一种电容器绝缘油的制备方法
【专利摘要】本发明提供了一种电容器绝缘油的制备方法，其中，该方法包括在通式为Bu3P+R2R1-/nZnCl2/mLaCl3的季鏻盐离子液体复合催化剂的存在下、在搅拌条件下，将甲苯与苄氯接触，所述接触的条件包括温度为80-110℃、时间为3-8小时，其中，R1为卤素，R2为C10-C18的直链或支链烷基，n为1-5，m为0.01-0.5。采用本发明的方法制备电容器绝缘油，不仅能够提高反应产物的产率，还能够提高反应产物中单苄基甲苯和双苄基甲苯的收率。此外，在反应结束后还能够将季鏻盐离子液体复合催化剂有效回收，从而实现循环利用，并避免对环境的污染，降低生产成本。
【专利说明】一种电容器绝缘油的制备方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种电容器绝缘油的制备方法。
【背景技术】
[0002]离子液体是一类被普遍认为具有广泛应用前景的、可以取代传统有机溶剂的环境友好型溶剂。目前离子液体的应用领域主要包括:聚合反应、选择性烷基化、胺化反应、酰基化反应、酯化反应、化学键的重排反应、室温和常压下的催化加氢反应、烯烃的环氧化反应等，并显示出反应速度快、转化率和选择性高、催化体系可循环重复使用等优点。离子液体本身具有蒸汽压低且化学性质稳定的特点，在化学反应过程中不会产生对大气造成污染的有害气体，并且具有无味、无恶臭、无污染、不易燃、易与产物分离、易回收、可循环使用、使用方便等优点，可有效避免传统有机溶剂所造成的严重的环境、健康、安全以及设备腐蚀等问题，越来越被广泛接受和认可。因此，离子液体催化体系是一种绿色、环境友好的反应溶剂和催化体系。
[0003]电容绝缘油是一类能够提高电力电容器的工作场强、增加电力电容器单台容量、提高电力电容器的比特性的工作介质，其在制造高性能电力电容器中起着举足轻重的作用。近年来，随着国家电网的快速扩容，特别是十二五期间，国家仅在特高压输变电上的投资就高达5700亿元；2010年全国绝缘油用量已超过5.5万吨，近年还将保持10%的增长率，保守估计到2015年可达8万吨。因此，急需寻求一条能够简便、高效地制备电容器绝缘油的方法。
[0004]电容器绝缘油主要包括苄基甲苯型电容器绝缘油和二芳基乙烷型电容器绝缘油。其中，苄基甲苯型电容器绝缘油主要成分为单苄基甲苯(简称:MBT)和双苄基甲苯(简称:DBT)。以所述苄基甲苯型电容器绝缘油的重量为基准，所述单苄基甲苯的含量可以为75±2重量％、所述双苄基甲苯的含量可以为25±2重量％。二芳基乙烷型电容器绝缘油包括苯基二甲苯基乙烷绝缘油(PEX)、苯基乙苯基乙烷绝缘油(PEPE )。目前，电容器绝缘油的生产主要通过催化芳环的傅克烷基化反应实现，例如，所述苄基甲苯型电容器绝缘油主要通过催化甲苯和苄氯进行傅克烷基化反应得到，所采用的催化剂通常为浓硫酸或固体酸催化剂。研究表明，虽然采用浓硫酸或固体酸催化剂作为催化剂时，具有较高的催化活性，但也具有以下局限性:当采用浓硫酸作为催化剂时，存在浓硫酸用量较大且不能循环使用而产生大量的废酸(生产I吨绝缘油大约会产生0.5吨废酸和I吨含酸废水)、浓硫酸腐蚀性强、处理困难、不能重复使用等问题；当采用固体酸作为催化剂时，存在固体酸催化剂制备工艺复杂、价格昂贵并且在生产过程中需要频繁再生，使得电容器绝缘油的生产成本高居不下的问题，从而限制了其推广应用。因此，采用一种具有较高催化活性、同时又能够循环使用的催化剂来生产电容器绝缘油已经迫在眉睫。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为 了克服上述缺陷，而提供一种采用新的季鱗盐离子液体复合催化剂来制备电容器绝缘油的方法。
[0006]本发明提供了一种电容器绝缘油的制备方法，其中，该方法包括在通式为Bu3P+R2IvAiZnCl2AiLaCl3的季鱗盐离子液体复合催化剂的存在下、在搅拌条件下，将甲苯与苄氯接触，所述接触的条件包括温度为80-110°C、时间为3-8小时，其中，R1为卤素，R2为C10-C18的直链或支链烷基，η为1-5，m为0.01-0.5。
[0007]本发明的发明人发现，一方面，所述季鱗盐离子液体复合催化剂具有较高的催化活性，当采用季鱗盐离子液体复合催化剂作为制备电容器绝缘油的催化剂时，不仅能够提高反应产物的产率，还能够提高反应产物中单苄基甲苯和双苄基甲苯的收率。另一方面，在静置状态下，所述季鱗盐离子液体复合催化剂与有机相的反应底物不互溶，整个反应体系呈两相状态；当反应进行时，开启搅拌，所述季鱗盐离子液体复合催化剂可以均匀地分散于有机相的反应底物中，从而使得反应能够顺利进行；当反应结束后，停止搅拌，所述季鱗盐离子液体复合催化剂又与有机相的反应产物重新分为两相，经简单的相分离便可将所述季鱗盐离子液体复合催化剂与含有产物的有机相分开，所述季鱗盐离子液体复合催化剂不经任何处理便可直接用于下次的催化反应，从而实现了真正意义上的循环使用、避免了催化剂对环境的污染、大幅度降低了废液的处理费用和产品的生产成本，极具工业应用前景。
[0008]此外，根据本发明的一种优选实施方式，当将甲苯与苄氯接触的方式为将苄氯滴加到甲苯中，且相对于Imol的甲苯，所述苄氯的滴加速率为0.5-2mL/min时，能够显著提高接触产物中的单苄基甲苯和双苄基甲苯的收率。
[0009]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0010]以下对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0011]本发明提供的电容器绝缘油的制备方法包括在通式为Bu3P+R2IvAiZnCl2AiLaCl3的季鱗盐离子液体复合催化剂的存在下、在搅拌条件下，将甲苯与苄氯接触，所述接触的条件包括温度为80-110°C、时间为3-8小时，其中，R1为卤素,R2为Cltl-C18的直链或支链烷基，η为l_5，m为0.01-0.5。优选地，所述接触的条件包括温度为80_100°C、时间为3_8小时，R1为氯原子或溴原子，R2为C12-C16的直链烷基,η为2-4,m为0.01-0.Ι,η和m表示摩尔数。
[0012]其中，η表示相对于I摩尔Bu3P+R2Rp ZnCl2的摩尔数,为1-5 ;m表示相对于I摩尔Bu3P+R2RuLaCl3的摩尔数，为0.01-0.5。所述卤素可以为氯原子、溴原子、氟原子或碘原子；所述Cltl-C18的直链或支链烷基的具体实例可以包括但不限于:癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基和十八烷基。所述C12-C16的直链烷基例如可以为十二烷基、十四烷基或十六烷基。
[0013]根据本发明，通常来说，所述季鱗盐离子液体复合催化剂可以通过现有的各种方法制备得到，例如，其可以通过包括以下步骤的制备方法制备得到:在120-140°C下，将通式为Bu3P+R2IV的季鱗盐与氯化锌和氯化镧反应2-4小时，其中，R1为卤素，R2为Cltl-C18的直链或支链烷基；优选地，R1为氯原子或溴原子，R2为C12-C16的直链烷基。通式为Bu3P+R2IV的季鱗盐的结构如式(I )所示:
[0014]
【权利要求】
1.一种电容器绝缘油的制备方法，其特征在于，该方法包括在通式为Bu3P+R2R1-/nZnCl2/mLaCl3的季鱗盐离子液体复合催化剂的存在下、在搅拌条件下，将甲苯与苄氯接触，所述接触的条件包括温度为80-110°C、时间为3-8小时，其中，R1为卤素，R2为Cltl-C18的直链或支链烷基，η为1-5，m为0.01-0.5。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中,R1为氯原子或溴原子，R2为C12-C16的直链烷基，η 为 2_4，m 为 0.01-0.1。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述季鱗盐离子液体复合催化剂通过包括以下步骤的制备方法制备得到:在120-140°C，将通式为Bu3P+R2IV的季鱗盐与氯化锌和氯化镧反应2-4小时，其中，R1为卤素，R2为Cltl-C18的直链或支链烷基。
4.根据权利要求1、2或3所述的制备方法，其中，以Imol苄氯为基准，以季鱗盐计的所述季鱗盐离子液体复合催化剂的用量为0.02-0.04molo
5.根据权利要求1、2或3所述的制备方法，其中，以Imol苄氯为基准，所述甲苯的用量为 1.5-10mol、优选为 3-10mol、更优选为 3-7.5mol。
6.根据权利要求1、2或3所述的制备方法，其中，将甲苯与苄氯接触的方式为将苄氯滴加到甲苯中，且相对于Imol的甲苯，所述苄氯的滴加速率为0.5-2mL/min。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，该方法还包括将甲苯与苄氯接触过程中生成的氯化氢气体通入水中。
8.根据权利要求1或7所述的制备方法，其中，该方法还包括将甲苯与苄氯的接触产物静置分层以将所述季鱗盐离子液体复合催化剂与反应产物分离。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，该方法还包括从除去所述季鱗盐离子液体复合催化剂后的反应产物中分别 分离出单苄基甲苯和双苄基甲苯，并将分离得到的单苄基甲苯和双苄基甲苯按照电容器绝缘油组成所需的比例混合均匀。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其中，在将单苄基甲苯和双苄基甲苯混合均匀的过程中，以所述电容器绝缘油的重量为基准，所述单苄基甲苯的用量为75±2重量％，所述双苄基甲苯的用量为25 ±2重量％。
【文档编号】C10M177/00GK103805307SQ201210447950
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月9日 优先权日:2012年11月9日
【发明者】伍振毅, 王果果, 赵新, 殷冬媛, 梁睿, 赵瑞英 申请人:中化化工科学技术研究总院