專利名稱：一種采用丙烯和異丁烯聯(lián)合烷基化法生產(chǎn)高純均三甲苯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以C9芳烴混合物為原料生產(chǎn)均三甲苯的方法，本發(fā)明尤其涉及一種以C9芳烴混合物為原料采用丙烯和異丁烯聯(lián)合烷基化法生產(chǎn)高純均三甲苯的方法。
背景技術(shù)：
均三甲苯是重要的精細(xì)化工原料，在生產(chǎn)實(shí)踐中具有廣泛的應(yīng)用。以均三甲苯為原料生產(chǎn)的抗氧劑330，在高溫下穩(wěn)定、熔點(diǎn)高、難揮發(fā)，同時(shí)能保持制品的良好色澤，延長(zhǎng)使用壽命，其性能優(yōu)于其它常用的抗氧劑。另外均三甲苯也是制備不飽和聚酯和改性纖維所必須的原料，均苯三酸、均苯三酸酐等化工產(chǎn)品也是以均三甲苯為原料反應(yīng)制得的。
鑒于均三甲苯的諸多應(yīng)用，因此，探索均三甲苯的連續(xù)化生產(chǎn)工藝，尋找適當(dāng)?shù)拇呋瘎?，力求降低成本，同時(shí)提高均三甲苯的收率，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)大規(guī)模集約化生產(chǎn)成為當(dāng)前急需解決的首要問題。目前采用的方法主要為丙烯法，但是該方法很難有效的去除含均三甲苯的C9芳烴混合物中的鄰甲乙苯，導(dǎo)致均三甲苯經(jīng)精餾后很難達(dá)到預(yù)定純度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種采用丙烯和異丁烯聯(lián)合烷基化法生產(chǎn)高純均三甲苯的方法，采用該方法可以有效去除含均三甲苯的C9芳烴混合物中的鄰甲乙苯，因而可以提高收率，回收純度可達(dá)98.5％以上，并且可以連續(xù)化生產(chǎn)。
一種采用丙烯和異丁烯聯(lián)合烷基化法生產(chǎn)高純均三甲苯的方法，該方法包括以下步驟(1)將沸程在161～169℃的濃縮均三甲苯餾份的C9芳烴混合物，置于反應(yīng)釜中；(2)將催化劑無水三氯化鋁和助催化劑三氯化鐵加入所述反應(yīng)釜中，攪拌均勻，所述無水三氯化鋁的加入量以質(zhì)量計(jì)占C9芳烴混合物的1％-6％，所述無水三氯化鐵的加入量以質(zhì)量計(jì)占C9芳烴混合物的0.1％-0.5％；
(3)在常壓下將反應(yīng)釜加熱至40-70℃，并連續(xù)通入烷基化劑丙烯和異丁烯，丙烯的加入量為0.03-0.06m3/h，異丁烯和丙烯加入比例以體積計(jì)為1∶5-1∶50，反應(yīng)時(shí)間為30-120分鐘；(4)反應(yīng)完畢后，將物料置于水洗釜中，加入水，反復(fù)洗滌至中性，沉降分離，干燥；(5)當(dāng)所述步驟(4)中的含均三甲苯餾份的C9芳烴混合物中的均三甲苯的體積含量為≥92％以上時(shí)，將物料送入精餾塔精餾，得到質(zhì)量百分純度為98.5％的均三甲苯，或當(dāng)所述步驟(4)中的含均三甲苯餾份的C9芳烴混合物中的均三甲苯體積含量為＜92％時(shí)，重復(fù)步驟(1)-(4)，直至含均三甲苯餾份的C9芳烴混合物中的均三甲苯的體積含量為≥92％以上。
本發(fā)明同現(xiàn)有的單獨(dú)丙烯作為烷基化劑的烷基化法相比具有更加徹底除去鄰甲乙苯和異丙苯的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下(數(shù)據(jù)均為各組分占C9芳烴混合物的體積百分含量)

因?yàn)猷徏滓冶脚c均三甲苯的沸點(diǎn)差僅為0.4℃，是精餾中最難除去的部分，因此充分消除物料中的鄰甲乙苯可有效提高均三甲苯的收率，降低生產(chǎn)成本。從上表比較得知，采用本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)在于更有效的除去了物料中的鄰甲乙苯，經(jīng)過精餾后產(chǎn)品純度可達(dá)98.5％以上，并且可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化的生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作以詳細(xì)描述。
本發(fā)明方法包括以下步驟，(1)將沸程在161～169℃的濃縮均三甲苯餾份的C9芳烴混合物，置于反應(yīng)釜中；(2)將催化劑無水三氯化鋁和助催化劑三氯化鐵加入所述反應(yīng)釜中，攪拌均勻，所述無水三氯化鋁的加入量以質(zhì)量計(jì)占C9芳烴混合物的1％-6％，優(yōu)選的為1％-3％，所述無水三氯化鐵的加入量以質(zhì)量計(jì)占C9芳烴混合物的0.1％-0.5％，優(yōu)選的為0.1％-0.3％，(3)在常壓下將反應(yīng)釜加熱至40-70℃，優(yōu)選的溫度為60-70℃，并連續(xù)通入烷基化劑丙烯和異丁烯，丙烯的加入量為0.03-0.06m3/h，優(yōu)選的加入量為0.03-0.04m3/h，異丁烯和丙烯加入比例以體積計(jì)為1∶5-1∶50，優(yōu)選比例為1∶10-1∶20，反應(yīng)時(shí)間為30-120分鐘，優(yōu)選的反應(yīng)時(shí)間為50-60分鐘；(4)反應(yīng)完畢后，將物料置于水洗釜中，加入水，反復(fù)洗滌至中性，沉降分離，干燥；(5)當(dāng)所述步驟(4)中的含均三甲苯餾份的C9芳烴混合物中的均三甲苯的體積含量為≥92％以上時(shí)，將物料送入精餾塔精餾，得到質(zhì)量百分純度為98.5％的均三甲苯?；虍?dāng)所述步驟(4)中的含均三甲苯餾份的C9芳烴混合物中的均三甲苯體積含量為＜92％時(shí)，重復(fù)步驟(1)-(4)，直至含均三甲苯餾份的C9芳烴混合物中的均三甲苯的體積含量為≥92％以上。
在本發(fā)明方法中C9芳烴混合物可以是異丙苯、間對(duì)甲乙苯、偏三甲苯中的至少一種和鄰甲乙苯、均三甲苯的混合物，C9芳烴混合物的密度為0.87×103kg/m3。C9芳烴混合物、催化劑無水三氯化鋁、助催化劑三氯化鐵以及烷基化劑異丁烯可以從市場(chǎng)購(gòu)得。所述步驟(4)中的水最好為熱水以加速反應(yīng)的進(jìn)行。
實(shí)施例1在反應(yīng)釜中，將以體積百分比計(jì)異丙苯為2.23％，間對(duì)甲乙苯為36.82％，均三甲苯為37.25％，鄰甲乙苯為18.96％，偏三甲苯為4.74％的原料100ml，加入250ml四口瓶中，然后加入0.87g(占原料質(zhì)量比1％，以下同)無水三氯化鋁和0.27g(占原料質(zhì)量比0.3％，以下同)三氯化鐵，攪拌均勻，攪拌速度500轉(zhuǎn)/min。在常壓下啟動(dòng)加熱裝置，使反應(yīng)溫度控制在60℃，然后以0.04m3/h的加入量連續(xù)通入烷基化劑，丙烯與異丁烯加入比例以體積計(jì)為5∶1，反應(yīng)60min后，停止反應(yīng)，將反應(yīng)后的物料水洗后，用氣相色譜分析分析(結(jié)果如下表)。重復(fù)上述步驟一次，反應(yīng)后物料，用氣相色譜分析分析(結(jié)果如下表)，然后將物料送入精餾塔精餾，得到質(zhì)量百分純度為98.5％的均三甲苯。

實(shí)施例2在反應(yīng)釜中，將以體積百分比計(jì)異丙苯為0.13％，間對(duì)甲乙苯為15.43％，均三甲苯為75.34％，鄰甲乙苯為1.85％，偏三甲苯為7.25％的原料100ml，加入250ml四口瓶中，然后加入3.5g(4％)無水三氯化鋁和0.09g(0.1％)三氯化鐵，攪拌均勻，攪拌速度500轉(zhuǎn)/min。在常壓下啟動(dòng)加熱裝置，使反應(yīng)溫度控制在40℃，然后以0.03m3/h的加入量通入烷基化劑，丙烯與異丁烯加入比例以體積計(jì)為8∶1，反應(yīng)30min后，停止反應(yīng)，將反應(yīng)后的物料水洗后，用氣相色譜分析(分析結(jié)果如下表)，然后將物料送入精餾塔精餾，得到質(zhì)量百分純度為98.5％的均三甲苯。

實(shí)施例3在反應(yīng)釜中，將以體積百分比計(jì)異丙苯為5.02％，均三甲苯為85.04％，鄰甲乙苯為9.94％的原料100ml，加入250ml四口瓶中，然后加入5.22g(6％)無水三氯化鋁和0.43g(0.5％)三氯化鐵，攪拌均勻，攪拌速度500轉(zhuǎn)/min。在常壓下啟動(dòng)加熱裝置，使反應(yīng)溫度控制在70℃，然后以0.06m3/h的加入量連續(xù)通入烷基化劑，丙烯與異丁烯加入比例以體積計(jì)為10∶1，反應(yīng)120min后，停止反應(yīng)，將反應(yīng)后的物料水洗后，用氣相色譜分析(分析結(jié)果如下表)，然后將物料送入精餾塔精餾，得到質(zhì)量百分純度為98.5％的均三甲苯。

實(shí)施例4在反應(yīng)釜中，將以體積百分比計(jì)異丙苯為6.21％，間對(duì)甲乙苯為20.19％，均三甲苯為66.54％，鄰甲乙苯為7.06％的原料100ml，加入250ml四口瓶中，然后加入2.61g(3％)無水三氯化鋁和0.36g(0.4％)三氯化鐵，攪拌均勻，攪拌速度500轉(zhuǎn)/min。在常壓下啟動(dòng)加熱裝置，使反應(yīng)溫度控制在50℃，然后以0.045m3/h的加入量連續(xù)通入烷基化劑，丙烯與異丁烯加入比例以體積計(jì)為20∶1，反應(yīng)80min后，停止反應(yīng)，將反應(yīng)后的物料水洗后，用氣相色譜分析(分析結(jié)果如下表)。重復(fù)上述步驟一次，反應(yīng)后物料，用氣相色譜分析分析(結(jié)果如下表)，然后將物料送入精餾塔精餾，得到質(zhì)量百分純度為98.5％的均三甲苯。

實(shí)施例5在反應(yīng)釜中，將以體積百分比計(jì)異丙苯為12.23％，間對(duì)甲乙苯為28.12％，均三甲苯為26.24％，鄰甲乙苯為18.96％，偏三甲苯為14.45％的原料100ml，加入250ml四口瓶中，然后加入4.35g(5％)無水三氯化鋁和0.18g(0.2％)三氯化鐵，攪拌均勻，攪拌速度500轉(zhuǎn)/min。在常壓下啟動(dòng)加熱裝置，使反應(yīng)溫度控制在45℃，然后以0.02m3/h的加入量通入烷基化劑，丙烯與異丁烯加入比例以體積計(jì)為50∶1，反應(yīng)100min后，停止反應(yīng)，將反應(yīng)后的物料水洗，將上述步驟進(jìn)行三次后用氣相色譜分析分析(結(jié)果如下表)，然后將物料送入精餾塔精餾，得到質(zhì)量百分純度為98.5％的均三甲苯。

權(quán)利要求
1.一種采用丙烯和異丁烯聯(lián)合烷基化法生產(chǎn)高純均三甲苯的方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)將沸程在161～169℃的濃縮均三甲苯餾份的C9芳烴混合物，置于反應(yīng)釜中；(2)將催化劑無水三氯化鋁和助催化劑三氯化鐵加入所述反應(yīng)釜中，攪拌均勻，所述無水三氯化鋁的加入量以質(zhì)量計(jì)占C9芳烴混合物的1％-6％，所述無水三氯化鐵的加入量以質(zhì)量計(jì)占C9芳烴混合物的0.1％-0.5％；(3)在常壓下將反應(yīng)釜加熱至40-70℃，并連續(xù)通入烷基化劑丙烯和異丁烯，丙烯的加入量為0.03-0.06m3/h，異丁烯和丙烯加入比例以體積計(jì)為1∶5-1∶50，反應(yīng)時(shí)間為30-120分鐘；(4)反應(yīng)完畢后，將物料置于水洗釜中，加入水，反復(fù)洗滌至中性，沉降分離，干燥；(5)當(dāng)所述步驟(4)中的含均三甲苯餾份的C9芳烴混合物中的均三甲苯的體積含量為≥92％以上時(shí)，將物料送入精餾塔精餾，得到質(zhì)量百分純度為98.5％的均三甲苯，或當(dāng)所述步驟(4)中的含均三甲苯餾份的C9芳烴混合物中的均三甲苯體積含量為＜92％時(shí)，重復(fù)步驟(1)-(4)，直至含均三甲苯餾份的C9芳烴混合物中的均三甲苯的體積含量為≥92％以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用異丁烯烷基化法生產(chǎn)高純均三甲苯的方法，其特征在于所述步驟(2)中的無水三氯化鋁的加入量以質(zhì)量計(jì)占C9芳烴混合物的1％-3％，所述無水三氯化鐵的加入量以質(zhì)量計(jì)占C9芳烴混合物的0.1％-0.3％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的采用異丁烯烷基化法生產(chǎn)高純均三甲苯的方法，其特征在于所述步驟(3)是將反應(yīng)釜加熱至60-70℃，丙烯的加入量為0.03-0.04m3/h，異丁烯和丙烯加入比例以體積計(jì)為1∶10-1∶20，反應(yīng)時(shí)間為50-60分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用丙烯和異丁烯聯(lián)合烷基化法生產(chǎn)高純均三甲苯的方法，該方法包括以下步驟將沸程在161～169℃的濃縮均三甲苯餾份的C9芳烴混合物，置于反應(yīng)釜中；將催化劑無水三氯化鋁和助催化劑三氯化鐵加入所述反應(yīng)釜中，攪拌均勻；在常壓下將反應(yīng)釜加熱至40－70℃，并連續(xù)通入烷基化劑丙烯和異丁烯；反應(yīng)完畢后，置于水洗釜中，加入水，反復(fù)洗滌至中性，沉降分離，干燥；采用該方法可以有效去除含均三甲苯的C9芳烴混合物中的鄰甲乙苯，因而可以提高收率，回收純度可達(dá)98.5％以上，并且可以連續(xù)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C07C15/00GK1775714SQ20051012223
公開日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2005年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月7日
發(fā)明者張衛(wèi)江, 李汝賢, 張雪梅, 王輝, 楊燾 申請(qǐng)人:天津大學(xué)