專利名稱：一種催化合成對二甲基苯的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及有機化工領域，特別是涉及到一種催化合成對二甲基苯的方法。
背景技術：
對二甲基苯，是合成聚酯纖維、農藥、醫(yī)藥及染料等的重要原料。由對二 甲基苯氧化后可以得到對苯二甲酸，進而可以得到聚脂這一重要的合成纖維和塑
料的原料，因此，對二甲基苯的需求量還將逐年上升。
目前工業(yè)上主要采用混合二甲基苯異構化、甲苯與C9芳烴歧化和甲苯選 擇性歧化等方法生產對二甲基苯。前兩種方法得到的對二甲基苯在所有二甲基苯 異構體中的平衡濃度只占約24%，異構體之間沸點接近，分離條件苛刻，設備 要求高，而在甲苯選擇性歧化反應中，需用兩摩爾甲苯才能生成一摩爾純度85 %以上的對二甲基苯，甲苯利用率較低，生產成本高(4^薆#^金慮奪眾激改絲 游/fZSM-5 J:伊苯與伊,諒基眾，虔論學艱，2005, 2W'470-47力；甲苯與甲 醇烷基化反應直接合成高濃度的對二甲基苯工藝是目前研究較多的一種合成工 藝，在此工藝中甲苯利用率高，產物易于分離，但反應溫度較高(多在400-600 'C范圍內)，容易導致催化劑失活(^M^改絲ZSM-5分f錄J:游透雍絲伊苯伊基 眾，復f大學廚f學位論J^ ")。與甲醇相比，碳酸二甲酯則是一種反
應活性較高的甲基化試劑。碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate, DMC)，是近年來 新興的一種綠色化工原料，由于其分子中含有甲基、羰基、甲氧羰基等反應基團， 因此它可以用來替代硫酸二甲酯、氯代垸烴和光氣等劇毒物質參與有機反應，實 現生產環(huán)節(jié)的綠色化CDe〃eiio""e D, i /v她'A i o'"a"o 7. Deve/。戸e"ta /"汰e praiwcrto" and apWca"'ow o/￡/Zme~/ ca7'60w她.JpWec Cato/戸's A. Gewera/. _245-257，'
O"o Z Cata(ys/s z力故e pro血cf/ow awii reac//ow o/cor&on她，朋ewv/ra,ewta/iy 6e"/g 7 te!7&"g Woct/l^. Cata/w.s A. Ge"era/. "97, "5.. "3-766)。近年來隨著國
內外DMC合成工藝的日趨成熟，生產規(guī)模也逐漸增大，而其價格也由上世紀90 年代的2萬元/噸降至6_8千元/噸，這就為DMC的大規(guī)模應用提供了有效的前提(《'慈欲，薪麼二伊潔游生產現擾及發(fā)展分^潛潘與專I眾學^, 2007, "「6"W-")。本發(fā)明就是采用DMC為甲基化試劑與甲苯垸基化合成對二甲基 苯，與傳統(tǒng)工藝相比具有原料綠色化，工藝簡單且條件溫和等優(yōu)點。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種綠色、高效催化合成對二甲基苯的方法。
為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的具體方案如下 通過催化劑以甲苯和碳酸二甲酯為原料合成對二甲基苯。所采用反應條件
為溫度300 40(TC，原料摩爾配比甲苯碳酸二甲酯2:1 6:1。
上述催化劑為ZSM-5分子篩或卩分子篩等酸性分子篩，其中催化劑ZSM-5 分子篩可以是H型的，也可以是Na型的，其硅鋁比為25 250;催化劑(3分子 篩可以是H型的，也可以是Na型的，其硅鋁比為25 50。催化劑Y分子篩可以 是H型的，也可以是Na型的，其硅鋁比為25 50。催化劑MCM-22分子篩其硅 鉛比為25~100。
本發(fā)明以DMC為甲基化試劑合成對二甲基苯，具有原料低毒，來源廣泛， 催化劑制備簡單、易行，催化效率高，且選擇性和轉化都較高，產后物處理方便 等優(yōu)點。
具體實施方式
實施例1
釆用硅鋁比為25的HZSM-5為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其摩 爾比為甲苯碳酸二甲酉旨3:1，反應溫度380 。C，甲苯的轉化率達到36.7%，對 二甲基苯選擇性為75.8%。 實施例2
采用硅鋁比為250的HZSM-5為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其 摩爾比為甲苯碳酸二甲酯3:1，反應溫度380。C，甲苯的轉化率達到27.4%， 對二甲基苯選擇性為63.3%。 實施例3
釆用硅鋁比為100的HZSM-5為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其摩爾比為甲苯碳酸二甲酯3:1，反應溫度380 。C，甲苯的轉化率達到35.4%, 對二甲基苯選擇性為73.4%。 實施例4
采用硅鋁比為100的Na-ZSM-5為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其 摩爾比為甲苯碳酸二甲酯3:1，反應溫度380 'C，甲苯的轉化率達到31.8%， 對二甲基苯選擇性為69.5%。 實施例5
采用硅鋁比為50的H(3為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其摩爾比 為甲苯碳酸二甲酯3:1，反應溫度380 。C，甲苯的轉化率達到36.9%，對二甲 基苯選擇性為70.5%。 實施例6
釆用硅鋁比為25的HP為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其摩爾比 為甲苯碳酸二甲酯3:1，反應溫度380 'C，甲苯的轉化率達到38.2%，對二甲 基苯選擇性為71.6%。 實施例7
采用硅鋁比為50的NaP為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其摩爾比 為甲苯碳酸二甲酯3:1，反應溫度380 。C，甲苯的轉化率達到30.8%，對二甲 基苯選擇性為64.2%。 實施例8
采用硅鋁比為100的HZSM-5為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其 摩爾比為甲苯碳酸二甲酯3:1，反應溫度40(TC，甲苯的轉化率達到33.7%， 對二甲基苯選擇性為71.4%。 實施例9
采用硅鋁比為100的HZSM-5為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其 摩爾比為甲苯碳酸二甲酯3:1，反應溫度300'C，甲苯的轉化率達到29.6%, 對二甲基苯選擇性為74.6%。 實施例10
釆用硅鋁比為100的HZSM-5為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其 摩爾比為甲苯碳酸二甲酯2:1，反應溫度360'C，甲苯的轉化率達到41.5%，對二甲基苯選擇性為71%。 實施例11
采用硅鋁比為100的HZSM-5為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其 摩爾比為甲苯碳酸二甲酯6:1，反應溫度360 'C，甲苯的轉化率達到16.9%， 對二甲基苯選擇性為72.5%。 實施例12
采用硅鋁比為100的MCM-22為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其 摩爾比為甲苯碳酸二甲酯6:1，反應溫度360 'C，甲苯的轉化率達到21.5%， 對二甲基苯選擇性為73.6%。 實施例13
采用硅鋁比為25的MCM-22為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其摩 爾比為甲苯碳酸二甲酯6:1，反應溫度360 °C，甲苯的轉化率達到18.4%,對 二甲基苯選擇性為69.8%。 實施例14
采用硅鋁比為25的HY分子篩為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其 摩爾比為甲苯碳酸二甲酯6:1，反應溫度360 i:，甲苯的轉化率達到34.7%， 對二甲基苯選擇性為64.6%。 實施例14
采用硅鋁比為25的NaY分子篩為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其 摩爾比為甲苯碳酸二甲酯6:1，反應溫度360 °C，甲苯的轉化率達到14.9%， 對二甲基苯選擇性為76.5%。 實施例14
采用硅鋁比為50的HY分子篩為催化劑，以甲苯和碳酸二甲酯為原料，其 摩爾比為甲苯碳酸二甲酯6:1，反應溫度360'C，甲苯的轉化率達到28.3%， 對二甲基苯選擇性為71.5%。
權利要求
1.一種催化合成對二甲基苯的方法，其特征在于通過催化劑以甲苯和碳酸二甲酯為原料合成二甲基苯，所用催化劑可以為ZSM-5分子篩、β分子篩、MCM-22分子篩、Y分子篩；所用反應條件為溫度300～400℃，原料摩爾配比甲苯∶碳酸二甲酯2∶1～6∶1。
2. 如權利要求l所述的一種催化合成對二甲基苯的方法，其特征在于所用 催化劑ZSM-5分子篩是H型的，或是Na型的，其硅鋁比為25-250。
3. 如權利要求l所述的一種催化合成對二甲基苯的方法，其特征在于所用 催化劑(3分子篩是H型的，或是Na型的，其硅鋁比為25 50。
4. 如權利要求l所述的一種催化合成對二甲基苯的方法，其特征在于所用 催化劑Y分子篩是H型的，或是Na型的，其硅鋁比為25 50。
5. 如權利要求l所述的一種催化合成對二甲基苯的方法，其特征在于所用 催化劑MCM-22分子篩其硅鋁比為25 100。
全文摘要
本發(fā)明涉及到一種催化合成對二甲基苯的方法，該方法以綠色化學品碳酸二甲酯(DMC)和甲苯為原料，所用催化劑可以是ZSM-5分子篩，也可以是β分子篩，使用本發(fā)明提出的催化劑在溫度300～400℃，原料摩爾配比甲苯∶碳酸二甲酯2∶1～6∶1的實驗條件下可以獲得較好的原料轉化率和目的產物選擇性，甲苯轉化率可以達到41.3％，對二甲基苯選擇性可以達到75.8％。本發(fā)明以DMC為甲基化試劑具有原料低毒，來源廣泛，催化效率高等優(yōu)點。
文檔編號C07C1/32GK101306974SQ20081012406
公開日2008年11月19日 申請日期2008年6月12日 優(yōu)先權日2008年6月12日
發(fā)明者侯建超, 李軍奇, 李永昕, 冰 薛 申請人:江蘇工業(yè)學院