一種液相烷基化法分離間對(duì)甲酚的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)為一種液相烷基化法分離間對(duì)甲酚的方法。該方法利用異丁烯混合氣和間對(duì)甲酚混合物同時(shí)在液相狀態(tài)下，通過(guò)固定床反應(yīng)器發(fā)生烷基化反應(yīng)并分離得到間甲酚和對(duì)甲酚的新工藝，以異丁烯混合氣為烷化劑，間對(duì)甲酚混合物為原料，通過(guò)液相烷基化反應(yīng)并分離得到間甲酚和對(duì)甲酚純品。本發(fā)明專利技術(shù)克服了現(xiàn)有技術(shù)中氣相烷基化反應(yīng)中烷化劑低利用率和嚴(yán)重污染環(huán)境的不足，同時(shí)解決了氣相烷基化反應(yīng)中利用高純異丁烯作為烷化劑造成生產(chǎn)成本較高的缺陷。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種液相烷基化法分離間對(duì)甲酚的方法
本專利技術(shù)涉及一種液相烷基化法分離間對(duì)甲酚的方法，具體地講是液相烷基化反應(yīng)同時(shí)分離間甲酚和對(duì)甲酚的混合物，從而獲得高純度的間甲酚和對(duì)甲酚，屬于化工產(chǎn)品分離提純領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
甲酚是用途廣泛的有機(jī)化工中間體。其中，對(duì)甲酚可用于農(nóng)藥、染料、塑料、醫(yī)藥等工業(yè)部門。間甲酚是合成有機(jī)中間體的重要原料，同時(shí)，在彩色膠片顯影劑、合成樹(shù)脂、粘合劑等方面也有重要應(yīng)用。因此，高純度的間對(duì)甲酚都有著良好的市場(chǎng)前景和很大的發(fā)展?jié)摿Γ⑶覍?duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)和化工的發(fā)展有著極其重要的影響。但是迄今為止，國(guó)內(nèi)雖然做了很多利用烷基化法分離間對(duì)甲酚的工作，但是仍有很多缺陷，無(wú)法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。因此，實(shí)現(xiàn)間對(duì)甲酚的工業(yè)化在現(xiàn)階段顯得尤為重要。目前，國(guó)內(nèi)分離間對(duì)甲酚的技術(shù)多采用間歇式反應(yīng)釜，利用高純異丁烯和混合間對(duì)甲酚發(fā)生氣相烷基化反應(yīng)，得到烷基化產(chǎn)物，進(jìn)而分離得到高純間甲酚和對(duì)甲酚。中國(guó)專利CN101353293A公開(kāi)了一種以純異丁烯氣體為烷化劑，以酸性離子交換樹(shù)脂為催化劑，把精制混合甲酚原料烷基化并精餾獲得2-叔丁基對(duì)甲酚和6-叔丁基間甲酚的方法。其中，2-叔丁基對(duì)甲酚和6-叔丁基間甲酚之間的沸點(diǎn)僅相差6℃，分離這兩個(gè)產(chǎn)品將會(huì)增大費(fèi)用，相對(duì)困難。而且該專利技術(shù)所用的高純異丁烯價(jià)格昂貴，加大了生產(chǎn)成本。中國(guó)專利CN101863742A中以間甲酚和對(duì)甲酚的混合溶液為原料，在烷化劑和催化劑甲基萘磺酸的存在下，在反應(yīng)釜中進(jìn)行氣相烷基化反應(yīng)，并精餾該混合液，得到高純度2-叔丁基對(duì)甲酚和6-叔丁基間甲酚產(chǎn)品，得到的高純2-叔丁基對(duì)甲酚和6-叔丁基間甲酚分別在催化劑的存在下，進(jìn)行脫烷基化反應(yīng)并精餾，進(jìn)而分別得到高純間甲酚和對(duì)甲酚，脫烷基化產(chǎn)生的異丁烯回收利用。但是，該烷基化法中使用了離子液體酸催化劑，對(duì)設(shè)備具有很強(qiáng)的腐蝕性，并且烷基化后需要進(jìn)行堿洗和水洗以除去殘留的酸，若酸未能除盡，會(huì)使產(chǎn)物精餾過(guò)程中發(fā)生脫烴反應(yīng)，帶來(lái)很多問(wèn)題，提高了生產(chǎn)成本，催化劑也無(wú)法良好的循環(huán)利用，并且不能很好地控制副反應(yīng)，使產(chǎn)物難于分離。中國(guó)專利CN104496759A公開(kāi)了一種固定床烷基化分離間對(duì)甲酚的方法。該方法以固載酸性離子液體為催化劑，在固定床中，通入含有20％的甲基二叔丁基酚的混合間對(duì)甲酚原料和異丁烯氣體，進(jìn)行氣液烷基化反應(yīng)，再經(jīng)簡(jiǎn)單精餾得到4-甲基-2-叔丁基酚和3-甲基-4-叔丁基酚，然后以兩者的混合物為原料，再次通入固定床反應(yīng)器，分別進(jìn)行脫叔丁基反應(yīng)，最后得到對(duì)甲酚和間甲酚純品。該專利技術(shù)雖然可以連續(xù)生產(chǎn)，但是該專利技術(shù)中的烷基化反應(yīng)為氣液反應(yīng)，異丁烯在混酚液體里的停留時(shí)間太短，為了保證二者能夠充分的接觸，就必然要降低反應(yīng)的空速，單位時(shí)間內(nèi)減少處理量，而且造成氣體異丁烯的大量浪費(fèi)，并且嚴(yán)重污染環(huán)境。針對(duì)上述三個(gè)烷基化法分離間對(duì)甲酚的不足，本專利技術(shù)提出了一種液相烷基化法分離間對(duì)甲酚的新工藝。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于針對(duì)當(dāng)前技術(shù)中分離間對(duì)甲酚的技術(shù)多采用間歇式反應(yīng)釜，反應(yīng)過(guò)程中異丁烯不能與混酚充分接觸，浪費(fèi)嚴(yán)重，且該技術(shù)無(wú)法進(jìn)行連續(xù)化生產(chǎn)，不能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的缺陷，提供一種液相烷基化法分離間對(duì)甲酚的工藝。該方法利用異丁烯混合氣和間對(duì)甲酚混合物同時(shí)在液相狀態(tài)下發(fā)生烷基化反應(yīng)并分離得到間甲酚和對(duì)甲酚的新工藝，以異丁烯混合氣為烷化劑，間對(duì)甲酚混合物為原料，通過(guò)液相烷基化反應(yīng)并分離得到間甲酚和對(duì)甲酚純品，克服了現(xiàn)有技術(shù)中氣相烷基化反應(yīng)中烷化劑低利用率和嚴(yán)重污染環(huán)境的不足，同時(shí)解決了氣相烷基化反應(yīng)中利用高純異丁烯作為烷化劑造成生產(chǎn)成本較高的缺陷。本專利技術(shù)的技術(shù)方案為：一種液相烷基化法分離間對(duì)甲酚的方法，包括以下步驟：步驟(1)，將烷化劑在1.7～4.2MPa下加壓液化，使其為液相狀態(tài)；液相烷化劑和混酚進(jìn)入載有固體酸性催化劑的固定床反應(yīng)器中進(jìn)行液相烷基化反應(yīng)，其中，空速0.1～5h-1，反應(yīng)溫度50～110℃，得到烷基化產(chǎn)物；所述的烷化劑為異丁烯和助劑的混合氣，兩者同時(shí)加壓液化；其中，異丁烯的體積含量為10％～30％，所述的助劑為丁烷、丙烷和異丁烷中的一種或多種；所述的混酚為間甲酚和對(duì)甲酚，其中，間甲酚的質(zhì)量為混酚質(zhì)量的10％～90％；摩爾比異丁烯：混酚＝0.5～3:1。步驟(2)，將得到的烷基化產(chǎn)物進(jìn)入常壓塔，常壓塔的塔頂分離出異丁烯自聚產(chǎn)物，常壓塔的塔釜液進(jìn)入單叔丁基塔，單叔丁基塔的塔頂分離出單叔丁基產(chǎn)物和未參與反應(yīng)的間甲酚和對(duì)甲酚，單叔丁基塔的釜液進(jìn)入二叔丁基塔，二叔丁基塔的塔頂分離出2,6-二叔丁基對(duì)甲酚，二叔丁基塔的塔釜得到4,6-二叔丁基間甲酚。所述的常壓塔為理論板數(shù)為28～32的板式精餾塔，進(jìn)料位置在4～8塊板，塔頂溫度控制在80～100℃，回流比為1～5；單叔丁基塔為理論板數(shù)為38～43的減壓板式精餾塔，進(jìn)料位置在5～9塊板，塔頂溫度控制在100～130℃，回流比為1～5，塔壓控制在65～70KPa；二叔丁基塔為理論板數(shù)為62～69的減壓板式精餾塔，進(jìn)料位置在7～11塊板，塔頂溫度控制在160～190℃，回流比為1～5，塔壓控制在18～25KPa。步驟(3)，分離得到的2,6-二叔丁基對(duì)甲酚在100～180℃下通過(guò)裝有固體酸性催化劑的固定床反應(yīng)器，按空速0.1～3h-1并在常壓條件下進(jìn)行脫烷基，得到對(duì)甲酚；得到的4,6-二叔丁基間甲酚在100～180℃下通過(guò)裝有固體酸性催化劑的固定床反應(yīng)器，按空速0.1～3h-1并在常壓條件下進(jìn)行脫烷基，得到間甲酚。烷基化過(guò)程優(yōu)選空速為3～5h-1。兩個(gè)脫烷基過(guò)程優(yōu)選空速均為1～2h-1。烷基化過(guò)程和脫烷基過(guò)程中所述的固體酸性催化劑均為Amberlyst15型離子交換樹(shù)脂。本專利技術(shù)的有益效果為(1)該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了烷化劑與混合間對(duì)甲酚的液相烷基化反應(yīng)，使烷化劑中的異丁烯能夠完全溶解在原料中，增加了二者的接觸面積，提高了混酚的轉(zhuǎn)化率和異丁烯的利用率。該技術(shù)下對(duì)甲酚轉(zhuǎn)化率最高為91.43％，間甲酚轉(zhuǎn)化率最高為95.50％，相對(duì)于氣相烷基化反應(yīng)中異丁烯的低利用率，該技術(shù)所用烷化劑中異丁烯全部參與反應(yīng)生成烷基化產(chǎn)物，其利用率幾乎為100％。(2)該技術(shù)所用的烷化劑為液相狀態(tài)，能與原料充分接觸，彌補(bǔ)了氣液反應(yīng)接觸不充分的缺陷，氣相烷基化中反應(yīng)空速不到1.0h-1，處理量很小，該技術(shù)采用的空速能達(dá)5.0h-1，極大地提高了處理量，即在單位時(shí)間內(nèi)，該技術(shù)下的烷基化反應(yīng)能生產(chǎn)更多的烷基化產(chǎn)物，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。(3)該技術(shù)中烷化劑能與原料充分接觸，因而反應(yīng)能夠進(jìn)行地更為徹底，進(jìn)而能夠生成2,6-二叔丁基對(duì)甲酚和4,6-二叔丁基間甲酚，二者沸點(diǎn)相差近20℃，相對(duì)于氣相烷基化反應(yīng)得到沸點(diǎn)僅相差6℃的2-叔丁基對(duì)甲酚和6-叔丁基間甲酚，分離2,6-二叔丁基對(duì)甲酚和4,6-二叔丁基間甲酚更為簡(jiǎn)易。(4)該技術(shù)中脫烷基過(guò)程所得的高純異丁烯可以回收利用，也可以高價(jià)出售，有利于循環(huán)經(jīng)濟(jì)，減少環(huán)境污染。附圖說(shuō)明圖1為本專利技術(shù)一種液相烷基化法分離間對(duì)甲酚的流程示意圖。1-烷化劑進(jìn)料泵2-混酚進(jìn)料泵3,9,13-固定床反應(yīng)器4-背壓閥5,11,15-產(chǎn)品罐6-常壓塔7-單叔丁基塔8-二叔丁基塔10,14,12,16,17-單向閥具體實(shí)施方式本專利技術(shù)烷基化工藝具體實(shí)施方案參照附圖詳細(xì)說(shuō)明如下：圖1所示實(shí)例表明本專利技術(shù)一種液相烷基化法分離得到間甲酚和對(duì)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種液相烷基化法分離間對(duì)甲酚的方法，其特征為該方法包括以下步驟：步驟（1），將烷化劑在1.7~4.2MPa下加壓液化，使其為液相狀態(tài)；液相烷化劑和混酚進(jìn)入載有固體酸性催化劑的固定床反應(yīng)器中進(jìn)行液相烷基化反應(yīng)，其中，空速0.1~5h

【技術(shù)特征摘要】
1.一種液相烷基化法分離間對(duì)甲酚的方法，其特征為該方法包括以下步驟：步驟（1），將烷化劑在1.7~4.2MPa下加壓液化，使其為液相狀態(tài)；液相烷化劑和混酚進(jìn)入載有固體酸性催化劑的固定床反應(yīng)器中進(jìn)行液相烷基化反應(yīng)，其中，空速0.1~5h-1，反應(yīng)溫度50~110℃，得到烷基化產(chǎn)物；所述的烷化劑為異丁烯和助劑的混合氣，兩者同時(shí)加壓液化；其中，異丁烯的體積含量為10%~30%，所述的助劑為丁烷、丙烷和異丁烷中的一種或多種；摩爾比異丁烯：混酚=0.5~3:1；步驟（2），將得到的烷基化產(chǎn)物進(jìn)入常壓塔，常壓塔的塔頂分離出異丁烯自聚產(chǎn)物，常壓塔的塔釜液進(jìn)入單叔丁基塔，單叔丁基塔的塔頂分離出單叔丁基產(chǎn)物和未參與反應(yīng)的間甲酚和對(duì)甲酚，單叔丁基塔的釜液進(jìn)入二叔丁基塔，二叔丁基塔的塔頂分離出2,6-二叔丁基對(duì)甲酚，二叔丁基塔的塔釜得到4,6-二叔丁基間甲酚；步驟（3），分離得到的2,6-二叔丁基對(duì)甲酚在100~180℃下通過(guò)裝有固體酸性催化劑的固定床反應(yīng)器，按空速0.1~3h-1并在常壓條件下進(jìn)行脫烷基，得到對(duì)甲酚；得到的4,6-二叔丁基間甲酚在100~180℃下通過(guò)裝有固體酸性催化劑的固定床反應(yīng)器，按空...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：呂建華，高姍姍，劉志遠(yuǎn)，李品，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：河北工業(yè)大學(xué)，天津市昊永化工工程有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：天津,12