偏三的制备_凯茵工业添加剂

背景及概述^[1][2]

C9芳烃又名重芳烃，为含有9个碳原子的多种芳烃组合物，其分子式为C9H12， C9芳烃是原油加工过程中产生的副产物，主要来自炼厂的重整装置和裂解装置。C9芳烃含有大量的偏三、均三、连三、邻甲乙、间甲乙、对甲乙、正丙和异丙等，其中偏三、均三和连三的合计含量在80％左右，是发展精细化工的宝贵资源，具有很高的附加值。而.发展前景，是国家产业政策重点鼓励的项目。 

现有偏三的生产，各大生产厂家主要通过精馏法制得，通过沸点的差异实现分离。其不足之处在于：由于C9芳烃中还含有大量的其他组分，尽管从产业链上看，精馏后的副产物仍可再利用，但是作为生产偏三的厂家而言，未必都有齐全的与副产品相应的下游产品的生产设备，因此，精馏后的剩余产物中，有些只能低价销售给其他厂家。导致生产厂家的生产成本较高。如何更合理地利用C9芳烃，使其能更多地产出偏三，是偏三生产厂家亟待解决的问题。

理化性质^[1]

偏三是无色液体，不溶于水，溶于乙醇、和，沸点为169.35℃。偏三在精细化工中的应用较为广泛，是高档油漆及蒽醌法生产双氧水的理想溶剂，是生产偏三酸酐、3，4-二甲基甲醛、均三以及均四(用于生产均四甲酸二酐和聚酰亚胺树脂等)等产品的重要原料。

偏三是C9芳烃的重要组成成分，主要来源于铂重整重芳烃、异构化副产物、催化裂解的重芳烃以及乙烯裂解重芳烃(见表1)。其中重整重芳烃是偏三的主要来源，可以分离出高纯度的偏三。近年来，偏三下游产品偏三酸酐的需求量大幅增加，相应地带动了偏三需求量的增加。

应用^[3]

偏三(1、2、4-三甲基)是一种重要的有机化工原料，主要来源于催化重整的重芳烃中。偏三作为基本有机化工原料用途广泛，下游产品很多，且附加值较高。偏三主要用途如下：合成偏三甲酸及偏三酸酐；异构化生产均三；岐化和异构化生产均四；合成纤维2、3、5-三甲基氢醌。其中，偏三合成偏三酸酐成为偏三主要用途，国、内外以20％增长速度需求偏三酸酐，由于合成偏三酸酐对偏三纯度要求很高(一般要求纯度在98.5％以上，现在国内基本进口偏三生产偏三酸酐)，因此生产出纯度高的偏三，对进一步生产偏三酸酐有重要意义。

偏三制偏三甲酸酐：

以NH4VO3、RbNO3、K2CO3、NH4H2PO4和TiCl4为原料，以内径4mm、外径6mm、长6mm的α-Al2O3环为载体，制成活性组份重量比为V2O5∶TiO2∶P2O5∶Rb2O∶K2O＝10.56∶86.71∶2.50∶0.12∶0.11的催化剂。取50ml装入内径25mm玻璃反应管中，在反应温度395℃，水蒸汽∶偏三＝25，催化剂负荷34.5g//L·h，空速3500L/L·h操作条件下，相对偏三粗偏三甲酸酐重量收率为107％，由捕集器得到的粗偏三甲酸酐纯度为96.8％。

制备^[2]

C9芳烃异构化生产偏三的方法，步骤如下：

1）将石油裂解产生的纯度大于等于90%的C9芳烃在脱轻塔1中进行脱轻处理，控制脱轻塔1的工作温度为166℃~168℃（由于温度控制难以做到控制在某个具体的精确值，因此，其只要在一定区间范围内波动均是合适的，下同），使沸点低于166℃的邻甲乙、间甲乙、对甲乙、均三、正丙和异丙汽化并从塔顶离开脱轻塔1后，进入精馏塔2；脱轻塔1的塔底保留的沸点高于168℃的偏三和连三输送至第二精馏塔3；

2）在第二精馏塔3中，精馏温度为169.5℃~175℃，偏三从第二精馏塔3顶部离开并被收集，第二精馏塔3底部保留连三；

3）在精馏塔2中，精馏温度为162℃~164℃，塔底保留均三和邻甲乙；

4）将上述步骤2）和步骤3）的塔底产物同时送入密闭的异构化反应器4中，进行催化反应，催化剂以固定床的形式设置在异构化反应器4中，反应物流以液态形式通过固定床；异构化反应器内压力为0.2MPa，反应温度为260-270℃，步骤2）和步骤3）的塔底产物连续流过固定床，在催化剂作用下发生异构化反应，使部分连三、均三发生结构异构化而成为偏三，同时，有部分邻甲乙异构成对甲乙和间甲乙；

5）将步骤4)获得的反应产物不断输入到脱轻塔1，经脱轻后送入第二精馏塔3中，在第二精馏塔3中精馏获得偏三，塔底产物再次送入异构化反应器4中进行循环反应。

BTX芳烃甲基化合成偏三

分子筛催化剂的制备：

通过水热合成法分别制备SiO2/Al2O3＝55的NaZSM-5、SiO2/Al2O3＝30的NaZSM-22、SiO2/Al2O3＝50的NaMCM-22、SiO2/Al2O3＝25的NaMCM-49、SiO2/Al2O3＝25的NaMCM-56分子筛以及SiO2/Al2O3＝30的Naβ分子筛，将所得分子筛经过氯化铵交换、洗涤、焙烧后，压片并筛取一定目数的颗粒，制得氢型分子筛催化剂HZSM-5、HZSM-22、HMCM-22、HMCM-49、HMCM-49、HMCM-56和Hβ，用作烷基化合成偏三的催化剂。

BTX芳烃及甲基化剂为原料，在酸催化剂作用下经甲基化反应合成偏三。其中，所述BTX芳烃为、、邻、间、对和混合中任选一种或几种，优选、和；所述的甲基化剂为甲醇、二甲醚和一氯甲烷中任选一种或几种，优选甲醇；甲基化反应方式采用固定床反应或釜式反应，优选采用固定床连续反应或釜式连续反应；反应产物中非偏三的C6～C9芳烃物料全部循环回反应器，在同一催化剂上进一步甲基化或异构化重新生成偏三。

主要参考资料

[1] 张卫江, 张雪梅, 韩振为, 孙兴华, 王凤东, & 张军保等. (2002). 偏三生产均三工艺. 化工学报, 53(3), 274-279.

[2] 郭莉, 安宏, 郭强国, & 徐伟莉. (2007). 高纯度偏三生产工艺的应用. 兰州石化职业技术学院学报, 7(2), 1-4.

[3] 李岁党, & 傅吉全. (2008). 催化氧化偏三合成三甲基醌. 石化技术与应用, 26(3), 234-236.