本发明属于催化剂技术领域，尤其涉及一种三氯化铝络合催化剂、其制备方法及应用。
背景技术：
烯烃和芳烃的烷基化是石化和日化行业中重要的有机化工反应，多年来一直使用氢氟酸、硫酸和三氯化铝等强腐蚀性无机催化剂，这些催化剂在生产过程中存在严重腐蚀反应器，并产生大量废水造成环境污染，而且产品收率低等缺点。并且，三氯化铝是烷基化反应过程中常用的一种络合催化剂，由于其呈固态，还存在加剂困难，遇水易结垢堵塞管道，粘污反应器，易形成均相配合物，不易与产品分离等问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种可循环使用的三氯化铝络合催化剂、其制备方法及应用。
本发明提供了一种三氯化铝络合催化剂，由三氯化铝、烷基芳烃与水反应得到。
优选的，所述三氯化铝与烷基芳烃的质量比为1：(10～8)。
优选的，所述三氯化铝与水的质量比为1：(0.05～0.3)。
优选的，所述烷基芳烃为烷基苯和/或多烷基苯。
本发明还提供了一种三氯化铝络合催化剂的制备方法，包括：
s)将三氯化铝、烷基芳烃与水混合，在真空条件或保护气氛中加热反应，得到三氯化铝络合催化剂。
优选的，所述步骤s)具体为：
在真空条件或保护气氛中，将三氯化铝与烷基芳烃加热混合，然后加入水，反应后，得到三氯化铝络合催化剂。
优选的，所述加热反应的温度为50℃～55℃；所述加热反应的时间为3～4h。
本发明还提供了上述三氯化铝络合催化剂在烷基化反应中的应用。
优选的，所述三氯化铝络合催化剂中三氯化铝与烷基化反应中芳烃原料的质量比为1：(24～35)。
本发明提供了一种三氯化铝络合催化剂、其制备方法及应用，该三氯化铝络合催化剂由三氯化铝、烷基芳烃与水反应得到。与现有技术相比，本发明提供的三氯化铝络合催化剂呈液态，与烷基化反应的物料不混溶，实现了连续化操作与催化剂循环使用，节省了催化剂的用量，其搅拌时呈高度分散状态，静止时可与物料快速分离，依靠密度差自然沉降，从而消除了水洗产物步骤，达到绿色化生产的目的；并且液态三氯化铝络合催化剂在反应中不易形成渣子，同时烷基化效率也得到了提高，降低了烷基化反应的温度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种三氯化铝络合催化剂，由三氯化铝、烷基芳烃与水反应得到。
本发明对所有原料的来源并没有特殊的限制，为市售即可。
按照本发明，所述烷基芳烃为本领域技术人员熟知的烷基芳烃即可，并无特殊的限制，本发明中所述烷基芳烃优选为烷基苯和/或多烷基苯；所述烷基芳烃中烷基的碳原子数优选为c12～c30；所述三氯化铝与烷基芳烃的质量比优选为1：(10～8)；所述三氯化铝与水的质量比优选为1：(0.05～0.3)，更优选为1：(0.1～0.2)，再优选为1：0.1。
本发明提供的三氯化铝络合催化剂呈液态，与烷基化反应的物料不混溶，实现了连续化操作与催化剂循环使用，节省了催化剂的用量，其搅拌时呈高度分散状态，静止时可与物料快速分离，依靠密度差自然沉降，从而消除了水洗产物步骤，达到绿色化生产的目的；并且液态三氯化铝络合催化剂在反应中不易形成渣子，同时烷基化效率也得到了提高，降低了烷基化反应的温度。
本发明还提供了一种上述三氯化铝络合催化剂的制备方法，包括：s)将三氯化铝、烷基芳烃与水混合，在真空条件或保护气氛中加热反应，得到三氯化铝络合催化剂。
其中，所述三氯化铝、烷基芳烃与水均同上所述，在此不再赘述。
按照本发明，优选在真空条件或保护气氛中，将三氯化铝与烷基芳烃加热混合；所述保护气氛为本领域技术人员熟知的保护气氛即可，并无特殊的限制，本发明中优选为氮气；所述加热混合的温度优选为50℃～55℃；所述加热混合的时间优选使三氯化铝完全溶于烷基芳烃中；所述混合优选在搅拌的条件下进行。
然后加入水，反应后，得到三氯化铝络合催化剂。所述反应的时间优选为3～4h；所述反应优选在搅拌的条件下进行。加入水后，三氯化铝和水反应释放氯化氢，三氯化铝与氯化氢溶液形成络合物，反应式为：alcl3+h2o—alcl3·hcl·h2o。
采用本发明提供的方法制备的三氯化铝络合催化剂为颜色鲜红的粘稠物质，与烷基化反应的产物易分离，当循环使用一定次数后，补加新鲜的三氯化铝即可保持其活性，从而做到循环使用。由于本发明制备得到的三氯化铝络合催化剂与烷基化反应的产物分离效果好，静置分层后，烷基化反应的产品中只含有极少量的氯化氢，因此后续工艺中无需用清水冲洗烷基化反应产物中的氯化氢，只需用氧化钙将其中和即可，从而不会产生大量废水，对环境零污染。
本发明制备的三氯化铝络合催化剂为液态催化剂，与固态催化相比更为环保，有利于工人操作，其可通过计量泵定量工艺，有利于连续化反应的操作。
本发明还提供了一种上述三氯化铝络合催化剂在烷基化反应中的应用；其中，所述三氯化铝络合催化剂中三氯化铝与烷基化反应中芳烃原料的质量比优选为1：(24～35)，更优选为1：(24～32)。
所述烷基化反应为本领域技术人员熟知的烷基化反应即可，并无特殊的限制。所述烷基化反应所用的芳烃原料可以是苯、甲苯、二甲苯、萘、联苯等；所述烷基化试剂可包括卤代烷及烯烃；所述卤代烷包括氯代烷、溴化烷、氟代烷及碘代烷，其中烷基可以是c12～c30的环烷或链烷；烯烃包括c12～c30的环烯和链烯，还可包括石蜡或蜡下油裂解得到的α-烯烃混合馏分；所述烷基化反应的温度优选为30℃～50℃，更优选为35℃～45℃，最优选为40℃；所述烷基化反应的时间优选为10～60min。
烷基化反应完毕后，物料冷却至室温，沉降分离，上层为烷基化反应产物有机相，下层为可循环使用的三氯化铝络合催化剂相。有机相经过碱洗，减蒸脱芳烃原料，过滤得到烷基化反应产品。
如果直接使用三氯化铝催化剂，反应剧烈，反应最大温度过高，发生副反应，而本发明提供的三氯化铝络合催化剂保持了氯化氢的强酸性，反应温度平稳，从而副反应参与较少，保证了烯烃生成了主要烷基化产品。
为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种三氯化铝络合催化剂、其制备方法及应用进行详细描述。
以下实施例中所用的试剂均为市售。
实施例1
取5.0g三氯化铝和40.0g烷基苯(甲苯或苯或二甲苯等和c12～30直链烯烃烷基化反应一次取代产物)在三口烧瓶，在抽真空条件下，进行搅拌，温度为50℃～55℃左右。当三氯化铝完全溶于烷基苯中，加入0.1～0.2g离子水，继续搅拌，反应3～4h后，关闭搅拌，得到三氯化铝络合催化剂。
取120g苯放入上面的三口烧瓶中，进行搅拌。当加热至40℃时，加入60.0gc16～c20的烯烃，开始反应。反应1h后，测得溴价是0.32。待静置分层后，取出上部清液后，重复上述操作4次，依次测得溴价是0.45，0.38，0.66，0.96。从第六次操作时，加入0.4g三氯化铝催化剂，用来保持其活性，反应1h后，溴价是0.98。重复该操作，可以烷基化五次。取反应瓶中的上清液加入氧化钙中和后，测得产品溴价小于1，色度小于1.0。
实施例2
取5.0g三氯化铝和50.0g烷基苯在三口烧瓶，在抽真空条件下，进行搅拌，温度为50℃～55℃左右，当三氯化铝完全溶于烷基苯中，加入0.1～0.2g离子水，继续搅拌。反应3～4h后，关闭搅拌，得到三氯化铝络合催化剂。
取140g甲苯放入上面的三口烧瓶中，进行搅拌。当加热至40℃时，加入70.0gc20～c24的烯烃，开始反应。反应1h后，测得溴价是0.32。待静置分层后，取出上部清液后，重复上述操作4次，依次测得溴价是0.35，0.48，0.56，0.90。从第六次操作时，加入0.4g三氯化铝催化剂，用来保持其活性，反应1h后，溴价是0.88。重复该操作，可以烷基化五次。取反应瓶中的上清液加入氧化钙中和后，测得产品溴价小于1，色度小于1.0。
实施例3
取5.0g三氯化铝和40.0g多烷基苯(甲苯或苯或二甲苯等和c12～30直链烯烃烷基化反应多次取代产物)在三口烧瓶，在抽真空条件下。进行搅拌，温度为50℃～55℃左右。当三氯化铝完全溶于烷基苯中，加入0.1～0.2g离子水，继续搅拌，反应3～4h后，关闭搅拌，得到三氯化铝络合催化剂。
取160g多烷基苯放入上面的三口烧瓶中，进行搅拌。当加热至40度时，加入70.0gc24～c28的烯烃，开始反应，反应1h后，测得溴价是0.42。待静置分层后，取出上部清液后，重复上述操作5次，依次测得溴价是0.25，0.38，0.45，0.57，0.30。从第七次操作时，加入0.2g三氯化铝催化剂，用来保持其活性，反应1h后，溴价是0.78。重复该操作，可以烷基化五次。取反应瓶中的上清液加入氧化钙中和后，每次测得产品溴价均小于1，色度1.0～2.0。
实施例1～3中每次反应的成品溴价小于1，就代表完全反应，转化率接近99％。