[发明专利]一种使用固体催化剂进行异丙基甲苯异构的方法

说明书

本发明公开了一种使用固体催化剂进行异丙基甲苯异构的方法，包括：在固体催化剂的催化下，含有邻异丙基甲苯和间异丙基甲苯的反应物进行异构化反应，得到包含对异丙基甲苯的反应液，所述的固体催化剂为HY分子筛。该方法能高效地将邻异丙基甲苯和间异丙基甲苯异构化为对异丙基甲苯，异构后的产物组成分布接近热力学平衡状态，并且所采用的催化剂便于分离回收。

技术领域

本发明属于香料中间体的合成领域，涉及一种伞花烃的合成方法，尤其涉及一种使用固体催化剂进行异丙基甲苯异构的方法。

背景技术

对异丙基甲苯，又称伞花烃，是一种重要的有机合成中间体，广泛应用于医药和香料行业。下游可用来生产对甲酚、对异丙基苯甲酸、吐纳麝香和粉檀麝香等。

对异丙基甲苯的生产路线主要有两条：1.从天然产物中制取；2.以甲苯和丙烯为原料，化学合成制得。天然路线主要以松节油为原料，该工艺的生产成本高，产量低，无法满足下游产品的用量需求。化学合成路线的成本低，并且原子利用率高，理论可达100％。

化学合成路线包含烷基化、分离、异构化三个工段：在烷基化工段甲苯和丙烯发生烷基化反应同时生成间异丙基甲苯、对异丙基甲苯和邻异丙基甲苯；分离工段中对异丙基甲苯作为产品被采出，邻、间异丙基甲苯则进入异构化单元；异构化单元中邻、间异丙基甲苯被异构成接近热力学平衡的组成从而得到一部分对异丙基甲苯，含有对异丙基甲苯的异构产物继续返回分离工段。通过这三个工段的不断循环，甲苯和丙烯被只用来生产对异丙基甲苯。

专利GB752014A报道了一种采用AlCl₃作为催化剂进行异丙基甲苯异构的方法：于80～150℃范围内在异丙基甲苯混合物中加入0.1～2％(摩尔分数)的AlCl₃，产物异丙基甲苯中包含2.9％-3.8％邻位异构体、65-68％间位异构体、29％～32％对位异构体，组成分布接近热力学平衡状态。产物经离心或水洗除去AlCl₃。AlCl₃在使用过程中存在较大的问题：1.AlCl₃会水解产生HCl，操作环境恶劣，对设备的腐蚀严重；2.会产生大量的含铝废水。

专利GB770221A报道了用HF+BF₃进行异丙基甲苯的异构，由于采用液体酸催化剂，该方法同样存在设备腐蚀和催化剂回收问题，工艺较复杂。

因此，选择一种适用于异丙基甲苯异构反应的固体催化剂是有必要的。但迄今为止，尚未见到利用固体催化剂进行异丙基甲苯异构的报道。这是因为异丙基甲苯的三个异构体分子直径不同，其中间、邻异丙基甲苯分子直径较大，不易被常规的固体催化剂所吸附，且异丙基甲苯的异构化反应需要在一定酸度进行，这进一步限制了固体催化剂在该反应上的应用。

如固体磷酸，其酸性弱，异构活性低，只能用作甲苯烷基化催化剂；ZSM-5、SAPO-11分子筛孔径较小，吸附间、邻异丙基甲苯的能力很弱，异构活性低；β型分子筛酸性弱，异构活性低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种使用固体催化剂进行异丙基甲苯异构的方法，该方法异构后的产物组成分布接近热力学平衡状态，并且所采用的催化剂便于分离回收。

本发明所采用的技术方案如下：

一种使用固体催化剂进行异丙基甲苯异构的方法，包括：在固体催化剂的作用下，含有邻异丙基甲苯和间异丙基甲苯的反应物进行异构化反应，得到包含对异丙基甲苯的反应液；

所述的固体催化剂为HY分子筛。

本发明所用的HY分子筛的平均孔径约为0.74nm，对分子直径较大的邻、间异丙基甲苯也有较强的吸附能力，且酸性强度高，因而对异丙基甲苯的异构活性高，可以高效催化该异构化反应达到热力学平衡状态。