季鏻盐离子液体产业化开发及应用研究
成果简介
  离子液体是一种由阴阳离子构成的物质,在室温(或稍高于室温的温度)下呈液态的离子体系。作为绿色溶剂和催化剂,离子液体在烷基化、氢化、酯化、醚化、水合等反应和分离技术中展现出清洁、环境友好的独特魅力,成为近年来 “绿色化学”的研究热点。离子液体通常包括N,N-二烷基咪唑铵盐、N-烷基吡啶铵盐、季铵盐和季鏻盐等4类。其中季鏻盐离子液体化学性质稳定、反应速度快、转化率和选择性高、循环重复使用次数多、基本无污染、不易燃、易与产物分离。特别是在催化烷基化反应过程中,季鏻盐离子液体催化剂在催化活性、稳定性和循环使用次数等方面表现出比其它类型离子液体更好的性能。
  本项目研究了以十四烷基三丁基氯化鏻为原料制备季鏻盐离子液体Bu3P+C14H29Cl-的工艺条件,开发成功了百吨级的季鏻盐离子液体产业化技术;研究了季磷盐离子液体与金属氯化物配合后用于烷基化反应的催化性能,开发成功了具有高催化活性和高稳定性的Lewis酸性季鏻盐离子液体催化材料Bu3P+C14H29Cl-/nZnCl2;研究了以酸性季鏻盐离子液体为催化剂的甲苯和氯化苄烷基化反应的工艺条件,开发成功了可替代传统浓硫酸法的苄基甲苯型电容器绝缘油的绿色工艺技术。
  本项目完成主要技术经济指标如下:
  1、开发成功了季鏻盐离子液体产业化技术,建成了100吨/年的季鏻盐离子液体生产线,率先在国内实现离子液体的规模化生产,编制了《季鏻盐离子液体企业标准》(Q/HD ZYC0001-2013),填补了国内空白。
  2、开发成功了酸性季鏻盐离子液体催化烷基化反应生产苄基甲苯型绝缘油的绿色工艺技术,中试验证结果显示:新工艺的产品收率高达95%以上,催化剂循环使用次数高达35次以上,反应产物易于分离,避免了传统浓硫酸法因外排废酸、废水带来的环境问题及环保压力,综合生产成本低。
  3、申请了发明专利4件,目前处于实审阶段,分别是:
  (1)一种电容器绝缘油的在制备方法(201210447950.X);
  (2)一种季鏻盐离子液体复合催化剂及其制备方法和应用(201210447968.X);
  (3)一种傅克烷基化反应方法(201210448012.1);
  (4)一种导热油的制备方法(201210448503.6)。
  高性能电力电容器是国家电网实现高效安全电力输送的关键设备之一,电容器绝缘油则是制造高性能电力电容器的关键材料之一。据报道,“十二五”期间,国家仅在特高压输变电上的投资预计高达5700亿元,对高性能电容器以及优质绝缘油的需求必然同步大幅增加。
  电容器绝缘油的生产是通过傅克烷基化反应实现的,传统工艺所采用的浓硫酸等催化剂存在强腐蚀性、废酸多、不能重复使用等问题,而使用固体酸催化的催化剂制备复杂,需要频繁再生,生产成本很高。开发以酸性季鏻盐离子液体为催化剂的绿色工艺是电容器绝缘油生产技术的发展方向,市场应用前景广阔,对推动传统行业的技术进步具有十分重要的意义。
  
成果完成人
伍振毅;赵新;殷冬媛;王果果;章小林;赵瑞英
完成单位
  单位名称: 中化化工科学技术研究总院 联系人: 伍振毅
  单位地址: 北京市朝阳区安外外馆斜街安华里五区18楼 联系电话: 010-62311037;13601015570
  邮箱: jxhxp@263.net
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