富含萘和2-碘代萘产物液流的制备方法

专利名称：富含萘和2-碘代萘产物液流的制备方法
技术领域：
本发明涉及富含萘和2-碘代萘产物液流的制备方法。
化合物2，6-萘二羧酸二甲酯是制备聚酯的特别理想的原料，所述聚酯在包装应用中具有优良的隔离性质。
该化合物可采用许多不同的方法，包括2，6-二碘代萘的羧基化而制得。化合物2，6-二碘代萘的制备又有许多方法，其中包括在沸石催化剂存在下将萘与氧和碘反应，参见美国专利4，746，758号。
虽然上述碘氧化方法制备2，6-二碘代萘有许多令人满意的优点，但2，6-二碘代萘的产率却非常低。在产生需要的2，6-二碘代萘的同时还产生了许多其它的不需要的碘代萘化合物，如1-碘代萘、2，7-二碘代萘、2，5-二碘代萘、三碘代萘和四碘代萘。由于从成本和其它方面考虑，上述不需要的碘代萘必须循环用于碘氧化反应中。
研究表明美国专利4，746，758号中所述的碘氧化反应有选择的一面，即生成的2，6-二碘萘的量大部份取决于添加于碘氧化反应中的原料。例如萘和2-碘代萘的碘氧化比其它碘代萘(如1-碘代萘)的碘氧化更易生成所需要的2，6-二碘代萘，所述的其它碘代萘则易于生成不需要的碘代萘。因此，在再循环进入碘氧化反应的液流中2-碘萘和萘的含量越高，碘氧化反应生成的2，6-二碘萘的量就越多。
美国专利4，749，817号描述了在硫化铂或钯催化剂存在下多氯苯的选择性脱氯氢化成一氯苯和二氯苯的反应。
简言之，可将本发明方法看作这样一种方法即将混合碘代萘液流在沸石催化剂表面上与氢接触，所述混合碘代萘液流是指美国专利4，746，758号中公开的在碘氧化反应的产物液流中除去了2，6-二碘萘后剩下的混合物液流。因此应改变混合碘代萘的平衡，使之从根本上增加2-碘代萘和萘的含量。
广义上讲，本发明方法可定义为制备富含萘和2-碘代萘产物液流的方法，该方法包括在125-350℃范围内，将氢和含有碘代萘的进料液流与含有选自钠、钾和铷离子和选自钯、铂、铑和钌金属的X或Y型沸石接触。所述碘代萘选自单碘代萘、二碘代萘和三碘代萘及它的混合物。
如前所述，本发明的进料液流是在大多数2，6-二碘代萘被移除之后的碘氧化反应产物液流。因此，进料液流的组成变化很大，它取决于碘氧化反应生成的产物。通常，进料液流可含有从100%的1-碘代萘到一、二和三碘代萘的任何组成。在一优选实例中，进料液流是含约50%1-碘代萘的一碘代萘和50%二碘代萘的混合物。在另一优选实例中，进料液流是二、三和四碘代萘的混合物，它含有约50%β取代的二碘代萘(如2，7-二碘代萘)、40%α或α-β取代的二碘代萘(如1，5-二碘代萘，1，7-二碘代萘)、8%三碘代萘和2%四碘代萘。
在沸石催化剂存在下发生反应的最终结果是在所有的α位和除一个β位之外的所有β位上的碘被氢所取代。作为此反应的结果还产生萘、碘和碘化氢。
氢与碘代萘的进料比率取决于进料组成和所要求的转化率。例如，较高的碘代进料或要求较高的转化率就需要较高的氢进料率。当然，一次通过反应器不能被转化为2-碘代萘和萘的碘代萘被分馏、并再循环进入反应，直至产物只是2-碘代萘、萘、碘和碘化氢为止。
本发明中所用“氢”一词具有比化合物H2更广泛的含义，它包括能使本发明实施的任何氢原子来源，元素氢是优选来源。
本发明方法可在反应物能向下或向上流动的填充床反应器中实施。按照标准设计，反应器的大小和几何形状可适合于各种进料组成的理想转化。
在优选实例中，本发明方法可连续操作连续地加入进料液流，必要时或必须用萘作为多碘代萘的溶剂时，连续进料液流中可含有萘。然而，本发明方法也可按要求在间歇或半间歇系统中实施。
进料速度很容易由操作者根据进料液流组成、所用的催化剂、所要求的转化率和产物的分配而加以选择。
实施反应的压力并不严格，其范围在负压至100Kg/cm2。最佳压力取决于所用的催化剂，但优选的应该是在大气压力至35Kg/cm2范围内。
实施反应的温度是175-350℃。为了避免某些反应混合物的凝结或避免另一些反应混合物的热分解，优选的反应温度为200-300℃。碘代萘可以是气相、液相或两者兼而有之，这取决于进料组成。所用的更优选温度是215-250℃。最佳温度取决于催化剂和待反应的进料液流组成。
本发明采用的沸石是含有一个或多个碱金属离子和一个或多个贵金属的X型沸石。所述碱金属离子是钠、钾或铷;所述贵金属是钌、铑、钯或铂。优选催化剂是13X型沸石。在最优选的实施例中，催化剂是含有钾作为碱金属离子和钯或钌作为贵金属的13X沸石。最优选的是用碱金属离子100%的取代阳离子，这样就不会留下氢离子的位置。在100%交换时，精确的重量百分浓度取决于沸石和抗衡离子。例如用钾对13X沸石的100%交换时，钾的重量百分浓度相当于18%。理想的贵金属浓度为0.001-1%(重量)。优选浓度为0.01%(重量)。不同的催化剂提供不同的反应率，采用最优选的催化剂将提供最高的选择性而生成需要的α-碘代萘。含有碱金属离子和贵金属的沸石及其制备方法是本专业公知的。
按本发明方法得到的产物液流富含萘和2-碘代萘。产生的2-碘代萘的量取决于下述因素进料组成、催化剂、反应器的设计、操作反应器的温度和压力。在优选实例中，为了得到最佳条件，所采用的方法应使选择性脱卤氢化(如果100%的脱卤氢化，萘将是唯一产物)和不完全脱卤氢化之间处于一种最佳状态，即，产物中2-碘代萘的含量最大，但是又能够从产物中分离出未反应的或部分脱卤氢化的碘代萘，并将其循环入反应中，以便进一步选择性脱卤氢化。
下述实施例解释本发明，而并不是对所附权利要求所定义的本发明范围作任何限制。
实施例1制备用于本发明方法的催化剂制备含0.1g氯化钯、6ml浓盐酸和800ml水的溶液，将该溶液加热至60℃，搅拌下将200ml钾交换过的13X分子筛珠(20×40目)迅速加入，得到的浆状物温和地搅拌15分钟，倾倒去液体，用500ml水将催化剂浆洗4次，每次于60℃搅拌15分钟，并倒去洗液，催化剂于蒸汽浴上干燥，并在氢气环境中于300℃还原。
用上述催化剂，在25ml/分氢气和200ml/分氮气气流下，将66%(摩尔)的2-碘代萘和34%(摩尔)的1-碘代萘的混合物于275℃以10g/hr的速率连续通过50ml体积的催化剂，4小时后产物液流中含61%(摩尔)萘和39%(摩尔)2-碘代萘。同时还测定了产物混合物中游离碘和碘化氢含量。
实施例2按实施例1的方法制备催化剂，但用氯化钌产生钌作为贵金属代替钯。
在25ml/分氢气和200ml/分氮气流下，将77%(摩尔)2-碘代萘和23%(摩尔)1-碘代萘的混合物于250℃以10g/hr的速率连续通过50ml体积的催化剂，3小时后产物液流中含64%(摩尔)的萘和35%(摩尔)2-碘代萘及1%(摩尔)1-碘代萘。同时还测定了产物液流中游离碘和碘化氢含量。
显然，根据上述方法，本发明可以有许多改良和变异。因此，很明显在所附的权利要求的范围内，除了本文具体描述的方法之外，还有其它方法可实施本发明。
权利要求
1.制备富含萘和2-碘代萘及少量1-二碘代萘的产物液流的方法，该方法包括在125-350℃范围内将氢和含碘代萘的进料液流与含选自钠、钾和铷的离子和含选自钯、铂、铑和钌的金属的X型沸石接触，所述进料液流包括选自一碘代萘、二碘代萘和三碘代萘及它们的混合物的碘萘。
2.权利要求1的方法，其中金属的量为0.001-1.0%(重量)。
3.权利要求2的方法，其中金属的量是0.001-0.1%(重量)。
4.权利要求1的方法，其中沸石是13X型，离子是钾，金属选自铑和钌。
5.权利要求1的方法，其中追加萘使之与沸石接触。
6.权利要求1的方法，其中温度是125-250℃。
全文摘要
本文公开了制备富含萘和2-碘代萘产物液流的方法，该方法包括将氢和含碘代萘进料液流与含有选自钠、钾和铷离子和选自钯、铂、铑和钌金属的X或Y形沸石接触，所述碘代萘包括一碘代萘、二碘代萘和三碘代萘及它们的混合物。
文档编号C07C15/24GK1059899SQ9110880
公开日1992年4月1日 申请日期1991年9月10日 优先权日1990年9月10日
发明者V·H·阿格雷达, 小托马斯·H·拉金斯 申请人:伊斯曼柯达公司

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