[发明专利]一种用于合成异辛烷烷基化油的催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种用于合成异辛烷烷基化油的催化剂及其制备方法和应用，所述制备方法包括如下步骤：将载体置于酸性离子液体中进行浸泡；待浸泡结束，去除未被吸附的酸性离子液体、干燥，即得所述用于合成异辛烷烷基化油的催化剂。本发明制备方法制得的催化剂能够重复利用并易于分离，使用寿命长；此外，该催化剂对设备无损害，而且催化合成的异辛烷烷基油的收率和辛烷值较高。

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，具体涉及一种用于合成异辛烷烷基化油的催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

在石油炼制工业中，异丁烷与丁烯的烷基化(又称C4烷基化或异丁烷烷基化)是生产清洁高辛烷值汽油调和组分的重要工艺过程之一。已经知道烷基化反应中使用的催化剂可以包括氰氟酸、浓硫酸和离子液体，其中氢氟酸和浓硫酸是这一工艺的传统工业催化剂。尽管氢氟酸和浓硫酸在活性、选择性和催化剂寿命上都表现出了良好的性能，但生产过程中氢氟酸和浓硫酸所造成的环境污染、设备腐蚀和人身伤害等问题，使得C4烷基化工业应用受到了很大限制。

离子液体(Ionic Liquids)作为一类新型化合物体系具有环境友好、腐蚀性低、毒性小、酸性与物理化学性质可调整、易与产品分离、循环利用率高等特点。这使其可能成为一类理想的新型催化材料来替代氢氟酸和浓硫酸等液体强酸，用来催C4烷基化反应。

中国专利CN1500764A公开了以复合离子液体为催化剂，催化异丁烷与丁烯的烷基化反应，其产品烷基化油的收率可以达到烯烃进料体积的170-180％，烷基化油中C8所占的比例可以达到60-80％，其突出的优点是C8组分中三甲基戊烷的比例达到70％以上，RON(研究法辛烷值)为93-98；但是，离子液体在用于催化烷基化反应中存在辛烷值和收率较低的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于合成异辛烷烷基化油的催化剂及其制备方法和应用，该催化剂能够重复利用并易于分离，使用寿命长；此外，该催化剂对设备无损害，而且催化异辛烷烷基油的收率和辛烷值较高。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明第一方面提供一种用于合成异辛烷烷基化油的催化剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

将载体置于酸性离子液体中进行浸泡；

待浸泡结束，去除未被吸附的酸性离子液体、干燥，即得所述用于合成异辛烷烷基化油的催化剂。

优选地，所述载体为纳米多孔二氧化硅。

优选地，所述纳米多孔二氧化硅的粒径为200～300nm。

优选地，所述酸性离子液体选自[C₄mim]HSO₄、[C₆mim]HSO₄和[C₈mim]HSO₄中的至少一种。

优选地，所述浸泡时间不低于2h。

优选地，所述干燥温度为40～60℃，时间为15～30h。

本发明第二方面提供一种上述制备方法制得的用于合成异辛烷烷基化油的催化剂。

本发明第三方面提供一种上述用于合成异辛烷烷基化油的催化剂在异辛烷烷基化油合成中的应用。

本发明第四方面提供一种异辛烷烷基化油的合成方法，所述合成方法包括如下步骤：

(a)将异构烷烃和烯烃混合，得到混合物；

(b)将混合物与权利要求7所述的用于合成异辛烷烷基化油的催化剂接触发生烷基化反应，得到异辛烷烷基化油。

优选地，所述烷基化反应的温度1～5℃，反应时间为5～20min，用于合成异辛烷烷基化油的催化剂与混合物的质量比3％～5％。