RU2606130C2

RU2606130C2 - Способ получения трет-бутилфенола из потока с4-рафината

Info

Publication number: RU2606130C2
Application number: RU2012127805A
Authority: RU
Inventors: Роджер Дж. Д'СУЗА; Скотт Д. СМИТ; Киртхивасан НАГАРАДЖАН
Original assignee: ЭсАй ГРУП, ИНК.
Priority date: 2009-12-04
Filing date: 2010-12-03
Publication date: 2017-01-10
Also published as: CN102906059B; EP2657217A3; TWI570102B; EP2657217A2; KR101822607B1; TWI624450B; TW201700445A; JP2013512925A; RU2012127805A; WO2011069052A2; BR112012013419B1; TW201136882A; ES2647102T3; BR112012013419C8; WO2011069052A3; EP2521706A2; SG181078A1; BR112012013419B8; KR20120125234A; CN102906059A

Abstract

Настоящее изобретение относится к вариантам способа получения 2,6-ди-трет-бутилфенола, который может быть использован в качестве исходного материала в получении пластификаторов, смол, ароматизаторов, ингибиторов полимеризации, антиоксидантов, регуляторов молекулярного веса. Один из вариантов способа заключается во взаимодействии фенола с потоком С₄-рафината, содержащим (а) изобутилен и (b) 1-бутен и/или 2-бутен, в реакционных условиях, включающих температуру реакции в диапазоне от приблизительно 70 до приблизительно 130°С и при давлении в диапазоне от 0 до 35,2 кг/см², позволяющих избирательное взаимодействие изобутилена с фенолом с получением 2,6-ди-трет-бутилфенола без по существу взаимодействия 1-бутена или 2-бутена с фенолом. При этом молярное соотношение изобутилена и фенола составляет от приблизительно 0,5:1 до приблизительно 3:1 и фенол взаимодействует с изобутиленом с получением по меньшей мере 76 мас.% 2,6-ди-трет-бутилфенола. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 15 пр.

Description

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Эта заявка утверждает согласно § 119 Раздела 35 Кодекса законов США приоритет предварительной заявки США на патент № 61/266828, поданной 4 декабря 2009 г. и включенной сюда путем ссылки на нее.

Область техники

Это изобретение относится к способам получения трет-бутилфенолов из потока С₄-рафината, содержащего изобутилен.

Уровень техники

При переработке сырой нефти помимо бензиновой смеси образуется несколько лигроиновых потоков. Затем те лигроиновые потоки, которые содержат такие ценные компоненты, как этилен и пропилен, нередко подают в лигроиновую крекинг-установку для получения таких продуктов, как полиэтилен и полипропилен. В свою очередь, в лигроиновой крекинг-установке образуются несколько потоков, в том числе поток С₄-рафината, содержащий изобутен, бутадиен, изобутилен и другие С₄-соединения, многие из которых также являются очень ценными продуктами. Например, бутадиен можно полимеризовать и использовать в получении разных каучуков, а изобутилен пригоден в качестве исходного материала для получения множества веществ, в том числе и трет-бутилфенолов.

Однако для получения трет-бутилфенолов из изобутилена обычно используют «чистый» изобутилен, тогда как изобутилен из потока рафината содержит разные количества бутенов и бутанов, а также другие С₂-С₅-алканы и –алкены. При взаимодействии потока С₄-рафината с фенолом протекает конкурирующая реакция бутенов, в том числе 1-бутена и 2-бутена, с фенолом, приводящая к образованию нежелательных втор-бутилфенолов в дополнение к желаемым трет-бутилфенолам. Отделение втор-бутилфенолов от трет-бутилфенолов является дорогостоящим процессом, неблагоприятно сказывающемся на выходе требуемых продуктов.

Обычные способы получения трет-бутилфенолов из потоков С₄-рафинатов, содержащих изобутилен, включают введение метанола или другого спирта в поток С₄-рафинатов, при взаимодействии с которым образуется алкил-трет-бутиловый эфир в качестве промежуточного соединения, которое в дальнейшем разлагается с образованием изобутилена высокой чистоты, способного взаимодействовать с фенолом, образуя трет-бутилфенолы. Дополнительная стадия введения метанола значительно увеличивает расходы на получение трет-бутилфенолов и сопровождается образованием другого нежелательного побочного продукта. Наряду с повышением расходов на получение дополнительное образование побочных продуктов также является неблагоприятным с точки зрения экологии. В патенте США № 4166191 приведено описание различных иных способов получения трет-бутилфенола, однако, как и в обычных способах, в них используются дополнительные операции и применяются дорогостоящие материалы.

В данной области ощущается потребность в способе получения трет-бутилфенола, обеспечивающем такое избирательное взаимодействие фенола с потоком С₄-рафината, содержащим изобутилен, при котором изобутилен взаимодействует с фенолом, а бутены, присутствующие в потоке С₄-рафината, не взаимодействуют или почти не взаимодействуют с фенолом. Данное изобретение и удовлетворяет эту потребность.

Сущность изобретения

Это изобретение относится к способу получения трет-бутилфенола, такого как 2,6-ди-трет-бутилфенол или орто-трет-бутилфенол, способу, который включает взаимодействие потока С₄-рафината, содержащего изобутилен, с фенолом или замещенным фенолом в присутствии металла группы IIIb, такого как алюминий, или оксида металла группы IIIb, такого как оксид алюминия. Реакцию следует проводить при температуре в диапазоне от приблизительно 50°С приблизительно до 150°С, причем молярное отношение изобутилена к фенолу должно составлять приблизительно от 0,5:1 приблизительно до 3:1.

Это изобретение относится также к способу получения орто-трет-бутилфенола, который включает взаимодействие потока С₄-рафината, содержащего изобутилен, с фенолом в присутствии алюминийоксидного катализатора. По этому способу реакцию проводят при температуре в диапазоне приблизительно от 150°С приблизительно до 200°С, а молярное отношение изобутилена к фенолу составляет приблизительно от 0,5:1 приблизительно до 1,5:1.

Это изобретение относится также к способу получения 2,6-ди-трет-бутилфенола, который включает взаимодействие потока С₄-рафината, содержащего изобутилен, с орто-трет-бутилфенолом в присутствии алюминия или трисфеноксида алюминия. По этому способу реакцию проводят при температуре в диапазоне приблизительно от 0°С приблизительно до 30°С, а молярное отношение изобутилена к орто-трет-бутилфенолу составляет приблизительно от 0,5:1 приблизительно до 2,0:1.

Это изобретение относится также к способу получения трет-бутилфенола, такого как 2,6-ди-трет-бутилфенол или орто-трет-бутилфенол, который включает взаимодействие фенола с потоком С₄-рафината, содержащего (а) изобутилен и (b) 1-бутен и/или 2-бутен. Эту реакцию проводят в условиях, благоприятствующих избирательному взаимодействию изобутилена с фенолом, приводящему к образованию трет-бутилфенола, и не благоприятствующих взаимодействию 1-бутена или 2-бутена с фенолом.

Это изобретение относится также к способу получения трет-бутилфенола прямо из потока С₄-рафината, содержащего изобутилен, без образования алкил-трет-бутилового эфира в качестве промежуточного соединения. По этому способу поток С₄-рафината, содержащий изобутилен, прямо взаимодействует с фенолом, образуя трет-бутилфенол. Эта реакция протекает без промежуточной стадии образования алкил-трет-бутилового эфира.

Это изобретение относится также к бесспиртовому способу получения трет-бутилфенола прямо из потока С₄-рафината, содержащего изобутилен. Этот способ включает прямое взаимодействие потока С₄-рафината, содержащий изобутилен, с фенолом, приводящее к образованию трет-бутилфенола. Эта реакция протекает без промежуточной стадии введения спирта, такого как метанол или амиловый спирт, в поток С₄-рафината.

Это изобретение относится также к композиции, включающей один или несколько трет-бутилфенолов и содержащей втор-бутилфенолы менее 0,5 мас.%. Эту композицию изготовляют путем прямого взаимодействия фенола с потоком С₄-рафината, содержащим (а) изобутилен и (b) 1-бутен и/или 2-бутен.

Подробное описание изобретения

Трет-бутилфенолы используют в качестве исходных материалов в получении пластификаторов, смол, ароматизаторов, ингибиторов полимеризации, антиоксидантов, регуляторов молекулярного веса и различных других химических продуктов. Кроме того, некоторые трет-бутилфенолы пригодны в качестве душистых или ароматических соединений и могут использоваться во множестве предметов домашнего обихода, предметов личной гигиены и промышленных изделий, таких как парфюмерные изделия, чистящие или моющие средства, чтобы придавать им приятный запах.

Одним вариантом воплощения этого изобретения является способ получения трет-бутилфенола, включающий взаимодействие потока С₄-рафината, содержащего изобутилен, с фенолом или замещенным фенолом в присутствии металла группы IIIb или оксида металла группы IIIb при температуре в диапазоне приблизительно от 50°С приблизительно до 150°С, причем молярное отношение изобутилена к фенолу составляет приблизительно от 0,5:1 приблизительно до 3:1. Таким вариантом воплощения является, например, способ получения трет-бутилфенола, включающий взаимодействие потока С₄-рафината, содержащего изобутилен, с фенолом или замещенным фенолом в присутствии металла группы IIIb или оксида металла группы IIIb при температуре в диапазоне приблизительно от 50°С приблизительно до 150°С, причем молярное отношение изобутилена к фенолу составляет приблизительно от 0,5:1 приблизительно до 2,5:1. Таким вариантом воплощения является и способ получения трет-бутилфенола, включающий взаимодействие потока С₄-рафината, содержащего изобутилен, с фенолом или замещенным фенолом в присутствии металла группы IIIb или оксида металла группы IIIb при температуре в диапазоне приблизительно от 50°С приблизительно до 125°С, причем молярное отношение изобутилена к фенолу составляет приблизительно от 0,5:1 приблизительно до 3:1.

Трет-бутилфенолом, производимым по этому способу, обычно являются 2,6-ди-трет-бутилфенол или орто-трет-бутилфенол. Но по этому способу можно получать и другие полезные трет-бутилфенолы, такие как 2,4,6-три-трет-бутилфенол. Кроме того, те трет-бутилфенолы, которые не удается сразу получить при проведении этой реакции, можно изготовлять путем трансалкилирования 2,6-ди-трет-бутилфенола или орто-трет-бутилфенола известными в данной области способами. См., например, патент США № 5399786, полностью включенный сюда путем ссылки на него, в котором приведено описание различных реакций трансалкилирования. Можно, например, подвергать трансалкилированию 2,6-ди-трет-бутилфенол и/или орто-трет-бутилфенол в хорошо известных условиях и получать такие соединения, как пара-трет-бутилфенол, 2,4-ди-трет-бутилфенол или другие бутилфенолы, известные в данной области.

Взаимодействие фенола или замещенного фенола с изобутиленом в потоке С₄-рафината приводит к образованию трет-бутилфенола, и эта реакция хорошо изучена в данной области. Преимущественно не менее 80% присутствующего фенола или замещенного фенола взаимодействует с изобутиленом, образуя требуемый трет-бутилфенол. Хотя фенол и является предпочтительным реагентом, можно использовать и другие замещенные фенолы для получения нужных трет-бутилфенолов, если только заместитель в замещенном феноле не препятствует каким-либо образом протеканию основной реакции.

В потоке С₄-рафината должно присутствовать достаточно большое количество изобутилена, чтобы вступил в реакцию фенол или замещенный фенол. Обычно в изобутилен-содержащем потоке С₄-рафината содержание изобутилена составляет приблизительно от 35 до 95%. Например, в потоках С₄-рафината содержание изобутилена может составлять по крайней мере 75%. Обычно чем выше процентное содержание изобутилена в потоке С₄-рафината, тем лучше; но может встречаться и более низкое содержание изобутилена, даже ниже 35%, и оно также является приемлемым и достаточным для проведения реакции.

Условия проведения реакции, особенно температура реакции и молярное отношение изобутилена к фенолу (или замещенному фенолу), позволяют проводить избирательное взаимодействие изобутилена с фенолом и получать с высоким выходом трет-бутилфенол, почти не содержащий примесей. Реакцию проводят при температуре в диапазоне приблизительно от 50°С приблизительно до 150°С, например в диапазонах приблизительно от 70°С приблизительно до 130°С, приблизительно от 50°С приблизительно до 125°С, приблизительно от 70°С приблизительно до 125°С или от 90°С до 121°С. Можно регулировать скорость нагревания и охлаждения, обеспечивая хорошее соотношение между термодинамикой и кинетикой реакции, чтобы достичь высокого уровня избирательности и обеспечить превращение за сравнительно короткий промежуток времени. Можно проводить изотермические реакции при более высоких температурах, но они обычно не обеспечивают такой высокой избирательности. Аналогичным образом можно проводить изотермические реакции при более низких температурах, но они обеспечивают превращение за значительно более длительный промежуток времени. Давление обычно составляет от 0 до 35,2 кг/см². Реакцию можно проводить в периодическом режиме, непрерывном режиме, в реакторе с перемешиванием, в проточном реакторе с перемешиванием, в реакторе с неподвижным слоем, в реакторе с кипящим слоем или в каком-либо другом режиме, известном в данной области.

Молярное отношение изобутилена к фенолу может меняться в зависимости от того, какой нужен трет-бутилфенол. Если нужен орто-трет-бутилфенол, то отношение изобутилена к фенолу обычно составляет приблизительно от 0,5:1 приблизительно до 1,5:1, если нужен 2,6-ди-трет-бутилфенол, то отношение изобутилена к фенолу обычно составляет приблизительно от 1,8:1 приблизительно до 2,8:1, а если нужна смесь орто-трет-бутилфенола и 2,6-ди-трет-бутилфенола, то отношение изобутилена к фенолу обычно составляет приблизительно от 1,3:1 приблизительно до 1,8:1. Однако для любого требуемого продукта можно использовать и другие молярные диапазоны, не выходящие за пределы диапазона от 0,5:1 до 3:1, например диапазон от 0,5:1 до 2,5:1.

В качестве катализатора в этой реакции можно использовать любой металл группы IIIb или оксид металла группы IIIb. Подходящим металлом группы IIIb является алюминий, а подходящим оксидом металла группы IIIb является оксид алюминия. Металл группы IIIb и оксид металла группы IIIb можно использовать порознь или вместе друг с другом. В качестве алюминийоксидного катализатора можно использовать гамма-глинозем. Гамма-глинозем можно использовать в виде порошка, экструдата или любого другого твердого формованного изделия.

Поток С₄-рафината может также содержать примеси, такие как изобутан, н-бутан, 1-бутен и 2-бутен. Фактически, большинство потоков С₄-рафината натурального происхождения, полученных из лигроиновых потоков, содержит углеводородные примеси в диапазоне от С₁ до С₅. Среди этих примесей бутены взаимодействуют с фенолом, образуя, помимо прочего, нежелательные втор-бутилфенолы. Хотя и нежелательно иметь примеси в потоке С₄-рафината, но снижение себестоимости, обеспечиваемое возможностью проводить реакцию с фенолом прямо в потоке С₄-рафината, содержащего примеси, не включая дополнительную стадию удаления примесей и получения «чистого» изобутилена и не добавляя еще одну стадию образования промежуточного соединения, может оказаться значительной.

Можно было бы получать из потока С₄-рафината чистый или почти чистый изобутилен, но такая стадия является дорогостоящим процессом. В обычных системах чаще всего вводят в поток С₄-рафината спирт, такой как метанол или амиловый спирт, получая алкил-трет-бутиловые эфиры в качестве промежуточных продуктов. Затем из алкил-трет-бутиловых эфиров, например метил-трет-бутилового эфира или метил-трет-амилового эфира, можно получать требуемые моноалкилфенолы или диалкилфенолы. Однако этот способ требует введения дополнительных стадий, связан с дополнительными расходами и приводит к образованию различных нежелательных побочных продуктов.

Можно избежать введения этих дополнительных стадий. Соответственно, вариантом воплощения этого изобретения является бесспиртовой способ получения трет-бутилфенола прямо из потока С₄-рафината, содержащего изобутилен, способ, включающий прямое взаимодействие изобутилен-содержащего потока С₄-рафината с фенолом, которое приводит к образованию трет-бутилфенола, причем реакция протекает без промежуточной стадии введения спирта в поток С₄-рафината. Другим вариантом воплощения этого изобретения является способ получения трет-бутилфенола прямо из изобутилен-содержащего потока С₄-рафината без образования алкил-трет-бутилового эфира в качестве промежуточного соединения, способ, включающий прямое взаимодействие изобутилен-содержащего потока С₄-рафината с фенолом, которое приводит к образованию трет-бутилфенола, причем реакция протекает без промежуточной стадии образования алкил-трет-бутилового эфира.

Желательно, чтобы при получении трет-бутилфенола фенол или замещенный фенол взаимодействовал с изобутиленом, но не взаимодействовал с бутенами. Указанные выше условия позволяют проводить избирательную реакцию этого типа. Таким образом, можно проводить реакцию так, чтобы с фенолом или замещенным фенолом вступало в реакцию менее 3% 1-бутена и 2-бутена, присутствующих в потоке С₄-рафината. В других вариантах воплощения с фенолом или замещенным фенолом вступает в реакцию менее 2% 1-бутена и 2-бутена или даже менее 1% 1-бутена и 2-бутена.

В этом отношении вариантом воплощения этого изобретения является способ получения трет-бутилфенола, включающий взаимодействие потока С₄-рафината, содержащего (а) изобутилен и (b) 1-бутен и/или 2-бутен, в условиях, благоприятствующих избирательному взаимодействию изобутилена с фенолом, которое приводит к образованию трет-бутилфенола, и не благоприятствующих взаимодействию 1-бутена и 2-бутена с фенолом.

Одним из нужных трет-бутилфенолов, производимых путем проведения реакции в описанных выше условиях, является орто-трет-бутилфенол. Таким образом, вариантом воплощения этого изобретения является способ получения орто-трет-бутилфенола, включающий взаимодействие изобутилен-содержащего потока С₄-рафината с фенолом в присутствии алюминийоксидного катализатора. При получении орто-трет-бутилфенола реакцию проводят преимущественно при температуре приблизительно от 150°С приблизительно до 200°С, например при температуре приблизительно от 160°С приблизительно до 180°С, а молярное отношение изобутилена к фенолу преимущественно составляет приблизительно от 0,5:1 приблизительно до 1,5:1, например приблизительно от 0,9:1 приблизительно до 1,1:1. Алюминийоксидным катализатором может являться гамма-глинозем в твердом виде, таком как порошок или экструдат.

Другим трет-бутилфенолом, производимым путем проведения реакции в описанных выше условиях, является 2,6-ди-трет-бутилфенол. Таким образом, вариантом воплощения этого изобретения является способ получения 2,6-ди-трет-бутилфенола, включающий взаимодействие изобутилен-содержащего потока С₄-рафината с орто-трет-бутилфенолом в присутствии алюминия или трисфеноксида алюминия. При получении 2,6-ди-трет-бутилфенола реакцию проводят преимущественно при температуре приблизительно от 0°С до 30°С, например при температуре приблизительно от 10°С приблизительно до 20°С, а молярное отношение изобутилена к орто-трет-бутилфенолу преимущественно составляет приблизительно от 0,5:1 приблизительно до 2,0:1, например приблизительно от 0,8:1 приблизительно до 1,2:1. Реакцию обычно проводят под давлением от 0 до 3,5 кг/см².

Трисфеноксид алюминия можно прямо вводить в реакционную среду или получать его во время проведения реакции. Например, трисфеноксид алюминия можно получать путем взаимодействия триалкилалюминия с орто-трет-бутилфенолом или путем взаимодействия металлического алюминия с орто-трет-бутилфенолом, которое является самым экономически выгодным способом получения трисфеноксида алюминия.

Отдельным вариантом воплощения этого изобретения является композиция, включающая один или несколько трет-бутилфенолов и содержащая менее 0,5 мас.% втор-бутилфенолов, причем этот композицию изготовляют прямым взаимодействием фенола с потоком С₄-рафината, содержащим (а) изобутилен и (b) 1-бутен и/или 2-бутен. Втор-бутилфенолы являются нежелательными соединениями, образующимися при взаимодействии с фенолом бутенов в потоке С₄-рафината. Уменьшение содержания втор-бутилфенолов является одним из путей получения нужных трет-бутилфенолов в чистом состоянии, нуждающихся в незначительной очистке или вовсе не нуждающихся в очистке. Трет-бутилфенолы высокой чистоты можно получать путем проведения экономически выгодной очистки с использованием перегонки или кристаллизации из расплава. Но если в трет-бутилфенолах присутствует большое количество втор-бутилфенолов в качестве примесей, обеспечить очистку нужных трет-бутилфенолов становится трудно даже с использованием таких дорогостоящих способов, как кристаллизация из раствора. Таким образом, трет-бутилфенольный композиция содержит менее 0,5 мас.% втор-бутилфенолов, например менее 0,1% втор-бутилфенолов или менее 0,05 мас.% втор-бутилфенолов.

Приведенные ниже примеры служат для раскрытия сущности этого изобретения. Они не должны использоваться для ограничения объема этого изобретения, определяемого его формулой.

ПРИМЕРЫ

Пример 1

В автоклав загрузили 112,3 г подвергнутого предварительной сушке фенола, к которому добавили 0,3% Al. Через реактор подавали поток рафината-3 при температуре 118°С со скоростью 3 г/мин в течение 60 мин. В потоке рафината-3 содержание изобутилена составляло 87%, содержание изобутана 12% и содержание н-бутана 0,5%. Содержание бутена в потоке рафината-3 составляло 0,3%. Через 3 часа снижали температуру до 70°С со скоростью 1°С/мин. Поддерживали температуру 70°С вплоть до окончания реакции. Общая продолжительность реакции составляла 5 часов. Выход 2,6-ди-трет-бутилфенола (2,6-ДТБФ) в сыром продукте по истечении 5 часов составлял 76%. Содержание 2,6-ДТБФ в конечном сыром продукте составляло 76%. Молярное отношение изобутилена к фенолу в этом примере составляло 2,06:1.

Пример 2

В этом примере использовали поток синтетического рафината, полученный смешением чистого изобутилена с чистым изобутаном. Этот эксперимент проводили таким же образом, что и в примере 1, за исключением того, что использовали поток синтетического рафината, содержащий 90% изобутилена и 10% изобутана. Реакцию проводили при температуре 118°С в течение 2,5 часов, а затем понижали температуру до 70°С. Выход 2,6-ДТБФ в сыром продукте по истечении 5 часов составлял 77%. Молярное отношение изобутилена к фенолу в этом примере составляло 2,23:1.

Пример 3

Этот эксперимент проводили таким же образом, что и в примере 2, но использовали поток синтетического рафината, содержащий 85% изобутилена и 15% изобутена. По истечении 5 часов выход 2,6-ДТБФ составлял 77 %. Молярное отношение изобутилена к фенолу в этом примере составляло 2,11:1.

Пример 4

Этот эксперимент проводили таким же образом, что и в примере 2, но использовали поток синтетического рафината, содержащий 80 % изобутилена и 20% изобутана. По истечении 5 часов выход 2,6-ДТБФ составлял 76%. Молярное отношение изобутилена к фенолу в этом примере составляло 2,02.

Пример 5

Проводили реакцию 129 г сухого фенола с потоком синтетического рафината, содержащим 78,5 % изобутилена, 1,1% 1-бутена и 20,4% изобутана, используя 0,3% Al катализатора. Реакцию начинали проводить при температуре 90°С. Синтетический рафинат подавали в реактор со скоростью 4 г/мин на протяжении первых тридцати двух минут. После загрузки рафината в течение 20 мин температуру поднимали до 121°С со скоростью 1,1 °С/мин. Поддерживали температуру 121°С в течение 65 мин, а затем понижали температуру до 90°С со скоростью 1°С/мин. Начиная понижение температуры, подавали рафинат, содержащий изобутилен, со скоростью 4 г/мин в течение 20 мин. Температуру 90°С поддерживали до завершения реакции. Общая продолжительность реакции составляла 5 часов. В этом примере молярное отношение изобутилена к фенолу составляло 2,25:1. Выход 2,6-ДТБФ в сыром продукте составлял 83,2%. Содержание 2-втор-бутил-6-трет-бутилфенола составляло 0,03%, свидетельствуя о том, что в исходном рафинате вступило в реакцию 0,94% 1-бутена.

Пример 6 (сравнительный эксперимент)

Поток синтетического рафината, содержащий 79% изобутилена, 1% 1-бутена и 20% изобутана, добавляли к 127 г предварительно высушенного фенола, содержавшего 0,3% растворенного Al. Реакцию проводили при температуре 130°С, поддерживая ее до завершения взаимодействия. Рафинат добавляли со скоростью 4 г/мин в течение 35 мин. Реакционную смесь выдерживали при температуре 130°С в течение 40 минут, а затем сбрасывали давление и выпускали непрореагировавший рафинат. Подавали рафинат еще в течение 35 минут со скоростью 4 г/мин. Молярное отношение изобутилена к фенолу с учетом изобутилена, поданного в реактор, составляло 2,83:1. По истечении 5 часов выход 2,6-ДТБФ в сыром продукте составлял 58,36%. Содержание 2-втор-бутил-6-трет-бутилфенола составляло 0,07%, свидетельствуя о том, что в исходном рафинате вступило в реакцию 3,9% 1-бутена.

Пример 7 (сравнительный эксперимент)

Этот эксперимент проводили таким же образом, что и в примере 6, за исключением указанного ниже. Температуру поднимали от 130°С до 150°С. Вместо 127 г взяли 101 г фенола, учитывая более высокое давление, создаваемое при более высокой температуре. Рафинат подавали со скоростью 3 г/мин в течение 45 мин. Реакционную смесь выдерживали при температуре 150°С в течение получаса, а затем сбрасывали давление и подавали рафинат еще в течение 20 минут со скоростью 3 г/мин. В конечном итоге молярное отношение изобутилена к фенолу с учетом изобутилена, поданного в реактор, составляло 2,6:1. По истечении 5 часов выход 2,6-ДТБФ в сыром продукте составлял 61%. Содержание 2-втор-бутил-6-трет-бутилфенола составляло 0,06%, свидетельствуя о том, что в исходном рафинате вступило в реакцию 3,9% 1-бутена.

Пример 8 (сравнительный эксперимент)

Этот эксперимент проводили таким же образом, что и в примере 7, за исключением того, что температуру поднимали от 150°С до 170°С. По истечении 5 часов выход 2,6-ДТБФ в сыром продукте составлял 27%. Содержание 2-втор-бутил-6-трет-бутилфенола составляло 0,20%, свидетельствуя о том, что в исходном рафинате вступило в реакцию 19,6% 1-бутена.

Пример 9

В 150 г предварительно высушенного орто-тетра-бутилфенола (ОТБФ) растворили 5,6 г триэтилалюминия и загрузили ОТБФ в работающий под давлением стеклянный реактор с рубашкой, подсоединенной к охлаждающей ванне. В ванне устанавливали температуру 20°С. В течение 70 минут загружали синтетический рафинат, содержащий 79% изобутилена, 19,5% изобутена и 1,5% 1-бутена. Во время загрузки изобутилена (на протяжении первого часа проведения реакции) температура составляла 35°С вследствие протекания экзотермического процесса, связанного с этой реакцией. По истечении первого часа реакцию проводили при температуре 20°С вплоть до ее завершения. Через 4 часа выход 2,6-ДТБФ в сыром продукте составлял 89%. Молярное отношение изобутилена к ОТБФ составляло 1:1. Максимальное давление, достигаемое во время протекания реакции, составляло 1,8 кг/см².

Пример 10

Этот эксперимент проводили таким же образом, что и в примере 9, за исключением того, что рафинат загружали со скоростью 0,33 г/мин и реакцию проводили при температуре 10°С. Через 4 часа выход 2,6-ДТБФ в сыром продукте составлял 93%. Максимальное давление, достигаемое во время протекания реакции, составляло 1,1 кг/см².

Пример 11

Этот эксперимент проводили таким же образом, что и в примере 10, за исключением того, что в реакторе поддерживали температуру 5°С. Через 4 часа выход 2,6-ДТБФ в сыром продукте составлял 80%. Максимальное давление, достигаемое во время протекания реакции, составляло 0,8 кг/см².

Пример 12

105 г фенола и 5,3 г алюминийоксидного катализатора, подвергшегося обжигу на воздухе при температуре 450°С, загружали в автоклав и нагревали до 150°С. Затем загружали поток рафината, содержащий 80% изобутилена, 18,7% изобутана и 1,4% 1-бутена, в течение 3,5 часов. Количество загруженного рафината составляло 75 г, а молярное отношение изобутилена к фенолу составляло 0,95:1. Через 7 часов выход ОТБФ составлял 49%. Количество 1-бутена, прореагировавшего с образованием 2-втор-бутилфенола, составляло 1,3%.

Пример 13 (сравнительный эксперимент)

105 г фенола и 5,0 г алюминийоксидного катализатора, который подвергли обжигу на воздухе при температуре 450°С, загрузили в автоклав и нагрели до 220°С. Затем в течение 3 часов подавали поток рафината, содержащий 82,4% изобутилена, 1,3% 1-бутена и 16,3% изобутана. Количество загруженного рафината составляло 70 г, а молярное отношение изобутилена к фенолу составляло 1,13:1. Через 6 часов выход ОТБФ достигал 50,41%, а на 5-часовой отметке понижался от 52%. Количество 1-бутена, прореагировавшего в загружаемом потоке с образованием 2-втор-бутилфенола и 2-втор-бутил-4-трет-бутилфенола, составляло 44,5%. Количество этих двух втор-бутилфенольных примесей (2-втор-бутилфенола и 2-втор-бутил-4-трет-бутилфенола) составляло 0,44% и 0,15% соответственно.

Пример 14

106 г технического 2,6-ди-трет-бутилфенола, содержащего 75,4% 2,6-ди-трет-бутилфенола и 0,43% 2-втор-бутил- 6-трет-бутилфенола, подвергали трансалкилированию с фенолом при температуре 75°С в течение 5 часов, используя 5 г ионообменной смолы Dowex® 2030 (DR-2030 – полистирольные пластиковые бусы, функционализированные группами сульфоновой кислоты), и получили с выходом 75,4% 2,4-ди-трет-бутилфенол, содержащий 0,3% 2-втор-бутил-4-трет-бутилфенола и неизмеримо малые количества 2-втор-бутил-6-трет-бутилфенола.

В этом примере показано использование технического 2,6-ди-трет-бутилфенола, полученного из рафината, в реакции трансалкилирования для получения 2,4-ди-трет-бутилфенола. Затем можно получить 2,4-ди-трет-бутилфенол высокой чистоты путем фракционной перегонки способами, известными в этой области.

Пример 15 (сравнительный эксперимент)

Для бутилирования фенола использовали синтетический рафинат, содержащий 78,3% изобутилена, 21% изобутана, 0,54% 1-бутена, применяя в качестве катализатора DR-2030. Реакцию проводили при температуре 80°С. 204 г синтетического рафината добавляли в течение 3 часов. За протеканием реакции следили, периодически отбирая пробы и подвергая их газохроматографическому анализу. По истечении 5 часов выход 2,4-ДТБФ достигал 73,8%. Содержание 2-втор-бутил-4-трет-бутилфенола составляло 0,49%, а содержание 2-трет-бутил-4-втор-бутилфенола составляло 0,03%. Количество 1-бутена, прореагировавшего с образованием 2-втор-бутил-4-трет-бутилфенола и 2-трет-бутил-4-втор-бутилфенола, составляло 30%.

Claims

1. Способ получения 2,6-ди-трет-бутилфенола, включающий взаимодействие фенола с потоком С₄-рафината, содержащим (а) изобутилен и (b) 1-бутен и/или 2-бутен, в реакционных условиях, включающих температуру реакции в диапазоне от приблизительно 70 до приблизительно 130°С и при давлении в диапазоне от 0 до 35,2 кг/см², позволяющих избирательное взаимодействие изобутилена с фенолом с получением 2,6-ди-трет-бутилфенола без по существу взаимодействия 1-бутена или 2-бутена с фенолом, причем молярное соотношение изобутилена и фенола составляет от приблизительно 0,5:1 до приблизительно 3:1, и где фенол взаимодействует с изобутиленом с получением по меньшей мере 76 мас.% 2,6-ди-трет-бутилфенола.

2. Способ по п. 1, где с фенолом реагирует менее 1 мас.% 1-бутена и 2-бутена, присутствующих в потоке С₄-рафината.

3. Способ по п. 1, где по меньшей мере 80 мас.% фенола реагирует с изобутиленом.

4. Способ по п. 1, где способом получают менее 0,1 мас.% втор-бутилфенолов.

5. Способ по п. 1, где изобутилен-содержащий поток С₄-рафината прямо взаимодействует с фенолом, причем реакция протекает без промежуточной стадии образования алкил-трет-бутилового эфира.

6. Способ по п. 5, где алкил-трет-бутиловый эфир представляет собой метил-трет-бутиловый эфир или метил-трет-амиловый эфир.

7. Способ по п. 1, где изобутилен-содержащий поток С₄-рафината прямо взаимодействует с фенолом, причем реакция протекает без промежуточной стадии введения спирта в поток С₄-рафината.

8. Способ по п. 7, где спирт представляет собой метанол или амиловый спирт.

9. Способ по п. 1, дополнительно включающий стадию трансалкилирования 2,6-ди-трет-бутилфенола, приводящую к образованию соединения, выбранного из группы, в состав которой входят пара-трет-бутилфенол, 2,4-ди-трет-бутилфенол и их смесь.

10. Способ по п. 1, где изобутилен-содержащий поток С₄-рафината содержит по меньшей мере 75 мас.% изобутилена.

11. Способ по п. 1, где изобутилен-содержащий поток С₄-рафината взаимодействует с фенолом в присутствии алюминия.

12. Способ по п. 1, где фенол представляет собой орто-трет-бутилфенол.

13. Способ по п. 12, где изобутилен-содержащий поток С₄-рафината взаимодействует с орто-трет-бутилфенолом в присутствии алюминия или трисфеноксида алюминия при температуре от приблизительно 10 до приблизительно 20°С и давлении от 0 до 3,5 кг/см², где молярное соотношение изобутилена и орто-трет-бутилфенола составляет от приблизительно 0,8:1 до приблизительно 1,2:1.

14. Способ по п. 13, где трисфеноксид алюминия образуется при взаимодействии триалкилалюминия с орто-трет-бутилфенолом.

15. Способ по п. 1, где реакцию проводят в периодическом режиме, непрерывном режиме, в реакторе с перемешиванием, в проточном реакторе с перемешиванием, в реакторе с неподвижным слоем или в реакторе с кипящим слоем.

16. Способ получения 2,6-ди-трет-бутилфенола, включающий взаимодействие фенола с потоком С₄-рафината, содержащим (а) изобутилен и (b) 1-бутен и/или 2-бутен, в реакционных условиях, включающих температуру реакции в диапазоне от приблизительно 70 до приблизительно 130°С, позволяющих избирательное взаимодействие изобутилена с фенолом с получением 2,6-ди-трет-бутилфенола без по существу взаимодействия 1-бутена или 2-бутена с фенолом, причем молярное соотношение изобутилена и фенола составляет от приблизительно 1,8:1 до приблизительно 2,8:1.

17. Способ по п. 16, где с фенолом реагирует менее 1 мас.% 1-бутена и 2-бутена, присутствующих в потоке С₄-рафината.

18. Способ по п. 16, где с изобутиленом реагирует по меньшей мере 80 мас.% присутствующего фенола.

19. Способ по п. 16, где способом получают менее 0,1 мас.% втор-бутилфенолов.

20. Способ по п. 16, где изобутилен-содержащий поток С₄-рафината прямо взаимодействует с фенолом, причем реакция протекает без промежуточной стадии образования алкил-трет-бутилового эфира.

21. Способ по п. 20, где алкил-трет-бутиловый эфир представляет собой метил-трет-бутиловый эфир или метил-трет-амиловый эфир.

22. Способ по п. 16, где изобутилен-содержащий поток С₄-рафината прямо взаимодействует с фенолом, причем реакция протекает без промежуточной стадии введения спирта в поток С₄-рафината.

23. Способ по п. 22, где спирт представляет собой метанол или амиловый спирт.

24. Способ по п. 16, где изобутилен-содержащий поток С₄-рафината содержит по меньшей мере 75 мас.% изобутилена.

25. Способ по п. 16, где изобутилен-содержащий поток С₄-рафината взаимодействует с фенолом в присутствии алюминия.