【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及烷基萘制备，具体地说，涉及一种傅克烷基化反应的连续生产装置及方法。
技术介绍
1、烷基萘(an)是一种重要的萘衍生物，可用作润滑剂中的基础油或添加剂，由于二战期间矿物油的短缺，它最初是用作合成基础油，但战后关于烷基萘的发展一度停滞。直到20世纪90年代，埃克森美孚公司首次把烷基萘用于润滑油配方，推出了著名的美孚1号，由于烷基萘与聚α-烯烃(pao)的互相配合表现出显著的性能优势，美孚1号因此大获成功并长盛不衰，专利us5602086a公开了通过an与pao联合使用，解决了单独使用pao的基础油对添加剂的溶解性低以及导致密封材料收缩的问题。
2、烷基萘属于api对基础油分类中的v类基础油,与其它的v类基础油产品相比，烷基萘的极性很小，比酯类合成油要的极性更低一些，酯类合成油虽然能溶解添加剂，还会与添加剂产生竞争吸附。而烷基萘可以充分溶解添加剂但不会与其产生竞争吸附，通过添加烷基萘，在整体润滑剂配方中使用较少的添加剂即可获得相同的抗磨损或减少摩擦的效果。
3、除此之外，专利us5254274a公开了烷基萘还能够提供优于其他v类基础油的热氧化安定性，从而减缓润滑油的氧化过程；提供更加优异的水解稳定性，减少机油乳化的几率。烷基萘产品作为基础油的组分，特别适合用于极端工况下要求具有高稳定性的合成润滑油、润滑脂或传热流体，包括内燃机油、轴承润滑脂、齿轮油、液压油、真空泵油、传热油等，烷基萘产品的具体应用参见专利us20150099678a1、us20190127658a1、us20190062669a1
4、常用于精细化学品生产的friedel-crafts反应(傅克反应)是在催化剂存在下用烷基化剂合成烷基萘的最简单方法。其中，专利us6011190a公开了烷基化剂可以包括醇、烯烃、醛、烷基卤化物和烷基醚，但考虑到烷基化剂的来源与成本，最广泛使用的烷基化剂为α-烯烃，可通过费托合成等方法以工业化大规模生产，此外，有文献(l. r. rudnick, insynthetics, mineral oils, and bio-based lubricants, crc press, bocaraton,2020, 3rd edition, pp. 161-180)提出，与使用其他试剂相比，使用α-烯烃作为烷基化剂的烷基化反应产生的副产物较少。
5、傅克反应的催化剂，主要为液体酸性催化剂，如h2so4、hf与cf3so3h，其中h2so4和hf的应用已经得到很好的发展。然而，这些酸性溶液会导致严重的设备腐蚀以及造成环境污染。为克服此缺点，目前离子液体已经被用作烷基化反应的催化剂，它们具有高催化活性、温和的反应温度以及安全环保等优势。离子液体的性质可以通过改变有机阴离子和阳离子的组成和性质来调节，有文献(l. j. jia, y. y. wang, h. chen, y. k. shan and l.y. dai, react. kinet. catal.lett., 2005, 86, 267-273; x. cai, s. cui, l. qu,d. yuan, b. lu and q. cai, catal. commun.,2008, 9, 1173-1177.)报告含氯铝酸盐阴离子(alcl3)的离子液体在苯的烷基化反应中显示出更高的催化活性。这些氯铝酸盐离子液体显示出lewis酸的催化能力，可以作为液体酸性催化剂的工业规模替代品。本专利技术采用绿色环保、活性高、合成操作简便的季铵盐类氯铝酸型离子液体作为傅克反应的催化剂，此类离子液体在较宽的温度范围内能够保持液态，具有良好的稳定性和流动性。
6、以上所述的通过离子液体作为催化剂合成烷基萘的方法均在传统间歇式反应釜内进行，存在反应时间长、收率偏低、操作复杂、成本能耗高、产物选择性下降、不同批次间产物性能不一致等弊端。连续反应技术可以克服间歇法生产工艺中面临的众多问题，为傅克烷基化反应的烷基萘类化合物的合成提供了新的策略。连续化反应避免了反应过程传热传质的不均导致的瞬间过热、选择性下降等问题，可以提高傅克烷基化反应的效率与产物选择性，便于进行工业化生产。
7、离子液体催化萘与α-烯烃进行傅克烷基化反应属于液-液非均相反应，由于离子液体的催化活性较高，反应速率较快，反应过程为传质控制过程，反应的有效场所为分散相液滴的表面，但是，在傅克烷基化反应过程中，容易出现分散相液滴在管式反应器内发生碰撞而聚集的现象，导致液滴的表面积降低，反应的有效场所减少，不利于在短时间内获得高收率的产物。
8、中国专利技术专利（公开号：cn111039740b，公开日：2022.08.02）公开了一种合成2-异丙基萘的方法，提出使用三乙胺七氯二铝酸离子液体作为催化剂，经过萘与烷基化试剂由微通道反应器进行连续反应制备2-异丙基萘，最终的萘转化率100％，产品2-异丙基萘选择性98％以上。但该方法存在缺陷：1）没有对离子液体催化剂进行循环利用，离子液体成本相对较高，反应工艺的经济性较差；另外工业级别的α-烯烃中存在微量水难以完全除尽，微量水与离子液体中的活性成分alcl3反应形成细微沉淀物al(oh)3非常容易堵塞微混合器，导致离子液体难以进行循环利用；2）将离子液体催化剂与两种反应物直接经过微混合器进行混合，而两种反应物不溶于离子液体，容易出现混合不充分导致反应物转化率低；3）在微反应器的推进过程中分散相液滴容易出现聚集现象，形成体积更大的液滴，不利于传质过程，同样导致反应物转化率低。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术的不足，提供一种傅克烷基化反应的连续生产装置及方法。
2、为了实现上述的目的，本专利技术采用了以下的技术方案：
3、第一方面，傅克烷基化反应的连续生产装置，所述连续生产装置包括混合预热系统、反应系统、离子液体回收系统和分离纯化系统；其中，混合预热系统、反应系统和分离纯化系统通过管道依次连接。
4、其中，所述混合预热系统包括第一静态混合器、预热管和第二静态混合器，三者通过管道依次连接；预热管、第一、第二静态混合器具有物理混合作用。
5、所述反应系统包括连续流动反应器，连续流动反应器包括流体连通的至少一个反应器，各个反应器之间通过管道依次连接，连续流动反应器用于携带反应物、离子液体与产物进行反应，所述连续流动反应器的长度与内径之比≥100：1，优选的，连续流动反应器的长度与内径之比≥1000：1。
6、连续流动反应器的“连续流动”是指将反应物流和离子液体流连续进料到反应器系统中，化学反应在反应物、离子液体等混合物的连续流动的流中进行，产物从反应器的出口以连续流体流的形式离开，并且离开反应器后，产物不需要进一步的化学反应。
7、所述分离纯化系统包括分液塔、吸附过滤塔和精馏塔，通过本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.傅克烷基化反应的连续生产装置，其特征在于，所述连续生产装置包括混合预热系统、反应系统、离子液体回收系统和分离纯化系统；其中，混合预热系统、反应系统和分离纯化系统通过管道依次连接；
2.根据权利要求1所述的傅克烷基化反应的连续生产装置，其特征在于，所述分液塔（8）与连续流动反应器（6）之间还设有换热器（7）和/或背压阀（19）；所述第一静态混合器（3）、第二静态混合器（5）、预热管（4）和连续流动反应器（6）的入口与出口处设置有至少1个压力传感器；优选，分液塔（8）为离心萃取装置。
3.根据权利要求1所述的傅克烷基化反应的连续生产装置，其特征在于，所述连续生产装置还包括原料暂存系统与进料系统，进料系统与原料暂存系统连接：
4.根据权利要求1所述的傅克烷基化反应的连续生产装置，其特征在于，所述连续流动反应器（6）包括微通道管式反应器、管式反应器、活塞流反应器和平推流反应器，优选，连续流动反应器（6）为微通道管式反应器或管式反应器；优选，所述连续流动反应器为PFA管；优选，所述连续流动反应器（6）的总长至少为3m，连续流动反应器的内径为0.5-5
5.根据权利要求1所述的傅克烷基化反应的连续生产装置，其特征在于，所述连续流动反应器（6）中各个反应器之间还存在收缩管道（18），所述收缩管道（18）包括至少一个管道，设置于连续流动反应器（6）之间，收缩管道（18）内径小于连续流动反应器（6）内径；优选，所述收缩管道内径范围为：0.25mm≤内径＜连续流动反应器的内径；优选，收缩管道为毛细管，材质为石英或塑料，收缩管道的外径等于连续流动反应器的内径；优选，所述连续流动反应器的内径为0.5-5mm，优选的，连续流动反应器的内径优选为1.2-5mm，再优选，连续流动反应器的内径为2mm。
6.根据权利要求1所述的傅克烷基化反应的连续生产装置，其特征在于，所述第一静态混合器（3）为T型或Y型微通道混合器，混合通道的水力学直径为0.25-5mm，优选，混合通道的水力学直径为0.25-2mm；
7.根据权利要求3所述的傅克烷基化反应的连续生产装置，其特征在于，
8.根据权利要求1-7任意一项权利要求所述的傅克烷基化反应连续生产装置的生产方法，其特征在于，具体步骤如下：
9.根据权利要求8所述的傅克烷基化反应连续生产装置的生产方法，其特征在于，所述S1中第一反应物储罐（1）中的萘使用溶剂配成40wt%以下的溶液，优选，第一反应物储罐（1）中的萘使用溶剂配成30wt%以下的溶液；其中，所述溶剂为C4-C20的烷烃；所述烷烃包括正构烷烃、异构烷烃或者环烷烃；
10.单取代烷基萘和/或多取代烷基萘，其特征在于，所述烷基萘采用权利要求1-7任意一项权利要求所述傅克烷基化反应连续生产装置或权利要求8、9所述傅克烷基化反应连续生产装置的生产方法生产获得。
...【技术特征摘要】
1.傅克烷基化反应的连续生产装置，其特征在于，所述连续生产装置包括混合预热系统、反应系统、离子液体回收系统和分离纯化系统；其中，混合预热系统、反应系统和分离纯化系统通过管道依次连接；
2.根据权利要求1所述的傅克烷基化反应的连续生产装置，其特征在于，所述分液塔（8）与连续流动反应器（6）之间还设有换热器（7）和/或背压阀（19）；所述第一静态混合器（3）、第二静态混合器（5）、预热管（4）和连续流动反应器（6）的入口与出口处设置有至少1个压力传感器；优选，分液塔（8）为离心萃取装置。
3.根据权利要求1所述的傅克烷基化反应的连续生产装置，其特征在于，所述连续生产装置还包括原料暂存系统与进料系统，进料系统与原料暂存系统连接：
4.根据权利要求1所述的傅克烷基化反应的连续生产装置，其特征在于，所述连续流动反应器（6）包括微通道管式反应器、管式反应器、活塞流反应器和平推流反应器，优选，连续流动反应器（6）为微通道管式反应器或管式反应器；优选，所述连续流动反应器为pfa管；优选，所述连续流动反应器（6）的总长至少为3m，连续流动反应器的内径为0.5-5mm，再优选，连续流动反应器的内径为0.5-2.0mm，进一步优选，连续流动反应器的内径为0.5-1.2m；优选，反应物在连续流动反应器（6）中的停留时间为30-300s，再优选，反应物在连续流动反应器（6）中的停留时间为30-150s。
5.根据权利要求1所述的傅克烷基化反应的连续生产装置，其特征在于，所述连续流动反应器（6）中各个反应器之间还存...
【专利技术属性】
技术研发人员：郝汉，任鸿平，魏东初，陆晓晶，
申请(专利权)人：亚培烯科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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