本公开涉及催化
技术领域：
，具体涉及一种离子液体催化制备烷基化油的方法。
背景技术：
：烷基化油是炼厂中利用异构烷烃和烯烃在酸的催化作用下反应生成的c8组分，相对于催化裂化油和重整油而言，它的辛烷值较高，而且几乎不含烯烃、芳烃，硫含量和蒸气压低，因此可作为清洁油的调和组分。目前烷基化油制备工艺，催化剂主要为硫酸、氢氟酸或固体酸法。这些工艺中还存一些缺陷：硫酸法中，酸耗较大且废酸难以处理，带来严重的环境污染；氢氟酸法中，由于氢氟酸的易挥发性和剧毒性存在着严重的安全问题；而且两者都会严重腐蚀设备；固体酸法中，固体酸极易失活而且难以再生。离子液体由于极低的蒸汽压以及灵活的可设计性，在异构烷基化中得到应用。但目前所用离子液体对水和空气极为敏感，很不稳定，且酸强度较低，催化效果并不理想。因此，亟待开发一种稳定高效的离子液体催化剂。技术实现要素：本公开的目的是提供一种离子液体催化制备烷基化油的方法，该方法的离子液体能够在常温下催化烷基化反应，反应速率快，产物选择性高，辛烷值高。为了实现上述目的，本公开提供一种离子液体催化制备烷基化油的方法，其特征在于，该方法包括：在离子液体催化剂作用下，将异构烷烃和烯烃进行烷基化反应，得到烷基化油；其中，所述离子液体的通式为[bu3pr] n(cf3so2)2-，r为c6-c16的直链或支链烷基。可选地，r为c8-c14的直链或支链烷基。可选地，所述异构烷烃包括异丁烷或异戊烷中的至少一种；所述烯烃包括丙烯、丁烯和异丁烯中的至少一种。可选地，所述异构烷烃和所述烯烃的用量的重量比为1：(0.02-0.4)；优选地，所述异构烷烃和所述烯烃的用量的重量比为1：(0.06-0.18)。可选地，所述离子液体催化剂与所述烯烃的用量的重量比为1：(0.1-1.5)；优选地，所述离子液体催化剂与所述烯烃的用量的重量比为1：(0.3-0.8)。可选地，所述烷基化反应的温度为5-30℃；优选地，所述烷基化反应的温度为10-20℃。可选地，所述烷基化反应的时间为10-50min；优选地，所述烷基化反应的时间为15-35min。可选地，所述烷基化反应的压力为1-10mpa(g)；优选地，所述烷基化反应的压力为2-6mpa(g)。可选地，所述烷基化反应的搅拌速度为100-1100rpm；优选地，所述烷基化反应的搅拌速度为300-1000rpm。通过上述技术方案，本公开的离子液体催化剂能够在常温下催化烷基化反应，反应速率快，产物选择性高，辛烷值高。本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。本公开提供一种离子液体催化制备烷基化油的方法，该方法包括：在离子液体催化剂作用下，将异构烷烃和烯烃进行烷基化反应，得到烷基化油；其中，所述离子液体的通式为[bu3pr] n(cf3so2)2-，r为c6-c16的直链或支链烷基，优选为c8-c14的直链或支链烷基，进一步优选为正癸基、正十二烷基、正十四烷基或正十六烷基。本公开对所述异构烷烃和烯烃的种类和用量均没有特别的限定，例如，所述异构烷烃可以包括异丁烷或异戊烷中的至少一种；所述烯烃可以为丙烯、丁烯和异丁烯中的至少一种。此外，所述异构烷烃和所述烯烃的用量可以根据实际情况进行合理选择，为了提高反应速度和产物的收率，尽可能的实现反应物向产物的转化，优选地，所述异构烷烃和所述烯烃用量的重量比可以为1：(0.02-0.4)，进一步优选地，异构烷烃和所述烯烃用量的重量比可以为1：(0.06-0.18)。为了在适当的离子液体用量下，尽可能提高反应速率和产物的收率，以降低生产成本，优选地，所述离子液体催化剂与所述烯烃的用量的重量比可以为1：(0.1-1.5)；进一步优选地，所述离子液体催化剂与所述烯烃的用量的重量比可以为1：(0.3-0.8)。根据本公开的方法，烷基化反应的条件可以为本领域的常规选择，通常来说，烷基化反应条件包括反应温度和反应时间。本公开的方法可以在常温条件下实现烷基化反应，无需输入额外的热量或冷量，减小了反应能耗，优选地，所述烷基化反应的温度可以为5-30℃；进一步优选地，所述烷基化反应的温度可以为10-20℃。通常情况下，为了进一步利于反应的进行，反应时间的延长有利于反应物的转化率和反应产物的收率的提高，但是反应时间过长对反应物的转化率和反应产物的收率的提高幅度并不明显。在根据本公开的一种具体实施方式中，优选地烷基化反应的时间可以为10-50min；进一步优选地，所述烷基化反应的时间可以为15-35min。根据本公开，所述制备烷基化油的方法对反应压力没有限制，可以为本领域的常规选择，为了在适当的操作压力下进一步提高反应选择性，提高最终烷基化油的辛烷值含量，优选地所述烷基化反应的反应压力可以为1-10mpa(g)；进一步优选地，所述烷基化反应的压力可以为2-6mpa(g)。根据本公开的方法，所述制备烷基化油的方法包括在适当的反应条件下和在上述离子液体存在下，将异构烷烃和烯烃进行接触，优选情况下，将异构烷烃和烯烃在搅拌下进行接触，这样有利于保证离子液体与异构烷烃和烯烃充分混合，从而起到良好的催化作用。所述搅拌的方式可以为本领域的常规选择，例如可以采用机械搅拌、超声搅拌等。在根据本公开的一种具体实施方式中，为了使得异构烷烃和烯烃能够充分接触并充分反应，以进一步提高反应产物收率，优选地所述烷基化反应的搅拌速度为100-1100rpm；进一步优选地，所述烷基化反应的搅拌速度为300-1000rpm。下面通过实施例来进一步说明本公开，但是本公开并不因此而受到任何限制。实施例1在容量为500ml的高压反应釜中加入40g异丁烷和9.6g离子液体催化剂[bu3pc14h29] [n(cf3so2)2]-(购自中化化工科学技术研究总院有限公司)，迅速拧紧釜盖，用n2排尽釜内的空气，启动控温装置，待釜内温度为10℃时，用n2向釜内冲压，开启搅拌装置，先搅拌30min使催化剂与异丁烷充分混合，随后用微量计量泵向釜内打入4.8g丁烯，在反应压力为4mpa，搅拌转速为800rpm，反应时间为20min时，烷基化油的质量收率(对进料丁烯的液收)为98.4％。实施例2采用实施例1的方法制备烷基化油，不同之处仅在于：所用离子液体为[bu3pc10h21] [n(cf3so2)2]-、[bu3pc12h25] [n(cf3so2)2]-(购自中化化工科学技术研究总院有限公司)。实验结果如表1所示。表1烷基化催化剂烷基化油质量收率/％辛烷值[bu3pc10h21] [n(cf3so2)2]-98.297.4[bu3pc12h25] [n(cf3so2)2]-98.197.8[bu3pc14h29] [n(cf3so2)2]-98.497.7由表1中的数据可以看出，本公开的离子液体用于烷基化反应的产物选择性高，反应时间短，产物收率及辛烷值均较高。实施例3-8实施例3-8用于说明本公开的离子液体催化制备烷基化油的方法，操作步骤与实施例1相同，具体反应条件、反应物、催化剂以及反应结果见表2。表2表2的数据说明，本公开的离子液体不仅可以作为多种烷基化反应的催化剂，而且催化性能好，反应时间短，产物选择性高。以上详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。当前第1页12
技术领域：
，具体涉及一种离子液体催化制备烷基化油的方法。
背景技术：
：烷基化油是炼厂中利用异构烷烃和烯烃在酸的催化作用下反应生成的c8组分，相对于催化裂化油和重整油而言，它的辛烷值较高，而且几乎不含烯烃、芳烃，硫含量和蒸气压低，因此可作为清洁油的调和组分。目前烷基化油制备工艺，催化剂主要为硫酸、氢氟酸或固体酸法。这些工艺中还存一些缺陷：硫酸法中，酸耗较大且废酸难以处理，带来严重的环境污染；氢氟酸法中，由于氢氟酸的易挥发性和剧毒性存在着严重的安全问题；而且两者都会严重腐蚀设备；固体酸法中，固体酸极易失活而且难以再生。离子液体由于极低的蒸汽压以及灵活的可设计性，在异构烷基化中得到应用。但目前所用离子液体对水和空气极为敏感，很不稳定，且酸强度较低，催化效果并不理想。因此，亟待开发一种稳定高效的离子液体催化剂。技术实现要素：本公开的目的是提供一种离子液体催化制备烷基化油的方法，该方法的离子液体能够在常温下催化烷基化反应，反应速率快，产物选择性高，辛烷值高。为了实现上述目的，本公开提供一种离子液体催化制备烷基化油的方法，其特征在于，该方法包括：在离子液体催化剂作用下，将异构烷烃和烯烃进行烷基化反应，得到烷基化油；其中，所述离子液体的通式为[bu3pr] n(cf3so2)2-，r为c6-c16的直链或支链烷基。可选地，r为c8-c14的直链或支链烷基。可选地，所述异构烷烃包括异丁烷或异戊烷中的至少一种；所述烯烃包括丙烯、丁烯和异丁烯中的至少一种。可选地，所述异构烷烃和所述烯烃的用量的重量比为1：(0.02-0.4)；优选地，所述异构烷烃和所述烯烃的用量的重量比为1：(0.06-0.18)。可选地，所述离子液体催化剂与所述烯烃的用量的重量比为1：(0.1-1.5)；优选地，所述离子液体催化剂与所述烯烃的用量的重量比为1：(0.3-0.8)。可选地，所述烷基化反应的温度为5-30℃；优选地，所述烷基化反应的温度为10-20℃。可选地，所述烷基化反应的时间为10-50min；优选地，所述烷基化反应的时间为15-35min。可选地，所述烷基化反应的压力为1-10mpa(g)；优选地，所述烷基化反应的压力为2-6mpa(g)。可选地，所述烷基化反应的搅拌速度为100-1100rpm；优选地，所述烷基化反应的搅拌速度为300-1000rpm。通过上述技术方案，本公开的离子液体催化剂能够在常温下催化烷基化反应，反应速率快，产物选择性高，辛烷值高。本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。本公开提供一种离子液体催化制备烷基化油的方法，该方法包括：在离子液体催化剂作用下，将异构烷烃和烯烃进行烷基化反应，得到烷基化油；其中，所述离子液体的通式为[bu3pr] n(cf3so2)2-，r为c6-c16的直链或支链烷基，优选为c8-c14的直链或支链烷基，进一步优选为正癸基、正十二烷基、正十四烷基或正十六烷基。本公开对所述异构烷烃和烯烃的种类和用量均没有特别的限定，例如，所述异构烷烃可以包括异丁烷或异戊烷中的至少一种；所述烯烃可以为丙烯、丁烯和异丁烯中的至少一种。此外，所述异构烷烃和所述烯烃的用量可以根据实际情况进行合理选择，为了提高反应速度和产物的收率，尽可能的实现反应物向产物的转化，优选地，所述异构烷烃和所述烯烃用量的重量比可以为1：(0.02-0.4)，进一步优选地，异构烷烃和所述烯烃用量的重量比可以为1：(0.06-0.18)。为了在适当的离子液体用量下，尽可能提高反应速率和产物的收率，以降低生产成本，优选地，所述离子液体催化剂与所述烯烃的用量的重量比可以为1：(0.1-1.5)；进一步优选地，所述离子液体催化剂与所述烯烃的用量的重量比可以为1：(0.3-0.8)。根据本公开的方法，烷基化反应的条件可以为本领域的常规选择，通常来说，烷基化反应条件包括反应温度和反应时间。本公开的方法可以在常温条件下实现烷基化反应，无需输入额外的热量或冷量，减小了反应能耗，优选地，所述烷基化反应的温度可以为5-30℃；进一步优选地，所述烷基化反应的温度可以为10-20℃。通常情况下，为了进一步利于反应的进行，反应时间的延长有利于反应物的转化率和反应产物的收率的提高，但是反应时间过长对反应物的转化率和反应产物的收率的提高幅度并不明显。在根据本公开的一种具体实施方式中，优选地烷基化反应的时间可以为10-50min；进一步优选地，所述烷基化反应的时间可以为15-35min。根据本公开，所述制备烷基化油的方法对反应压力没有限制，可以为本领域的常规选择，为了在适当的操作压力下进一步提高反应选择性，提高最终烷基化油的辛烷值含量，优选地所述烷基化反应的反应压力可以为1-10mpa(g)；进一步优选地，所述烷基化反应的压力可以为2-6mpa(g)。根据本公开的方法，所述制备烷基化油的方法包括在适当的反应条件下和在上述离子液体存在下，将异构烷烃和烯烃进行接触，优选情况下，将异构烷烃和烯烃在搅拌下进行接触，这样有利于保证离子液体与异构烷烃和烯烃充分混合，从而起到良好的催化作用。所述搅拌的方式可以为本领域的常规选择，例如可以采用机械搅拌、超声搅拌等。在根据本公开的一种具体实施方式中，为了使得异构烷烃和烯烃能够充分接触并充分反应，以进一步提高反应产物收率，优选地所述烷基化反应的搅拌速度为100-1100rpm；进一步优选地，所述烷基化反应的搅拌速度为300-1000rpm。下面通过实施例来进一步说明本公开，但是本公开并不因此而受到任何限制。实施例1在容量为500ml的高压反应釜中加入40g异丁烷和9.6g离子液体催化剂[bu3pc14h29] [n(cf3so2)2]-(购自中化化工科学技术研究总院有限公司)，迅速拧紧釜盖，用n2排尽釜内的空气，启动控温装置，待釜内温度为10℃时，用n2向釜内冲压，开启搅拌装置，先搅拌30min使催化剂与异丁烷充分混合，随后用微量计量泵向釜内打入4.8g丁烯，在反应压力为4mpa，搅拌转速为800rpm，反应时间为20min时，烷基化油的质量收率(对进料丁烯的液收)为98.4％。实施例2采用实施例1的方法制备烷基化油，不同之处仅在于：所用离子液体为[bu3pc10h21] [n(cf3so2)2]-、[bu3pc12h25] [n(cf3so2)2]-(购自中化化工科学技术研究总院有限公司)。实验结果如表1所示。表1烷基化催化剂烷基化油质量收率/％辛烷值[bu3pc10h21] [n(cf3so2)2]-98.297.4[bu3pc12h25] [n(cf3so2)2]-98.197.8[bu3pc14h29] [n(cf3so2)2]-98.497.7由表1中的数据可以看出，本公开的离子液体用于烷基化反应的产物选择性高，反应时间短，产物收率及辛烷值均较高。实施例3-8实施例3-8用于说明本公开的离子液体催化制备烷基化油的方法，操作步骤与实施例1相同，具体反应条件、反应物、催化剂以及反应结果见表2。表2表2的数据说明，本公开的离子液体不仅可以作为多种烷基化反应的催化剂，而且催化性能好，反应时间短，产物选择性高。以上详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。当前第1页12
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