一种用于合成对苯二甲醚的复合催化剂及其制备方法和工业应用技术

本发明专利技术公开了一种用于合成对苯二甲醚的复合催化剂及其制备方法和工业应用，属于化工催化剂技术领域。所述用于合成对苯二甲醚的复合催化剂包括主催化剂和抗氧剂；主催化剂包括活性组分和助剂；活性组分为碱金属或碱土金属卤化物，助剂为金属硝酸盐；其中，按照摩尔百分比计，所述主催化剂包括：30％～90％的活性组分，10％～70％的助剂。所述用于合成对苯二甲醚的复合催化剂制备过程简单，成本低。所述用于合成对苯二甲醚的合催化剂可用于以对苯二酚为原料，碳酸二甲酯为甲基化试剂生产对苯二甲醚，催化活性高，产品收率高，实现了扩大规模工业化应用。工业化应用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于合成对苯二甲醚的复合催化剂及其制备方法和工业应用


[0001]本专利技术属于化工催化剂
，涉及一种用于合成对苯二甲醚的复合催化剂及其制备方法和工业应用。

技术介绍

[0002]对苯二甲醚是一种高附加值的精细化工产品，在医药农药中得到广泛的应用。可用于生产药物甲氧胺盐酸盐、染料黑色盐ANS等，定香剂，用于日用化学品，配制食品、烟用香精；添加剂，还可作为塑料、涂料的抗风蚀剂。
[0003]目前，工业上主要生产方法是对苯二酚与碱反应得到酚钠后，再与硫酸二甲酯发生取代反应得到产品。该路线的反应条件较为温和，但是原料硫酸二甲酯为高毒物，安全隐患大，生产过程中产生大量的含酚、含盐废水和废固，污染比较严重，而且后处理成本很高，随着人们对生态环境的重视，环保要求不断升级，需要研究新的对苯二甲醚工艺路线，实现环境危害的降低，成为本领域研究工作者亟待解决的重要问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种用于合成对苯二甲醚的复合催化剂及其制备方法和工业应用，该用于合成对苯二甲醚的复合催化剂活性高，可以催化对苯二酚和碳酸二甲酯反应合成对苯二甲醚，转化率高，无污染，适用于于工业化规模生产。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0006]本专利技术公开了一种用于合成对苯二甲醚的复合催化剂，包括主催化剂和抗氧剂；主催化剂包括活性组分和助剂；活性组分为碱金属或碱土金属卤化物，助剂为金属硝酸盐。
[0007]优选地，活性组分为NaCl、NaBr、NaI、KCl、CaCl2、MgCl2中的一种或几种。
[0008]优选地，助剂为Ca(NO3)2、Cu(NO3)2、Mg(NO3)2、Zn(NO3)2、Al(NO3)3、Mn(NO3)2中的一种或几种。
[0009]优选地，抗氧剂为抗氧剂264、抗氧剂330、抗氧剂1010、抗氧剂1076中的一种或几种。
[0010]优选地，按照摩尔百分比计，加入活性组分的物质的量为主催化剂的30％～90％，加入助剂的物质的量为主催化剂的10％～70％；按照质量百分比计，加入抗氧剂的质量为主催化剂的5％～30％。
[0011]本专利技术公开了上述用于合成对苯二甲醚的复合催化剂的制备方法，将活性组分、助剂和抗氧剂均匀混合后，得到所述用于合成对苯二甲醚的复合催化剂；其中，混合采用机械搅拌，搅拌速度为10～60r/min，搅拌时间为0.5～2.0h。
[0012]本专利技术公开了上述用于合成对苯二甲醚的复合催化剂的工业应用，所述用于合成对苯二甲醚的复合催化剂用于以对苯二酚与碳酸二甲酯为原料合成对苯二甲醚。
[0013]优选地，合成对苯二甲醚的具体操作包括：将对苯二酚和碳酸二甲酯均匀混合后，
得到反应物体系，将所述复合催化剂在所得反应物体系进行甲基化反应时投加，进行催化反应得到产物体系，将所得产物体系经冷却后提纯，合成得到对苯二甲醚。
[0014]进一步优选地，对苯二酚和碳酸二甲酯以摩尔比为1:(2.0～4.0)比例混合，所述用于合成对苯二甲醚的复合催化剂的在进行甲基化反应时投加质量百分比为对苯二酚的0.1wt.％～5.0wt.％。进一步优选地，催化反应的操作参数包括：搅拌速率为50～200r/min；反应压力为2～10MPa；反应温度为150～380℃，反应时间为2～15h。
[0015]其中优选地，所述用于合成对苯二甲醚的复合催化剂中，以KCl和Al(NO3)3构成主催化剂，以抗氧剂1010作为抗氧剂；其中，KCl作为活性组分，Al(NO3)3作为助剂，按照摩尔百分比计，加入KCl的物质的量为主催化剂的80％，加入Al(NO3)3的物质的量为主催化剂的20％；按照质量百分比计，加入抗氧化剂1010的质量为主催化剂的10％；反应温度为250℃，反应压力为5MPa。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0017]本专利技术公开了一种用于合成对苯二甲醚的复合催化剂，以碱金属卤化物或碱土金属卤化物为主催化剂，以金属硝酸盐为助剂，并加入抗氧剂，能用于催化对苯二酚和碳酸二甲酯反应生成对苯二甲醚中，避免了以高毒的硫酸二甲酯为甲基化试剂进行反应所带来的环境污染和设备腐蚀。因此，本专利技术所述于合成对苯二甲醚的复合催化剂解决了现有技术中对苯二甲醚制备生产中对有毒原料、工艺的依赖，实现了对环境无害、无毒、无污染的对苯二甲醚合成工艺。
[0018]本专利技术还公开了上述用于合成对苯二甲醚的复合催化剂的制备方法，该复合催化剂制备过程简单，不涉及复杂制备装置使用，工艺条件简单，制备成本低。
[0019]本专利技术还公开了上述用于合成对苯二甲醚的复合催化剂的工业应用，本专利技术的所述用于合成对苯二甲醚的复合催化剂可用于以对苯二酚为原料，碳酸二甲酯为甲基化试剂生产对苯二甲醚，催化活性高，产品收率高，已成功实现了工业化应用。通过选择低污染，环境友好的碳酸二甲酯作为原料，相比现有硫酸二甲酯工艺，原料成本低，生产效率高，几乎没有废水和废固产生，能迅速取代现有的高污染工艺。因此，能够有效避免使用传统的对苯二甲醚生产工艺中高毒、安全风险高的甲基化试剂硫酸二甲酯，进而避免生产过程中产生大量的固体废弃物和高盐、高毒废水，污染极大。其中，在本专利技术的具体实施方式中，经使用本专利技术所述用于合成对苯二甲醚的复合催化剂后，使得以对苯二酚与碳酸二甲酯为原料合成对苯二甲醚工业化应用中，对苯二甲醚收率大于75％，纯度大于99.5％。具体地，本专利技术所述工业应用中的最佳合成条件：主催化剂为80％KCl和20％Al(NO3)3；10％抗氧化剂1010；温度250℃，压力5MPa下，对苯二甲醚收率达到90％，纯度大于99.5％。
具体实施方式
[0020]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0021]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适
当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0022]本专利技术提供了一种以对苯二酚与碳酸二甲酯为原料用于合成对苯二甲醚的复合催化剂，该用于合成对苯二甲醚的复合催化剂包括主催化剂和抗氧剂；所述的主催化剂包括活性组分和助剂，所述的活性组分为为碱金属或碱土金属卤化物NaCl、NaBr、N本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于合成对苯二甲醚的复合催化剂，其特征在于，包括主催化剂和抗氧剂；主催化剂包括活性组分和助剂；活性组分为碱金属或碱土金属卤化物，助剂为金属硝酸盐。2.根据权利要求1所述的一种用于合成对苯二甲醚的复合催化剂，其特征在于，活性组分为NaCl、NaBr、NaI、KCl、CaCl2、MgCl2中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的一种用于合成对苯二甲醚的复合催化剂，其特征在于，助剂为Ca(NO3)2、Cu(NO3)2、Mg(NO3)2、Zn(NO3)2、Al(NO3)3、Mn(NO3)2中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的一种用于合成对苯二甲醚的复合催化剂，其特征在于，抗氧剂为抗氧剂264、抗氧剂330、抗氧剂1010、抗氧剂1076中的一种或几种。5.根据权利要求1所述的一种用于合成对苯二甲醚的复合催化剂，其特征在于，按照摩尔百分比计，加入活性组分的物质的量为主催化剂的30％～90％，加入助剂的物质的量为主催化剂的10％～70％；按照质量百分比计，加入抗氧剂的质量为主催化剂的5％～30％。6.权利要求1～5任意一项所述用于合成对苯二甲醚的复合催化剂的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛其才，戚文博，严良，李蕾蕾，寇永利，徐桥桥，聂颖颖，拓婷婷，许明杰，
申请(专利权)人：陕西煤业化工技术研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：