本发明涉及石油产品加工领域，尤其涉及一种酸性离子液体用于催化壬烯和苯酚合成壬基酚的方法。
背景技术：
：壬基酚(np)，也称为壬基苯酚，是石油化学工业和有机合成工业中的重要原料和中间体，外观在常温下为无色或淡黄色液体，略带苯酚气味，不溶于水，溶于丙酮。世界70％以上的壬基酚用于生产表面活性剂，其余用于生产树脂和橡胶稳定剂、树脂改性剂等。在表面活性剂方面，60％以上用于纺织工业，其它用于清洗剂和农药乳化剂。壬基酚的合成路线主要有两条：苯酚与取代壬烷反应法和苯酚与烯烃直接缩合反应法。后者在工业上广泛应用。苯酚与烯烃直接缩合反应法的反应中，壬基主要进入邻、对位，但在活泼酸性催化剂作用下，邻位转换成对位。因此，产物中主要为对位壬基酚。资料报道，壬基的取代位置与壬烯的结构有关，以支链烯烃为原料时得到82％的对位壬基酚；以直链烯烃为原料时，得到62％的邻位壬基酚。目前主要采用活性白土法、三氟化硼法、对甲苯磺酸法和离子交换树脂法等方法制备壬基酚，其中有的使用强酸作为催化剂。这些方法存在催化剂用量大，选择性低，产品质量差，对设备腐蚀大，环境污染重等问题，因此亟待采用一种新型的催化剂，用于降低催化剂的用量、提高产品的选择性及质量、降低催化温度以节约能源，改善环境污染，提高壬基酚制备工业的整体水平。技术实现要素：本发明要解决的技术问题是：为了解决目前催化制备壬基酚存在的问题，本发明提供一种酸性离子液体用于催化壬烯和苯酚合成壬基酚的方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种酸性离子液体用于催化壬烯和苯酚合成壬基酚的方法，具体操作步骤包括：在三口烧瓶中加入苯酚和酸性离子液体催化剂，搅拌加热至85～130℃后滴加壬烯，滴加用时为6-8小时，滴加完毕后恒温搅拌继续反应1-4小时，冷却至室温以下后酸性离子液体催化剂凝固，最终分离产品与酸性离子液体催化剂，制得壬基酚混合物，从混合物中预分离出多余苯酚，再精馏，制得壬基酚。作为优选，所述的酸性离子液体催化剂为n-甲基吡咯烷酮硫酸氢盐、n-甲基吡咯烷酮磷酸三氢盐或n-甲基吡咯烷酮对甲苯磺酸盐，根据现有技术制备这3种酸性离子液体催化剂(常州大学赵强等，酸功能化离子液体催化合成聚缩醛二甲醚.[j]燃料化学学报.2014，42(4)：501～506.)，其结构式如下：a：n-甲基吡咯烷酮硫酸氢盐：b：n-甲基吡咯烷酮磷酸三氢盐：c：n-甲基吡咯烷酮对甲苯磺酸盐：作为优选，苯酚、壬烯和酸性离子液体催化剂的质量比为0.75～2.25：1：0.005～0.03。作为优选，滴加完毕后恒温搅拌继续反应温度为85～130℃。本发明的有益效果是，本方法具有转化率高，壬基酚选择性好，壬烯转化率可达96％，壬基酚收率可达90％。相对于传统制备方法，具有环保、对设备无腐蚀、催化剂用量小、反应速度快、产品质量高、产品与离子液体催化剂分离方便等优点。具体实施方式本发明下面将通过参考实施例进行更详细的描述，但本发明的保护范围并不受限于这些实施例。实施例1：取苯酚100g，壬烯50g，离子液体a1g，先将苯酚和离子液体加入烧瓶中，搅拌升温至105℃，开始滴加壬烯，6h滴加完毕，继续反应2h，静置冷却到室温以下离子液体凝固，分离产品与离子液体，制得壬基酚混合物，从混合物中预分离出多余苯酚，再精馏，制得壬基酚。性能测试：采用色谱仪对壬基酚混合物成分进行分析，其中壬烯的质量百分比为1.33％，壬基酚的质量百分比为52.36％，壬基酚混合物总重为150g，那么反应后的壬烯质量为2g，实际生成的壬基酚质量为78.54g。理论上生成的壬基酚质量＝壬烯摩尔质量*壬基酚分子量＝0.4*220.35g＝87.27g壬烯转化率＝(反应前壬烯质量-反应后壬烯质量)*100％/反应前壬烯质量＝(50-2)*100％/50＝96％壬基酚选择性＝实际生成的壬基酚质量*100％/理论上生成的壬基酚质量＝78.54*100％/87.27＝90％将实施例1的离子液体再重复使用4次，反应条件不变，试验结果见表1。实施例2：取苯酚95g，壬烯50g，离子液体b1g，先将苯酚和离子液体加入烧瓶中，搅拌升温至125℃，开始滴加壬烯，6h滴加完毕，继续反应4h，静置冷却到室温以下离子液体凝固，分离产品与离子液体，制得壬基酚混合物，从混合物中预分离出多余苯酚，再精馏，制得壬基酚。按照实施例1性能测试的方法，得到本反应中壬烯转化率为95％，壬基酚选择性为89％。实施例3：取苯酚100g，壬烯50g，离子液体c1g，先将苯酚和离子液体加入烧瓶中，搅拌升温至130℃，开始滴加壬烯，8h滴加完毕，继续反应3h，静置冷却到室温以下离子液体凝固，分离产品与离子液体，制得壬基酚混合物，从混合物中预分离出多余苯酚，再精馏，制得壬基酚。按照实施例1性能测试的方法，得到本反应中壬烯转化率为94.5％，壬基酚选择性为88.5％。实施例4：取苯酚110g，壬烯50g，离子液体c0.5g，先将苯酚和离子液体加入烧瓶中，搅拌升温至90℃，开始滴加壬烯，6h滴加完毕，继续反应4h，静置冷却到室温以下离子液体凝固，分离产品与离子液体，制得壬基酚混合物，从混合物中预分离出多余苯酚，再精馏，制得壬基酚。按照实施例1性能测试的方法，得到本反应中壬烯转化率为92％，壬基酚选择性为86.5％。实施例5：取苯酚105g，壬烯50g，离子液体c1.5g，先将苯酚和离子液体加入烧瓶中，搅拌升温至85℃，开始滴加壬烯，8h滴加完毕，继续反应2h，静置冷却到室温以下离子液体凝固，分离产品与离子液体，制得壬基酚混合物，从混合物中预分离出多余苯酚，再精馏，制得壬基酚。按照实施例1性能测试的方法，得到本反应中壬烯转化率为95％，壬基酚选择性为89.5％。对比例1取苯酚100g，壬烯50g，浓硫酸1g，先将苯酚和浓硫酸加入烧瓶中，搅拌升温至105℃，开始滴加壬烯，6h滴加完毕，继续反应2h，制得壬基酚混合物，从混合物中预分离出多余苯酚，再精馏，制得壬基酚。按照实施例1性能测试的方法，得到本反应中壬烯转化率为75％，壬基酚选择性为67％。对比例2取苯酚100g，壬烯50g，浓硫酸2g，先将苯酚和浓硫酸加入烧瓶中，搅拌升温至105℃，开始滴加壬烯，6h滴加完毕，继续反应2h，制得壬基酚混合物，从混合物中预分离出多余苯酚，再精馏，制得壬基酚。按照实施例1性能测试的方法，得到本反应中壬烯转化率为86％，壬基酚选择性为81％。对比例3取苯酚100g，壬烯50g，浓硫酸2g，先将苯酚和浓硫酸加入烧瓶中，搅拌升温至105℃，开始滴加壬烯，6h滴加完毕，继续反应4h，制得壬基酚混合物，从混合物中预分离出多余苯酚，再精馏，制得壬基酚。按照实施例1性能测试的方法，得到本反应中壬烯转化率为94％，壬基酚选择性为90％。表1离子液体催化剂重复利用实验结果重复次数壬烯转化率/％壬基酚选择性/％19690295.5893969049689.559589由表1可以看出，经过5次使用，离子液体催化剂a的催化效果稍有变化，但壬烯转化率和壬基酚的选择性都保持了较高的水平。以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。当前第1页12