一种强疏水型碱性离子液体和制备方法及其在叔丁基过氧化氢脱酸中的应用技术

本发明专利技术公开了一种强疏水型碱性离子液体和制备方法及其在叔丁基过氧化氢脱酸中的应用，具体为一种烷氨基功能化，且具有长链烷基的强疏水碱性离子液体

【技术实现步骤摘要】
一种强疏水型碱性离子液体和制备方法及其在叔丁基过氧化氢脱酸中的应用


[0001]本专利技术涉及一种强疏水型碱性离子液体及其制备方法，以及一种环氧丙烷制备过程中叔丁基过氧化氢的脱酸方法，具体涉及异丁烷共氧化制备环氧丙烷工艺中叔丁基过氧化氢
(TBHP)
的脱酸方法，属于有机化工领域
。

技术介绍

[0002]环氧丙烷
(PO)
，又名甲基环氧乙烷或氧化丙烯，是无色
、
具有醚类气味的易燃液体
。
环氧丙烷是一种重要的有机化工原料，主要用作生产聚醚多元醇
、
丙二醇
、
碳酸二甲酯等，同时也用于生产表面活性剂以及医药
、
农药
、
香料等的制造
。
目前，环氧丙烷的生产工艺有氯醇法
、
共氧化法
、
直接氧化法三种
。
受环保问题制约，氯醇法逐渐被淘汰；直接氧化法也因双氧水运输问题而发展受限；共氧化法又称间接氧化法，主要是过氧化反应产出的过氧化物与丙烯作用生成
PO。
共氧化法又分为异丁烷共氧化法
(PO/TBA(MTBE))、
乙苯共氧化法
(PO/SM)、
异丙苯共氧化法
(POCHP)
，因其环境友好性及生产灵活性受到了广泛关注
。
[0003]PO/MTBE
工艺相比
POCHP
及
PO/SM
工艺碳原子利用率低，经济性稍差，其中一个关键因素是过氧化产出的
TBHP
中酸含量高，导致其下游环氧化反应副反应增多，
PO
的选择性降低
。
虽然过氧化反应都会副产有机酸类，但
PO/SM、POCHP
工艺所产的过氧化物均是疏水性的，因此技术路线中设计了碱洗及水洗手段除去过氧化物中的酸，而
PO/MTBE
工艺所产的过氧化物
TBHP
和杂质有机酸都具有亲水性，无法采用同样的处理方式
。
专利
CN 112375025 A
指出
TBHP
中的酸会促进环氧化物发生开环反应，不利于反应选择性，因此设计采用共沸精馏的方法对过氧化反应液进行浓缩提纯
、
进一步经分子筛进行深度除酸，但此方法存在的问题是吸附剂吸附容量有限
、
工业化所需吸附剂体量大，再生及固废处理困难
。
[0004]专利文献
US 5093506
中公开了通过向
TBHP
溶液中加入一定量的氢氧化钙来降低溶液中的酸值，但此方法反应时间太长，需要数十小时，且产物中的固体分离困难
。
[0005]因此需要寻找一种有效的叔丁基过氧化氢的脱酸方法，以此抑制环氧化副产物的生成
、
提高反应选择性，对于提升装置生产能力
、
降低物耗具有重要意义
。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术目的之一在于提供一种强疏水型碱性离子液体及其制备方法，具体为一种烷氨基功能化，且具有长链烷基的强疏水碱性离子液体
。
该离子液体可用于
PO/MTBE
工艺中，含过叔丁基过氧化氢
(TBHP)
的过氧化反应液中甲酸
、
异丁酸等有机酸的脱除
。
[0007]本专利技术的目的之二在于提供一种异丁烷共氧化制备环氧丙烷过程中叔丁基过氧化氢的脱酸方法
。
本专利技术将上述强疏水型碱性离子液体与亲水物系含
TBHP
的过氧化反应液充分混合，离子液体与反应液中的甲酸
、
异丁酸等有机酸发生反应，通过将有机酸嫁接到碱性离子液体母体上的方式实现与原体系的分离，同时分离后的离子液体可以回收循环使用
。
由此可有效脱除
TBHP
中酸类杂质，提高下游反应的选择性，从而提升装置的原子利用率
和产能
。
[0008]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种强疏水型碱性离子液体，其制备方法步骤包括：
[0010](1)
将短链醇
、
卤代烷胺基氢卤酸盐与长链烷基取代咪唑混合，于氮气氛围下进行反应，然后向反应液中加入碱液调节
pH
至8～9，降温结晶，过滤，制得1‑
烷胺基
‑4‑
烷基
‑
咪唑氢卤酸盐
(
简称
[AmiAlk
‑
IM]Br)
；
[0011](2)
将步骤
(1)
制备的1‑
烷胺基
‑4‑
烷基
‑
咪唑氢卤酸盐与六氟磷酸钠
(NaPF6)、
醇类溶剂混合，进行离子交换反应，制得强疏水型碱性离子液体
(
含强疏水阴离子
PF6‑
的离子液体
[AmiAlk
‑
IM]PF6)。
[0012]在一些具体示例中，步骤
(1)
所述短链醇，其碳原子数为1～4，优选为乙醇
、
甲醇
、
丙醇
。
[0013]在一些具体示例中，步骤
(1)
所述长链烷基取代咪唑选自链长为
C6
‑
C20
的烷基取代咪唑例如链长为
C6、C8、C10、C12、C14、C16、C18、C20
的烷基取代咪唑，优选为十四烷基咪唑
、
十六烷基咪唑
、
十八烷基咪唑
、
二十烷基咪唑等中的一种或多种，更优选为十六烷基咪唑
、
十八烷基咪唑中的一种或多种
。
[0014]在一些具体示例中，步骤
(1)
所述卤代烷胺基氢卤酸盐选自链长为
C2
‑
C8
的卤代直链烷胺基氢卤酸盐，优选链长为
C2
‑
C8
的溴代直链烷胺基氢溴酸盐例如链长为
C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8
的卤代直链烷胺基氢卤酸盐，更优选为2‑
溴乙胺氢溴酸盐
、3
‑
溴丙胺氢溴酸盐
、4
‑
溴丁胺氢溴酸盐中的一种或多种，进一步优选为3‑
溴丙胺氢溴酸盐
、4
‑
溴丁胺氢溴酸盐中的一种或多种
。
[0015]在一些具体示例中，步骤
(1)
所述长链烷基取代咪唑与卤代烷胺基氢卤酸盐的质量比为1：
0.1
～5例如
1:(0.1、0.2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种强疏水型碱性离子液体的制备方法，其特征在于，步骤包括：
(1)
将短链醇
、
卤代烷胺基氢卤酸盐与长链烷基取代咪唑混合，于氮气氛围下进行反应，然后向反应液中加入碱液调节
pH
至8～9，降温结晶，过滤，制得1‑
烷胺基
‑4‑
烷基
‑
咪唑氢卤酸盐；
(2)
将步骤
(1)
制备的1‑
烷胺基
‑4‑
烷基
‑
咪唑氢卤酸盐与六氟磷酸钠
、
醇类溶剂混合，进行离子交换反应，制得强疏水型碱性离子液体
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤
(1)
所述短链醇，其碳原子数为1～4，优选为乙醇
、
甲醇
、
丙醇；和
/
或步骤
(1)
所述长链烷基取代咪唑选自链长为
C6
‑
C20
的烷基取代咪唑，优选为十四烷基咪唑
、
十六烷基咪唑
、
十八烷基咪唑
、
二十烷基咪唑中的一种或多种，更优选为十六烷基咪唑
、
十八烷基咪唑中的一种或多种；和
/
或步骤
(1)
所述卤代烷胺基氢卤酸盐选自链长为
C2
‑
C8
的卤代直链烷胺基氢卤酸盐，优选链长为
C2
‑
C8
的溴代直链烷胺基氢溴酸盐，更优选为2‑
溴乙胺氢溴酸盐
、3
‑
溴丙胺氢溴酸盐
、4
‑
溴丁胺氢溴酸盐中的一种或多种，进一步优选为3‑
溴丙胺氢溴酸盐
、4
‑
溴丁胺氢溴酸盐中的一种或多种；和
/
或步骤
(1)
所述长链烷基取代咪唑与卤代烷胺基氢卤酸盐的质量比为1：
0.1
～5，优选为1：
0.4
～2；和
/
或步骤
(1)
所述长链烷基取代咪唑与短链醇的质量比为1：4～
20
，优选为1：8～
15
；和
/
或步骤
(1)
所述反应，温度为
20
～
70℃
，优选
50
～
70℃
，时间为8～
24h
，优选
12
～
20h
；和
/
或步骤
(1)
所述碱液为氢氧化钠溶液
、
氢氧化钾溶液
、
氨水中的一种或多种，优选氢氧化钠溶液
、
氢氧化钾溶液中的一种或多种；优选地，所述碱液选自碱的水溶液，浓度为
0.01
～
1mol/L
，优选
0.04
～
0.08mol/L
；和
/
或步骤
(1)
所述降温结晶，温度为
‑2～
‑
20℃
，优选
‑8～
‑
15℃
；时间为8～
30h
，优选
14
～
20h。3.
根据权利要求1‑2任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤
(2)
所述1‑
烷胺基
‑4‑
烷基
‑
咪唑氢卤酸盐与六氟磷酸钠的质量比为1：
0.1
～2，优选1：
0.4
～
1.5
；和
/
或步骤
(2)
所述醇类溶剂选自
C1
～
C3
的醇类，优选乙醇
、
甲醇；优选地，所述1‑
烷胺基
‑4‑
烷基
‑
咪唑氢卤酸盐与醇类溶剂的质量比为1：6～
30
，优选1：
12
～
25
；和
/
或步骤
(2)
所述离子交换反应，温度为
20
～
70℃
，优选
50
～
70℃
，时间为4～
10h
，优选5～
8h。4.
一种由权利要求1‑3任一项所述方法制备的强疏水型碱性离子液体
。5.
由权利要求1‑3任一项所述方法制备的强疏水型碱性离子液体或者权利要求4所述的强疏水型碱性离子液体在脱除物料中酸类杂质中的应用，优选用于环氧丙烷制备工艺中酸类杂质中的脱除，更优选用于异丁烷共氧化制备环氧丙烷工艺中过氧化物
TBHP
中酸类杂质的脱除；优选地，所述酸类杂质包括脂肪族有机一元及多元酸
、
芳香族有机一元及多元酸，优选
选自甲酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：李美晨，陈迎来，虞根海，金贞顺，孔祥明，田宇，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：