[发明专利]类离子液体及其制备方法和在制备烷基化油中的应用

说明书

本发明提供一种类离子液体及其制备方法和在制备烷基化油中的应用。将酰胺化合物与第一金属化合物和一种以上第二金属化合物进行反应，制得类离子液体。以该类离子液体作为催化剂，将异构烷烃与烯烃进行烷基化反应，分离类离子液体，制得烷基化油。本发明的类离子液体合成原料易得、合成方法简单、价格便宜，以其作为催化剂的烷基化反应选择性高，C8组分及三甲基戊烷所占比例以及烷基化油的辛烷值均有大幅提高。

技术领域

本发明涉及一种类离子液体，特别是涉及一种类离子液体及其制备方法和在制备烷基化油中的应用。

背景技术

随着人们对环境保护的日益重视，汽油质量向无铅、低烯烃和芳烃含量、低蒸汽压、低敏感性、高辛烷值方向发展并不断提高。在这种情况下，向汽油中调入烷基化油是维持汽油高辛烷值、低敏感性与低蒸汽压的一种有效方法。

目前，工业上烷基化工艺所采用的催化剂主要为浓硫酸、氢氟酸等液体强酸。然而，氢氟酸有剧毒、且易挥发形成气溶胶，一旦泄露将给生产环境和周围生态环境造成严重危害；以浓硫酸作为催化剂废酸排放量大，且会严重腐蚀设备，后续处理难度大。在环保法规日益严格的大趋势下，烷基化油的优势更加突出，而浓硫酸、氢氟酸等传统催化剂的缺陷也日益突出。因此，研究开发新一代高效和环保的烷基化反应催化剂，是亟待解决的问题。

固体酸催化剂作为近年来逐渐发展起来的新型烷基化催化剂，与浓硫酸、氢氟酸等传统催化剂相比，具有挥发性低、腐蚀性低、污染小等优点。然而，固体酸催化剂表面中心的性质和空间位阻效应，使形成正碳离子所需的温度比浓硫酸、氢氟酸等传统催化剂高，而异构的正碳离子不容易生成和稳定存在；并且，正碳离子十分容易与烯烃进一步反应而生成聚烯烃，从而导致聚烯烃类副产物的大量生成。此外，固体酸催化剂还具有易结焦失活、催化反应选择差等缺陷。

离子液体因具有腐蚀性低、酸性可调节、易与产品分离、循环利用率高等优点，使其成为一类可替代氢氟酸、浓硫酸等传统催化剂的新型催化剂。公告号为CN1203032的中国专利公开了一种以复合离子液体为催化剂制备烷基化油剂的方法，该复合离子液体催化剂阳离子来源于含烷基的胺的氢卤化物或吡啶的氢卤化物，而阴离子是两种或两种以上金属化合物制得的复合阴离子。尽管采用该复合离子液体催化制备的烷基化油剂中C8组分及三甲基戊烷(TMP)所占比例有所提高，然而离子液体的合成对合成原料要求较高，合成方法较为复杂，并且价格相对昂贵；此外，以该离子液体催化的烷基化反应的选择性有限，且烷基化油剂的辛烷值还有待进一步提高。

发明内容

本发明提供一种类离子液体及其制备方法和在制备烷基化油中的应用，以该类离子液体催化的烷基化反应的选择性高，C8组分及三甲基戊烷所占比例以及烷基化油的辛烷值均有大幅提高，此外该类离子液体的合成原料更加易得、合成方法简单且价格便宜。

本发明提供一种类离子液体的制备方法，将酰胺化合物与第一金属化合物和一种以上第二金属化合物进行反应。

在本发明中，对第二金属化合物的数量不作严格限制，例如可以为一种至三种。并且，可以采用常规方法制备所述类离子液体。

在一实施方式中，类离子液体的制备方法包括如下步骤：

以烃作为溶剂，在保护气氛下，将酰胺化合物加入到第一金属化合物中，室温搅拌后升温至80-180℃，继续搅拌至完全反应，分离烃，得到反应物；

在保护气氛下，向上述反应物中加入一种以上第二金属化合物，保持温度不变或继续升温至不超过180℃，继续搅拌至完全反应，得到类离子液体；

其中，所述烃选自碳数2-10的直链烷烃、碳数2-10的支链烷烃和碳数6-12的芳烃中的一种或多种。