本發(fā)明涉及石油產(chǎn)品加工領(lǐng)域，尤其涉及一種堿性液體用于催化壬烯和苯酚合成壬基酚的方法。
背景技術(shù)：
：壬基酚(np)，也稱為壬基苯酚，是石油化學(xué)工業(yè)和有機(jī)合成工業(yè)中的重要原料和中間體，外觀在常溫下為無色或淡黃色液體，略帶苯酚氣味，不溶于水，溶于丙酮。世界70％以上的壬基酚用于生產(chǎn)表面活性劑，其余用于生產(chǎn)樹脂和橡膠穩(wěn)定劑、樹脂改性劑等。在表面活性劑方面，60％以上用于紡織工業(yè)，其它用于清洗劑和農(nóng)藥乳化劑。壬基酚的合成路線主要有兩條：苯酚與取代壬烷反應(yīng)法和苯酚與烯烴直接縮合反應(yīng)法。后者在工業(yè)上廣泛應(yīng)用。苯酚與烯烴直接縮合反應(yīng)法的反應(yīng)中，壬基主要進(jìn)入鄰、對(duì)位，但在活潑酸性催化劑作用下，鄰位轉(zhuǎn)換成對(duì)位。因此，產(chǎn)物中主要為對(duì)位壬基酚。資料報(bào)道，壬基的取代位置與壬烯的結(jié)構(gòu)有關(guān)，以支鏈烯烴為原料時(shí)得到82％的對(duì)位壬基酚；以直鏈烯烴為原料時(shí)，得到62％的鄰位壬基酚。目前主要采用活性白土法、三氟化硼法、對(duì)甲苯磺酸法和離子交換樹脂法等方法制備壬基酚，其中有的使用強(qiáng)酸作為催化劑。這些方法存在催化劑用量大，選擇性低，產(chǎn)品質(zhì)量差，對(duì)設(shè)備腐蝕大，環(huán)境污染重等問題，并且催化的溫度在100-130℃，產(chǎn)品色澤較差，表現(xiàn)為黃棕色，產(chǎn)品后處理困難，因此亟待采用一種新型的催化劑，用于降低催化劑的用量、提高產(chǎn)品的選擇性及質(zhì)量、降低催化溫度以節(jié)約能源，改善環(huán)境污染，提高壬基酚制備工業(yè)的整體水平。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：為了解決目前催化制備壬基酚存在的問題，本發(fā)明提供一種堿性離子液體用于催化壬烯和苯酚合成壬基酚的方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種堿性離子液體用于催化壬烯和苯酚合成壬基酚的方法，具體操作步驟包括：在三口燒瓶中加入苯酚和堿性離子液體催化劑，攪拌加熱至70～100℃后滴加壬烯，滴加用時(shí)為2-6小時(shí)，滴加完畢后恒溫?cái)嚢枥^續(xù)反應(yīng)1-3小時(shí)，冷卻至室溫以下后堿性離子液體凝固，最終分離產(chǎn)品與堿性離子液體，制得壬基酚混合物，從混合物中預(yù)分離出多余苯酚，再精餾，制得壬基酚。作為優(yōu)選，所述的堿性離子液體催化劑為1-丁基-3-甲基嗎啉鹽，采用現(xiàn)有技術(shù)制備堿性離子液體(左同梅等，新型堿性離子液體催化酯交換合成生物柴油.[j]燃料化學(xué)學(xué)報(bào).2014，42(2)：1～7.)，分子結(jié)構(gòu)如下：作為優(yōu)選，所述的苯酚、壬烯和堿性離子液體催化劑的質(zhì)量比為0.5～2.5：1：0.005～0.03。作為優(yōu)選，攪拌反應(yīng)溫度為45-85℃。本發(fā)明的有益效果是，本方法具有轉(zhuǎn)化率高，壬基酚選擇性好，壬烯轉(zhuǎn)化率可達(dá)91％，壬基酚收率可達(dá)87％。理論上，苯酚與烯烴烷基化酸性催化劑的效果比較好，但是本發(fā)明的堿性離子液體催化效果更好，反應(yīng)溫度更低。本發(fā)明在70℃以下有較好的催化效果，反應(yīng)溫度越低，能耗越低，產(chǎn)品色澤越好。本發(fā)明在眾多相似的堿性離子液體中找到適用于催化制備壬基酚的催化劑，相對(duì)于傳統(tǒng)制備方法，具有環(huán)保、對(duì)設(shè)備無腐蝕、催化劑用量小、反應(yīng)速度快、產(chǎn)品質(zhì)量高、產(chǎn)品與離子液體催化劑分離方便、反應(yīng)溫度更低等優(yōu)點(diǎn)。具體實(shí)施方式本發(fā)明下面將通過參考實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受限于這些實(shí)施例。實(shí)施例1：取苯酚100g，壬烯50g，1-丁基-3-甲基嗎啉鹽1g，先將苯酚和離子液體加入燒瓶中，攪拌升溫至80℃，開始滴加壬烯，4h滴加完畢，在45℃條件下繼續(xù)反應(yīng)1h，靜置冷卻到室溫以下離子液體凝固，分離產(chǎn)品與離子液體，制得壬基酚混合物，從混合物中預(yù)分離出多余苯酚，再精餾，制得壬基酚。性能測試：采用色譜儀對(duì)壬基酚混合物成分進(jìn)行分析，其中壬烯的質(zhì)量百分比為3％，壬基酚的質(zhì)量百分比為50.62％，壬基酚混合物總重為150g，那么反應(yīng)后的壬烯質(zhì)量為4.5g，實(shí)際生成的壬基酚質(zhì)量為75.93g。理論上生成的壬基酚質(zhì)量＝壬烯摩爾質(zhì)量*壬基酚分子量＝0.4*220.35g＝87.27g壬烯轉(zhuǎn)化率＝(反應(yīng)前壬烯質(zhì)量-反應(yīng)后壬烯質(zhì)量)*100％/反應(yīng)前壬烯質(zhì)量＝(50-4.5)*100％/50＝91％壬基酚選擇性＝實(shí)際生成的壬基酚質(zhì)量*100％/理論上生成的壬基酚質(zhì)量＝75.93*100％/87.27＝87％將實(shí)施例1的離子液體再重復(fù)使用4次，反應(yīng)條件不變，試驗(yàn)結(jié)果見表1。實(shí)施例2：取苯酚100g，壬烯50g，1-丁基-3-甲基嗎啉鹽1g，先將苯酚和離子液體加入燒瓶中，攪拌升溫至80℃，開始滴加壬烯，4h滴加完畢，在65℃條件下繼續(xù)反應(yīng)1h，靜置冷卻到室溫以下離子液體凝固，分離產(chǎn)品與離子液體，制得壬基酚混合物，從混合物中預(yù)分離出多余苯酚，再精餾，制得壬基酚。按照實(shí)施例1性能測試的方法，得到本反應(yīng)中壬烯轉(zhuǎn)化率為88％，壬基酚選擇性為85％。實(shí)施例3：取苯酚95g，壬烯50g，1-丁基-3-甲基嗎啉鹽1g，先將苯酚和離子液體加入燒瓶中，攪拌升溫至70℃，開始滴加壬烯，4h滴加完畢，在65℃條件下繼續(xù)反應(yīng)2h，靜置冷卻到室溫以下離子液體凝固，分離產(chǎn)品與離子液體，制得壬基酚混合物，從混合物中預(yù)分離出多余苯酚，再精餾，制得壬基酚。按照實(shí)施例1性能測試的方法，得到本反應(yīng)中壬烯轉(zhuǎn)化率為91％，壬基酚選擇性為86.5％。實(shí)施例4：取苯酚100g，壬烯50g，1-丁基-3-甲基嗎啉鹽1g，先將苯酚和離子液體加入燒瓶中，攪拌升溫至100℃，開始滴加壬烯，4h滴加完畢，在85℃條件下繼續(xù)反應(yīng)1.5h，靜置冷卻到室溫以下離子液體凝固，分離產(chǎn)品與離子液體，制得壬基酚混合物，從混合物中預(yù)分離出多余苯酚，再精餾，制得壬基酚。按照實(shí)施例1性能測試的方法，得到本反應(yīng)中壬烯轉(zhuǎn)化率為90％，壬基酚選擇性為86％。實(shí)施例5：取苯酚110g，壬烯50g，1-丁基-3-甲基嗎啉鹽0.5g，先將苯酚和離子液體加入燒瓶中，攪拌升溫至90℃，開始滴加壬烯，4h滴加完畢，在65℃條件下繼續(xù)反應(yīng)2h，靜置冷卻后取樣檢靜置冷卻到室溫以下離子液體凝固，分離產(chǎn)品與離子液體，制得壬基酚混合物，從混合物中預(yù)分離出多余苯酚，再精餾，制得壬基酚。按照實(shí)施例1性能測試的方法，得到本反應(yīng)中壬烯轉(zhuǎn)化率為89.5％，壬基酚選擇性為85％。實(shí)施例6：取苯酚105g，壬烯50g，1-丁基-3-甲基嗎啉鹽1.5g，先將苯酚和離子液體加入燒瓶中，攪拌升溫至100℃，開始滴加壬烯，5h滴加完畢，在65℃條件下繼續(xù)反應(yīng)1h，靜置冷卻到室溫以下離子液體凝固，分離產(chǎn)品與離子液體，制得壬基酚混合物，從混合物中預(yù)分離出多余苯酚，再精餾，制得壬基酚。按照實(shí)施例1性能測試的方法，得到本反應(yīng)中壬烯轉(zhuǎn)化率為91％，壬基酚選擇性為86％。對(duì)比例1取苯酚100g，壬烯50g，1-乙基-3-甲基嗎啉鹽1g，先將苯酚和離子液體加入燒瓶中，攪拌升溫至80℃，開始滴加壬烯，4h滴加完畢，在45℃條件下繼續(xù)反應(yīng)1h，靜置冷卻到室溫以下離子液體凝固，分離產(chǎn)品與離子液體，制得壬基酚混合物，從混合物中預(yù)分離出多余苯酚，再精餾，制得壬基酚。按照實(shí)施例1性能測試的方法，得到本反應(yīng)中壬烯轉(zhuǎn)化率為9％，壬基酚選擇性為6％。實(shí)施例2：取苯酚100g，壬烯50g，n-甲基吡咯烷酮磷酸二氫鈉1g，先將苯酚和離子液體加入燒瓶中，攪拌升溫至80℃，開始滴加壬烯，4h滴加完畢，在45℃條件下繼續(xù)反應(yīng)1h，靜置冷卻到室溫以下離子液體凝固，分離產(chǎn)品與離子液體，制得壬基酚混合物，從混合物中預(yù)分離出多余苯酚，再精餾，制得壬基酚。按照實(shí)施例1性能測試的方法，得到本反應(yīng)中壬烯轉(zhuǎn)化率為11％，壬基酚選擇性為8％。對(duì)比例3：取苯酚100g，壬烯50g，濃硫酸1g，先將苯酚和濃硫酸加入燒瓶中，攪拌升溫至80℃，開始滴加壬烯，4h滴加完畢，在45℃條件下繼續(xù)反應(yīng)1h，制得壬基酚混合物，從混合物中預(yù)分離出多余苯酚，再精餾，制得壬基酚。按照實(shí)施例1性能測試的方法，得到本反應(yīng)中壬烯轉(zhuǎn)化率為5％，壬基酚選擇性為2％。對(duì)比例4：取苯酚100g，壬烯50g，濃硫酸1g，先將苯酚和濃硫酸加入燒瓶中，攪拌升溫至120℃，開始滴加壬烯，4h滴加完畢，在120℃條件下繼續(xù)反應(yīng)1h，制得壬基酚混合物，從混合物中預(yù)分離出多余苯酚，再精餾，制得壬基酚。按照實(shí)施例1性能測試的方法，得到本反應(yīng)中壬烯轉(zhuǎn)化率為80％，壬基酚選擇性為72％。對(duì)比例5：取苯酚100g，壬烯50g，濃硫酸2g，先將苯酚和濃硫酸加入燒瓶中，攪拌升溫至120℃，開始滴加壬烯，4h滴加完畢，在120℃條件下繼續(xù)反應(yīng)1h，制得壬基酚混合物，從混合物中預(yù)分離出多余苯酚，再精餾，制得壬基酚。按照實(shí)施例1性能測試的方法，得到本反應(yīng)中壬烯轉(zhuǎn)化率為88％，壬基酚選擇性為80％。對(duì)比例6：取苯酚100g，壬烯50g，濃硫酸2g，先將苯酚和濃硫酸加入燒瓶中，攪拌升溫至120℃，開始滴加壬烯，4h滴加完畢，在120℃條件下繼續(xù)反應(yīng)2h，制得壬基酚混合物，從混合物中預(yù)分離出多余苯酚，再精餾，制得壬基酚。按照實(shí)施例1性能測試的方法，得到本反應(yīng)中壬烯轉(zhuǎn)化率為93％，壬基酚選擇性為90％。表1離子液體催化劑重復(fù)利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果重復(fù)次數(shù)壬烯轉(zhuǎn)化率/％壬基酚選擇性/％191.087.0290.586.0390.086.5489.085.5589.586.0由表1可以看出，重復(fù)使用5次，離子液體催化劑的催化效果略有浮動(dòng)，但壬烯轉(zhuǎn)化率和壬基酚的選擇性都保持了較高的水平，因此，利用離子液體催化制備壬基酚的方法具有可行性。以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。當(dāng)前第1頁12