一种芳基烷基羧酸(甲酯)的合成方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种芳基烷基羧酸(甲酯)的合成方法及系统，所述的方法是将烯基羧酸(甲酯)与芳香烃为原料，输入反应器，在温度80～300℃、压力0～10MPa、烯基羧酸(甲酯)与芳香烃的摩尔比为1:1～10、空速为0.05～30h-1的条件下，在树脂或固体酸催化剂催化下进行傅—克烷基化反应，环流反应3～30小时，脱芳香烃，得到所述的芳基烷基羧酸(甲酯)。本方法由于采用了树脂或固体酸催化环流反应工艺，避免了废物排放。
【专利说明】一种芳基烷基羧酸（甲酯）的合成方法及系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种芳基烷基羧酸（甲酯）的合成方法及系统。
【背景技术】
[0002] 芳基烷基羧酸（甲酯）是一种新型的合成羧酸（甲酯），是进一步合成具有芳基烷 基结构的两性表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、润滑剂、降凝剂、流动性 改进剂等的原料。专利ZL201210056931. 4报道了利用液体甲基磺酸作为催化剂进行傅一 克烷基化反应，生产芳基烷基羧酸（甲酯），最终合成出具有芳基烷基结构的甜菜碱表面活 性剂，由于使用大量的甲基磺酸，导致了水洗时的废水排放及甲基磺酸回收的成本增加。专 利US5, 034, 161公开了由得自E.I.duPont的Nafion催化剂NR-50催化的甲苯、二甲苯、 苯酚和油酸之间的反应，反应收率过低且副产物过高。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种环境友好、催化活性稳定、转化率高的芳基烷基羧酸或 芳基烷基羧酸甲酯的合成方法。本申请中将"芳基烷基羧酸或芳基烷基羧酸甲酯"简写为 "芳基烷基羧酸（甲酯）"。
[0004] 一种芳基烷基羧酸（甲酯）的合成系统，其特征在于，包括烯基羧酸（甲酯）原料 储罐和芳香烃原料储罐，所述烯基羧酸（甲酯）原料储罐通过烯基羧酸（甲酯）原料计量 泵连接混合器；所述芳香烃原料储罐通过芳香烃原料计量泵连接混合器；所述混合器连接 管路加热器；所述管路加热器连接反应器的进入端，所述反应器的输出端通过循环泵连接 管路加热器；所述反应器的输出端连接降膜蒸发器；所述降膜蒸发器连接芳香烃回收储罐 和产品储罐，所述芳香烃回收储罐连接芳香烃原料储罐。
[0005] 所述反应器为固定床反应器、流化床反应器、釜式反应器中的一种。
[0006] -种芳基烷基羧酸（甲酯）的合成方法，其特征在于包括以下步骤：
[0007] (1)将烯基羧酸或烯基羧酸甲酯与芳香烃按照1:1?10摩尔比进行混合，在管路 加热器中加热至80?300°C，在质量空速为0. 05?301T1的条件下，注入反应器中进行傅一 克烷基化反应得到反应液，所述反应器中设有树脂或固体酸催化剂；
[0008] (2)所述反应器连接循环泵，所述循环泵连接管路加热器，所述反应液通过循环泵 在反应器中进行环流反应3?50小时；
[0009] (3)反应结束后，反应液经过降膜蒸发器回收芳香烃后，产物收集到储罐中，回收 的芳香烃作为反应原料循环使用。
[0010]进一步地，所述的烯基羧酸为i^一烯酸、油酸、芥酸中的一种或几种，优选油酸。
[0011] 进一步地，所述的烯基羧酸甲酯为十一烯酸甲酯、油酸甲酯、芥酸甲酯中的一种或 几种，优选油酸甲酯。
[0012] 进一步地，所述芳香烃为苯，甲苯，间二甲苯，对二甲苯，邻二甲苯，乙苯，正丙基 苯，异丙基苯，正丁基苯，异丁基苯，叔丁基苯，萘，甲基萘，二甲基萘，乙基萘，丙基萘，丁基 萘，联苯，苯酚中的一种，优选间二甲苯。
[0013] 进一步地，所述树脂为强酸性大孔型阳离子交换树脂、磺酸树脂、氟化磺酸树脂。
[0014] 进一步地，所述固体酸为载体为分子筛和沸石的固体超强酸或杂多酸、酸性金属 氧化物、硫酸化金属氧化物、负载的氟化磺酸或氟化磺酸金属盐、负载的甲烷磺酸或甲烷磺 酸金属盐。
[0015] 进一步地，所述的酸性金属氧化物、硫酸化金属氧化物、负载的氟化磺酸或氟化磺 酸金属盐通常负载在Si02等载体上。
[0016] 进一步地，所述的酸性金属氧化物、硫酸化金属氧化物还可以制作成介孔介质。
[0017] 进一步地，所述的杂多酸包括但不限于下列物质：h4pm〇11vo4(i、h5pm〇1(iv2o4(i、 H3PMo1204。、H3PW1204。、H4SiW1204。、H4SiMo1204。、H9P2V3W15062、H5PMo1(iV204。、H6P2W18062、H3PMo6W604(i、 h5pv2m〇10o40。
[0018] 进一步地，所述分子筛选自Y型分子筛、0型分子筛、ZSM系列分子筛、A型分子 筛、KIT-1分子筛、HY、DHY、HM、USY分子筛。
[0019] 进一步地，所述沸石选自ZSM系列、Y系列、超稳Y系列、MCM系列、丝光沸石和3 沸石。
[0020] 进一步地，所述的负载氟化磺酸或氟化磺酸金属盐为在二氧化硅上负载包括但 不限于以下物质：1，1，2, 2-四氟乙烷磺酸、1，1，2-三氟_2_(全氟乙氧基）乙烷磺酸、 1，1，2_三氟_2_(全氟甲氧基）乙烷磺酸、1，2,2_三氟_2_(全氟丙氧基）乙烷磺酸、 1，1，2, 3, 3, 3-六氟丙烧磺酸、2-氯-1，1，2-二氟乙烧磺酸、二氟甲磺酸。
[0021] 进一步地，所述的氟化磺酸金属盐选自三氟甲磺酸锌、三氟甲磺酸铜、三氟甲磺酸 铋、三氟甲磺酸镱、三氟甲磺酸钕、三氟甲磺酸钪、三氟甲磺酸铒等。
[0022] 进一步地，所述的负载甲烷磺酸通常负载在Si02等载体上。
[0023] 进一步地，所述的甲烷磺酸金属盐选自甲烷磺酸锌、甲烷磺酸铜、甲烷磺酸铋、甲 烷磺酸镱、甲烷磺酸钕、甲烷磺酸钪、甲烷甲磺酸铒等。
[0024] 进一步地，所述的硫酸化金属氧化物，例如S04/Zr02、S04/Ti02、S04/AI203、S04/W03、 S04/Fe203、S04/Nb205 等。
[0025] 进一步地，所述氟化磺酸树脂为全氟磺酸树脂或负载的全氟磺酸树脂。
[0026] 进一步地，优选油酸（甲酯）与间二甲苯在固体酸催化下进行傅一克烷基化反应， 反应式如下，
[0027]
【权利要求】
1. 一种芳基烷基羧酸（甲酯）的合成系统，其特征在于，包括烯基羧酸（甲酯）原料储 罐和芳香烃原料储罐，所述烯基羧酸（甲酯）原料储罐通过烯基羧酸（甲酯）原料计量泵 连接混合器；所述芳香烃原料储罐通过芳香烃原料计量泵连接混合器；所述混合器连接管 路加热器；所述管路加热器连接反应器的进入端，所述反应器的输出端通过循环泵连接管 路加热器；所述反应器的输出端连接降膜蒸发器；所述降膜蒸发器连接芳香烃回收储罐和 产品储罐，所述芳香烃回收储罐连接芳香烃原料储罐。
2. 根据权利要求1所述的一种芳基烷基羧酸（甲酯）的合成系统，其特征在于，所述反 应器为固定床反应器、流化床反应器、釜式反应器中的一种。
3. -种芳基烷基羧酸（甲酯）的合成方法，其特征在于包括以下步骤： (1) 将烯基羧酸或烯基羧酸甲酯与芳香烃按照1:1?10摩尔比在混合器中进行混合， 在管路加热器中加热至80?300°C，在质量空速为0. 05?301T1的条件下，注入反应器中 进行傅一克烷基化反应得到反应液，所述反应器中设有树脂或固体酸催化剂； (2) 所述反应器连接循环泵，所述循环泵连接管路加热器，所述反应液通过循环泵在反 应器中进行环流反应3?50小时； (3) 反应结束后，反应液经过降膜蒸发器回收芳香烃后，产物收集到储罐中，回收的芳 香烃作为反应原料循环使用。
4. 根据权利要求3所述的芳基烷基羧酸（甲酯）的合成方法，其特征在于：所述（1)中 的烯基羧酸为i^一烯酸、油酸、芥酸中的一种或几种；所述（1)中的烯基羧酸甲酯为i^一烯 酸甲酯、油酸甲酯、芥酸甲酯中的一种或几种。
5. 根据权利要求3所述的芳基烷基羧酸（甲酯）的合成方法，其特征在于：所述（1)中 芳香经选自苯，甲苯，间二甲苯，对二甲苯，邻二甲苯，乙苯，正丙基苯，异丙基苯，正丁基苯， 异丁基苯，叔丁基苯，萘，甲基萘，二甲基萘，乙基萘，丙基萘，丁基萘，联苯，苯酚中的一种。
6. 根据权利要求3所述的芳基烷基羧酸（甲酯）的合成方法，其特征在于：所述（1)中 树脂或固体酸催化剂选自强酸性离子交换树脂、磺酸树脂、氟化磺酸树脂、载体为分子筛和 沸石的固体超强酸或杂多酸、酸性金属氧化物、硫酸化金属氧化物、负载的氟化磺酸或氟化 磺酸金属盐、负载的甲烧磺酸或甲烧磺酸金属盐中的一种或几种。
7. 根据权利要求3所述的芳基烷基羧酸（甲酯）的合成方法，其特征在于：所述（1)中 反应器为固定床反应器、流化床反应器、釜式反应器中的一种。
8. 根据权利要求3所述的芳基烷基羧酸（甲酯）的合成方法，其特征在于：所述（1)中 的加热温度为125?250°C。
9. 根据权利要求3所述的芳基烷基羧酸（甲酯）的合成方法，其特征在于：所述（1)中 的烯基羧酸（甲酯）与芳香烃的摩尔比为1: L 5?3. 0。
10. 根据权利要求3所述的芳基烷基羧酸（甲酯）的合成方法，其特征在于：所述（1) 中的质量空速为〇. 1?1. 〇h'
【文档编号】C07C67/347GK104370729SQ201410640545
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】刘春德 申请人:大连东方创新科技有限公司