[发明专利]一种合成二苯甲烷的催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于合成二苯甲烷的催化剂及其制备方法，具体涉及金属磷酸盐催化剂及其制备方法，属于催化剂制备及应用技术领域。

背景技术

石油化工和煤化工过程中都生产大量的苯。苯经Friedel-Crafts苯基化反应生成高附加值的二苯甲烷（反应方程式如下），已经成为苯深加工利用的重要途径之一。

 

二苯甲烷俗称人造香叶油，是一种重要的精细化工中间体，主要用于香料和药物合成、染料生产等。二苯甲烷具有良好的市场前景，经济效益显著。近年来，由于二苯甲烷下游产品需求快速增长的驱动，我国二苯甲烷市场需求越来越大，且大多数二苯甲烷需要进口。另外，苯和氯化苄的价格分别约为0.7万元/吨和0.9万元/吨，二苯甲烷的价格约为3万元/吨；由此可见，苯与氯苄反应生产二苯甲烷具有较大的利润空间。

目前，工业上采用苯与氯苄在适宜反应条件和催化剂作用下经过Friedel-Crafts苯基化反应生成二苯甲烷。主要使用液体酸和固体强酸催化剂，如硫酸（H₂SO₄）、氢氟酸（HF）、三氯化铝（AlCl₃）和氯化锌（ZnCl₂）等。但是，上述催化剂对二苯甲烷的选择性并不理想，并且，使用过程中容易腐蚀设备、污染环境，使得产品的后处理工艺变得复杂。因此，研究者和企业都一直在探索高效“绿色”合成二苯甲烷的途径和催化剂。近年来，研制出的催化剂主要有离子液体催化剂、负载型金属氯化物催化剂、改性的沸石分子筛催化剂和杂多酸催化剂等。

中国专利200510010070.6报道了一种用于苯与氯化苄反应生产二苯甲烷的离子液体催化剂。催化剂的通式为R₁R₂R₃NHX-M_aX_b，R₁R₂IMX- M_aX_b或RPy- M_aX_b的离子液体；其中，R₁、R₂、R₃、R分别为C₁-C₂₀烷基或芳香基，HX为无机酸或有机酸，M_aX_b为无机酸盐或有机酸盐，IM为咪唑，Py为吡啶。在0.5 克(CH₃CH₂)₃NHCl-AlCl₃催化剂、50 毫升苯、8.2 毫升氯化苄、90 ^oC的条件下反应3小时后，二苯甲烷的产率为100%。但是，该催化剂中是含无机/有机酸（盐）催化剂，稳定性差，成本较高，且具有一定环境危害。

中国专利200310109813.6报道以改性的杭锦2号粘土—SA₀₁复合载体负载的ZnCl₂为催化剂用于苯与氯化苄苯基化反应，具有较高的二苯甲烷收率。在反应器中加入1135克催化剂和28375毫升苯，缓慢加热到40 ^oC，搅拌10分钟，慢速加入2951毫升氯化苄，使温度上升到70 ^oC，反应4 小时，停止加热后，冷却到室温后使固液分离，回收催化剂，蒸馏混合液使苯与二苯甲烷分离，得到2883克二苯甲烷。该催化剂可能将Cl^-引入到产品二苯甲烷中，从而降低了产品等级和使用范围。