[發明專利]一種烷基化催化劑及其應用

在審

• 申請號: 201810064801.2
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108160111A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 張鎖江;劉瑞霞;唐紅果;張瑞銳;劉曉敏;楊志強;張洪華
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: B01J31/02
• 分類號: B01J31/02;C10G50/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明涉及石油化工催化領域，提供了一種烷基化催化劑，所述催化劑為有機物和復合離子液體的混合物，所述有機物為苯類和胺類有機物中的至少一種，所述復合離子液體的陽離子為季胺類、咪唑類、酰胺類化合物中的至少一種，陰離子為鋁和銅的鹵化物。以及所述烷基化催化劑催化C4烷基化的方法，其包括如下步驟：將復合離子液體和有機物加入到反應釜中，通入異丁烷和C4烯烴進行烷基化反應，獲得烷基化油；其中，所述有機物為苯類和胺類有機物中的至少一種，所述復合離子液體的陽離子為季胺類、咪唑類、酰胺類化合物中的至少一種，陰離子為鋁和銅的鹵化物。本發明使C4烷基化反應有較高的選擇性，提高了烷基化油的辛烷值，也進一步提高了產品的收率；同時，減少了催化劑的用量，降低了成本，生產操作簡單，減少了對環境的污染，利于環保。

技術領域

本發明屬于石油化工催化領域，具體涉及一種烷基化催化劑及其應用。

背景技術

C4烷基化是指異丁烷與C4烯烴在酸的催化作用下生成烷基化汽油的過程，所得的烷基化汽油具有高辛烷值和低Reid蒸汽壓，由飽和烯烴組成，不含芳烴、烯烴和硫，是新配方汽油最理想的調和組分，被稱為清潔烷基汽油。目前，已經工業化的烷基汽油生產工藝主要采用硫酸和氫氟酸作為催化劑，存在廢酸排放量大，環境污染嚴重和生產設備腐蝕等問題。固體酸催化劑如沸石、固體超強酸等，存在失活較快、反應條件較為苛刻的缺點，難以進行工業化生產。

離子液體是一類完全由陰陽離子組成的新興液體材料，具有環境友好、腐蝕性低、毒性小、酸性和物理化學性質可調整、易于產品分離、循環利用率高等特點。酸性離子液體催化烷基化制備烷基化油已成為近年來先進液體酸烷基化技術的主要發展方向。

近些年來，以離子液體作為催化劑或者添加劑進行烷基化反應的專利和文章很多，如中國專利CN106939173A主要以傳統酸為基礎，在強酸中添加離子液體，既避免了大量離子液體的使用，又提高了催化效果；美國專利US7285698、中國專利CN1203032C、CN102108306A等主要以氯鋁酸離子體復合多種氯化物金屬為催化劑進行烷基化反應，并且得到很好地效果，但是辛烷值仍有待提高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服傳統液體酸和固體酸催化C4烷基化的缺陷，提供一種烷基化催化劑及其應用。

本發明提供一種烷基化催化劑，其中，所述催化劑為有機物和復合離子液體的混合物，所述有機物為苯類和胺類有機物中的至少一種，所述復合離子液體的陽離子為季胺類、咪唑類、酰胺類化合物中的至少一種，陰離子為鋁和銅的鹵化物。

本發明還提供上述烷基化催化劑催化C4烷基化的方法，其包括如下步驟：

將復合離子液體和有機物加入到反應釜中，通入異丁烷和C4烯烴進行烷基化反應，獲得烷基化油；

其中，所述有機物為苯類和胺類有機物中的至少一種，所述復合離子液體的陽離子為季胺類、咪唑類、酰胺類化合物中的至少一種，陰離子為鋁和銅的鹵化物。

本發明所提供的烷基化催化劑催化C4烷基化，提高了C4烷基化反應的的選擇性，獲得辛烷值較高的烷基化油，也進一步提高了產品的收率。重組分含量減少10—20％，C8選擇性可以達到65—90％，其中高辛烷值的TMP的比例明顯提高，所得烷基化油的辛烷值相比單一離子液體得到的烷基化油有大幅提高。同時，還可以減少催化劑的用量，降低了成本，生產操作簡單，減少了對環境的污染，利于環保。

附圖說明

圖1為不同條件下烷基化反應得到的烷基化油的辛烷值。

具體實施方式

為了更清楚的展示本發明的目的、技術方案及優點，結合以下附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，不能理解為對本發明實施范圍的限定。