Ce-Cu-BTC催化氧化对二乙苯制备对乙基苯乙酮工艺研究文献综述
2020-06-25 20:44:36
1.1 对二乙苯来源和性质
对二乙苯(P-diethylbenzene,简称为PDEB)是一种不溶于水,溶于乙醇、苯等有机溶剂的无色的液体,有剧毒,可对人体皮肤黏膜产生刺激,并且易燃易爆,容易产生一氧化碳有害气体,经常作为一种重要原料用在化工生产中。现主要用于聚酯纤维工业中,是吸附分离对二甲苯的优质解吸剂,并可用于制备苯并二硫代苯,生产二乙烯基苯;纯的对二乙苯还可作为高纯度交联剂的原料。
对二乙苯的生产方法有多种,已经工业化的对二乙苯生产技术主要包括合成法,吸附分离法,吸附分离异构法三种。还原乙基苯乙酮;用吸附分离方法从重整产物C10芳烃和生产乙基苯过程副产的二乙基苯中提取;乙基苯-乙醇和乙基苯-纯乙烯烷基化以及乙基苯歧化等。最为常见的烷基化法是在固体酸催化剂或分子筛催化剂上,以乙基苯,乙烯,乙醇等为原料,在反应温度350-480#176;C的条件下合成对二乙苯。另一种常见方法为吸附分离法,此种工艺能耗更低,且更加环保,对二乙苯从苯乙烯装置的副产物混二乙基苯中分离得[1]。
江苏丹化集团公司为烷基化法的代表,公司采用乙烯、乙基苯合成法生产对二乙苯已有七年历史,装置生产能力为4000吨/年。产品除国内PX装置使用外,还远销印度、韩国、土耳其、荷兰、美国等地,用户反映良好。另一种对二乙苯的生产方式是吸附分离,该工艺采用改性分子筛为吸附剂。2011年,扬子石化公司采用石科院RAX-2000A和RAX-3000系列吸附剂和R-AS-PDEB吸附技术建成了设计产能为2万吨/年的对二乙苯生产装置,2012年装置投入正式生产,产品纯度可达99.5%,达到国际先进水平。
1.2 对乙基苯乙酮性质和用途
对乙基苯乙酮(p-ethylacetophenone)分子式为C10H12O,常温下为无色或微黄色液体,不溶于水,易溶于常用有机溶剂,熔点为-20.6℃,相对密度为0.993g/cm3(30℃),沸点为245℃,折射率为1.529,闪点为90℃,有刺激性气味,中等毒性,接触对皮肤和粘膜有刺激作用。对乙基苯乙酮属于易燃液体,应远离氧化剂,放入密封容器内,储存在阴凉、干燥的地方。
对乙基苯乙酮是近年来颇受国内外化工界重视的化学品,除了具有一般烷基苯的通性外,由于其含有乙酰基,还具有官能团转变、结构延伸的功能,可与亲核试剂发生加成反应、亲核取代反应;可与醇、氨、酰胺、醛等进行加成或缩合反应。例如与硼氢化阴离子交换树脂(BER)等还原剂反应被还原为相应的仲醇[2],用于制备多种液晶材料;可与芳基格氏试剂反应生成相应的二芳基乙烯[3];可作为重要的光致变色材料反应原料[4~5],在光能记忆、信息存储、涂料颜料领域有广泛的应用;也可与2,5-二苯甲酰基-1,4-苯二胺合成发光二极管,该材料有着高电子亲和力和高热稳定性的特点,在下一代显示、液晶的背光源和固态照明三个核心领域呈现出巨大的市场[6];也可与苯甲醛、卤代苯甲醛等反应得到相应酰腙后与酸酐脱水环化合成噁唑啉类化合物,该类物质可用于杀虫、杀菌、抗爱滋病毒和抗惊厥等[7~8]。因此,对乙基苯乙酮在医药、液晶及有机合成中间体等方面具有广泛的用途,开发利用前景广阔。
1.3 对乙基苯乙酮生产技术研究进展
烷基芳烃的烷基化和酰化产物是重要的化学中间体,具有很高的商业应用价值,因此在国内外颇受重视。目前,对乙基苯乙酮的生产主要分为”Friedel-Crafts反应”和”对二乙苯氧化法”。
对乙基苯乙酮传统生产工艺是通过Friedel-Crafts酰基化反应,采用Lewis酸或者强质子酸催化乙苯与醋酸酐或乙酰氯得到,常见的Friedel-Crafts酰基化反应催化剂有AlCl3[9]、BF3[10]、TiCl4[11]、AlPO4、SiO2-AlCl3混合物的固体酸催化剂、沸石类分子筛[12]以及全氟磺酸树脂[13]等。