聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)是新型聚酯之一，目前已成為全球最熱門(mén)的、開(kāi)發(fā)應(yīng)用最快的高分子材料之一。我國(guó)尚無(wú)法自主生產(chǎn)其主要原料2,6-萘二甲酸(NDC)，制約著PEN的應(yīng)用和發(fā)展。2,6-二異丙基萘(DIPN)也可以作為原料制備PEN，且原料來(lái)源豐富，反應(yīng)條件溫和。

國(guó)內(nèi)無(wú)生產(chǎn)裝置

PEN由2,6-NDC或2,6-萘二甲酸二甲酯(DMN)與乙二醇縮聚而成，是性能優(yōu)良的熱塑性樹(shù)脂。PEN化學(xué)結(jié)構(gòu)與PET相似，但比PET性能更為優(yōu)異，在纖維、薄膜、包裝材料和工程塑料等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

DIPN是一種重要的有機(jī)化工原料。2,6-DIPN可以像2,6-DMN一樣作為制備PEN的原料。2,6-DIPN是萘直接烷基化合成，原料萘來(lái)源豐富，反應(yīng)條件也比較溫和。20世紀(jì)80年代初，日本吳羽公司和德國(guó)呂特格公司共同開(kāi)發(fā)了2,6-DIPN制備技術(shù)，并在日本和德國(guó)分別建成了1萬(wàn)噸/年的2,6-DIPN生產(chǎn)裝置。日本鋼管公司和千代田化工建設(shè)公司也開(kāi)發(fā)了以萘和丙烯為原料，異丙基化生產(chǎn)2,6-DIPN，再經(jīng)氧化、酯化生產(chǎn)2,6-NDC的工藝。但我國(guó)2,6-NDC生產(chǎn)還處于空白，沒(méi)有生產(chǎn)裝置。

工藝技術(shù)需革新

DIPN的傳統(tǒng)合成方法多采用氫氟酸、硫酸或無(wú)水三氯化鋁作催化劑。液體烷基化催化劑腐蝕性強(qiáng)、環(huán)境污染嚴(yán)重，且產(chǎn)物中2,6-DIPN的含量低。

近年來(lái)，沸石用于萘擇形烷基化合成2,6-DIPN的研究比較活躍。在萘烷基化反應(yīng)體系中，對(duì)沸石催化劑改性的最理想效果應(yīng)是既有效覆蓋或脫除沸石外表面的酸中心，又保證沸石孔道的暢通。采用化學(xué)液相沉積硅改性，在基本不改變沸石孔道性能的前提下，鈍化其外表面酸性位，可以提高2,6-DIPN收率。

萘和丙烯直接烷基化合成2,6-DIPN目前在技術(shù)上還有許多問(wèn)題尚未解決，如2,6位的烷基化收率比較低，有大量2,7-異構(gòu)體存在等。需要改變反應(yīng)工藝和反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)，減少催化劑的失活，以提高2,6-DIPN收率，減少后續(xù)工藝的分離負(fù)荷;將分離的副產(chǎn)物直接做精細(xì)化工產(chǎn)品，也可提升項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性。

選擇適宜的反應(yīng)器對(duì)于推進(jìn)萘烷基化的工業(yè)化尤為重要，攪拌反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳熱性能好、溫度易控制，結(jié)焦失活的催化劑能及時(shí)移出反應(yīng)器進(jìn)行更換與再生。

分離技術(shù)是關(guān)鍵

萘烷基化的產(chǎn)物是單異丙基萘(MIPN)、DIPN、三異丙基萘(TIPN)及多異丙基萘(PIPN)的混合物，僅DIPN就有10種同分異構(gòu)體，它們的物理和化學(xué)性質(zhì)非常接近，沸點(diǎn)也相近。采用常規(guī)精餾方法獲得高純度的2,6-DIPN十分困難，但目標(biāo)產(chǎn)物2,6-DIPN與主要副產(chǎn)物2,7-DIPN的熔點(diǎn)相差較大，因此采用結(jié)晶方法進(jìn)行分離是研究的主要方向。

萘烷基化混合物通過(guò)精餾，然后結(jié)晶、重結(jié)晶、洗滌等分離DIPN的異構(gòu)體，能成功精制出高純度的2,6-DIPN。萘烷基化反應(yīng)混合產(chǎn)物經(jīng)減壓精餾切割成前餾份、MIPN、DIPN、PIPN這4部分，DIPN再切割出2,6-DIPN與2,7-DIPN混合物。分步精餾法提高了反應(yīng)產(chǎn)物中2,6-DIPN的選擇性和收率，DIPN經(jīng)一步結(jié)晶可以得到純度為83%的2,6-DIPN，再次重結(jié)晶后可將純度提高至98%，收率達(dá)85%。