一种2 ,6-二叔丁基对甲酚的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种2,6‑二叔丁基对甲酚的制备方法，属于有机化学合成技术领域。本发明专利技术利用改性介孔二氧化硅负载Nb/Mo/Cu三金属活性中心催化剂作为催化剂，混和间对甲酚和异丁烯作为原料，在催化反应的过程中进行超声空化，进而制备2,6‑二叔丁基对甲酚。采用混甲酚作为原料，能够降低成本，在制备2,6‑二叔丁基对甲酚的同时分离出间甲酚，通过研究发现，改性介孔二氧化硅负载Nb/Mo/Cu三金属活性中心催化剂中三金属活性中心的协同催化作用，极大地提升了混甲酚的转化率和二叔丁基甲酚的选择性，尤其是2,6‑二叔丁基对甲酚的选择性，减少了2‑叔丁基对甲酚、6‑叔丁基间甲酚等杂质的生成，同时，在超声空化作用下，促使液气反应在固体催化剂上的微孔中形成微反应器，极大地提高了催化活性，并且增大了气液两相的传质效率和传热面积，进一步提高了原料的转化率。

【技术实现步骤摘要】
一种2,6-二叔丁基对甲酚的制备方法
本专利技术涉及一种2,6-二叔丁基对甲酚的制备方法，属有机化学合成

技术介绍
2,6-二叔丁基对甲酚(BHT)是一种常见的酚类抗氧剂，广泛用于食品加工、饲料添加剂、石油制品、塑料橡胶等行业，是一种多用途、不着色、用量最大的酚类抗氧剂。目前国内外大多采用异丁烯与对甲酚在催化剂作用下反应生产抗氧剂BHT的生产工艺，其催化剂经历了液体浓硫酸、固体磺酸的演变。中国专利CN103694085B报道了用对甲酚和异丁醇作为原料，加入浓硫酸作催化剂来合成抗氧剂BHT；该法不仅产生大量废水，合成效率低，且使用浓硫酸催化剂严重腐蚀设备。中国专利CN102311318A报道了用对甲酚和异丁烯作为原料，加入对芳基磺酸作催化剂来合成2,6-二叔丁基对甲酚；该法虽然采用异丁烯来做烷基化试剂，虽没有废水副产物，但芳基磺酸对反应器也会产生较大的腐蚀，另外，采用对甲酚作为原料成本较高。而现有的固体催化剂，如中国专利CN107737605A报道了采用磷酸铵、磷酸氢铵、磷酸二氢铵中任意一种改性的分子筛为载体，负载活性组分A和活性组分B，其中所述的分子筛为Hβ分子筛、氢型丝光沸石、HY分子筛、USY分子筛、REY分子筛或SAPO-5分子筛，活性组分A为Co、Cu、Ni或Fe，活性组分B为磷钨酸、硅钨酸、磷钼酸、硅钼酸、钨酸钠中至少一种，但是仍然存在原料转化率低、产物选择性低的问题。目前采用还存在混甲酚（间甲酚和对甲酚）不易分离的问题，如中国专利CN102898281A报道了将混和间对甲酚与异丁烯在催化剂硫酸或固体S-ZrO2的催化作用下进行烷基化反应，经过精馏，实现联产2,6-二叔丁基对甲酚、间甲酚和6-叔丁基间甲酚三种产品，但是该专利中仍然存在采用硫酸时腐蚀设备的问题，采用S-ZrO2时，原料转化率低，2,6-二叔丁基对甲酚、4,6-二叔丁基间甲酚选择性低的问题。目前液体催化剂仍然存在较大的腐蚀性，固体催化剂仍然存在原料转化率低、产物选择性低的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种2,6-二叔丁基对甲酚的制备方法，本专利技术利用改性介孔二氧化硅负载Nb/Mo/Cu三金属活性中心催化剂作为催化剂，混和间对甲酚和异丁烯作为原料，在催化反应的过程中进行超声空化，进而制备2,6-二叔丁基对甲酚。采用混甲酚作为原料，能够降低成本，在制备2,6-二叔丁基对甲酚的同时分离出间甲酚，通过研究发现，改性介孔二氧化硅负载Nb/Mo/Cu三金属活性中心催化剂中三金属活性中心的协同催化作用，极大地提升了混甲酚的转化率和产物二叔丁基甲酚的选择性，尤其是2,6-二叔丁基对甲酚的选择性，减少了2-叔丁基对甲酚、6-叔丁基间甲酚等杂质的生成，同时，在超声空化作用下，促使液气反应在固体催化剂上的微孔中形成微反应器，极大地提高了催化活性，并且增大了气液两相的传质效率和传热面积，进一步提高了原料的转化率。本专利技术实现解决上述问题的技术方案如下：一种2,6-二叔丁基对甲酚的制备方法，具体步骤如下：（1）罐车来的液化异丁烯，连接到液化烃鹤管上，静电接地等安全设施连接完全、检查无误后，开动液化烃卸车泵，液化烃鹤管卸至异丁烯液化埋地储罐；采用管道将氮气输送到异丁烯液化储罐，通过调节阀将液化异丁烯压入到异丁烯气化器；异丁烯气化器采用热水加热，热水温度为75-80℃，异丁烯气化后进入气体储罐，储罐压力为0.27-0.3MPa；将改性介孔二氧化硅负载Nb/Mo/Cu三金属活性中心催化剂经计量后加入到烷基化反应釜中；液态混和间对甲酚由中间储罐经输送泵、调节阀、流量计进入到烷基化反应釜中，其中混和间对甲酚和改性介孔二氧化硅负载Nb/Mo/Cu三金属活性中心催化剂的质量比为20-30:1；（2）加入混和间对甲酚后，原料异丁烯经流量计控制流量后通入，进行超声空化，超声功率为750-850W、超声频率为30-35kHz，用烷基化反应釜夹套循环水流量调节阀调节进水流量，控制烷基化反应釜温度在60-65℃，进行烷基化反应；通过DCS系统调节异丁烯调节阀控制异丁烯的通入速度，以容器颈部异丁烯回收管视镜中无气泡为适宜；烷基化反应时间6-7.5h；反应结束后降温、静置至烷基化液体和催化剂分层，烷基化液体经过泵迸去烷基合格液罐，通过泵送入干燥釜进行间歇蒸馏，蒸馏温度在180℃，该反应釜采用减压蒸馏，轻组分2,5-二甲基己烷通过塔顶冷凝溢流到蒸馏头份采出罐通过泵送到轻组分储罐作为产品待售，合格的烷基化液经多级精馏后一路去2,6-二叔丁基对甲酚精制车间得到2,6-二叔丁基对甲酚，一路去4,6-二叔丁基间甲酚分解车间，将4,6-二叔丁基间甲酚分解成间甲酚和异丁烯，异丁烯可作为原料循环利用。进一步地，步骤（1）中所述改性介孔二氧化硅负载Nb/Mo/Cu三金属活性中心催化剂的制备方法为：将100g的介孔二氧化硅在五氯化铌、五氯化钼、硫酸铜水溶液进行浸渍，连续搅拌5-6小时浸渍后，取出后在90-100℃下加热干燥8-10h；将负载后的介孔二氧化硅在高温炉内进行焙烧，焙烧温度在350-400℃，时间为1.5-2h，冷却，得到介孔二氧化硅负载Nb/Mo/Cu三金属活性中心催化剂，将制得的催化剂在质量浓度为2.8-3.0％的硅钨酸溶液浸泡10小时，过滤，洗涤，100℃下干燥得到改性介孔二氧化硅负载Nb/Mo/Cu三金属活性中心催化剂，其中，铌总负载量为介孔二氧化硅重量的2.1-2.3%，按Nb的重量计；钼总负载量为介孔二氧化硅重量的1.0-1.3%，按Mo的重量计；铜总负载量为介孔二氧化硅重量的0.5-0.8%，按Cu的重量计；介孔二氧化硅的比表面积为345.5m2/g，平均孔径为15nm。进一步地，步骤（1）中，改性介孔二氧化硅负载Nb/Mo/Cu三金属活性中心催化剂中，铌总负载量为介孔二氧化硅重量的2.1%，按Nb的重量计；钼总负载量为介孔二氧化硅重量的1.3%，按Mo的重量计；铜总负载量为介孔二氧化硅重量的0.8%，介孔二氧化硅的比表面积为345.5m2/g，平均孔径为15nm。进一步地，其特征在于，步骤所述改性介孔二氧化硅负载Nb/Mo/Cu三金属活性中心催化剂的制备方法中，优选连续搅拌5小时浸渍后，取出后在90℃下加热干燥10h。进一步地，步骤所述改性介孔二氧化硅负载Nb/Mo/Cu三金属活性中心催化剂的制备方法中，所述硅钨酸溶液的质量浓度为3.0％。进一步地，其特征在于，步骤（1）中，所述混和间对甲酚和改性介孔二氧化硅负载Nb/Mo/Cu三金属活性中心催化剂的质量比为20:1。进一步地，步骤（1）中，所述热水温度为80℃，储罐压力为0.3MPa。进一步地，步骤（2）中，所述超声功率为850W、超声频率为35kHz。进一步地，步骤（2）中，所述控制烷基化反应釜温度在65℃，烷基化反应时间为7.5h。进一步地，步骤（2）中，混和间对甲酚的转化率在99.85%以上，2,6-二叔丁基对甲酚选择性在90.32%以上，烷基化液体中2,6-二叔丁基对甲酚和4,6-二叔丁基间甲酚的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种2 ,6-二叔丁基对甲酚的制备方法，具体步骤如下：/n（1）罐车来的液化异丁烯，连接到液化烃鹤管上，静电接地等安全设施连接完全、检查无误后，开动液化烃卸车泵，液化烃鹤管卸至异丁烯液化埋地储罐；采用管道将氮气输送到异丁烯液化储罐，通过调节阀将液化异丁烯压入到异丁烯气化器；异丁烯气化器采用热水加热，热水温度为75-80℃，异丁烯气化后进入气体储罐，储罐压力为0.27-0.3MPa；将改性介孔二氧化硅负载Nb/Mo/Cu三金属活性中心催化剂经计量后加入到烷基化反应釜中；液态混和间对甲酚由中间储罐经输送泵、调节阀、流量计进入到烷基化反应釜中，其中混和间对甲酚和改性介孔二氧化硅负载Nb/Mo/Cu三金属活性中心催化剂的质量比为20-30:1；/n（2）加入混和间对甲酚后，原料异丁烯经流量计控制流量后通入，进行超声空化，超声功率为750-850W、超声频率为30-35kHz，用烷基化反应釜夹套循环水流量调节阀调节进水流量，控制烷基化反应釜温度在60-65℃，进行烷基化反应；通过DCS系统调节异丁烯调节阀控制异丁烯的通入速度，以容器颈部异丁烯回收管视镜中无气泡为适宜；烷基化反应时间6-7.5h；反应结束后降温、静置至烷基化液体和催化剂分层，烷基化液体经过泵迸去烷基合格液罐，通过泵送入干燥釜进行间歇蒸馏，蒸馏温度在180℃，该反应釜采用减压蒸馏，轻组分2,5-二甲基己烷通过塔顶冷凝溢流到蒸馏头份采出罐通过泵送到轻组分储罐作为产品待售，合格的烷基化液经多级精馏后一路去2,6-二叔丁基对甲酚精制车间得到2,6-二叔丁基对甲酚，一路去4 ,6-二叔丁基间甲酚分解车间，将4 ,6-二叔丁基间甲酚分解成间甲酚和异丁烯，异丁烯可作为原料循环利用。/n...

【技术特征摘要】
1.一种2,6-二叔丁基对甲酚的制备方法，具体步骤如下：
（1）罐车来的液化异丁烯，连接到液化烃鹤管上，静电接地等安全设施连接完全、检查无误后，开动液化烃卸车泵，液化烃鹤管卸至异丁烯液化埋地储罐；采用管道将氮气输送到异丁烯液化储罐，通过调节阀将液化异丁烯压入到异丁烯气化器；异丁烯气化器采用热水加热，热水温度为75-80℃，异丁烯气化后进入气体储罐，储罐压力为0.27-0.3MPa；将改性介孔二氧化硅负载Nb/Mo/Cu三金属活性中心催化剂经计量后加入到烷基化反应釜中；液态混和间对甲酚由中间储罐经输送泵、调节阀、流量计进入到烷基化反应釜中，其中混和间对甲酚和改性介孔二氧化硅负载Nb/Mo/Cu三金属活性中心催化剂的质量比为20-30:1；
（2）加入混和间对甲酚后，原料异丁烯经流量计控制流量后通入，进行超声空化，超声功率为750-850W、超声频率为30-35kHz，用烷基化反应釜夹套循环水流量调节阀调节进水流量，控制烷基化反应釜温度在60-65℃，进行烷基化反应；通过DCS系统调节异丁烯调节阀控制异丁烯的通入速度，以容器颈部异丁烯回收管视镜中无气泡为适宜；烷基化反应时间6-7.5h；反应结束后降温、静置至烷基化液体和催化剂分层，烷基化液体经过泵迸去烷基合格液罐，通过泵送入干燥釜进行间歇蒸馏，蒸馏温度在180℃，该反应釜采用减压蒸馏，轻组分2,5-二甲基己烷通过塔顶冷凝溢流到蒸馏头份采出罐通过泵送到轻组分储罐作为产品待售，合格的烷基化液经多级精馏后一路去2,6-二叔丁基对甲酚精制车间得到2,6-二叔丁基对甲酚，一路去4,6-二叔丁基间甲酚分解车间，将4,6-二叔丁基间甲酚分解成间甲酚和异丁烯，异丁烯可作为原料循环利用。


2.根据权利要求1所述的制备方法，步骤（1）中所述改性介孔二氧化硅负载Nb/Mo/Cu三金属活性中心催化剂的制备方法为：将100g的介孔二氧化硅在五氯化铌、五氯化钼、硫酸铜水溶液进行浸渍，连续搅拌5-6小时浸渍后，取出后在90-100℃下加热干燥8-10h；将负载后的介孔二氧化硅在高温炉内进行焙烧，焙烧温度在350-400℃，时间为1.5-2h，冷却，得到介孔二氧化硅负载Nb/Mo/Cu三金属活性中心催化剂，将制得的催化剂在质量浓度为2.8-3.0％的硅钨...

【专利技术属性】
技术研发人员：解凤苗，张其忠，郝宗贤，
申请(专利权)人：安徽海华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34