三甲苯的用途

发布日期:2020/4/8 8:35:37

背景及概述^[1][2]

三甲苯无色易燃易挥发性液体。分子量120.19。有三种异构体，即均三甲苯连三甲苯和偏三甲苯理化性质略有差异，均不溶于水，溶于醇、醚和苯。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。

前者与硫酸根结合，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。

结构

均三甲苯、偏三甲苯及连三甲苯从左至右结构依次为：

制备^[2-4]

1. 连三甲苯：一种从混合C₉芳烃溶剂油中提纯连三甲苯的方法，即用烷基化并脱烷基法以混合C₉芳烃溶剂油为原料通过烷基化，精馏，脱烷基再精馏的过程生产纯度可达92％以上的高纯连三甲苯的方法。具体方法如下：

1）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，催化剂与混合C₉芳烃溶剂油的质量比为0.1∶ 10～1.5∶10，搅拌均匀；

2）在不断搅拌下通入烷基化剂C₂～C₅烯烃，进行烷基化反应，将原料中的连三甲苯烷基化为烷基连三甲苯，烷基化剂通入量与原料中连三甲苯的摩尔比为1∶1～3∶1，整个烷基化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10～60min，使烷基化反应更加完全；

3）在40～140℃下，对烷基化液水洗，静止，取上层烷基化液，在烷基化液精馏塔中对烷基化液进行减压精馏，真空度为600～ 745mmHg，切取烷基连三甲苯馏分；

4）将精馏切取的烷基连三甲苯馏分在催化剂M-H分子筛作用下进行脱烷基反应，催化剂M-H分子筛为Co离子、Ce离子、Ag离子、Ni离子、Pd离子一种或多种盐与X型分子筛或Y型分子筛按照 0.001-0.01mol/克离子交换而成，反应温度为300～650℃；

5）将脱烷基化液在真空度为600～745mmHg下进行减压精馏或常压精馏，得高纯连三甲苯。

2. 均三甲苯：以二甲苯、偏三甲苯、四甲苯生产均三甲苯的方法。

该方法原料偏三甲苯转化率达75～85％，目的产物收率高，制备成本低。以二甲苯、偏三甲苯、四甲苯为原料，以无水三氯化铝为催化剂，在常压下进行异构化反应，得到含有均三甲苯产物的反应液经水洗、碱洗后送至精馏塔分离得到纯度达98.5％均三甲苯产品。

另外在循环使用的二、四甲苯中加入氯甲烷进行烷基化反应，得到含有均三甲苯反应产物的反应液经水洗、碱洗后送至精馏塔分离得到纯度98.5％的均三甲苯产品，其特征在于：二甲苯、偏三甲苯、四甲苯的投料比为1∶2.5～3∶1～1.5；异构化反应温度为100～120℃，反应时间为3～8小时，催化剂的加入量为2～7％；烷基化反应温度为120～130℃，反应时间为3～4小时，烷基化剂加入量为30～60m³/m³·h。

3. 偏三甲苯： BTX芳烃甲基化合成偏三甲苯的方法，该方法以BTX芳烃(由苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯和混合二甲苯中任选一种或几种组成)及甲基化剂(选自甲醇、二甲醚和一氯甲烷中的一种或几种)为原料，通过酸催化剂催化的甲基化反应得到偏三甲苯。

酸催化剂选自卤化物、液体酸、络合酸、杂多酸、固体超强酸、酸性离子交换树酯、酸性氧化物、氢型沸石分子筛或负载型酸催化剂中的一种。甲基化反应压力0.01~10.0MPa、温度30~700℃、原料液体质量空速0.1~10.0h-1、芳烃与甲基化剂摩尔比1∶10~10∶1。甲基化反应可以采用固定床连续反应，也可采用釜式连续反应。本方法原料来源丰富、成本低廉、反应条件温和，原料单程转化率及偏三甲苯收率较高。

用途^[5-7]

1）偏三甲苯(1、2、4-三甲基苯)：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。偏三甲苯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。偏三甲苯主要用途如下：合成偏苯三甲酸及偏苯三酸酐；异构化生产均三甲苯；岐化和异构化生产均四甲苯；合成纤维2、3、5-三甲基氢醌。

其中，偏三甲苯合成偏苯三酸酐成为偏三甲苯主要用途，国、内外以20％增长速度需求偏苯三酸酐，由于合成偏苯三酸酐对偏三甲苯纯度要求很高(一般要求纯度在98.5％以上，现在国内基本进口偏三甲苯生产偏苯三酸酐)，因此生产出纯度高的偏三甲苯，对进一步生产偏苯三酸酐有重要意义。

2）均三甲苯：是重要的精细化工原料，在生产实践中具有广泛的应用。以均三甲苯为原料生产的抗氧剂330，在高温下稳定、熔点高、难挥发，同时能保持制品的良好色泽，延长使用寿命，其性能优于其它常用的抗氧剂。另外均三甲苯也是制备不饱和聚酯和改性纤维所必须的原料，均苯三酸、均苯三酸酐等化工产品也是以均三甲苯为原料反应制得的。

3）连三甲苯：作为一种重要的医药、化工行业中间体，其在生产苯胺染料、连苯三酸，合成西藏麝香，制取血小板防凝剂等药品方面具有广泛的用途。如以连三甲苯为原料，高效合成西藏麝香，首先通过连三甲苯发生付-克烷基化反应生成5-叔丁基连三甲苯，再在Lewis酸催化下，和硝酸反应生成西藏麝香，通过进后续工艺处理将反应混合物稀释、中和、过滤后，使用重结晶的方法分离得到纯品。

本发明的合成方法简单高效，对原料要求较低，不需要纯度超高的连三甲苯；反应条件要求低，且通过简单的后续处理步骤即可得到很高纯度的西藏麝香；另外本发明的方法相比现有技术环境污染也低得多。