專利名稱：一種催化合成對(duì)二甲基苯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)化工領(lǐng)域，特別是涉及到一種催化合成對(duì)二甲基苯的方法。
背景技術(shù)：
對(duì)二甲基苯，是合成聚酯纖維、農(nóng)藥、醫(yī)藥及染料等的重要原料。由對(duì)二 甲基苯氧化后可以得到對(duì)苯二甲酸，進(jìn)而可以得到聚脂這一重要的合成纖維和塑
料的原料，因此，對(duì)二甲基苯的需求量還將逐年上升。
目前工業(yè)上主要采用混合二甲基苯異構(gòu)化、甲苯與C9芳烴歧化和甲苯選 擇性歧化等方法生產(chǎn)對(duì)二甲基苯。前兩種方法得到的對(duì)二甲基苯在所有二甲基苯 異構(gòu)體中的平衡濃度只占約24%，異構(gòu)體之間沸點(diǎn)接近，分離條件苛刻，設(shè)備 要求高，而在甲苯選擇性歧化反應(yīng)中，需用兩摩爾甲苯才能生成一摩爾純度85 %以上的對(duì)二甲基苯，甲苯利用率較低，生產(chǎn)成本高(4^薆#^金慮奪眾激改絲 游/fZSM-5 J:伊苯與伊,諒基眾，虔論學(xué)艱，2005, 2W'470-47力；甲苯與甲 醇烷基化反應(yīng)直接合成高濃度的對(duì)二甲基苯工藝是目前研究較多的一種合成工 藝，在此工藝中甲苯利用率高，產(chǎn)物易于分離，但反應(yīng)溫度較高(多在400-600 'C范圍內(nèi))，容易導(dǎo)致催化劑失活(^M^改絲ZSM-5分f錄J:游透雍絲伊苯伊基 眾，復(fù)f大學(xué)廚f學(xué)位論J^ ")。與甲醇相比，碳酸二甲酯則是一種反
應(yīng)活性較高的甲基化試劑。碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate, DMC)，是近年來(lái) 新興的一種綠色化工原料，由于其分子中含有甲基、羰基、甲氧羰基等反應(yīng)基團(tuán)， 因此它可以用來(lái)替代硫酸二甲酯、氯代垸烴和光氣等劇毒物質(zhì)參與有機(jī)反應(yīng)，實(shí) 現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的綠色化CDe〃eiio""e D, i /v她'A i o'"a"o 7. Deve/。戸e"ta /"汰e praiwcrto" and apWca"'ow o/￡/Zme~/ ca7'60w她.JpWec Cato/戸's A. Gewera/. _245-257，'
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內(nèi)外DMC合成工藝的日趨成熟，生產(chǎn)規(guī)模也逐漸增大，而其價(jià)格也由上世紀(jì)90 年代的2萬(wàn)元/噸降至6_8千元/噸，這就為DMC的大規(guī)模應(yīng)用提供了有效的前提(《'慈欲，薪麼二伊潔游生產(chǎn)現(xiàn)擾及發(fā)展分^潛潘與專I眾學(xué)^, 2007, "「6"W-")。本發(fā)明就是采用DMC為甲基化試劑與甲苯垸基化合成對(duì)二甲基 苯，與傳統(tǒng)工藝相比具有原料綠色化，工藝簡(jiǎn)單且條件溫和等優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種綠色、高效催化合成對(duì)二甲基苯的方法。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的具體方案如下 通過(guò)催化劑以甲苯和碳酸二甲酯為原料合成對(duì)二甲基苯。所采用反應(yīng)條件
為溫度300 40(TC，原料摩爾配比甲苯碳酸二甲酯2:1 6:1。
上述催化劑為ZSM-5分子篩或卩分子篩等酸性分子篩，其中催化劑ZSM-5 分子篩可以是H型的，也可以是Na型的，其硅鋁比為25 250;催化劑(3分子 篩可以是H型的，也可以是Na型的，其硅鋁比為25 50。催化劑Y分子篩可以 是H型的，也可以是Na型的，其硅鋁比為25 50。催化劑MCM-22分子篩其硅 鉛比為25~100。
本發(fā)明以DMC為甲基化試劑合成對(duì)二甲基苯，具有原料低毒，來(lái)源廣泛， 催化劑制備簡(jiǎn)單、易行，催化效率高，且選擇性和轉(zhuǎn)化都較高，產(chǎn)后物處理方便 等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
釆用硅鋁比為25的HZSM-5為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其摩 爾比為甲苯碳酸二甲酉旨3:1，反應(yīng)溫度380 。C，甲苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到36.7%，對(duì) 二甲基苯選擇性為75.8%。 實(shí)施例2
采用硅鋁比為250的HZSM-5為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其 摩爾比為甲苯碳酸二甲酯3:1，反應(yīng)溫度380。C，甲苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到27.4%， 對(duì)二甲基苯選擇性為63.3%。 實(shí)施例3
釆用硅鋁比為100的HZSM-5為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其摩爾比為甲苯碳酸二甲酯3:1，反應(yīng)溫度380 。C，甲苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到35.4%, 對(duì)二甲基苯選擇性為73.4%。 實(shí)施例4
采用硅鋁比為100的Na-ZSM-5為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其 摩爾比為甲苯碳酸二甲酯3:1，反應(yīng)溫度380 'C，甲苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到31.8%， 對(duì)二甲基苯選擇性為69.5%。 實(shí)施例5
采用硅鋁比為50的H(3為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其摩爾比 為甲苯碳酸二甲酯3:1，反應(yīng)溫度380 。C，甲苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到36.9%，對(duì)二甲 基苯選擇性為70.5%。 實(shí)施例6
釆用硅鋁比為25的HP為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其摩爾比 為甲苯碳酸二甲酯3:1，反應(yīng)溫度380 'C，甲苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到38.2%，對(duì)二甲 基苯選擇性為71.6%。 實(shí)施例7
采用硅鋁比為50的NaP為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其摩爾比 為甲苯碳酸二甲酯3:1，反應(yīng)溫度380 。C，甲苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到30.8%，對(duì)二甲 基苯選擇性為64.2%。 實(shí)施例8
采用硅鋁比為100的HZSM-5為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其 摩爾比為甲苯碳酸二甲酯3:1，反應(yīng)溫度40(TC，甲苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到33.7%， 對(duì)二甲基苯選擇性為71.4%。 實(shí)施例9
采用硅鋁比為100的HZSM-5為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其 摩爾比為甲苯碳酸二甲酯3:1，反應(yīng)溫度300'C，甲苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到29.6%, 對(duì)二甲基苯選擇性為74.6%。 實(shí)施例10
釆用硅鋁比為100的HZSM-5為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其 摩爾比為甲苯碳酸二甲酯2:1，反應(yīng)溫度360'C，甲苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到41.5%，對(duì)二甲基苯選擇性為71%。 實(shí)施例11
采用硅鋁比為100的HZSM-5為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其 摩爾比為甲苯碳酸二甲酯6:1，反應(yīng)溫度360 'C，甲苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到16.9%， 對(duì)二甲基苯選擇性為72.5%。 實(shí)施例12
采用硅鋁比為100的MCM-22為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其 摩爾比為甲苯碳酸二甲酯6:1，反應(yīng)溫度360 'C，甲苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到21.5%， 對(duì)二甲基苯選擇性為73.6%。 實(shí)施例13
采用硅鋁比為25的MCM-22為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其摩 爾比為甲苯碳酸二甲酯6:1，反應(yīng)溫度360 °C，甲苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到18.4%,對(duì) 二甲基苯選擇性為69.8%。 實(shí)施例14
采用硅鋁比為25的HY分子篩為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其 摩爾比為甲苯碳酸二甲酯6:1，反應(yīng)溫度360 i:，甲苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到34.7%， 對(duì)二甲基苯選擇性為64.6%。 實(shí)施例14
采用硅鋁比為25的NaY分子篩為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其 摩爾比為甲苯碳酸二甲酯6:1，反應(yīng)溫度360 °C，甲苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到14.9%， 對(duì)二甲基苯選擇性為76.5%。 實(shí)施例14
采用硅鋁比為50的HY分子篩為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其 摩爾比為甲苯碳酸二甲酯6:1，反應(yīng)溫度360'C，甲苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到28.3%， 對(duì)二甲基苯選擇性為71.5%。
權(quán)利要求
1.一種催化合成對(duì)二甲基苯的方法，其特征在于通過(guò)催化劑以甲苯和碳酸二甲酯為原料合成二甲基苯，所用催化劑可以為ZSM-5分子篩、β分子篩、MCM-22分子篩、Y分子篩；所用反應(yīng)條件為溫度300～400℃，原料摩爾配比甲苯∶碳酸二甲酯2∶1～6∶1。
2. 如權(quán)利要求l所述的一種催化合成對(duì)二甲基苯的方法，其特征在于所用 催化劑ZSM-5分子篩是H型的，或是Na型的，其硅鋁比為25-250。
3. 如權(quán)利要求l所述的一種催化合成對(duì)二甲基苯的方法，其特征在于所用 催化劑(3分子篩是H型的，或是Na型的，其硅鋁比為25 50。
4. 如權(quán)利要求l所述的一種催化合成對(duì)二甲基苯的方法，其特征在于所用 催化劑Y分子篩是H型的，或是Na型的，其硅鋁比為25 50。
5. 如權(quán)利要求l所述的一種催化合成對(duì)二甲基苯的方法，其特征在于所用 催化劑MCM-22分子篩其硅鋁比為25 100。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種催化合成對(duì)二甲基苯的方法，該方法以綠色化學(xué)品碳酸二甲酯(DMC)和甲苯為原料，所用催化劑可以是ZSM-5分子篩，也可以是β分子篩，使用本發(fā)明提出的催化劑在溫度300～400℃，原料摩爾配比甲苯∶碳酸二甲酯2∶1～6∶1的實(shí)驗(yàn)條件下可以獲得較好的原料轉(zhuǎn)化率和目的產(chǎn)物選擇性，甲苯轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到41.3％，對(duì)二甲基苯選擇性可以達(dá)到75.8％。本發(fā)明以DMC為甲基化試劑具有原料低毒，來(lái)源廣泛，催化效率高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C07C1/32GK101306974SQ20081012406
公開日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2008年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月12日
發(fā)明者侯建超, 李軍奇, 李永昕, 冰 薛 申請(qǐng)人:江蘇工業(yè)學(xué)院