一種以苯和乙酰丙酸乙酯為原料制備乙基苯的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于乙基苯生產(chǎn)制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種以苯和乙酰丙酸乙酯為原料制備乙基苯的方法。該方法以ZSM-5分子篩或者β分子篩作為催化劑，在250～400℃條件下反應(yīng)制備乙基苯，其中原料以摩爾配比計，苯︰乙酰丙酸乙酯=1.5～4︰1，體積空速為1～4h-1。本發(fā)明提出的合成乙基苯的方法，以乙酰丙酸乙酯作為烷基化試劑，而乙酰丙酸乙酯可以由乙酰丙酸酯化而來。乙酰丙酸則是可再生的生物質(zhì)資源水解的重要產(chǎn)物，可以利用廉價的生物質(zhì)秸稈等可再生資源大規(guī)模的制備,從而克服現(xiàn)有技術(shù)中原料來源過于依賴非可再生資源石油制品的缺陷，為乙基苯的大規(guī)模生產(chǎn)制備提供了一條新的途徑。
【專利說明】一種以苯和乙酰丙酸乙酯為原料制備乙基苯的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于乙基苯生產(chǎn)制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種以苯和乙酰丙酸乙酯為原料制備乙基苯的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]乙基苯，別名乙苯，分子式為C8Hltl (C6H5CH2CH3),是一種無色液體，有芳香氣味，常用于有機合成和用作溶劑。乙基苯對皮膚、粘膜有較強刺激性，高濃度時有麻醉作用。
[0003]乙基苯是生產(chǎn)苯乙烯的主要原料，苯乙烯主要用于生產(chǎn)聚苯乙烯及其共聚物如丁苯橡膠等?，F(xiàn)有技術(shù)中，乙基苯均以苯為原料，以乙烯為烷基化試劑來生產(chǎn)制備。但是隨著全球石油資源的逐漸減少，乙烯的產(chǎn)量也將受到嚴(yán)重的影響，并且其成本也將會逐漸增加。
[0004]為開發(fā)新的乙基苯的生產(chǎn)方式，近年來有研究者以乙醇為烷基化試劑與苯反應(yīng)制備乙基苯，但是由于乙醇化學(xué)性能穩(wěn)定，活性較低，并且在高溫下極易積碳導(dǎo)致催化劑中毒并快速失活，因而以乙醇和苯為原料來制備乙基苯受到了較大程度的限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的在于提供一種以苯和乙酰丙酸乙酯為原料制備乙基苯的方法。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
一種以苯和乙酰丙酸乙酯為原料制備乙基苯的方法，該方法以苯和乙酰丙酸乙酯為原料，以ZSM-5分子篩或者β分子篩作為催化劑，在250~400°C條件下反應(yīng)制備乙基苯，優(yōu)選400°C條件下反應(yīng)10小時制備`乙基苯。
[0007]各原料以摩爾比計，苯:乙酰丙酸乙酯=1.5~4: 1，體積空速為I~41 1，優(yōu)選摩爾比為3: 1，體積空速為Ih'
[0008]ZSM-5分子篩是H型或Na型，其硅鋁比為25~200，優(yōu)選H型、硅鋁比為150的ZSM-5分子篩。
[0009]β分子篩是H型或Na型，其硅鋁比為25~50，優(yōu)選Na型、硅鋁比為50的β分子篩。
[0010]發(fā)明人在多次實驗研究中發(fā)現(xiàn)，使用乙酰丙酸乙酯代替乙醇作為烷基化試劑可以有效克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，即可以有效克服高溫下積碳導(dǎo)致催化劑中毒并快速失活的缺陷。而現(xiàn)有技術(shù)中，尚未見到有關(guān)以苯和乙酰丙酸乙酯為原料制備乙基苯的相關(guān)報道。
[0011]本發(fā)明提出的合成乙基苯的方法中，以乙酰丙酸乙酯作為烷基化試劑，而乙酰丙酸乙酯可以由乙酰丙酸酯化而來。乙酰丙酸則是可再生的生物質(zhì)資源水解的重要產(chǎn)物，可以利用廉價的生物質(zhì)秸桿等可再生資源大規(guī)模的制備，從而克服現(xiàn)有技術(shù)中原料來源過于依賴非可再生資源石油制品的缺陷，為乙基苯的大規(guī)模生產(chǎn)制備提供了一條新的途徑。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步解釋說明。[0013]實施例1
本實施例以苯和乙酰丙酸乙酯為原料，采用硅鋁比為25的H型ZSM-5分子篩作為催化劑，按照苯:乙酰丙酸乙酯=3: I的摩爾比配料，在400°C、體積空速為ItT1條件下，在線反應(yīng)10小時。
[0014]經(jīng)檢查，苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到43.1%，乙基苯的選擇性為65.8%。
[0015]實施例2
本實施例以苯和乙酰丙酸乙酯為原料，采用硅鋁比為50的H型ZSM-5分子篩作為催化劑，按照苯:乙酰丙酸乙酯=3: I的摩爾比配料，在400°C、體積空速為ItT1條件下，在線反應(yīng)10小時。
[0016]經(jīng)檢查，苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到44.3%，乙基苯的選擇性為66.1%。
[0017]實施例3
本實施例以苯和乙酰丙酸乙酯為原料，采用硅鋁比為75的H型ZSM-5分子篩作為催化劑，按照苯:乙酰丙酸乙酯=3: I的摩爾比配料，在400°C、體積空速為ItT1條件下，在線反應(yīng)10小時。
[0018]經(jīng)檢查，苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到46.5%，乙基苯的選擇性為73.3%。
[0019]實施例4
本實施例以苯和乙酰丙酸乙酯為原料，采用硅鋁比為100的H型ZSM-5分子篩作為催化劑，按照苯:乙酰丙酸乙酯=3: I的摩爾比配料，在400°C、體積空速為ItT1條件下，在線反應(yīng)10小時。
[0020]經(jīng)檢查，苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到48.7%，乙基苯的選擇性為78.6%。
[0021]實施例5
本實施例以苯和乙酰丙酸乙酯為原料，采用硅鋁比為150的H型ZSM-5分子篩作為催化劑，按照苯:乙酰丙酸乙酯=3: I的摩爾比配料，在400°C、體積空速為ItT1條件下，在線反應(yīng)10小時。
[0022]經(jīng)檢查，苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到50.2%，乙基苯的選擇性為83.2%。
[0023]實施例6
本實施例以苯和乙酰丙酸乙酯為原料，采用硅鋁比為200的H型ZSM-5分子篩作為催化劑，按照苯:乙酰丙酸乙酯=3: I的摩爾比配料，在400°C、體積空速為ItT1條件下，在線反應(yīng)10小時。
[0024]經(jīng)檢查，苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到49.1%，乙基苯的選擇性為86.4%。
[0025]實施例7
本實施例以苯和乙酰丙酸乙酯為原料，采用硅鋁比為150的H型ZSM-5分子篩作為催化劑，按照苯:乙酰丙酸乙酯=1.5: I的摩爾比配料，在400°C、體積空速為ItT1條件下，在線反應(yīng)10小時。
[0026]經(jīng)檢查，苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到35.7%，乙基苯的選擇性為64.2%。
[0027]實施例8
本實施例以苯和乙酰丙酸乙酯為原料，采用硅鋁比為150的H型ZSM-5分子篩作為催化劑，按照苯:乙酰丙酸乙酯=2: I的摩爾比配料，在300°C、體積空速為ItT1條件下，在線反應(yīng)10小時。[0028]經(jīng)檢查，苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到39.6%，乙基苯的選擇性為67.5%。
[0029]實施例9
本實施例以苯和乙酰丙酸乙酯為原料，采用硅鋁比為150的H型ZSM-5分子篩作為催化劑，按照苯:乙酰丙酸乙酯=2: I的摩爾比配料，在400°C、體積空速為ItT1條件下，在線反應(yīng)10小時。
[0030]經(jīng)檢查，苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到42.1%，乙基苯的選擇性為72.4%。
[0031]實施例10
本實施例以苯和乙酰丙酸乙酯為原料，采用硅鋁比為150的H型ZSM-5分子篩作為催化劑，按照苯:乙酰丙酸乙酯=3: I的摩爾比配料，在300°C、體積空速為ItT1條件下，在線反應(yīng)10小時。
[0032]經(jīng)檢查，苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到45.9%，乙基苯的選擇性為77.5%。
[0033]實施例11
本實施例以苯和乙酰丙酸乙酯為原料，采用硅鋁比為150的H型ZSM-5分子篩作為催化劑，按照苯:乙酰丙酸乙酯=4: I的摩爾比配料，在400°C、體積空速為ItT1條件下，在線反應(yīng)10小時。
[0034]經(jīng)檢查，苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到40.8%，乙基苯的選擇性為85.9%。
[0035]實施例12
本實施例以苯和乙酰丙酸乙酯為原料，采用硅鋁比為150的H型ZSM-5分子篩作為催化劑，按照苯:乙酰丙酸乙酯=3: I的摩爾比配料，在400°C、體積空速為2h-1條件下，在線反應(yīng)10小時。
[0036]經(jīng)檢查，苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到45.7%，乙基苯的選擇性為76.3%。
[0037]實施例13
本實施例以苯和乙酰丙酸乙酯為原料，采用硅鋁比為150的H型ZSM-5分子篩作為催化劑，按照苯:乙酰丙酸乙酯=3: I的摩爾比配料，在400°C、體積空速為4h-1條件下，在線反應(yīng)10小時。
[0038]經(jīng)檢查，苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到37.3%，乙基苯的選擇性為63.8%。
[0039]實施例14
本實施例以苯和乙酰丙酸乙酯為原料，采用硅鋁比為150的H型ZSM-5分子篩作為催化劑，按照苯:乙酰丙酸乙酯=3: I的摩爾比配料，在400°C、體積空速為ItT1條件下，在線反應(yīng)10小時。
[0040]經(jīng)檢查，苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到43.5%，乙基苯的選擇性為74.8%。
[0041]實施例15
本實施例以苯和乙酰丙酸乙酯為原料，采用硅鋁比為25的H型β分子篩作為催化劑，按照苯:乙酰丙酸乙酯=3: I的摩爾比配料，在400°C、體積空速為ItT1條件下，在線反應(yīng)10小時。
[0042]經(jīng)檢查，苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到47.5%，乙基苯的選擇性為75.8%。
[0043]實施例16
本實施例以苯和乙酰丙酸乙酯為原料，采用硅鋁比為50的H型β分子篩作為催化劑，按照苯:乙酰丙酸乙酯=3: I的摩爾比配料，在400°C、體積空速為ItT1條件下，在線反應(yīng)10小時。
[0044]經(jīng)檢查，苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到49.2%，乙基苯的選擇性為77.3%。
[0045]實施例17
本實施例以苯和乙酰丙酸乙酯為原料，采用硅鋁比為50的Na型β分子篩作為催化劑，按照苯:乙酰丙酸乙酯=3: I的摩爾比配料，在400°C、體積空速為ItT1條件下，在線反應(yīng)10小時。
[0046]經(jīng)檢查，苯的轉(zhuǎn)化率達(dá)到50.4%，乙基苯的選擇性為78.7%。
[0047]以上實施例僅是本發(fā)明的部分實施例，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案內(nèi)容對相應(yīng)的催化劑、原料配比、溫度等參數(shù)進(jìn)行變化即可得到本發(fā)明請求保護(hù)的專利權(quán)范圍，因此不再提供更多重復(fù) 性的實施例。
【權(quán)利要求】
1.一種以苯和乙酰丙酸乙酯為原料制備乙基苯的方法，其特征在于，該方法以苯和乙酰丙酸乙酯為原料，以ZSM-5分子篩或者β分子篩作為催化劑，在250~400°C條件下反應(yīng)制備乙基苯。
2.如權(quán)利要求1所述的以苯和乙酰丙酸乙酯為原料制備乙基苯的方法，其特征在于，.400°C條件下反應(yīng)10小時制備乙基苯。
3.如權(quán)利要求1所述的以苯和乙酰丙酸乙酯為原料制備乙基苯的方法，其特征在于，各原料以摩爾比計，苯:乙酰丙酸乙酯=1.5~4: 1，體積空速為I~4h1。
4.如權(quán)利要求3所述的以苯和乙酰丙酸乙酯為原料制備乙基苯的方法，其特征在于，各原料以摩爾比計，苯:乙酰丙酸乙酯=3: 1，體積空速為Ih'
5.如權(quán)利要求1所述的以苯和乙酰丙酸乙酯為原料制備乙基苯的方法，其特征在于，ZSM-5分子篩是H型或Na型，其硅鋁比為25~200。
6.如權(quán)利要求5所述的以苯和乙酰丙酸乙酯為原料制備乙基苯的方法，其特征在于，ZSM-5分子篩是H型的，硅鋁比為150。
7.如權(quán)利要求1所述的以苯和乙酰丙酸乙酯為原料制備乙基苯的方法，其特征在于，β分子篩是H型或Na型，其硅鋁比為25~50。
8.如權(quán)利要求7所述的以苯和乙酰丙酸乙酯為原料制備乙基苯的方法，其特征在于，β分子篩是Na型，硅鋁比為50。
【文檔編號】B01J29/40GK103524290SQ201310480238
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月15日
【發(fā)明者】楊延濤, 雷廷宙, 朱金陵, 何曉峰, 任素霞, 徐海燕, 王志偉, 李順清, 齊天 申請人:河南省科學(xué)院能源研究所有限公司, 河南省生物質(zhì)能源重點實驗室