[发明专利]一种固定床烷基化分离间对甲酚的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种固定床烷基化分离间对甲酚的方法，具体的说是用于分离间甲酚和对甲酚混合物，获得高纯度间甲酚和对甲酚的方法，属于化工分离提纯领域。

技术背景

间、对甲酚是重要的精细化工中间体，由甲酚开始的有机化工和合成工业十分发达，其产品涵盖了包括树脂、医药、染料、香料、抗氧化剂等在内的许多行业。

随着下游产品的开发利用，工业上大量需要的都是质量含量(下同)大于99.0％以上的高纯度产品，致使得质量含量≥99.0％，尤其是≥99.5％的高纯甲酚愈来愈紧俏。为了得到高纯度的化工产品，必须使用高纯度的对甲酚或间甲酚作原料。而在工业生产中我们都是采用化学合成法或从煤焦油中提取得到间对甲酚的混合物，那就需要对混合间对甲酚进行分离。但是由于间甲酚和对甲酚的沸点分别为202.23℃和201.94℃，差别相当微小，仅为0.29℃，采用普通精馏方法根本无法使其分离。目前常用分离间对甲酚的方法有结晶分离法、吸附法、络合物法、烷基化法。除此之外，类螯合法、联苯胺加成结晶、磺化分离法和共沸蒸馏法也有使用于分离间对甲酚。

美国专利US4032581利用间、对甲酚熔点的差异发明了在一个相对高的压力下对间、对甲酚混合物进行结晶处理的方法，即结晶分离法。当混合甲酚中对甲酚含量大于60％时，结晶析出纯对甲酚；若间甲酚含量大于88％，则析出纯间甲酚，但如果间甲酚含量在40％-88％之间，结晶就不能进行。美国专利US3406527利用高压下甲酚异构体熔点升高的原理，在高压100-300MPa和较高温度300-800℃下，结晶分离甲酚混合物。用高压结晶分离法获得的对甲酚纯度高达98％。但采用高压对工业设备和技术要求较高。美国专利US3725485通过间甲酚与异丁醛的选择性缩合反应，将对甲酚从甲酚混合物中分离提纯，但是存在间甲酚与醛形成的缩合物不可回收利用的弊端。Marku等人利用间、对甲酚的沸点比较接近，容易形成共沸的特点，在共沸混合物中加入第三组分，该组分与原共沸混合物中的一种或两种组分形成沸点比原来组分和原来共沸物沸点更低的，新的具有最低共沸点的共沸物，使组分间的相对挥发度增大，发明了共沸精馏法分离。具体是在对甲酚钠存在的条件下，对甲酚与水(夹带剂)共沸蒸出，而间甲酚则由塔底排出。但方法能耗过高，现已淘汰不再采用。美国专利US2297588发明了使用烷基化法分离间对甲酚的方法，用间对甲酚混合液和异丁烯为原料，用硫酸作为催化剂进行烷基化反应，再将得到反应混合物水洗分离出烷基化混合产物，经简单蒸馏后即可得到纯化的烷基化产物，再分别进行脱烷基化反应即可得到两种分离的异构体。中国专利CN101863742以间甲酚、对甲酚混合溶液为原料，在烷化剂和催化剂甲基苯磺酸混合溶液，精馏该混合液，得到高纯2-叔丁基对甲酚和6-叔丁基间甲酚产品，得到的高纯2-叔丁基对甲酚和6-叔丁基间甲酚分别在催化剂的存在下，进行脱烷基化反应并精馏，得到高纯间甲酚和对甲酚产品。但是以上这两种烷基化法中使用了液体酸(硫酸，甲基苯磺酸)催化剂，对设备具有很强的腐蚀性，并且烷基化后需进行碱洗和水洗以除去残留的酸，若酸未能除尽，会使产物精馏过程发生脱烃反应，带来很多问题，使生产成本提高，催化剂不能良好的循环利用，并且不能很好地控制副反应，使产物很难分离。

针对传统的烷基化法分离间对甲酚的不足，本发明提出了一种固定床烷基化分离间对甲酚的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，为了克服现有技术中间对混合甲酚分离的上述不足，提供一种间对混合甲酚分离方法。

本发明所要解决的上述技术问题，通过以下技术方案予以实现：

本发明的一种负载酸性离子液体催化固定床烷基化分离间对甲酚的方法，以固载酸性离子液体为催化剂，在固定床中，同时通入含不高于20％质量的甲基二叔丁基酚的混合间对甲基酚原料和异丁烯，进行烷基化反应，反应温度为40～100℃。反应生成甲基单叔丁基酚和甲基二叔丁基酚的混合物；反应所生成的混合物经精馏得到混合间对甲酚、4-甲基-2-叔丁基酚、3-甲基-4-叔丁基酚和高沸点的甲基二叔丁基酚。所得到的高沸点的甲基二叔丁基酚与混合间对甲基酚混合，高沸点的甲基二叔丁基酚所占质量百分数不超过20％，得到的混合物作为原料使用。得到的4-甲基-2叔丁基酚在100～180℃下通过装有固载酸性离子液体催化剂的固定床反应器，空速为0.1～10h-1，脱除叔丁基，得到对甲基酚；得到的3-甲基-4-叔丁基酚在100～180℃下通过装有固载酸性离子液体催化剂的固定床反应器，空速为0.1～10h-1，脱除叔丁基，得到间甲酚。