[发明专利]一种以煤为原料同时制取对苯二甲酸和对苯二甲酸酯类增塑剂的方法

权利要求书

1.一种以煤为原料同时制取对苯二甲酸和对苯二甲酸酯类增塑剂的方法，其特征在于：

在高压釜中加入煤样、去离子水和碱，充氧加压升温进行煤的碱氧氧化反应；

冷却后从高压釜中取出氧化产品，过滤掉不溶残渣，滤液用浓H₂SO₄酸化至pH=3，静置后滤掉水不溶酸沉淀，滤液继续用浓H₂SO₄酸化至pH=1.5，以使水溶性煤酸完全成游离的形式；

将水溶性煤酸用萃取剂萃取，浓缩物经真空干燥，得到浅黄至褐色的固态煤酸；

将固态煤酸与催化剂加入到反应釜中，加压升温进行煤酸的恒温异构化反应，反应结束后将反应釜用水急冷，然后将产物取出，用去离子水溶解，混合液经过滤和多次水洗后，滤液与水洗液混合并用稀盐酸调pH值至3～4，此时粗对苯二甲酸（Terephthalic Acid，TPA）以沉淀形式析出；

将制得的粗TPA中加水加压升温过滤，所得滤饼用NaOH溶液碱溶，之后加活性炭加热脱色，过滤，滤液加入稀盐酸调至pH=3～4，析出TPA晶体，过滤、洗涤晶体数次，得到精TPA成品；

在装有搅拌器、温度计、分水器的三颈瓶中投入烷基醇和制备的精TPA，用油浴加热回流至无水分出；

降温后加入酯化反应的催化剂，继续升温回流并保持至TPA和烷基醇的脱水酯化反应结束；

在所得反应液中加入碳酸钠溶液，搅拌并静置分层进行分离，有机层用水洗涤三次后呈淡黄色透明液体，将过滤后的有机物减压蒸馏，蒸去未反应的烷基醇，剩余物为浅棕色透明液体，即对苯二甲酸二异辛酯增塑剂。

2.根据权利要求1所述的以煤为原料同时制取对苯二甲酸和对苯二甲酸酯类增塑剂的方法，其特征在于，将煤加入到高压釜中之前，先对其进行粉碎、缩分、研磨以及干燥处理，使其粒度在40～80目之间，水分小于1.0%。

3.根据权利要求1所述的以煤为原料同时制取对苯二甲酸和对苯二甲酸酯类增塑剂的方法，其特征在于，所述煤样为无烟煤和/或年老烟煤。

4.根据权利要求1所述的以煤为原料同时制取对苯二甲酸和对苯二甲酸酯类增塑剂的方法，其特征在于，所述煤的碱氧氧化反应中，氧气的压力是1.0～10.0Mpa，煤样和碱的重量比为1:10～10:1，反应温度为100～500℃，反应时间为0.5～5h，去离子水的加入量是碱和煤样的总重的10～500%。

5.根据权利要求1所述的以煤为原料同时制取对苯二甲酸和对苯二甲酸酯类增塑剂的方法，其特征在于，所述煤的碱氧氧化反应中使用的碱为Ca(OH)₂、Ba(OH)₂、KOH、CH₃CONa、NH₄OH中的一种或多种的任意重量比混合物；所述萃取剂为丙酮、戊酮、丁酮、己酮中的一种或多种的任意重量比混合物，每次萃取剂的用量是溶液体积的一半。

6.根据权利要求1所述的以煤为原料同时制取对苯二甲酸和对苯二甲酸酯类增塑剂的方法，其特征在于，所述煤酸的恒温异构化反应中使用的催化剂为碳酸镉、氧化锌和苯甲酸锌中的任意一种，或任意两种或两种以上的任意重量比的混合物，催化剂的重量为煤酸重量的1～10%。

7.根据权利要求1所述的以煤为原料同时制取对苯二甲酸和对苯二甲酸酯类增塑剂的方法，其特征在于，所述煤酸的恒温异构化反应时，先用干燥的CO₂检测反应釜的气密性，CO₂的压力为1.0～5.0Mpa，恒温异构化反应过程中的温度为100～500℃，压力为1.0～5.0Mpa，反应时间为0.5～5h。

8.根据权利要求1所述的以煤为原料同时制取对苯二甲酸和对苯二甲酸酯类增塑剂的方法，其特征在于，所述酯化反应的催化剂为钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯或钛酸四苯酯中的一种或多种的任意重量比混合物，催化剂的加入量是TPA和烷基醇的总重的1～10%，反应温度为100～400℃，反应时间为0.5～5h。

9.根据权利要求1所述的以煤为原料同时制取对苯二甲酸和对苯二甲酸酯类增塑剂的方法，其特征在于，所述烷基醇包括2-乙基己醇、甲醇、乙醇、丙醇，其与精TPA的重量比为1:10～10:1。

10.根据权利要求1所述的以煤为原料同时制取TPA对苯二甲酸和对苯二甲酸酯类增塑剂的方法，其特征在于，所述粗TPA中加水加压升温过滤过程中，加入粗TPA体积10倍的去离子水，在压力容器中搅拌升温至60～100℃，继而使压力升至2.0～6.0Mpa，温度升到100～300℃，再保温0.5～5h后放料过滤。