为处置水解用过的离子液体催化剂制造技术

本发明专利技术提供为处置调制用过的催化剂的方法和装置，包括：a.水解包含无水金属卤化物的用过的离子液体催化剂以生成水解产物；和b.将所述水解产物分离成液相和固相；其中所述液相包含不与水反应的水相和烃相；且其中所述固相包含所述水解产物的固体部分，其不与水反应。将容器用于所述水解且将分离器用于所述分离。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请日为2013年2月5日、申请号为201380009322.6、发明名称为“为处置水解用过的离子液体催化剂”的专利技术专利申请的分案申请。
本申请涉及为处置调制用过的离子液体催化剂的方法和装置。背景离子液体催化剂在使用之后必须安全地处置。在不处理的情况下，它们可与水高度反应且对于处理或处置不安全。概述本申请提供为处置调制用过的催化剂的方法和装置，包括：a.水解包含无水金属卤化物的用过的离子液体催化剂以生成水解产物；和b.将所述水解产物分离成液相和固相；其中所述液相包含不与水反应的水相和烃相；且其中所述固相包含所述水解产物的固体部分，其不与水反应。所述装置包括用于水解所述用过的离子液体催化剂的容器和分离器。附图简述图1为用于水解离子液体催化剂的一个实施方案的流程图的图形。专利技术详述含有无水金属卤化物的用过的离子液体催化剂通过水解用过的离子液体催化剂，接着分离来处理以便安全且经济地处置，这生成不与水反应的水相、烃相和固相。在通过该方法处理之前，该用过的催化剂与水反应且不适合通过通常的方法处置。“与水反应”是指组合物将与水分剧烈反应，有时导致毒气释放、爆炸或燃烧。与水反应的物质因为它们经历与水的化学反应而是危险的。该反应可释放提供有毒健康危害的气体。另外，当水接触所述材料时产生的热常足以使混合物自发燃烧或爆炸。离子液体催化剂包含无水金属卤化物的离子液体催化剂对于催化烃类转化工艺非常有效。烃类转化工艺的实例有链烷烃烷基化、烯烃二聚、烯烃低聚、同时发生的烷基化和低聚、异构化和芳族烷基化。烃类转化工艺可以是一种用于制造汽油、中间馏份、基础油或石化组分的工艺。包含无水金属卤化物的离子液体催化剂由形成配合物的至少两种组分组成。所述离子液体催化剂的第一组分包含提供给催化剂路易斯酸功能性的无水金属卤化物。所述金属卤化物选自13族金属的化合物，包括无水卤化铝、烷基卤化铝、卤化镓和烷基卤化镓。具体的金属卤化物如AlCl3、AlBr3、GaCl3、GaBr3、InCl3、InBr3及其混合物可用于所述用过的离子液体催化剂中。出版日期为2007年6月22日的国际纯化学与应用化学联合会(InternationalUnionofPureandAppliedChemistry，IUPAC)的周期表用于定义13族金属。为了维持所述含有无水金属卤化物的离子液体催化剂的催化活性，将所述金属卤化物保持在无水条件下。无水金属卤化物与水反应，这意味着所述无水金属卤化物与在大气中、在烃进料中或在水中的水分反应。与水分的反应趋于非常剧烈且产生有毒的卤化氢气体且所述反应将所述金属卤化物的一部分或全部转化成金属氢氧化物和水合金属卤化物。构成所述离子液体催化剂的第二组分为有机盐或盐混合物。这些盐可由通式Q+A-表征，其中Q+为铵、磷鎓、硼鎓、碘鎓或锍阳离子且A-为负电性离子，如Cl-、Br-、ClO4-、NO3-、BF4-、BCl4-、PF6-、SbF6-、AlCl4-、TaF6-、CuCl2-、FeCl3-、HSO3-、RSO3-、SO3CF3--、烷基-芳基磺酸根和苯磺酸根(例如3-硫代三氧基苯基(sulfurtrioxyphenyl))。在一个实施方案中，所述第二组分选自具有含有一个或多个具有约1-约12个碳原子的烷基部分的季铵卤化物，诸如盐酸三甲胺、卤化甲基三丁基铵；被取代的杂环卤化铵化合物，如烃基取代的吡啶鎓卤化物，例如卤化1-丁基吡啶鎓、卤化苄基吡啶鎓，或烃基取代的咪唑鎓卤化物，例如氯化1-乙基-3-甲基-咪唑鎓。在一个实施方案中，构成所述离子液体催化剂的第二组分为本质上吸湿且具有从周围环境吸引并固持水分子的倾向的有机盐。在这些离子液体催化剂的情况下，为了维持离子液体催化剂的完整性及其催化性能，在催化剂合成之前将无水金属卤化物和有机盐两者充分干燥，且在催化反应期间维持无水分的条件。在一个实施方案中，所述离子液体催化剂选自烃基取代的吡啶鎓氯铝酸盐、烃基取代的咪唑鎓氯铝酸盐、季胺氯铝酸盐、三烷基胺氯化氢氯铝酸盐、烷基吡啶氯化氢氯铝酸盐及其混合物。例如，所述用过的离子液体催化剂可为酸性卤铝酸盐离子液体，诸如通式分别为A和B的烷基取代的吡啶鎓氯铝酸盐或烷基取代的咪唑鎓氯铝酸盐。在所述式A和B中：R、R1、R2和R3为H、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基，X为氯铝酸根。在一个实施方案中，X为AlCl4-、Al2Cl7-或Al3Cl10-。在所述式A和B中，R、R1、R2和R3可相同或者可不同。在一个实施方案中，所述离子液体催化剂为N-丁基吡啶鎓七氯二铝酸盐[NBuPy+][Al2Cl7-]。在一个实施方案中，所述用过的离子液体催化剂为1-乙基-3-甲基咪唑鎓七氯二铝酸盐[emim+][Al2Cl7-]。用过的离子液体催化剂在所述离子液体催化剂已经用于催化烃类转化工艺之后，其变得失活，或不再需要用于进一步的烃转化。我们将该催化剂称为用过的离子液体催化剂。在一个实施方案中，所述用过的离子液体催化剂包含选自烷基-吡啶鎓、烷基-咪唑鎓或其混合物的阳离子。在另一实施方案中，所述用过的离子液体催化剂可具有通式RR’R”NH+Al2Cl7-，其中N为含氮的基团，且其中RR’和R”为含有1-12个碳的烷基，且其中RR’和R”可相同或者可不同。在一个实施方案中，所述用过的离子液体催化剂为来自烃类转化工艺的全部馈料。在另一实施方案中，所述用过的离子液体催化剂为来自烃类转化工艺的催化剂的全部馈料的一部分。在一个实施方案中，将不到用过的离子液体催化剂的全部馈料从烃转化反应器或工艺设备中除去，以使得烃转化反应器或工艺设备连续地操作。所述用过的离子液体催化剂可从所述工艺设备中收回且也可被称为废离子液体催化剂。例如，所述用过的离子液体催化剂可占在所述烃类转化工艺设备中的催化剂全部馈料的小于20重量％、小于15重量％、小于10重量％、小于5重量％或小于1重量％。通过除去不到所述催化剂的全部馈料，所述烃类转化工艺可在逐渐除去并加入新鲜或再活化的离子液体催化剂而不阻塞或破坏所述工艺的情况下连续地操作。残余烃或混合聚合物在一个实施方案中，所述用过的离子液体催化剂另外包含残余烃或混合聚合物。残余烃或混合聚合物可在所述烃类转化工艺期间形成并积聚在所述用过的离子液体催化剂中。术语混合聚合物最初由Pines和Ipatieff使本文档来自技高网...

【技术保护点】
为安全处置调制用过的离子液体催化剂的方法，包括：在‑20℃至90℃的温度下用碱性溶液水解包含无水金属卤化物的用过的离子液体催化剂以生成水解产物，放出卤化氢气体且将所述卤化氢气体溶解于所述碱性溶液中。

【技术特征摘要】
2012.02.14 US 13/396,1211.为安全处置调制用过的离子液体催化剂的方法，包括：
在-20℃至90℃的温度下用碱性溶液水解包含无水金属卤化物的用
过的离子液体催化剂以生成水解产物，放出卤化氢气体且将所述卤化氢
气体溶解于所述碱性溶液中。
2.权利要求1的方法，其中所述用过的离子液体催化剂是氯铝酸
盐。
3.权利要求2的方法，其中所述用过的离子液体催化剂选自烃基
取代的吡啶鎓氯铝酸盐、烃基取代的咪唑鎓氯铝酸盐、季胺氯铝酸盐、
三烷基胺氯化氢氯铝酸盐、烷基吡啶氯化氢氯铝酸盐及其混合物。
4.权利要求1的方法，其中所述无水金属卤化物选自AlCl3、AlBr3、
GaCl3、GaBr3、InCl3、InBr3及其混合物。
5.权利要求1的方法，其中所述水解用包含选自LiOH、NaOH、KOH、
CsOH、RbOH、Mg(OH)2、Ca(OH)2、Sr(OH)2、NH4OH、Ba(OH)2及其混合物
的碱的碱性溶液进行。
6.权利要求1的方法，其中将不到全部馈料的所述用过的离子液
体催化剂从烃类转化工艺...

【专利技术属性】
技术研发人员：HK·C·蒂姆肯，S·S·希利，S·S·温特，
申请(专利权)人：雪佛龙美国公司，
类型：发明
国别省市：美国;US