一种金属/酸性双功能催化剂的制备及其对2,4/2,5-混合二甲酚的分离方法技术

一种金属/酸性双功能催化剂的制备及其对2,4/2,5‑混合二甲酚的分离方法，先进行金属/酸性双功能催化剂的合成，再进行2,4/2,5‑混合二甲酚异构化及烷基化反应，然后进行烷基化产物分离，最后进行脱烷基化反应，得到单一组分的2,4‑二甲酚和2,5‑二甲酚；本发明专利技术采用烷基化/异构化→精馏→脱烷基化的联合工艺路线，对2,4/2,5‑混合二甲酚进行深度分离，通过采用金属/酸性双功能催化剂使混合二甲酚在烷基化过程中发生异构化，使混合物中2,4‑二甲酚转化为附加值更高的2,5‑二甲酚，不仅实现了混合二甲酚的深度分离，还能够增改变二者的相对含量，提高产品的附加值。

Preparation of a metal / acid bifunctional catalyst and its separation method for 2,4 / 2,5-mixed xylenol

【技术实现步骤摘要】
一种金属/酸性双功能催化剂的制备及其对2,4/2,5-混合二甲酚的分离方法
本专利技术涉煤化工
，尤其涉及一种金属/酸性双功能二甲酚烷基化催化剂的制备及其对中低温煤焦油中2,4/2,5-混合二甲酚的分离方法。
技术介绍
原煤经低温干馏生产兰炭是一个重要特色产业，在低温干馏生产兰炭的过程中，会同时得到一种液体副产品，即中低温煤焦油。中低温煤焦油主要由多烷基芳烃、脂肪族链状烷烃烯烃和酚类等组成，其中酚类的含量高达20％～30％。在粗酚中，二间酚含量约为13％～15％。然而，煤焦油资源长期以来没有得到合理有效利用，其大部分作为燃料进行粗放式燃烧，既浪费宝贵的资源，济效益差，又产生大量的废气、废渣严重污染环境。近年来，随着煤化工技术的不断进展，煤焦油加氢制备燃料油品已成为处理中低温煤焦油的一个重要发展方向，其加氢工艺的主要目的是使煤焦油中大量的芳烃、胶质和沥青质加氢饱和、加氢分解并裂解开环，获得更多的低分子量的饱和烃，脱除S、N、O和金属等杂原子，提高油品的品质如柴油的十六烷值。然而，煤焦油加氢过程也伴随着很多不利的效果：一方面，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属/酸性双功能催化剂的制备及其对2,4/2,5-混合二甲酚的分离方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)金属/酸性双功能催化剂的合成：/n称取干燥的介孔Al

【技术特征摘要】
1.一种金属/酸性双功能催化剂的制备及其对2,4/2,5-混合二甲酚的分离方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)金属/酸性双功能催化剂的合成：
称取干燥的介孔Al2O3分子筛，然后加入硅钨酸H4Si(W3O10)4和硫酸镓溶液Ga2(SO4)3，各组分的摩尔比为Al2O3:H4Si(W3O10)4:Ga2(SO4)3＝(20～50):(0.2～0.5):(1～5)；室温下搅拌8～10h，产物经过滤后于100～120℃烘干，最后转入马弗炉中于500～600℃焙烧3h，得到掺杂金属Ga和负载硅钨酸的金属/酸性双功能催化剂；
所述的介孔Al2O3分子筛粒径2～5μm，孔径10～50nm；
2)2,4/2,5-混合二甲酚异构化及烷基化反应：
将烷基化试剂和2,4/2,5-混合二甲酚送入装有步骤1)制备的金属/酸性双功能催化剂的固定床反应器中，压力为常压，反应温度为80～100℃；所述的烷基化试剂为异丁烯，体积流量为100～500mL/min，摩尔比异丁烯：混酚＝(1～1.5):1，混酚中2,5-二甲酚的质量为混酚质量的10％～90％，烷基化产物为6-叔丁基-2,4-二甲酚和4-叔丁基-2,5-二甲酚；
3)烷基化产物分离：
对烷基化产物6-叔丁基-2,4-二甲酚和4-叔丁基-2,5-二甲酚混合物，采用板式减压精馏塔对其进行精馏分离；
精馏条件为：精馏塔的理论塔板数为40～60，进料位置为塔釜，精馏轻组分时，塔压为7.5KPa，塔顶温度为88～98℃，塔釜温度为145～149℃，回流比为6:1；精馏过渡段时塔压为8.3KPa，塔顶温度为100～151℃，塔釜温度为149～164℃，回流比为8:1；精馏6-叔丁基-2,4-二甲酚时，塔压不变，塔顶温度为151℃，塔釜温度为162℃，回流比为4:1；精馏4-叔丁基-2,5-二甲酚时，塔压5KPa，塔顶温度为165℃，塔釜温度为175℃，回流比为10:1；
4)脱烷基化反应：
针对精馏得到的单一组分6-叔丁基-2,4-二甲酚和4-叔丁基-2,5-二甲酚，再以浓硫酸为催化剂，其加量为液体总体积的0.3％(V/V)，控制反应釜温度150～180℃，并在机械搅拌下反应2～3小时，待反应结束后停止加热和搅拌，产物再经过进一步精馏、结晶和烘干得到单一组分的2,4-二甲酚和2,5-二甲酚。


2.根据权利要求1所述的一种金属/酸性双功能催化剂的制备及其对2,4/2,5-混合二甲酚的分离方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)金属/酸性双功能催化剂的合成：
在烧杯中加入100g干燥的的介孔Al2O3分子筛，然后再加入25g硅钨酸和250mL0.5mol/L硫酸镓溶液，室温下搅拌8h，产物经过滤后于100～120℃烘干，最后转入马弗炉中于500℃焙烧3h，得到掺杂金属Ga和负载硅钨酸的金属/酸性双功能催化剂；
所述的介孔Al2O3分子筛粒径2～5μm，孔径10～50nm；
2)2,4/2,5-混合二甲酚异构化及烷基化反应：
将步骤1)制备的金属/酸性双功能催化剂装填于内径20mm，高400mm的管式固定床反应器中，调整固定床反应器温度为80℃，分别打开混酚泵和异丁烯进气阀，控制混酚与异丁烯的摩尔比为1:1进料，进行烷基化反应，其中混酚的质量比为2,4-二甲酚:2,5-二甲酚＝1:1；
采用GC-MS对反应产物进行检测，测得原料2,4-二甲酚和2,5-二甲酚的转化率分别为96.8％和98.7％，烷基化产物6-叔丁基-2,4-二甲酚的产率为21.2％，4-叔丁基-2,5-二甲酚的产率为165.8％；
3)烷基化产物分离：
对烷基化产物6-叔丁基-2,4-二甲酚和4-叔丁基-2,5-二甲酚采用理论塔板数为40的减压精馏塔进行精馏分离，精馏条件为：进料位置为塔釜，精馏轻组分时，塔压为7.5KPa，塔顶温度为88～98℃，塔釜温度为145～149℃，回流比为6:1；精馏过渡段时塔压为8.3KPa，塔顶温度为100～151℃，塔釜温度为149～164℃，回流比为8:1；精馏6-叔丁基-2,4-二甲酚时，塔压不变，塔顶温度为151℃，塔釜温度为162℃，回流比为4:1；精馏4-叔丁基-2,5-二甲酚时，塔压5KPa，塔顶温度为165℃，塔釜温度为175℃，回流比为10:1；
4)脱烷基化反应：
精馏产物产物继续以浓硫酸为催化剂，在150～180℃条件下分别对6-叔丁基-2,4-二甲酚和4-叔丁基-2,5-二甲酚进行脱烷基化反应，并在机械搅拌下反应2～3小时，待反应结束后停止加热和搅拌，产物再依次经过精馏和结晶，得到单一组分的2,4-二甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯从玉，张群正，张洵立，唐璇，路郭敏，张晓夏，魏子库，任艳婷，穆争伟，王瑛，
申请(专利权)人：西安石油大学，陕西宝塔山新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61