[發(fā)明專(zhuān)利]一種苯乙烯焦油回收再利用制備磺酸鹽的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710140150.6
• 申請(qǐng)日: 2017-03-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106905195B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李曉萱;徐濤;賈濤;馮乙巳;姜偉偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C07C303/32
• 分類(lèi)號(hào): C07C303/32;C07C309/29;C07C309/30;C07C309/32;B01F17/12;C08F8/36;C08F12/08;C04B24/16;C04B103/30
• 代理公司: 安徽省合肥新安專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

本發(fā)明公開(kāi)了一種苯乙烯焦油回收再利用制備磺酸鹽的方法，是向苯乙烯焦油中加入磺化劑，通過(guò)磺化反應(yīng)將苯乙烯焦油轉(zhuǎn)化成苯乙烯焦油磺酸鹽。本發(fā)明通過(guò)控制磺化劑與苯乙烯焦油的摩爾比、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度等磺化反應(yīng)條件，控制苯乙烯焦油的磺化度，提高其磺酸鹽收率。苯乙烯焦油磺酸鹽含有磺酸基團(tuán)，具有親水性，可以作為水泥減水劑等表面活性劑。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種苯乙烯焦油的回收再利用方法，具體地說(shuō)是一種苯乙烯焦油回收再利用制備磺酸鹽的方法。通過(guò)磺化反應(yīng)制備苯乙烯焦油磺酸鹽，實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)過(guò)程中廢棄物資源化利用。

背景技術(shù)

工業(yè)上以乙苯作為原料生產(chǎn)苯乙烯時(shí)，受反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力和水蒸汽/乙苯比等多種因素的影響，在主反應(yīng)發(fā)生的同時(shí)還會(huì)有大量副反應(yīng)生成。乙苯發(fā)生選擇性脫氫反應(yīng)除了生成苯乙烯外，還能夠發(fā)生多種副反應(yīng)，生成氫氣、苯、甲苯、焦油、甲烷、乙烯、二氧化碳和一氧化碳等副產(chǎn)物。過(guò)程涉及的反應(yīng)如下：

主反應(yīng)：

伴隨發(fā)生一些副反應(yīng)，如裂解反應(yīng)和加氫裂解反應(yīng)。如：

在水蒸氣濃度很高時(shí)，水蒸氣與乙苯發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)：

在乙苯脫氫工藝中，除了發(fā)生上述主反應(yīng)和副反應(yīng)外，原料乙苯也可發(fā)生其它副反應(yīng)，生成α-甲基苯乙烯、聚苯乙烯及焦油等。苯乙烯受熱會(huì)形成自由基，受熱至120℃時(shí)自由基生成速率明顯增加，產(chǎn)物苯乙烯很可能發(fā)生聚合，生成聚苯乙烯和二苯乙烯衍生物等。如果溫度較高，在生產(chǎn)苯乙烯的過(guò)程中，其熱聚合過(guò)程還會(huì)伴隨著一定程度的鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)。反應(yīng)簡(jiǎn)式如下：

苯乙烯的熱聚合產(chǎn)物很復(fù)雜，可能生成的聚合物有聚苯乙烯或多烷基的苯聚合物，其結(jié)構(gòu)如下：

由于苯乙烯生產(chǎn)過(guò)程中可發(fā)生上述多種反應(yīng)，因此，苯乙烯精餾提純后，不可避免地產(chǎn)生高沸點(diǎn)副產(chǎn)物和聚合物焦油殘?jiān)龋褂蜌堅(jiān)靠蛇_(dá)到苯乙烯產(chǎn)量的1％以上。苯乙烯生產(chǎn)中產(chǎn)生的各種副產(chǎn)物和殘?jiān)?后簡(jiǎn)稱(chēng)苯乙烯焦油)的主要成份是苯乙烯聚合物以及組成復(fù)雜的苯乙烯衍生物、低聚物等。

國(guó)內(nèi)外苯乙烯焦油目前主要通過(guò)焚燒處理，或作為低附加值原料直接使用。而作為有機(jī)化工原料利用，轉(zhuǎn)化為高附加值化工產(chǎn)品的相關(guān)研究和應(yīng)用很少。通過(guò)對(duì)苯乙烯焦油進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)換，生產(chǎn)具有高附加值的有機(jī)化工原料，實(shí)現(xiàn)資源化利用，以減少環(huán)境污染，具有很大的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)目前苯乙烯焦油大部分只能作為燃料燃燒而無(wú)法轉(zhuǎn)化成高附加值產(chǎn)品的問(wèn)題，旨在提供一種苯乙烯焦油回收再利用制備磺酸鹽的方法。通過(guò)磺化反應(yīng)將苯乙烯焦油轉(zhuǎn)化成苯乙烯焦油磺酸鹽，苯乙烯焦油磺酸鹽含有磺酸基團(tuán)，具有親水性，可以作為水泥減水劑等表面活性劑。

本發(fā)明通過(guò)分析苯乙烯焦油的組成和結(jié)構(gòu)，確認(rèn)苯乙烯焦油主要為芳香烴衍生物。本發(fā)明利用焦油中芳基結(jié)構(gòu)和烷基對(duì)芳環(huán)的活化作用，進(jìn)行磺化反應(yīng)，將苯乙烯焦油轉(zhuǎn)化為苯乙烯焦油磺酸鹽。從結(jié)構(gòu)分析苯乙烯焦油磺酸鹽具有親油和親水基部分，可表現(xiàn)出表面活性劑性能，能夠應(yīng)用于水泥減水劑等方面。與目前工業(yè)上焚燒法處理相比，可實(shí)現(xiàn)苯乙烯焦油的資源化利用，創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益。

本發(fā)明苯乙烯焦油回收再利用制備磺酸鹽的方法，是向苯乙烯焦油中加入磺化劑，通過(guò)磺化反應(yīng)將苯乙烯焦油轉(zhuǎn)化成苯乙烯焦油磺酸鹽。

所述磺化劑為濃硫酸、發(fā)煙硫酸、氯磺酸或三氧化硫，優(yōu)選濃硫酸。本發(fā)明所述的濃硫酸是指質(zhì)量濃度98％的硫酸溶液，下同。

所述磺化劑與苯乙烯焦油的摩爾比為1～2:1，優(yōu)選為1.2:1。