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应用酸性离子液体催化剂催化苯与十二烯烃的烷基化反应的研究已多见报道。但这一催化过程也存在很多问题,主要是低苯烯比体系的反应中存在着较明显的烯烃聚合的副反应。超临界CO2具有优良的溶解性和扩散性,可作为很好的反应介质来抑制烷基化反应中副反应的发生。
在高压相平衡釜中考察了CO2对烷基化反应体系和产物体系相态的影响。在40℃,3.00~11.80MPa的条件下,测定了CO2/溴代-1-叔丁基-3-甲基咪唑-氯铝酸盐([Bmim]Br-AlCl3)/苯三组分物系的气液相平衡数据,获得了三组分物系的相图,分析了平衡压力对相态及平衡组成的影响。实验结果表明,在恒定的温度、压力下,由于平衡组成的不同,CO2/[Bmim]Br-AlCl3/苯三组分物系存在一相到三相的多种相态;当压力从3.00MPa升至11.80MPa时,富苯相中CO2的质量分数从8.16%增至55.32%,苯的质量分数由52.70%降至26.38%:当压力达到CO2的临界压力范围时,有新相生成,物系发生相态的改变,三相区变为四相区,两相区变为三相区。对于2-十二烷基苯、离子液体和苯以1:1:2混合的产物体系,40℃,8.8MPa时和60℃,10MPa附近时,富苯相(L2)和富离子液体相(L1)的组成最接近,该结果与产生新相的实验条件相吻合。说明新相的生成,促进了异相反应向均相反应的转化。
在不同的反应条件下,考察了离子液体[Bmim]Br-AlCl3的催化烷基化效果。实验结果表明,反应时间15min,反应温度40℃,苯烯比6:1,烯酸比4:1时,烯烃转化率,2位单取代产物选择性,单取代产物选择性分别为98.63%、41.83%、75.67%。同一反应条件下,与C6H15NHCl-AlCl3相比,[Bmim]Br-AlCl3催化的烷基化反应烯烃聚合程度较小,催化效果较好。并研究了超临界CO2和离子液体耦合催化苯-十二烯烃的烷基化反应,结果发现,苯烯比为2,反应温度40℃,CO2压力8MPa时,烯烃转化率以及单取代烷基苯、多取代烷基苯和烯烃聚合物的选择性分别为98.6%、63.06%、11.28%、25.66%。