本发明专利技术涉及一种根据近期新发现的CO2和CO的脱氧偶联反应的原理与规则，设计一条新的利用CO或CO2合成苯乙烯或苯乙酸的技术路线或技术途径，采用这样的技术路线或技术途径，能够以CO2或CO为碳源，乙苯或甲苯为氢源，在制备苯乙烯的同时联产乙烯或乙炔产品，大幅度降低了苯乙烯的生产成本，大幅度降低了能源消耗和三废治理成本，大幅度提高了CO2资源化利用效率，仅仅在苯乙烯一个产品的制备上，每年就可节约石油资源超过千万吨。今后应该能够发展成为合成苯乙烯的经典的清洁生产工艺路线。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种根据近期新发现的CO2和CO的脱氧偶联反应的原理与规则，设计一条新的利用CO或CO2合成苯乙烯或苯乙酸的技术路线或技术途径，采用这样的技术路线或技术途径，能够以CO2或CO为碳源，乙苯或甲苯为氢源，在制备苯乙烯的同时联产乙烯或乙炔产品，大幅度降低了苯乙烯的生产成本，大幅度降低了能源消耗和三废治理成本，大幅度提高了CO2资源化利用效率，仅仅在苯乙烯一个产品的制备上，每年就可节约石油资源超过千万吨。今后应该能够发展成为合成苯乙烯的经典的清洁生产工艺路线。
技术介绍
苯乙烯是一种重要的基本有机化工原料，主要用于生产聚苯乙烯树酯、离子交换树酯、不饱和聚酯等，还可用于制药、染料、农药以及选矿等行业，用途十分广泛。全球苯乙烯总生产能力约达3210.3万吨。2009年我国苯乙烯产能已达486.9万吨/a，但进口量却高达365万吨，目前，世界上苯乙烯的生产方法主要有乙苯脱氢法、环氧丙烷-苯乙烯联产法、热解汽油抽提蒸馏回收法以及丁二烯合成法等。尚在开发中的苯乙烯合成工艺还包括甲苯甲醇合成法、乙烯-苯直接偶合法、苯乙酮法、甲苯二聚法以及甲苯和合成气反应法等。传统生产工艺的乙苯脱氢法，反应温度高，投资大，能耗高，尤其是排放大量甲烷、二氧化碳等温室气体，还有一个主要存在的问题是乙苯脱氢法 是强吸热化学反应，需输入大量热能，反应温度超过600℃，能耗很高。近年来，乙苯生产苯乙烯的技术开发大部分集中在催化剂和设备优化上，没有发现新的苯乙烯的合成工艺路线，难以从根本上改变工艺耗能状况，因此很难具备竞争优势。本申请人根据近期发现的“CO2和CO的脱氧自身偶联反应”的这种新的合成反应模式(见申请号为201210336204.3的专利技术专利P2页)的原理与规则，设计了全新的合成苯乙烯产品的工艺路线或技术途径，即苯乙烯-乙烯或乙炔联产法，与传统工艺相比较，此反应法原料来源广、成本低、能耗低和污染少等优点，尤其是将二氧化碳作为一种原料用于制备苯乙烯和乙烯这二种特大吨位产品的工业生产上，每年可节约石油资源超过千万吨，而且，对碳减排目标和任务的完成也具有重大的意义。粗略估算，比现有苯乙烯生产工艺的生产成本降低40％以上，能耗降低55％以上。从化学原理上说，本反应还包括了“CO2和CO的脱氧交叉偶联反应”，整个反应过程都属于放热反应，可以输出热量，既有效利用了CO2或CO为碳源，而不是象现有的生产工艺那样必须把CO2或CO作为废气处理；又利用了乙苯或甲苯作为氢源，而不是象现有的生产工艺那样必须把由脱出的氢变成的水作为一种废水处理达标后才能利用，所以与现有生产工艺相比较，本专利技术专利申请的苯乙烯合成工艺路线具有很明显的优势，非常值得今后进一步作为工业化技术的开发。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种运用由本申请人近期发现的“CO2和 CO的脱氧偶联反应”的原理和规则，组合CO2或CO与乙苯或甲苯为原料，合成苯乙烯产品联产乙烯或乙炔产品的技术路线或技术途径，简称苯乙烯-乙烯或乙炔联产法，与传统苯乙烯的生产工艺路线相比较，达到大幅度降低苯乙烯生产成本、能源消耗、三废治理成本以及碳减排的目标。 1、乙苯与CO2或CO为原料制备苯乙烯联产乙烯或乙炔的技术路线或技术途径是如下所述的化学反应方程式(式1)： 由式1可知CO或CO2发生了脱氧自偶联反应，实验证明，由CO或CO2脱出的活性O，在强碱、常温(-40℃～60℃)的条件下不容易氧化苯乙烯生成其它副产物，而是生成氧气或臭氧气体从液相逸出进入气相。 仅仅根据传统的化学原理分析式1的反应，可能认为式1的反应难以成立，但是本申请人近期发现了CO和CO2的一个很重要的特征：在强碱、常温、弱亲核性的条件下，CO很容易脱氧偶联为-C≡C-类化合物，CO2很容易脱氧偶联为 类化合物，本申请人研究表明，CO2和CO在强碱、常温的化学环境中，它们的C＝O双键转变为C-O单键形成活泼中间体O＝C+-O-和C+-O-，这种中间体具有非常强烈的氧化脱氢能力，但在此条件下，却不易氧化双键或叁键，所以在不需添加任何其它催化剂和助剂的前提下，都能够将含H 质子的几乎所有的化合物(包括无机物)上的H脱下来形成活性H，这种活性H迅即与C+-O-等活性中间体作用构建碳碳双键或叁键等偶联的化合物，而常温下，与脱下的O构成水的反应速度相对较低，难以生成水，主要产物是乙炔或乙烯，副产O2或臭氧，这就是式1反应的基本的化学原理。 式1反应的技术特征是式1的化学方程式与常温(-40℃～60℃)的化学环境条件的结合，若温度＞200℃，式1反应几乎不能成立，而传统生产工艺是＜200℃，几乎没有苯乙烯的收率，这正是与传统工艺路线的本质的区别所在。 组合乙苯与CO或CO2为原料合成苯乙烯联产乙炔或乙烯产品，包括以下次序的几个步骤： 采用间隙式或连续式的方式，定量的将乙苯注入配置有强碱、弱亲核性的液体或固体材料的反应器中，常温(-40℃～60℃)下缓缓通入计算量的CO或CO2气体，用气相色谱和液相色谱在线监控反应终点，调节反应时间，得苯乙烯和乙炔或乙烯，副产乙二醇和乙醇。 2、甲苯与CO或CO2为原料制备苯乙烯的技术路线或技术途径是如下所述的化学反应方程式(式2)： 所谓苯乙烯-乙烯或乙炔联产法的化学原理同样适用于采用甲苯替换乙苯为原料制备苯乙烯的有机反应，从这个意义上说，苯乙烯 -乙烯联产法，不仅包括苯乙烯-乙炔联产法，还包括甲苯和CO或CO2为原料合成苯乙烯的
技术实现思路
。 式2反应与式1反应都属于“CO2和CO的脱氧偶联反应”，区别在于式1反应属于CO2和CO的自身偶联反应，乙苯仅仅是通过脱氢的方式为CO和CO2自偶联反应提供了氢源，同时乙苯自身转化为苯乙烯，而式2的反应属于CO2和CO的交叉偶联反应，甲苯不为其他反应提供氢源，是一种不适宜于联产其它产品的生产工艺。式1和式2的反应机理相同，只是在反应条件上有差别，一般地说，在碱性相同的条件下，温度越高越有利于式2的反应，反之亦然，这正是CO或CO2的脱氧偶联反应的重要规则，由此规则可调控合成工艺条件，合成不同的产品。 式2反应的技术特征是：式2的化学方程式与强碱性、反应温度(-5℃～200℃)的化学环境条件的结合。 组合甲苯与CO或CO2为原料合成苯乙烯产品，包括以下次序的几个步骤： 采用间隙式或连续式的方法，定量的将甲苯注入配置有强碱、弱亲核性的液体或固体材料的反应器中，控制温度-5℃～200℃，缓缓通入计算量的CO或CO2气体，用气相色谱和液相色谱在线监控反应终点，调节反应时间，得苯乙烯。 另外，当甲苯与CO或CO2反应时，只要按照“在相同的碱性条件下，升高温度；在相同的温度条件下降低碱性”的TSRE偶联(见上述申请号的专利技术专利P3页)的规则调整工艺参数，最终的主要产 物就变成了苯乙醛或苯乙酸，所以，本专利技术的另一目的是提供一种运用由本申请人近期发现的TSRE偶联的原理与规则，组合CO2或CO与甲苯为原料合成苯乙酸或苯乙醛产品的技术路线或技术途径，传统的苯乙酸的合成路线没有使用CO2为原料，甚至未见有这方面的文献报道，无疑，本专利技术的新技术路线与传统的本文档来自技高网...
【技术保护点】
组合乙苯与CO2或CO为原料制备苯乙烯联产乙烯或乙炔、副产乙二醇和乙醇产品的技术路线或技术途径，其技术特征是如下所述的化学反应方程式与碱性、常温(?40℃～60℃)、弱亲核性的化学环境条件的结合：
【技术特征摘要】
1.组合乙苯与CO2或CO为原料制备苯乙烯联产乙烯或乙炔、
副产乙二醇和乙醇产品的技术路线或技术途径，其技术特征是如下所
述的化学反应方程式与碱性、常温(-40℃～60℃)、弱亲核性的化学
环境条件的结合：
2.组合甲苯与CO或CO2为原料制备苯乙烯的技术路线或技术
途径，其技术特征是如下所述的化学反应方程式与强碱性、温度
(-5℃～200℃)、弱亲核性的化学环境条件的结合...
【专利技术属性】
技术研发人员：李坚，
申请(专利权)人：李坚，
类型：发明
国别省市：
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