PROCEDIMIENTO PARA PREPARAR CUMENO QUE SE UTILIZA EN LA PREPARACION DE FENOL.

Un procedimiento para la preparación de cumeno haciendo reaccionar isopropanol o una mezcla de isopropanol y propeno con benceno en fase líquida en presencia de un catalizador de ß-zeolita que tiene una relación molar de SiO2/Al2O3 mayor de 10:

1, en el que se modifica la acidez del catalizador por adición superficial de agua

Procedimiento para preparar cumeno que se utiliza en la preparación de fenol.

La presente invención se refiere a un procedimiento para preparar fenoles.

El fenol es un compuesto químico industrial importante que se requiere para la preparación de resinas fenólicas, varepsilon-caprolactama, bisfenol A, ácido adípico, alquilfenoles, anilina, clorofenoles, ácido pícrico, plastificantes, antioxidantes y compuestos similares. El fenol se prepara usualmente a partir de cumeno por el procedimiento de Hock.

En la preparación de fenol a partir de cumeno por la síntesis de fenol de Hock, se forma acetona como coproducto. Dado que la demanda comercial de fenol es frecuentemente muy diferente de la de acetona, se han realizado intentos durante mucho tiempo para encontrar modos de generar productos derivados de acetona obtenidos para evitar la dependencia solo del mercado de la acetona.

Un posible producto derivado de acetona es isopropanol que se puede procesar para dar éteres tales como éter diisopropílico y (terc-butil)-isopropil-éter.

La conversión de acetona en isopropanol se consigue generalmente por hidrogenación catalítica. Para la producción de éteres de isopropanol se emplean usualmente procedimientos de combinación que implican la hidrogenación y eterificación. De este modo, los documentos EP 0 694 518, EP 0 665 207, EP 0 652 200 y EP 0 661 257 enseñan procedimientos para la preparación de varios éteres isopropílicos. En estas solicitudes de patente, dos etapas del procedimiento avanzan generalmente en sucesión directa: a saber, la hidrogenación catalítica de una fase líquida que contiene acetona y la eterificación del isopropanol obtenido de este modo sobre sistemas de catalizador ácido. La mezcla de isopropanol no se trata después de la hidrogenación catalítica.

Además, el documento EP 0 665 207 enseña un procedimiento de una sola etapa en el que la hidrogenación y eterificación ocurren en un reactor.

En estos procedimientos, que están diseñados para la preparación de éteres isopropílicos, el aislamiento del isopropanol después de la hidrogenación de la acetona es muy costoso debido a la formación de subproductos.

Aunque la preparación de productos derivados de acetona permite evitar la dependencia directa del mercado de la acetona, sigue habiendo una dependencia de la situación del mercado para los productos derivados. Por lo tanto sería deseable encontrar un modo de producir fenol en el que no se formase ningún coproducto.

El documento EP 0 371 738 describe un procedimiento para preparar fenol en el que la acetona formada en la escisión del hidroperóxido de cumeno se hidrogena para dar isopropanol, este isopropanol se usa para la alquilación de benceno para dar cumeno y el cumeno se reoxida a hidroperóxido de cumeno por medio de oxígeno. De este modo, este procedimiento en principio produce fenol a partir de benceno y oxígeno. En una realización preferida descrita en el documento EP 0 371 738 se usa en la etapa de alquilación una zeolita de esqueleto de tipo Y con protones intercambiados que tiene una relación de sílice a alúmina de 4:1 a menos de 10:1.

En este procedimiento, la alquilación de benceno se lleva a cabo usando isopropanol y/o propeno como reactivo de alquilación en la fase líquida. Se ha observado que el rendimiento de productos de alquilación es disminuido por una reacción de deshidratación de isopropanol que avanza simultáneamente. Además, los autores han observado una alquilación de benceno por el propeno disuelto y, en base a esta observación, solo se puede conseguir un rendimiento muy bajo de cumeno. El uso de un aparato de circulación en el que la corriente que contiene olefina se recicla continuamente permite a los autores conseguir el consumo selectivo de la alimentación de isopropanol para la alquilación de benceno. Este procedimiento minimiza la proporción de isopropanol que se deshidrata a la olefina y de este modo ya no está disponible para la alquilación real.

La alquilación de benceno a cumeno se ha examinado con más detalle en las dos memorias descriptivas japonesas publicadas JP 11-035497 y JP 11-035498. De este modo, la JP 11-035498 trata del problema de la alquilación de benceno por medio de isopropanol produciendo agua que forma un azeótropo con benceno e isopropanol y de este modo hace difícil la separación de los productos de reacción. Como solución se propone que el gua formada se retire de la mezcla de reacción previamente a la separación del benceno sin reaccionar de la mezcla de reacción. La JP 11-035479 trata del problema de la alquilación de benceno por medio de isopropanol formando éter diisopropílico que hace difícil el tratamiento y separación de los productos de reacción. Como solución, se propone que la reacción de benceno e isopropanol se lleve a cabo en presencia de agua y una zeolita.

El documento US 5.160.479 describe un procedimiento de producción de fenol en el que se hace reaccionar benceno con una materia prima de alimentación que comprende propeno e isopropanol poniendo en contacto una zeolita Y desaluminizada con una relación molar de SiO₂/Al₂O₃ que varía de 8 a 70. El cumeno obtenido en esta etapa se oxida para dar hidroperóxido de cumilo, dicho hidroperóxido se escinde para obtener una mezcla de fenol y acetona y dicha acetona se hidrogena para dar isopropanol que se recicla a la etapa de alquilación. Aunque los ejemplos muestran que el catalizar es útil para la alquilación existe sin embargo el deseo de incrementar la conversión y selectividad respecto al cumeno en la etapa de alquilación.

El documento EP-A-538 518 describe un procedimiento para la preparación de cumeno haciendo reaccionar benceno con un agente de propilación en presencia de un catalizador que contiene ß-zeolita cargada con metal en condiciones de reacción especificadas.

En vista de la conocida técnica anterior, es un objetivo de la presente invención proporcionar un procedimiento para preparar cumeno por alquilación de benceno con isopropanol, en el que, a pesar de la deshidratación de isopropanol a propeno, se consigue una conversión más completa de isopropanol, una conversión más alta y una selectividad más alta con respecto al cumeno y una más baja formación de n-propilbenceno en la etapa de alquilación, comparado con los procedimientos convencionales y que se puede integrar fácilmente en un procedimiento para preparar fenol que comprende las etapas

Este objetivo se ha alcanzado por un procedimiento para la preparación de cumeno haciendo reaccionar isopropanol o una mezcla de isopropanol y propeno con benceno en fase líquida en presencia de un catalizador de ß-zeolita que tiene una relación molar de SiO₂/Al₂O₃ mayor de 10:1, en el que la actividad del catalizador se modifica por adición superficial de agua.

Otro aspecto de la presente invención es un procedimiento para preparar fenol a partir de benceno, que comprende las etapas

en el que se prepara cumeno según el procedimiento anteriormente descrito.

Un aspecto adicional de la presente invención es un procedimiento para la hidrogenación de acetona a isopropanol en por lo menos dos etapas del procedimiento, en el que la acetona usada es acetona en bruto.

Se ha encontrado sorprendentemente que en un procedimiento para preparar fenol en el que se prepara cumeno por reacción de isopropanol con benceno sobre un catalizador...

1. Un procedimiento para la preparación de cumeno haciendo reaccionar isopropanol o una mezcla de isopropanol y propeno con benceno en fase líquida en presencia de un catalizador de ß-zeolita que tiene una relación molar de SiO₂/Al₂O₃ mayor de 10:1, en el que se modifica la acidez del catalizador por adición superficial de agua.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el catalizador usado es una ß-zeolita que tiene una relación de SiO₂:Al₂O₃ de 20:1 a 200:1.

3. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el contenido de agua de la corriente de alimentación total al reactor no excede de 5% en peso basado en el peso de la corriente de alimentación total.

4. El procedimiento de la reivindicación 3, en el que el contenido de agua varía de 0,1 a 5% en peso, preferentemente de 0,5 a 4,5% en peso.

5. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la relación molar de benceno a isopropanol en la corriente de alimentación al reactor es mayor de 1:1.

6. El procedimiento de la reivindicación 5, en el que la relación molar de benceno a isopropanol en la corriente de alimentación al reactor para la reacción de benceno con isopropanol es de 3:1 a 10:1.

7. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la reacción se lleva a cabo a una temperatura de 100 a 300ºC.

8. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la reacción se lleva a cabo a una presión de 10 a 100 bares absolutos.

9. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la reacción se lleva a cabo en un reactor de tanque agitado, un reactor de lecho percolador o un reactor de lecho fijo.

10. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la mezcla de reacción, después de abandonar el reactor, se separa en una fase acuosa y una fase orgánica por separación de fases líquido/líquido.

11. El procedimiento de la reivindicación 10, en el que parte de la parte orgánica de la mezcla de reacción se devuelve al reactor.

12. El procedimiento de la reivindicación 11, en el que la relación de la parte orgánica reciclada de la mezcla de reacción a los materiales de partida es de 1:1 a 100:1.

13. Un procedimiento para preparar fenol a partir de benceno, que comprende las etapas

14. El procedimiento de la reivindicación 13, en el que el isopropanol usado se obtiene por hidrogenación de acetona en por lo menos dos etapas del procedimiento.

15. El procedimiento de la reivindicación 14, en el que la acetona usada es acetona en bruto.

16. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 14 y 15, en el que la hidrogenación se lleva a cabo como hidrogenación en fase líquido a una temperatura de 60 a 140ºC y una presión de 10 a 50 bares.

17. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 15 y 16, en el que la acetona en bruto contiene hasta 15% en peso de impurezas.

18. El procedimiento de la reivindicación 17, en el que la acetona en bruto contiene de 2,5 a 13% en peso de impurezas.

19. El procedimiento de la reivindicación 17 o 18, en el que la acetona en bruto contiene hasta 5% en peso de agua.

20. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, en el que la acetona en bruto contiene hasta 7,5% en peso de cumeno.

21. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 17 a 20, en el que la acetona en bruto contiene hasta 3.000 ppm en peso de acetaldehído.

22. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 14 a 21, en el que la conversión de acetona en la hidrogenación es por lo menos 99%.

23. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 14 a 22, en el que se usa para la hidrogenación un catalizador que comprende Ni, Cu, Ru y/o Cr sobre un soporte neutro.

24. El procedimiento de la reivindicación 23, en el que se usa un catalizador que contiene níquel sobre un soporte de a-Al₂O₃.