背景及概述[1][2]
三甲基为无色易燃易挥发性液体。有三种异构体,即均三、连三和偏三,性质略有差异,均不溶于水,溶于醇、醚和。主要用作化工原料,溶剂和油漆稀释剂,属微毒类。可经消化道、呼吸道、皮肤缓慢吸收。在体内氧化成酚类和甲酸类化合物。前者与根结合,少量与葡萄糖醛酸根结合。后者主要与甘氨酸结合随尿排出;少量以原形经肺或肾排出。尚未见职业中毒的报道。车间空气中本品混合物浓度50mg~300mg/m3时工人常有无力、头痛、头晕等症状或血小板、红细胞数目减少、牙龈和鼻出血,皮下血肿等。更高浓度接触者尚可见哮喘性支气管炎。急性中毒者出现中枢神经抑制或反射消失等表现。
应用[3-7]
三甲基主要用作化工原料,溶剂和油漆稀释剂等,其应用举例如下:
1. 均三均相氧化生产3.5-二甲基甲酸。是涉及一种以均三为原料,不用溶剂,只用一种催化剂,直接通空气进行均相氧化生产3.5-二甲基甲酸粗品的方法。其特征是将新鲜的均三与催化剂加入槽中混合均匀后加入氧化塔,再将回收的均三与催化剂加入槽中混合均匀后备用。当新鲜料液在氧化塔中加热,通压缩空气,开始氧化反应时,再慢慢分批加入回收料液。当氧化数小时后,料液达一定毫克当量时,将氧化液压料、脱、精馏切片得3.5-二甲基甲酸粗品,或脱后冷却结晶,固液分离得3.5-二甲基甲酸粗品。
2. 固定床气相氧化偏三制偏三甲酸酐,它涉及一种偏三甲酸酐的制造方法。它是将偏三、水蒸汽和空气混合送入装有钒—钛系固定床催化剂的管形的反应器中,使偏三被氧化成偏三甲酸酐;反应条件为:水蒸气与偏三进料体积比为1∶5~40,催化剂负荷为10~100g/L·h,空速为1000~10000L/L·h,反应温度为350~450℃。本发明的制偏三甲酸酐的方法对设备腐蚀低,工艺流程简单,并易于形成工业化生产。
3. 空气液相摧化氧化制取均三甲酸,具有产品成本低,产品质量好等特点。其工艺过程简单,技术成熟。均三转化率98.5-990‰,对均三而言,均三甲酸重量收率115-120%。本发明以均三为原料,以空气为氧化剂、醋酸为溶剂、溴化物为引发剂、醋酸钴为摧化剂、醋酸锰为助催化剂。引发剂溴化物为四溴乙烷或溴化钠或溴化铵。氧化得到的粗均三甲酸值经稀醋酸重结晶可制得精品均三甲酸。稀醋酸经蒸馏后出去有机羧酸后可循环使用。
4. 三合成三甲基氢醌,包括以下步骤:以偏三为原料,经过溴代反应、氧化反应和还原反应,后制备得到三甲基氢醌;反应方程式为:本发明使用廉价的三为起始原料,工艺路线短,收率高,溴元素通过回收可以做到完全循环利用,是一条清洁的合成工艺,解决了现有工艺中间甲酚来源紧缺以及对工艺中污染大的问题。
5. 制备5-叔丁基连三。以连三和氯代叔丁烷作为反应物,以季铵盐类离子液体[Et3NHCl][AlCl3]作为催化剂,反应温度为0~20℃,反应时间为3h~6h,氯代叔丁烷与连三的摩尔比为1:1~4:1,离子液体与连三的质量比为0.05:1~0.2:1,离子液体的阴离子[AlCl3]与阳离子[Et3NHCl]的摩尔比为1.5:1~2.5:1。反应结束后,离子液体催化剂经直接分层后可重复利用,降低了后处理过程的能耗,减少了整体操作费用。在优化的反应条件下,反应转化率可达100%,选择性达95%。该方法所用的催化剂的制备工艺简单,原料易得。
制备 [8-9]
方法1:用C9及以上等重质芳烃组分裂解多产三甲基的方法,依次包括以下步骤:
a) 重质芳烃和非芳烃原料经净化处理,和氢气混合,加热至200~400℃后,进入装有催化剂的固定床反应器进行反应,生成富含三甲基的芳烃和轻质烷烃组分的反应产物;
b) 反应产物经冷凝分为气相和液相,气相产物主要包含低碳烷烃和氢气,液相产物包含非芳烃;
c) 包含非芳烃的液相产物进入汽提塔中部,从塔顶回流罐得到液化气,汽提塔塔釜得到的碳六及以上组分物料;
d) 碳六及以上物料进入BTX塔,塔顶得到的BTX产品,塔釜得到的碳九及以上组分物料;
e) 碳九及以上组分物料进入三甲基塔中部,塔顶得到高附加值的均三和偏三,塔釜的重质碳九和连三馏分为循环重芳烃物料,送入步骤a)中固定床反应器进行反应。
上述技术方案中,催化剂可为常用的氧化物催化剂,也可以为分子筛负载氧化物的催化剂,优选的技术方案为,催化剂中含有选自Cu、Sn、Pb、Zn和Fe的金属或氧化物中的至少一种。
方法2:从混合C9芳烃溶剂油中提纯连三的方法,将混合C9芳烃溶剂油置于反应釜中,升温到40~140℃,加入催化剂无水三氯化铝,搅拌均匀;通入烷基化剂C2~C5烯烃,进行烷基化反应,将原料中的连三烷基化为烷基连三,反应过程中温度控制在40~140℃,烷基化剂通入完毕后,再继续搅拌;在40~140℃下,对烷基化液水洗,静止,取上层烷基化液,回流,对烷基化液进行减压精馏,切取烷基连三馏分;将精馏切取的烷基连三馏分在催化剂M-H分子筛作用下进行脱烷基反应,反应温度为300~650℃;将脱烷基化液进行减压精馏或常压精馏,得纯度达92%以上的高纯连三。优点是得到连三纯度高,可连续化生产。
主要参考资料
[1] 卫生学大辞典化合物词典
[2] CN02112544.9均三均相氧化生产3.5—二甲基甲酸的方法
[3] CN03111257.9固定床气相氧化偏三制偏三甲酸酐的方法
[4] CN01133428.2均三空气液相摧化氧化制取均三甲酸的方法
[5] CN201611001125.1一种三合成三甲基氢醌的方法
[6] CN201510574799.X一种用离子液体催化剂制备5-叔丁基连三的方法
[7] CN201210412533.1 C9及以上重质芳烃组分裂解多产三的方法
[8] CN200610047287.9 从混合C9芳烃溶剂油中提纯连三的方法