一种积碳抑制剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种积碳抑制剂，由如下质量份的原料组成：１～５份环烃或杂环化合物、１～５份未取代或取代的环己醇、１～８份有机磷化合物和０～５份咪唑啉酮化合物。该积碳抑制剂具有不损伤炉管、不影响产品质量、安全环保的优点，用于异佛尔酮芳构化反应制备３．５－二甲基苯酚的反应中时能降低异佛尔酮芳构化反应过程的积碳速率、提高３，５－二甲基苯酚的生产效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及化工领域，具体涉及一种积石友抑制剂及其应用。
技术介绍
3,5-二曱基苯酚是一种重要的精细化工原料和有机中间体，目前其主 要工业化合成方法是以异佛尔酮(3,5，5-三曱基2-环己烯-l-酮)为原料， 在固相催化剂或均相催化剂的作用下芳构化反应制备3，5-二曱基苯酚。虽 然该制备方法具有工艺简单、副产物较少、对环境影响小且产品容易精制 等优点，但由于异佛尔酮芳构化反应是在400 60(TC的高温下进行，反应 过程极易产生积碳现象，若釆用A1203、 Cr203、 Cu20、 MgO、 MnO等金 属氧化物作为催化剂，催化剂极易积碳失活，使用寿命通常不超过50h。 美国专利US364116中釆用18/8型镍铬不锈钢作为催化剂，虽然解决了催 化剂失活问题，但反应过程积碳严重，甚至能在短时间内堵塞反应床层， 造成非正常停工。美国专利US4086282和公开号为CN101348421A的中 国专利申请中采用卤化烃作为均相催化剂，并选择管式反应器，可以解决 催化剂失活和反应器短时间堵塞的问题，但积碳现象依然严重，经过一定 的反应时间，在反应器的进出口及反应器拐角处容易形成碳粉堆积和结 块，特别是冷凝管很容易被反应物及夹带的碳粉堵塞。因此，解决积碳问 题是实现异佛尔酮芳构化生产3，5-二甲基苯酚的一个关键。异佛尔酮芳构化反应器中的积碳现象与乙烯裂解炉中的结焦现象十 分相似，二者都是通过原料的高温裂解得到产品，都存在结焦积碳问题， 只是乙烯裂解炉中的原料主要为直链烷烃，而异佛尔酮芳构化反应器中的 原料主要为异佛尔酮，其为多烷基芳烃，积碳现象要严重的多。另外二者 产生积碳的机理也不一样，乙烯裂解炉产生积碳结焦的原因是烃类裂解反 应中伴有聚合反应，在反应器金属壁面的催化和自由基反应的共同作用下 在壁面上产生的积爿暖过程，由于积石友紧密，多称为结焦现象。异佛尔酮的 积碳却是在芳构化反应中发生深度裂解产生的，积》友多为碳4分或结块。因此，用于防止乙烯裂解炉积碳的结焦抑制剂不一定适合用于抑制异佛尔酮芳构化反应器。如国内常用的乙烯裂解炉结焦抑制剂二曱基二硫(DMDS ) (《石油化工》2005年，第34巻增刊)，其作用原理主要是钝化裂解炉管 金属表面，緩解结焦的生成。但对于异佛尔酮芳构化反应，若采用均相催 化剂，其反应管金属表面对芳构化反应还具有一定的催化作用，加入 DMDS可以抑制这部分催化性能，使反应的选择性下降。而对于采用8/18 型不锈钢催化剂的非均相反应催化剂，DMDS则直接破坏了催化剂的活 性，使反应无法进行。而且DMDS还存在对反应器有一定腐蚀性的缺点。 国内外有相当多的人研究异佛尔酮芳构化生产3,5-二甲基苯酚的反应 过程，但这些研究多集中在催化剂的开发上，只有公开号为CN1583697A 的中国专利申请中提出在进口物料中加入一定量的水，可以减少积碳量。但加水的方法可使能耗大幅度增加，而且抑制积碳的效果也有限。黄洪等 人首次提出在原料中加入积碳抑制剂的方法减少反应过程中的积碳(《武 汉理工大学学报》2007年,29巻,第4期，P44-46 )，但文中的积碳抑制剂全 用101、 201、 301等代号表示，没有任何实质内容。因此，严重的积碳问 题仍是影响异佛尔酮芳构化合成3,5-二曱基苯酚工艺实现工业化的主要原 因之一。本专利技术提供了 一种积碳抑制剂，主要用于解决异佛尔酮芳构化生产 3，5-二曱基苯酚的反应过程中反应器严重积碳的问题，具有不损伤炉管、 不影响产品质量、安全环保，且能降低异佛尔酮芳构化反应过程的积碳速 率、提高3，5-二曱基苯酚的生产效率的优点。一种积石友抑制剂，由如下质量份的原料组成所述的环烃选用C6 Cu)的环烷烃；所述的杂环化合物选用五元氮杂 环化合物；优选环己烷、四氲萘、十氢萘、四氳吡咯、二氢化茚中的一种 或多种；更优选四氢萘(即萘满)。
技术实现思路
环烃或杂环化合物 未取代或取代的环己醇 有机磷化合物 咪唑啉酮化合物卜5份 1 ~5份 1 ~8份 0 ~ 5份。所述的取代的环己醇选用C广Cu)烷基取代的环己醇；优选环己醇、 曱基环己醇、乙基环己醇、二曱基环己醇中的一种或多种；更优选环己醇。所述的有机磷化合物优选磷酸三苯酸、磷酸三乙酸、亚磷酸三乙酯、 亚磷酸三丁酯、磷酸三酰胺中的一种或多种；更优选磷酸三酰胺。所述的咪唑啉酮化合物优选咪唑啉酮、N，N-二甲基咪唑啉酮中的一种 或两种；更优选N,N-二曱基咪唑啉酮。所述的积碳抑制剂优选由如下质量份的原料组成 四氢萘 1~3份 环己醇 1~3份 磷酸三酰胺 1~4份 N,N-二甲基n米唑啉酮 0 ~ 2 4分。本专利技术的积碳抑制剂可用于本领域现有的异佛尔酮芳构化反应生产 3,5-二曱基苯酚的反应中，使用条件满足本领域现有的异佛尔酮芳构化反 应生产3，5-二曱基苯酚的反应条件即可，反应温度一4殳为400~600°C，反 应压力一般为0.2~0.6Mpa,如以卣代烃为催化剂、反应装置采用管式反 应器的异佛尔酮均相芳构化反应生产3，5-二曱基苯酚的反应；以8/18镍铬 不锈钢为催化剂、反应装置采用固定床反应器的异佛尔酮非均相芳构化反 应生产3，5-二曱基苯酚的反应；或者以Cr2OrAl203、 K20-CeOrAl203、 Mg-Al203、 Nd203-Pr60 -Al203等金属氧化物中的一种为催化剂、反应装 置采用固定床反应器的异佛尔酮非均相芳构化反应生产3，5-二曱基苯酚的 反应等。以减少或避免反应过程中产生的积碳，使3,5-二曱基苯酚的工业 化生产能够持续的进行。本专利技术积碳抑制剂的使用方法十分简单，使用时只要根据反应工况， 将积碳抑制剂与催化剂、异佛尔酮混合均匀(采用均相催化剂时)或将积 碳抑制剂与异佛尔酮混合均匀(采用非均相催化剂时)后直接加入反应器 即可。 一般积碳抑制剂的加入量为异佛尔酮总质量的1%~3%。上得到的。异佛尔酮芳构化反应过程中产生积碳的原因很复杂，通过分析 异佛尔酮芳构化反应产物的组成可以发现其规律。在一个采用8/18型镍铬 不锈钢作催化剂的典型反应中，以质量百分比计，反应产物中除目的产物 3,5-二曱基苯酚80%、间曱酚3%外，还有曱苯3%， 二曱苯5%~6%，三6甲苯8%~9%，以及一些不明的低沸点有机物3%。据测定，异佛尔酮转 化成碳粉和曱烷的数量约为异佛尔酮总进料质量的18%~20%。因此，可 以认为异佛尔酮芳构化合成3,5-二曱基苯酚的反应过程主要通过三个裂解 反应路线来进行。其中 一条路线是异佛尔酮在高温下进行的酚酮重排反 应，生成3,5-二甲基苯酚和CH4，也就是异佛尔酮芳构化反应的主反应， 但在高温下生成的3，5-二曱基苯酚会发生脱甲基反应，生成间曱酚或苯酚。 另一条路线是异佛尔酮在高温下发生脱水反应，生成1,3,5-三曱基苯，在 高温下三甲基苯也会发生脱持续的甲基反应，先生成二甲苯，再生成曱苯 或苯。最后一条路线是异佛尔酮在高温下的分解，可得到多种产物。异佛 尔酮首先分解生成异亚丙基丙酮和丙酮，异亚丙基丙酮可以与吸附在催化 剂表面的水发生水合反应，生成双丙酮醇。双丙酮醇在催化剂上可以进行 分解，得到异丁烯和乙酸，或者分解成丙酮。异亚丙基丙酮与丙酮缩合脱 水即可以生成1,3,5-三甲基苯，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种积碳抑制剂，由如下质量份的原料组成：　　环烃或杂环化合物　１～５份　　未取代或取代的环己醇　１～５份　　有机磷化合物　１～８份　　咪唑啉酮化合物　０～５份。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：应晓有，施文军，董大华，
申请(专利权)人：杭州华生医药化工有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]