專利名稱：一種烷基化合成對(duì)二甲苯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種烷基化合成對(duì)二甲苯的制備方法，屬于有機(jī)合成領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
對(duì)二甲苯是合成聚酯纖維的重要原料。目前工業(yè)上主要采用混合二甲苯異構(gòu)化、甲苯與C9芳烴歧化和甲苯選擇性歧化等方法生產(chǎn)對(duì)二甲苯。前兩種方法得到的對(duì)二甲苯在二甲苯三種異構(gòu)體中的平衡濃度僅為24%，由于異構(gòu)體之間沸點(diǎn)接近，分離條件相當(dāng)苛亥IJ，設(shè)備要求高且耗能；而在甲苯選擇性歧化反應(yīng)中，需要用兩摩爾甲苯才能生成一摩爾純度85%以上的對(duì)二甲苯，甲苯利用率低，生產(chǎn)成本高；甲苯與甲基化試劑直接合成高濃度的對(duì)二甲苯工藝是目前研究較多的一種合成工藝，如專利CN 1224408A、CN 1721378A、CN1234653A等都有公開報(bào)道。 但如何在獲得高選擇性的對(duì)二甲苯同時(shí)保持高的甲苯轉(zhuǎn)化率是現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。與甲醇相比，碳酸二甲酯是一種反應(yīng)活性較高的甲基化試劑，例如，專利ZL200810124604. 7公開了一種以碳酸二甲酯為甲基化試劑與甲苯烷基化合成對(duì)二甲苯，選擇硅鋁比為100的MCM-22分子篩為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，摩爾比為甲苯碳酸二甲酯6 :1，反應(yīng)溫度360°C，甲苯的轉(zhuǎn)化率為21. 5%，對(duì)二甲苯的選擇性為76. 3%，可以看出，甲苯的轉(zhuǎn)化率仍然較低，由此直接導(dǎo)致對(duì)二甲苯的收率很低。本發(fā)明嘗試選用反應(yīng)活性高的碳酸二甲酯為甲基化試劑，選用經(jīng)改性后的MCM-22分子篩為催化劑，并優(yōu)化甲苯與碳酸二甲酯的反應(yīng)條件，以期得到較高的反應(yīng)收率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)甲苯與碳酸二甲酯烷基化合成對(duì)二甲苯中存在的對(duì)二甲苯收率低的問題而提供一種高效合成對(duì)二甲苯的制備方法。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案如下
通過硅沉積改性的MCM-22分子篩為催化劑，甲苯和碳酸二甲酯為反應(yīng)原料，所采用的反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度為380°C，反應(yīng)原料的摩爾配比甲苯:碳酸二甲酯為4 :1，質(zhì)量空速為Ih'所述的娃沉積改性的MCM-22分子篩，其改性方法為取一定量的粉末狀H型MCM-22分子篩，硅鋁比為50，將其浸潰于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的硅油正己烷溶液中，其中MCM-22分子篩與硅油正己烷溶液的質(zhì)量比為1:(0. 5 2)，常溫下攪拌I 2小時(shí)，然后置于90°C水浴中，蒸干正己烷溶液，最后將沉積硅油的MCM-22分子篩置于馬弗爐中，升溫至550°C，焙燒3小時(shí)，自然冷卻即得。本發(fā)明所提供的硅沉積改性的MCM-22分子篩催化劑，通過較優(yōu)的反應(yīng)條件，在甲苯轉(zhuǎn)化率基本不降低的情況下提高對(duì)二甲苯的選擇性，從而提高了對(duì)二甲苯的收率。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I取10克粉末狀的H型MCM-22分子篩，硅鋁比為50，將其浸潰于5克質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的硅油正己烷溶液中，常溫下攪拌I小時(shí)，然后置于90°C水浴中，蒸干正己烷溶液，最后將沉積硅油的MCM-22分子篩置于馬弗爐中，升溫至550°C，焙燒3小時(shí)，自然冷卻即得所需的催化劑。以甲苯和碳酸二甲酯為原料，所采用的反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度為380°C，反應(yīng)原料的摩爾配比甲苯碳酸二甲酯為4 :1，質(zhì)量空速為Ih'實(shí)施例2
取10克粉末狀的H型MCM-22分子篩，硅鋁比為50，將其浸潰于10克質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的硅油正己烷溶液中，常溫下攪拌I小時(shí)，然后置于90°C水浴中，蒸干正己烷溶液，最后將沉積硅油的MCM-22分子篩置于馬弗爐中，升溫至550°C，焙燒3小時(shí)，自然冷卻即得所需的催化劑。以甲苯和碳酸二甲酯為原料，所采用的反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度為380°C，反應(yīng)原料 的摩爾配比甲苯碳酸二甲酯為4 :1，質(zhì)量空速為Ih'實(shí)施例3
取10克粉末狀的H型MCM-22分子篩，硅鋁比為50，將其浸潰于20克質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的硅油正己烷溶液中，常溫下攪拌I小時(shí)，然后置于90°C水浴中，蒸干正己烷溶液，最后將沉積硅油的MCM-22分子篩置于馬弗爐中，升溫至550°C，焙燒3小時(shí)，自然冷卻即得所需的催化劑。以甲苯和碳酸二甲酯為原料，所采用的反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度為380°C，反應(yīng)原料的摩爾配比甲苯碳酸二甲酯為4 :1，質(zhì)量空速為Ih'對(duì)比例I
僅改變反應(yīng)溫度，取反應(yīng)溫度為360°C，其他條件同實(shí)施例2。對(duì)比例2
僅改變反應(yīng)溫度，取反應(yīng)溫度為400°C，其他條件同實(shí)施例2。對(duì)比例3
僅改變?cè)戏磻?yīng)摩爾比，取摩爾配比甲苯碳酸二甲酯為2 :1，其他條件同實(shí)施例2。對(duì)比例4
僅改變?cè)戏磻?yīng)摩爾比，取摩爾配比甲苯碳酸二甲酯為6 :1，其他條件同實(shí)施例2。對(duì)比例5
僅改變反應(yīng)質(zhì)量空速，取質(zhì)量空速O. 5 h—1，其他條件同實(shí)施例2。對(duì)比例6
僅改變反應(yīng)質(zhì)量空速，取質(zhì)量空速2 h—1，其他條件同實(shí)施例2。上述實(shí)施例I 3和對(duì)比例I 6的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表所示。
I反應(yīng)條件反應(yīng)溫度，摩爾配比甲苯碳酸二甲酯，質(zhì)量空速I甲苯轉(zhuǎn)化率，％ I對(duì)二甲苯選擇性，％ I對(duì)二甲苯收率，I
權(quán)利要求
1.一種烷基化合成對(duì)二甲苯的制備方法，其特征在于通過硅沉積改性的MCM-22分子篩為催化劑，甲苯和碳酸二甲酯為反應(yīng)原料，所采用的反應(yīng)條件為反應(yīng)溫度為380°C，反應(yīng)原料的摩爾配比甲苯碳酸二甲酯為4 :1，質(zhì)量空速為Ih'
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特征在于硅沉積改性的MCM-22分子篩，其改性方法為取一定量的粉末狀H型MCM-22分子篩，硅鋁比為50，將其浸潰于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的硅油正己烷溶液中，其中MCM-22分子篩與硅油正己烷溶液的質(zhì)量比為I: (O. 5 2)，常溫下攪拌I 2小時(shí)，然后置于90°C水浴中，蒸干正己烷溶液，最后將沉積硅油的MCM-22分子篩置于馬弗爐中，升溫至550°C，焙燒3小時(shí)，自然冷卻即得。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種烷基化合成對(duì)二甲苯的制備方法，屬于有機(jī)合成領(lǐng)域。通過硅沉積改性的MCM-22分子篩為催化劑，甲苯和碳酸二甲酯為反應(yīng)原料，在反應(yīng)溫度為380℃，反應(yīng)原料的摩爾配比甲苯碳酸二甲酯為41，質(zhì)量空速為1h-1的反應(yīng)條件下，甲苯的轉(zhuǎn)化率為43.1%，對(duì)二甲苯的選擇性為66.3%，對(duì)二甲苯的收率達(dá)到28.6%。本發(fā)明通過較優(yōu)的反應(yīng)條件，在甲苯轉(zhuǎn)化率基本不降低的情況下提高對(duì)二甲苯的選擇性，從而提高了對(duì)二甲苯的收率。
文檔編號(hào)C07C2/86GK102942441SQ20121048976
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月27日
發(fā)明者張宇 申請(qǐng)人:南京理工大學(xué)常熟研究院有限公司