一种异构化油的分离方法技术

本发明专利技术公开了一种异构化油的分离方法，所述异构化油含有C5‑C8的低辛烷值烷烃和高辛烷值烷烃，所述低辛烷值烷烃包括正构烷烃、单支链烷烃中的至少一种，所述高辛烷值烷烃包括多支链烷烃；所述分离方法为以具有柔性功能的含氟阴离子杂化多孔材料为分离吸附剂，将所述分离吸附剂与所述异构化油接触，实现所述低辛烷值烷烃和高辛烷值烷烃的选择性吸附分离；所述含氟阴离子杂化多孔材料的结构通式为M‑L1‑A或M‑L2‑A，其中：M为金属离子，选自Cu

【技术实现步骤摘要】
一种异构化油的分离方法
本专利技术涉及化学工程
，具体涉及一种异构化油的分离方法。
技术介绍
环境问题的日趋严重对汽油质量提出了越来越高的要求，清洁汽油的生产需要低硫、低烯烃并且辛烷值较高的调和组分。目前，异构化油是一种低硫、无烯烃、无芳烃的环境友好产品，是优良的清洁汽油调和组分，通常在车用汽油中异构化油占5％～10％。异构化油主要由C5-C8的正构烷烃、单支链烷烃和多支链烷烃组成的混合物，其中多支链的烷烃不仅具有较高的辛烷值，且燃烧比较完全，作为未来汽油升级的“终极调和组分”，单支链烷烃和正构烷烃的辛烷值较低，需要将其从混合油中分离出来，从而进一步提高油品的辛烷值。目前，工业上主要通过低温精馏的方式分离异构化油，即通过异构化油组成中烷烃沸点的差异将高辛烷值的多支链烷烃与低辛烷值的正构或者单支链烷烃分离，从而提高汽油辛烷值。然而，异构化油各组分的相对挥发度较小、物理性质相似，使得传统分离方式具有能耗高、成本高、工艺复杂等不足，极大地限制了它们的工业应用。因此，亟需开发高效、节能的分离技术，实现异构化油的分离。吸附分离是一种高效节能的分离技术，其能耗低、操作简单，正在逐步替代传统的低温精馏技术。该技术的关键是开发兼具高容量和高选择性的吸附剂材料。现有异构化油分离的吸附剂材料主要是沸石分子筛，存在容量低、扩散传质慢、再生能耗高等不足，如专利CN105080475A。并且难以实现支链异构尺寸相差极小的异构体之间的选择性分离，无法应对新型产业和技术需求，严重影响了它们的工业应用价值，如专利US4709116A，5A分子筛可选择性地吸附异构化油中的分子尺寸较小的正构烷烃，可在一定程度上提升油品的辛烷值，但5A分子筛无法将多支链烷烃和单支链烷烃异构体予以分离，无法得到目前产业急需的辛烷值最高的高纯多支链烷烃，因此，油品辛烷值的进一步提高受到限制。近年来，较多研究者考察了金属有机框架材料对异构化油烷烃的分离性能。例如，一种具有三角形孔结构的金属有机框架材料Fe(BDP)3可实现异构化油中C6烷烃同分异构体的分离，基于单支链和双支链烷烃与框架作用力的差异，实现了单双支链异构体的分离，但分离选择性仅为1.2(Science,2013,340(6135):960-964)。又如，金属有机框架材料Ca(H2tcpb)通过温度诱导的构型改变，可实现异构化油中C6烷烃的单双支链烷的分离，但吸附温度高(120℃)且容量低(1.2mmol/g)(Energy&EnvironmentScience,2018,234,6135)。因此开发兼具高容量和高选择性，且再生能耗低的吸附剂材料实现异构化油的高效分离仍然具有较大挑战。
技术实现思路
针对本领域存在的不足之处，本专利技术提供了一种异构化油的分离方法，旨在提高汽油的辛烷值。具体地，本专利技术可从含有正构烷烃、单支链烷烃、多支链烷烃(支链数不小于2)的C5-C8异构化油中吸附分离出低辛烷值的烷烃，以获得高纯度的高辛烷值的多支链烷烃，从而高效地提升汽油辛烷值。本专利技术还可从含有2,2-二甲基丁烷和2,3-二甲基丁烷异构化油中吸附分离出高辛烷值的2,3-二甲基丁烷，脱附即可获得高纯度的最高辛烷值的双支链烷烃2,3-二甲基丁烷，进一步提升汽油的辛烷值。一种异构化油的分离方法，所述异构化油含有C5-C8的低辛烷值烷烃和高辛烷值烷烃，所述低辛烷值烷烃包括正构烷烃、单支链烷烃中的至少一种，所述高辛烷值烷烃包括多支链烷烃；所述分离方法为以具有柔性功能的含氟阴离子杂化多孔材料为分离吸附剂，将所述分离吸附剂与所述异构化油接触，实现所述低辛烷值烷烃和高辛烷值烷烃的选择性吸附分离；所述含氟阴离子杂化多孔材料的结构通式为M-L1-A或M-L2-A，其中：M为金属离子，选自Cu2+、Zn2+、Co2+或Ni2+；A为无机含氟阴离子，选自SnF62-、ZrF62-、GeF62-、SiF62-或TiF62-；L1为有机配体1,2-二吡啶乙炔(C12H8N2)，结构式为L2为有机配体4,4’-联吡啶(C10H8N2)，结构式为本专利技术以所述具有柔性功能的含氟阴离子杂化多孔材料作为吸附剂，与含有正构烷烃、单支链烷烃和多支链烷烃的C5-C8异构化油接触，对低辛烷值的单支链烷烃和正构烷烃进行选择性识别捕获，而排阻高辛烷值的多支链烷烃，实现异构化油的高效分离。所述正构烷烃为正戊烷、正己烷、正庚烷和正辛烷中的至少一种；所述单支链烷烃包括2-甲基丁烷、2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、2-甲基己烷、3-甲基己烷、2-甲基庚烷、3-甲基庚烷中的至少一种；所述多支链烷烃包括2,2-二甲基丁烷、2,3-二甲基丁烷、2,2-二甲基戊烷、2,3-二甲基戊烷、2,2,3-三甲基丁烷中、2,2-二甲基己烷和2,3-二甲基己烷中的至少一种。具有柔性功能的含氟阴离子杂化多孔材料可采用固相研磨法、界面慢扩散法、溶剂热法、室温共沉淀法中的任意一种合成。制备方法本身为现有技术。所述的具有柔性功能的含氟阴离子杂化多孔材料由于其配体具有一定的柔性，表现出对低辛烷值的正构烷烃和单支链烷烃响应，因此可精准地识别正构烷烃和单支链烷烃气体分子，将其吸附。而合适的孔径可有效地将大尺寸的多支链烷烃排阻，从而实现气体分离。所述的具有柔性功能的含氟阴离子杂化多孔材料的三维结构如下式(I)或(II)所示：所述L1和L2中的吡啶环具有一定的柔性，可发生转动。本专利技术通过调节无机含氟阴离子和金属离子种类实现具有柔性功能含氟阴离子杂化多孔材料孔径的精准调控。本专利技术研究发现，阴离子作用位点可选择性与不同的C5-C8烷烃分子作用形成氢键，实现C5-C8烷烃同分异构体分子的高效分离。有机配体上的吡啶环具有一定的柔性，表现出对低辛烷值的正构烷烃和单支链烷烃响应，发生诱导旋转，因此可精准地识别正构烷烃和单支链烷烃气体分子，将其吸附。且由于孔道表面分布高密度的含氟阴离子，对被吸附的分子表现出强相互作用，保证了低辛烷值的烷烃分子的吸附容量。而合适的孔径使得尺寸较大的多支链烷烃分子被阻挡在孔道外，从而可获得辛烷值最高的高纯多支链烷烃。因此，该类多孔材料兼具非常高的低辛烷值烷烃的吸附容量和吸附分离选择性，且再生能耗低，作为异构化油分离领域的吸附剂具有非常好的应用前景。由所述无机含氟阴离子A、金属离子M以及有机配体1,2-二吡啶乙炔(C12H8N2)通过配位键构建而成的具有柔性功能的含氟阴离子杂化多孔材料的结构单元如图1所示，具有一维管道式孔结构，其中为无机阴离子，为金属离子，为有机配体1,2-二吡啶乙炔(C12H8N2)。由所述无机含氟阴离子A、金属离子M以及有机配体4,4’-联吡啶(C10H8N2)通过配位键构建而成的具有柔性功能的含氟阴离子杂化多孔材料的结构单元如图2所示。在一优选例中，所述的无机含氟阴离子为SnF62-、有机配体为1,2-二吡啶乙炔、金属离子为Cu2+，组成的具有柔性功能的含氟阴离子杂化多孔材料为SnFSIX-2-C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种异构化油的分离方法，其特征在于，所述异构化油含有C5-C8的低辛烷值烷烃和高辛烷值烷烃，所述低辛烷值烷烃包括正构烷烃、单支链烷烃中的至少一种，所述高辛烷值烷烃包括多支链烷烃；/n所述分离方法为以具有柔性功能的含氟阴离子杂化多孔材料为分离吸附剂，将所述分离吸附剂与所述异构化油接触，实现所述低辛烷值烷烃和高辛烷值烷烃的选择性吸附分离；/n所述含氟阴离子杂化多孔材料的结构通式为M-L1-A或M-L2-A，其中：/nM为金属离子，选自Cu

【技术特征摘要】
1.一种异构化油的分离方法，其特征在于，所述异构化油含有C5-C8的低辛烷值烷烃和高辛烷值烷烃，所述低辛烷值烷烃包括正构烷烃、单支链烷烃中的至少一种，所述高辛烷值烷烃包括多支链烷烃；
所述分离方法为以具有柔性功能的含氟阴离子杂化多孔材料为分离吸附剂，将所述分离吸附剂与所述异构化油接触，实现所述低辛烷值烷烃和高辛烷值烷烃的选择性吸附分离；
所述含氟阴离子杂化多孔材料的结构通式为M-L1-A或M-L2-A，其中：
M为金属离子，选自Cu2+、Zn2+、Co2+或Ni2+；
A为无机含氟阴离子，选自SnF62-、ZrF62-、GeF62-、SiF62-或TiF62-；
L1为有机配体1,2-二吡啶乙炔；
L2为有机配体4,4’-联吡啶。


2.根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于，所述正构烷烃为正戊烷、正己烷、正庚烷和正辛烷中的至少一种；
所述单支链烷烃包括2-甲基丁烷、2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、2-甲基己烷、3-甲基己烷、2-甲基庚烷、3-甲基庚烷中的至少一种；
所述多支链烷烃包括2,2-二甲基丁烷、2,3-二甲基丁烷、2,2-二甲基戊烷、2,3-二甲基戊烷、2,2,3-三甲基丁烷中、2,2-二甲基己烷和2,3-二甲基己烷中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于，吸附温度为-30～100℃，吸附压力为0～10bar。


4.根据权利要求1所述的分离方法，其特征在于，选择性吸附分离结束后，将所述分离吸附剂进行脱附解吸，实现所述分离吸附剂的再生；
所述脱附解吸的温度为0～160℃，压力为0～1bar。


5.一种2,2-二甲基丁烷和2,3-二甲基丁烷的分离方法，其特征在于，以具有柔性功能的含氟阴离子杂化多孔材料为分离吸附剂，将所述分离吸附剂与含2,2-二甲基丁烷和2,3-二甲基丁烷的混合物接...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢华斌，王青菊，崔希利，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33