離子液體是一種由陰陽(yáng)離子構(gòu)成的物質(zhì),在室溫(或稍高于室溫的溫度)下呈液態(tài)的離子體系。作為綠色溶劑和催化劑,離子液體在烷基化、氫化、酯化、醚化、水合等反應(yīng)和分離技術(shù)中展現(xiàn)出清潔、環(huán)境友好的獨(dú)特魅力,成為近年來 “綠色化學(xué)”的研究熱點(diǎn)。離子液體通常包括N,N-二烷基咪唑銨鹽、N-烷基吡啶銨鹽、季銨鹽和季鏻鹽等4類。其中季鏻鹽離子液體化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、反應(yīng)速度快、轉(zhuǎn)化率和選擇性高、循環(huán)重復(fù)使用次數(shù)多、基本無污染、不易燃、易與產(chǎn)物分離。特別是在催化烷基化反應(yīng)過程中,季鏻鹽離子液體催化劑在催化活性、穩(wěn)定性和循環(huán)使用次數(shù)等方面表現(xiàn)出比其它類型離子液體更好的性能。
本項(xiàng)目研究了以十四烷基三丁基氯化鏻為原料制備季鏻鹽離子液體Bu3P+C14H29Cl-的工藝條件,開發(fā)成功了百噸級(jí)的季鏻鹽離子液體產(chǎn)業(yè)化技術(shù);研究了季磷鹽離子液體與金屬氯化物配合后用于烷基化反應(yīng)的催化性能,開發(fā)成功了具有高催化活性和高穩(wěn)定性的Lewis酸性季鏻鹽離子液體催化材料Bu3P+C14H29Cl-/nZnCl2;研究了以酸性季鏻鹽離子液體為催化劑的甲苯和氯化芐烷基化反應(yīng)的工藝條件,開發(fā)成功了可替代傳統(tǒng)濃硫酸法的芐基甲苯型電容器絕緣油的綠色工藝技術(shù)。
本項(xiàng)目完成主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下:
1、開發(fā)成功了季鏻鹽離子液體產(chǎn)業(yè)化技術(shù),建成了100噸/年的季鏻鹽離子液體生產(chǎn)線,率先在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)離子液體的規(guī)?;a(chǎn),編制了《季鏻鹽離子液體企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》(Q/HD ZYC0001-2013),填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。
2、開發(fā)成功了酸性季鏻鹽離子液體催化烷基化反應(yīng)生產(chǎn)芐基甲苯型絕緣油的綠色工藝技術(shù),中試驗(yàn)證結(jié)果顯示:新工藝的產(chǎn)品收率高達(dá)95%以上,催化劑循環(huán)使用次數(shù)高達(dá)35次以上,反應(yīng)產(chǎn)物易于分離,避免了傳統(tǒng)濃硫酸法因外排廢酸、廢水帶來的環(huán)境問題及環(huán)保壓力,綜合生產(chǎn)成本低。
3、申請(qǐng)了發(fā)明專利4件,目前處于實(shí)審階段,分別是:
?。?)一種電容器絕緣油的在制備方法(201210447950.X);
?。?)一種季鏻鹽離子液體復(fù)合催化劑及其制備方法和應(yīng)用(201210447968.X);
?。?)一種傅克烷基化反應(yīng)方法(201210448012.1);
?。?)一種導(dǎo)熱油的制備方法(201210448503.6)。
高性能電力電容器是國(guó)家電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)高效安全電力輸送的關(guān)鍵設(shè)備之一,電容器絕緣油則是制造高性能電力電容器的關(guān)鍵材料之一。據(jù)報(bào)道,“十二五”期間,國(guó)家僅在特高壓輸變電上的投資預(yù)計(jì)高達(dá)5700億元,對(duì)高性能電容器以及優(yōu)質(zhì)絕緣油的需求必然同步大幅增加。
電容器絕緣油的生產(chǎn)是通過傅克烷基化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的,傳統(tǒng)工藝所采用的濃硫酸等催化劑存在強(qiáng)腐蝕性、廢酸多、不能重復(fù)使用等問題,而使用固體酸催化的催化劑制備復(fù)雜,需要頻繁再生,生產(chǎn)成本很高。開發(fā)以酸性季鏻鹽離子液體為催化劑的綠色工藝是電容器絕緣油生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展方向,市場(chǎng)應(yīng)用前景廣闊,對(duì)推動(dòng)傳統(tǒng)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步具有十分重要的意義。
伍振毅;趙新;殷冬媛;王果果;章小林;趙瑞英
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單位名稱: |
中化化工科學(xué)技術(shù)研究總院 |
聯(lián)系人: |
伍振毅 |
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單位地址: |
北京市朝陽(yáng)區(qū)安外外館斜街安華里五區(qū)18樓 |
聯(lián)系電話: |
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郵箱: |
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