CN112705260A - 一种离子液体催化剂的生产方法及装置 - Google Patents

一种离子液体催化剂的生产方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112705260A
CN112705260A CN201911025462.8A CN201911025462A CN112705260A CN 112705260 A CN112705260 A CN 112705260A CN 201911025462 A CN201911025462 A CN 201911025462A CN 112705260 A CN112705260 A CN 112705260A
Authority
CN
China
Prior art keywords
reaction kettle
liquid
alcl
quaternary ammonium
ammonium salt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911025462.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112705260B (zh
Inventor
刘师前
刘仲能
钱斌
马宇春
韩亚梅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Shanghai Research Institute of Petrochemical Technology
Original Assignee
China Petroleum and Chemical Corp
Sinopec Shanghai Research Institute of Petrochemical Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Petroleum and Chemical Corp, Sinopec Shanghai Research Institute of Petrochemical Technology filed Critical China Petroleum and Chemical Corp
Priority to CN201911025462.8A priority Critical patent/CN112705260B/zh
Publication of CN112705260A publication Critical patent/CN112705260A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112705260B publication Critical patent/CN112705260B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/0277Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides comprising ionic liquids, as components in catalyst systems or catalysts per se, the ionic liquid compounds being used in the molten state at the respective reaction temperature
    • B01J31/0278Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides comprising ionic liquids, as components in catalyst systems or catalysts per se, the ionic liquid compounds being used in the molten state at the respective reaction temperature containing nitrogen as cationic centre
    • B01J31/0279Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides comprising ionic liquids, as components in catalyst systems or catalysts per se, the ionic liquid compounds being used in the molten state at the respective reaction temperature containing nitrogen as cationic centre the cationic portion being acyclic or nitrogen being a substituent on a ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C209/00Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
    • C07C209/68Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton from amines, by reactions not involving amino groups, e.g. reduction of unsaturated amines, aromatisation, or substitution of the carbon skeleton
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2601/00Systems containing only non-condensed rings
    • C07C2601/12Systems containing only non-condensed rings with a six-membered ring
    • C07C2601/14The ring being saturated

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明提供一种离子液体催化剂的生产装置,包括:反应釜;包覆设置在所述反应釜外壁的夹套,且所述夹套与所述反应釜外壁之间形成有中空腔体;设置在所述反应釜顶部,并与所述反应釜连通的冷凝系统;与所述冷凝系统相连接的尾气吸收塔;以及设置在连接所述冷凝系统和所述尾气吸收塔的管路上的真空系统。采用本发明的生产装置和生产方法制备离子液体催化剂,能够提高离子液体催化剂的制备效率、降低尾气排放。

Description

一种离子液体催化剂的生产方法及装置
技术领域
本发明涉及催化剂的制备领域,具体涉及一种离子液体催化剂的生产方法及装置。
背景技术
离子液体就是完全由离子组成的液体,在低温(小于等于100℃)下呈液态的盐,也称低温熔融盐,一般由有机阳离子和无机阴离子组成。1992年,Wikes领导的研究小组合成了低熔点、抗水解、稳定性强的1-乙基-3甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体([Emim]BF4)后,离子液体的研究得以迅速发展,随后开发出了一系列的离子液体体系。最初的离子液体主要用于电化学研究,近年来离子液体作为绿色溶剂在有机及高分子合成的应用方面受到很大重视。与传统的有机溶剂和电解质相比,离子液体具有一系列的突出优点:(1)几乎没有蒸汽压,不挥发,无色、无臭;(2)具有较大的稳定温度区间,较好的化学稳定性及较宽的电化学稳定电位窗口;(3)通过阴阳离子的设计可调节其对无机物、水、有机物及聚合物的溶解性,酸度可调节;(4)制备简单,如[Bmim]Cl/AlCl3,可由商业成品甲基咪唑与氯代烷烃直接合成中间产物,再与含有目标阴离子的无机盐反应生产相应的离子液体;(5)具有较弱的配位趋势。
离子液体种类繁多,改变阳离子与阴离子的不同组合,可以设计出不同的离子液体。离子液体中常见的阳离子类型有烷基季铵阳离子[NRXH4-X]+、烷基季磷阳离子[PRXH4-X]+、1,3-二烷基取代的咪唑阳离子或N,N'-二烷基取代的咪唑阳离子[R1R3im]+、N-烷基取代的吡啶阳离子[RPy]+。其中最常见的是N,N'-二烷基咪唑阳离子。根据阴离子的不同可将离子液体分为两大类:一类是卤化盐AlCl3(AlBr3),例如[Bmin]Cl-AlCl3,此类离子液体研究较早,对以其为溶剂的化学反应研究也较多。此类离子液体具有许多优点,但对水极其敏感,见水易分解以及在空气中不稳定,要完全在真空或多行气氛下进行处理和应用,质子和氧化物杂质的存在对在该类离子液体中的化学反应有决定性的影响。此外,AlCl3遇水会放出HCl,对皮肤有刺激作用。另一类与Wikes等人的工作有关,他们发现一些离子液体如[Emim]BF4类离子液体,具有不同于AlCl3类离子液体的性质,这类离子液体称为新离子液体。新离子液体组成固定,其中许多品种对水和空气是稳定的。其阳离子多为烷基取代的咪唑离子[R1R3im]+,阴离子多用BF4 -、PF6 -,也有用CF3SO3 -、(CF3SO2)2N-、C3F7COO-、C4F9SO3 -、CF3COO-、(CF3SO2)3C-、(C2F5SO2)2N-、SbF6 -、AsF6 -、CB11H12 -及其取代物、NO2 -等,其中在制备以NO3 -、ClO4 -等为阴离子的离子液体时要小心爆炸,尤其在干燥过程中更是如此。
理论上说上述阴离子和阳离子的任意组合都可以形成离子液体,这个数量非常庞大,但由于各种阴离子的性质差别较大,其组合得到的离子液体的物理、化学性质也不尽相同,实际上可以引用到低温化学反应的离子液体种类是有限的。
离子液体主要应用于以下几个方面:(1)用作优良的溶剂。离子液体兼有极性和非极性有机溶剂的溶解性能,溶解在离子液体中的催化剂,同时具有均相和非均相催化剂的优点。在两相反应中,多数过渡金属化合物无须任何修饰就可以溶于离子液体中,远远优于有机溶剂,反应后催化剂与产物的分离非常容易。因此,以离子液体为溶剂的有机反应具有许多优点,例如,在传统的有机溶剂中,烯烃与芳烃的烷基化反应是不能进行的。在离子液体中,反应在室温下则能顺利进行,催化剂还能重复使用。同时由于离子液体主要由离子构成,作为一种媒介,将为化学反应提供一种特殊的反应环境,有可能改变某些化学反应的反应历程。(2)利用离子液体的溶剂化性能对反应组分造成影响。(3)作为催化剂使用。某些离子液体自身就是一种新型的催化材料,如由三氯化铝合成的酸性离子液体能催化Friedel-Crafts反应。
目前,实验室制备各类离子液体已不存在太多技术难题,但要规模化生产离子液体,技术上仍不成熟,传统的化工设备和工艺技术做小规模的离子液体制备和生产仍存在许多问题,对此,有必要设计和开发出一种适用于工业规模化生产离子液体的装置,满足工业规模对离子液体的需求,同时符合绿色环保的政策要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是以往技术中离子液体催化剂制备过程存在活性组分在空气中添加吸潮失活,活性组分被夹带、随溶剂挥发而流失,造成离子液体催化剂制备效率降低、尾气污染环境。提供一种高效、绿色环保的离子液体制备方法及装置。
本发明一方面提供一种离子液体催化剂的生产装置,包括:
反应釜;
包覆设置在所述反应釜外壁的夹套,且所述夹套与所述反应釜外壁之间形成有中空腔体;
设置在所述反应釜顶部,并与所述反应釜连通的冷凝系统;
与所述冷凝系统相连接的尾气吸收塔;以及
设置在连接所述冷凝系统和所述尾气吸收塔的管路上的真空系统。
在本发明的一些优选的实施方式中,在所述夹套的下方设置有温控媒介出口,在所述夹套的上方设置有温控媒介入口;优选地,所述温控媒介包括热媒介和冷媒介,所述热媒介选自导热油或热水,所述冷媒介选自冷冻盐水。
根据本发明,优选防酸性腐蚀且密闭的反应釜。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述反应釜的顶部设置有粉体进料口和液体进料口,所述粉体进料口连接有粉体吸入管线,所述液体进料口连接有液体进料管线。
根据本发明,在夹套和反应釜内部分别设置有温度传感器,以便对温度进行实时监控。
根据本发明,在液体进料管线上设置有体积流量计,以便对液体进料进行计量。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述冷凝系统以冷冻盐水为介质。
根据本发明,冷凝系统的底部设置有冷冻盐水入口,冷凝系统的顶部设置有冷冻盐水出口。
根据本发明,冷凝系统可以采用本领域常规的冷凝设备,例如冷凝器。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述尾气吸收塔内自下向上间隔设置有2-8层喷嘴,所述喷嘴的喷口朝向所述尾气吸收塔的塔釜方向。
根据本发明,在所述反应釜的顶部设置有搅拌装置,所述搅拌装置包括搅拌电机和搅拌桨,所述搅拌电机安装在所述反应器的顶部外侧,所述搅拌电机连接有搅拌桨,所述搅拌桨深入到所述反应器内部,以实现搅拌功能。
根据本发明,所述尾气吸收塔可以采用本领域已知的尾气吸收塔。在本发明的一个具体的实施方式中,尾气吸收塔包括塔釜、塔身和塔顶,在所述塔釜底部一侧侧壁上设置有塔釜液出口,另一处侧壁上设置有吸收液循环管线,所述吸收液循环管线与循环泵相连接,所述循环泵将吸收液输送至喷嘴,所述循环泵还连接有新鲜吸收液进料管线。
根据本发明,上述生产装置还包括一些本领域常规的设置方式,例如,在所述反应釜的底部设置有产品出口,所述产品出口连接有出口管线,在所述出口管线上设置有视窗和球阀。
本发明另一方面提供一种采用上述生产装置制备离子液体催化剂的方法,包括:
使环己烷、季铵盐和AlCl3在反应条件下进行反应,制得离子液体催化剂,其中,通过真空系统调节反应釜内的真空度为0.133kPa-0.665kPa以实现季铵盐、AlCl3进料。
根据本发明,通过液体进料管线实现环己烷进料。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述反应条件包括反应温度为30℃-80℃,搅拌转速为0r/min-200r/min。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述反应条件还包括控制冷凝系统中冷冻盐水的流量为10mL/min-200mL/min,优选为50mL/min-150mL/min。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述季铵盐选自盐酸三甲胺、盐酸三乙胺和盐酸三丙胺中的至少一种;所述季铵盐和AlCl3的粒径不大于3mm。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述季铵盐和AlCl3的质量比为1:1~10,优选为1:1~6。
在本发明的一些优选的实施方式中,环己烷的质量与季铵盐和AlCl3的总质量的比为1:5~12,优选为1:8~10。
根据本发明,冷冻盐水的温度为-10℃~0℃。
采用本发明的生产装置和生产方法制备离子液体催化剂,能够提高离子液体催化剂的制备效率、降低尾气排放。
附图说明
图1是本发明实施例所使用的装置1的示意图。
附图标记说明:1为出口管线,2为视窗,3为球阀,4为导热油出口,5为冷冻盐水出口,6为夹套温度传感器,7为反应釜温度传感器,8为导热油入口,9为冷冻盐水入口,10为反应釜,11为加料口,12为搅拌电机,13为液体进料管线,14为体积流量计,15为粉体吸入管线,16为真空系统,17为冷冻盐水出口,18为冷冻盐水入口,19为冷凝器,20为塔釜液出口,21为吸收塔塔釜,22为塔釜液循环管线,23为新鲜吸收液进料管线,24为泵,25为尾气吸收塔,26为不凝气排放口,27为喷嘴。
具体实施方式
以下通过结合图1和实施例对本发明进行详细说明,但本发明的保护范围并不限于下述说明。
实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市购获得的常规产品。
在下述实施方式中,若无特殊说明,采用的季铵盐和AlCl3的粒径不大于3mm。
下述实施方式中采用的装置包括:
反应釜10,在反应釜的底部设置有产品出口,所述产品出口连接有出口管线1,在出口管线1上设置有视窗2和球阀3,在反应釜10的中部设置有温度传感器7,在反应釜10的顶部设置有加料口11、液体进料管线13和粉体吸入管线15,液体进料管线13上连接有体积流量计14,反应釜10的顶部安装有搅拌电机2;
包覆设置在反应釜10外壁的夹套,且夹套与反应釜10外壁之间形成有中空腔体,在夹套的下方设置有温控媒介出口4和5,在夹套的上方设置有温控媒介入口8和9,在夹套的中部设置有温度传感器6;
设置在反应釜10顶部,并与反应釜10连通的冷凝器19,冷凝器19的底部设置有冷冻盐水入口18,冷凝器19的顶部设置有冷冻盐水出口17;
与冷凝器19相连接的尾气吸收塔25,尾气吸收塔25包括塔釜21、塔身和塔顶,塔身内自下向上间隔设置有4层喷嘴27,在塔釜底部一侧侧壁上设置有塔釜液出口20,另一处侧壁上设置有吸收液循环管线22,吸收液循环管线与循环泵24相连接,循环泵将吸收液输送至喷嘴27,循环泵还连接有新鲜吸收液进料管线23,塔顶设置有不凝气排放口26;以及
设置在连接冷凝器19和尾气吸收塔25的管路上的真空系统16。
实施例1
环己烷自液体进料管线13通过体积流量计14计量后进入反应釜10中,开启真空系统16使反应釜10中的真空度达到0.665kPa后关闭真空系统。由于反应釜内为负压,使得季铵盐粉体、AlCl3粉体在依次计量后自粉体吸入管线15被吸入反应釜10,由此,粉体原料在不暴露在大气的条件下,快速、便捷地进入到反应釜。之后使导热油自导热油入口8进入反应釜夹套内实现加热。开启搅拌电机12,同时开启冷凝器19(即向冷冻盐水入口18中通入冷冻盐水)冷却易挥发的组分,冷冻盐水的流量为100mL/min,不凝气进入尾气吸收塔25,新鲜吸收液(0.01mol/LNaOH稀溶液)用泵24输送至喷嘴27,喷嘴27喷射出吸收液,吸收液与逆向的酸性气体(即不凝气)接触,将酸性气体带入塔釜,当塔釜液达到一定液位后,关闭新鲜吸收液进料管线23,开启塔釜液循环管线22,酸性气体完全吸收后进入塔釜液,极少量不凝气通过不凝气排放口26排放。
其中,反应釜10内的反应温度为75℃,压力为常压,AlCl3粉体与季铵盐粉体的质量比为2:1,环己烷的质量与季铵盐和AlCl3的总质量的比为1:10,搅拌速度为150r/min。2小时后,粉体完全溶解,制得离子液体催化剂。排放口26无不凝气排出。
实施例2
环己烷自液体进料管线13通过体积流量计14计量后进入反应釜10中,开启真空系统16使反应釜10中的真空度达到0.665kPa,进而使季铵盐粉体、AlCl3粉体在依次计量后自粉体吸入管线15被吸入反应釜10。之后使导热油自导热油入口8进入反应釜夹套内实现加热。开启搅拌电机12,同时开启冷凝器19(即向冷冻盐水入口18中通入冷冻盐水)冷却易挥发的组分,冷冻盐水的流量为100mL/min,不凝气进入尾气吸收塔25,新鲜吸收液(0.01mol/LNaOH稀溶液)用泵24输送至喷嘴27,喷嘴27喷射出吸收液,吸收液与逆向的酸性气体(即不凝气)接触,将酸性气体带入塔釜,当塔釜液达到一定液位后,关闭新鲜吸收液(0.01mol/LNaOH稀溶液)进料管线23,开启塔釜液循环管线22,酸性气体完全吸收后进入塔釜液,极少量不凝气通过不凝气排放口26排放。
其中,反应釜10内的反应温度为65℃,压力为常压,AlCl3粉体与季铵盐粉体的质量比为3:1,环己烷的质量与季铵盐和AlCl3的总质量的比为1:8,搅拌速度为200r/min。3小时后,粉体完全溶解,制得离子液体催化剂。排放口26无不凝气排出,塔釜液为稀NaCl溶液。
实施例3
环己烷自液体进料管线13通过体积流量计14计量后进入反应釜10中,开启真空系统16使反应釜10中的真空度达到0.665kPa,进而使季铵盐粉体、AlCl3粉体在依次计量后自粉体吸入管线15被吸入反应釜10。之后使导热油自导热油入口8进入反应釜夹套内实现加热。开启搅拌电机12,同时开启冷凝器19(即向冷冻盐水入口18中通入冷冻盐水)冷却易挥发的组分,冷冻盐水的流量为100mL/min,不凝气进入尾气吸收塔25,新鲜吸收液(0.01mol/LNaOH稀溶液)用泵24输送至喷嘴27,喷嘴27喷射出吸收液,吸收液与逆向的酸性气体(即不凝气)接触,将酸性气体带入塔釜,当塔釜液达到一定液位后,关闭新鲜吸收液(0.01mol/LNaOH稀溶液)进料管线23,开启塔釜液循环管线22,酸性气体完全吸收后进入塔釜液,极少量不凝气通过不凝气排放口26排放。
其中,反应釜10内的反应温度为65℃,压力为常压,AlCl3粉体与季铵盐粉体的质量比为1.5:1,环己烷的质量与季铵盐和AlCl3的总质量的比为1:12,搅拌速度为150r/min。3小时后,粉体完全溶解,制得离子液体催化剂。排放口26无不凝气排出,塔釜液为稀NaCl溶液。
实施例4
环己烷自液体进料管线13通过体积流量计14计量后进入反应釜10中,开启真空系统16使反应釜10中的真空度达到0.665kPa,进而使季铵盐粉体、AlCl3粉体在依次计量后自粉体吸入管线15被吸入反应釜10。之后使导热油自导热油入口8进入反应釜夹套内实现加热。开启搅拌电机12,同时开启冷凝器19(即向冷冻盐水入口18中通入冷冻盐水)冷却易挥发的组分,冷冻盐水的流量为100mL/min,不凝气进入尾气吸收塔25,新鲜吸收液(0.01mol/LNaOH稀溶液)用泵24输送至喷嘴27,喷嘴27喷射出吸收液,吸收液与逆向的酸性气体(即不凝气)接触,将酸性气体带入塔釜,当塔釜液达到一定液位后,关闭新鲜吸收液(0.01mol/LNaOH稀溶液)进料管线23,开启塔釜液循环管线22,酸性气体完全吸收后进入塔釜液,极少量不凝气通过不凝气排放口26排放。
其中,反应釜10内的反应温度为65℃,压力为常压,AlCl3粉体与季铵盐粉体的质量比为2.5:1,环己烷的质量与季铵盐和AlCl3的总质量的比为1:10,搅拌速度为150r/min。3小时后,粉体完全溶解,制得离子液体催化剂。排放口26无不凝气排出,塔釜液为稀NaCl溶液。
实施例5
环己烷自液体进料管线13通过体积流量计14计量后进入反应釜10中,开启真空系统16使反应釜10中的真空度达到0.665kPa,进而使季铵盐粉体、AlCl3粉体在依次计量后自粉体吸入管线15被吸入反应釜10。之后使导热油自导热油入口8进入反应釜夹套内实现加热。开启搅拌电机12,同时开启冷凝器19(即向冷冻盐水入口18中通入冷冻盐水)冷却易挥发的组分,冷冻盐水的流量为100mL/min,不凝气进入尾气吸收塔25,新鲜吸收液(0.01mol/LNaOH稀溶液)用泵24输送至喷嘴27,喷嘴27喷射出吸收液,吸收液与逆向的酸性气体(即不凝气)接触,将酸性气体带入塔釜,当塔釜液达到一定液位后,关闭新鲜吸收液(0.01mol/LNaOH稀溶液)进料管线23,开启塔釜液循环管线22,酸性气体完全吸收后进入塔釜液,极少量不凝气通过不凝气排放口26排放。
其中,反应釜10内的反应温度为70℃,压力为常压,AlCl3粉体与季铵盐粉体的质量比为3.5:1,环己烷的质量与季铵盐和AlCl3的总质量的比为1:10,搅拌速度为200r/min。2.5小时后,粉体完全溶解,制得离子液体催化剂。排放口26无不凝气排出,塔釜液为稀NaCl溶液。
实施例6
按照实施例1中的方式制备离子液体催化剂,不同之处仅在于冷冻盐水的流量为50mL/min,结果表明:不凝气排放口26有大量环己烷排放,少量酸性HCl气体排放。吸收塔塔釜液6小时后呈中性,需频繁补充吸收液,由此,催化剂的活性组分有流失,催化效率会降低。
实施例7
按照实施例1中的方式制备离子液体催化剂,不同之处仅在于采用的装置仅在塔顶处设置有1个喷嘴,结果表明:不凝气排放口26有酸性HCl气体排放,不符合绿色环保要求。
实施例8
按照实施例1中的方式制备离子液体催化剂,不同之处仅在于季铵盐和AlCl3的粒径为10mm,结果表明:催化剂制备效率降低,从视窗2发现AlCl3的溶解时间是实施例1中的3倍。
实施例9
按照实施例1中的方式制备离子液体催化剂,不同之处仅在于环己烷的质量与季铵盐和AlCl3的总质量质量比为1:20,结果表明:不凝气排放口26有少量酸性HCl气体排放。吸收塔需频繁补充新鲜吸收液,由此,催化剂的活性组分有流失,催化效率会降低。
对比例1
环己烷自液体进料管线13通过体积流量计14计量后进入反应釜10中,季铵盐粉体、AlCl3粉体依次计量后自加料口11加入到反应釜10。之后使导热油自导热油入口8进入反应釜夹套内实现加热。开启搅拌电机12,同时开启冷凝器19(即向冷冻盐水入口18中通入冷冻盐水)冷却易挥发的组分,冷冻盐水的流量为100mL/min,不凝气进入尾气吸收塔25,新鲜吸收液(0.01mol/LNaOH稀溶液)用泵24输送至喷嘴27,喷嘴27喷射出吸收液,吸收液与逆向的酸性气体(即不凝气)接触,将酸性气体带入塔釜,当塔釜液达到一定液位后,关闭新鲜吸收液(0.01mol/LNaOH稀溶液)进料管线23,开启塔釜液循环管线22,酸性气体完全吸收后进入塔釜液,不凝气通过不凝气排放口26排放。
其中,反应釜10内的反应温度为75℃,压力为常压,AlCl3粉体与季铵盐粉体的质量比为2:1,搅拌速度为150r/min。2小时后,粉体完全溶解,制得离子液体催化剂。排放口26有腐蚀性气体排出,制备过程中需补加环己烷,吸收塔塔釜需频繁补充新鲜吸收液,由此,催化剂的活性组分有流失,催化效率会降低。
对比例2
环己烷自液体进料管线13通过体积流量计14计量后进入反应釜10中,开启真空系统16使反应釜10中的真空度达到0.665kPa,进而使季铵盐粉体、AlCl3粉体在依次计量后自粉体吸入管线15被吸入反应釜10。之后使导热油自导热油入口8进入反应釜夹套内实现加热。开启搅拌电机12,易挥发组分经过管线空冷冷却,不凝气进入尾气吸收塔25,新鲜吸收液(0.01mol/LNaOH稀溶液)用泵24输送至喷嘴27,喷嘴27喷射出吸收液,吸收液与逆向的酸性气体(即不凝气)接触,将酸性气体带入塔釜,当塔釜液达到一定液位后,关闭新鲜吸收液(0.01mol/LNaOH稀溶液)进料管线23,开启塔釜液循环管线22,酸性气体完全吸收后进入塔釜液,不凝气通过不凝气排放口26排放。
其中,反应釜10内的反应温度为75℃,压力为常压,AlCl3粉体与季铵盐粉体的质量比为2:1,搅拌速度为150r/min。2小时后,粉体完全溶解,制得离子液体催化剂。排放口26有大量环己烷排放,少量酸性HCl气体排放。吸收塔塔釜需频繁补充吸收液,由此,催化剂的活性组分有流失,催化效率会降低。
应当注意的是,以上所述的实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述,但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇,而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明作出修改,以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例,但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例,相反,本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

Claims (10)

1.一种离子液体催化剂的生产装置,包括:
反应釜;
包覆设置在所述反应釜外壁的夹套,且所述夹套与所述反应釜外壁之间形成有中空腔体;
设置在所述反应釜顶部,并与所述反应釜连通的冷凝系统;
与所述冷凝系统相连接的尾气吸收塔;以及
设置在连接所述冷凝系统和所述尾气吸收塔的管路上的真空系统。
2.根据权利要求1所述的生产装置,其特征在于,在所述夹套的下方设置有温控媒介出口,在所述夹套的上方设置有温控媒介入口;优选地,所述温控媒介包括热媒介和冷媒介,所述热媒介选自导热油或热水,所述冷媒介选自冷冻盐水。
3.根据权利要求1或2所述的生产装置,其特征在于,所述冷凝系统以冷冻盐水为介质。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的生产装置,其特征在于,所述反应釜的顶部设置有粉体进料口和液体进料口,所述粉体进料口连接有粉体吸入管线,所述液体进料口连接有液体进料管线。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的生产装置,其特征在于,所述尾气吸收塔内自下向上间隔设置有2-8层喷嘴,所述喷嘴的喷口朝向所述尾气吸收塔的塔釜方向。
6.一种采用权利要求1-5中任一项所述的生产装置制备离子液体催化剂的方法,包括:
使环己烷、季铵盐和AlCl3在反应条件下进行反应,制得离子液体催化剂,其中,通过真空系统调节反应釜内的真空度为0.133kPa-0.665kPa以实现季铵盐、AlCl3进料。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述反应条件包括:反应温度为30℃-80℃,搅拌转速为0r/min-200r/min。
8.根据权利要求6或7所述的方法,其特征在于,所述反应条件还包括控制冷凝系统中冷冻盐水的流量为10mL/min-200mL/min,优选为50mL/min-150mL/min。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的方法,其特征在于,所述季铵盐选自盐酸三甲胺、盐酸三乙胺和盐酸三丙胺中的至少一种;所述季铵盐和AlCl3的粒径不大于3mm。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的方法,其特征在于,所述季铵盐和AlCl3的质量比为1:1~10,优选为1:1~6;优选地,环己烷的质量与季铵盐和AlCl3的总质量的比为1:5~12,优选为1:8~10。
CN201911025462.8A 2019-10-25 2019-10-25 一种离子液体催化剂的生产方法及装置 Active CN112705260B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911025462.8A CN112705260B (zh) 2019-10-25 2019-10-25 一种离子液体催化剂的生产方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911025462.8A CN112705260B (zh) 2019-10-25 2019-10-25 一种离子液体催化剂的生产方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112705260A true CN112705260A (zh) 2021-04-27
CN112705260B CN112705260B (zh) 2024-03-26

Family

ID=75540861

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911025462.8A Active CN112705260B (zh) 2019-10-25 2019-10-25 一种离子液体催化剂的生产方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112705260B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115869579A (zh) * 2021-09-29 2023-03-31 中国石油化工股份有限公司 氯铝酸废离子液体的固化方法和固化装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040122229A1 (en) * 2002-08-16 2004-06-24 Roger Moulton Lewis acid ionic liquids
CN1857767A (zh) * 2005-11-02 2006-11-08 中国科学院过程工程研究所 制备离子液体的多功能反应器
CN101851208A (zh) * 2010-05-28 2010-10-06 中国科学院过程工程研究所 一种多功能离子液体制备装置
CN202193747U (zh) * 2011-07-15 2012-04-18 何清 一种泡点回流间歇式离子液体合成工艺装置
CN206381966U (zh) * 2017-01-05 2017-08-08 泉州市思康新材料发展有限公司 一种用于粉末状物料与液体物料混合反应的反应装置
CN206502761U (zh) * 2017-03-01 2017-09-19 泰山医学院 一种合成磷铝分子筛催化剂反应后的离子液体的回收提纯系统
CN109942844A (zh) * 2019-03-29 2019-06-28 广东榕泰实业股份有限公司 一种氨基塑料再造粒生产工艺及生产装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040122229A1 (en) * 2002-08-16 2004-06-24 Roger Moulton Lewis acid ionic liquids
CN1857767A (zh) * 2005-11-02 2006-11-08 中国科学院过程工程研究所 制备离子液体的多功能反应器
CN101851208A (zh) * 2010-05-28 2010-10-06 中国科学院过程工程研究所 一种多功能离子液体制备装置
CN202193747U (zh) * 2011-07-15 2012-04-18 何清 一种泡点回流间歇式离子液体合成工艺装置
CN206381966U (zh) * 2017-01-05 2017-08-08 泉州市思康新材料发展有限公司 一种用于粉末状物料与液体物料混合反应的反应装置
CN206502761U (zh) * 2017-03-01 2017-09-19 泰山医学院 一种合成磷铝分子筛催化剂反应后的离子液体的回收提纯系统
CN109942844A (zh) * 2019-03-29 2019-06-28 广东榕泰实业股份有限公司 一种氨基塑料再造粒生产工艺及生产装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
贺建勋等: "AlCl3型季铵盐离子液体的微波法合成" *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115869579A (zh) * 2021-09-29 2023-03-31 中国石油化工股份有限公司 氯铝酸废离子液体的固化方法和固化装置
CN115869579B (zh) * 2021-09-29 2024-06-04 中国石油化工股份有限公司 氯铝酸废离子液体的固化方法和固化装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN112705260B (zh) 2024-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112705260B (zh) 一种离子液体催化剂的生产方法及装置
CN102050788B (zh) 一种无卤素咪唑类离子液体的合成方法
CN104628589B (zh) 合成n、n‑二甲基丙酰胺的连续化生产工艺及系统
CN104492495A (zh) 一种离子液体固载化磁性固体酸材料催化剂及其制备方法
CN112897488A (zh) 一种微通道反应器制备双氟磺酰亚胺的方法
CN103087338A (zh) 钒电池用复合全氟离子交换膜的制造装置和方法
CN105582684A (zh) 酸性溶液蒸发回收的机械压缩蒸发装置及其处理方法
CN103832986B (zh) 一种制备多聚磷酸的方法
CN113842857B (zh) 一种用于配制酰化液的系统及方法
CN105801860B (zh) 一种聚甲基三乙氧基硅烷塔式连续化生产工艺
CN207085386U (zh) 一种结晶釜
CN102020610A (zh) 低黏度离子液体
CN104250219B (zh) 一种叔丁基丙烯酰胺磺酸的生产方法
CN108663283A (zh) 钼酸铅重量法测定钼铁中钼含量的方法
CN111889046A (zh) 微通道反应设备及无卤有机磷阻燃剂的制备方法
CN207727005U (zh) 一种硫酸乙烯酯的生产装置
CN216172263U (zh) 一种用于合成α-乙酰基-γ-丁内酯的反应装置
CN208008700U (zh) 一种乙二醇双(丙腈)醚的生产装置
CN202778416U (zh) 过氧化二异丙苯的合成装置
CN109179331A (zh) 一种中和法生产溴化物的生产系统
CN112624946B (zh) 一种连续法合成促进剂tmtd的方法
CN104496797B (zh) 一种离子液体-水介质中六元糖降解制备乙酰丙酸的方法
CN105251414A (zh) 采用液体so3磺化生产阴离子表面活性剂的方法及装置
CN103787847B (zh) 一种以离子液体为溶剂连续制备原乙酸三甲酯的工艺
EP0387492B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Natriumaluminat

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant