一种烷基化汽油及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种烷基化汽油及其制备方法，该制备方法包括：将异构烷烃和烯烃在强酸催化剂和助催化剂作用下进行烷基化反应，得到烷基化汽油；其中，所述助催化剂为酸酯类化合物。本发明专利技术中，添加酸酯类化合物作为助催化剂能显著改善烷基化反应中酸烃两相界面的反应微环境，提高异辛烷(尤其是三甲基戊烷)的选择性和烷基化汽油的收率，使得烷基化汽油的RON值显著提升。值显著提升。

【技术实现步骤摘要】
一种烷基化汽油及其制备方法


[0001]本专利技术属于汽油生产领域，具体涉及一种烷基化汽油及其制备方法。

技术介绍

[0002]烷基化清洁汽油是以异构烷烃(多为异丁烷)和一种或多种烯烃(C3～C5烯烃)为烷基化反应原料，在强酸催化下进行化学加成反应生成含有多种异构烷烃混合物的清洁汽油生产技术。该烷基化汽油以2,2,4
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三甲基戊烷(TMP)及其异构体(如2,3,4
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三甲基戊烷)为主，具有辛烷值高、敏感度低、抗爆性好且几乎不含烯烃、硫和芳烃含量等优点，是车用汽油的理想调和组分。
[0003]目前全球应用的烷基化技术主要为氢氟酸法烷基化和浓硫酸法烷基化。氢氟酸属于极危险的化学品，一旦在生产过程中发生泄漏，会造成巨大的人员伤亡和财产损失，同时严重破坏周围的环境。相比于氢氟酸法，浓硫酸相对安全，生产能耗低，工艺成熟，是未来十几年我国烷基化工艺的主流。同时由于我国汽油低端产品多，高端产品少，因此改善浓硫酸催化剂的活性，提高酸烃界面的溶解度及传质，大幅度提高烷基化汽油的质量，尤其是提高产品的辛烷值是烷基化汽油发展的首选。
[0004]固体酸法烷基化和离子液体法烷基化属于近年来国内外积极开发的新型工艺技术。固体酸催化剂安全环保远胜氢氟酸法烷基化和浓硫酸法烷基化，但原料适应性差、工艺操作复杂、装置投资及运行费用高、催化剂易失活；离子液体催化剂具有比硫酸和氢氟酸更高的催化活性，但离子液体催化剂的成本高昂，催化剂稳定性以及原料适应性需要时间和更多工业应用装置检验。固体酸法烷基化和离子液体法烷基化要想彻底取代传统的液体酸烷基化技术还有很长的路要走。
[0005]硫酸法C4烷基化工业化以来，关于硫酸法C4烷基化的助剂研究就在一直进行，助剂可有效降低硫酸的腐蚀性、硫酸消耗量、提高产品的质量。BetzDearborn烃过程化学品公司开发的ALKAT
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X硫酸助剂可提高辛烷值和降低酸耗；Davis Applied Technologies公司开发的XL
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2100硫酸助剂可降低酸耗，提高液收；C.M.Frederic等采用每个支链带有10～20个碳原子的三烷基磷胺或磺胺为硫酸烷基化助剂，能有效提高C8选择性，进而提高烷基化汽油的辛烷值；G.Holzman等采用三氟乙酸作硫酸烷基化助剂，可通过调节硫酸的酸强度改善烷基化效果，进而降低产物中二甲基己烷的选择性，提高三甲基戊烷的选择性；V.I.Zakoshanskij采用环丁砜作为硫酸助剂能够大幅提高烷基化反应的选择性，使酸耗降低等；但上述助剂或其类型和结构信息一直处于保密状态，或对烷基化汽油产品的提升效果微弱。
[0006]CN102134507A公开了一种以三氟乙醇或离子液体为助剂改性浓硫酸制备烷基化汽油的方法，该方法使用的三氟乙醇在反应环境中形成氢氟酸，腐蚀设备和管道；同时醇羟基能够与浓硫酸发生反应，进而使浓硫酸的浓度及酸性降低。CN106635141A公开了一种金刚烷基离子液体助催化生产烷基化汽油的方法，该方法提升烷基化产物的选择性和RON值低；同时烷基化反应中酸耗量较大，废酸处理成本高。
[0007]因此，本领域技术人员仍需对硫酸法烷基化的助剂进行进一步研究。

技术实现思路

[0008]本专利技术的主要目的在于提供一种烷基化汽油及其制备方法，由本专利技术方法制备的烷基化汽油具有较高的C8组分选择性，辛烷值较高。
[0009]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种烷基化汽油的制备方法，该制备方法包括：将异构烷烃和烯烃在强酸催化剂和助催化剂作用下进行烷基化反应，得到烷基化汽油；其中，所述助催化剂为酸酯类化合物。
[0010]本专利技术所述的烷基化汽油的制备方法，其中，所述助催化剂为乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸叔丁酯、碳酸二正丁酯、碳酸二异丁酯、二碳酸二叔丁酯中的至少一种。
[0011]本专利技术所述的烷基化汽油的制备方法，其中，所述异构烷烃具有4～8个碳原子，所述烯烃具有2～8个碳原子。
[0012]本专利技术所述的烷基化汽油的制备方法，其中，所述异构烷烃包括异丁烷和/或异戊烷；所述烯烃包括丙烯、异丁烯、正丁烯、顺
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丁烯、反
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丁烯和戊烯中至少一种。
[0013]本专利技术所述的烷基化汽油的制备方法，其中，所述强酸催化剂包括硫酸、HF酸、三氟甲磺酸、水杨酸、固体分子筛和氯铝酸离子液体中的至少一种。
[0014]本专利技术所述的烷基化汽油的制备方法，其中，所述异构烷烃与所述烯烃的质量比为1～100：1；所述助催化剂与所述强酸催化剂的质量比为0.0005～0.1：1；所述强酸催化剂与所述异构烷烃和所述烯烃总量的质量比为1:10～10:1。
[0015]本专利技术所述的烷基化汽油的制备方法，其中，所述烷基化反应的温度为
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10～25℃，压力为0.1～3.0MPa。
[0016]本专利技术所述的烷基化汽油的制备方法，其中，该制备方法包括：将所述强酸催化剂和所述助催化剂混合，然后与所述异构烷烃和所述烯烃接触，进行烷基化反应。
[0017]本专利技术所述的烷基化汽油的制备方法，其中，还包括，于所述烷基化反应后，将反应产物静置分层，上层为烷基化汽油，下层为强酸催化剂和助催化剂。
[0018]为了达到上述目的，本专利技术还提供了上述的制备方法得到烷基化汽油。
[0019]本专利技术的有益效果：
[0020]本专利技术以酸酯类化合物为助催化剂协同催化制备烷基化汽油，酸酯类化合物能够改善反应体系的界面性能和维持体系酸度，显著提高强酸催化剂的稳定性和烷基化汽油的品质(三甲基戊烷的选择性)。另外，酸酯类化合物只含有C、H、O元素，不含S、N，不对环境产生污染；并且酸酯类化合物在强酸环境下稳定；同时，酸酯类化合物在油相和酸相中的分配系数差距巨大，烷基化反应后，酸酯类化合物不存在于油相中，减少了助催化剂的分离成本，工业应用前景广阔。
具体实施方式
[0021]以下对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。
[0022]本专利技术提供了一种烷基化汽油的制备方法，该制备方法包括：将异构烷烃和烯烃
在强酸催化剂和助催化剂作用下进行烷基化反应，得到烷基化汽油；其中，所述助催化剂为酸酯类化合物。
[0023]在异构烷烃和烯烃反应过程中，在强酸催化剂中添加酸酯类助催化剂，能够改善反应体系界面性能和维持体系酸度，显著提高强酸催化剂的稳定性和烷基化汽油的品质(三甲基戊烷的选择性)。详细而言，酸酯类助催化剂所起作用在于提高异构烷烃和烯烃烷基化反应所产烷基化汽油质量，即提高烷基化汽油中C8含量，抑制烯烃叠合，降低C9+副产物的含量。同时，C9+副产物的减少有效延缓了酸性催化剂的失活速率，降低催化剂消耗，降低企业成本，提高经济效益；而且酸酯类助催化剂仅由C、H、O元素本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烷基化汽油的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：将异构烷烃和烯烃在强酸催化剂和助催化剂作用下进行烷基化反应，得到烷基化汽油；其中，所述助催化剂为酸酯类化合物。2.根据权利要求1所述的烷基化汽油的制备方法，其特征在于，所述助催化剂为乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸叔丁酯、碳酸二正丁酯、碳酸二异丁酯、二碳酸二叔丁酯中的至少一种。3.根据权利要求1所述的烷基化汽油的制备方法，其特征在于，所述异构烷烃具有4～8个碳原子，所述烯烃具有2～8个碳原子。4.根据权利要求3所述的烷基化汽油的制备方法，其特征在于，所述异构烷烃包括异丁烷和/或异戊烷；所述烯烃包括丙烯、异丁烯、正丁烯、顺
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丁烯、反
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丁烯和戊烯中至少一种。5.根据权利要求1所述的烷基化汽油的制备方法，其特征在于，所述强酸催化剂包括硫酸、HF酸、三氟甲磺酸、水杨酸、固体分子筛和氯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李梦晨，胡玉峰，蒋斯麒，周华群，李国华，于宏悦，沈雨歌，张上，高飞，迟克彬，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，
类型：发明
国别省市：