadamente 3,180 ppm. La atribución del estado físico de la mezcla de reacción se lleva a cabo tanto por comparación con los diagramas de fase presentes para los componentes y mezclas en cuestión, y también por el cálculo, adoptando la ecuación de estado RKS (Soave G. Chem. Eng. Sci. 27, 1197, (1972)). Los parámetros de interacción para este ecuación se obtienen a partir de la regresión de los datos experimentales en la literatura en relación al equilibrio líquido/vapor y las solubilidades mutuas de las mezclas de hidrocarburo-agua (C.C. Li, J.J. MacKetta Jui. Chem. Eng. Data 8 271-275 (1963) y C. Tsonopoulos, G.M. Wilson ALCHE Journal 29, 990-999 (1983) . El sistema de reacción al cual se aplica la ecuación anterior recuerda, en los que respecta a las composiciones, al sistema [benceno] / [propileno] = 7 moles/moles y [benceno] / [agua] = 21.2 moles/moles. Un catalizador basado en zeolita beta, preparado de acuerdo con el procedimiento descrito en EP 687,500 y EP 847,802, se carga dentro del reactor en una cantidad que corresponde a una altura del lecho catalítico de 42.5 cm. La figura 1 muestra la tendencia de la selectividad molar [Ar]/[totC3] (cumeno + diisopropilbencenos + triisopropilbencenos con respecto al propileno total e IPA convertido) y la selectividad molar [Cum. ] / [totC3J (cumeno con respecto al propileno total e IPA convertido) durante la prueba en relación a la productividad alcanzada por el catalizador expresado en kg de cumeno/kg de zeolita. Para toda la duración de la prueba, no hubo signos de desactivación del catalizador tales como, por ejemplo, una caída en la conversión del alcohol isopropílico/agente alquilante de propileno (cuantitativa para toda la duración de la prueba) o un incremento en la fracción de productos polialquilados . Las selectividades durante las cuales la totalidad de la prueba permaneció sustancialmente sin alteraciones con valores promedio iguales a aproximadamente 84.0% para [Cum. ] / [totC3] y aproximadamente 98.8% para Sel. [Ar] / [totC3] . Se debe resaltar que la constancia de los dos datos de selectividad durante toda la prueba es extremadamente significativo pues indica una actividad catalítica constante, también con respecto a la reacción de transalquilación de productos polialquilados los cuales, como se sabe por los expertos en el campo, siempre se llevan a cabo contemporáneamente con la reacción de alquilación. Se ha observado, de hecho, la desactivación del catalizador, incluso antes de una caída de la conversión de los reactivos, por una disminución en la selectividad [Cum. ] / [totC3] (También con la misma selectividad de [Ar]/[totC3] ) debido a una reducción en la actividad catalítica en la reacción de transalquilación de productos polialquilados.

EJEMPLO 2 (comparativo) Se lleva a cabo una prueba de alquilación de benceno con una mezcla de alcohol isopropílico y propileno utilizando el mismo aparato al descrito en el ejemplo 1. El catalizador utilizado y la cantidad cargada en el reactor son las mismas a las especificadas en el ejemplo 1. Las condiciones de reacción durante la prueba son las siguientes: Temperatura en la entrada = 180°C Presión = - 30 barg WHSV = 20 h_1 [Benceno ]/ [Propileno +IPA] = 7 moles/moles [Propileno] / [IPA] = 2.0 moles/moles Las condiciones de reacción seleccionadas corresponden con el funcionamiento en presencia de una fase líquida sola en vez de una fase mixta, como se describe en el ejemplo previo, con una concentración de agua en la fase líquida ahora igual a aproximadamente 10,000 ppm del total con respecto a aproximadamente 3,180 ppm del ejemplo previo. Esta atribución se lleva a cabo, como ya se ha descrito en el ejemplo 1, al asimilar el sistema de reacción, en lo que respecta a las composiciones, a lo ya descrito en el ejemplo 1. La figura 2 muestra la tendencia de la selectividad molar [Ar]/[totC3] y la selectividad molar [Cum. ] / [totC3] durante la prueba en relación a la productividad del catalizador. La tendencia de los datos indicada en la figura 2 muestra una desactivación muy rápida del catalizador a diferencia de lo que se observa en el ejemplo previo. De hecho, las selectividades disminuyen muy rápidamente y también la conversión del alcohol isopropílico/agente alquilante de propileno (no mostrado en la figura) disminuye a aproximadamente 40% después de alcanzar una productividad igual a sólo 50 kg de cumeno/kg beta. A partir de los datos indicados en la figura 2, es evidente por lo tanto la extrema importancia del agua presente en la fase líquida en la determinación de la velocidad de desactivación del catalizador.

Básicamente, cuando la concentración del agua presente en la fracción líquida existente en el sistema de reacción permanece dentro de los límites establecidos - sin importar el contenido de agua total presente en el sistema de reacción -, no hay problemas en relación a la desactivación rápida del catalizador, mientras que el excederse de estos límites corresponde a una desactivación más o menos rápida del catalizador. También se puede observar que las condiciones de reacción adoptadas en este ejemplo se incluyen ampliamente en el intervalo de condiciones de reacción normales para un proceso de alquilación industrial de benceno (excepto por WHSV) con propileno sólo en fase líquida y que estas condiciones por lo tanto no se pueden aplicar cuando el agente alquilante también comprende isopropanol en una sustitución total o parcial de propileno .

EJEMPLO 3 Se lleva a cabo una prueba de alquilación de benceno con una mezcla de alcohol isopropílico y propileno utilizando el mismo aparato al descrito en el ejemplo 1. El catalizador utilizado y la cantidad cargada en el reactor son las mismas a las especificadas en el ejemplo 1.

Las condiciones de reacción durante la prueba son las siguientes: Temperatura en la entrada 180°C Presión = 30 barg WHSV = 20 h"1 [Benceno ] / [C3- +IPA] = 7 moles/moles [Propileno] / [IPA] = 9 moles/moles Las condiciones de reacción seleccionadas corresponden con el funcionamiento en fase completamente líquida con una concentración total de agua presente igual a aproximadamente 3050 ppm en peso. Esta atribución se lleva a cabo, como ya se ha descrito en los ejemplos previos, al asimilar el sistema de reacción, en lo que respecta a las composiciones, al sistema [benceno] / [propileno] = 7 moles/moles y [benceno] / [agua] = 70. La figura 3 muestra la tendencia de la selectividad molar [Ar]/[totC3] y la selectividad molar [Cum. ] / [totC3] en relación a la productividad del catalizador. Para toda la duración de la prueba, no hay signos de desactivación del catalizador como tal, por ejemplo, una caída en la conversión de alcohol isopropílico y/o propileno (cuantitativa para toda la duración de la prueba) o un incremento en la fracción de productos polialquilados.

Las selectividades durante toda la prueba permanecen sustancialmente sin alteraciones con valores promedio iguales a aproximadamente 86.0% para la selectividad [Cum. ] / [totC3] , y aproximadamente 98.6% para la selectividad [Ar] / [totC3] . Es evidente que la tendencia diferente de la prueba con respecto a la prueba anterior se puede atribuir a la concentración de agua presente en la fase líquida la cual, en este caso, se mantiene dentro de los límites reivindicados aquí, a diferencia del ejemplo previo.

EJEMPLO 4 (comparativo) Se lleva a cabo una prueba de alquilación de benceno con alcohol isopropílico utilizando el equipo experimental descrito abajo. El equipo experimental consiste de tanques para los reactivos de benceno y alcohol isopropílico, bombas de alimentación de los reactivos al reactor, unidad de precalentamiento de los reactivos, reactor de acero situado dentro del horno de calentamiento eléctrico, rizo de regulación de la temperatura dentro del reactor, rizo de regulación dentro del reactor, efluente de reactor de enfriamiento y sistema de recolección de los productos líquido y gaseoso. En particular, el reactor consiste de un tubo de acero cilindrico con un sistema de sellado mecánico y un diámetro igual a aproximadamente 2 cm. Un soporte termométrico que tiene un diámetro de 1 mm se sitúa a lo largo del eje mayor del reactor, dentro del cual existe un termopar libre para correr a lo largo del eje mayor del reactor. Un catalizador basado en zeolita beta, preparado de acuerdo con el procedimiento descrito en la solicitud de patente EP 847,802 en el ejemplo 4, se carga en reactor en una cantidad que corresponde a una altura del lecho catalítico igual a 10 cm. Se carga una cantidad de material inerte en la parte superior y por debajo del lecho catalítico para completar el lecho. Se alimenta los reactivos de benceno e isopropanol (IPA) precalentados y premezclados en un mezclador adecuado - al reactor, con flujo ascendente. El análisis de los productos de reacción se lleva a cabo como se describe en el ejemplo 1. Las condiciones de reacción durante la prueba son las siguientes: Temperatura en la entrada = 190°C Presión de reacción = 19 barg WHSV = 4 h"1 [Benceno ]/[IPA] = 5.82 moles/moles Las condiciones de reacción seleccionadas corresponden con el funcionamiento en una fase mixta gas/líquido con una concentración total de agua igual a aproximadamente 35,000 ppm y una concentración de agua presente en la fase líquida igual a aproximadamente 8,900 ppm. Esta atribución se lleva a cabo, como ya se ha descrito antes en los ejemplos previos, al asimilar el sistema de reacción, en lo que respecta a las composiciones, al sistema [benceno] / [propileno] = 5.8 moles/moles y [benceno] / [agua] = 5.8. La figura 4 muestra la tendencia de la selectividad molar [Ar]/[IPA] y la selectividad molar [Cum.]/[IPA] en relación a la productividad del catalizador alcanzado. La tendencia de los datos indicada en la figura 4 muestra una desactivación lenta pero constante del catalizador, a diferencia de los que se indica en los ejemplos 1 y 3. Sin embargo, el tipo de desactivación es diferente de la desactivación rápida que se observa en la prueba del ejemplo 2. Las selectividades muestran cierta diminución de antemano con una productividad igual a 40 kg cumeno/kg beta; junto con estos valores de productividad también se registra una disminución ligera en la conversión del alcohol, la cual pasa de cuantitativa a 99.7%. La caída de selectividad y conversión en esta prueba sin embargo es mucho más lenta que la descrita en elemento ejemplo 2 y en consecuencia la velocidad de desactivación es menor en esta prueba con respecto a la registrada en el ejemplo 2. Por lo tanto, se puede concluir que las condiciones de reacción adoptadas en esta prueba, que corresponden al funcionamiento en la fase mixta con una concentración de agua presente en la fase líquida igual a aproximadamente 8,900 ppm, provocan una desactivación gradual, pero no rápida del catalizador, a diferencia de la desactivación rápida observada en elemento ejemplo 2.

EJEMPLO 5 Se lleva a cabo una prueba de alquilación de benceno con una mezcla de alcohol isopropílico y propileno utilizando el equipo descrito en el ejemplo 1. El catalizador utilizado y la cantidad cargada en el reactor son las mismas a las especificadas en el ejemplo 1. Las condiciones de reacción durante la prueba son las siguientes: Temperatura en la entrada = 180°C Presión = 19 barg WHSV = 20 h"1 [Benceno ]/ [Propileno + IPA] 7 moles/moles [Propileno] / [IPA] = 2.0 moles/moles Las condiciones de reacción seleccionadas corresponden con el funcionamiento en la fase mixta gas/líquido con una concentración total de agua presente igual a aproximadamente 10,000 ppm y una concentración de agua presente en la fase líquida igual a aproximadamente 6,400 ppm. Esta atribución se lleva a cabo, como ya se ha descrito de antemano en los ejemplos previos, al asimilar el sistema de reacción, en lo que respecta a las composiciones, a las descritas en el ejemplo 1. La figura 5 muestra la tendencia de la selectividad molar [Ar]/[totC3] y la selectividad molar [Cum. ] / [totC3] en relación a la productividad del catalizador alcanzado. Para toda la duración de la prueba, no hay signos de desactivación del catalizador tales como, por ejemplo, una disminución en la conversión de alcohol y/o propileno (cuantitativa para toda la duración de la prueba) o un incremento en la fracción de productos polialquilados. Las selectividades durante toda la prueba permanecen sustancialmente sin alteraciones con valores iguales a aproximadamente 85.3% para Sel. [Cum. ] / [totC3] y aproximadamente 96.0% para Sel. [Ar] / [totC3] . En este caso, la concentración de agua presente en la fase líquida está dentro de los límites indicados aquí para evitar la desactivación rápida observada en el ejemplo 2 o la desactivación lenta pero gradual del ejemplo 4 .

EJEMPLO 6 (comparativo) Se utiliza el mismo equipo experimental descrito en el ejemplo 4 y también el mismo catalizador, el análisis de los productos de reacción se lleva a cabo de acuerdo con el procedimiento descrito de antemano en el ejemplo 1. Las condiciones de reacción durante la prueba son las siguientes: Temperatura de reacción = 190°C Presión de reacción = 30 barg WHSV = 4 h'1 [Benceno ]/[IPA] en la alimentación = 5.82 moles/moles Estas condiciones aseguran que el sistema de reacción esté completamente en fase líquida. Más específicamente, las condiciones de reacción seleccionadas corresponden al funcionamiento en presencia de una fase líquida sola con una concentración total de agua presente igual a aproximadamente 35,000 ppm. Esta atribución se lleva a cabo, como ya se ha descrito de antemano en los ejemplos previos, al asimilar el sistema de reacción, en lo que respecta a las composiciones, con el sistema [benceno] / [propileno] = 5.8 moles/moles y [benceno] / [agua] = 5.8.

Esta atribución se lleva a cabo como se ha descrito de antemano en el ejemplo 4, evidentemente tomando en consideración la presión de operación diferente. La figura 6 muestra la tendencia de la selectividad molar [Ar]/[IPA] y la selectividad molar [Cum. ] / [IPA] en relación a la productividad del catalizador. La tendencia de los datos indicada en la figura 6 muestra una desactivación extremadamente rápida del catalizador, a diferencia de la que se observa en el ejemplo 4, en donde la desactivación es mucho más lenta y más gradual. Las selectividades disminuyen muy rápidamente y también la conversión de alcohol isopropílico (no indicado en las figuras) disminuye a aproximadamente 80% después de alcanzar productividades menores de 40 kg de cumeno/kg beta. Por lo tanto, se puede observar que las condiciones de reacción adoptadas en esta prueba, que corresponde a la operación en fase completamente líquida con una concentración de agua presente en la misma fase igual a 35,000 ppm, provoca una desactivación rápida del catalizador a diferencia de los que se indica en los ejemplos 1, 3 y 5, y en particular en el ejemplo 4, que se lleva a cabo bajo condiciones de reacción completamente análogas excepto por la presión de reacción. Una comparación con los datos del ejemplo 4 demuestran la importancia actual del límite de concentración de agua reivindicado aquí. Al exceder el límite de 8,000 ppm, la desactivación del catalizador de hecho es tan gradual como la primera, como se ilustra en los datos de la figura 4, con un incremento en el contenido de agua, la desactivación se vuelve rápida, o extremadamente rápida, como se puede ver de los datos de la figura 6 o la figura 2.

EJEMPLO 7 La prueba de alquilación de benceno con una mezcla de alcohol isopropílico y propileno se lleva a cabo utilizando el mismo aparato al descrito en el ejemplo 1, excepto por la introducción de una sección adicional la cual permite que el efluente de reacción se recicle al reactor mismo. En esta prueba, los productos que abandonan el reactor entran a un barril AISI316 que tiene un volumen de 2 litros, mantenido a una presión de 2.5 barg. El efluente, al enfriarse hasta la temperatura ambiente, separa el agua la cual es drenada continuamente del fondo del barril. Parte de la fase orgánica, saturada con agua y que contiene aproximadamente 500 ppm, se recicla a la sección de reacción por medio de una bomba de dosificación especial. La parte de la fase orgánica que no se ha realimenta a la sección de reacción, se envía a la sección de recolección de producto y se analiza como es habitual para la evaluación del funcionamiento catalítico.

La relación entre la cantidad por hora de efluente desde la sección de reacción realimentada a la sección de reacción misma y la cantidad por hora de efluente desde la sección de reacción que no se realimenta a la sección de reacción, se define como la relación de reciclado. Las condiciones de reacción durante la prueba son las siguientes : Temperatura en la entrada = ^ 180°C Presión = 30 barg WHSV = 20 "1 [Benceno ]/ [Propileno +IPA] = 7 moles/moles [Propileno] / [IPA] * = 2.0 moles/moles Relación de reciclado = 3 p/p * = las relaciones se refieren a la alimentación de reactivos frescos a la sección de reacción.

Estas condiciones aseguran que el sistema de reacción este completamente en fase líquida. Más específicamente, las condiciones de reacción seleccionadas corresponden al funcionamiento en presencia de una fase líquida sola con una concentración total de agua presente en el reactor igual a aproximadamente 2,900 ppm, lo cual, sin el reciclado del efluente del reactor sería igual a aproximadamente 10,000 ppm, es decir, igual al agua total desarrollada en la reacción de manera análoga al ejemplo 2. Esta atribución se lleva a cabo como ya se ha descrito en los ejemplos previos. Un catalizador basado en zeolita beta, preparado de acuerdo con el procedimiento descrito en la solicitud de patente EP 847,802 en el ejemplo 4, se carga en el reactor en una cantidad que corresponde a una altura del lecho catalítico igual a 42.5 cm. La figura 7 muestra la tendencia de la selectividad molar [Ar]/[totC3] y la selectividad molar [Cum. ] / [totC3] en relación la productividad del catalizador. Durante toda la duración de la prueba, no hay signos de desactivación del catalizador como tal, por ejemplo, una disminución en la conversión de alcohol y/o propileno (cuantitativa para toda la duración de la prueba) o un incremento en la fracción de productos polialquilados. Las selectividades durante toda la prueba permanecieron sustancialmente sin alteraciones con valores iguales a aproximadamente 82.1% para Sel. [Cum. ] / [totC3] y aproximadamente 94.8% para Sel. [Ar] / [totC3] . Los datos y gráficas que se proporcionan demuestran que al diluir el contenido de agua producido por la deshidratación de alcohol isopropílico por la parte reciclante del efluente del reactor al reactor mismo, es posible evitar el problema de la desactivación del catalizador lo cual, por otra parte, podría llevarse a cabo sin reciclado y con las mismas condiciones de operación adicionales, debido a la alta concentración de agua. Lo adecuado de reciclar el efluente de reacción al reactor por lo tanto demuestra que es un sistema adecuado para mantener la concentración de agua presenten dentro de los límites reivindicados en la presente con el fin de evitar problemas en relación a la desactivación rápida del catalizador y la cual, sin embargo, se produce cuando se opera fuera de estos límites.

EJEMPLO 8 (comparativo) Se lleva a cabo una prueba de alquilación de benceno con una mezcla de alcohol isopropílico y propileno utilizando el equipo descrito en el ejemplo 1. Las condiciones de reacción durante la prueba son las siguientes : Temperatura en la entrada = 180°C Presión = 14 barg WHSV = 20 h-1 [Benceno ]/ [Propileno +IPA] = 7 moles/moles [Propileno] / [IPA] = 2.0 moles/moles Las condiciones de reacción seleccionadas corresponden al funcionamiento en fase mixta de gas/líquido con una concentración total de agua presente igual a aproximadamente 10,000 ppm y una concentración de agua presente en la fase líquida igual a aproximadamente 3,180 ppm. Esta atribución se lleva a cabo, como ya se ha descrito de antemano en los ejemplos previos, al asimilar el sistema de reacción, en lo que respecta a las composiciones, a lo descrito en el ejemplo 1. Se carga en el reactor un catalizador comercial TSZ 330 HUD (basado en zeolita Y) en una cantidad que corresponde a una altura de lecho catalítico igual a 42.5 cm. La figura 8 muestra la tendencia de la selectividad molar [Ar]/[totC3] y la selectividad molar [Cum. ] / [totC3] en relación a la productividad del catalizador. Los datos indicados en la gráfica de la figura 8 demuestran claramente, si se comparan con los de la figura 1 en relación al experimento descrito en el ejemplo 1, que contra una selectividad muy similar de [Ar] / [totC3] , existe una selectividad mucho menor de [Cum. ] / [ totC3] , con el catalizador TSZ 330 HUD, basado en la zeolita Y, con respecto al catalizador basado en la zeolita beta. De hecho, la selectividad de [Ar]/[totC3] en esta prueba tiene un valor promedio igual a 98.5% contra un valor promedio igual a aproximadamente 98.8% en el ejemplo 1, pero la selectividad de [Cum. ] / [totC3] por otra parte, tiene un valor promedio igual a aproximadamente 76.1% contra un valor promedio igual a aproximadamente 84.0% en el ejemplo 1. Esto significa que la fracción de productos polialquilados, especialmente diisopropilbencenos, es mucho mayor con el catalizador TSZ 330 HUD en comparación con la fracción de productos polialquilados la cual se forma con el catalizador utilizado en el ejemplo 1 basado en zeolita beta. En un proceso industrial para la producción de cumeno el cual comprende la recuperación de esta fracción en una sección de transalquilación separada con benceno para proporcionar cumeno, esto evidentemente representa una desventaja con respecto a un proceso análogo el cual utiliza el catalizador basado en zeolita beta utilizado en el ejemplo 1. Desde el punto de vista de la desactivación del catalizador, se puede notar, por otra parte, una tendencia sustancialmente constante de la selectividad, lo cual indica la ausencia de un fenómeno rápido y/o gradual de desactivación observado en alguno de los ejemplos previos. Esto significa que también con un catalizador diferente del utilizado en el ejemplo 1, con funcionamiento catalíticos completamente diferentes en términos de selectividad, aun hay un efecto positivo de las condiciones de funcionamiento reivindicadas en la presente las cuales garantizan ausencia de desactivación del catalizador en la reacción en cuestión, sin importar el contenido total de agua presente en la mezcla de reacción. El límite de concentración de agua reivindicado aquí por lo tanto permite que se lleve a cabo la reacción de alquilación de benceno con isopropanol o mezclas de isopropanol/propileno sin importar el contenido de agua total en la reacción - y por lo tanto el contenido total de alcohol isopropílico en la alimentación - y sin importar el catalizador zeolítico utilizado.

Claims (26)

REIVINDICACIONES

1. Un proceso para la alquilación de compuestos aromáticos por la reacción de un compuesto aromático de interés con isopropanol, sólo o mezclado con propileno, que consiste en llevar a cabo la reacción en presencia de una composición catalítica basada en zeolita, bajo condiciones de fase mixta de gas-líquido o bajo condiciones de fase completamente líquida, a una temperatura y presión tales que la concentración de agua y la fase líquida de reacción sea no mayor de 8,000 ppm, sin importar el contenido total de agua presente en la mezcla de reacción.

2. El proceso para la alquilación de compuestos aromáticos, como se describe en la reivindicación 1, en donde el compuesto aromático es benceno.

3. El proceso para la alquilación de benceno, como se describe en la reivindicación previa, caracterizado porque la reacción se lleva a cabo bajo condiciones tales que la concentración de agua presente en la fase líquida preferiblemente es menor de 7,000 ppm.

4. El proceso para la alquilación de compuestos aromáticos, como se describe en una de las reivindicaciones previas, en donde la reacción se lleva a cabo en presencia de una zeolita del tipo beta, Y, ZSM-12 o mordenita.

5. El proceso para la alquilación de compuestos aromáticos, como se describe en una de las reivindicaciones 2 ó 3, en donde la reacción se lleva a cabo en presencia de un material cristalino poroso que tiene la composición: [ (x/n)M(l±0.1-x)AlOz-ySiO2-wH2O en donde n es el estado de oxidación de M, x es menos de 1, y varía de 5 a 100, w es de 0 a 4, M es un metal que se selecciona de aquellos de los grupos IA, HA, HIA del sistema periódico o de los metales de transición y TEA es tetraetilamonio .

6. El proceso para la alquilación de compuestos aromáticos, como se describe en la reivindicación previa, en donde la reacción se lleva a cabo en presencia de una composición que corresponde a la fórmula anterior presente en forma acida.

7. El proceso para la alquilación de compuestos aromáticos, como se describe en una de las reivindicaciones 2 ó 3, en donde la reacción se lleva a cabo en presencia de una composición catalítica que comprende una zeolita beta y un ligando inorgánico.

8. El proceso para la alquilación de compuestos aromáticos, como se describe en la reivindicación previa, en donde la reacción se lleva a cabo en presencia de una composición catalítica que comprende una zeolita beta y un ligando inorgánico, caracterizado por una porosidad zeolítica adicional que consiste para una fracción de por lo menos 25% de poros con un radio mayor de 100 Á, caracterizado además por un volumen de poro extrazeolítico total igual a o mayor de 0.80 ml/g.

9. El proceso para la alquilación de compuestos aromáticos, como se describe en una de las reivindicaciones 7 u 8, en donde el ligando inorgánico de la composición catalítica en presencia del cual se lleva a cabo la reacción, se selecciona de óxido de silicio, aluminio, zirconio y magnesio.

10. El proceso para la alquilación de compuestos aromáticos, como se describe en una de las reivindicaciones 1 ó 2, en donde la reacción se lleva a cabo sólo con isopropanol.

11. El proceso para la alquilación de compuestos aromáticos, como se describe en una de las reivindicaciones 1 ó 2, en donde la reacción se lleva a cabo a una temperatura que varía de 170°C a 230°C, a una presión que varía de 10 a 50 bars y un WHSV que varía de 10 h"1 a 1 h"1.

12. El proceso para la alquilación de compuestos aromáticos, como se describe en una de las reivindicaciones 1 ó 2, en donde la reacción se lleva a cabo con una mezcla alquilante que consiste de isopropanol y propileno.

13. El proceso para la alquilación de compuestos aromáticos, como se describe en la reivindicación 10, en donde la reacción se lleva a cabo con una relación molar entre benceno e isopropanol que varía de 3 a 10.

14. El proceso para la alquilación de compuestos aromáticos, como se describe en la reivindicación previa, en donde la reacción se lleva a cabo con una relación molar entre benceno e isopropanol que varía preferiblemente de 4 a 8.

15. El proceso para la alquilación de compuestos aromáticos, como se describe en la reivindicación 12, en donde la reacción se lleva a cabo con una relación molar entre benceno y la mezcla alquilante que varía de 3 a 10.

16. El proceso para la alquilación de compuestos aromáticos, como se describe en la reivindicación previa, en donde la reacción se lleva a cabo con una relación molar entre benceno y la mezcla alquilante que varía preferiblemente de 4 a 8.

17. El proceso para la alquilación de compuestos aromáticos, como se describe en una de las reivindicaciones 14, 15 ó 16, en donde la reacción se lleva a cabo utilizando una mezcla alquilante que consiste de isopropanol y propileno en una relación molar que varía de 10 a 0.01.

18. El proceso para la alquilación de compuestos aromáticos, como se describe en la reivindicación previa, en donde la reacción se lleva a cabo utilizando una mezcla alquilante que consiste de isopropanol y propileno en una relación molar que varía preferiblemente de 5 a 0.1.

19. Un proceso para la preparación de fenol, que comprende la alquilación preliminar de benceno con isopropanol, sólo o mezclado con propileno, la oxidación del cumeno obtenido de esta manera, el tratamiento con ácido del hidroperóxido de cumilo, la hidrogenación de la acetona la cual se forma como un subproducto y el reciclado del isopropanol el cual se forma de esta manera, caracterizado porque la alquilación inicial del benceno tiene lugar por medio del proceso como se describe en una o más de las reivindicaciones 1 a 18.

20. El proceso para la alquilación de compuestos aromáticos, como se describe en una de las reivindicaciones 1 ó 2, en donde parte de la fase orgánica del efluente de reacción se vuelve a alimentar a la sección de reacción, después de enfriamiento y separación de la fase acuosa y la fase orgánica.

21. El proceso para la preparación de cumeno, como se describe en la reivindicación 2, en donde los productos polialquilados presentes en los efluentes de la sección de reacción se separan en una sección de fraccionamiento específica y se envían a una sección de transalquilación con benceno.

22. Un proceso para la alquilación de benceno con isopropanol, sólo o mezclado con propileno, que consiste en llevar a cabo la reacción en una zona de reacción adecuada en presencia de una composición catalítica en zeolita, en donde el efluente de la zona de reacción, después de enfriamiento apropiado, se separa en una fase orgánica y una fase acuosa, después de lo cual se descarga la fase acuosa, mientras que la fase orgánica se envía a una sección de fraccionamiento, o se realimenta parcialmente a la zona de reacción.

23. El proceso para la alquilación de benceno con isopropanol, sólo o mezclado con propileno, como se describe en la reivindicación 22, en donde la zona de reacción consiste de dos o más reactores en por lo menos uno de los cuales se lleva a cabo la reacción de alquilación con isopropanol o una mezcla de isopropanol y propileno, y en donde se lleva a cabo al menos una de las reacciones de alquilación con propileno.

24. El proceso para la alquilación de benceno con isopropanol, sólo o mezclado con propileno, como se describe en una de las reivindicaciones 22 ó 23, en donde la sección de fraccionamiento a la cual se envía la fase orgánica obtenida por separación del efluente de la zona de reacción, comprende una zona de despropanación, una zona de desbencenación, una zona de terminado de cumeno y una zona para la separación de diisopropilbenceno, y que está caracterizada porque la zona de despropanación para la separación de propano normalmente presente en la carga olefínica para alquilación comprende una primera columna de despropanación a la cual se alimenta la corriente orgánica, corriente abajo de las secciones de enfriamiento y separación, junto con una corriente de benceno reciclado, y también una segunda columna de despropanación a la cual se alimenta la corriente rica en benceno en la cabeza de la primera columna de despropanación, y las dos corrientes dejan la parte inferior de las columnas de despropanación, las cuales se envían a la columna de desbencenación anterior.

25. El proceso para la alquilación de benceno con isopropanol, sólo o mezclado con propileno, como se describe en las reivindicaciones 22 ó 23, en donde la zona de despropanación en la sección de fraccionamiento consiste de dos columnas de despropanación, la primera de la cuales se alimenta con efluentes que se derivan de la sección de alquilación en la cual se lleva a cabo la reacción con isopropanol, sólo o con propileno, la segunda se alimenta con efluentes que provienen de la sección de alquilación que opera con propileno sólo.

26. El proceso para la alquilación de benceno con isopropanol, sólo o mezclado con propileno, como se describe en las reivindicaciones 24 ó 25, y caracterizado porque la separación de la fase acuosa de la fase orgánica se lleva a cabo en acumuladores de reflujo de las columnas de despropanación.