[發明專利]活性提高的離子液體催化劑

無效

• 申請號: 200680051262.4
• 申請日: 2006-10-19
• 公開（公告）號: CN101553314A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: S·埃洛馬里;T·V·哈里斯
• 申請（專利權）人: 雪佛龍美國公司
• 主分類號: B01J31/00
• 分類號: B01J31/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 孫 愛

發明領域

本發明涉及酸性離子液體催化劑，并更具體地涉及活性提高的酸性離子液體催化劑及其制備方法。

發明背景

離子液體是完全由離子組成的液體。所謂的“低溫”離子液體通常是熔點低于100℃，甚至往往低于室溫的有機鹽。離子液體可適合于例如在烷基化反應和聚合反應以及在二聚、低聚、乙酰化、復分解和共聚反應中用作催化劑和用作溶劑。

一類離子液體是熔融鹽組合物，它們在低溫下被熔融，并用作催化劑、溶劑和電解質。這種組合物是組分的混合物，該混合物在低于各組分的各自熔點的溫度下為液體。

離子液體可以定義為這樣的液體，該液體的組成完全由作為陽離子和陰離子的結合的離子組成。最常見的離子液體是由有機基的陽離子和無機或有機陰離子制備的那些。最常見的有機陽離子是銨陽離子，但也經常使用磷鎓陽離子和锍陽離子。吡啶鎓和咪唑鎓的離子液體也許是最常用的陽離子。陰離子包括，但不限于，BF₄^-、PF₆^-、鹵鋁酸鹽例如Al₂Cl₇^-和Al₂Br₇^-、[(CF₃SO₂)₂N]^-、烷基硫酸根(RSO₃^-)、羧酸根(RCO₂^-)和許多其它陰離子。催化上最讓人感興趣的離子液體是衍生自鹵化銨和路易斯酸(例如AlCl₃、TiCl₄、SnCl₄、FeCl₃...等)的那些。氯鋁酸鹽離子液體也許是最常用的離子液體催化劑體系。

這類低溫離子液體或熔融鹽的實例是氯鋁酸鹽。例如，烷基咪唑鎓或吡啶鎓鹽可以與三氯化鋁(AlCl₃)混合生成熔融的氯鋁酸鹽。美國專利4,122,245討論了1-烷基吡啶鎓氯化物和三氯化鋁的熔融鹽作為電解質的用途。討論了以來自三氯化鋁和烷基吡啶鎓鹵化物的熔融鹽作為電解質的用途的其他專利是4,463,071和4,463,072。

美國專利5,104,840描述了包含至少一種二鹵化烷基鋁和至少一種季銨鹵化物和/或至少一種季銨磷鎓鹵化物的離子液體以及其作為溶劑在催化反應中的用途。

美國專利6,096,680描述了液體包合物組合物，其在Friedel-Craft反應中用作可重復使用的鋁催化劑。在一個實施方案中，該液體包合物組合物由這些組分生成，所述組分包括(i)至少一種三鹵化鋁，(ii)至少一種選自堿金屬鹵化物、堿土金屬鹵化物、堿金屬擬鹵化物、季銨鹽、季磷鎓鹽、或三元锍鹽、或上述中任意兩種或更多種的混合物，和(iii)至少一種芳烴化合物。

含鋁催化劑是用于Friedel-Craft反應中最普遍的路易斯酸催化劑之一。Friedel-Craft反應是屬于包括烷基化反應在內的更寬范疇的親電取代反應的反應。

離子液體及其制備方法的其他實例也可以在美國專利5,731,101；6,797,853和在美國專利申請出版物2004/0077914和2004/0133056中找到。

在各種商業和工業應用中，采用催化劑來提高化學反應速率。通常，希望能夠提高催化劑活性，因為催化材料一般都很昂貴。類似地，處理催化劑的設備也增加成本。催化劑活性的任何改進都會降低這些成本。活性更高的催化劑會使該催化劑在失活并需要更換或再生之前能夠使用得更久。較高的催化劑活性也會允許使用較低的反應溫度，或以增加產品產率的方式來操作。

發明概述

本發明尤其提供了活性提高的酸性離子液體催化劑的生產方法，所述方法包括在反應區內使新制的酸性離子液體催化劑、金屬和布朗斯臺德酸混合足以增加所述離子液體催化劑的活性的時間。

在一個實施方案中，本發明提供了活性提高的酸性離子液體催化劑的生產方法，所述方法包括以下步驟：在反應區內使新鮮離子液體催化劑、金屬和HCl混合足以增加所述新鮮離子液體催化劑的活性的時間，并回收處理過的離子液體催化劑的至少一部分。所述活化處理可以在中性烴(即正構鏈烷烴)的存在下進行，以輔助攪拌。在這種情況下，通過傾析或其它分離方法移出烴層，然后將所述催化劑與金屬和生成的金屬鹵化物過濾分開，由此回收處理過的催化劑。

發明詳述