煤焦油酚類化合物中甲酚單體及其叔丁基取代物是化工行業(yè)重要的原材料,具有很高的附加值。間甲酚和對甲酚的沸點相差0.4°C,難以通過精餾法分離。本文主要思路是:在認識烷基化過程的基礎(chǔ)上,通過改變反應速率調(diào)控產(chǎn)物組成:促進對甲酚二取代物生成的同時,減少間甲酚的反應。首先以間甲酚和對甲酚為原料,以濃硫酸為催化劑進行間/對甲酚的叔丁基化反應,對影響反應物轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物收率、選擇性的主要因素進行了研究,以目標產(chǎn)物2,6-二叔丁基對甲酚（BHT）和4,6-二叔丁基間甲酚（DMC）的選擇性和收率作為判斷依據(jù),確定了在本實驗體系下混合甲酚叔丁基化反應的最佳條件;通過計算得到了間/對甲酚叔丁基化反應的熱力相關(guān)參數(shù),為后續(xù)對產(chǎn)物進行選擇性調(diào)控提供了理論依據(jù);通過引入溶劑的方法,抑制間甲酚的叔丁基化反應,將產(chǎn)品主要組成調(diào)整為BHT、6-叔丁基間甲酚（6-T-M）和未反應的間甲酚;利用紫外分光光度計初步解釋了溶劑在間/對甲酚叔丁基化反應過程中的作用機理;從新疆哈密低溫熱解油輕質(zhì)組分（小于325°C）中分離得到甲酚產(chǎn)品,并通過叔丁基化工藝得到目標產(chǎn)品（間甲酚和BHT）。論文主要結(jié)果如下:1.間/對甲酚叔丁基化反應的... 

【文章來源】：太原理工大學山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

熱解焦油中酚類提取及分離工藝流程

導致反應速度加快。6-T-M 與未加溶劑時相比濃度變化規(guī)律不同，隨反應時間增加，其濃度降低緩慢。由于四氫呋喃會消耗體系中的 H+，當加入四氫呋喃時，第二步叔丁基化反應很難發(fā)生，導致 BHT 的濃度出現(xiàn)了明顯的降低。加入溶劑后 6-T-M 和2-T-P 的含量較未加溶劑時增加，以加入二氯甲烷后產(chǎn)物組成及含量為例，產(chǎn)物主要組成為：2-T-P（10.08 wt%）、6-T-M（20.53 wt%）和 BHT（31.16 wt%），DMC 不生成。2-T-P、6-T-M 的含量較無溶劑條件下相比，分別增加了 7.65 wt%、13.61 wt%；BHT 和DMC 的含量較無溶劑條件下相比，分別降低了 18.11 wt%、38.77 wt%。根據(jù)各產(chǎn)物濃度變化情況和含量可以看出，加入溶劑促進了間/對甲酚的第一步叔丁基化反應和對甲酚的第二步叔丁基化反應。間/對甲酚的第二步叔丁基化反應分別發(fā)生在間甲酚的 C4 位和對甲酚的 C6 位，由圖 3-3 和 3-4 可知間甲酚 C4 位和對甲酚 C6位的電子密度分別為-0.244 和-0.272，對甲酚反應活性位的電子密度大于間甲酚。當溶劑極性變大時，溶劑與碳正離子形成的過渡態(tài)更容易與對甲酚反應，消耗了大部分的異丁烯，導致 DMC 難以生成。

結(jié)果表明：間甲酚以及 6-T-M 與溶劑之間的溶劑效應要強于對甲酚和 2-T-P，這可能是抑制 DMC 生成的主要原因。（5）煤焦油輕質(zhì)組分的主要成分為：長鏈烷烴，酚類化合物，芳香化合物，長鏈烯烴，輕質(zhì)組分中含酚量為 19.84 wt%，酚類化合物主要存在于 160-220 °C 餾分段中，甲酚主要存在于 185-195 °C 餾分段。以精制后的混酚為原料進行叔丁基化反應后產(chǎn)物中出現(xiàn)少量的異丁烯自聚物，這是由于混酚中甲酚含量相對較低造成的。對叔丁基化產(chǎn)物精餾之后得到各個餾分段產(chǎn)物的含量都在 90 wt%以上，精餾所得間/對甲酚混合物中間甲酚的含量為 97.35 wt%，BHT 含量為 96.47 wt%（由于雜質(zhì)影響了產(chǎn)品純度），可直接作為產(chǎn)品輸出。精餾所得單叔丁基甲酚混合物經(jīng)脫叔丁基后得到含量為 75.21 wt%的間甲酚。（6）優(yōu)化后工藝相比傳統(tǒng)工藝主要能耗降低的部分為脫叔丁基反應部分，以優(yōu)化后工藝分離 100 mol 間/對混合甲酚相比傳統(tǒng)工藝可降低能耗 14.54%。（7）中低溫煤焦油中酚類化合物提取、精制及分離工藝路線的優(yōu)化。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3491093