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叔丁基乙苯的生产工艺

摘要
本发明提供了一种高选择性制备高产率且高对位异构化对-叔丁基乙苯的烷基化工艺方
法，该工艺过程中产生最少化的副产物和杂质。按照该方法，一种由烯烃烷基化剂和过量的
芳烃基质组成的原料流混合物被引入反应器进口，再于烷基化条件下通过一层活性沸石型烷
基化催化剂而使烯烃与芳烃基充分反应,并生成含有烷基化产物和未反应芳烃化合物的混合
物。该混合物作为反应流出物不断从反应区流出，之后流出物分离为产物流和再循环流,在与
新原料流混合物混合之后，该循环流不断地再次流回上述反应器进口，通过维持适宜的超过
10:1摩尔比的量，使得芳烃化合物和烯烃优先与上述催化剂在该反应区接触反应。
发明背景
发明领域
本发明涉及一种生产高纯度叔丁基乙苯的改进工艺方法，即由异丁烯单烷基化乙苯或由
乙烯单烷基化异丁苯，该工艺对于制备对位异构体具有高选择性。
相关技巧的描述
对-叔丁基苯乙烯（对-TBS）是一种用于制备聚合物和共聚物的熟知的单体原料，可用于
涂料和衣料成分，还可用于合成热固性树脂。对-TBS可通过对-叔丁基乙苯（对-TBEB）的脱
氢反应采用常规脱氢技术制得，而对-TBEB本身则通常是在有烷基化催化剂存在下由异丁烯
烷基化乙苯制得。
间-和对-TBEB可通过异丁烯催化烷基化乙苯制得，须在有Friedel-Crafts型催化剂
（H2SO4、BF3、AlCl3、HF及其混合物）存在下进行反应，已公布于美国专利3631213号和
4982034号。
尽管采用这些工艺生产TBEB具有相对较高的产率，但这通常会得到对-TBEB和间-TBEB
异构体的混合物，它们由于具有相近的沸点而难以分离。对-TBEB是最有价值和使用性的异
构体，这是由于它的脱氢产物（对-TBS）是上述聚合物应用中最不可缺少的单体。
结晶硅铝酸盐催化剂或沸石型催化剂也被认为有助于催化以烯烃为烷基化剂对芳烃化合
物的烷基化反应。例如，美国专利4469908号公布了一种芳烃的烷基化方法，该方法通过将
摩尔比在20/1-1/1之间的芳烃和低烯烃进行混合接触实现，其反应条件为：有沸石型催化剂
存在、100℃-300℃的反应温度及维持有机反应物处于液态的足够压力。在ZSM-12型沸石催
化剂作用下异丁烯对乙苯的烷基化反应显示，其中超过95%的异丁烯选择性地转化为90%的
对-TBEB和10%的间-TBEB。
尽管在这些烷基化反应中有较强活性的高选择性沸石催化剂作用非常显著，但芳烃的烷
基化产物经常伴随有副反应，这就导致形成无用的异构体和杂质。例如，在足够的温度和压
力下，一个由异丁烯和乙苯组成的反应物流产生的催化烷基化反应可实现较高产率，但会伴
随产生反应产物的裂化和异构化及无用的异丁烯低聚物，并形成TBEB的三烷基异构体。
通常认为，在单烷基化过程中形成的聚烷基苯副产物可通过以下两种途径实现最少化，
即：相对高的芳烃基/烷基化剂的摩尔比，和/或通过从单烷基化产物中分离聚芳烃并将前者再
循环入反应器中以产生烷基交换作用。
在一个特定的烷基化反应中，一种由烯烃（如乙烯）、芳烃（如苯）及催化剂（如AlCl3）
组成的混合物被加入到一个反应容器中，在足够的温度和压力下混合，使得芳烃基与烯烃进
行烷基化。一部分含有反应产物的反应混合物，以及未反应的芳烃基、烯烃、催化剂被不断
从反应器中取出，经冷却与新的乙烯和苯混合后再加回到反应器中，从而控制反应器中放热
反应的温度并提高反应物的混合。然而，这个方法具有如下缺点：需要中和、移除、处理AlCl3
催化剂，另外，也难以准确控制整个反应物料中烯烃与芳烃基的摩尔比。
美国专利3766290号公布了一种制备烷基化芳烃的工艺方法，包括：在烷基化条件下，
将烷基化剂、芳烃、聚芳烃、烷基化催化剂等混合于一个反应器中，把未反应的产物与催化
剂分离，再把烷基化芳烃与未转化的芳烃分离，再进一步把单体芳烷烃与聚芳烷烃分离，然
后再把芳烷烃和聚芳烷烃重新投入反应器中。
美国专利4169111号公布了一种加工乙苯的工艺方法，在一个反应器中乙烯和过量苯的
混合物与烷基化催化剂发生反应，从而制得由乙苯、二乙苯和三乙苯组成的产物，然后将产
物分离成苯、各种烷烃及聚苯烷片段，再把至少一部分已分离的二乙苯再投入到反应器中。
早期也提到了几种在较高芳基/烷基化剂摩尔比下进行烷基化反应的技术。例如，美国专
利4849569号指出：通过给出苯与烯烃烷基化剂的摩尔比为2-100:1，优选2-10:1，可实现提
高单烷基化芳烃的选择性。然而，该方法的主要问题在于：需要把大量未反应芳烃分离并恢
复，这必会导致效率低下以及成本的加大。
另外一项技术可获得相对高的芳基/烷基化剂摩尔比的效果，即通过将烷基化过程置于一
个多层、多级反应器中，当反应物料通过反应器时，其中只有总量一部分的烷