来源:中国标准物质网
烷基苯又名十二烷基苯,无色透明液体,有芳香味。由于苯环上的十二烷基是长链烷基,所以有正构体和不同的异构体,可以得到直链十二烷基苯和各种支链十二烷基苯。可发生磺化反应、酰化反应和热裂解反应。烷基苯的用途主要用作表面活性剂的原料,用于生产洗涤剂、乳化剂、分散剂、工业清洗剂等。1.烷基苯的制备工艺与优点
正构氯代烷、直链单烯烃的生产方法主要有煤油法、石蜡裂解法、乙烯低聚法和丙烯低聚法等方法。煤油中的正构烷烃含量约为30%,可以采用尿素配合法和分子筛提蜡法提取,得到的正构烷烃经卤代,再在催化剂的作用下与苯反应生成烷基苯;乙烯低聚和石蜡裂解都是制取高碳醇和a-烯烃的方法,a-烯烃作为烷基化剂与苯反应得到烷基苯;丙烯低聚法可制得四聚丙烯,四聚丙烯支链化程度高,所得产品生物降解性差,应用较少。烷基苯的生产方法中,以煤油法应用最多。主要是由于煤油来源广泛,生产成本低,工艺成熟,产品质量也好。
由上述方法得到的正构烷烃可经过三条途径制得烷基苯:氯代烷/AICI3工艺、烯烃/HF工艺和固定床烷基化工艺。
①氯代烷/AICl3工艺先将正构烷烃用氯气进行氯化,生成氯代烷。氯代烷在催化剂三氯化铝存在下与苯发生烷基化反应制得烷基苯。反应混合物经分离除去催化剂配合物和重烃。
再分离未反应的苯和正构烷烃,分别循环利用,便得到粗烷基苯。粗烷基苯经精制处理,以除去茚满、萘满等杂质,可以得到精制烷基苯。
②烯烃/HF工艺脱氢法生产烷基苯是美国环球油品公司(UOP)开发并于年实现工业化的一种生产烷基苯的方法。高纯度正构烷烃经催化脱氢制取相应的单烯烃,单烯烃作为烷基化剂在催化剂的作用下与苯进行烷基化反应,制得烷基苯。精制回收未反应的苯和烷烃,使其循环利用,得到品质优良的烷基苯。此法生产的烷基苯的内在质量比氯化法好,同时不存在使用氯气和副产物盐酸的处理和利用问题,使这一技术在许多国家得到广泛的应用。
以上两种工艺均采用液体高强酸作为催化剂,在均相条件下进行烷基化反应。烯烃/HF酸工艺现已基本取代了氯代烃/AICI3工艺。
③固定床烷基化工艺Detal工艺是最早实现工业化的固定床烷基化工艺;是由UOP公司和西班牙Petresa公司联合开发的,年投入生产。与HF工艺相比,Detal工艺可以节省设备投资15%,烷基苯产率提高3%,烷基苯的直链度也有所提高。最近,Mobli公司与TPL公司联合开发了一种选择型沸石烷基化催化剂及相应的固定床烷基化工艺(MOBCAT)。该工艺生产的2-苯基烷含量大于50%,2-苯基烷和3-苯基烷含量之和大于80%,这种工艺还具有其他优点:
a.提高了直链烷基苯的选择性,烷基化产物中重烷苯质量分数小于4%,有时甚至低于0.5%;
b.催化剂的使用寿命长,可以用热氢气快速再生,也可以用还原法再生;
c.对原料烯烃的要求较Detal工艺偏低,原料烯烃中的芳烃不必脱除,原料中的水分和硫化氢不会使催化剂发生不可恢复的永久性中*现象;
d.在低苯/烯烃比条件下可以正常运行。
烷基苯是由不同碳链长度的同系物与烷基位置不同的异构体组成的混合物。增加端位苯基异构体含量,有利于提高表面活性剂的性能。每种特定链长的同系物均由几个苯基位置异构体组成,即苯基连接在烷链上不同的仲碳原子上。烯烃的烷基化反应基本上不生成1-烷基苯;HF工艺生产的烷基苯中2-苯基烷含量最低,约15%;AIC13工艺和Detal工艺,2-苯基烷含量居中,约30%;MOSCAT法,2-苯基烷含量最高,约50%。
2.合成烷基苯磺酸盐的主要原料与生产工艺流程
合成烷基苯磺酸盐(LAS)的主要烷基化原料为正构氯代烷、直链单烯烃。用氯代烷为原料,多以AICl3作催化剂;用烯烃为原料时,多用HF作催化剂。烷基苯磺酸盐的生产工艺路线有多条,生产过程均分为三部分,即烷基苯的制备、烷基苯的磺化和烷基苯磺酸的中和,如下图所示。
3.烷基二苯醚的性质和主要合成路线与工艺路线
一般烷基二苯醚是重要的有机合成中间体,是制备高性能阴离子表面活性剂烷基苯醚双磺酸盐的中间体。烷基二苯醚还可以用作高沸点的导热油产品,美国道化学公司和法国罗地亚公司有生产,国内有少量进口。由于多种原因,国内尚无成熟的工业化技术,南京理工大学等有关科研单位正在着手开发该产品的生产技术。
烷基二苯醚分子式为R2C12H8O,其熔点、沸点等物化数据根据R的大小而确定。
烷基二苯醚的合成主要采用Friedel-Crahs反应。
(1)以α-烯烃为原料
(2)以1-溴代烷为原料
以α-烯烃合成烷基二苯醚的工艺路线比较简单,操作条件比较温和,且“三废”总量少。而以卤代烷为原料的方法有卤化氢放出,工业化生产对设备的防腐要求高、且生产的产品质量较差,因此选用α-烯烃为原料的合成方法较为合理(如下图)。
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