[发明专利]一种叔丁基甲基苯酚催化裂解制备异丁烯的方法

说明书

本发明公开了一种叔丁基甲基苯酚催化裂解制备异丁烯的方法，在流化床反应器中采用酸性分子筛催化剂将叔丁基甲基苯酚催化裂解为异丁烯和甲基苯酚。本发明通过使用可再生的酸性分子筛催化剂，使得反应时间明显缩短，反应的原料转化率高于99.5％，产物的选择性高于99％，纯度高于99.5％；与传统工艺相比，本方法没有废水产生、催化剂再生产生微量二氧化碳可并入二氧化碳处理装置、催化剂可再生重复利用、反应时间短、产品分离简单、产品收率和产品纯度高、生产成本低等优点，是一种极具市场化前景的技术。

发明领域

本发明属于精细化学品技术领域，具体涉及一种采用酸性分子筛催化剂催化裂解叔丁基甲基苯酚制备异丁烯的方法。

背景技术

石油炼化过程中抽提的混酚成分复杂，需要通过特殊分离才能得到较纯的酚，尤其在分离甲酚过程中常用到烷基化(一般用叔丁基)-脱烷基化反应分离制备高纯度甲酚。叔丁基的脱除在酸性催化剂作用下可顺利进行，但常用催化剂存在诸多问题：使用后处理产生大量废水的，如浓硫酸、三氟乙酸等质子酸等；使用后活性基团流失而产生大量废固的，如经浓硫酸改性的固体酸、酸性树脂、碳系固体强酸、硫酸烷基酯等；也有对原料中水份含量要求苛刻且需要中和水洗处理从而产生废水固废的，如三氯化铝、与醇及其类似物构成的氯化铝、与酚及其类似物构成的氯化铝等。同时，上述催化剂催化脱烃效果不理想，导致甲基苯酚的收率及纯度不高，异丁烯自聚体含量高等。

常规脱烃反应要求温度在190～220℃，国内外许多专利中也提到用酸性树脂代替常规的酸性催化剂，但树脂的耐热性差，随反应时间的延长催化效果会急剧下降，使用寿命达不到工业的要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种采用酸性分子筛催化剂催化裂解叔丁基甲基苯酚制备异丁烯的方法，在流化床反应器中，通过使用可再生-循环使用的酸性分子筛催化剂，将叔丁基甲基苯酚催化裂解，最终获取高纯度甲酚与异丁烯，解决了现有的产品收率低、纯度低、异丁烯自聚体含量高、所用催化剂使用寿命达不到工业要求的问题。具体反应式如下：

所述叔丁基甲基苯酚催化裂解制备异丁烯的方法，所采用的催化剂为酸性分子筛催化剂，其具体步骤为：

采用流化床反应器，从催化剂入口由载气带入催化剂，从原料入口由载气带入叔丁基甲基苯酚，二者混合后在流化床反应器的反应段充分反应生成产物，产物与催化剂在流化床顶部旋分作用下彻底分离，气相线获得异丁烯，液相线获得甲基苯酚。

所述载气为氮气。

所述流化床反应器中叔丁基甲基苯酚入口段温度40-90℃，催化剂入口段温度90-120℃，反应段温度150-210℃。

所述叔丁基甲基苯酚与催化剂在流化床反应器的停留时间为5-20min。

所述反应停留段后控制温度50-100℃；

所述催化剂经分离后进入再生炉再生后继续参与反应。

所述叔丁基甲基苯酚为叔丁基取代间甲酚、叔丁基取代对甲酚、叔丁基取代邻甲酚中的一种。

所述催化剂为SH-ZSMN-21、SH-ZSMN-22、SH-ZSMN-24催化剂中的一种或几种的混合物。所述催化剂可以是石油催化裂化装置所回收的催化剂(其中原催化剂采购于美国雅宝公司的ZSM系列催化剂)，也可以是直接采购的美国雅宝公司的ZSM系列催化剂，其中使用寿命最长，循环利用后催化剂回收率最高的是SH-ZSMN-22。

本发明所述的酸性分子筛催化剂与常规催化剂比，具有以下优点：

(1)所述催化剂呈多孔粒度微球状，比表面积大，流动性好，适用于流化床反应器；与普通酸性催化剂比，大大缩短反应时间；