CN116478007A - 一种环戊基苯的制备方法 - Google Patents

一种环戊基苯的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116478007A
CN116478007A CN202210043636.9A CN202210043636A CN116478007A CN 116478007 A CN116478007 A CN 116478007A CN 202210043636 A CN202210043636 A CN 202210043636A CN 116478007 A CN116478007 A CN 116478007A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cyclopentylbenzene
alkylation
benzene
tower
reaction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210043636.9A
Other languages
English (en)
Inventor
焦岳飞
吴明
管健
江群航
张晓辉
谯荣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sinopec Baling Petrochemical Co ltd
China Petroleum and Chemical Corp
Original Assignee
Sinopec Baling Petrochemical Co ltd
China Petroleum and Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sinopec Baling Petrochemical Co ltd, China Petroleum and Chemical Corp filed Critical Sinopec Baling Petrochemical Co ltd
Priority to CN202210043636.9A priority Critical patent/CN116478007A/zh
Publication of CN116478007A publication Critical patent/CN116478007A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
    • C07C2/54—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by addition of unsaturated hydrocarbons to saturated hydrocarbons or to hydrocarbons containing a six-membered aromatic ring with no unsaturation outside the aromatic ring
    • C07C2/64—Addition to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
    • C07C2/66—Catalytic processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/005—Processes comprising at least two steps in series
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C7/00—Purification; Separation; Use of additives
    • C07C7/04—Purification; Separation; Use of additives by distillation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2601/00—Systems containing only non-condensed rings
    • C07C2601/06—Systems containing only non-condensed rings with a five-membered ring
    • C07C2601/08—Systems containing only non-condensed rings with a five-membered ring the ring being saturated

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开一种环戊基苯制备方法。该方法是将环戊烯和苯进行烷基化催化反应，烷基化反应产物依次经过分馏和精馏得到环戊基苯，精馏所得重组分经过脱重回收多取代环戊基苯组分，所述多取代环戊基苯组分与苯进行转位烃化催化反应，转位烃化催化反应产物并入烷基化反应产物进入分馏和精馏过程。该方法具有选择性高，收率高，连续性强等优点，且一次反应中未反应完的原料可经过回收，循环利用，从而节约成本，符合绿色化工理念。

Description

一种环戊基苯的制备方法
技术领域
本发明涉及一种环戊基苯的制备方法，具体涉及一种由苯和环戊烯烷基化制造环戊基苯的方法，属于分子筛领域。
背景技术
环戊基苯是一种重要的有机化工原料，其不仅可以一种优良的溶剂，也可以以其为原料，通过氧化-酸解反应联产苯酚和环戊酮。由于全球市场对于苯酚、高级酮及其衍生物双酚A的需求量不断增加，工业生产中对环戊基苯的生产能力需求也将不断增加。环戊基苯的生产方式跟异丙苯相似，都是通过苯和烯烃的烷基化反应而生产。因此，大多数相关技术人员基于异丙苯的工艺生产流程进行环戊基苯的工艺流程开发，但由于反应物物化性质的不同，基于异丙苯的工艺流程所开发的环戊基苯工艺流程面临着收率低，选择性低，副产物高等问题。目前，环戊基苯不仅是一种优良的溶剂；更重要的是以环戊基苯为原料，通过氧化-酸解反应可联产苯酚和环戊酮。与传统的丙烯/苯通过Hock反应制备苯酚/丙酮的传统路线相比，该路线的实现可有效地降低制造苯酚的生产成本；同时可联产高价值的环戊酮，因而此法即可取代由己二酸高温脱羧生产环戊酮的低原子利用率的旧工艺；同时生产的环戊酮可用于开发戊内酰胺、PA5等高价值产品。在环戊基苯氧化-酸解制备苯酚和环戊酮反应过程中，环戊基苯原料的品质直接影响着苯酚和环戊酮产品的收率和质量。
目前，环戊基苯的主流生产方案是以苯和环戊烯为原料催化烷基化合成。该方法存在单取代环戊基苯选择性不高，多取代环戊基苯以及其他重组分副产物含量偏高，环戊基苯纯度不高等问题。因此，工业上亟需开发一种反应选择性高、分离、精制收率高的环戊基苯制备方法。
发明内容
针对现有技术所存在的问题，本发明的目的是在于提供一种环戊基苯制备方法的工艺，通过该工艺制备环戊基苯，具有选择性高，收率高，连续性强等优点，且一次反应中未反应完的原料可经过回收，循环利用，从而节约成本，符合绿色化工理念。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种环戊基苯的制备方法，该方法是将环戊烯和苯进行烷基化催化反应，烷基化反应产物依次经过分馏和精馏得到环戊基苯，精馏所得重组分经过脱重回收多取代环戊基苯组分，所述多取代环戊基苯组分与苯进行转位烃化催化反应，转位烃化催化反应产物并入烷基化反应产物进入分馏和精馏过程。
本发明提供的环戊烯和苯经催化烷基化的方法，通过控制反应的温度、压力、空速等条件，得到选择性大于92％单取代环戊基苯；反应产物依次经分离提纯的脱轻I塔、脱苯塔、脱轻II塔、环戊基苯精制塔得到纯环戊基苯；脱重塔分离多取代环戊基苯经转位烃化反应产物回到塔系统分离精制，提高环戊基苯收率。苯回收作为原料循环用。该方法具有反应产物选择性高和收率高；是一套连续生产环戊基苯的工业化方法。
作为一项优选的方案，所述烷基化催化反应过程中环戊烯与所述苯的质量比为1:10～1:3。
作为一项优选的方案，所述烷基化催化反应在烷基化反应器内进行，烷基催化化反应条件为体积空速为0.5～5h-1，反应温度为120～220℃，反应压力为0.5～4.0MPa。
作为一项进一步优选的方案，所述烷基化催化反应中环戊烯与苯的质量比为1:10～1:3，体积空速为1～4h-1，反应温度为160～200℃，反应压力为1.5～3Mpa。
作为一项优选的方案，所述烷基化催化反应采用的催化剂为Y型沸石分子筛、多级孔β型沸石分子筛、MCM-41条状分子筛中的至少一种。
本发明所述烷基化反应属于催化烷基化反应，利用Y型沸石分子筛等催化剂在特定的温度和压力下使得环戊烯中烯键断开，从而与苯环上的氢发生置换反应，形成环戊基苯。反应釜的温度、压力与反应物的质量空速会影响产物的选择性和收率，空速过低会导致多环戊基苯增多，不利于后续分离，空速过高，反应进行不充分，收率过低，因此，反应釜各工艺参数要严格按照范围标准执行。但是，在反应中无法完全控制苯环上环戊烯的数量，因此仍会出现一部分多环戊基苯，为了分离多环戊基苯与单环戊基苯，仍需进行后续的工艺处理。
作为一项优选的方案，所述分馏采用串联的脱轻I塔、脱苯塔和脱轻II塔实现；脱轻I塔条件控制为：常压、温度为80～120℃；脱苯塔条件控制为：常压、温度为160～250℃；脱轻II塔条件控制为：真空度为3KPa～10KPa、温度为110～160℃。脱轻一塔轻组分是沸点介于环戊烯和苯之间的物质：如环戊烯、环戊烷等碳五单体；脱轻二塔轻组分是介于苯和环戊基苯之间的物质：如四氢双环戊二烯等，分馏过程中将烷基化反应中未经反应的和反应副产物及其他杂质分别馏出，该过程将反应产物纯化，方便后续环戊基苯的精馏。
作为一项优选的方案，所述精馏通过精制塔实现；精制塔条件控制为：温度为130～170℃，真空度为1KPa～5KPa。精馏为填料塔，从精馏段(下段)进料，顶部出料；精馏段塔板36块，提馏段塔板数12块，共48块；填料为5mm不锈钢θ环。简单蒸馏可以起到一定的分离作用，但并不能将混合物分离为高纯度的产品，而通过精馏则可以达到这一目的。由于环戊基苯在常压状态下加热至沸点时容易产生分解或异构，降低产品的选择性和收率，所以本发明采用减压精馏。经过精馏后测试得到单取代环戊基苯的选择性大于92％，环戊基苯纯度99.9％。此时精馏塔釜中仍混有一部分多取代环戊基苯，为提高单取代环戊基苯收率，仍需对精馏塔釜料进一步的脱重和转位烃化反应处理。
作为一项优选的方案，所述脱重由脱重塔实现；脱重塔条件控制为：温度为140～180℃，真空度为0.5kPa～3kPa。脱重塔是填料塔，其填充物是5mm不锈钢θ环。脱重结束后将重质残余物通过塔底排除，多取代环戊基苯通过塔顶回收，多取代环戊基苯再通过后续的转位烃化反应进行重构转化为单取代环戊基苯。
作为一项优选的方案，所述转位烃化催化反应过程中多取代环戊基苯与苯的质量比为1:14～1:6。
作为一项优选的方案，所述转位烃化催化反应在烃位转化反应器内进行，转位烃化催化反应的条件为：反应温度为160～240℃，体积空速为0.5～8h-1，反应压力为1.0～3.0MPa。转位烃化反应可将约6％的多取代环戊基苯转化为单取代环戊基苯，进一步提高单取代环戊基苯的收率。
作为一项优选的方案，所述转位烃化催化反应采用的催化剂为Y型沸石分子筛、多级孔β型沸石分子筛、MCM-41条状分子筛中的至少一种，催化剂购买于天津南开大学催化剂厂。
相对现有技术，本发明技术方案带来的有益技术效果体现在以下几点：
(1)本发明以环戊烯和苯烷基化生产环戊基苯的完整生产工艺流程及方法，具有较高的选择性和转化率；通过控制反应工艺参数，苯烯比、温度、压力、空速等提高环戊烯转化率和环戊基苯选择性。
(2)通过转位烃化反应将约6％的多取代环戊转化为单取代环戊基苯，增加环戊基苯的收率，经过转位烃化反应处理后的环戊基苯收率大于98％。
(3)本发明所述的工艺流程及技术控制参数均按照工业中连续反应的工作场景所设计的，可以应用于连续的工业化生产，具有流程简便，易于操作，安全稳定等优点。
附图说明
图1是本发明的一种环戊基苯的制备工艺流程示意图。
1、烷基化反应器；2、转位烃化反应器；3、脱轻I塔；4、本分离塔；5、脱轻II塔；6、环戊基苯精馏塔；7、脱重塔。
具体实施方式
下面结合实施例和附图来具体说明本发明，但实施例并不构成对本发明的限制。
本发明实施例中所有催化剂均来自天津南开大学催化剂厂。
本发明实施例中所用设备如图1所示，具体的参数为：
烷基化反应器和转位烃化反应器是DN40×1500mm的固定床反应器，内装1300ml分子筛催化剂，分离塔参数见表1。
表1实施例分离塔参数
塔内装有5mm不锈钢θ环。
本发明的环戊基苯的制备工艺流程：来自环戊烯罐和苯罐的原料，经泵按一定质量比从上端进入烷基化反应器中，控制温度和压力；反应器出料经系统压力进入脱轻组分一塔，控制釜温和回流比，轻组分一从塔顶流出；塔釜料经泵进入脱苯塔，控制釜温和回流比，回收苯塔顶流出；塔釜料经泵进入脱轻组分二塔，控制釜温、回流比、真空度，轻组分二从塔顶流出；塔釜料经泵进入环戊基苯精制塔，控制釜温、回流比、真空度，精环戊基苯塔顶流出；塔釜料经泵进入脱重塔，控制釜温、回流比、真空度，多取代环戊基苯塔顶流出，重残从底部排出。轻组分二塔、环戊基苯精制塔、脱重塔三个塔的真空度保持梯度差。脱重塔顶流出的多取代环戊基苯，按一定质量比进入转位烃化反应器，控制温度和压力；转化为单取代环戊基苯，循环进入精制系统提纯。
实施例1
在环戊基苯制备连续装置反应器中装填1300ml Y型沸石分子筛催化剂，反应原料苯和环戊烯按质量比8:1分别用平流泵进料，总体积空速为3.7h-1，催化剂床层反应温度175℃，压力2.35Mpa；反应产物进脱轻组分一塔，釜温控制88℃，回流比30:2；脱轻组分后，塔釜物料进入脱苯塔，釜温控制225℃，回流比2:8；过量的苯顶部回收至原料苯罐；塔釜料进入脱轻组分二塔，釜温控制136℃、真空8kpa，回流比4:60；塔釜料进入环戊基苯精制塔，釜温控制139℃、真空3kpa，回流比5:10，塔顶为环戊基苯；塔釜料进入脱重塔，釜温控制160℃、真空1kpa，回流比4:10，塔釜出料为重残，塔顶出料为多取代环戊基苯，进入转位烃化反应器，转位烃化反应器装填Y型沸石分子筛催化剂，多取代环戊基苯与苯的质量比为1:10，催化剂床层反应温度170℃，压力2.0MPa，将多取代环戊基苯转化为单取代环戊基苯，返回脱轻塔，和反应产物同样精制流程。
分析结果为：环戊烯转化率99.8％,环戊基苯选择性为92.5％。
6％的多取代环戊基苯通过转位烃化反应转化为单取代环戊基苯。
环戊基苯收率≥98％，(收率＝转化率*选择性)。
环戊基苯纯度：99.9％。
实施例2
在环戊基苯制备连续装置反应器中装填1300ml Y型沸石分子筛催化剂，反应原料苯和环戊烯按质量比10:1分别用平流泵进料，总体积空速为4h-1，催化剂床层反应温度180℃，压力2.2Mpa；反应产物进脱轻组分一塔，釜温控制87℃，回流比30:2；脱轻组分后，塔釜物料进入脱苯塔，釜温控制224℃，回流比2:8；过量的苯顶部回收至原料苯罐；塔釜料进入脱轻组分二塔，釜温控制137℃、真空10kpa，回流比4:60；塔釜料进入环戊基苯精制塔，釜温控制140℃、真空3kpa，回流比5:10，塔顶为环戊基苯；塔釜料进入脱重塔，釜温控制150℃、真空0.5kpa，回流比4:10，塔釜出料为重残，塔顶出料为多取代环戊基苯，进入转位烃化反应器，转位烃化反应器装填Y型沸石分子筛催化剂，多取代环戊基苯与苯的质量比为1:8，催化剂床层反应温度180℃，压力2.2Mpa，将多取代环戊基苯转化为单取代环戊基苯，返回脱轻塔，和反应产物同样精制流程。
分析结果为：环戊烯转化率99.9％，环戊基苯选择性为93.0％。
环戊基苯收率≥98％；环戊基苯纯度：99.9％。

Claims (10)

1.一种环戊基苯的制备方法，其特征在于：环戊烯和苯进行烷基化催化反应，烷基化反应产物依次经过分馏和精馏得到环戊基苯，精馏所得重组分经过脱重回收多取代环戊基苯组分，所述多取代环戊基苯组分与苯进行转位烃化催化反应，转位烃化催化反应产物并入烷基化反应产物进入分馏和精馏过程。
2.根据权利要求1所述的一种环戊基苯的制备方法，其特征在于：所述烷基化催化反应过程中环戊烯与所述苯的质量比为1:10～1:3。
3.根据权利要求1所述的一种环戊基苯的制备方法，其特征在于：所述烷基化催化反应在烷基化反应器内进行，烷基化催化反应条件为：体积空速为0.5～5h-1，反应温度为120～220℃，反应压力为0.5～4.0MPa。
4.根据权利要求1所述的一种环戊基苯的制备方法，其特征在于：所述烷基化催化反应采用的催化剂为Y型沸石分子筛、多级孔β型沸石分子筛、MCM-41条状分子筛中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种环戊基苯的制备方法，其特征在于：所述分馏采用串联的脱轻I塔、脱苯塔和脱轻II塔实现；脱轻I塔条件控制为：常压、温度为80～120℃；脱苯塔条件控制为：常压、温度为160～250℃；脱轻II塔条件控制为：真空度为3KPa～10KPa、温度为110～160℃。
6.根据权利要求1所述的一种环戊基苯的制备方法，其特征在于：所述精馏通过精制塔实现；精制塔条件控制为：温度为130～170℃，真空度为1KPa～5KPa。
7.根据权利要求1所述的一种环戊基苯的制备方法，其特征在于：所述脱重由脱重塔实现；脱重塔条件控制为：温度为140～180℃，真空度为0.5kPa～3kPa。
8.根据权利要求1所述的一种环戊基苯的制备方法，其特征在于：所述转位烃化催化反应过程中多取代环戊基苯与苯的质量比为1:14～1:6。
9.根据权利要求1所述的一种环戊基苯的制备方法，其特征在于：所述转位烃化催化反应在烃位转化反应器内进行，转位烃化催化反应的条件为：反应温度为160～240℃，体积空速为0.5～8h-1，反应压力为1.0～3.0MPa。
10.根据权利要求1所述的一种环戊基苯的制备方法，其特征在于：所述转位烃化催化反应采用的催化剂为Y型沸石分子筛、多级孔β型沸石分子筛、MCM-41条状分子筛中的至少一种。
CN202210043636.9A 2022-01-14 2022-01-14 一种环戊基苯的制备方法 Pending CN116478007A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210043636.9A CN116478007A (zh) 2022-01-14 2022-01-14 一种环戊基苯的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210043636.9A CN116478007A (zh) 2022-01-14 2022-01-14 一种环戊基苯的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116478007A true CN116478007A (zh) 2023-07-25

Family

ID=87225514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210043636.9A Pending CN116478007A (zh) 2022-01-14 2022-01-14 一种环戊基苯的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116478007A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI465430B (zh) 自ｃ烴混合物獲得高純度１－丁烯之方法
DE69705161T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Bisphenol
CN101555197B (zh) 混合碳四综合利用方法
CN117384015B (zh) 一种树脂法合成双酚a的生产工艺及装置
CN108341735B (zh) 一种直链烷基苯的生产方法
CN109280020B (zh) 从环己酮肟气相贝克曼重排产物的轻杂质组分中回收己腈和环己酮肟的方法
CN109970683B (zh) 环氧氯丙烷的分离方法
CN111217684A (zh) 一种提高环己酮收率的生产方法
EP1960340B1 (en) Method and apparatus for producing purified methyl isobutyl ketone
CN101066902B (zh) 一种从乙烯副产c9中分离环戊二烯和甲基环戊二烯的方法
US20050082159A1 (en) Process for purification propylene oxide
CN116478007A (zh) 一种环戊基苯的制备方法
CN101092319A (zh) 一种分离环戊二烯的方法
CN102180760B (zh) 一种制备无苯庚烷溶剂的方法
EP2090562A1 (en) A method to obtain polycarbonate-grade bisphenol A
CN118184479A (zh) 降冰片烯的制备方法
JPH0569095B2 (zh)
US3715408A (en) Separation of diethylbenzene isomers by distillation and dehydrogenation
CN114230442A (zh) 一种降低制备双酚a反应系统中异丙基苯酚的方法
CN111777490B (zh) 异戊烯制叔戊醇的方法
CN114456047B (zh) 低聚合叔烷基醚生产工艺
CN110642680B (zh) 一种制备高纯度邻甲酚的结晶分离方法
CN115010567B (zh) 一种合成气制甲醇联产高纯均四甲苯的新型工艺
CN104591949B (zh) 一种从石油裂解c5馏份中分离间戊二烯的方法
CN104591948B (zh) 一种降低从石油裂解c5馏份中分离间戊二烯工艺能耗的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination