TWI461395B - 製造異丙苯之方法 - Google Patents

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Description

製造異丙苯之方法
本發明概言之係關於製造異丙苯之方法。
本申請案主張優先於2010年10月12日提出申請之美國申請案第12/903,177號。
異丙苯合成通常可包括用於轉烷化及反應產物分離之區段。通常，在轉烷化反應器中所製造之二-異丙基苯(在下文中可簡寫為「DIPB」)及三-異丙基苯(在下文中可簡寫為「TIPB」)可經回收並再循環以製造額外異丙苯。通常，沸點與DIPB及TIPB相同或比其高之較重經取代芳香族化合物與該等化合物一起分離出。同樣地，該等較重經取代芳香族化合物可與一些DIPB及TIPB一起吹掃出，此乃因該等較重經取代芳香族化合物可係不期望產生之乙基苯(在下文中簡寫為「EB」)之前體。特定而言，EB可與異丙苯一起分離出，且因此需要額外的後續分離製程以純化異丙苯產物。作為實例，若將異丙苯轉化成苯酚，則EB可干擾此反應。因此，通常利用後續製程來移除EB，由此增加製造成本並降低製程之效率。
通常，限制DIPB及TIPB之回收以達成高純度異丙苯。同樣地，通常將重質流自分離區段吹掃出，以使得在轉烷化區段中除DIPB及TIPB以外所包括之可作為EB前體之較重經取代芳香族化合物降至最少。一般而言，將EB與異丙苯分離可較複雜，同時具有相當大的資金及能量成本。而且，自單元吹掃出此重質流可造成可回收並轉化成額外異丙苯之DIPB及TIPB之損失。因此，一般期望改良該等單元回收DIPB及特別地TIPB之效率，並將該等化合物轉化成諸如異丙苯等產物，而不會遭受EB之不期望產生及將EB與異丙苯分離之相關能量及資金成本。
一個實例性實施例可係一種處理多異丙基苯以製造異丙苯之方法。該方法可包括將轉烷化進料流傳遞至轉烷化區、及將反應產物傳遞至分離區。通常，該分離區產生包括二-異丙基苯、三-異丙基苯、及一或多種重化合物之流。而且，基於該流中之二-異丙基苯、三-異丙基苯及該一或多種重化合物之重量，該流可包括至少0.7重量%之一或多種重化合物，且該流之至少一部分再循環至轉烷化區。
另一實例性實施例可係一種處理多異丙基苯以製造異丙苯之方法。方法可包括將轉烷化進料流傳遞至轉烷化區、及將反應產物傳遞至分離區。通常，分離區產生包括二-異丙基苯之側流及包括三-異丙基苯及一或多種重化合物之底部流。一般地，底部流之至少一部分與測流組合並再循環至轉烷化區。
再一實例性實施例可係製造異丙苯之方法。該方法可包括傳遞轉烷化進料流至轉烷化區以產生反應產物及將該反應產物傳遞至分離區。經常地，轉烷化進料流包括苯、二-異丙基苯、三-異丙基苯及至少0.3重量%一或多種重化合物(基於至轉烷化區之進料流的重量)。一般地，轉烷化區包括具有UZM-8沸石及β沸石之觸媒。而且，分離區可包括第一蒸餾區，其產生包括苯之塔頂流；第二蒸餾區，其產生包括異丙苯之塔頂流；及第三蒸餾區，其產生包括二-異丙基苯、三-異丙基苯、及一或多種重化合物之底部流。通常，底部流之至少一部分再循環至轉烷化區。
本文所揭示之實施例可提供用於自分離區回收至少一部分底部流之方案。特定而言，接納再循環物之轉烷化區不僅可處理DIPB而且可處理TIPB，同時使諸如EB等雜質之產生降至最低。因此，本文所揭示之實施例可回收DIPB及TIPB，而無需刻意將較重組份與TIPB分離。因此，可實現資金及效用成本之明顯節約。
具體而言，轉烷化區可利用降低EB產生之任何適宜觸媒操作。在一較佳實施例中，將UZM-8沸石與β沸石組合可在恆定DIPB轉化率及較佳異丙苯產物選擇性下提供明顯較低之EB形成。因此，本文所揭示之實施例可藉由允許自來自分離區之一或多個較重流回收DIPB及TIPB並製造更多且更高品質之異丙苯，同時使較重化合物之吹掃流降至最少，來提供更有效方法。
定義
本文所用之術語「流」可包括各種碳氫化合物分子(例如，直鏈、具支鏈或環狀烷烴、烯烴及炔烴)及視情況其他物質(例如，氣體，例如氫氣)、或雜質(例如重金屬、及硫及氮化合物)。流亦可包括芳香族及非芳香族碳氫化合物。而且，碳氫化合物分子可簡寫為C1、C2、C3...Cn，其中「n」表示一或多種碳氫化合物分子中之碳原子數。此外，上標「+」或「-」可與簡寫的一或多種碳氫化合物符號一起使用，例如C3+ 或C3- ，其包括該簡寫的一或多種碳氫化合物在內。作為實例，簡寫「C3+ 」意指具有三個碳原子及/或更多個碳原子之一或多種碳氫化合物。
本文所用術語「區」可係指包括一或多個設備物項及/或一或多個子區之區域。設備物項可包括一或多個反應器或反應器容器、加熱器、交換器、管道、幫浦、壓縮器及控制器。另外，設備物項(例如反應器、乾燥器或容器)可進一步包括一或多個區或子區。
本文所用之術語「富含」可意指在流中一種化合物或一類化合物之量為至少一般地30莫耳%、較佳50莫耳%、且更佳70莫耳%。
本文所用之術語「實質上」可意指在流中一種化合物或一類化合物之量為至少一般地80莫耳%、較佳莫耳90%、且最優99莫耳%。
本文所用之術語「異丙苯」可與1-甲基乙基苯或異丙基苯互換使用。
本文所用之術語正「丙基苯」可簡寫為「nPB」。
本文所用之術語「乙基苯」可簡寫為「EB」。
本文所用之術語「二-異丙基苯」可簡寫為「DIPB」。
本文所用之術語「三-異丙基苯」可簡寫為「TIPB」。
本文所用之術語「多丙基苯」可包括DIPB及TIPB且簡寫為「PIPB」。
本文所用之術語「重量ppm」可簡寫為「wppm」。
本文所用之術語「重量時空速度」可簡寫為「WHSV」。
本文所用之術語「二乙基二苯基乙烷」可簡寫為「DEDPE」。
本文所用之術語「異丙基二甲基四氫化萘(isoprodimettetra)」可表示具有一或多個甲基、乙基、丙基及丁基取代基且取代基之總碳數為5之經取代四氫化萘。
本文所用之術語「六甲基二氫茚(hexmetdihyindene)」可表示具有一或多個甲基、乙基、丙基、丁基及戊基取代基且取代基之總碳數為6之經取代茚。
本文所用之術語「戊基苯」、「己基苯」、及「庚基苯」可表示具有一或多個甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基及庚基取代基且取代基之總碳數分別為5、6及7之經取代苯。
本文所用之術語「共沸物(co-boil)」可表示沸騰溫度與DIPB及/或TIPB相同之一或多種化合物。同樣地，共沸化合物可在諸如蒸餾之製程中、特定地在側流或底部流中與DIPB及/或TIPB一起分離。DIPB之共沸物可包括正丙基苯、丁基苯、異丙基甲苯及戊基苯，且TIPB之共沸物可包括α-甲基苯乙烯、己基苯、庚基苯、六甲基二氫茚、異丙基二甲基四氫化萘、2,2-二苯基丙烷、及DEDPE。
本文所用之術語「重」可用於指芳香族或化合物，其沸點為或高於DIPB及/或TIPB之沸點。
本文所用之術語「重化合物」可包括重芳香族化合物，例如一或多種正丙基苯、戊基苯、異丙基甲苯、丁基苯、α-甲基苯乙烯、己基苯、庚基苯、茚、四氫化萘、六甲基二氫茚、異丙基二甲基四氫化萘、二苯基丙烷、及二苯基乙烷，該等可視情況或進一步取代；及/或在諸如蒸餾等製程中可在例如側流及/或底部流中與DIPB及/或TIPB一起分離之其他先前未提及共沸物。
本文所用之術語流、進料、產物、底部物、塔頂物、再循環物、管線及管道當在圖中提及流動管線時可互換使用。
參照圖1，實例性裝置100可包括轉烷化區200及分離區300。通常，分離區300可包括任一數量之蒸餾區，例如複數個蒸餾區320。在此實例性實施例中，複數個蒸餾區320可包括第一蒸餾區340、第二蒸餾區360、及第三蒸餾區380。儘管分離區300描繪了蒸餾區，但應瞭解，可利用任一適宜分離區或器件。在此實施例中，蒸餾區340、360及380可包括單一蒸餾塔，但可利用任何適宜數量之蒸餾塔。一般地，每一蒸餾區340、360及380可提供各別塔頂流344、364、及382。特定而言，塔頂流344可包括有效量苯或富含苯，塔頂流364可包括有效量異丙苯或富含異丙苯，且流382可包括有效量DIPB或富含DIPB。該等流344、364及382可在下文中進一步詳細闡述。
一般地，如下文所闡述，可將流110(包括苯及DIPB)與再循環流114組合以提供至轉烷化區200。組合流110及114可形成轉烷化進料流120。通常，進料流120包括有效量之苯及用於製造異丙苯之DIPB。經常地，苯與DIPB之重量比為1:5至5:1、較佳1:3至3:1、且最優地1.5:1。此外，可存在其他芳香族化合物，例如甲苯、二甲苯、nPB、丁基苯、己基苯、庚基苯、TIPB、及其他經取代芳香族環。經常地，基於進料流120之重量，進料流120含有至少一般地0.1重量%、較佳1重量%、且最優地2重量%之TIPB。而且，基於進料流120之重量，進料流120可含有至少一般地0.3%、或者0.4%、或甚至0.5重量%之一或多種重化合物，例如正丙基苯、戊基苯、異丙基甲苯、丁基苯、α-甲基苯乙烯、己基苯、庚基苯、茚、四氫化萘、六甲基二氫茚、異丙基二甲基四氫化萘、二苯基丙烷、及二苯基乙烷，該等可視情況或進一步取代。
轉烷化區200可包括一或多個轉烷化反應器(包括任一適宜觸媒)以製造異丙苯。可在適宜反應條件下製造異丙苯，例如溫度為60℃至390℃、較佳100℃至200℃，壓力為100 kPa至14,000 kPa、較佳2,000 kPa至4,000 kPa，且WHSV為0.1 hr-1 至50 hr-1 、較佳0.5 hr-1 至5 hr-1 。
此外，轉烷化區200可包括任一適宜觸媒、或觸媒組合。觸媒可呈單一觸媒顆粒或分開的觸媒顆粒，其中後者為物理混合物或堆疊組態。特定而言，觸媒可包括第一組份及第二組份。
一種此類觸媒可為UZM-8沸石。一般地，UZM-8為微孔結晶沸石，通常為鋁矽酸鹽。一種實例性UZM-8沸石可具有以下經驗式：
Rr p+ Al1-x Ex Siy Oz
其中「R」係選自由以下組成之群之至少一種有機銨陽離子：質子化胺、質子化二胺、四級銨離子、二四級銨離子、質子化烷醇胺及四級銨化烷醇銨離子。較佳之有機銨陽離子係非環狀者及不含有環狀基團作為一個取代基者。在該等中，含有至少兩個甲基作為取代基尤其較佳。「R」與(Al+E)之比率由「r」表示，其在0.05至5間變化。「R」之加權平均價數之「p」值在1至2間變化。Si與(Al+E)之比率由「y」表示，其在6.5至35間變化。元素「E」係四面體配位的，存在於骨架(framework)中，且選自由鎵、鐵、鉻、銦及硼組成之群。「E」之莫耳分數由「x」表示且具有0至0.5之值，同時「z」係O與(Al+E)之莫耳比且由以下等式給出：
z=(r‧p+3+4‧y)/2
此種及其他UZM-8沸石以及製備方法揭示於(例如)US 6,756,030 B1中。
另一種觸媒可為β沸石。此種β沸石揭示於(例如)US 7,371,910 B2及US 3,308,069中。β沸石之組成可以氧化物之莫耳比表達為：0.1至0.3R:0.7至1.0M2/n O:1Al2 O3 :2.5至4.0SiO2 ‧YH2 O其中「R」選自由乙基銨氧化物、氧化氫及其與另一者之混合物組成之群；「M」係金屬且「n」係其價數且「Y」係3.5至5.5之值。
可使用觸媒物質之適宜組合。在一實例性實施例中，可以任一有效重量比利用UZM-8沸石及β沸石之組合。在一實例性實施例中，UZM-8沸石與β沸石之重量比可在1:10至10:1、較佳1:5至5:1之範圍內。利用有效使DIPB及TIPB反應之觸媒可允許回收額外量之DIPB及TIPB，同時使不期望EB之產生降至最低。儘管不想受限於理論，但相信UZM-8沸石與β沸石之組合係一種改良，此乃因其不太可能將諸如茚及四氫化萘等重化合物轉化成EB。
此外，觸媒可為經酸處理且經蒸汽改質之Y沸石、化學改質之Y沸石、或其組合。經酸處理且經蒸汽改質之Y沸石可為結晶沸石分子篩，且可具有24.34至24.58之單位晶胞大小及6.5至20之總體Si/Al2 莫耳比。化學改質之Y沸石可以氧化物之莫耳比由下式表達：
(0.85-1.1)M2/n O:Al2 O3 :xSiO2
其中「M」係價數為「n」之陽離子且「x」具有5.0至11.0之值。該等沸石揭示於(例如)US 2008/0171649 A1、US 2008/0171901 A1、及US 2008/0171902 A1中。
此後，反應產物流220可離開轉烷化區200並進入分離區300。分離區300可接納包括一或多種C6-C15碳氫化合物之烷基化流出物224，以形成組合流228，該組合流進入第一蒸餾區340。一般地，第一蒸餾區340可產生塔頂流344及底部流348。底部流348可路由至第二蒸餾區360，從而產生塔頂流364及底部流368。此後，底部流368可進入第三蒸餾區380，並產生塔頂流382及底部流386。包括DIPB及TIPB之底部流386的至少一部分可形成再循環流114並組合以形成包括有效量苯之進料流120用於實施轉烷化反應。此外，基於流386之重量，底部流386可包括一或多種重化合物，例如一或多種正丙基苯、戊基苯、異丙基甲苯、丁基苯、α-甲基苯乙烯、己基苯、庚基苯、茚、四氫化萘、六甲基二氫茚、異丙基二甲基四氫化萘、二苯基丙烷、及二苯基乙烷，其等可視情況或經進一步取代；及沸點為或高於二-異丙基苯及/或三-異丙基苯之沸點的化合物。一般地，基於自第三蒸餾區380所回收之DIPB、TIPB及重化合物之總和(例如在底部流386中)，該一或多種重化合物可佔至少0.7重量%、0.8重量%、或甚至1.0重量%。再者，基於自第三蒸餾區380所回收之DIPB、TIPB及重化合物之總和(例如在底部流386中)，該一或多種重化合物可佔0.7重量%至2重量%。可利用吹掃流388來防止可能與DIPB及/或TIPB一起分離之重化合物之不期望累積。如上文所提及，EB可與異丙苯一起離開，且需要在實施下游處理之前分離以將異丙苯轉化成期望產物，例如苯酚。因此，本文所揭示之實施例可將EB之不期望產生降至最低。
參照圖2，描繪另一種形式之實例性裝置100。在此實例性裝置中，第三蒸餾區380可提供塔頂流382，其可含有至少1%之DIPB共沸物，例如正丙基苯、戊基苯、異丙基甲苯、及/或丁基苯；底部流386、以及側流384。一般地，底部流386之一部分(即，分流390)可與側流384組合，以形成再循環流114。吹掃流388亦可自底部流386獲得。在此實例性實施例中，第三蒸餾區380可產生可將DIPB與TIPB分離之側流384。因此，基於流之重量，第三蒸餾區380允許進一步將期望產物(即，DIPB)與TIPB及沸點為或高於三-異丙基苯之沸點的化合物分離，且因此進一步允許實例性裝置100之效率改良。
例示性實施例
以下實例意欲進一步闡釋目標觸媒。本發明實施例之該等闡釋並不意欲將本發明之申請專利範圍限於該等實例之特定細節。該等實例係基於工程計算及類似製程之實際操作經驗。
比較觸媒A
將市售蒸汽處理之Y沸石(如US 5,013,699中所揭示)於15重量%NH4 NO3 水溶液中製成漿液。在30分鐘內添加足夠量之17 wt% HNO3 溶液以去除一部分骨架外鋁。之後，將漿液溫度加熱至79℃並維持90分鐘。在79℃下接觸90分鐘後，將漿液過濾且濾餅用22重量%硝酸銨溶液洗滌，隨後利用過量溫和去離子水進行水洗滌。將所得濾餅乾燥至適當水分含量，與HNO3 解膠氧化鋁(HNO3 -peptized alumina，以商品名CATAPAL C出售且係自Sasol North America，Sasol Limited of Gauteng之分公司，South Africa獲得)混合，獲得以乾基計80重量份數沸石及20重量份數Al2 O3 黏合劑之混合物。此後，將混合物擠出成1.59 mm直徑之圓柱形擠出物，乾燥，並於600℃下在流動空氣中煅燒1小時。觸媒之屬性為以整體及乾基計65.2 wt% SiO2 ，以乾基計34.7 wt% Al2 O3 ，以乾基計0.04 wt%鈉(以Na2 O計算)，以乾基計0.1 wt%(NH4 )2 O，單位晶胞大小為24.512，且絕對XRD強度為69.7，其根據US 6,756,030 B1第7-8欄之x-射線分析實施。
觸媒B
在大燒杯中，將160.2克二乙基二甲基氫氧化銨添加於1,006.69克去離子水中，隨後添加2.1克50重量% NaOH溶液。然後，緩慢添加51.5克液體鋁酸鈉並攪拌20分鐘。隨後，將178.9克以商品名由Evonik Degussa GmbH of Frankfurt,Germany出售之二氧化矽緩慢添加於凝膠中並攪拌20分鐘。然後，將36克UZM-8晶種(例如根據US 6,756,030 B1製得)添加於凝膠中並再攪拌20分鐘。然後將凝膠轉移至2升攪拌反應器中並加熱至160℃，持續2小時，並結晶達115小時。
蒸煮後，將材料過濾並用去離子水洗滌並於100℃下乾燥。根據US 6,756,030 B1第7-8欄之x-射線分析所實施之X-射線衍射(下文簡寫為「XRD」)分析顯示實質上純之UZM-8材料。根據UOP方法961-98之感應偶合電漿-原子發射光譜(在本文中可簡寫為「ICP-AES」)進行之元素分析結果為Si=42.2%，Al=4.0%，且Na=1.8%，與Si/Al2 =20.3一致，且C=6.5%，H=3.1%，且N=1.2%，其中所有值以重量計。
將UZM-8沸石於100℃下乾燥12小時並擠出成0.159 cm直徑之圓柱形擠出物顆粒，其以無揮發物基礎計含有70%沸石及30%氧化鋁。將所形成之觸媒於110℃下乾燥2小時，並在旋轉窯中於600℃下在流動空氣中煅燒1小時。經煅燒擠出物使用10重量%之硝酸銨溶液於65℃下進行銨交換2小時，以使鈉含量作為Na2 O以無揮發物基礎計降至低於1,000 wppm。此後，將經煅燒擠出物於100℃下乾燥2小時，以產生經乾燥之離子交換擠出物。使用在0.03-0.30範圍內之氮分壓p/po 數據點，使用BET(Brunauer-Emmett-Teller)模型方法，使用氮吸附技術(如在ASTM D4365-95,測定觸媒之微孔體積及沸石面積之標準測試方法(Standard Test Method for Determining Micropore Volume and Zeolite Area of a Catalyst)及S. Brunauer等人在J. Am. Chem. Soc.,60(2),309-319(1938)之文章中所闡述)，計算表面積及孔體積。
觸媒C
首先使合成之β沸石(例如，US 7,371,910 B2中所揭示之β沸石)進行銨交換以使其鈉含量作為Na2 O以無揮發物基礎計降至低於500 wppm，並於100℃下乾燥。將經銨交換並乾燥之β沸石擠出成0.159 cm直徑之圓柱形顆粒，其以無揮發物基礎計含有70質量%沸石及30質量%氧化鋁。將所形成之觸媒於110℃下乾燥2小時，並於旋轉窯中在600℃下在流動空氣中煅燒1小時。
觸媒D
使如上針對觸媒B所述製備之合成UZM-8進行銨交換以使其鈉含量作為Na2 O以無揮發物基礎計降至小於500 wppm。將經銨交換並乾燥之β沸石擠出成0.159 cm直徑之圓柱形顆粒，其以無揮發物基礎計含有70質量%沸石及30質量%氧化鋁。將經銨交換之UZM-8與如上在觸媒C製備中所所述之銨交換β沸石以70:30重量比混合，然後將其擠出成0.159 cm直徑之圓柱形顆粒。將擠出物於100℃下乾燥2小時。然後，將擠出物於流動空氣中於450℃下煅燒1小時且然後於550℃下再煅燒1小時。
使用含有苯及多烷基化苯之進料以以下方式測試觸媒之轉烷化性能：
如表中所描述，觸媒B及C以不同重量比組合且該等組合分別重新標記為觸媒E及F。
藉由將自一或多個商業轉烷化單元獲得之多烷基化苯與苯摻和來製備進料。進料摻合物表示典型轉烷化進料組合物，其中芳香族環基團與丙基莫耳比為2.0:1.0。
使用三種進料摻合物來評價製程流程在回收DIPB及TIPB方面之效率。第一進料摻合物含有苯及DIPB且表示其中僅回收DIPB而丟棄TIPB及重化合物之情形。藉由將來自商業DIPB塔之底部含有TIPB之流納入第一進料摻合物中來製備第二進料摻合物，該流含有重化合物，包括一或多種己基苯、庚基苯、經取代或未經取代之茚、四氫化萘、二苯基乙烷、二苯基丙烷及其他類似沸點化合物。此進料用於回收TIPB而無需精心分離TIPB與重化合物之模型。藉由將自Sigma-Aldrich of St. Louis,MO購得之1,3,5-三-異丙基苯納入第一進料摻合物中來製備第三進料摻合物，其模擬TIPB之「理想」回收，同時去除多種重化合物。藉由氣相層析所量測之進料組成匯總於下表2中。
表2中之重化合物係N-丙基苯、丁基苯、異丙基甲苯、戊基苯、α-甲基苯乙烯、己基苯、庚基苯、六甲基二氫茚、異丙基二甲基四氫化萘、其他、22-二苯基丙烷、DEDPE及未知物之重量百分數的總和。下表3中所描述之TIPB及重化合物重量比係藉由TIPB及重化合物分別除以DIPB、TIPB及重化合物之組合重量來測定：
如表3中所描述，基於DIPB、TIPB及重化合物之總和，用於轉烷化之Bz/DIPB/PIPB底部進料可包括至少5重量%TIPB、及至少1重量%重化合物。
比較實例1-3及實例1-6
如下表4中所描述測試觸媒及進料：
在固定床反應器中以一次通過模式在3,548 kPa反應器壓力、芳香族環基團與丙基之莫耳比為2.0:1.0、及0.8 hr-1 DIPB WHSV之條件下在100℃至150℃之反應溫度範圍內實施測試。允許反應器在每一反應溫度下達成基本上穩態條件，並對產物取樣以進行分析。在測試期間基本上沒有發生觸媒失活。引入進料之前，使每一觸媒藉由與含有小於10 wppm水之流動氮氣流在250℃下接觸6小時、或與流動苯流於260℃下接觸24至48小時來經受乾燥程序。實施四個單獨試驗，其中來自比較實例1-2之第一試驗的結果及來自實例1-3之第二試驗的結果描述於圖3-4中，且來自比較實例3之第三試驗的結果及來自實例4-6之第四試驗的結果描述於圖5中。
參照圖3，在寬DIPB轉化率範圍內，nPB之含量相當穩定。參照圖4-5，在一DIPB轉化率範圍內，產物中所形成之EB之含量亦相當穩定。當使用含有商業PIPB塔底部物之第二進料摻合物模擬TIPB之回收時，與主要含有純TIPB之進料摻合物相比，nPB及EB之含量在一DIPB轉化率範圍內相當或稍微有所增加。儘管不希望受限於理論，但由於預期含有2環芳香族化合物(例如，經取代之茚及四氫化萘)之PIPB塔底部物中之重化合物會明顯降低觸媒活性且在給定DIPB轉化率下使nPB及EB含量增加，因此此種情況係出人意料。數據支持圖3及4中所描繪之PIPB回收率，其中不需要TIPB與重化合物之精心蒸餾/分離。數據提供製程可利用進入轉烷化反應器中主要含有DIPB、TIPB及至少0.3重量%重化合物之多烷基化進料組合物操作。因此，利用本文所揭示之觸媒當處理具有實質上較低或較高莫耳進料比之進料時可提供相同優點。
無需進一步詳細闡述，相信熟悉此項技術者可利用前文闡述最大程度地應用本發明。因此，前文較佳特定實施例僅應視為闡釋性，且無論如何不應視為以任何方式限制其餘揭示內容。
在上文中，除非另有說明，否則所有溫度皆以攝氏度給出，且所有份數及百分數皆以重量計。
自以上闡述，熟悉此項技術者可易於確定本發明之基本特徵，且可對本發明實施各種改變及修改以使其適於各種用途及條件而不違背本發明之精神及範圍。
100．．．實例性裝置
110．．．流
114．．．再循環流
120．．．轉烷化進料流
200．．．轉烷化區
220．．．反應產物流
224．．．烷基化流出物
228．．．組合流
300．．．分離區
320．．．蒸餾區
340．．．第一蒸餾區
344．．．塔頂流
348．．．底部流
360．．．第二蒸餾區
364．．．塔頂流
368．．．底部流
380．．．第三蒸餾區
382．．．塔頂流
384．．．側流
386．．．底部流
388．．．吹掃流
390．．．分流
圖1係實例性裝置之示意圖。
圖2係該實例性裝置另一種形式之示意圖。
圖3係描繪nPB/異丙苯比率對DIPB轉化率之實驗結果之圖形描繪。
圖4係描繪EB/異丙苯比率對DIPB轉化率之實驗結果之圖形描繪。
圖5係描繪EB/異丙苯比率對DIPB轉化率之實驗結果之另一圖形描繪。
100．．．實例性裝置
110．．．流
114．．．再循環流
120．．．轉烷化進料流
200．．．轉烷化區
220．．．反應產物流
224．．．烷基化流出物
228．．．組合流
300．．．分離區
320．．．蒸餾區
340．．．第一蒸餾區
344．．．塔頂流
348．．．底部流
360．．．第二蒸餾區
364．．．塔頂流
368．．．底部流
380．．．第三蒸餾區
382．．．塔頂流
386．．．底部流
388．．．吹掃流

Claims (4)

  1. 一種用於處理多異丙基苯以製造異丙苯之方法，其包含：A)在轉烷化條件下，將包含苯及再循環流之轉烷化進料流傳遞至轉烷化區以製造包含異丙苯之產物，該轉烷化區包含觸媒，該觸媒包含含有UZM-8沸石之第一組份及含有β沸石之第二組份，其中該第一組份對該第二組份之重量比係約30：70至約70：30；及B)將反應產物傳遞至分離區以分離異丙苯，其中該分離區產生包含二-異丙基苯、三-異丙基苯及一或多種重化合物之流，該重化合物包括己基苯、庚基苯、茚、四氫化萘、二苯基乙烷及二苯基丙烷之至少一者，其中基於該流中之該二-異丙基苯、三-異丙基苯及該一或多種重化合物之重量，該流包含至少0.7重量%之該一或多種重化合物，且將該作為循環流之流的至少一部分傳遞至該轉烷化區。
  2. 如請求項1之方法，其中該轉烷化區包含觸媒，而該觸媒包含經酸處理且經蒸汽改質之Y沸石，該Y沸石具有24.34Å至24.58Å之單位晶胞大小及6.5至20之總體Si/Al2 莫耳比。
  3. 如請求項1或2之方法，其中該轉烷化區包含觸媒，而該觸媒包含化學改質之Y沸石。
  4. 如請求項1或2之方法，其中該分離區包含複數個蒸餾區。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8524966B1 (en) * 2012-05-14 2013-09-03 Uop Llc Catalysts for improved cumene production and method of making and using same
US11951463B2 (en) 2017-03-29 2024-04-09 ExxonMobil Engineering & Technology Company Catalyst compositions and their use in aromatic alkylation processes
WO2018183009A1 (en) * 2017-03-29 2018-10-04 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Catalyst compositions and their use in aromatic alkylation processes
US11230515B2 (en) 2017-03-29 2022-01-25 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Methods for removing impurities from a hydrocarbon stream and their use in aromatic alkylation processes
WO2021076259A1 (en) 2019-10-17 2021-04-22 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Production of alkylaromatic compounds
WO2021076260A1 (en) 2019-10-17 2021-04-22 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Production of alkylaromatic compounds

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5003119A (en) * 1988-05-09 1991-03-26 Lummus Crest, Inc. Manufacture of alkylbenzenes
TW200702431A (en) * 2005-02-08 2007-01-16 Shell Int Research Selective alkylation of aromatic hydrocarbons
US20080289946A1 (en) * 2007-05-23 2008-11-27 Schultz Michael A Apparatus for Producing Ethylbenzene or Cumene
TW200909389A (en) * 2007-06-21 2009-03-01 Exxonmobil Chem Patents Inc Improved liquid phase alkylation process

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3308069A (en) 1964-05-01 1967-03-07 Mobil Oil Corp Catalytic composition of a crystalline zeolite
JPS58172327A (ja) * 1982-04-02 1983-10-11 Mitsui Petrochem Ind Ltd クメン及び／又はポリイソプロピルベンゼンの製法
US5149894A (en) 1986-01-29 1992-09-22 Chevron Research And Technology Company Alkylation using zeolite SSZ-25
US4891458A (en) * 1987-12-17 1990-01-02 Innes Robert A Liquid phase alkylation or transalkylation process using zeolite beta
US5013699A (en) 1988-04-07 1991-05-07 Uop Novel zeolite compositions derived from zeolite Y
WO1989010910A1 (en) * 1988-05-09 1989-11-16 Lummus Crest Inc Manufacture of alkylbenzenes
FR2638157B1 (fr) 1988-10-26 1991-04-19 Inst Francais Du Petrole Procede de production d'alkylbenzenes utilisant un catalyseur a base de mordenite modifiee
FR2648129B1 (fr) * 1989-06-07 1991-10-31 Inst Francais Du Petrole Procede de production d'alkylbenzenes utilisant des catalyseurs a base de zeolithe y desaluminee
JP2763386B2 (ja) * 1990-07-05 1998-06-11 三井化学株式会社 トリメチルインダンの減量方法および該減量方法を含むクメンの製造方法
US5475180A (en) * 1991-03-04 1995-12-12 Shamshoum; Edwar S. Stable toluene disproportionation process
IT1250435B (it) * 1991-07-01 1995-04-07 Mini Ricerca Scient Tecnolog Catalizzatore per l'alchilazione di composti aromatici e processo impiegante lo stesso
US5877384A (en) 1996-02-12 1999-03-02 The M. W. Kellogg Company Apparatus and process for separating reaction effluent in the manufacture of cumene
US5723710A (en) * 1996-07-12 1998-03-03 Uop Zeolite beta and its use in aromatic alkylation
US6043402A (en) * 1997-06-16 2000-03-28 Uop Llc Method for minimizing diarylalkane formation in alkylation-transalkylation process using zeolite beta
US6479721B1 (en) * 1997-06-16 2002-11-12 Uop Llc Alkylation process operating at low olefin ratios
US6339179B1 (en) * 1997-07-28 2002-01-15 Uop Llc Production of alkyl aromatics by passing transalkylation effluent to alkylation zone and to product recovery zone
US7371910B2 (en) 2000-10-20 2008-05-13 Lummus Technology Inc. Process for benzene alkylation and transalkylation of polyalkylated aromatics over improved zeolite beta catalyst
DE60224164T2 (de) 2001-02-07 2008-12-04 Exxonmobil Chemical Patents Inc., Baytown Verfahren zur herstellung von alkylaromatischen verbindungen
US20030204121A1 (en) 2002-04-30 2003-10-30 Miller Stephen J. Process for aromatics alkylation employing zeolite beta prepared by the in-extrudate method
US6756030B1 (en) 2003-03-21 2004-06-29 Uop Llc Crystalline aluminosilicate zeolitic composition: UZM-8
US7268267B2 (en) * 2003-03-21 2007-09-11 Uop Llc Alkylation process using UZM-8 zeolite
US7141710B2 (en) 2003-11-25 2006-11-28 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Aromatics alkylation process
JP4732510B2 (ja) 2005-03-31 2011-07-27 エクソンモービル・ケミカル・パテンツ・インク 芳香族化合物のトランスアルキル化の製造方法および触媒
US7700511B2 (en) 2007-01-12 2010-04-20 Uop Llc Aromatic transalkylation using a modified LZ-210 zeolite
US7517825B2 (en) 2007-01-12 2009-04-14 Uop Llc Aromatic transalkylation using a LZ-210 zeolite
US7420098B2 (en) 2007-01-12 2008-09-02 Uop Llc Dual zone aromatic alkylation process
US20080171649A1 (en) 2007-01-12 2008-07-17 Deng-Yang Jan Modified Y-85 and LZ-210 Zeolites
US20080171902A1 (en) 2007-01-12 2008-07-17 Deng-Yang Jan Aromatic Transalkylation Using a Y-85 Zeolite
US7692055B2 (en) 2007-02-12 2010-04-06 Uop Llc Transalkylation of dialkylbenzene
US7683228B2 (en) 2007-02-12 2010-03-23 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Production of high purity cumene from non-extracted feed and hydrocarbon composition useful therein
US7498471B2 (en) * 2007-05-23 2009-03-03 Uop Llc Process for producing cumene
TWI367878B (en) 2008-01-09 2012-07-11 Uop Llc Process for separating diisopropylbenzene (dipb) and triisopropylbenzene (tipb) from a feed comprising dipb, tipb, and polyalkylate heavies

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5003119A (en) * 1988-05-09 1991-03-26 Lummus Crest, Inc. Manufacture of alkylbenzenes
TW200702431A (en) * 2005-02-08 2007-01-16 Shell Int Research Selective alkylation of aromatic hydrocarbons
US20080289946A1 (en) * 2007-05-23 2008-11-27 Schultz Michael A Apparatus for Producing Ethylbenzene or Cumene
TW200909389A (en) * 2007-06-21 2009-03-01 Exxonmobil Chem Patents Inc Improved liquid phase alkylation process

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