[发明专利]一种烷基化合成对二甲苯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烷基化合成对二甲苯的制备方法，属于有机合成领域。

背景技术

对二甲苯是合成聚酯纤维的重要原料。目前工业上主要采用混合二甲苯异构化、甲苯与C9芳烃歧化和甲苯选择性歧化等方法生产对二甲苯。前两种方法得到的对二甲苯在二甲苯三种异构体中的平衡浓度仅为24%，由于异构体之间沸点接近，分离条件相当苛刻，设备要求高且耗能；而在甲苯选择性歧化反应中，需要用两摩尔甲苯才能生成一摩尔纯度85%以上的对二甲苯，甲苯利用率低，生产成本高；甲苯与甲基化试剂直接合成高浓度的对二甲苯工艺是目前研究较多的一种合成工艺，如专利CN 1224408A、CN 1721378A、CN 1234653A等都有公开报道。

但如何在获得高选择性的对二甲苯同时保持高的甲苯转化率是现有技术中存在的问题。与甲醇相比，碳酸二甲酯是一种反应活性较高的甲基化试剂，例如，专利ZL 200810124604.7公开了一种以碳酸二甲酯为甲基化试剂与甲苯烷基化合成对二甲苯，选择硅铝比为100的MCM-22分子筛为催化剂，以甲苯和碳酸二甲酯为原料，摩尔比为甲苯：碳酸二甲酯6：1，反应温度360℃，甲苯的转化率为21.5%，对二甲苯的选择性为76.3%，可以看出，甲苯的转化率仍然较低，由此直接导致对二甲苯的收率很低。本发明尝试选用反应活性高的碳酸二甲酯为甲基化试剂，选用经改性后的MCM-22分子筛为催化剂，并优化甲苯与碳酸二甲酯的反应条件，以期得到较高的反应收率。

发明内容

本发明的目的在于针对甲苯与碳酸二甲酯烷基化合成对二甲苯中存在的对二甲苯收率低的问题而提供一种高效合成对二甲苯的制备方法。

实现本发明目的所采用的技术方案如下：

通过硅沉积改性的MCM-22分子筛为催化剂，甲苯和碳酸二甲酯为反应原料，所采用的反应条件为：反应温度为380℃，反应原料的摩尔配比甲苯：碳酸二甲酯为4：1，质量空速为1h^-1。

所述的硅沉积改性的MCM-22分子筛，其改性方法为：取一定量的粉末状H型MCM-22分子筛，硅铝比为50，将其浸渍于质量分数为10%的硅油正己烷溶液中，其中MCM-22分子筛与硅油正己烷溶液的质量比为1:（0.5～2），常温下搅拌1～2小时，然后置于90℃水浴中，蒸干正己烷溶液，最后将沉积硅油的MCM-22分子筛置于马弗炉中，升温至550℃，焙烧3小时，自然冷却即得。

本发明所提供的硅沉积改性的MCM-22分子筛催化剂，通过较优的反应条件，在甲苯转化率基本不降低的情况下提高对二甲苯的选择性，从而提高了对二甲苯的收率。

具体实施方式

实施例1

取10克粉末状的H型MCM-22分子筛，硅铝比为50，将其浸渍于5克质量分数为10%的硅油正己烷溶液中，常温下搅拌1小时，然后置于90℃水浴中，蒸干正己烷溶液，最后将沉积硅油的MCM-22分子筛置于马弗炉中，升温至550℃，焙烧3小时，自然冷却即得所需的催化剂。

以甲苯和碳酸二甲酯为原料，所采用的反应条件为：反应温度为380℃，反应原料的摩尔配比甲苯：碳酸二甲酯为4：1，质量空速为1h^-1。

实施例2

取10克粉末状的H型MCM-22分子筛，硅铝比为50，将其浸渍于10克质量分数为10%的硅油正己烷溶液中，常温下搅拌1小时，然后置于90℃水浴中，蒸干正己烷溶液，最后将沉积硅油的MCM-22分子筛置于马弗炉中，升温至550℃，焙烧3小时，自然冷却即得所需的催化剂。

以甲苯和碳酸二甲酯为原料，所采用的反应条件为：反应温度为380℃，反应原料的摩尔配比甲苯：碳酸二甲酯为4：1，质量空速为1h^-1。

实施例3

取10克粉末状的H型MCM-22分子筛，硅铝比为50，将其浸渍于20克质量分数为10%的硅油正己烷溶液中，常温下搅拌1小时，然后置于90℃水浴中，蒸干正己烷溶液，最后将沉积硅油的MCM-22分子筛置于马弗炉中，升温至550℃，焙烧3小时，自然冷却即得所需的催化剂。

以甲苯和碳酸二甲酯为原料，所采用的反应条件为：反应温度为380℃，反应原料的摩尔配比甲苯：碳酸二甲酯为4：1，质量空速为1h^-1。

对比例1

仅改变反应温度，取反应温度为360℃，其他条件同实施例2。

对比例2

仅改变反应温度，取反应温度为400℃，其他条件同实施例2。

对比例3