離子液體催化對(duì)二甲苯和1-十四烯烷基化工藝研究.pdf

1、烷基芳烴是一種重要的化學(xué)原料，在日用化工、石油化工、有機(jī)化學(xué)工業(yè)等領(lǐng)域有著大量的應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)芳烴烷基化工藝主要采用毒性較大的HF作為催化劑，存在設(shè)備易腐蝕、易造成環(huán)境污染等弊端。芳烴烷基化得到的重烷基苯產(chǎn)品中，由于2-苯基異構(gòu)體(2-HAB)及其后續(xù)產(chǎn)品更有利于生物降解，因此高2-HAB異構(gòu)體含量的重烷基苯產(chǎn)品市場(chǎng)需求旺盛，但在反應(yīng)過(guò)程中其選擇性很難控制。為解決上述問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外均在大力開(kāi)發(fā)更加環(huán)保、高效的新型芳烴烷基化技術(shù)。酸性離子液

2、體具有不揮發(fā)、熱穩(wěn)定性好、催化活性高、活性穩(wěn)定、酸度和結(jié)構(gòu)可調(diào)變等優(yōu)點(diǎn)，具有取代氫氟酸與固體酸作為芳烴烷基化催化劑的潛力。
　　本文以對(duì)二甲苯和1-十四烯的烷基化反應(yīng)為例，采用離子液體作為催化劑，在攪拌釜(STR)反應(yīng)器中系統(tǒng)研究了各種工藝參數(shù)對(duì)原料轉(zhuǎn)化率、目標(biāo)產(chǎn)品收率和2-HAB異構(gòu)體選擇性的影響。采用氣質(zhì)聯(lián)用色譜分析(GC-MS)、核磁共振分析(NMR)、傅里葉紅外光譜分析(IR)、氣相色譜分析(GC)等分析方法對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行

3、了定性定量分析。主要研究成果如下:
　　(1)通過(guò)對(duì)催化劑性能的初步評(píng)價(jià)，篩選出復(fù)合離子液體和1-丁基-3-甲基咪唑氯鋁酸鹽兩種離子液體作為本實(shí)驗(yàn)的催化劑。以復(fù)合離子液體作為催化劑時(shí)，目標(biāo)產(chǎn)物中2-HAB異構(gòu)體的選擇性較高;以[BMIM][Al2Cl7]離子液體作為催化劑時(shí)，目標(biāo)產(chǎn)物的收率較高。
　　(2)以復(fù)合離子液體作為催化劑時(shí)，綜合考慮目標(biāo)產(chǎn)物收率和2-HAB異構(gòu)體選擇性兩個(gè)指標(biāo)，在實(shí)驗(yàn)條件范圍內(nèi)，較佳的工藝條件如下:

4、T=40℃,px/O=8∶1(mol∶mol),O/IL=2∶1(m∶m),N=2400r/min,t=7min（1-十四烯的滴加時(shí)間為5min）。在此條件下，1-十四烯的轉(zhuǎn)化率為99.56％，產(chǎn)物中目標(biāo)產(chǎn)物的收率為94.16％，2-HAB異構(gòu)體的選擇性為57.68％。
　　(3)以[BMIM][Al2Cl7]作為催化劑時(shí)，綜合考慮收率和2-HAB異構(gòu)體選擇性兩個(gè)指標(biāo)，在實(shí)驗(yàn)條件范圍內(nèi)，較佳的工藝條件如下:T=32℃,px/O=9