[发明专利]以苯和碳酸二乙酯为原料的催化合成乙基苯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化合成乙基苯的方法，特指一种以苯和草酸二乙酯为原料的合成方法。

背景技术

乙基苯是生产苯乙烯的主要原料，苯乙烯主要用于生产聚苯乙烯及其共聚物如丁苯橡胶等。乙苯主要由苯和乙烯烷基化制得，目前，大型乙苯生产装置均以乙烯为烷基化剂(CN1128249A，USP3929672，USP4169111，USP4459426)。但是随着全球石油资源的逐渐减少，乙烯的产量也将受到严重的影响，并且其成本也将会逐渐增加。近年来有研究者以乙醇为烷基化试剂与苯反应制乙苯，但由于乙醇活性较低，并且在高温下容易积碳，导致催化剂失活较快(潘履让，李赫暄.碱土金属氧化物改性的HZSM-5表面酸性和苯、乙醇烷基化反应活性、选择性研究.高等学校化学学报，1990，11(6)：617-621；赵国春，陆仁杰，施百先.苯与乙醇烷基化制乙苯的研究.化学反应工程与工艺，1992，8(2)：219-223)。使用草酸二乙酯为烷基化试剂就可以有效的克服这些问题。传统的草酸酯合成采用醇与草酸酯化反应的传统工艺路线存在工艺落后、能耗高、消耗大量的烧碱和硫酸等缺点，无法满足现代化工业发展的要求。现在国内外竞相开展CO与亚硝酸酯常压气相催化合成草酸酯的研究，特别是对草酸二乙酯的研究取得了良好的效果，工业生产趋于成熟(陈锦文，马新宾，许根慧，一氧化碳气相偶联合成草酸二乙酯的研究，燃料化学学报，1994，22(1)：37-41)。利用CO气相催化合成草酸酯是我国C1化学工业的一项重大研究开发项目，在国际上也是一项开拓性的大化工新工艺、新技术。所有这些都为开展草酸二乙酯的应用及下游产品提供了保障。随着草酸酯生产的不断扩大，积极开展其下游产品也是必须的。

发明内容

本发明的目的就是提供一种廉价、高效催化合成以苯和碳酸二乙酯为原料的催化合成乙基苯的方法。具体方案如下：

其特征在于该反应以苯和草酸二乙酯为原料，以ZSM-5分子筛或β分子筛等酸性分子筛为催化剂，反应条件为：温度300～400℃，原料摩尔配比苯∶草酸二乙酯2∶1～6∶1，体积空速为1-5h-1。

所用催化剂ZSM-5分子筛可以是H型的，也可以是Na型的，硅铝比为25～250。

所用催化剂β分子筛可以是H型的，也可以是Na型的，硅铝比为25～50。

本发明提出的合成乙基苯的方法的优点是有效克服石油路线限制，具有原料廉价易得，来源广泛，催化效率高等优点，为乙基苯的合成开辟了一条新路。

实施例1

采用硅铝比为150的HZSM-5为催化剂，以苯和草酸二乙酯为原料，其摩尔比为苯∶草酸二乙酯4∶1，反应温度300℃，体积空速为1h^-1，在线反应10小时。

苯的转化率达到37.6％，乙基苯选择性为69.3％。

实施例2

采用硅铝比为150的HZSM-5为催化剂，以苯和草酸二乙酯为原料，其摩尔比为苯∶草酸二乙酯4∶1，反应温度360℃，体积空速为1h^-1，在线反应10小时。

苯的转化率达到44.3％，乙基苯选择性为81％。

实施例3

采用硅铝比为150的HZSM-5为催化剂，以苯和草酸二乙酯为原料，其摩尔比为苯∶草酸二乙酯4∶1，反应温度400℃，体积空速为1h^-1，在线反应10小时。

苯的转化率达到41.7％，乙基苯选择性为75.6％。

实施例4

采用硅铝比为150的HZSM-5为催化剂，以苯和草酸二乙酯为原料，其摩尔比为苯∶草酸二乙酯2∶1，反应温度400℃，体积空速为1h^-1，在线反应10小时。

苯的转化率达到52.6％，乙基苯选择性为70.3％。

实施例5

采用硅铝比为150的HZSM-5为催化剂，以苯和草酸二乙酯为原料，其摩尔比为苯∶草酸二乙酯6∶1，反应温度400℃，体积空速为1h^-1，在线反应10小时。

苯的转化率达到33.8％，乙基苯选择性为85.2％。

实施例6

采用硅铝比为150的HZSM-5为催化剂，以苯和草酸二乙酯为原料，其摩尔比为苯∶草酸二乙酯4∶1，反应温度400℃，体积空速为3h^-1，在线反应10小时。

苯的转化率达到43.6％，乙基苯选择性为81.2％。

实施例7