[发明专利]一种低成本长碳链阳离子季铵盐的合成方法

说明书

本发明涉及一种低成本长碳链阳离子季铵盐的合成方法，包括：(1)C10‑C18的直链或支链烯烃投入到氯代反应釜中，氮气置换后，在搅拌条件下加热，滴加磺酰氯，恒温反应，得到相应的烯氯；(2)烯氯、催化剂和溶剂投入季铵化反应釜，氮气置换后，在搅拌下加热至一定温度，通入三甲胺气体，恒温反应，冷却降温，得到三甲基氯化铵阳离子季铵盐粗品；(3)阳离子季铵盐粗品过滤掉催化剂，旋蒸除去溶剂，得到胶状固体，洗涤，过滤，最终得到白色固体产品。本发明相比于现有阳离子季铵盐生产技术，具有合成原料来源丰富、价格低廉、工艺简单且可连续化，同时也解决了POE装置副产C10‑18烯烃利用效率低的问题。

技术领域

本发明涉及一种低成本长碳链阳离子季铵盐的生产方法，尤其是一种由POE装置乙烯齐聚副产C10-18烯烃为原料合成阳离子季铵盐的方法。

背景技术

长碳链阳离子季铵盐一般是由长碳链脂肪醇经胺化得到脂肪叔胺，脂肪叔胺再经季铵化得到长碳链阳离子季铵盐，原料脂肪醇价格波动较大，高位时可突破2万元/吨，生产成本高。且脂肪醇胺化反应特点为：反应时间长(一般10h以上)、反应温度高(190-220℃)、所使用催化剂价格较高(Ni、Cu、Zn等金属催化剂)、副反应难以控制(歧化、缩合、裂解等)等缺点。[张文金.醇一步法制叔胺生产工艺控制[J].日用化学工业,2009,39(1)]。

α-烯烃的生产方法主要有乙烯齐聚工艺、蜡裂解工艺、烷烃催化裂解工艺、烷烃脱氢工艺、煤化工抽提工艺、萃取分离法、脂肪醇脱氢法、烯烃二聚和歧化、内烯烃异构法、乙烯三聚法合成己烯-1和乙烯四聚法合成辛烯-1等。各种方法获得的产品分布有所不同，其中乙烯齐聚工艺所得产品线性化程度高，聚合度分布窄，分离费用低，产品质量好，是目前国内外最主要的工业生产方法。从乙烯齐聚反应来看，齐聚产物中己烯-1和辛烯-1占比约90％，副产C10-18烯烃约10％左右，总体体量不小。另外，这些副产C10-18烯烃不再全是直链α-烯烃，而更多的是带有支链的同分异构体混合物，一般直接焚烧处理或加氢成相应的烷烃作溶剂使用，价格低廉且市场容量小。

发明内容

本发明的目的是提供一种长碳链阳离子季铵盐的制备方法，所述季铵盐的结构如下：

其中，R可以是C10-C18的直链或支链烯烃。

本发明采用的技术方案是：

一种长碳链阳离子季铵盐的制备方法，包括以下过程：

(1)氯代反应

烯烃投入到氯代反应釜中，氮气置换后，在搅拌条件下加热，保持一定的温度下缓慢加入(优选滴加)磺酰氯，恒温反应一段时间，得到相应的烯氯。反应过程采用真空泵将反应尾气抽入碱液中。

(2)季铵化反应

将步骤(1)得到的烯氯、催化剂和溶剂投入季铵化反应釜，氮气置换后，在搅拌下加热至一定温度，通入一定量的三甲胺气体，恒温反应一段时间后，冷却降温至室温，得到三甲基氯化铵阳离子季铵盐粗品。

(3)产品分离提纯

将步骤(2)中制备的阳离子季铵盐粗品过滤掉催化剂，旋蒸除去溶剂，得到胶状固体，加入正己烷、石油醚、乙醚等中的至少一种进行洗涤，过滤，最终得到白色固体产品。

本发明的方法中，步骤(1)中，烯烃可以是C10-C18的直链或支链烯烃，其来源可以是乙烯、丙烯、正丁烯、异丁烯的齐聚产物等，如五聚乙烯、四聚丙烯、三异丁烯等；

步骤(1)中，烯烃与磺酰氯的摩尔比为(0.3-1.0):1，优选(0.4-0.6):1；

所述磺酰氯优选为滴加方式，滴加时间为10-30min，滴加时间计入总反应时间内；