4-叔丁基邻二甲苯的合成方法技术

技术编号:4284980 阅读:342 留言:1更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种在用水溶性金属盐经离子交换改性的沸石分子筛催化剂作用下,邻二甲苯与一种烷基化剂反应制备4-叔丁基邻二甲苯的方法。(*该技术在2020年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种采用改性沸石分子筛为催化剂,邻二甲苯与烷基化剂烷基化制备4-叔丁基邻二甲苯的合成方法。4-叔丁基邻二甲苯作为有机溶剂、表面活性剂及染料广泛应用于印染及油墨等行业,是一种新型的有机化工产品。目前尚未发现有文献介绍采用改性沸石合成4-叔丁基邻二甲苯的方法。芳烃烷基化反应所使用的催化剂主要分为三类,第一类是路易斯酸,如AlCl3、ZnCl2、和BF3等;第二类是质子酸,如H2SO4、HF、H3PO4和阳离子交换树脂等;第三类是酸性氧化物,如SiO2-Al2O3和分子筛等。采用路易斯酸作催化剂,有金属盐废液产生,环境污染严重;采用质子酸作催化剂工艺复杂,设备腐蚀严重,而阳离子交换树脂催化剂寿命短、成本较高;采用分子筛作催化剂是芳烃烷基化的发展方向。本专利技术的目的是提供一种利用改性沸石分子筛催化制备4-叔丁基邻二甲苯的合成方法。本方法工艺简单,催化寿命长,而且克服了设备腐蚀和环境污染等缺点。本专利技术所使用的沸石分子筛改性方法为称取定量沸石分子筛原粉,放入三口瓶中,加入适量一定浓度的水溶性金属盐溶液,搅拌并加热,温度控制在95~100℃,交换24小时,过滤并洗涤至无金属盐的阴离子,于120℃下干燥1小时,在550℃下焙烧4小时,即得所需催化剂。其中沸石原粉可为硅铝比为40~80的任何沸石,优选β型或Y型沸石。水溶性金属盐可为任何有机酸或无机酸的金属盐,优选Fe、Co或Mg的硝酸盐或其混合物。本专利技术所用改性沸石分子筛催化剂在550℃下,通入空气,焙烧4小时,即可得到再生,使其恢复活性。在一个优选的实施方案中,本专利技术方法是在120~200℃,邻二甲苯/烷基化剂为1~5,压力为常压~3.0Mpa,空速为1~5h-1下进行的。用于本专利技术的烷基化剂为异丁烯、叔丁醇和甲基叔丁基醚等。本专利技术中邻二甲苯的转化率、4-叔丁基邻二甲苯的选择性、4-叔丁基邻二甲苯的收率的计算方法如下X邻二甲苯=(M4-叔丁基邻二甲苯+M其他邻二甲苯叔丁基化产物)/(M产物中邻二甲苯+M4-叔丁基邻二甲苯+M其他邻二甲苯叔丁基化产物)×100%S4-叔丁基邻二甲苯=M4-叔丁基邻二甲苯/(M4-叔丁基邻二甲苯+M其他邻二甲苯叔丁基化产物)×100%Y4-叔丁基邻二甲苯=X邻二甲苯×S4-叔丁基邻二甲苯其中X——反应物的转化率S——产物的选择性Y——产物的收率M——物质的摩尔含量下面用非限制实施例进一步说明本专利技术。实施例1称取50克Na含量为400ppm的Hβ沸石原粉放入带搅拌并装有回流冷凝器的三口烧瓶中,加入0.1mol/l的Co(NO3)2l水溶液500ml,于95℃下交换24小时,过滤并洗涤至无NO3-,于120℃下干燥1小时,然后在550℃下焙烧4小时,即得到Coβ沸石粉末,压片并破碎成40~60目。实施例2称取50克Na含量为400ppm的Hβ沸石原粉放入带搅拌并装有回流冷凝器的三口烧瓶中,加入0.1mol/l的Fe(NO3)3水溶液500ml,于95℃下交换24小时,过滤并洗涤至无NO3-,于120℃下干燥1小时,然后在550℃下焙烧4小时,即得到Feβ沸石粉末,压片并破碎成40~60目。实施例3称取50克Na含量为400ppm的Hβ沸石原粉放入带搅拌并装有回流冷凝器的三口烧瓶中,加入0.1mol/l的Mg(NO3)2水溶液500ml,于95℃下交换24小时,过滤并洗涤至无NO3-,于120℃下干燥1小时,然后在550℃下焙烧4小时,即得到Mgβ沸石粉末,压片并破碎成40~60目。实施例4-6依照实施例1、实施例2及实施例3制备改性沸石Coβ、Feβ和Mgβ的方法,通过Co、Fe、Mg的硝酸盐与HY交换制备改性沸石CoY、FeY、MgY,并压片破碎成40~60目。实施例7-14将改性后的Coβ、Feβ、Mgβ、CoY、FeY、MgY以及Hβ、HY沸石分子筛在固定床反应器中进行评价,其中Y型沸石分子筛评价120小时,β型沸石分子筛评价360小时,催化活性均未出现明显下降。反应器直径为1.5mm,催化剂填装高度大于5倍反应器直径,邻二甲苯和烷基化剂进料比为1/1(mol/mol),反应温度为180℃,空速为2h-1,常压。试验结果列于下表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合成4-叔丁基邻二甲苯的方法,包括邻二甲苯与一种烷基化剂在用水溶性金属盐经离子交换改性的沸石催化剂存在下反应。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种合成4-叔丁基邻二甲苯的方法,包括邻二甲苯与一种烷基化剂在用水溶性金属盐经离子交换改性的沸石催化剂存在下反应。2.根据权利要求1的方法,其中反应是在120~200℃的温度下,邻二甲苯/烷基化剂=1~5(摩尔比),常压~3.0Mpa,空速1~5h-1下进行...

【专利技术属性】
技术研发人员:王金良陈晓冬张信芳栗同林
申请(专利权)人:北京燕山石油化工公司研究院
类型:发明
国别省市:11[中国|北京]

网友询问留言 已有1条评论
  • 来自[山东省菏泽市移动] 2014年12月08日 14:01
    无色透明液体有类似甲苯的臭味密度0.88(水=1)3.66(空气=1)凝固点-25.5℃自燃点463℃爆炸极限1%~7%用作溶剂和涂料生产属于低毒类急性毒性LD501364mg/kg(小鼠静脉)生殖毒性大鼠吸入最低中毒浓度(TDL0):1500mg/m3
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