4-叔丁基邻二甲苯的合成方法 本发明涉及一种采用改性沸石分子筛为催化剂，邻二甲苯与烷基化剂烷基化制备4-叔丁基邻二甲苯的合成方法。
4-叔丁基邻二甲苯作为有机溶剂、表面活性剂及染料广泛应用于印染及油墨等行业，是一种新型的有机化工产品。
目前尚未发现有文献介绍采用改性沸石合成4-叔丁基邻二甲苯的方法。芳烃烷基化反应所使用的催化剂主要分为三类，第一类是路易斯酸，如AlCl3、ZnCl2、和BF3等；第二类是质子酸，如H2SO4、HF、H3PO4和阳离子交换树脂等；第三类是酸性氧化物，如SiO2-Al2O3和分子筛等。采用路易斯酸作催化剂，有金属盐废液产生，环境污染严重；采用质子酸作催化剂工艺复杂，设备腐蚀严重，而阳离子交换树脂催化剂寿命短、成本较高；采用分子筛作催化剂是芳烃烷基化的发展方向。
本发明的目的是提供一种利用改性沸石分子筛催化制备4-叔丁基邻二甲苯的合成方法。本方法工艺简单，催化寿命长，而且克服了设备腐蚀和环境污染等缺点。
本发明所使用的沸石分子筛改性方法为：称取定量沸石分子筛原粉，放入三口瓶中，加入适量一定浓度的水溶性金属盐溶液，搅拌并加热，温度控制在95～100℃，交换24小时，过滤并洗涤至无金属盐的阴离子，于120℃下干燥1小时，在550℃下焙烧4小时，即得所需催化剂。其中沸石原粉可为硅铝比为40～80的任何沸石，优选β型或Y型沸石。水溶性金属盐可为任何有机酸或无机酸的金属盐，优选Fe、Co或Mg的硝酸盐或其混合物。
本发明所用改性沸石分子筛催化剂在550℃下，通入空气，焙烧4小时，即可得到再生，使其恢复活性。
在一个优选的实施方案中，本发明方法是在120～200℃，邻二甲苯/烷基化剂为1～5，压力为常压～3.0Mpa，空速为1～5h-1下进行的。
用于本发明的烷基化剂为异丁烯、叔丁醇和甲基叔丁基醚等。
本发明中邻二甲苯的转化率、4-叔丁基邻二甲苯的选择性、4-叔丁基邻二甲苯的收率的计算方法如下：
X邻二甲苯＝(M4-叔丁基邻二甲苯+M其他邻二甲苯叔丁基化产物)/(M产物中邻二甲苯+M4-叔丁基邻二甲苯+M其他邻二甲苯叔丁基化产物)×100％
S4-叔丁基邻二甲苯＝M4-叔丁基邻二甲苯/(M4-叔丁基邻二甲苯+M其他邻二甲苯叔丁基化产物)×100％
Y4-叔丁基邻二甲苯＝X邻二甲苯×S4-叔丁基邻二甲苯其中：X——反应物的转化率
S——产物的选择性
Y——产物的收率
M——物质的摩尔含量
下面用非限制实施例进一步说明本发明。
实施例1
称取50克Na含量为400ppm的Hβ沸石原粉放入带搅拌并装有回流冷凝器的三口烧瓶中，加入0.1mol/l地Co(NO3)2l水溶液500ml，于95℃下交换24小时，过滤并洗涤至无NO3-，于120℃下干燥1小时，然后在550℃下焙烧4小时，即得到Coβ沸石粉末，压片并破碎成40～60目。
实施例2
称取50克Na含量为400ppm的Hβ沸石原粉放入带搅拌并装有回流冷凝器的三口烧瓶中，加入0.1mol/l的Fe(NO3)3水溶液500ml，于95℃下交换24小时，过滤并洗涤至无NO3-，于120℃下干燥1小时，然后在550℃下焙烧4小时，即得到Feβ沸石粉末，压片并破碎成40～60目。
实施例3
称取50克Na含量为400ppm的Hβ沸石原粉放入带搅拌并装有回流冷凝器的三口烧瓶中，加入0.1mol/l的Mg(NO3)2水溶液500ml，于95℃下交换24小时，过滤并洗涤至无NO3-，于120℃下干燥1小时，然后在550℃下焙烧4小时，即得到Mgβ沸石粉末，压片并破碎成40～60目。
实施例4-6
依照实施例1、实施例2及实施例3制备改性沸石Coβ、Feβ和Mgβ的方法，通过Co、Fe、Mg的硝酸盐与HY交换制备改性沸石CoY、FeY、MgY，并压片破碎成40～60目。
实施例7-14
将改性后的Coβ、Feβ、Mgβ、CoY、FeY、MgY以及Hβ、HY沸石分子筛在固定床反应器中进行评价，其中Y型沸石分子筛评价120小时，β型沸石分子筛评价360小时，催化活性均未出现明显下降。反应器直径为1.5mm，催化剂填装高度大于5倍反应器直径，邻二甲苯和烷基化剂进料比为1/1(mol/mol)，反应温度为180℃，空速为2h-1，常压。
试验结果列于下表 实施例 催化剂 邻二甲苯转化率％ 4-叔丁基邻二甲苯 选择性％ 4-叔丁基邻二甲 苯收率％ 1 Hβ 72.45 99.77 72.28 2 Coβ 69.85 99.65 69.61 3 Feβ 70.88 99.67 70.65 4 Mgβ 68.18 99.70 67.98 5 HY 75.77 99.75 75.58 6 CoY 70.80 99.80 70.66 7 FeY 71.12 99.71 70.91 8 MgY 69.98 99.75 69.81