第11卷第2期 2011年4月
过程工程学报
The Chinese Jourmal of Process Engineering
Lewis酸离子液体催化的苯和氯乙烷烷基化反应
王莉，罗国华，徐新"，刘建伟
Vol.1I No.2 Apr.2011
(1.北京化工大学化工学院，北京100029：2.北京石油化工学院化工系，北京102617；3，北京化工大学材料学院，北京100029）
摘要：以Lewis酸离子液体为催化剂，考察了Lewis阴离子催化剂、加料方式、AICly/[Et,NH]CI摩尔比、反应温度、苯/氯乙烷摩尔比、催化剂用量等因素对苯和氯乙烷烷基化反应的影响及离子液体的重复可用性，结果表明，在 AICI/[EtsNH]CI摩尔比为2的离子液体的催化作用下，苯和氯乙烷的烷基化反应在温度为70C、苯/氯乙烷摩尔比为 10:1、催化剂用量为苯和氯乙烷总质量10%的条件下，苯转化率为9.48%，乙苯选择性为93.65%：离子液体可循环使用10次，苯的转化率和乙苯的选择性均无明显变化
关键词：Lewis酸离子液体；苯；氯乙烷：烷基化：乙苯
中图分类号：0643.36;TQ426.94 1前言
文献标识码：A
乙苯主要用于生产苯乙烯，苯乙烯可制取聚苯乙烯、聚苯乙烯橡胶、ABS二聚物、SAN二聚物、丁苯橡胶和不饱和树脂等，苯乙烯需求量很大，因此乙苯产量在基本有机化学工业中也占有相当大的比重，少数乙苯来源于重整轻油C，芳经馏分抽提，工业上获得乙苯的主要方法是苯和乙烯的烷基化反应[2-]，其主要生产工艺有传统AIC1，液相法、Alkar气相法、均相AICls 液相法、ZSM-5分子筛气相法和Y-分子筛液相法，前3 种方法由于以AIC13为催化剂，对设备属蚀严重，大量废液造成环境污染而被逐渐海汰，而分子筛气相法和液相法克服了上述问题，但也带来了反应温度及压力较高、能耗大(5-7)、产物中二甲苯含量较高(约2000x10~6)8.9等问题，造成产物分离困难，影响乙苯的品质，且由于仍用乙烯作为烷基化剂，在乙烯资源稀缺的地区无法实施.近年来，国内外也相继开展了在HZSM-5分子筛上催化苯和乙醇烷基化反应的研究[10-13]，但由于要求反应温度较高、能耗大，且产物中仍有甲苯、二甲苯等副产物，而二甲苯是影响乙苯纯度的最重要的副产物，乙苯中二申苯含量过大将影响苯之烯的应用，如用于食品包装的苯乙烯材料，其原料乙苯中二甲苯的含量要求低于0.05%[14]
选用氯乙烷作为烷基化试剂，在离子液体催化下与苯在室温下即可发生反应合成乙苯，能耗小，且无二甲苯异构体生成，提高了乙苯的品质。离子液体是一种环境友好的溶剂和催化剂，许多有机反应如烷基化、环氧化、加氢和聚乙烯的裂化反应都能在离子液体的催化下
文章编号：1009-606X(2011)02-0289-05
进行，并具有较好的转化率和选择性[15]，本工作研究了在Lewis酸离子液体的催化作用下苯和氯乙烷的烷基化反应，考察了不同Lewis阴离子催化剂、加料方式、 AICIs/[Et;NH]CI摩尔比、反应温度、苯/氯乙烷摩尔比、催化剂用量等因素对苯的转化率和乙苯选择性的影响
2实验 2.1材料与试剂
苯(分析纯，上海精胜精细化工科技有限公司)，氯乙烷(实验室自制)，三氟化铝(分析纯，天津市化学试剂三厂)，盐酸三乙胺(分析纯，天津市瑞金化学品有限公司)，氯化锌(分析纯，天津市南平化工有限公司)，三氟化铁(分析纯，天津市化学试剂三厂)，氟化亚铜(分析纯，上海新宝精细化工厂)，氯化胆碱(分析纯，上海新宝精
细化工厂) 2.2实验装置
将一定量的苯和离子液体加入带夹套的反应瓶中反应温度由通入夹套内的循坏水控制，锥形瓶中放入适
1. Reaction flask 2. Condenser 3. Conical beaker 4. Rotor
5. Magnetic stirrer
图1实验装置示意图
Fig.1 Schematic diagram of experimental apparatus
收日期：2011-02-15，修回日期：2011-03-16
作者篇介：主莉(1985-)，女，辽宁省盘锦市人，硕士研究生，苯烷基化合成乙苯专业，E-mail:yuanxinsui@yahoo.cn:徐新，通讯联系人，Tel:13439897877，
E-mail: xuxin@bipt.edu.cn
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