專利名稱：異丁烷與丁烯烷基化反應(yīng)用樹脂催化劑及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種樹脂催化劑的方法，特別是一種異丁烷與丁烯的烷基化反應(yīng)用樹脂催化劑及其制作方法。
背景技術(shù)：
在煉油工業(yè)中，烷基化反應(yīng)是指以異丁烷為原料，在強(qiáng)酸的作用下，與烯烴反應(yīng)生成烷基化油。由于烷基化油是一種非烯烴、非芳烴、低硫、較低蒸汽壓、高辛烷值的烷烴混合物，因此是一種理想的汽油調(diào)和組分。烷基化工藝可分為液體酸烷基化工藝和固體酸烷基化工藝。目前應(yīng)用最廣泛的是液體酸烷基化工藝及其改進(jìn)工藝。工業(yè)上廣泛采用的液體酸烷基化工藝包括H2SO4法烷基化和HF法烷基化，由于在工藝上兩種烷TH基化工藝各具特點(diǎn)，從基建投資、產(chǎn)品收率和產(chǎn)品質(zhì)量等方面比較也都十分接近，因此兩種方法長(zhǎng)期共存。硫酸和氫氟酸雖然烷基化油產(chǎn)率高，選擇性好，但由于酸烴互溶性差、腐蝕性強(qiáng)、油品和催化劑分離困難，而且耗酸量大， 環(huán)境污染嚴(yán)重，因此其應(yīng)用受到很大限制。目前，人們正積極研制開發(fā)清潔、安全的固體酸烷基化工藝，因?yàn)楣腆w酸工藝的安全性及方便性遠(yuǎn)優(yōu)于液體酸烷基化工藝，并且，固體酸烷基化工藝生產(chǎn)的烷基化油的質(zhì)量可以達(dá)到或超過液體酸烷基化工藝生產(chǎn)的烷基化油的質(zhì)量，所以固體烷基化工藝受到了各國(guó)的重視。CN1229695A—種固體超強(qiáng)酸及其制備，對(duì)々_71^\型固體超強(qiáng)酸催化劑做了大量的研究工作。認(rèn)為具有合適分子型結(jié)構(gòu)的酸根離子(A_n)與金屬氧化物可以在高溫下生成固體超強(qiáng)酸，并對(duì)生成的機(jī)理作出了解釋，研究開發(fā)了此類催化劑的制備方法，確定了制備 A^VMxOy型固體超強(qiáng)酸材料的最佳工藝條件。USP385534報(bào)道大孔聚苯乙烯磺酸樹脂和BF3結(jié)合得到的分子化合物具有低溫活性，可使異丁烷和丁烯在常溫下烷基化，BF3/大孔聚苯乙烯磺酸樹脂酸性強(qiáng)、活性高，但由于BF3易于流失使反應(yīng)只能穩(wěn)定幾分鐘。德國(guó)的魯奇和南方化學(xué)公司開發(fā)了固體酸催化的烷基化工藝。催化劑由八面沸石制得，足夠強(qiáng)的質(zhì)子酸濃度高，路易斯酸中心的濃度很小，也有加氫功能。UOP公司的 Alkylene工藝催化劑的牌號(hào)是HAL-100，用堿金屬離子和加氫金屬如Ni、Pd或PI改性的氧化鋁擔(dān)載的A1C13。US5986158報(bào)道阿克蘇諾貝爾和ABB魯姆斯公司最近介紹了固體酸催化的烷基化工藝，采用的是用氧化鋁作粘結(jié)劑的Pt/超穩(wěn)Y型沸石。以上固體酸催化劑所面臨的主要問題是催化劑的壽命太短或選擇性不好或再生困難，因此，為解決這些問題就必須繼續(xù)尋找性能優(yōu)良的新型催化材料，并在設(shè)計(jì)催化劑時(shí)與工程技術(shù)開發(fā)積極配合，以期研制開發(fā)出一種安全、清潔、產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良的固體酸烷基化工藝
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在干提出一種用于異丁烷與丁烯的烷基化反應(yīng)的樹脂催化劑，催 化活性高，壽命長(zhǎng)，選擇性好。本發(fā)明的另ー個(gè)目的在于提供所述樹脂催化劑的制備方法。本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的提供一種用于異丁烷與丁烯的烷基化反應(yīng)的樹脂催化劑，是由苯乙烯、ニ乙烯苯 和N-W-(磺酰胺)苯基]丙烯酰胺3種單體通過懸浮聚合，然后再經(jīng)提蠟、磺化、掛檔而得 到的，所述樹脂催化劑骨架上同時(shí)帶有磺酸基團(tuán)及磺酰胺基團(tuán)；所述的磺酰胺)苯基]丙烯酰胺分子式為C9HltlN2O3S,結(jié)構(gòu)如下式⑴所
示
權(quán)利要求
1. 一種用于異丁烷與丁烯的烷基化反應(yīng)的樹脂催化劑，其特征在于，它是由苯乙烯、二乙烯苯和N-[4-(磺酰胺)苯基]丙烯酰胺3種單體通過懸浮聚合，然后再經(jīng)提蠟、磺化、掛檔而得到的，所述樹脂催化劑骨架上同時(shí)帶有磺酸基團(tuán)及磺酰胺基團(tuán)；所述的N-[4-(磺酰胺)苯基]丙烯酰胺分子式為C9HltlN2O3S,結(jié)構(gòu)如下式⑴所示1.懸浮聚合 1.1.水相的配制在反應(yīng)釜中，按照以下配比加入純水、有機(jī)化學(xué)分散劑和無機(jī)分散劑，攪拌均勻組分重量份純水1000有機(jī)化學(xué)分散劑2-10無機(jī)分散劑5-151.2.油相的配制按下面的比例，將苯乙烯、二乙烯苯、N-[4-(磺酰胺)苯基]丙烯酰胺在燒杯中混合，再加入過氧化物引發(fā)劑、致孔劑，攪拌均勻； 其中單體配比為組分重量份苯乙烯100二乙烯苯10-20N-[4-(磺酰胺)苯基]丙烯酰胺5-10致孔劑10-40過氧化物引發(fā)劑21. 3.聚合反應(yīng)將步驟1. 2的燒杯中配好的油相溶液加到步驟1. 1中配制好的水相中，先慢后快的進(jìn)行攪拌，攪拌的同時(shí)，先升溫至80°C反應(yīng)6h，再升溫至85°C反應(yīng)2h，最后升溫至95°C反應(yīng) 6h，反應(yīng)結(jié)束后得到微球，80°C水洗微球至水清澈，得中間產(chǎn)品1 ；
2.提蠟將中間產(chǎn)品1烘干，篩分，用汽油提蠟，得中間產(chǎn)品2 ；3.磺化將中間產(chǎn)品2按照以下配比加入濃度為100%-105%的硫酸，逐漸升溫，取中間樣測(cè)交換容量至≥4. 8mmol/g時(shí)停止反應(yīng)，得到中間產(chǎn)品3 ；組分 重量份中間產(chǎn)品2 100硫酸 300-500 4.掛檔轉(zhuǎn)型將中間產(chǎn)品3進(jìn)行掛檔處理，其中第一檔酸為比重1. 8的酸，第二檔為比重1. 7的酸， 逐檔遞減，每一檔降比重0. 1，需要掛檔9次，每檔掛1小時(shí)，掛完檔后，用大量水洗，得到用于異丁烷與丁烯的烷基化反應(yīng)的樹脂催化劑。
3.權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟1.1所述的有機(jī)化學(xué)分散劑選自聚乙烯醇、明膠或羥甲基纖維素中的一種或兩種以上的混合物。
4.權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟1.1所述的無機(jī)分散劑選自本領(lǐng)域常用的碳酸鹽或硫酸鹽。
5.權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟1.2所述的致孔劑選自甲苯、脂肪醇類、白油或石蠟中的一種或兩種以上的混合物。
6.權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于所述的致孔劑為白油。
7.權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于步驟1.2所述的過氧化物引發(fā)劑為過氧化苯甲酰。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于異丁烷與丁烯的烷基化反應(yīng)的樹脂催化劑，它是由苯乙烯、二乙烯苯和N-[4-(磺酰胺)苯基]丙烯酰胺3種單體通過懸浮聚合，然后再經(jīng)提蠟、磺化、掛檔而得到的，所述樹脂催化劑骨架上同時(shí)帶有磺酸基團(tuán)及磺酰胺基團(tuán)。本發(fā)明的催化劑因帶有磺酰胺基團(tuán)，呈親油性，與異丁烷和丁烯相容性提高，催化劑表面異丁烷和丁烯濃度提高，所以提高了催化活性，而且壽命長(zhǎng)，選擇性好，可在生產(chǎn)裝置推廣應(yīng)用。本發(fā)明還提供所述催化劑的制備方法。
文檔編號(hào)C08F212/08GK102319586SQ20111015639
公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月10日
發(fā)明者劉文飛, 張勇, 毛進(jìn)池, 王金明 申請(qǐng)人:凱瑞化工股份有限公司