[发明专利]一种苯酚甲醇气相烷基化生产甲酚的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生产甲酚的方法，特别是一种苯酚甲醇气相烷基化生产甲酚的方法。

背景技术

对甲酚是具有特殊气味的无色液体或晶体，有腐蚀性和毒性，难溶于水，易溶于碱溶液或甲苯、乙醇等有机溶剂，是一种重要的精细化工原料，广泛应用于抗氧剂、染料、医药、农药、香料等行业。邻甲酚，又名：2-甲酚、邻甲苯酚是合成农药、医药、染料、合成树脂、香料、抗氧剂等重要的精细化工中间体。间甲酚，又名3-甲酚、间甲苯酚、间甲基苯酚主要用作农药中间体，生产杀虫剂杀螟松、倍硫磷、速灭威、二氯苯醚菊酯，也是彩色胶片、树脂、增塑剂和香料的中间体。煤焦油酚中约含有苯酚30％，邻甲酚10％-13％，间甲酚14％-18％，对甲酚9％-12％，二甲酚13％-15％，传统的甲酚制备方法是天然分离法，采用分离方法可以回收甲酚3种异构体。

由于资源有限，加之工艺过程复杂，分离装置众多等不足，经过多年的努力与探索，开发出许多种甲酚化学合成工艺，自化学合成获得成功之后，天然分离法制备甲酚生产装置不断地被关闭。文献报道有近10种化学合成路线。

甲苯磺化碱熔法是传统的甲酚合成生产技术，将甲苯磺化制得甲苯磺酸，然后用氢氧化钠处理熔融的磺化物，得到甲酚钠盐，将钠盐与水混合，通入二氧化硫或硫酸酸化得到甲酚。甲酚异构体的组成含量取决于反应条件，主要生成对甲酚，磺化剂可以选用硫酸或氯磺酸。通常用硫酸磺化碱液，反应温度为110℃，所得产品组成为邻、间甲酚5％-8％，对甲酚84％-86％，其余为二甲酚；若用氯磺酸磺化碱熔，反应温度为40℃，所得产品组成为：对甲酚84％-86％，邻甲酚14％-16％，无间甲酚。该法技术成熟、工艺简单、适于生产对甲酚，但是该法使用大量强酸强碱，设备腐蚀和环境污染严重，而且是间歇式生产，适用于小规模生产，目前国内主要采用该法生产对甲酚。

甲苯氯化水解法，甲苯苯环上取代氯化，水解得到甲酚混合物。首先在Cu-Fe催化剂作用下，在230℃条件下，向甲苯反应器中通入氯气，反应得到三个氯代甲苯的混合物，再在425℃和催化剂SiO₂的存在下水解得到甲酚钠盐混合物，水解为连续化反应。甲酚钠盐溶液进行酸化，再中和得到甲酚混合物，最后蒸馏分离得到对、邻、间甲酚，该法得到的甲酚邻、间、对之比为1∶2∶1。该法环境污染比较严重，副产物多，因此产品质量不高。

苯酚烷基化法，以苯酚为原料，甲醇为烷基化剂，在液相条件下，苯酚、甲醇在温度为300-400℃和压力1～3MPa的条件下，采用Al₂O₃为催化剂，苯酚进行甲基化反应制备邻甲酚。该法获得产品组成为邻甲酚43％～51％、间甲酚17％～36％、对甲酚17％～36％，但是反应条件苛刻，高温高压杂质多，与其他混合甲酚合成路线相比不具备竞争力。

异丙基甲苯法，异丙基甲苯在氢的过氧化物游离基的引发下，转化成甲基异丙苯氢过氧化物，再用空气的氧气进行氧化，类似异丙苯氧化制备苯酚与丙酮工艺，生产出富含间、对位甲酚，同时副产丙酮，但是反应复杂程度远远高于苯酚的合成。该法得到产品几乎没有邻位产品，间、对位比例约为7∶3，是目前国内外主要合成间甲酚工艺路线。此法得到产品纯度高、适宜大规模生产，缺点是技术难度大，工艺流程长、蒸馏提纯费用高。