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文檔簡介
關于表面活性劑原料與中間體第1頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月
長鏈正構烷烴(C8~C20以上的正構烷烴)俗稱液體石蠟。液體石蠟分輕蠟和重蠟兩種。輕蠟餾程一般在190~240℃,重蠟的餾程在230~310℃,其正構烷烴含量與生產(chǎn)方法有關。一般為90%~96%,芳烴含量均小于1%。正構烷烴是從石油的煤油餾分分離得到的,它的用途主要是作為制造各種不同的表面活性劑的起始原料。2.1長鏈正構烷烴
在洗滌劑制造業(yè)中,輕蠟一般用來生產(chǎn)烷基苯磺酸鈉,重蠟用來生產(chǎn)烷基磺酸鈉。第2頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月從正構烷烴可衍生出的表面活性劑第3頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月長鏈正構烷烴的制備
原油經(jīng)分餾所得的輕質(zhì)石油產(chǎn)品——煤油中含有約30%的正構烷經(jīng),而其余的則是非正構烷烴,如異構烷烴、環(huán)烷烴及芳烴等。從煤油中分離正構烷烴主要有兩種方法,即尿素絡合法和分子篩吸附法。第4頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月(1)尿素絡合法
尿素是一種熔點為133℃的白色晶體,易溶于水和低級醇中,但不溶于烴類溶劑。1940年F.Bengen發(fā)現(xiàn)尿素可以與含有6個以上碳原子的直鏈烷烴形成結(jié)晶絡合物,而同支鏈烷烴和環(huán)烷烴則不能生成這種絡合物。
將生成的不溶性固體絡合物用過濾或沉降的方法從原料油中分出,然后再將此絡合物加熱分解,即可得到正構烷烴,而尿素可回收循環(huán)使用。第5頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月
這是因為當有直鏈烷烴存在時,尿素可由四方晶格轉(zhuǎn)化成直徑為0.55nm、內(nèi)壁為六方晶格的通道。C3~C14正構烷烴橫向尺寸為0.49nm,可以進入尿素晶格的管道內(nèi),與尿素形成包核絡合物。而異構烷烴橫向尺寸大于0.56nm,芳烴大于或等于0.59nm,均不能與尿素形成包核絡合物,因而被排除在尿素的晶格通道之外。尿素絡合機理第6頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月
一般來說,每1gC7~C16正構烷烴生成絡合物時需尿素2.5g;高于C16的正構烷烴則需尿素3~4g以上。
尿素絡合物很容易生成,它的穩(wěn)定性隨正構烷烴碳鏈長度的增加而增加??梢越j合的碳鏈長度上限還不清楚,但已有實驗證明,碳原子數(shù)高達50的正構烷烴都可以與尿素生成絡合物。不論碳鏈長度多長,差不多所有的尿素絡合物的熔點均與尿素的熔點相同。第7頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月(2)分子篩吸附法
分子篩吸附法是利用5A分子篩選擇性吸附分離正構烷烴的方法。俗稱分子篩脫蠟。5A分子篩的孔徑為0.49~0.56nm,C2~C14正構烷烴分子直徑為0.49nm,而異構烷烴、芳烴及環(huán)烷烴的直徑均大于或等于0.56nm。支鏈越長,分子的橫向尺寸愈大,所以,選用5A分子篩作吸附劑,只能選擇吸附正構烷烴,而不能吸附異構烷烴、環(huán)烷烴及芳烴等物質(zhì),從而達到分離的目的。第8頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月
分子篩在選擇吸附時,對于分子大小相似的物質(zhì),極性愈高愈易被吸附。根據(jù)這一特性,可以選擇極性較高的物質(zhì)將被吸附的正構烷烴頂替出來,進行脫附。
目前,工業(yè)上應用的分子篩脫蠟工藝方法主要有兩種:一是氣相分子篩脫蠟,一是液相分子篩脫蠟。第9頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月(1)吸附:原料和分子篩接觸,吸入正構烷烴(2)吹掃:將分子篩外表面輕微吸附的和分子篩間隙中殘留的非正構烷烴同含正構烷烴的分子篩分開(3)脫附
這兩種方法由三個連續(xù)進行的操作程序構成:第10頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月
脂肪酸是合成表面活性劑的主要原料之一,同時它還涉及到皂化物、制備脂肪醇、制備脂肪(伯、仲)胺等重要原料的生產(chǎn)。它可由天然油脂水解,也可由石蠟氧化合成。表面活性劑用脂肪酸多是C12一C18脂肪酸。2.2脂肪酸
脂肪酸按其來源可分為天然脂肪酸和合成脂肪酸。第11頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月
工業(yè)上通常用油脂水解蒸餾的方法制備脂肪酸。因多數(shù)天然油脂質(zhì)量較差,因此水解前需進行精制。1.天然脂肪酸的制備油脂水解是可逆反應,常需較高壓力和催化劑(無機酸、無機堿、金屬氧化物及脂肪酶)。油脂水解得到的天然脂肪酸有飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸和羥基脂肪酸等。來源:天然油脂,我國脂肪酸生產(chǎn)通常以棕桐油、棉籽油等為原料。優(yōu)點:原料可再生,還可獲得直鏈脂肪酸。第12頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月得毛油:水洗使油脂中的磷脂、膠狀物、蛋白質(zhì)及分解物從油中沉淀析出,加食鹽破乳,靜置,得到油層。堿煉:一方面能中和油脂中的酸性物質(zhì),另一方面也有助于脫色。脫色:酸性活性白土吸附脫色(一)油脂精制第13頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月(二)油脂水解a.復分解法b.加壓分解法低壓法、中壓法、高壓法c.酶催化法
酯水解反應是可逆的,反應常需要高溫高壓催化劑存在下進行。第14頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月
制備脂肪酸方法主要是石蠟氧化法,醇、醛的堿氧化法,烯烴羧基化法,α-烯烴羰基化法。普遍使用的方法是石蠟氧化法。
2.合成脂肪酸
石蠟氧化法由德國研究成功,并實現(xiàn)工業(yè)化。有關石蠟氧化制取脂肪酸的方法專利很多,但都不如空氣氧化法好。目前工業(yè)生產(chǎn)中使用較多的是空氣液相氧化工藝。
合成脂肪酸中異構酸和不皂化物含量較高,總帶有點難聞的氣道,在制皂質(zhì)量及性能上都不如天然脂肪酸皂,因此合成脂肪酸常用于制造潤滑脂。第15頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月
由于醇類表面活性劑具有生物降解性好,對硬水不敏感和具有較好的低溫洗滌性能、配伍性好等優(yōu)點。因此60年代后,醇類表面活性劑生產(chǎn)能力的年平均增長率曾達15%左右。這就使得世界各國竟相生產(chǎn)表面活性劑用高碳脂肪醇。
我國撫順洗滌劑化學廠具有較大的生產(chǎn)能力。
用脂肪醇可以生產(chǎn)多種表面活性劑,產(chǎn)量最大、消耗脂肪醇最多的表面活性劑有AEO(脂肪醇聚氧乙烯醚)、AES(脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉)、FAS(脂肪醇硫酸鈉)。2.3脂肪醇第16頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月
脂肪醇是合成表面活性劑的主要中間體及原料,它既可直接應用,又可作為原料先制成各種衍生物再用于表面活性劑生產(chǎn)。用于生產(chǎn)表面活性劑的脂肪醇為C12一C18醇。早期脂肪醇是從天然油脂加氫而獲得的,我們稱之為天然醇。但因天然油脂的生產(chǎn)受自然條件等因素的影響,不能滿足日益發(fā)展的洗滌劑工業(yè)和表面活性劑工業(yè)的要求。60年代以后,以石油為原料合成脂肪醇的生產(chǎn)得到了很大發(fā)展,此類脂肪醇稱之為合成醇。第17頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月原料:天然油脂天然油脂---可再生性原料,不受能源的影響,所以用天然油脂制高碳醇,特別是用椰子油制取C12醇仍受到人們的注意。1.天然醇(脂肪酸、脂肪酸甲酯加氫法)第18頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月甘油酯直接加氫:最初由甘油酯直接加氫制脂肪醇,醇的收率僅90%左右,副產(chǎn)物甘油被還原成異丙醇及丙二醇,且不易回收。脂肪酸甲酯加氫(最優(yōu)):油脂醇解,生成脂肪酸甲酯與甘油,然后由脂肪酸甲酯加氫制醇。此法雖增加了甲醇回收工序,但解決了設備腐蝕嚴重的問題,且甲醇的收率也較高,因此,得到了迅速推廣。由天然油脂制脂肪醇,工業(yè)上常采用高壓加氫法。脂肪酸加氫:后來發(fā)展成為油脂先水解成脂肪酸及甘油。再將脂肪酸加氫制脂肪醇。這樣可回收甘油,但又產(chǎn)生了脂肪酸加氫過程腐蝕嚴重的問題。第19頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月天然油脂醇解,脂肪酸甲酯加氫制醇反應式:第20頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月催化劑:(1)含銅催化劑,可制得高純飽和脂肪醇。(2)含鋅催化劑,可保留原料的不飽和鍵,制備不飽和醇。天然醇制備的缺點:加氫需要高壓、設備投資高。第21頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月2.合成醇
基本原理:單烯烴與氫氣、一氧化碳在高溫高壓下先生成比原料烯烴數(shù)多1個碳原子的醛,然后醛再還原加氫即得到醇。反應路線:(1)羰基合成法(OXO醇)原料:石油 第22頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月催化劑:一般為羰基鈷,也可用其他羰基化合物。羰基鈷是鈷在高壓下與一氧化碳作用而生成的:羰基鈷再與H2反應生成氫化四羰基合鈷:優(yōu)點:原料來源廣泛、生產(chǎn)適應性強、可以在同一設備中生產(chǎn)不同的商品醇。羰基鈷再與H2反應生成氫化四羰基合鈷:氫化四羰基合鈷是羰基鈷催化劑的活性形式,在一氧化碳氣流中存在。第23頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月該法以乙烯為原料制偶數(shù)碳直鏈伯醇,由齊格勒發(fā)現(xiàn)。在此基礎上,美國大陸石油公司進一步研究,于1967年建成了世界上第一套商業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)裝置。(2)齊格勒合成法
該法是用三乙基鋁將過量乙烯聚合,生成高級烷基鋁,再經(jīng)空氣氧化、水解得到高級醇。第24頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月優(yōu)點:得到的脂肪醇質(zhì)量較高。缺點:設備投資高、工藝復雜。第25頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月(3)正構烷烴氧化制仲醇法
正構烷烴(液蠟)氧化制醇已進行過大量的研究。后來巴斯凱洛夫研究提出了正構烷烴硼酸氧化合成仲醇工藝。該方法的原理為:第26頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月(1)與生成的醇發(fā)生酯化,防止進一步氧化(2)促進過氧化物分解,定向生成脂肪醇硼酸穩(wěn)定產(chǎn)物仲醇的原因:優(yōu)點:原料來源豐富、工藝簡單、耗能低、適于大規(guī)模生產(chǎn)。缺點:產(chǎn)品中仲醇含量不高,約75%~90%。第27頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月羰基合成法是有前途的工藝路線。在石油化工發(fā)展的基礎上,使合成脂肪醇得以良好的發(fā)展。正構烷烴氧化法生產(chǎn)的仲醇在乙氧基化后可以代替烷基酚。從這種意義上講,正構烷烴氧化是一條有開發(fā)前途的工藝路線。齊格勒法因成本高、使其發(fā)展受到了一定限制。脂肪醇制備方法的比較第28頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月高碳烯烴是羰基合成制取高碳醇、制備a—烯烴磺酸鹽及合成烷基苯的原料,其碳原子數(shù)一般在10~14之間。高碳烯烴有a-烯烴和內(nèi)烯烴之分。2.4α-烯烴及內(nèi)烯烴a-烯烴內(nèi)烯烴a-烯烴是制取羰基合成醇、烷基苯、烷基酚、氧化胺、稀基磺酸鹽、烷基磺酸鹽的原料,因此a-烯烴是表面活性劑生產(chǎn)中的一種極為重要的原料。第29頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月1.乙烯低聚法20世紀50年代初期,德國化學家卡爾·齊格勒發(fā)現(xiàn)了用烷基鋁作為中間體,使乙烯聚合為直鏈烯烴的方法。以乙烯、鋁粉、氫氣為原料,五步工藝:a.制備三乙基鋁a—烯烴可通過乙烯低聚或石蠟裂解法來制??;內(nèi)烯烴一般由正構烷烴脫氫或氯代正構烷烴脫氯化氫法制取。第30頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月c.置換—由乙烯置換出上一步產(chǎn)物中的鋁原子d.回收三乙基鋁e.分餾—分離出烯烴b.鏈增長—將乙烯加成到三乙基鋁上第31頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月
乙烯低聚法可分為高溫一步和低溫兩步法兩種工藝。分別被美國海灣石油公司、乙基公司先后實現(xiàn)工業(yè)化。值得一提的是美國謝爾公司的SHOP法工藝是目前世界上公認的先進的生產(chǎn)a—烯烴技術。第32頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月2.石蠟裂解法石蠟裂解法工藝是60年代初開發(fā)成功的制取直鏈a—烯烴的工藝,由美國加利福尼亞化學公司首先實現(xiàn)工業(yè)化。我國在70年代已有發(fā)展,先后建成了6套石蠟裂解法制烷基苯生產(chǎn)裝置。這在當時起到了緩解國內(nèi)烷基苯供應緊張的作用,減少了進口量。后來,隨正構烷烴脫氫法生產(chǎn)烷基苯工藝的實現(xiàn),加之原料的局限性,石蠟裂解法停緩了發(fā)展。第33頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月
石蠟裂解法實質(zhì)上C20~C30正構烷烴高溫下碳—碳鍵斷裂的過程,反應中除生成相對分子質(zhì)量較小的a—烯烴外,還有二烯烴、多烯烴生成;同時還可能發(fā)生異構化、環(huán)化、芳構化和烯烴聚合等多種反應。裂解反應十分復雜。石蠟裂解工藝主要由汽化、裂解、冷卻、分離和烯烴分餾等五步組成。第34頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月該方法中先將C10~C13正構烷烴在120℃下氯化,再在催化劑下脫氯化氫,生成內(nèi)烯烴。該反應在以碳鋼材料制作的反應塔內(nèi)進行,塔內(nèi)裝填直徑3~4mm,長5mm的鐵環(huán)作催化劑。除鐵外,MgCl2、AlCl3、FeCl3、硅藻土、活性炭及沸石等亦可作為氯代烷烴脫氯化氫催化劑。這種方法沒有得到發(fā)展。3.正構氯代烷烴脫氯化氫法第35頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月
正構烷烴脫氫制內(nèi)烯烴是由美國環(huán)球油品公司于(UOP)70年代實現(xiàn)工業(yè)化的。該法所得內(nèi)烯烴質(zhì)量較好,工業(yè)污染小,因此較快地得到了推廣。4.正構烷烴脫氫法鍵能(甲基C-H)>鍵能(亞甲基C-H),催化劑作用下,高純度C10~C14正構烷烴脫氫,得到內(nèi)烯烴(a—烯烴僅占10%)。鍵能(C-C)<鍵能(C-H),因此長鏈正構烷烴在高溫下進行脫氫時,將首先發(fā)生裂解,故正構烷烴脫氫多采用催化脫氫的方法。第36頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月目前,謝爾化學公司的乙烯低聚法和美國環(huán)球油品(UOP)公司的正構烷烴脫氫法是制備洗滌劑用高碳烯烴的較好方法。第37頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月高碳脂肪胺(C8~C12)是生產(chǎn)陽離子型及部分兩性表面活性劑的主要原料。脂肪胺有伯胺、仲胺、叔胺三類。工業(yè)上重要的脂肪胺是具有兩個長鏈烷基的仲胺和具有一個長鏈烷基、兩個短鏈烷基〔特別是甲基)的叔胺或具有一個短鏈烷基、兩個長鏈烷基的叔胺。2.5高碳脂肪胺第38頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月高碳脂肪胺是表面活性劑三大中間體(脂肪酸、脂肪醇、脂肪胺)之一,是脂肪酸的重要衍生物之一,由脂肪胺可制備季銨鹽、甜菜堿、氧化叔胺醚胺等重要的表面活性劑。
脂肪胺與氨相似為弱堿,其水溶液呈堿性。與酸作用生成鹽。高碳脂肪胺堿性強弱順序為:仲胺>伯胺>叔胺。在胺類同系物中,隨碳鏈增長其堿性略下降。第39頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月1.高碳脂肪伯胺的制備高碳脂肪伯胺的生產(chǎn)主要是以天然脂肪酸為原料(因為用合成脂肪酸生產(chǎn)的存在污染較大、有異味等缺點)。C16~C18脂肪胺的原料主要為:牛酯、棕櫚油C12~C14脂肪胺的原料主要是:椰子油、棕櫚仁油以天然油脂或脂肪酸為原料生產(chǎn)伯胺的工藝是1940年開發(fā)的,至今仍廣泛采用。第40頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月該法的原理是,先將脂肪酸與氨反應,脫水制成脂肪腈,脂肪腈再與氫在骨架鎳催化劑作用下進行加氫反應,生成脂肪胺。
脂肪腈在胺的存在下,加入水、氨和堿(氫氧化鈉、強氧化鉀)可抑制仲胺生成,提高伯胺的選擇性。第41頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月2.高碳脂肪仲胺的制備在腈催化加氫制伯胺的同時,有仲胺生成,但伴隨有氨的生成。氨對仲胺的生成有抑制作用。如設法移去反應生成的氨,則可提高仲胺的收率。此法采用骨架鎳或鎳/載體催化劑,反應溫度以200~230℃為宜,反應壓力為2MPa。第42頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月仲胺的工業(yè)生產(chǎn)工藝多采用間歇法生產(chǎn):反應中加熱連續(xù)排氣除氨,過濾掉催化劑,蒸餾提純仲胺。連續(xù)法生產(chǎn)分兩步:(1)腈連續(xù)轉(zhuǎn)變?yōu)椴?、仲胺?)將上一步的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為仲胺,濾除催化劑,再提純。還有以高碳醇與氨反應制備仲胺的方法:第43頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月3.高級叔胺的制備叔胺鹽是胺鹽型陽離子表面活性劑中的一個大類,用途較廣。叔胺又是制取季胺鹽的主要原料。其合成方法及原料路線有許多,應用較多的有如下幾種(1)伯胺與環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷反應制叔胺這一方法是工業(yè)上制取叔胺的重要方法,應用很廣,反應式如下:
第44頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月
在堿性催化劑存在下可進一步反應,生成聚醚鏈,如下式所示:分子中隨聚氧乙烯含量的增加,產(chǎn)物的非離子性質(zhì)也增加;但在水中的溶解度卻不隨pH值的變化而改變,并且具有較好的表面活性。有人稱其為陽離子進行非離子化的產(chǎn)品。(2)脂肪酸與低級胺反應制取叔胺由這類叔胺制得的胺鹽成本較低,性能較好,大都用作纖維柔軟整理劑。例如,硬脂酸和三乙醇胺加熱縮合酯化,形成叔胺,再用甲酸中和,生成索羅明(Soromine)A型陽離子表面活性劑。
第45頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月
用硬脂酸和氨基乙醇胺或亞乙基三胺加熱縮合后再與尿素作用,經(jīng)醋酸中和后,可制得優(yōu)良的纖維柔軟劑阿柯維爾(Ancovel)A,分子式如下:第46頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月
(3)非對稱高級叔胺的制取非對稱叔胺是合成季銨鹽的中間體。通常它是由一個C8以上長碳鏈和兩個短碳鏈(如甲基、乙基、芐基等)構成。其合成路線有以下幾條。①長碳鏈氯代烷與低碳的烷基仲胺(如二甲基胺)生成叔胺反應溫度130~170℃,壓力1.01~4.05MPa,制得的叔胺需蒸餾提純,否則色澤很深。
RCI+NH(CH3)2RN(CH3)2+NaCI+H2O②α-烯烴制取叔胺α-烯烴在過氧化物存在下與溴化氫進行反應,生成1-溴代烷,1-溴代烷與二甲胺反應生成二甲基胺溴酸鹽,然后,在氫氧化鈉作用下生成目的產(chǎn)物叔胺。③脂肪腈與二甲胺、氫在鎳催化劑存在下反應制叔胺
RCN+(CH3)2NH+2H2RCH2N(CH3)2+NH3第47頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月
④脂肪伯胺與甲酸、甲醛混合物反應制烷基二甲基叔胺
RNH2+2HCHO+2HCOOHRN(CH3)2+2CO2+2H2O⑤脂肪伯胺(或仲胺)在甲醛存在下進行加氫制得叔胺
RNH2+2HCHO+2H2RN(CH3)2+2H2O
⑥脂肪醇與二甲基胺制叔胺在銅鉻催化劑存在下,于250~300℃、20.27~25.33MPa進行反應。
ROH+HN(CH3)2RN(CH3)2+H2O上述以α-烯烴為原料的路線成本較低,雖使用了昂貴的溴化氫,但已解決其回收問題,是目前認為較先進的方法。用途:叔胺鹽產(chǎn)品多用作柔軟劑、纖維整理劑,也可用作殺菌劑、皮革增色劑、印染助劑等。第48頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月二甲基烷基胺的工業(yè)合成方法有伯胺與甲醛、甲醇或甲醛甲酸發(fā)生二甲基化還原法,脂肪腈與二甲胺的催化加氫脫氨法及脂肪醇直接胺化法。如:烷基二甲基叔胺的制備第49頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月2.6烷基苯烷基苯是生產(chǎn)陰離子表面活性劑的主要原料,它是在催化劑存在下,由芳烴烷基化反應合成的。其中C12、C13烷基苯制得的表面活性劑的洗滌性能最為優(yōu)良。由于支鏈烷基苯的降解性差,故洗滌劑中使用的烷基苯為直鏈烷基苯(LAB)是生產(chǎn)直鏈烷基苯磺酸鹽類表面活性劑的重要原料。第50頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月烷基化催化劑一般有路易斯酸型和質(zhì)子酸型兩類催化劑:(1)路易斯酸型催化劑如三氧化鋁、三氯化硼、氧化鋅、四氯化錫等,其中尤以三氯化鋁的活性最強,它是最廣泛使用的催化劑。(2)質(zhì)子酸型催化劑以硫酸、磷酸及氫氟酸為代表,其活性順序為:HF>H2SO4>H3PO4。與苯發(fā)生烷基化的烷化劑主要有正構氯代烷、α-烯烴、內(nèi)烯烴。無水氫氟酸的優(yōu)點是使用溫度較低,副反應比用三氯化鋁及硫酸的少,也易于回收。缺點是價格貴,腐蝕性強,需在壓力下操作。第51頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月(1)高碳烯烴縮合法以烯烴為烷化劑,氟化氫為烷基化反應催化劑,是制取烷基苯的常用工藝。其烷基化過程的主要反應為:
這種縮合工藝反應平穩(wěn),易于控制、反應速率快、副反應少,是生產(chǎn)烷基苯的較佳方法(國內(nèi)南京烷基苯廠、撫順烷基苯廠均采用該法)。第52頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月(2)烷烴基氯化法烷基苯由直鏈氯代烷與苯在無水三氯化鋁催化下烷基化而得。氯代烷烷化的主要反應是:第53頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月
目前絕大多數(shù)烷基苯生產(chǎn)是采用UOP公司的烯烴/HF工藝。根據(jù)歐洲LAB/LAS研究中心(ECOSOL)分析,世界LAB產(chǎn)能的75%基于HF催化技術,10%基于三氯化鋁催化技術。第54頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月烷基酚是生產(chǎn)烷基酚系非離子表面活性劑(APE)的主要原料之一。它可由苯酚與烯烴或醇反應而得,合成所用催化劑可以是路易斯酸或質(zhì)子酸,也可用陽離子交換樹脂、活性白土、分子篩。工業(yè)上,用于生產(chǎn)烷基酚聚環(huán)氧乙烯醚類非離子表面活性劑的烷基酚,較多的是辛基酚、壬基酚及十二烷基酚,其中壬基酚用量最大。2.7烷基酚第55頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月壬基酚的合成方法
壬基酚是精細化工的重要中間體,壬基酚主要用于制備壬基酚聚氧乙烯醚、磷酸酯和硫酸鹽。除此外,壬基酚還用于制造防腐劑、礦物浮選劑等。
壬基酚由壬烯與苯酚在酸性催化劑作用下進行烷基化而制備。其反應機理如下:第56頁,課件共64頁,創(chuàng)作于2023年2月烷基酚的合成原理均為酸催化的芳環(huán)親電取代反應,所原料為苯酚和烯烴,烷基主要進攻鄰、對位,
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