一种混合间对甲酚高压固定床烷基化的方法技术

本发明专利技术为一种混合间对甲酚高压固定床烷基化的方法。该方法包括以下步骤：将烷基化剂加压液化，然后和混酚一起注入反应器中，保持固定床反应器的压力为1.7~4.2MPa，温度为50~110℃，在空速为0.1~5h

【技术实现步骤摘要】
一种混合间对甲酚高压固定床烷基化的方法
本专利技术涉及混合间对甲酚分离及其
，具体地讲是利用一种异丁烯混合液在混合间对甲酚高压固定床烷基化反应中，有效的控制反应温度，使反应高效连续的进行。
技术介绍
烷基化法分离间对甲酚由于综合成本低，产品质量好的优点已越来越受到各个科研部门的重视，而混合间对甲酚与异丁烯烷基化反应得到异丁烯的自聚产物、间对甲酚的单叔丁基产物、间对甲酚的双叔丁基产物，是混合间对甲酚烷基化分离工艺中的一个重要过程，但是目前国内此类实验仅存在于实验室阶段，且以间歇釜式反应器为主，处理量小，反应不完全，无法实现工业化。且随着医药、塑料等行业的发展，国内高纯间对甲酚的生产根本难以满足市场的需求，因此能够运用简捷，安全，经济的方法得到间对甲酚的叔丁基产物对于分离得到高纯的间对甲酚，具有重大意义。中国专利CN103212438A公开了一种烃化法分离间对甲酚的新型催化剂及分离方法，该专利技术在新型强酸催化剂的作用下，混合甲酚与甲基叔丁基醚发生烃基取代反应生成间对甲酚的二叔丁基产物，但该反应需在常压搅拌的条件下进行7～9h，反应效率极低，且催化剂需引入环己烷萃取，工艺步骤复杂，不利于环保，另外该工艺的烷基化剂为甲基叔丁基醚，虽然在强酸催化剂的作用下不会发生自聚反应，但烃化反应后会生成甲醇，且价格稍高，不利于控制成本。中国专利CN101863742A公开了一种新型的间对甲酚的分离方法，该专利技术在强酸催化剂的作用下，使间对甲酚的混合物和异丁烯反应生成2-叔丁基对甲酚和6-叔丁基间甲酚，但该专利技术需要在反应条件下在反应釜内反应1～2h，虽然反应时间缩短了很多但该方案同样存在处理量小，不能连续生产，无法工业化的缺陷，另外烷基化剂选用高纯异丁烯，价格昂贵，且在强酸催化剂的作用下会大量自聚，产热量大，不利于操作。中国专利CN104496759A公开了一种固定床烷基化分离间对甲酚的方法，该专利技术以间对甲酚的混合溶液和异丁烯气体为原料使用固载酸性离子液体为催化剂在固定床中发生烷基化反应。虽然该专利技术采用固定床反应器，反应能够连续的进行，但由于采用汽液反应两相接触不充分，异丁烯在混酚液体里的停留时间太短，为了保证二者能够充分的接触，就必然要降低反应的空速，会使生产效率大大降低，另外该反应的烷基化剂为高纯异丁烯，价格昂贵，不利于控制成本。针对以上的不足，本专利技术采用一种间对甲酚高压固定床烷基化反应的方法，该技术中采用异丁烯混合液作为该反应的烷基化剂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对当前混合间对甲酚烷基化反应中，烷基化反应时间过长，原料利用率不高，不利于产物的后续分离的缺陷，采用一种混合间对甲酚高压固定床烷基化反应的方法，该技术采用异丁烯混合液作为该反应的烷基化剂。该烷基化剂可以克服反应中由于在有强酸催化剂存在的高压条件下异丁烯会大量自聚，会造成装置飞温的危险，从而保证本方案能够顺利开车，并可使反应转化率能达到90％以上。本专利技术的技术方案为：一种混合间对甲酚高压固定床烷基化的方法，包括以下步骤：将烷基化剂加压至1.7～4.2MPa液化，然后和混酚一起注入反应器中，保持固定床反应器的压力为1.7～4.2MPa，温度为50～110℃，在空速为0.1～5h-1下反应，得到异丁烯的自聚产物、间对甲酚的单叔丁基产物和间对甲酚的双叔丁基产物。其中，反应器为固定床反应器；烷基化剂为异丁烯和助剂，助剂的体积为烷基化剂总体积的70～90％；摩尔比异丁烯：混酚＝0.5～3：1。所用催化剂为Amberlyst15型离子交换树脂。所述的混酚具体为对甲酚和间甲酚，其中对甲酚质量含量为10～90％。所述的助剂为丙烷、丁烷和异丁烷中的一种或多种。本专利技术的有益效果为(1)该技术实现了混合间对甲酚烷基化反应为液液反应，使异丁烯能够完全溶解在混合间对甲酚中，能够让二者更加充分的接触，从而增加原料的利用效率，此种方法间甲酚的转化率能达到94.22％，对甲酚的转化率能达到89.46％，相对于现有的混合间对甲酚常压固定床烷基化反应间对甲酚的转化率有了极大的提升；(2)该技术实现了混合间对甲酚烷基化反应为液液反应，能使原料充分接触，弥补了原料为气液反应接触不充分的缺点，本技术可使空速达到5h-1且能保证较高的转化率，相较于气液反应空速最大到1h-1有了大幅度的提升，从而大大提高了反应器的处理量。(3)烷基化剂中的异丁烯，一部分自聚生成异丁烯的聚合物是品质非常好的烷基化油，一部分与甲酚反应生成甲酚的叔丁基产物，未反应的异丁烯常温常压下可以气化随助剂一同收集并循环利用，可以做到原料的完全利用；(4)该烷基化剂中的助剂在高压强酸催化剂的条件下不仅自身不发生任何反应，同时不与混酚发生反应，单纯的溶解于混酚中，当恢复常温常压时其能迅速的从产物中气化从而带走反应产生的热量，因而能够保证反应稳定持续高效的进行；(5)在强酸催化剂存在的高压条件下，与异丁烯充分混合的助剂降低了异丁烯的浓度，使异丁烯自聚反应的反应条件变得苛刻，从而能够有效的降低异丁烯自聚反应的发生，使其自聚产物仅占整个烷基化反应产物的5％左右；同时自聚反应的减少能大大降低后续分离产物的能耗，降低整个分离工艺的操作成本；(6)助剂不参与任何反应同时自身不发生任何反应，常温常压下能够迅速气化，并带走大量的热量，因而能够做到防止大量自聚反应生成的热量使装置飞温的目的。(7)助剂不参与任何反应同时自身不发生任何反应，常温常压下能够迅速气化，因此助剂能够回收重复利用，且该烷基化剂中的异丁烯含量仅为10～30％，因此相同量的该烷基化剂较高纯异丁烯而言，成本节省了百分之70～90％。附图说明图1为一种混合间对甲酚高压固定床烷基化的方法图；1,2,3,4-流量计5-混合器6-烷基化液进料泵7-混酚进料泵8-固定床反应器9-背压阀10产品收集管11,12-截止阀具体实施方式下面通过实验室规模的实施例对本专利技术提供的方法予以进一步的说明，但不因此而限制本专利技术。本专利技术的混合间对甲酚高压固定床烷基化的方法，如图1所示说明如下：分别将各气体加压至1.7～4.2MPa液化，根据催化剂在反应器中的装载量，烯酚摩尔比0.5～3：1，烷基化剂中助剂的体积含量70～90％及空速0.1～5h-1，通过公式：其中V为催化剂体积，τ为空速，a为烯酚摩尔比，b为异丁烯所占的体积分数，M1及ρ1为异丁烯的摩尔质量及密度，M2及ρ2为甲酚的摩尔质量及密度，V1为异丁烯的体积流量，V2为混合间对甲酚的体积流量，计算出各液体的体积流量及混酚的体积流量并调整流量计1、2、3、4的参数，使烷基化剂各组分在混合器5中充分混合，同时将固定床反应器加热至50～110℃，之后将异丁烯混合液及混酚分别通过泵6、7同时注入固定床反应器8中，并调整背压阀9的开度使反应器内压力维持在1.7～4.2MPa，同时打开阀12收集未反应的异丁烯及助剂，当反应稳定后打开阀11取样分析，其中10为产物收集罐。即：将烷基化剂加压至1.7～4.2MPa液化，然后和混酚一起注入反应器中，保持固定床反应器的压力为1.7～4.2MPa，温度为50～110℃，在空速为0.1～5h-1下反应，得到异丁烯的自聚产物、间对甲酚的单叔丁基产物和间对甲酚的双叔丁基产物。其中，反应器为固定床反应器；烷基化剂为异丁烯和助剂，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合间对甲酚高压固定床烷基化的方法，其特征为该方法包括以下步骤：将烷基化剂加压至1.7~4.2MPa液化，然后和混酚一起注入反应器中，保持固定床反应器的压力为1.7~4.2MPa，温度为50~110℃，在空速为0.1~5h

【技术特征摘要】
1.一种混合间对甲酚高压固定床烷基化的方法，其特征为该方法包括以下步骤：将烷基化剂加压至1.7~4.2MPa液化，然后和混酚一起注入反应器中，保持固定床反应器的压力为1.7~4.2MPa，温度为50~110℃，在空速为0.1~5h-1下反应，得到异丁烯的自聚产物、间对甲酚的单叔丁基产物和间对甲酚的双叔丁基产物；其中，反应器为固定床反应器；烷基化剂为异丁烯和助剂，助剂的体积为烷基化剂总体积的70-9...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕建华，刘志远，高姗姗，李品，
申请(专利权)人：河北工业大学，天津市昊永化工工程有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12