三烷基膦离子液体、其制备方法和使用三烷基膦离子液体的烷基化方法技术

描述了具有下式的三烷基

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三烷基膦离子液体、其制备方法和使用三烷基膦离子液体的烷基化方法优先权声明本申请要求2016年6月7日提交的美国申请62/346,813的优先权，其内容通过引用整体并入本文。
技术介绍
烷基化通常用于将轻质烯烃(例如烯烃如丙烯和丁烯的混合物)与异丁烷混合以产生相对高辛烷值的支链链烷烃燃料，包括异庚烷和异辛烷。类似地，可以使用芳族化合物如苯代替异丁烷进行烷基化反应。当使用苯时，由烷基化反应得到的产物是烷基苯(例如乙苯，异丙基苯，十二烷基苯等)。链烷烃与烯烃的烷基化用于生产汽油的烷基化物可以使用各种催化剂。催化剂的选择取决于生产者所希望的最终产品。典型的烷基化催化剂包括浓硫酸或氢氟酸。然而，硫酸和氢氟酸是危险和腐蚀性的，并且它们在工业方法中的使用需要各种环境控制。固体催化剂也用于烷基化。通过在催化剂表面上吸附焦炭前体，固体催化剂更容易失活。酸性离子液体可用作烷基化方法中常用的强酸催化剂的替代物。离子液体是由阳离子和阴离子组成的盐，其通常在100℃以下熔化。离子液体基本上是液态的盐，并描述于US4,764,440、5,104,840和5,824,832中。对于不同的离子液体，性质变化很大，并且离子液体的使用取决于给定离子液体的性质。取决于离子液体的有机阳离子和阴离子，离子液体可具有非常不同的性质。离子液体提供优于其他催化剂的优点，包括比HF之类的催化剂腐蚀性小，并且是非挥发性的。尽管离子液体催化剂可以非常活泼，但烷基化反应需要在低温下进行，通常在-10℃至30℃之间，以使烷基化物质量最大化。这需要冷却反应器和反应器进料，这以附加设备和能量的形式增加了使用离子液体的烷基化方法的大量成本。用于烷基化的最常见的离子液体催化剂前体包括与氯铝酸根阴离子(Al2Cl7-)偶联的咪唑或吡啶基阳离子。使用季卤铝酸盐离子液体的烷基化方法是已知的，例如，US9,156,028和9,156,747，以及US2014/0213435。这些专利和申请涵盖了下式的四烷基离子液体催化剂：在一些实施方案中，R5-R8包含具有4至12个碳原子的烷基，R5-R7是相同的烷基，R8不同于R5-R7并且包含更多的碳原子，X是卤素。在其他实施方案中，R5-R7相同并且包含具有1-8个碳原子的烷基，R8不同于R5-R7且包含具有4-12个碳原子的烷基，X是卤素。季卤铝酸盐离子液体成功地用于在高于或接近环境温度下产生高辛烷值产物。然而，这些离子液体在25℃下的粘度范围为50至115cSt。这可能高于某些应用中的要求。因此，需要具有比季卤铝酸盐离子液体更低粘度的离子液体，其产生高辛烷值烷基化物，并且不需要在更极端条件下如制冷下操作。附图说明图1是本专利技术烷基化方法的一个实施方案的说明。
技术实现思路
本专利技术的一个方面是三烷基卤铝酸盐化合物。在一个实施方案中，三烷基卤铝酸盐化合物具有下式：其中R1，R2和R3相同或不同，且各自独立地选自C1-C8烃基；X选自F，Cl，Br，I或其组合；条件是当X是Cl时，R1，R2和R3不都是甲基。本专利技术的另一方面是离子液体催化剂组合物。在一个实施方案中，离子液体催化剂组合物包含一种或多种如上所述的三烷基卤铝酸盐化合物。本专利技术的另一方面是制备三烷基卤铝酸盐化合物的方法。在一个实施方案中，该方法包括使具有如下通式的三烷基卤化物：其中R9，R10和R11相同或不同，且各自独立地选自C1-C8烃基；X选自F，Cl，Br或I；与AlCl3，AlBr3或AlI3中的至少一种反应形成三烷基卤铝酸盐离子液体化合物。本专利技术的另一方面是烷基化方法。在一个实施方案中，烷基化方法包括在烷基化区中在烷基化条件下在三烷基离子液体催化剂组合物存在下使具有4-10个碳原子的异链烷烃进料和具有2-10个碳原子的烯烃进料接触以产生烷基化物。三烷基离子液体催化剂组合物包含一种或多种具有下式的三烷基卤铝酸盐化合物：其中R1，R2和R3相同或不同，且各自独立地选自C1-C8烃基；X选自F，Cl，Br，I或其组合。专利技术详述本专利技术涉及三烷基卤铝酸盐化合物，包含三烷基卤铝酸盐组合物的离子液体催化剂组合物，制备三烷基卤铝酸盐化合物的方法，和使用该离子液体催化剂组合物的烷基化方法。三烷基卤铝酸盐化合物具有下式：其中R1，R2和R3相同或不同，且各自独立地选自C1-C8烃基；X选自F，Cl，Br，I或其组合。在一些实施方案中，R1，R2和R3选自C1-C6烃基，或C3-C6烃基，或C3-C5烃基。在一些实施方案中，R1，R2和R3具有相同数目的碳原子。在一些实施方案中，R1，R2和R3是相同的。在一些实施方案中，R1，R2和R3选自甲基，乙基，丙基，丁基，戊基和己基(包括所有异构体，例如，丁基可以是正丁基，仲丁基，异丁基等)。在一些实施方案中，当X是Cl时，R1，R2和R3不都是甲基。在一些实施方案中，当X是Cl时，R1，R2和R3中仅一个是甲基。在一些实施方案中，当X是Cl时，R1，R2和R3都不是甲基。本文所用的术语“烃基”以其普通含义使用，并且包括具有全碳骨架且由碳和氢原子组成的、通常具有1至36个碳原子长度的脂族(线性或支化的)、脂环族和芳族基团。烃基的实例包括烷基，环烷基，环烯基，碳环芳基，链烯基，炔基，烷基环烷基，环烷基烷基，环烯基烷基和碳环芳烷基，烷芳基，芳烯基和芳炔基。本领域技术人员将理解，尽管下面更详细地讨论了优选的实施方案，但如上定义的卤铝酸盐化合物的多个实施方案也包括在本专利技术的范围内。在一些实施方案中，三烷基卤铝酸盐化合物是三正丁基Al2Cl7-。在一些实施方案中，三烷基卤铝酸盐化合物是三异丁基Al2Cl7-。在一些实施方案中，三烷基卤铝酸盐化合物是二正丁基仲丁基Al2Cl7-。在一些实施方案中，三烷基卤铝酸盐化合物具有下式本专利技术的另一方面是离子液体催化剂组合物。离子液体催化剂组合物可包含一种或多种如上所述三烷基卤铝酸盐化合物。在一些实施方案中，离子液体催化剂组合物的初始运动粘度在25℃下小于70cSt，或小于65cSt，或小于60cSt，或小于55cSt，或小于50cSt，或小于45cSt，或小于40cSt。在一些实施方案中，离子液体催化剂的初始运动粘度在38℃下小于45cSt，或小于40cSt，或小于35cSt，或小于30cSt，或小于25cSt。在一些实施方案中，离子液体催化剂的初始运动粘度在50℃下小于33cSt，或小于30cSt，或小于25cSt，或小于20cSt，或小于18cSt。使用ASTM方法D4052对于氯铝酸盐，离子液体的相对密度在25℃下通常为1.10至1.35g/cm3，或1.20至1.25g/cm3。在一些实施方案中，离子液体催化剂组合物中铝与磷的摩尔比在1.8至2.2的范围内。离子液体催化剂组合物可包含其他离子液体。在一些实施方案中，离子液体催化剂组合物可包含具有下式的季卤铝酸盐化合物：其中R5-R7相同或不同，且各自独立地选自C1-C8烃基；R8与R5-R7不同，且选自C1至C15烃基；X选自F，Cl，Br，I或其组合。在一些实施方案中，R5-R7各自独立地选自C3-C6烷基。在一些实施方案中，R5-R7是相同的。在一些实施方案中，R8是C4-C12烃基。在一些实施方案中，R8是C4-C8烷基。一种或多种三烷基卤铝酸盐化合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.烷基化方法，包括：在烷基化区(120)中在烷基化条件下在三烷基

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.07 US 62/346,8131.烷基化方法，包括：在烷基化区(120)中在烷基化条件下在三烷基离子液体催化剂组合物存在下使具有4-10个碳原子的异链烷烃进料(105)和具有2-10个碳原子的烯烃进料(110)接触以产生烷基化物，其中三烷基离子液体催化剂组合物包含一种或多种具有下式的三烷基卤铝酸盐化合物：其中R1、R2和R3相同或不同，且各自独立地选自C1-C8烃基；和X选自F、Cl、Br、I或其组合。2.根据权利要求1的方法，其中R1、R2和R3是C1-C6烃基。3.根据权利要求1-2中任一项的方法，其中R1、R2和R3是相同的。4.根据权利要求3的方法，其中R1、R2和R3各自选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基。5.根据权利要求1-2中任一项的方法，其中三烷基离子液体催化剂组合物的初始运动粘度在25℃下小于70cSt。6.根据权利要求1-2中任一项的方法，其中离子液体催化剂组合物中铝与磷的摩尔比为1.8-2.2。7.根据权利要求1-2中任一项的方法，其中三烷基离子液体催化剂组合物还包含具有下式的季卤铝酸盐化合物：其中R...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·M·布施拜恩德，S·C·马丁斯，D·A·纳菲斯，D·努茨隆，
申请(专利权)人：环球油品公司，
类型：发明
国别省市：美国,US