專利名稱：一種合成苯乙醚的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機化工中一種合成苯乙醚的方法，具體來說是提供一種環(huán)境友好、低污染、高效合成苯乙醚的方法。
背景技術(shù)：
苯乙醚的傳統(tǒng)合成方法有以下幾種(i)由苯酚和溴乙烷在堿性條件下加熱反應(yīng)合成(皺德琴，周威.遼寧化工.1996，96049-51)；(ii)將苯酚溶于25％乙醇溶液中，加入溴乙烷反應(yīng)合成；(iii)用聚乙二醇作為相轉(zhuǎn)移催化劑，由苯酚與溴乙烷合成(北京大學(xué)化學(xué)系，有機化學(xué)實驗，北京北京大學(xué)出版社，1990，58)；(iv)以四丁基溴化銨作為相轉(zhuǎn)移催化劑，水作溶劑，在堿性條件下，使苯酚和溴乙烷反應(yīng)合成苯乙醚(馬鴻飛.鹽城工學(xué)院學(xué)報.1998(3)21-24)。這些方法雖然可行，但產(chǎn)率較低，有些條件還非常苛刻，或成本較高，都對反應(yīng)有一定的限制。
以苯酚為原料，采用碳酸二乙酯(DEC)作為乙基化試劑合成苯乙醚，取得了成不僅避免了傳統(tǒng)工藝的一些缺點，尤其是采用DEC的無污染原料，其排放到環(huán)境中會慢慢分解為二氧化碳和乙醇兩種物質(zhì)(馬新賓.張震.石海峰.陳學(xué)成.王勝等，化學(xué)通報，2003(8)528)。美國環(huán)境保護局的化學(xué)品參考指出DEC(CAS#105-58-8)在現(xiàn)有的情報資源中還沒有發(fā)現(xiàn)環(huán)境問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種環(huán)境友好、低污染、高效合成苯乙醚的方法。具體來說就是以綠色化學(xué)品碳酸二乙酯為烷基化試劑與苯酚在氣固相連續(xù)流動反應(yīng)裝置中一步合成。本發(fā)明所采用的催化劑是以堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽、乙酸鹽或氫氧化物為活性組分，以活性炭或NaY分子篩為載體的負載型催化劑。
本發(fā)明的目的按照下述方案實現(xiàn)制備合成苯乙醚負載型催化劑的方法是將堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽、乙酸鹽或氫氧化物配成與載體體積相同的溶液，在攪拌的情況下將一定粒度(20～80目)的活性炭或NaY分子篩加入其中，攪拌均勻，放入真空干燥器中浸漬12～24小時后取出在120～150℃下干燥5～10小時，備用。
上述制備負載型催化劑是活性組分以碳酸鉀效果較好。
上述負載型催化劑活性組分(堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽、乙酸鹽或氫氧化物)的負載量為催化劑質(zhì)量的1％～50％，其中以20％效果較好。
合成反應(yīng)在連續(xù)流動固定床反應(yīng)器上進行，反應(yīng)溫度為200～380℃，其中以320℃下效果較好。原料苯酚和碳酸二乙酯的摩爾比為2∶1～1∶4，其中以1∶4效果較好。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比優(yōu)點在于原料低毒，催化劑制備簡單、易行，且選擇性和轉(zhuǎn)化率都較高，產(chǎn)物后處理方便。使用綠色化學(xué)品碳酸二乙酯為烷基化試劑與苯酚在氣固相連續(xù)流動反應(yīng)裝置中合成苯乙醚，其中苯酚轉(zhuǎn)化率可以達到98％，苯乙醚選擇性高達100％。
具體實施例方式
以下實施例中合成苯乙醚的負載型催化劑按如下方法制備將堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽、乙酸鹽或氫氧化物配成與載體體積相同的溶液，在攪拌的情況下將一定粒度(20～80目)的活性炭或NaY分子篩加入其中，攪拌均勻，放入真空干燥器中浸漬12～24小時后取出在120～150℃下干燥5～10小時，備用。
實施例1以20％活性炭負載碳酸鉀為催化劑在連續(xù)流動固定床反應(yīng)器上進行催化劑活性評價，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度280℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，進料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為86％，苯乙醚選擇性為100％。
實施例2以5％活性炭負載碳酸鉀為催化劑在連續(xù)流動固定床反應(yīng)器上進行催化劑活性評價，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度280℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，進料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為68.6％，苯乙醚選擇性為99.7％。
實施例3
以1％活性炭負載碳酸鉀為催化劑在連續(xù)流動固定床反應(yīng)器上進行催化劑活性評價，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度280℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，進料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為34.6％，苯乙醚選擇性為93.5％。
實施例4以30％活性炭負載碳酸鉀為催化劑在連續(xù)流動固定床反應(yīng)器上進行催化劑活性評價，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度280℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，進料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為65.8％，苯乙醚選擇性為100％。
實施例5以50％活性炭負載碳酸鉀為催化劑在連續(xù)流動固定床反應(yīng)器上進行催化劑活性評價，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度280℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，進料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為54.9％，苯乙醚選擇性為100％。
實施例6以10％活性炭負載乙酸鎂為催化劑在連續(xù)流動固定床反應(yīng)器上進行催化劑活性評價，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度200℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，進料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為14.2％，苯乙醚選擇性為91.8％。
實施例7以10％活性炭負載乙酸鉀為催化劑在連續(xù)流動固定床反應(yīng)器上進行催化劑活性評價，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度280℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，進料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為79.3％，苯乙醚選擇性為99.3％。
實施例8以20％活性炭負載碳酸鉀為催化劑在連續(xù)流動固定床反應(yīng)器上進行催化劑活性評價，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度280℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，進料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為60.3％，苯乙醚選擇性為96.8％。
實施例9以10％活性炭負載氫氧化鈉為催化劑在連續(xù)流動固定床反應(yīng)器上進行催化劑活性評價，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度280℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，進料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為65.5％，苯乙醚選擇性為97.5％。
實施例10以20％活性炭負載碳酸鉀為催化劑在連續(xù)流動固定床反應(yīng)器上進行催化劑活性評價，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度250℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，進料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為54.3％，苯乙醚選擇性為100％。
實施例11以20％活性炭負載碳酸鉀為催化劑在連續(xù)流動固定床反應(yīng)器上進行催化劑活性評價，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度320℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，進料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為86.8％，苯乙醚選擇性為98.1％。
實施例12以20％活性炭負載碳酸鉀為催化劑在連續(xù)流動固定床反應(yīng)器上進行催化劑活性評價，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度380℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶1)，進料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為79.3％，苯乙醚選擇性為95.3％。
實施例13以20％活性炭負載碳酸鉀為催化劑在連續(xù)流動固定床反應(yīng)器上進行催化劑活性評價，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度320℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝2∶1)，進料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為42.2％，苯乙醚選擇性為98.7％。
實施例14以20％活性炭負載碳酸鉀為催化劑在連續(xù)流動固定床反應(yīng)器上進行催化劑活性評價，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度320℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶4)，進料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為98.3％，苯乙醚選擇性為100％。
實施例15以10％NaY分子篩負載碳酸鉀為催化劑在連續(xù)流動固定床反應(yīng)器上進行催化劑活性評價，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度320℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶4)，進料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為89.1％，苯乙醚選擇性為100％。
實施例16以20％NaY分子篩負載碳酸鉀為催化劑在連續(xù)流動固定床反應(yīng)器上進行催化劑活性評價，反應(yīng)條件如下反應(yīng)溫度320℃，原料配比(苯酚∶碳酸二乙酯＝1∶4)，進料量3mL/h，苯酚轉(zhuǎn)化率為97.6％，苯乙醚選擇性為100％。
權(quán)利要求
1.一種合成苯乙醚的方法，其特征在于所用原料為碳酸二乙酯和苯酚，所用的催化劑是以堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽、乙酸鹽或氫氧化物為活性組分，以活性炭或NaY分子篩為載體的負載型催化劑，所用的負載型催化劑中活性組分的負載量為催化劑質(zhì)量的1％～50％，合成反應(yīng)溫度為200～380℃，苯酚和碳酸二乙酯的摩爾比為2∶1～1∶4。
2.如權(quán)利要求1所述的一種合成苯乙醚的方法，其特征在于所用的負載型催化劑中以碳酸鉀為活性組分。
3.如權(quán)利要求1所述的一種合成苯乙醚的方法，其特征在于所述負載型催化劑中活性組分的負載量為催化劑質(zhì)量的20％。
4.如權(quán)利要求1所述的一種合成苯乙醚的方法，其特征在于合成反應(yīng)溫度為320℃以下。
5.如權(quán)利要求1所述的一種合成苯乙醚的方法，其特征在于原料苯酚和碳酸二乙酯的摩爾比為1∶4。
全文摘要
本發(fā)明是以綠色化學(xué)品碳酸二乙酯和苯酚氣固相反應(yīng)連續(xù)流動合成苯乙醚的方法，其催化劑是以堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽、乙酸鹽或氫氧化物為活性組分，以活性炭或NaY分子篩為載體的負載型催化劑。制備合成苯乙醚催化劑的方法是首先將堿金屬或堿土金屬的碳酸鹽、乙酸鹽或氫氧化物配成與載體體積相同的溶液，在攪拌的情況下將一定粒度(20～80目)的活性炭或NaY分子篩加入其中，攪拌均勻，放入真空干燥器中浸漬12～24小時后取出在120～150℃下干燥5～10小時，取出備用。使用本發(fā)明的催化劑在給定的試驗條件下合成苯乙醚，可以得到較好的原料轉(zhuǎn)化率和目的產(chǎn)物選擇性，其中苯酚轉(zhuǎn)化率可以達到98％，苯乙醚選擇性高達100％。
文檔編號C07C41/16GK101033176SQ200710021419
公開日2007年9月12日 申請日期2007年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月11日
發(fā)明者李永昕, 薛冰, 郭玉華, 張丹慧 申請人:江蘇工業(yè)學(xué)院