[发明专利]一种混合酸催化体系及在生产烷基化汽油中的应用

说明书

本发明公开了一种混合酸催化体系及在生产烷基化汽油中的应用，属于化学催化技术领域。该催化体系为将有机酸加入到浓硫酸中形成均相催化体系，其中，有机酸的加入量为1‑30wt％；该混合酸催化体系用于生产烷基化汽油的反应温度为‑5‑20℃，反应压力为0.2‑1MPa，烷烯体积比为8‑150，酸烃体积比为1‑3，反应时间为1‑15min。该催化体系可以通过有机酸的加入一方面调节催化体系的酸强度，另一方面提高异丁烷的溶解度，可以显著提高产物中碳八组分，提高产物辛烷值；同时，还具有减少副产物生成、降低酸耗等优点。

技术领域

本发明属于化学催化技术领域，具体涉及一种混合酸催化体系及在生产烷基化汽油中的应用。

背景技术

有机化合物中连在碳、氧和氮上的氢原子被烷基取代的反应为烷基化反应。烷基化广泛应用于工业过程，其中烷基化油的生产就是典型的烷基化过程，烷基化油具有无芳烃、烯烃、低硫、低雷德蒸汽压以及高辛烷值的特点，是汽油调和剂的理想组成成分。由于烷基化油具有以上诸多优良性质，烷基化油生产工艺迅速发展，成为一种高品质汽油生产的重要过程。其需求不断增加，产能增长迅速，截止2015年6月底，我国的烷基化油总产能已达约1290万吨。

目前，工业上主要采用浓硫酸和氢氟酸作为催化剂，该过程具有技术成熟，产品质量高的特点。但由于氢氟酸危险性太高，近年来新建的烷基化装置多以硫酸法为主。硫酸为催化剂的烷基化工艺是目前新建装置的主流。但硫酸法的不足在于产生废酸较多，后处理困难。因此如何改进硫酸烷基化工艺，降低酸耗，一直是国内外研究者研究的重点。

由于烷基化反应的重要性以及目前存在的问题，研究者们研究了大量的新型催化剂应用于烷基化反应。固体酸催化剂应用于烷基化反应具有产物易分离等特点，但是固体酸催化剂生产的烷基化油质量依然无法和液体酸相比，且其存在催化剂易失活以及反应产物选择性差的特点。而离子液体作为烷基化反应的催化剂是另一个研究的热点，但是，由于离子液体具有成本高、易失活以及含有氯离子的离子液体容易进入烷基化油中，腐蚀汽油发动机，这些问题的存在限制了离子液体的工业应用。而本专利提出采用三氟乙酸等有机酸和硫酸形成的混合酸作为催化剂，一方面可以通过调控酸性强度，另一方面可以提高异丁烷在硫酸中的溶解度，提高主产物选择性，降低单位质量油品酸耗，为改进硫酸烷基化反应提供了一个新的方法和手段。

发明内容

本发明针对异丁烷和丁烯烷基化汽油生产工艺的不足，提供了一种混合酸催化体系及在生产烷基化汽油中的应用，其特征在于，将有机酸加入到浓硫酸中形成均相催化体系，其中，有机酸的加入量为1-30wt％。

所述有机酸为三氯乙酸、三氟乙酸中的一种或一种以上。

一种混合酸催化体系在生产烷基化汽油中的应用，其特征在于，以异丁烷和丁烯为原料，在混合酸催化体系的催化作用下，反应生成烷基化汽油，其中，混合酸和烃类的体积比为1-3，原料中烷烃和烯烃的体积比为8-150。

所述催化反应的反应温度为-5-20℃，反应时间为1-15min，反应压力为0.2-1MPa。

本发明的有益效果为：(1)通过有机酸的加入一方面调节催化体系的酸强度，另一方面提高异丁烷的溶解度；(2)烷基化油产物中碳八组分的选择性高，副产物生成量少；(3)混合酸催化体系可以循环使用，降低酸耗。

具体实施方式

本发明提供了一种混合酸催化体系及在生产烷基化汽油中的应用，下面通过具体实例对本发明进行进一步说明，但并不因此而限制本发明的内容。

实施例中，反应产物采用GC7890A安捷伦气相色谱仪进行定量分析，FID检测器，色谱柱为毛细管柱。

对比例