[发明专利]一种利用SAPO-31分子筛催化制备2,6-二甲基萘的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备2，6-二甲基萘的方法。 

背景技术

2，6-二甲基萘(2，6-DMN)是制备聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)聚合单体2，6-萘二甲酸的关键原料，PEN是一种极具开发潜力和应用前景的新型聚酯材料，与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)相比，PEN具有更优越的耐热行能、机械性能、化学稳定性、阻气性和耐紫外线及辐射性能，可替代PET应用于电子元件、仪器仪表、绝缘材料、纤维、胶卷、录像带、磁盘、食品包装、精密仪器耐冲击包装、啤酒瓶以及航空航天和原子能材料等制造行业，应用前景非常广阔，是近10年开发应用最快的高分子材料之一。 

目前2，6-DMN的制备方法主要有分离提取法和以甲苯或二甲苯为原料的多步合成法。由于2，6-DMN在煤焦油及炼油产品重质芳烃等原料中的含量低，分离成本很高；而美国BP-Amoco公司建成的30kton/year的工业化的2，6-DMN生产装置是以邻二甲苯为原料，经过4步反应制备2，6-DMN(Journal of Catalysis，2003，217：298～309)，该工艺路线比较复杂，难以降低2，6-DMN的生产成本，严重制约了PEN大规模进入市场。因此，开发研究工艺简单的2，6-DMN的生产方法、降低其生产成本对推动我国PEN聚酯材料的发展具有重要意义。 

以萘或甲基萘甲基化(或转移甲基化)反应的一步合成法与其它方法相比具有原料来源丰富、工艺路线短等优点，是目前2，6-DMN最理想的合成路线，已成为近年来国内外学者致力研究的热点。用无水三氯化铝催化β-甲基萘的烷基化反应合成2，6-DMN，虽然无水三氯化铝具有较好的反应活性，但是对目标产物2，6-DMN不具有选择性，反应后催化剂与产物分离困难而且不能再生使用，后处理过程产生大量酸性废水对环境污染严重。公开(公告)号CN101020619(吴伟等)以离子液体为催化剂转移烷基化制备2，6-DMN，产物中2，6-DMN的选择性较高，但该方法是间歇式进样的均相反应，反应产物与离子液体催化剂不易分离，不利于工业化生产，并且反应物为β-甲基萘，成本较高。因此，以分子筛为催化剂合成2，6-DMN已成为工业化生产2，6-DMN的主要研究对象。催化学报，2009，30(6)：531～536(吴伟等)以碱脱硅改性的具有介孔结构的ZSM-12分子筛为催化剂进行萘和甲醇的烷基化反应，在350℃，4MPa，WHSV＝3h^-1，萘∶甲醇∶1，2，4-三甲苯＝1∶2∶8(摩尔比)的条件下反应6h，萘的转化率、目标产物2，6-DMN的选择性和2，6-DMN/2，7-DMN比值分别为52.1％、26.5％和2.0。尽管采用ZSM-12分子筛为催化剂进行萘和甲醇烷基化反应制备2，6-DMN可以达到较高的萘的转化率，但是存在对目标产物2，6-DMN选择性低、2，6-DMN/2，7-DMN比值小的问题。 因此现有连续制备2，6-二甲基萘的方法存在对目标产物2，6-DMN选择性低、2，6-DMN/2，7-DMN比值小的问题。 

发明内容

本发明要解决现有连续制备2，6-二甲基萘的方法存在对目标产物2，6-DMN选择性低、2，6-DMN/2，7-DMN比值小的问题，而提供一种利用SAPO-31分子筛催化制备2，6-二甲基萘的方法。 

一种利用SAPO-31分子筛催化制备2，6-二甲基萘的方法，具体是按以下步骤完成的：一、制备原料液：将萘原料、烷基化试剂和溶剂混合均匀，即得到原料液；二、烷基化反应：首先将硅铝比(SiO₂/Al₂O₃)为0.3～0.7、20～40目的SAPO-31分子筛装填到固定床反应器中，并在温度为400℃～600℃、载气为氮气、载气流速为50ml/min～100ml/min的条件下活化40min～120min，然后采用连续注入方式将步骤一制备的原料液注入到固定床反应器中，并在温度为350℃～450℃、压力为2MPa～5MPa、质量空速为0.5h^-1～2h^-1、载气为氮气、载气流速为5ml/min～20ml/min的条件下烷基化反应4h～8h，得到反应产物，最后采用共熔结晶法进行分离，即得到2，6-二甲基萘；步骤一中所述的萘原料与烷基化试剂的摩尔比为1∶(1～3)；步骤一中所述的萘原料与溶剂的摩尔比为1∶(6～10)。