[發(fā)明專利]一種濃硫酸和離子液體混合液催化制備二芳基乙烷的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210045875.4
• 申請(qǐng)日: 2012-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN102603451A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常衛(wèi)星;李靖;趙新;柳凌艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南開大學(xué)
• 主分類號(hào): C07C2/70
• 分類號(hào): C07C2/70;C07C15/18;B01J31/02
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及二芳基乙烷制造領(lǐng)域，特別是涉及酸催化傅克反應(yīng)制備二芳基乙烷領(lǐng)域。

背景技術(shù)

電力電容器絕緣油是生產(chǎn)電力電容器的主要材料，它的性能好壞直接影響電力電容器的性能。隨著高性能的全膜電容器逐步全面取代膜紙復(fù)合電容器，適于浸漬膜紙復(fù)合電容器的烷基苯型絕緣油也全面被適于浸漬全膜電容器的二芳基乙烷型(包括PXE和PEPE)與芐基甲苯型絕緣油所取代。目前，用作電力電容器絕緣油的二芳基乙烷型(包括PXE和PEPE)與芐基甲苯(MBT/DBT)型絕緣油的全國(guó)總產(chǎn)量約為5.5萬噸/年。其中，用作電力電容器絕緣油的二芳基乙烷是在酸催化下通過二甲苯(或乙苯)與苯乙烯進(jìn)行傅克反應(yīng)來制備的。

傳統(tǒng)上二甲苯(或乙苯)與苯乙烯的反應(yīng)是直接利用濃硫酸作為酸催化劑的。用濃硫酸的優(yōu)勢(shì)在于其廉價(jià)易得，酸性強(qiáng)。而濃硫酸催化的缺點(diǎn)在于其強(qiáng)的腐蝕性和氧化性，用量較大且不能循環(huán)使用而產(chǎn)生大量的廢酸，處理困難，腐蝕設(shè)備。

近年來開發(fā)的對(duì)環(huán)境友好的固體酸催化法雖然已被用于催化合成二芳基乙烷(化學(xué)試劑，10(2)，85-86，1988)，但固體酸催化劑制備工藝復(fù)雜、價(jià)格昂貴并且在生產(chǎn)過程中需要頻繁再生，這就妨礙了其進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)化。

越來越多的研究表明可以用具有Lewis酸性的離子液體替代傳統(tǒng)的液體質(zhì)子酸催化劑進(jìn)行催化傅克反應(yīng)(化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù)，27(3)，1-3，2006)。然而，研究較多的具有高催化活性的氯鋁酸鹽型離子液體雖然在實(shí)驗(yàn)室中被應(yīng)用于催化反應(yīng)，但這種離子液體對(duì)空氣中的水汽十分敏感，需要在絕對(duì)無水的條件下使用，因而也不利于工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對(duì)以上酸催化劑的不足提供一種以濃硫酸和離子液體的混合液為催化劑合成二芳基乙烷的方法。

本發(fā)明提供的合成電力電容器絕緣油二芳基乙烷的方法步驟為：將濃硫酸和離子液體按照一定比例混合制成酸性離子液體混合液，以該酸性離子液體混合液為催化劑，以二甲苯(或乙苯)和苯乙烯為原料，在一定溫度下進(jìn)行烷基化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后靜置、分層，分去催化劑，經(jīng)減壓蒸餾可得產(chǎn)物，催化劑不經(jīng)處理可直接用于下一次催化反應(yīng)。

所說離子液體陽離子可以為季銨鹽類季鏻鹽類咪唑鹽類吡啶鹽類(其中R1可以為C1～C4烷基；R2可以為H或C1～C16烷基；R3可以為C1～C4烷基；R4可以為C1～C16烷基；R5可以為C1～C4烷基；R6可以為C1～C4烷基；R7可以為C1～C4烷基)等中的一種或兩種及以上混合物，陰離子可以為Cl^-、HSO₄^-、PF₆^-、BF₄^-等中的一種或兩種及以上混合物，而且陰陽離子均不限于以上幾類。

所說一定比例為濃硫酸∶離子液體＝2∶1～10∶1(摩爾比)，優(yōu)選比例為3∶1～6∶1。

所說加入的苯乙烯與催化劑中濃硫酸的摩爾比為1∶1～20∶1，優(yōu)選比例為2∶1～10∶1。

所說二甲苯(或乙苯)和苯乙烯的原料比為3∶1～30∶1，優(yōu)選比為8∶1～20∶1。

所說烷基化反應(yīng)溫度為50～140℃，優(yōu)選反應(yīng)溫度為70～100℃。

所說烷基化反應(yīng)時(shí)間為3～15小時(shí)，優(yōu)選反應(yīng)時(shí)間為5～8小時(shí)。

本發(fā)明所提供的以濃硫酸和離子液體混合液為催化劑，催化合成二芳基乙烷的方法與現(xiàn)有濃硫酸催化劑、固體酸催化劑和氯鋁酸型離子液體催化劑技術(shù)相比，本發(fā)明后處理簡(jiǎn)單，只需分液催化劑便可與產(chǎn)物分離循環(huán)使用，降低了成本；本發(fā)明反應(yīng)過程溫和，生成副反應(yīng)產(chǎn)物少，酸耗少，污染低，同時(shí)對(duì)水汽和空氣穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)便，因而更適合于工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式

下面的實(shí)施例可以使本專業(yè)技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。

實(shí)施例1

250mL圓底燒瓶中加入3.4克氯化三丁基十四烷基鏻，攪拌下慢慢滴加2.4克96-98％的濃硫酸，混合均勻即得酸催化劑。催化劑中加入90克二甲苯，在80℃攪拌下滴加37.2克二甲苯與6.2克苯乙烯的混合液，兩小時(shí)滴完，繼續(xù)反應(yīng)4小時(shí)。靜置，分層，分去下層離子液體催化劑(回收)，先常壓蒸去二甲苯，再減壓蒸出產(chǎn)品，得11.6克二芳基乙烷，產(chǎn)率92.8％。

實(shí)施例2