[发明专利]一种双酸性离子液体催化异戊烷-丙烯合成烷基化油的方法

说明书

本发明公开了一种双酸性离子液体催化异戊烷‑丙烯合成烷基化油的方法，其特征在于以异戊烷和丙烯为反应原料，双酸性离子液体为催化剂，采用高压烷基化法合成烷基化油；其中双酸性离子液体催化剂的结构通式如下：与现有技术相比，本发明采用的催化剂同时具有‑Lewis酸性，两种类型的酸活性位点协同作用，催化活性高；催化剂与反应原料、产物不互溶，分离简单且可重复使用；本发明所采用的反应原料廉价易得，且回收简便，具有重要的实际应用价值。

技术领域

本发明属于催化技术领域，具体涉及一种双酸性离子液体催化异戊烷-丙烯合成烷基化油的方法。

背景技术

烷基化油是一种由异构烷烃与低碳烯烃在酸催化剂作用下生成的一种混合物，其成分主要是饱和烃类，因此燃烧产物清洁，燃烧热值高，同时烷基化油具有雷德蒸汽压低、不易挥发、辛烷值高等一系列优点，是一种理想的汽油调合组分。三甲基戊烷(TMPs)是烷基化油中的一种烷烃组分，其研究法辛烷值(RON)可达100，在烷基化汽油生产过程中，总是希望TMPs的选择性越大越好。随着家用汽车保有量的急剧增加，高质量汽油的需求量也与日俱增，因此，以廉价的异构烷烃与低碳烯烃合成烷基化油作为汽油的调合组分具有重要的实际意义。

工业上使用的生产烷基化油的催化剂主要是浓硫酸和氢氟酸，这两种酸催化工艺相对成熟且催化性能较好，但这两种催化剂仍存在诸多缺陷，如浓硫酸工艺酸耗量大、废酸难以处理，而氢氟酸本身极易挥发且有剧毒，一旦泄露会对环境造成巨大破坏。此外，上述两种工艺均存在严重腐蚀设备的现象，因此开发环境友好、对设备无腐蚀、酸耗低的新型催化剂至关重要。

目前，研究较多的可用于合成烷基化油的新型催化剂主要包括固体酸催化剂和离子液体催化剂两大类。其中固体酸催化剂主要包括分子筛、固体超强酸(如杂多酸)等，但这些催化剂往往存在酸强度分布不均、酸活性位点数量较少等问题，导致其反应性能不佳，且这类催化剂由于孔道结构的限制很容易在反应中积碳失活。

传统的合成烷基化油采用的反应原料为异丁烷和丁烯，由于在反应过程中异丁烷往往过量，而过量的异丁烷需要通过深冷(低于零下25℃)来回收，因此能量消耗大，而我国的C₄烃类的产量也呈现供应不足的局面，因此工艺成本也随之增加，对于新的烷基化油合成工艺的研究具有重要意义。在我国的石油炼化产业中，每年都会有大量的C₃和C₅烃类产生，这些物质的分离往往需要消耗大量的资金，如果将这些物质合理利用起来，用以生产烷基化油，能够在节约炼化尾气回收成本的同时，实现尾气的回收利用。目前以C₃和C₅烃类合成烷基化油未见报道，本发明提供的具有多种酸性位点的双酸性离子液体催化剂可以有效催化异戊烷-丙烯的烷基化反应，且异戊烷在常温下为液态，不需要通过深冷回收，可以节约大量能源，为烷基化油的合成开辟了新的途径，具有重要的经济价值。

发明内容

本发明的一个目的在于，针对现有技术的不足，提供一种双酸性离子液体催化异戊烷-丙烯反应合成烷基化油的方法。

本发明的技术方案为：反应原料采用异戊烷和丙烯，于高压反应釜中合成烷基化油，本发明采用的催化剂同时具有-Lewis酸性，两种类型的酸活性位点协同作用，催化活性高；反应原料、产物与本发明所采用的催化剂不互溶，分离简单且催化剂可重复使用；本发明所采用的反应原料廉价易得，且回收简便，合成条件温和、成本低廉，具有重要的实际意义。

本发明的具体技术方案为：.一种双酸性离子液体催化异戊烷-丙烯合成烷基化油的方法，其特征在于：以异戊烷和丙烯为反应原料，双酸性离子液体为催化剂，采用高压烷基化法合成烷基化油；其中双酸性离子液体催化剂的结构通式如下：