離子液體是一種由陰陽離子構成的物質,在室溫(或稍高于室溫的溫度)下呈液態的離子體系。作為綠色溶劑和催化劑,離子液體在烷基化、氫化、酯化、醚化、水合等反應和分離技術中展現出清潔、環境友好的獨特魅力,成為近年來 “綠色化學”的研究熱點。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性質穩定、反應速度快、轉化率和選擇性高、循環重復使用次數多、基本無污染、不易燃、易與產物分離。特別是在催化烷基化反應過程中,季鏻鹽離子液體催化劑在催化活性、穩定性和循環使用次數等方面表現出比其它類型離子液體更好的性能。
本項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,開發成功了百噸級的季鏻鹽離子液體產業化技術;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的催化性能,開發成功了具有高催化活性和高穩定性的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的工藝條件,開發成功了可替代傳統濃硫酸法的芐基甲苯型電容器絕緣油的綠色工藝技術。
本項目完成主要技術經濟指標如下:
1、開發成功了季鏻鹽離子液體產業化技術,建成了100噸/年的季鏻鹽離子液體生產線,率先在國內實現離子液體的規模化生產,編制了《季鏻鹽離子液體企業標準》(Q/HD ZYC0001-2013),填補了國內空白。
2、開發成功了酸性季鏻鹽離子液體催化烷基化反應生產芐基甲苯型絕緣油的綠色工藝技術,中試驗證結果顯示:新工藝的產品收率高達95%以上,催化劑循環使用次數高達35次以上,反應產物易于分離,避免了傳統濃硫酸法因外排廢酸、廢水帶來的環境問題及環保壓力,綜合生產成本低。
3、申請了發明專利4件,目前處于實審階段,分別是:
(1)一種電容器絕緣油的在制備方法(201210447950.X);
(2)一種季鏻鹽離子液體復合催化劑及其制備方法和應用(201210447968.X);
(3)一種傅克烷基化反應方法(201210448012.1);
(4)一種導熱油的制備方法(201210448503.6)。
高性能電力電容器是國家電網實現高效安全電力輸送的關鍵設備之一,電容器絕緣油則是制造高性能電力電容器的關鍵材料之一。據報道,“十二五”期間,國家僅在特高壓輸變電上的投資預計高達5700億元,對高性能電容器以及優質絕緣油的需求必然同步大幅增加。
電容器絕緣油的生產是通過傅克烷基化反應實現的,傳統工藝所采用的濃硫酸等催化劑存在強腐蝕性、廢酸多、不能重復使用等問題,而使用固體酸催化的催化劑制備復雜,需要頻繁再生,生產成本很高。開發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技術的發展方向,市場應用前景廣闊,對推動傳統行業的技術進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: |
中化化工科學技術研究總院 |
聯系人: |
伍振毅 |
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單位地址: |
北京市朝陽區安外外館斜街安華里五區18樓 |
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