一種硫酸催化復(fù)合物及在生產(chǎn)烷基化汽油中的應(yīng)用
【專利摘要】本發(fā)明屬于化學(xué)催化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硫酸催化復(fù)合物及在生產(chǎn)烷基化汽油中的應(yīng)用。使用酰胺類物質(zhì)作為添加劑加入到濃硫酸中，得到所述硫酸催化復(fù)合物，其中添加劑的含量為0.5wt％?10wt％。本發(fā)明以酰胺類物質(zhì)作為添加劑，價(jià)格低廉；烷基化油產(chǎn)物中碳八組分的選擇性高，副產(chǎn)物生成量少；催化體系可以循環(huán)使用，降低了酸耗；反應(yīng)體系對(duì)設(shè)備腐蝕性低。
【專利說明】
一種硫酸催化復(fù)合物及在生產(chǎn)烷基化汽油中的應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于化學(xué)催化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硫酸催化復(fù)合物及在生產(chǎn)烷基化汽 油中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 烷基化過程是烷烴和烯烴在酸性催化劑的作用下，烷烴中活潑氫原子的位置由烯 烴取代的化學(xué)反應(yīng)。烷基化廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程，其中烷基化油的生產(chǎn)就是典型的烷基化 過程，烷基化油具有無芳烴、烯烴、低硫、低雷德蒸汽壓以及高辛烷值的特點(diǎn)，是汽油調(diào)和劑 的理想組成成分。由于具有以上諸多優(yōu)良性質(zhì)，烷基化油生產(chǎn)工藝迅速發(fā)展，成為一種高品 質(zhì)汽油生產(chǎn)的重要過程。
[0003] 目前，濃硫酸和氫氟酸是工業(yè)上生產(chǎn)烷基化油的催化劑。雖然氫氟酸的催化效果 好，產(chǎn)品質(zhì)量高，但由于其危險(xiǎn)性太高，近年來新建的烷基化裝置多以硫酸法為主。硫酸法 的不足在于產(chǎn)生廢酸較多，后處理困難，因此如何改進(jìn)硫酸烷基化工藝，降低酸耗，一直是 石油工業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。
[0004] 針對(duì)硫酸烷基化存在的問題，目前的改進(jìn)主要有強(qiáng)化酸烴混合和使用添加劑兩個(gè) 方面。目前報(bào)道的添加劑主要包括環(huán)丁砜、有機(jī)季銨鹽、2-萘磺酸和表面活性劑等，這些添 加劑不僅分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且價(jià)格昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種硫酸催化復(fù)合物及在生產(chǎn)烷基化汽油中 的應(yīng)用，具體技術(shù)方案為：
[0006] -種硫酸催化復(fù)合物:使用酰胺類物質(zhì)作為添加劑加入到濃硫酸中，得到所述硫 酸催化復(fù)合物。所述添加劑通過調(diào)控酸的強(qiáng)度和提高異丁烷在硫酸中的溶解度，提升了烷 基化油中碳八組分的選擇性，提高了辛烷值。
[0007] 所述添加劑為己內(nèi)酰胺、甲基己內(nèi)酰胺和乙基己內(nèi)酰胺中的一種或一種以上。
[0008] 所述硫酸催化復(fù)合物中，添加劑含量為0.5wt%_10wt%。
[0009]如上所述的硫酸催化體系在生產(chǎn)烷基化汽油中的應(yīng)用：以異丁烷和丁烯為原料， 在硫酸催化復(fù)合物的催化下，反應(yīng)生成烷基化油，其中硫酸催化復(fù)合物與原料的酸烴比為 1-3;反應(yīng)溫度為5-20°C，反應(yīng)時(shí)間為l-15min;原料的烷烯比為10-150。
[0010] 具體過程為:通過栗在攪拌釜中加入硫酸催化復(fù)合物，通入氮?dú)馀趴?，并控制反?yīng) 釜在0.3MPa的壓力下，開啟攪拌，轉(zhuǎn)速為1000r/min;待達(dá)到反應(yīng)溫度后，通過栗加入異丁烷 和丁烯進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后停止攪拌，打開放空閥，開啟攪拌釜，加入萃取劑，取樣，色譜 分析產(chǎn)物中各組分的含量。
[0011] 本發(fā)明的有益效果為：（1)酰胺類物質(zhì)是一種重要的有機(jī)化工原料，本發(fā)明以酰胺 類物質(zhì)作為添加劑，價(jià)格低廉；（2)使用己內(nèi)酰胺等物質(zhì)作為添加劑，一方面可以提高異丁 烷在硫酸中的溶解度，另一方面可以調(diào)控酸性強(qiáng)度，己內(nèi)酰胺和硫酸可以形成己內(nèi)酰胺硫 酸鹽，該鹽性質(zhì)穩(wěn)定;烷基化油產(chǎn)物中碳八組分的選擇性高，副產(chǎn)物生成量少；（2)催化體系 可以循環(huán)使用，降低了酸耗;（3)反應(yīng)體系對(duì)設(shè)備腐蝕性低。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面通過具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，但并不因此而限制本發(fā)明的內(nèi)容。
[0013] 實(shí)施例中，反應(yīng)產(chǎn)物采用GC7890A安捷倫氣相色譜儀進(jìn)行定量分析，F(xiàn)ID檢測(cè)器，色 譜柱為毛細(xì)管柱。
[0014] 對(duì)比例：
[0015] 首先通過栗在不銹鋼攪拌釜中加入150mL硫酸，通入氮?dú)馀趴?，并控制反?yīng)釜在 0.3MPa的壓力下，開啟攪拌，轉(zhuǎn)速為1000r/min。待反應(yīng)釜的溫度為12°C時(shí)，通過栗加入烷烯 比為100:1的異丁烷和丁烯的混合物料1 OOmL。反應(yīng)10.5min后，停止攪拌，打開放空閥，開啟 攪拌釜，加入一定量萃取劑，取樣，色譜分析產(chǎn)物中各組分的含量。
[0016] 實(shí)施例1:
[0017] 首先通過栗在不銹鋼攪拌釜中加入150mL含有0.5wt %己內(nèi)酰胺的硫酸，通入氮?dú)?排空，并控制反應(yīng)釜在〇.3MPa的壓力下，開啟攪拌，轉(zhuǎn)速為1000r/min。待反應(yīng)釜的溫度為12 °(：時(shí)，通過栗加入烷烯比為100:1的異丁烷和丁烯（1-丁烯、2-丁烯或異丁烯）的混合物料 100mL。反應(yīng)10.5min后，停止攪拌，打開放空閥，開啟攪拌釜，加入一定量萃取劑，取樣，色譜 分析產(chǎn)物中各組分的含量。
[0018] 實(shí)施例2:
[0019] 首先通過栗在不銹鋼攪拌釜中加入150mL含有10.Owt%己內(nèi)酰胺的硫酸，通入氮 氣排空，并控制反應(yīng)釜在〇.3MPa的壓力下，開啟攪拌，轉(zhuǎn)速為1000r/min。待反應(yīng)釜的溫度為 12°C時(shí)，通過栗加入烷烯比為50:1的異丁烷和丁烯的混合物料100mL。反應(yīng)10.5min后，停止 攪拌，打開放空閥，開啟攪拌釜，加入一定量萃取劑，取樣，色譜分析產(chǎn)物中各組分的含量。
[0020] 實(shí)施例3:
[0021] 首先通過栗在不銹鋼攪拌釜中加入150mL含有l(wèi).Owt%己內(nèi)酰胺的硫酸，通入氮?dú)?排空，并控制反應(yīng)釜在0.3MPa的壓力下，開啟攪拌，轉(zhuǎn)速為1000r/min。待反應(yīng)釜的溫度為5 °(：時(shí)，通過栗加入烷烯比為10:1的異丁烷和丁烯的混合物料100mL。反應(yīng)10.5min后，停止攪 拌，打開放空閥，開啟攪拌釜，加入一定量萃取劑，取樣，色譜分析產(chǎn)物中各組分的含量。 [0022] 實(shí)施例4:
[0023] 首先通過栗在不銹鋼攪拌釜中加入150mL含有2.Owt%己內(nèi)酰胺的硫酸，通入氮?dú)?排空，并控制反應(yīng)釜在〇.3MPa的壓力下，開啟攪拌，轉(zhuǎn)速為1000r/min。待反應(yīng)釜的溫度為12 °(：時(shí)，通過栗加入烷烯比為150:1的異丁烷和丁烯的混合物料100mL。反應(yīng)10.5min后，停止 攪拌，打開放空閥，開啟攪拌釜，加入一定量萃取劑，取樣，色譜分析產(chǎn)物中各組分的含量。 [0024] 實(shí)施例5:
[0025] 首先通過栗在不銹鋼攪拌釜中加入150mL含有l(wèi).Owt%己內(nèi)酰胺的硫酸，通入氮?dú)?排空，并控制反應(yīng)釜在〇.3MPa的壓力下，開啟攪拌，轉(zhuǎn)速為1000r/min。待反應(yīng)釜的溫度為12 °(：時(shí)，通過栗加入烷烯比為100:1的異丁烷和丁烯的混合物料50mL。反應(yīng)l.Omin后，停止攪 拌，打開放空閥，開啟攪拌釜，加入一定量萃取劑，取樣，色譜分析產(chǎn)物中各組分的含量。 [0026] 實(shí)施例6:
[0027] 首先通過栗在不銹鋼攪拌釜中加入150mL含有l(wèi).Owt%己內(nèi)酰胺的硫酸，通入氮?dú)?排空，并控制反應(yīng)釜在〇.3MPa的壓力下，開啟攪拌，轉(zhuǎn)速為1000r/min。待反應(yīng)釜的溫度為20 °(：時(shí)，通過栗加入烷烯比為100:1的異丁烷和丁烯的混合物料150mL。反應(yīng)10.5min后，停止 攪拌，打開放空開啟攪拌釜，加入一定量萃取劑，取樣，色譜分析產(chǎn)物中各組分的含量。 [0028] 實(shí)施例7:
[0029] 首先通過栗在不銹鋼攪拌釜中加入150mL含有l(wèi).Owt%甲基己內(nèi)酰胺的硫酸，通入 氮?dú)馀趴?，并控制反?yīng)釜在〇. 3MPa的壓力下，開啟攪拌，轉(zhuǎn)速為1000r/min。待反應(yīng)釜的溫度 為12°C時(shí)，通過栗加入烷烯比為100:1的異丁烷和丁烯的混合物料100mL。反應(yīng)10.5min后， 停止攪拌，打開放空閥，開啟攪拌釜，加入一定量萃取劑，取樣，色譜分析產(chǎn)物中各組分的含 量。
[0030] 實(shí)施例8:
[0031] 首先通過栗在不銹鋼攪拌釜中加入150mL含有l(wèi).Owt%乙基己內(nèi)酰胺的硫酸，通入 氮?dú)馀趴?，并控制反?yīng)釜在〇. 3MPa的壓力下，開啟攪拌，轉(zhuǎn)速為1000r/min。待反應(yīng)釜的溫度 為12 °C時(shí)，通過栗加入烷烯比為100:1的異丁烷和丁烯的混合物料100mL。反應(yīng)15min后，停 止攪拌，打開放空閥，開啟攪拌釜，加入一定量萃取劑，取樣，色譜分析產(chǎn)物中各組分的含 量。
[0032]對(duì)比例和實(shí)施例1-8按照上述步驟進(jìn)行，其中所使用的添加劑、添加劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)、 烷烯比、酸烴比、反應(yīng)溫度、攪拌速度、反應(yīng)時(shí)間以及反應(yīng)后碳八組分的含量列于表1。從表1 可以看出，相比于對(duì)比例，實(shí)施例1-8的烷基化油產(chǎn)物中碳八組分的選擇性顯著提高。
[0033]表1催化體系催化異丁烷/ 丁烯烷基化反應(yīng)結(jié)果
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種硫酸催化復(fù)合物，其特征在于，使用酰胺類物質(zhì)作為添加劑加入到濃硫酸中，得 到所述硫酸催化復(fù)合物。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫酸催化復(fù)合物，其特征在于，所述添加劑為己內(nèi)酰胺、甲基 己內(nèi)酰胺和乙基己內(nèi)酰胺中的一種或一種以上。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫酸催化復(fù)合物，其特征在于，所述硫酸催化復(fù)合物中，添加 劑含量為〇 · 5wt % -10wt %。4. 權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的硫酸催化體系在生產(chǎn)烷基化汽油中的應(yīng)用，其特征在于， 以異丁烷和丁烯為原料，在硫酸催化復(fù)合物的催化下，反應(yīng)生成烷基化油，其中硫酸催化復(fù) 合物與原料的酸烴比為1 -3。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于，具體過程為:通過栗在攪拌釜中加入硫酸 催化復(fù)合物，通入氮?dú)馀趴眨⒖刂品磻?yīng)釜在〇.3MPa的壓力下，開啟攪拌，轉(zhuǎn)速為lOOOr/ min;待達(dá)到反應(yīng)溫度后，通過栗加入異丁烷和丁烯進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后停止攪拌，打開放 空閥，開啟攪拌釜，加入萃取劑，取樣，色譜分析產(chǎn)物中各組分的含量。6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的應(yīng)用，其特征在于，反應(yīng)溫度為5-20Γ，反應(yīng)時(shí)間為1-15min〇7. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的應(yīng)用，其特征在于，烷烯比為10-150。
【文檔編號(hào)】B01J31/02GK106076411SQ201610533932
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年7月7日
【發(fā)明人】駱廣生, 李蓮棠, 張吉松, 王凱
【申請(qǐng)人】清華大學(xué)