[發(fā)明專利]用于C5/C6烷烴異構(gòu)化的離子液體催化劑及其制備和使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410172912.7
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103934023A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏道宏;周文博;于建寧;朱麗君;劉咸尚;蔡婷婷;周玉路;項(xiàng)玉芝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: B01J31/02
• 分類號: B01J31/02;C07C211/09;C07C209/00;C07C9/18;C07C9/16;C07C5/27
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于輕質(zhì)烷烴異構(gòu)化領(lǐng)域，具體涉及一種用于催化C5/C6烷烴異構(gòu)化的雙陽離子液體催化劑及其制備和使用方法。?

背景技術(shù)

隨著我國石油工業(yè)的不斷發(fā)展，環(huán)保意識的不斷提高，國內(nèi)車用汽油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提高，在這種背景下，發(fā)展高辛烷值清潔油品的生產(chǎn)技術(shù)勢在必行。目前，用于生產(chǎn)高辛烷值汽油及其組分的工藝主要有催化重整、醚化、烷基化以及異構(gòu)化。其中，異構(gòu)化技術(shù)因?yàn)榫哂胁僮黛`活、投資少，污染低的優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用。對輕質(zhì)烷烴尤其是C5/C6烷烴進(jìn)行異構(gòu)化制備得到的異構(gòu)化油是非常優(yōu)良的汽油調(diào)和組分，例如正己烷的研究法辛烷值(RON)為24.8，而經(jīng)異構(gòu)化得到的2,2-二甲基丁烷的RON可達(dá)到91.8。?

離子液體是近年來發(fā)展迅速的一類綠色催化劑，異構(gòu)化是離子液體的重要用途之一。目前被用于異構(gòu)化的離子液體主要有烷基咪唑、吡啶、季銨鹽類等。如中國專利文獻(xiàn)CN102492462A公開了一種離子液體-固體超強(qiáng)酸催化輕烴異構(gòu)化的方法，該方法先使用三乙胺氯鋁酸鹽離子液體對直鏈烷烴進(jìn)行一次異構(gòu)化，再使用固體超強(qiáng)酸對一次異構(gòu)化的產(chǎn)物進(jìn)行二次異構(gòu)化，最終制備得到異構(gòu)化烴的體積收率可達(dá)100％。上述烷基胺鹽氯鋁酸類離子液體是研究較多的離子液體之一，但其存在的技術(shù)問題在于，由于上述離子液體參與的是液液反應(yīng)，因此反應(yīng)完成后的產(chǎn)物通常難以分離完全。?

為了解決這種產(chǎn)物不易分離的問題，現(xiàn)有技術(shù)開始使用固相化的離子液體催化劑進(jìn)行異構(gòu)化反應(yīng)，如中國專利文獻(xiàn)CN103373886A公開了一種用于正構(gòu)烷烴異構(gòu)化的固相催化劑，這種固相催化劑的制備方法為：利用浸漬法將酸性離子液體浸漬到SiO₂、Al₂O₃、HZSM-5或者SBA-15上；或者利用化學(xué)嫁接法將鹵化的硅酸脂和甲基咪唑反應(yīng)，接著再同Lewis酸反應(yīng)，得到含有硅酸脂的Lewis酸離子液體，離子液體上的硅酸脂和載體上的Si-OH基進(jìn)行反應(yīng)，從而將Lewis酸型離子液體固相化到載體上。?

上述現(xiàn)有技術(shù)通過使用固相催化劑，使得異構(gòu)化反應(yīng)生成的液相產(chǎn)物非常易于和固相催化劑分離，從而有效解決了離子液體難以分離的問題。但是使用固相催化劑進(jìn)行異構(gòu)化反應(yīng)時(shí)存在的缺陷在于：液-固兩相間的反應(yīng)過程要比液-液相反應(yīng)復(fù)雜的多，液-固相間的擴(kuò)散、吸附等因素均會對反應(yīng)速率產(chǎn)生影響，從而導(dǎo)致異構(gòu)化反應(yīng)不穩(wěn)定且難以控制。目前技?術(shù)中，異構(gòu)化產(chǎn)物分布情況也不利于提高異構(gòu)化產(chǎn)物的辛烷值。因此，如何在保證反應(yīng)穩(wěn)定性的前提下還能夠?qū)崿F(xiàn)催化劑與異構(gòu)化產(chǎn)物的良好分離，而且得到具有較高辛烷值的異構(gòu)化油，是現(xiàn)有技術(shù)尚未解決的難題。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的是現(xiàn)有技術(shù)中用于異構(gòu)化的離子液體催化劑存在的不易分離的問題，進(jìn)而提供一種既具有優(yōu)異的異構(gòu)化效果同時(shí)又易于與產(chǎn)物分離的離子液體催化劑。同時(shí)有效改善異構(gòu)化產(chǎn)物的分布情況，進(jìn)一步提高異構(gòu)化產(chǎn)物的辛烷值。?

本發(fā)明中所述異構(gòu)化催化劑及其制備和使用方法的技術(shù)方案為：?

一種用于C5/C6烷烴異構(gòu)化的離子液體催化劑，所述催化劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：?

其中，R₁和R₂分別為C2-C9直鏈烷基中的任意一種；X₁和X₂分別為AlCl₄^-和Al₂Cl₇^-中的任意一種，或者X₁和X₂分別為AlCl₃Br^-和Al₂Cl₆Br^-中的任意一種。?

所述R₁和R₂為相同的烷基。?

所述R₁和R₂為正丁基，X₁和X₂分別為AlCl₄^-或Al₂Cl₇^-中的任意一種。?

所述R₁和R₂為不同的烷基。?

所述離子液體催化劑的制備方法，包括如下步驟：?

(1)將摩爾比為1:5-1:1的四甲基乙二胺與C2-C9直鏈一鹵代烷中的任意一種溶解在無水乙醇中，在60-120℃條件下進(jìn)行反應(yīng)；?