[发明专利]一种固体酸催化烯烃与二苯醚反应制备烷基二苯醚的工艺

说明书

本发明公开了一种固体酸催化烯烃与二苯醚反应制备烷基二苯醚的工艺，包括以下步骤：（1）固体酸催化剂的制备：在反应器中加入硫酸盐和氢氧化锆，机械搅拌均匀、煅烧即得固体酸催化剂；所述硫酸盐为硫酸铵或硫酸铵、硫酸铝的混合物；（2）烷基化反应制备烷基二苯醚：在反应釜中加入二苯醚和固体酸催化剂，升温至反应温度100℃～180℃后，将烯烃缓慢加入至反应釜中，烯烃加完后继续反应，过滤反应液除去催化剂，进行减压蒸馏除去二苯醚和烯烃得到烷基二苯醚。本发明所述的固体酸催化剂制备工艺简单，制备过程无废水产生；烷基二苯醚制备工艺为非均相反应，后处理简单，催化剂可回收使用。

技术领域

本发明涉及一种以固体酸为催化剂，催化烯烃与二苯醚烷基化反应制备烷基二苯醚的工艺，属于有机合成技术领域。

背景技术

烷基二苯醚经过SO₃磺化、NaOH中和可得到烷基二苯醚双磺酸钠，该磺酸钠是一类分子中含有双磺酸基的特种阴离子表面活性剂，具有良好的水溶性，在20%的强酸、强碱、无机盐、强氧化剂中具有良好的溶解性和稳定性，广泛应用于乳液聚合、工业清洗、纺织助剂、油田开采等领域。

烷基二苯醚的制备通常以烯烃为烷基化剂，与二苯醚反应得到，传统的催化剂有无水三氯化铝、浓硫酸、BF₃等。这些催化剂易腐蚀设备，反应产物需要水洗除去催化剂，后处理复杂，且有废水排放。与液体酸催化剂相比，固体酸作为一种非均相催化剂具有以下优点：不腐蚀设备，反应产物易处理，反应产物选择性高，催化剂可重复使用。中国专利CN103787840A 中，用硫酸溶液浸渍Al₂O₃或ZrOCl₂，然后过滤、煅烧制备出硫酸化氧化锆或硫酸化氧化铝为催化剂，用于催化烯烃与二苯醚反应制备烷基二苯醚。其催化剂制备过程中用到了硫酸溶液，具有一定的危险性，且有废酸产生，不利于工业化推广。

发明内容

本发明旨在提供一种固体酸催化烯烃与二苯醚反应制备烷基二苯醚的工艺。

本发明的原理：以固体超强酸为催化剂，烯烃与二苯醚进行Friedel-Crafts烷基化反应，生成烷基二苯醚。

本发明提供了一种固体酸催化烯烃与二苯醚反应制备烷基二苯醚的工艺，包括以下步骤：

（1）固体酸催化剂的制备

在反应器中加入硫酸盐和氢氧化锆，机械搅拌均匀后，在600℃～650℃煅烧2h～7h，即得固体酸催化剂；

所述硫酸盐为硫酸铵或硫酸铵、硫酸铝的混合物，硫酸铵用量为氢氧化锆质量的1%～30%，硫酸铝为氢氧化锆质量的0%～20%；

“这里的0%是指不加入硫酸铝，催化剂制备只有氢氧化锆和硫酸铵”

（2）烷基化反应制备烷基二苯醚

在反应釜中加入二苯醚和固体酸催化剂，升温至反应温度120℃～180℃后，将烯烃缓慢加入至反应釜中，烯烃加入时间30 min～120min，二苯醚和烯烃的摩尔比为0.5：1～5：1，催化剂用量是烯烃质量的0.5%～10%，烯烃加完后继续反应0 min～180 min，过滤反应液除去催化剂，进行减压蒸馏除去二苯醚和烯烃得到烷基二苯醚。

上述方法中，所述的烯烃碳链长度为C₈～C₂₄；

上述方法中，所述的烯烃为ɑ-烯烃、内烯烃或费托合成产物烯烃/烷烃混合物中的一种。

本发明的有益效果：

（1）本发明所述的固体酸催化剂制备工艺简单，制备过程无废水产生；

（2）本发明所述的烷基二苯醚制备工艺为非均相反应，后处理简单，催化剂可回收使用。

附图说明