一种用于合成对甲基苯甲醚的催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种用于合成对甲基苯甲醚的催化剂及其制备方法和应用，包括主催化剂和抗氧化剂，抗氧化剂的质量占主催化剂质量的5％

【技术实现步骤摘要】
一种用于合成对甲基苯甲醚的催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于化工催化剂
，具体涉及一种用于甲基化反应的催化剂，更具体地涉及一种用于以对甲酚与碳酸二甲酯为原料合成对甲基苯甲醚的催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]对甲基苯甲醚天然存在于依兰油及卡南加依兰油中，具有紫罗兰香气及依兰花香，是一种十分重要的化工原料，广泛用于医药、香料及有机合成中间体等领域。该品是我国GB2760
‑
86规定允许使用的食用香料，主要用以配制胡桃和榛子等坚果型香精，还用于配制人造依兰、卡南加、紫罗兰、水仙花等香精。
[0003]目前，对甲基苯甲醚工业上主要生产方法是对甲酚与碱反应得到酚钠后，再与硫酸二甲酯发生取代反应得到产品。该路线的反应条件较为温和，但是原料硫酸二甲酯为高毒物，安全隐患大，严重腐蚀反应设备，生产过程中产生大量的含酚、含盐废水和废固，污染比较严重，处理成本较高，随着国家对生态环境的重视，环保要求不断升级，企业面临关停风险，严重影响下游相关产业的健康发展。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种用于合成对甲基苯甲醚的催化剂及其制备方法和应用，该催化剂可以催化对甲酚和碳酸二甲酯反应合成对甲基苯甲醚，工艺绿色高效，无污染。
[0005]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0006]一种用于合成对甲基苯甲醚的催化剂，包括主催化剂和抗氧化剂，抗氧化剂的质量占主催化剂质量的5％
‑
30％；按照摩尔百分比计，主催化剂含有下述的组分：活性组分50％
‑
85％；助剂15％
‑
50％；
[0007]所述活性组分为LiCl、NaCl、KCl、CaCl2和MgCl2中的一种或几种；
[0008]所述助剂为CaCO3、CuCO3、MgCO3、ZnCO3、Al2(CO3)3和MnCO3中的一种或几种。
[0009]优选的，所述的抗氧化剂为抗氧化剂264、抗氧化剂330、抗氧化剂1010和抗氧化剂1076中的一种或几种。
[0010]所述的用于合成对甲基苯甲醚的催化剂的制备方法，将活性组分、助剂和抗氧化剂混合均匀，得到所述催化剂。
[0011]优选的，混合均匀具体是：在搅拌速度为30
‑
60r/min的条件下搅拌时间0.5
‑
2h。
[0012]所述的催化剂在合成对甲基苯甲醚中的应用，采用所述的催化剂，催化对甲酚和碳酸二甲酯进行甲基化反应，得到对甲基苯甲醚。
[0013]优选的，对甲酚和碳酸二甲酯摩尔比为1：(1.0
‑
2)。
[0014]优选的，催化剂的用量为对甲酚质量的0.1％
‑
5.0％。
[0015]优选的，反应温度为150
‑
350℃，反应压力为2
‑
7MPa，反应时间为2
‑
8h。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0017]本专利技术催化剂用于以对甲酚为原料，采用环境友好的碳酸二甲酯为甲基化试剂合成对甲基苯甲醚，该催化剂催化活性高，可以催化对甲酚和碳酸二甲酯反应合成对甲基苯甲醚，转化率高，收率高，反应时间快，无污染，已成功实现了工业化应用。
[0018]本专利技术采用环保甲基化试剂碳酸二甲酯，开发绿色环保的对甲基苯甲醚合成工艺，碳酸二甲酯是一种低污染、环境友好的新兴绿色化工原料，其作为甲基化试剂与对甲酚反应合成对甲基苯甲醚，生产过程中不产生废水；避免氢氧化钠的使用；避免了设备腐蚀，节约了生产成本，属于环保低碳生产工艺，对环境无害、无毒、无污染。相比工业化的硫酸二甲酯工艺，原料成本低、生产效率高，而且几乎没有废水及固体废弃物产生，能迅速取代现有高污染工艺。
具体实施方式
[0019]下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。
[0020]本专利技术提供的一种以对甲酚与碳酸二甲酯为原料合成对甲基苯甲醚的催化剂，该催化剂包括主催化剂和抗氧化剂，抗氧化剂的质量占主催化剂质量的5％
‑
30％；按照摩尔百分比计，主催化剂含有下述的组分：活性组分50％
‑
85％；助剂15％
‑
50％。
[0021]所述活性组分为碱金属或碱土金属卤化物LiCl、NaCl、KCl、CaCl2和MgCl2中的一种或几种；
[0022]所述助剂为金属碳酸盐CaCO3、CuCO3、MgCO3、ZnCO3、Al2(CO3)3和MnCO3中的一种或几种。
[0023]所述的抗氧化剂为抗氧化剂264、抗氧化剂330、抗氧化剂1010和抗氧化剂1076中的一种或几种。
[0024]相应地，本专利技术进而给出了以对甲酚与碳酸二甲酯为原料合成对甲基苯甲醚的催化剂的制备方法，包括以下步骤：
[0025]1)根据催化剂组成比例，称取一定量活性组分碱金属或碱土金属卤化物与助剂金属碳酸盐，各组分的用量使最终的活性组分摩尔百分比占主催化剂的量为50％
‑
85％，助剂摩尔百分比占主催化剂的量为15％
‑
50％，再称取占主催化剂质量5％
‑
30％的抗氧化剂。
[0026]2)在室温条件下，将三种组分机械混合，搅拌速度为30
‑
60r/min，搅拌时间为0.5
‑
2h。
[0027]3)将混合均匀的催化剂装桶，备用。
[0028]本专利技术还给出了上述催化剂在以对甲酚与碳酸二甲酯为原料合成对甲基苯甲醚中的工业化应用，对甲基苯甲醚生产线规模为1000吨/年，单个反应釜体积为2.5m3。将对甲酚和碳酸二甲酯按照摩尔比为1：(1.0
‑
2)比例混合，将催化剂在进行甲基化反应时投加摩尔百分比为对甲酚量的0.1
‑
5.0wt.％，搅拌速率为50
‑
200r/min，反应温度为150
‑
350℃，反应压力为2
‑
7MPa，反应时间为2
‑
8h。反应混合液经精馏提纯，得到所需对甲基苯甲醚。
[0029]经使用本专利技术催化剂后，使得以对甲酚与碳酸二甲酯为原料合成对甲基苯甲醚工业化应用中，对甲基苯甲醚收率大于95％，纯度大于99.5％。最佳合成条件下，对甲基苯甲醚收率大于98％，纯度大于99.9％。
[0030]实施例1
[0031]按照催化剂摩尔组成，将67％NaCl与33％CaCO3用于制备主催化剂，再称取占主催化剂质量5％的抗氧化剂264，将相应的三种组分加入到固体混合装置中，在室温条件下，搅拌速度为30r/min，搅拌时间为0.5h。将混合好的催化剂装桶，备用。
[0032]在2.5m3的反应釜中，将对甲酚和碳酸二甲酯按照摩尔比为1：1.5，在上述催化剂上进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于合成对甲基苯甲醚的催化剂，其特征在于，包括主催化剂和抗氧化剂，抗氧化剂的质量占主催化剂质量的5％
‑
30％；按照摩尔百分比计，主催化剂含有下述的组分：活性组分50％
‑
85％；助剂15％
‑
50％；所述活性组分为LiCl、NaCl、KCl、CaCl2和MgCl2中的一种或几种；所述助剂为CaCO3、CuCO3、MgCO3、ZnCO3、Al2(CO3)3和MnCO3中的一种或几种。2.根据权利要求1所述的用于合成对甲基苯甲醚的催化剂，其特征在于，所述的抗氧化剂为抗氧化剂264、抗氧化剂330、抗氧化剂1010和抗氧化剂1076中的一种或几种。3.权利要求1或2所述的用于合成对甲基苯甲醚的催化剂的制备方法，其特征在于，将活性组分、助剂和抗氧化剂混合均匀，得到所述催化剂。4.根据权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛其才，严良，李蕾蕾，寇永利，戚文博，徐桥桥，聂颖颖，拓婷婷，许明杰，
申请(专利权)人：陕西煤业化工技术研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：