【摘要】：煤焦油是焦化生產(chǎn)中產(chǎn)生量最大的副產(chǎn)物,而在中低溫煤焦油中,酚類化合物大約占30%,含酚焦油經(jīng)初步分離之后可得到苯酚-吡啶-茚滿的三元混合物系。此三元混合物系中苯酚與吡啶共沸,共沸溫度為183.2℃,茚滿的沸點(diǎn)為177.9℃,沸點(diǎn)相差很近,采用普通的精餾方法很難實現(xiàn)組分的分離,但苯酚能夠進(jìn)行烷基化反應(yīng),如果通過烷基化反應(yīng)生成了苯酚烷基化產(chǎn)物,就可以打破苯酚和吡啶共沸組成,增大與茚滿的相對揮發(fā)度,再用精餾的方法實現(xiàn)烷基化產(chǎn)物與吡啶、茚滿的分離,此分離路徑同時也可得到苯酚烷基化產(chǎn)物。在各類苯酚烷基化產(chǎn)物中,以叔丁基苯酚最為普遍,相關(guān)研究也很多。叔丁基苯酚是精細(xì)化工中重要的中間體,主要包括2-叔丁基苯酚、4-叔丁基苯酚、2,4-二叔丁基苯酚、2,4,6-三叔丁基苯酚,其主要應(yīng)用于表面活性劑、抗氧劑、涂料和油漆的生產(chǎn)。本文主要研究苯酚-吡啶-茚滿三元物系的烷基化反應(yīng)以及烷基化后物系的分離模擬,以三元混合物系苯酚-吡啶-茚滿為原料,叔丁醇為烷基化劑,LXC-101、LXC-102磺酸基酸性樹脂為催化劑,在固定床反應(yīng)器中進(jìn)行液相烷基化反應(yīng)生成叔丁基苯酚。實驗使用了兩種催化劑研究反應(yīng)溫度、反應(yīng)空速以及原料與叔丁醇的摩爾比對苯酚轉(zhuǎn)化率和叔丁基苯酚的選擇性的影響。優(yōu)化后的反應(yīng)條件為:以低溫LXC-101磺酸基酸性樹脂作為催化劑,反應(yīng)壓力1.0MPa、反應(yīng)溫度85℃、反應(yīng)空速0.5h~(-1)、三元混合物系與叔丁醇摩爾比1:3,苯酚的轉(zhuǎn)化率最大可達(dá)到81.9%,2,4-二叔丁基苯酚的選擇性為48.4%;以高溫LXC-102磺酸基酸性樹脂作為催化劑,反應(yīng)壓力1.0MPa、反應(yīng)溫度105℃、反應(yīng)空速1.0h~(-1)、三元混合物系與叔丁醇摩爾比1:3,苯酚的轉(zhuǎn)化率最大為91.5%,2,4,6-三叔丁基苯酚的選擇性為62.1%。本文又以烷基化反應(yīng)后的混合物系為原料,進(jìn)行精餾分離,對精餾過程進(jìn)行模擬研究。研究了理論板數(shù)、進(jìn)料板位置、回流比等參數(shù)對分離效果的影響,優(yōu)化后的操作條件為:預(yù)處理塔理論板數(shù)30、進(jìn)料板位置在第14塊、回流比2,脫2,4,6-三叔丁基苯酚塔理論板數(shù)95、進(jìn)料板位置在第44塊、回流比12,脫2,4-二叔丁基苯酚塔理論板數(shù)42、進(jìn)料板位置在第16塊、回流比4,4-叔丁基苯酚塔理論板數(shù)44、進(jìn)料板位置在第10塊、回流比7。精餾分離結(jié)果如下:預(yù)分離塔可得到99.9%的混合叔丁基苯酚,脫2,4,6-三叔丁基苯酚塔可得到純度為99.8%的2,4,6-三叔丁基苯酚,脫2,4-二叔丁基苯酚塔可得到純度為99.7%的2,4-二叔丁基苯酚,4-叔丁基苯酚塔可得到純度為99.9%的4-叔丁基苯酚。
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ522.6
【圖文】：

圖 1.2 苯酚和甲醇反應(yīng)的主要路徑Fig.1.2 Main reaction pathway for phenol and methanol（2）苯酚和叔丁醇苯酚與叔丁醇烷基化反應(yīng)可能路徑如圖 1.3[35]所示：OHOCH3+ CH3OHCatOHCH3CH3OHOHH3CanisoleO-alkyationortho-cresolC-alkylation2,6-xyle

2-三元混合物系罐，3-微量進(jìn)料泵，4-混合器，5-固定床反應(yīng)器，6-取樣閥圖 2.1 固定床實驗裝置示意圖Fig Schematic diagram of fixed-bed reactor固定床反應(yīng)裝置如圖 2.1。固定床反應(yīng)器為長 700mm，內(nèi)徑 18mm 的不銹管，控溫區(qū)由管式電阻爐加熱，由控溫儀控制程序升溫加熱，用熱電偶測量催劑床層溫度，測量誤差不超過 1°C。催化劑裝入反應(yīng)器中部，實驗開始前要對個裝置的氣密性進(jìn)行檢測，用蘸有肥皂水的毛刷在體系的各個接口處涂抹，確體系無泄漏處后方可進(jìn)行實驗。2.3 反應(yīng)機(jī)理苯酚與叔丁醇的反應(yīng)方程式如下圖 2.2OH+ OHCatOH+OH+OH+OH

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2721613