離子液體催化劑的再生方法
【專利說明】離子液體催化劑的再生方法 發(fā)明領(lǐng)域
[0001 ] 本發(fā)明提供離子液體催化劑的再生方法。
[0002] 發(fā)明背景
[0003] 對于烷基化物燃料調(diào)和原料的需求日增。作為燃料調(diào)和成分，烷基化物兼有低 蒸氣壓、無硫、無烯烴或芳烴且高辛烷值的特性。烷基化物中最理想的成分為三甲基戊烷 (TMP)，其研宄辛烷值（RON)大于100。這類烷基化物成分可以通過使異丁烷與丁烯在合適 的酸性催化劑如HF或硫酸存在下反應(yīng)來生產(chǎn)，盡管也報(bào)道過其他催化劑如固體酸催化劑。 近來，作為HF和硫酸催化的烷基化方法的替代，已經(jīng)提出異鏈烷烴與烯烴用酸性離子液體 催化劑的烷基化。
[0004] 例如，US7285698公開了制造烷基化油的方法，其采用復(fù)合離子液體催化劑使異丁 烷與丁烯反應(yīng)。在US7285698的方法中，將異丁烷和丁烯供給反應(yīng)器，通過使反應(yīng)物與復(fù) 合離子液體在烷基化條件下接觸形成烷基化物。分離反應(yīng)器排出物，將離子液體相再循環(huán) 至反應(yīng)器，而烴相進(jìn)行處理以回收烷基化物。然而，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)在離子液體烷基化方法操作過 程中形成固體。隨著反應(yīng)進(jìn)行，這些固體在反應(yīng)區(qū)中積聚，可能導(dǎo)致通路和/或閥阻塞。在 W02011/015639中，描述了在離子液體烷基化方法過程中形成的固體的清除方法。按照該方 法，完全清除固體并棄去。這在經(jīng)濟(jì)上是不利的，而且從環(huán)境角度來看是非常不合意的。因 此，需要離子液體烷基化方法中形成的固體（至少部分）再生。
[0005] 發(fā)明概述
[0006] 現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)其中將復(fù)合離子液體用作催化劑的離子液體烷基化方法（例如參見 W02011/015639)操作過程中形成的固體可以再生成復(fù)合離子液體 [0007]因此，本發(fā)明提供再生方法，由其中將第一離子液體用作催化劑的離子液體烷基 化方法中形成的固體生產(chǎn)再生的離子液體催化劑，該第一離子液體為包含銨陽離子和陰離 子為衍生自兩種或更多種金屬鹽的復(fù)合配位陰離子的復(fù)合離子液體，其中至少一種金屬鹽 為鋁鹽而任何其他的金屬鹽為選自元素周期表第IB族元素、元素周期表第IIB族元素和元 素周期表過渡元素的金屬的鹽，該再生方法包括：
[0008] (a)從烷基化方法的反應(yīng)區(qū)清除固體，和
[0009] (b)隨后用第二離子液體處理該固體，該第二離子液體由作為陽離子的銨鹽和作 為陰離子的與第一離子液體中存在的鋁鹽相同的鋁鹽制成。
[0010] 通過除去至少一部分在烷基化反應(yīng)過程中形成的固體，防止了固體在反應(yīng)區(qū)積 聚。因而，該方法不受固體污染也不受其阻礙。此外，通過再生該固體以產(chǎn)生再生催化劑并 將該催化劑再用于烷基化方法中，可以降低方法的環(huán)境影響和成本。
[0011] 發(fā)明詳述
[0012] 在其中通過使異鏈烷烴與烯烴、特別是異丁烷與丁烯反應(yīng)制備烷基化物的方法中 形成用于本發(fā)明再生方法的固體。所得的烷基化物特別適合于汽油調(diào)和目的或者適合用于 航空汽油生產(chǎn)。在烷基化方法中，將異鏈烷烴和烯烴供給反應(yīng)區(qū)。在反應(yīng)區(qū)中，使包含異鏈 烷烴和烯烴的烴混合物與適合烷基化的催化劑接觸。該烴混合物包含典型地從外部供應(yīng)的 烯烴，即，新鮮的烯烴，并包含異鏈烷烴。異鏈烷烴可以是從外部供應(yīng)的異鏈烷烴，即，新鮮 的異鏈烷烴，和/或由該方法的任何其他部分再循環(huán)的異鏈烷烴。可以將（新鮮的）異鏈 烷烴和烯烴分開供給該方法，然而典型地將（新鮮的）異鏈烷烴和（新鮮的）烯烴作為包 含異鏈烷烴和烯烴的混合物供給反應(yīng)區(qū)。
[0013] 在本發(fā)明的烷基化方法中，催化劑為包含離子液體（在下文也稱作催化劑）的復(fù) 合混合物。本領(lǐng)域已知離子液體催化烷基化反應(yīng)的能力。用于本發(fā)明烷基化方法的催化劑 為復(fù)合離子液體，其包含衍生自含烷基的胺、咪唑鑰或吡啶的氫鹵化物的陽離子。優(yōu)選地， 該陽離子包含銨鹽，例如以四個(gè)取代基飽和的氮原子，取代基中至少有一個(gè)氫原子和一個(gè) 烷基。更優(yōu)選地，該烷基取代基為選自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基的至少一種。優(yōu) 選的銨陽離子的實(shí)例包括三乙基銨（NEt3H+)和甲基二乙基銨陽離子（MeNEt2H+)、其中氮為 環(huán)狀結(jié)構(gòu)一部分的陽離子（例如在哌啶和吡咯烷中那樣）或
[0014]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 再生方法，由其中將第一離子液體用作催化劑的離子液體烷基化方法中形成的固體 生產(chǎn)再生的離子液體催化劑，該第一離子液體為包含銨陽離子和陰離子為衍生自兩種或更 多種金屬鹽的復(fù)合配位陰離子的復(fù)合離子液體，其中至少一種金屬鹽為鋁鹽而任何其他的 金屬鹽為選自元素周期表第IB族元素、元素周期表第IIB族元素和元素周期表過渡元素的 金屬的鹽， 該再生方法包括： (a) 從烷基化方法的反應(yīng)區(qū)清除固體，和 (b) 隨后用第二離子液體處理該固體，該第二離子液體由作為陽離子的銨鹽和作為陰 離子的與第一離子液體中存在的鋁鹽相同的鋁鹽制成。
2. 權(quán)利要求1的方法，其中在步驟（a)中將至少一部分烷基化方法的反應(yīng)混合物作為 包含固體的排出物從反應(yīng)區(qū)取出，接著在分離器單元中將該排出物分離成富催化劑相和富 烴相，隨后通過過濾、沉淀或離心從富催化劑相中除去固體。
3. 權(quán)利要求1或2的方法，其中在步驟（b)中以糊形式處理固體。
4. 權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)的方法，其中第二離子液體的陽離子與第一離子液體中存在的 陽咼子相同。
5. 權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)的方法，其中第一離子液體中的陰離子為衍生自氯化鋁（III) 和氯化亞銅（I)的復(fù)合配位陰離子。
6. 權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)的方法，其中第二離子液體的陰離子衍生自氯化鋁（III)。
7. 權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)的方法，其中第二離子液體中鋁鹽與銨鹽的摩爾比為1. 3-2. 2， 優(yōu)選 1. 6-2. 0,更優(yōu)選 1. 6-1. 8。
8. 權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)的方法，其中第一離子液體中的陽離子和第二離子液體中的陽 離子衍生自三乙基銨鹽，優(yōu)選衍生自三乙基氯化銨。
9. 權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)的方法，其中步驟（b)中將固體在15-100°C、優(yōu)選20-80°C、最 優(yōu)選25°C -45°C的溫度下，與第二離子液體一起攪拌。
10. 包含如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的再生方法的離子液體烷基化方法，其中在該再生方 法之后將（至少一部分）再生的離子液體催化劑再循環(huán)至烷基化方法的反應(yīng)區(qū)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及再生方法，由其中將第一離子液體用作催化劑的離子液體烷基化方法中形成的固體生產(chǎn)再生的離子液體催化劑，該第一離子液體為包含銨陽離子和陰離子為衍生自兩種或更多種金屬鹽的復(fù)合配位陰離子的復(fù)合離子液體，其中至少一種金屬鹽為鋁鹽而任何其他的金屬鹽為選自元素周期表第IB族元素、元素周期表第IIB族元素和元素周期表過渡元素的金屬的鹽，該再生方法包括：(a)從烷基化方法的反應(yīng)區(qū)清除固體，和(b)隨后用第二離子液體處理該固體，該第二離子液體由作為陽離子的銨鹽和作為陰離子的與第一離子液體中存在的鋁鹽相同的鋁鹽制成。本發(fā)明的方法提供與現(xiàn)有技術(shù)已知的方法相比在更少影響環(huán)境的情況下更有效地運(yùn)行離子液體烷基化方法的手段。
【IPC分類】B01J31-02, C07C9-12, B01J31-30, C10G50-00, B01J31-40, C07C2-58
【公開號】CN104582844
【申請?zhí)枴緾N201280068597
【發(fā)明人】張睿, 劉植昌, 徐春明, 孟祥海, 皮特·安東·奧古斯特·克律森爾
【申請人】中國石油大學(xué)(北京), 國際殼牌研究有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2012年12月28日