[發(fā)明專利]二苯甲烷催化合成工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310217853.6
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103304366A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金頂峰;王池雅;楊瀟;張健;金紅曉;王新慶;彭曉嶺;洪波;葛洪良
• 申請（專利權(quán)）人: 中國計量學(xué)院
• 主分類號: C07C15/16
• 分類號: C07C15/16;C07C2/88;B01J23/20
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用苯和甲醛清潔合成二苯甲烷的催化合成工藝及其涉及的催化劑和催化劑制備方法，更具體地說，是一種苯和甲醛在鈮酸催化劑作用下清潔合成二苯甲烷的合成工藝。?

背景技術(shù)

二苯甲烷(Diphenylmethane，簡稱DPM)，俗稱人造香葉油，常溫下為無色針狀晶體，帶有強烈香葉油和甜橙油的香氣，是一類重要的香料、染料和藥物中間體。在制藥、精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)中作為一類重要的中間體原料使用：醫(yī)藥上被廣泛用于生產(chǎn)苯海拉明鹽酸鹽等；精細(xì)化工上常被用作農(nóng)藥殺蟲劑的增效劑或用作添加劑來改變聚酯以及噴射燃料的熱穩(wěn)定性。?

石油化工過程中產(chǎn)生大量的苯，經(jīng)過傅-克(Friedel-Crafts)烷基化反應(yīng)生成高附加值的二苯甲烷已經(jīng)成為苯深加工利用的重要途徑之一。目前，工業(yè)上采用苯與氯化芐在適宜反應(yīng)條件和催化作用下經(jīng)過F-C烷基化生成二苯甲烷。該過程主要使用液體酸和固體強酸催化劑，如硫酸、氫氟酸、三氯化鋁和氯化鋅等。一方面二苯甲烷的選擇性不高，另一方面使用過程中存在易腐蝕設(shè)備、污染環(huán)境、產(chǎn)品后處理工藝復(fù)雜等問題。研究人員對二苯甲烷合成催化劑和催化過程進(jìn)行了大量的研究。專利CN200310109813.6公開了一種環(huán)境友好催化合成二苯甲烷的方法，用改性的杭棉2號粘土-SA01作為催化載體負(fù)載氯化鋅，利用苯和氯化芐制備二苯甲烷。專利CN200510010070.6公開的二苯甲烷的催化合成方法利用苯和氯化芐為原料，加入離子液體催化劑得到二苯甲烷。專利CN200910021708.4公開一種用于制備二苯甲烷的固體酸性催化劑的制備方法，采用了凹凸棒粘土作為載體，經(jīng)硫酸酸化處理后負(fù)載上氯化鋅或者氯化鋁，再將該催化劑用于苯和氯化芐制備二苯甲烷。專利CN201010547100.8公開了一種合成二苯甲烷的催化劑及其制備方法，采用的催化劑為金屬磷酸鹽催化體系，經(jīng)苯和氯化芐烷基化生成二苯甲烷。?

傳統(tǒng)的二苯甲烷合成路線中采用氯化芐為原料，生成有鹽酸副產(chǎn)物；同時采用的催化劑往往產(chǎn)生對環(huán)境不利的氯化物，后處理步驟多。因此，采用苯和甲醛為原料直接縮合反應(yīng)生成二苯甲烷(該反應(yīng)的副產(chǎn)物只有水，如化學(xué)式一所示)，?采用可重復(fù)利用的固體酸催化劑為催化劑，該工藝對合成成本和環(huán)境保護方面都有重要的意義。?

侯昭胤等采用了各種酸催化劑對苯和甲醛為原料直接縮合反應(yīng)生成二苯甲烷進(jìn)行了詳細(xì)研究。其中包括無機酸如：H₂SO₄、HNO₃和H₃PO₄；有機酸：對甲苯磺酸(PTS)、CF₃COOH和Sc(CF₃SO₃)₃；固體酸：沸石分子篩如HY、H-ZSM-5和β-zeolite；雜多酸(磷鎢酸、磷鉬酸、硅鎢酸)、雜多酸銫鹽；有機樹脂：Aciplex-SiO₂、Nafion-H、Nafion-SiO₂和Amberlyst等。其中Aciplex-SiO₂和雜多酸表現(xiàn)出更好的催化活性。但此類催化劑價格高昂，生產(chǎn)成本較高。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有工藝中氯化芐反應(yīng)生成鹽酸副產(chǎn)物，液體強酸催化劑的高腐蝕、難分離和提純工藝復(fù)雜等問題，目的是提供一種反應(yīng)工藝簡單、綠色環(huán)保、清潔高效的二苯甲烷催化合成工藝及采用的催化劑及其制備方法。?

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：?

具體催化合成工藝如下：?

以苯和甲醛作為原料，其用量重量比為20/1-2/1，反應(yīng)條件是：在100-200℃的溫度下，反應(yīng)時間在1-8小時，在催化劑的作用下間歇式一步縮合反應(yīng)合成，催化劑和反應(yīng)物用量重量比為1/50-1/5。?

本發(fā)明所述縮合反應(yīng)步驟為：?

(1)將苯和甲醛加入到反應(yīng)器中，苯和甲醛的用量摩爾數(shù)比為20/1-2/1；?

(2)加入催化劑，催化劑與甲醛的用量比1/50-1/5，以高純氮氣作為保護氣氛，攪拌、在100-200℃的溫度下，反應(yīng)1-8小時，得到的產(chǎn)物加入硝基苯作為內(nèi)標(biāo)，在GC上進(jìn)行轉(zhuǎn)化率分析；反應(yīng)后催化劑離心分離，催化劑回收后可以重復(fù)使用；?

(3)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行精餾、未反應(yīng)的苯可以回收后重復(fù)使用；?

(4)加無水乙醇溶解精餾后的固體產(chǎn)品，再反復(fù)減壓精餾，可以得到產(chǎn)品二苯甲烷。?

本發(fā)明采用的二苯甲烷合成用催化劑及其制備方法，采用的是多種無機酸酸化五氧化二鈮制備的鈮酸催化劑。?