包括改进的固体去除步骤的烷基化物制备方法技术

本发明专利技术涉及一种制备烷基化物的方法，包括以下步骤(a)、(b)和(c)：(a)烷基化步骤，其中，在反应区中将至少包含异链烷烃和烯烃的烃类混合物与离子液体催化剂进行反应以获得含有烷基化物和固体的流出物，后者所述的固体在所述烷基化步骤中作为副产物形成；(b)分离步骤，其中，将来自所述反应区的至少部分所述含烷基化物的流出物在分离器单元中分离成富烃相和富离子液体催化剂相，后者所述的富离子液体催化剂相还包含在烷基化反应过程中作为副产物形成的固体；以及(c)固体去除步骤，其中，采用合适的分离装置将富离子液体催化剂相中的固体与所述离子液体催化剂进行分离；其中所述方法还包括在所述分离步骤(b)之后且在所述固体去除步骤(c)之前的步骤，其中将一定量的有机溶剂添加到所述富离子液体催化剂相，所述有机溶剂的粘度明显低于离子液体的粘度，并且所述溶剂与离子液体至少部分互溶。本发明专利技术提供的方法比现有技术中已知的方法更有效地去除固体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术提供一种采用离子液体催化剂制备烷基化物的方法，所述方法包括改进的固体去除步骤。
技术介绍
对烷基化物燃料混合原料的需求日益增加。作为燃料混合组分烷基化物具有低的蒸气压、无硫、烯烃或具有高辛烷值芳族化合物的特性。烷基化物中最理想的组分为三甲基戊烷(TMPs)，其研究法辛烷值(RONs)大于100。可以通过使异丁烷在合适的酸性催化剂(例如，HF或硫酸)存在下与丁烯或丁烯混合物反应来制备这种烷基化物组分，尽管诸如固体酸催化剂等其它催化剂已有报道。近来，已提出采用酸性离子液体催化剂使异链烷烃与烯烃烷基化来替代HF和硫酸催化的烷基化过程。例如，US7285698公开了一种用于制造烷基化油的方法，其使用复合离子液体催化剂来使异丁烷与丁烯反应。在US7285698所述方法中，将异丁烷和丁烯提供给反应器，通过将反应物在烷基化条件下与复合离子液体相接触形成烷基化物。将反应器流出物进行分离，并且将离子液体相回收到反应器中，同时将烃相进行处理以获得烷基化物。然而，在使用这种离子液体烷基化过程中形成固体。随着反应的进行，这些固体积聚在反应区中，并可能导致通路和/或阀堵塞。在WO2011/015639中，描述了一种用于去除离子液体烷基化方法过程中所形成的固体的方法。根据该方法，从反应区中排出包含烃类和酸性离子液体的含固体流出物，并且对至少部分所述含固体流出物进行处理以去除至少部分固体，得到固体匮乏的(solids-depleted)流出物。然而，却发现WO2011/015639所述方法的固体去除由于离子液体的高粘度而变得困难。因而，所述含固体流出物的离心作用变得复杂并伴随高能耗。过滤并不是很实际，因为它耗时并且需要高压。最后，沉降更费时，因此并不是理想的解决方案。
技术实现思路
现已发现，可以通过在固体去除步骤之前添加一定量的有机溶剂，能更容易且更有效地将离子液体烷基化过程中形成的固体从离子液体中去除。因此，本专利技术提供一种制备烷基化物的方法，包括以下步骤(a)、(b)和(c)：(a)烷基化步骤，其中，在反应区中将至少包含异链烷烃和烯烃的烃类混合物与离子液体催化剂进行反应以获得含有烷基化物和固体的流出物，所述固体在所述烷基化步骤中作为副产物形成；(b)分离步骤，其中，将来自所述反应区的至少部分所述含烷基化物的流出物在分离器单元中分离成富烃相和富离子液体催化剂相，所述富离子液体催化剂相还包含在烷基化反应过程中作为副产物形成的固体；以及(c)固体去除步骤，其中，采用合适的分离装置将富离子液体催化剂相中的固体与所述离子液体催化剂进行分离；其中所述方法还包括在所述分离步骤(b)之后且在所述固体去除步骤(c)之前的步骤，其中，将一定量的有机溶剂添加到所述富离子液体催化剂相，所述有机溶剂的粘度明显低于离子液体的粘度，并且所述溶剂与离子液体至少部分互溶。在固体去除步骤之后可以去除溶剂。本专利技术的优点在于，可以采用有机溶剂将离子液体从固体中萃取出来并通过对溶剂进行蒸发来很容易地进行回收。另一个优点在于，从固体中萃取出的所述离子液体可以在离子液体烷基化过程中再利用而并没有显著丧失选择性。附图说明图1示出了本专利技术所述方法的示意图。图1.1、图1.2和图1.3示出了有机溶剂(分别为甲苯和DCM)的质量分数在20℃和30℃条件下对复合离子液体(CIL)+有机溶剂混合物的粘度的影响。具体实施方式本专利技术的离子液体烷基化过程为一种通过将异链烷烃与烯烃，特别是异丁烷和丁烯或丁烯混合物进行反应来制备烷基化物的方法。所得到的烷基化物特别适合于汽油调和目的或用于航空汽油生产中。在烷基化过程中，将异链烷烃和烯烃提供到反应区。在反应区中，包含异链烷烃和烯烃的烃类混合物与适用于烷基化的催化剂相接触。所述烃类混合物包含烯烃，其通常由外部提供，即新的(fresh)烯烃，并且包含异链烷烃。所述异链烷烃可以是外部提供的异链烷烃，即新的异链烷烃，和/或从所述方法的任何其他部分回收的异链烷烃。可以将(新的)异链烷烃和烯烃分开提供到所述过程中，然而，通常将(新的)异链烷烃和(新的)烯烃作为包含异链烷烃和烯烃的混合物提供到反应区。根据本专利技术所述方法，烷基化催化剂是一种复合离子液体混合物。离子液体在现有技术中由于其能够催化烷基化反应而被人们所熟知。本专利技术所述烷基化过程中使用的催化剂为复合离子液体，包括衍生自含烷基的胺、咪唑鎓或吡啶的氢卤化物的阳离子。优选地，所述阳离子包括铵盐的阳离子，例如氮原子，其用四个取代基饱和，四个取代基中至少有一个氢原子和一个烷基基团。更优选地，烷基取代基为选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基中的至少一种。优选的铵阳离子的例子包括三乙基铵(NEt3H+)和甲基二乙基铵阳离子(MeNEt2H+)、其中氮为环状结构(例如，像哌啶和吡咯烷中的)的一部分的阳离子或者复合离子液体的阴离子优选地衍生自基于铝的路易斯酸，特别是卤化铝，优选氯化铝(III)。由于氯化铝路易斯酸的酸性高，优选地将氯化铝或其它卤化铝与第二种或更多金属卤化物、硫酸盐或硝酸盐结合形成配位阴离子，特别是由两种或多种金属卤化物衍生的配位阴离子，其中至少一种金属卤化物为卤化铝。合适的其它金属卤化物、硫酸盐或硝酸盐可以为选自周期表IB族元素、周期表IIB族元素和周期表过渡元素的金属的卤化物、硫酸盐或硝酸盐。优选的金属包括铜、铁、锌、镍、钴、钼、银或铂。优选地，所述金属卤化物、硫酸盐或硝酸盐为金属卤化物，更优选地氯化物或溴化物，如氯化铜(I)、氯化铜(II)、氯化镍(II)、氯化铁(II)。优选地，铝化合物与其它金属化合物的摩尔比在1:100-100:1范围内，更优选地1:1-100:1，或者甚至更优选地2:1-30:1。通过使用包含铝和另一种金属的配位阴离子，可以得到改进的烷基化产物。例如，在US7285698中描述了一种用于制备这种催化剂的方法。特别优选的催化剂为酸性离子液体催化剂，包含由氯化铝(III)和氯化铜(Ⅱ)或氯化铝(III)和氯化铜(I)衍生的配位阴离子。如上文所述，将包含异链烷烃和烯烃的烃类混合物与催化剂在反应区中接触。将所述烃类混合物在反应区中与催化剂混合以形成反应混合物。可以通过任何适合混合两种或多种液体的装置完成混合，包括动态和静态混合器。在与催化剂接触的条件下，异链烷烃和烯烃在烷基化条件下进行反应，从而形成烷基化物。随着反应的进行，除了烃反应物和酸性离子液体之外，反应区中的混合物还包含产物。所形成的烷基化物以含烷基化物的流出物的形式从反应区中获得。所述含烷基化<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备烷基化物的方法，包括以下步骤(a)、(b)和(c)：(a)烷基化步骤，其中，在反应区中将至少包含异链烷烃和烯烃的烃类混合物与离子液体催化剂进行反应以获得含有烷基化物和固体的流出物，所述固体在所述烷基化步骤中作为副产物形成；(b)分离步骤，其中，将来自所述反应区的至少部分所述含烷基化物的流出物在分离器单元中分离成富烃相和富离子液体催化剂相，所述富离子液体催化剂相还包含在烷基化反应过程中作为副产物形成的固体；以及(c)固体去除步骤，其中，采用合适的分离装置将富离子液体催化剂相中的固体与所述离子液体催化剂进行分离；所述方法还包括在所述分离步骤(b)之后且在所述固体去除步骤(c)之前的步骤，其中将一定量的有机溶剂添加到所述富离子液体催化剂相，所述有机溶剂的粘度明显低于离子液体的粘度，并且所述溶剂与离子液体至少部分互溶。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.13 CN PCT/CN2012/0865271.一种制备烷基化物的方法，包括以下步骤(a)、(b)和(c)：
(a)烷基化步骤，其中，在反应区中将至少包含异链烷烃和烯烃的烃类混合物与离子液
体催化剂进行反应以获得含有烷基化物和固体的流出物，所述固体在所述烷基化步骤中作
为副产物形成；
(b)分离步骤，其中，将来自所述反应区的至少部分所述含烷基化物的流出物在分离器
单元中分离成富烃相和富离子液体催化剂相，所述富离子液体催化剂相还包含在烷基化反
应过程中作为副产物形成的固体；以及
(c)固体去除步骤，其中，采用合适的分离装置将富离子液体催化剂相中的固体与所述
离子液体催化剂进行分离；
所述方法还包括在所述分离步骤(b)之后且在所述固体去除步骤(c)之前的步骤，其中
将一定量的有机溶剂添加到所述富离子液体催化剂相，所述有机溶剂的粘度明显低于离子
液体的粘度，并且所述溶剂与离子液体至少部分互溶。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述有机溶剂选自芳香族溶剂、卤代脂肪烃、乙腈
或其混合物，优选地选自苯、甲苯、二氯甲烷和乙腈，更优选地选...

【专利技术属性】
技术研发人员：张睿，刘植昌，孟祥海，徐春明，P·A·A·克鲁森尔，J·戴维特，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11