[发明专利]一种生物基对二甲苯的制备方法

说明书

本发明涉及一种生物基PX的制备方法，该方法通过2,5‑己二酮和乙烯反应制得生物基PX，其中，所述2,5‑己二酮是由生物质转化获得的生物基2,5‑己二酮。该方法具有反应路径简短，操作简单，易于大规模制备的优点，为生物基PX的工业化生产提供先进的技术支持，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于生物基化学品领域，涉及一种生物基对二甲苯(PX)的制备方法。

背景技术

对二甲苯，英文名称为para-xylene，简称PX。其主要的用途是进一步氧化制对苯二甲酸，随后对苯二甲酸和乙二醇聚合制备聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。进而被广泛地应用于制造聚酯塑料和聚酯纤维。

一直以来，我国对PX需求逐年递增。近年来，我国对PX的需求量年增长率达到了6.6％。2020年我国PX需求量将达2850万吨。因此，目前迫切需要增加产能，同时，要求进行芳烃原料的多元化以及创新生产技术。

传统的PX生产是基于石油的炼制工艺，导致PX的价格受石油价格波动的影响很大，而且由于安全和环境问题，引起了社会上的广泛争议。近年来，生物基PX的研究兴起，由于其具有原料可再生的优势，因此，其成为取代石油基PX，减轻对石油资源的依赖的具有前景的芳烃原料之一。

专利CN104334733A报导了由生物质葡萄糖首先转化为乙醇，乙醇再分别转化为2-丁烯和1,3-丁二烯，随后2-丁烯和1,3-丁二烯反应生成4,5-二甲基环己-1-烯，然后脱氢环化成邻二甲苯，最后异构化为PX，共需6步。专利CN105712817B报导了生物质来制备异戊二烯和丙烯醛，异戊二烯和丙烯醛反应得甲基环己烯甲醛，随后经脱氢芳化，再经加氢脱氧后制得PX，共需5步。专利CN103814005A和WO2013/040514Al报导了由2,5-二甲基呋喃制备PX的路径，而2,5-二甲基呋喃须由葡萄糖等转化为5-羟甲基糠醛，随后加氢脱氧制备，也即由生物质至少需3步制得PX。上述由生物质制备生物基PX的步骤最少的也有3步，制备路径较长，难以大规模生产生物基PX。

因此，目前存在的问题是需要研究开发一种生物基PX的制备方法，该方法制备生物基PX的路径简短，易于大规模生产生物基PX。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，一种生物基PX的制备方法。该方法制备生物基PX的路径简短，易于大规模生产生物基PX。

为此，本发明提供了一种生物基对二甲苯的制备方法，其通过2,5-己二酮和乙烯反应制得生物基PX，其中，所述2,5-己二酮为生物基2,5-己二酮。

根据本发明，所述方法包括：向含有2,5-己二酮的反应物料液Ⅱ中充入乙烯，反应制得生物基PX。

在本发明的一些实施例中，在所述反应物料液Ⅱ中，2,5-己二酮的摩尔浓度≥0.2M，优选为0.5-3M。

根据本发明的一些实施方式，在所述反应物料液Ⅱ中还含有固体酸催化剂；优选地，所述固体酸催化剂包括Beta分子筛类固体酸催化剂和/或磷酸盐类固体酸催化剂，其中，所述Beta分子筛类固体酸催化剂包括H-Beta、Sn-Beta和P-Beta中的一种或几种；和/或，所述磷酸盐类固体酸催化剂包括磷酸锡、磷酸铝和磷酸钛中的一种或几种。

在本发明的一些实施例中，在所述反应物料液Ⅱ中，所述固体酸催化剂与2,5-己二酮的质量比为(0.01-1):1，优选为(0.1-0.5):1。

根据本发明的一些实施方式，在所述反应物料液Ⅱ中还含有溶剂；所述溶剂包括二氯甲烷、环己烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、四氢呋喃和1,4-二氧六环中的一种或几种。

根据本发明方法，充入乙烯的压力为1.0-10.0MPa，优选为1.5-5.0MPa。

在本发明的一些实施例中，所述反应的温度为200-400℃，优选为240-320℃。