[发明专利]丝光沸石气相催化甲苯与叔丁醇生产对叔丁基甲苯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产对叔丁基甲苯的方法，特别是涉及一种丝光沸石气相催化甲苯与叔丁醇生产对叔丁基甲苯的方法。

背景技术

叔丁基甲苯作为一类重要的化工中间体，其临、间、对三种同分异构体均具有重要用途，特别是对叔丁基甲苯，其氧化后得到的对叔丁基苯甲酸，是一种重要的有机合成中间体，可用作金属加工切削液、润滑油添加剂等；经氯代后的对叔丁基苄基氯是重要的农药，医药生产中间体，经氧化后的对叔丁基苯甲醛是精细化工产品和食品工业的重要原料。工业上，合成叔丁基甲苯的生产工艺多采用甲苯和异丁烯作为反应的原料，采用液体酸作催化剂如浓硫酸、HF，但此类催化剂存在对环境污染严重且催化剂回收效率不高等缺点。

Kostrab等采用大孔的氢型以及铈元素改性的氢型丝光沸石分子筛作为反应的催化剂（Si/Al=10.5），以甲苯与叔丁醇为原料液相合成对叔丁基甲苯，甲苯转化率60%左右，对叔丁基甲苯选择性80%左右。

中国专利CN 102199068 A公布了一种采用介微孔复合型分子筛催化剂，以甲苯和叔丁醇为原料，间歇液相合成叔丁基甲苯的方法。使用的催化剂介微孔复合型分子筛中微孔分子筛为beta沸石（Hβ），介孔分子筛为MCM-41，在甲苯与叔丁醇摩尔比为1:2~6，催化剂投加量为甲苯重量的5~30%，160~240 ℃的条件下，反应2~8小时，甲苯转化率64~72 %，对叔丁基甲苯选择性 82~89 %。

发明内容

本发明的目的在于提供一种丝光沸石气相催化甲苯与叔丁醇生产对叔丁基甲苯的方法，该方法在较温和的反应条件下连续生产对叔丁基甲苯，克服了传统生产方法中液体酸催化剂腐蚀设备、造成环境污染，以及间歇液相反应生产强度大，产率低的不足。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种丝光沸石气相催化甲苯与叔丁醇生产对叔丁基甲苯的方法，其特征在于，所述方法包括如下过程：采用丝光沸石分子筛，n(SiO₂)/n(Al₂O₃)=30，经550 ℃活化处理3小时制得；或经0.2 mol/L的NaOH溶液100 ℃下处理4h后，再经550 ℃ 焙烧制得；将甲苯与叔丁醇以摩尔比1:1~1:6混合，用泵打入蒸发器，气化后进入固定床积分反应器中，在反应温度150～190℃，液空速1~ 8 ml/g_cat·h的条件下气相合成对叔丁基甲苯。产物经冷却后，得到对叔丁基甲苯。

本发明的优点与效果是：

本发明采用气相连续催化甲苯与叔丁醇合成对叔丁基甲苯，适于大规模连续生产，催化剂为丝光沸石分子筛，经550 ℃活化处理3小时制得；或经0.2 mol/L的NaOH溶液100 ℃下处理4h后，再经550 ℃ 焙烧制得。该方法在较温和的反应条件下连续生产对叔丁基甲苯，克服了传统生产方法中液体酸催化剂腐蚀设备、造成环境污染，以及间歇液相反应生产强度大，产率低的不足。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

实施例1：

反应条件：原料摩尔配比为1:4（甲苯：叔丁醇），体积液空速为2 ml/g_cat·h，催化剂为经550 ℃活化处理3小时丝光沸石分子筛催化剂，采用不同的反应温度进行气固相连续反应10小时，结果见附表1。

附表1 不同反应温度下的催化性能

实施例2：

反应条件：反应温度为180℃，原料摩尔配比（甲苯：叔丁醇）1:4，催化剂为经550 ℃活化处理3小时丝光沸石分子筛催化剂，采用不同的液空速进行气固相连续反应10小时，结果见附表2。

附表2 不同液空速下的催化性能

实施例3：

反应条件：进料空速4 ml/g_cat·h、反应温度180℃，催化剂为经550 ℃活化处理3小时丝光沸石分子筛催化剂，采用不同的原料配比（甲苯：叔丁醇）进行气固相连续反应10小时，结果见附表3。

附表3 不同甲苯/叔丁醇配比下的催化性能

实施例4：