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烷基苯合成技术的研究进展

2020-12-02孙向前刘素丽冯光华

化学工程师 2020年11期
关键词:催化剂

孙向前,刘素丽,袁 华,冯光华

(国家能源集团 宁夏煤业有限责任公司 煤炭化学工业技术研究院,宁夏 银川750411)

烷基苯是重要的化工生产中间体,将其磺化中和后生成的烷基苯磺酸盐是合成洗涤剂的主要组成成分。截止2019年,我国烷基苯的产能在68万t,其中95%用于表面活性剂的生产中,目前,我国已经成为最大的表面活性剂生产和消费国。烷基苯的合成主要是通过苯与烯烃的烷基化反应,其反应是有机合成的重要手段,在精细化工和医药等领域有着普遍的应用[1,2]。烷基化反应是碳正离子进攻苯环发生的亲电取代反应,其所用的催化剂对反应的转化率和产物的选择性有着很大影响,常用的烷基化催化剂包括路易斯酸催化剂、质子酸或酸性氧化物等,其中HF和AlCl3是目前工业上生产烷基苯最广泛的催化剂。HF和AlCl3催化剂具有反应条件温和、反应器简单、原料摩尔比低等优点[3],但HF强的毒性和腐蚀性对设备具有较大的危害,对操作人员也有健康危害[4];AlCl3催化剂产物收率低、选择性差及产物难以分离等问题,阻碍了烷基苯产业人员对其使用[5]。

1 烷基苯反应机理

烷基苯的合成是有机合成中经典的Friedel-Crafts反应,其反应实质是氢原子被烷基取代。烷基化反应广泛使用的催化剂有质子酸(HF、H2SO4、H3PO4)、路易斯酸催化剂(AlCl3、FeCl3、SbCl5、SnCl4等)。根据催化剂类型的不同,烷基苯反应机理也不同,可以由碳正离子反应机理和络合物反应机理来阐释,但反应类型都属于苯环的亲电取代反应[6]。反应过程中可能产生不同的碳正离子,反应产物也有多种。……

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