包括改進(jìn)的固體去除步驟的烷基化物制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明提供一種采用離子液體催化劑制備烷基化物的方法，所述方法包括改進(jìn)的 固體去除步驟。
【背景技術(shù)】
[0002] 對烷基化物燃料混合原料的需求日益增加。作為燃料混合組分烷基化物具有低的 蒸氣壓、無硫、締控或具有高辛燒值芳族化合物的特性。烷基化物中最理想的組分為Ξ甲基 戊燒(TMPs)，其研究法辛燒值(RONs)大于100。可W通過使異下燒在合適的酸性催化劑(例 如，HF或硫酸)存在下與下締或下締混合物反應(yīng)來制備運(yùn)種烷基化物組分，盡管諸如固體酸 催化劑等其它催化劑已有報(bào)道。近來，已提出采用酸性離子液體催化劑使異鏈燒控與締控 烷基化來替代HF和硫酸催化的烷基化過程。
[0003] 例如，US7285698公開了一種用于制造烷基化油的方法，其使用復(fù)合離子液體催化 劑來使異下燒與下締反應(yīng)。在US7285698所述方法中，將異下燒和下締提供給反應(yīng)器，通過 將反應(yīng)物在烷基化條件下與復(fù)合離子液體相接觸形成烷基化物。將反應(yīng)器流出物進(jìn)行分 離，并且將離子液體相回收到反應(yīng)器中，同時(shí)將控相進(jìn)行處理W獲得烷基化物。然而，在使 用運(yùn)種離子液體烷基化過程中形成固體。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，運(yùn)些固體積聚在反應(yīng)區(qū)中，并可 能導(dǎo)致通路和/或閥堵塞。在W02011/015639中，描述了一種用于去除離子液體烷基化方法 過程中所形成的固體的方法。根據(jù)該方法，從反應(yīng)區(qū)中排出包含控類和酸性離子液體的含 固體流出物，并且對至少部分所述含固體流出物進(jìn)行處理W去除至少部分固體，得到固體 匿乏的（solids-d邱leted)流出物。然而，卻發(fā)現(xiàn)W02011/015639所述方法的固體去除由于 離子液體的高粘度而變得困難。因而，所述含固體流出物的離屯、作用變得復(fù)雜并伴隨高能 耗。過濾并不是很實(shí)際，因?yàn)樗臅r(shí)并且需要高壓。最后，沉降更費(fèi)時(shí)，因此并不是理想的解 決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，可W通過在固體去除步驟之前添加一定量的有機(jī)溶劑，能更容易且更 有效地將離子液體烷基化過程中形成的固體從離子液體中去除。
[000引因此，本發(fā)明提供一種制備烷基化物的方法，包括W下步驟(a)、(b)和(C):
[0006] (a)烷基化步驟，其中，在反應(yīng)區(qū)中將至少包含異鏈燒控和締控的控類混合物與離 子液體催化劑進(jìn)行反應(yīng)W獲得含有烷基化物和固體的流出物，所述固體在所述烷基化步驟 中作為副產(chǎn)物形成；
[0007] (b)分離步驟，其中，將來自所述反應(yīng)區(qū)的至少部分所述含烷基化物的流出物在分 離器單元中分離成富控相和富離子液體催化劑相，所述富離子液體催化劑相還包含在烷基 化反應(yīng)過程中作為副產(chǎn)物形成的固體;W及
[0008] (C)固體去除步驟，其中，采用合適的分離裝置將富離子液體催化劑相中的固體與 所述離子液體催化劑進(jìn)行分離;其中所述方法還包括在所述分離步驟(b)之后且在所述固 體去除步驟(C)之前的步驟，其中，將一定量的有機(jī)溶劑添加到所述富離子液體催化劑相， 所述有機(jī)溶劑的粘度明顯低于離子液體的粘度，并且所述溶劑與離子液體至少部分互溶。 在固體去除步驟之后可W去除溶劑。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，可W采用有機(jī)溶劑將離子液體從 固體中萃取出來并通過對溶劑進(jìn)行蒸發(fā)來很容易地進(jìn)行回收。
[0009] 另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，從固體中萃取出的所述離子液體可W在離子液體烷基化過程中 再利用而并沒有顯著喪失選擇性。
【附圖說明】
[0010] 圖1示出了本發(fā)明所述方法的示意圖。
[0011] 圖1.1、圖1.2和圖1.3示出了有機(jī)溶劑(分別為甲苯和DCM)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在20°C和30 °〇條件下對復(fù)合離子液體(CIL)+有機(jī)溶劑混合物的粘度的影響。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 本發(fā)明的離子液體烷基化過程為一種通過將異鏈燒控與締控，特別是異下燒和下 締或下締混合物進(jìn)行反應(yīng)來制備烷基化物的方法。所得到的烷基化物特別適合于汽油調(diào)和 目的或用于航空汽油生產(chǎn)中。在烷基化過程中，將異鏈燒控和締控提供到反應(yīng)區(qū)。在反應(yīng)區(qū) 中，包含異鏈燒控和締控的控類混合物與適用于烷基化的催化劑相接觸。所述控類混合物 包含締控，其通常由外部提供，即新的（fresh)締控，并且包含異鏈燒控。所述異鏈燒控可W 是外部提供的異鏈燒控，即新的異鏈燒控，和/或從所述方法的任何其他部分回收的異鏈燒 控?？蒞將(新的）異鏈燒控和締控分開提供到所述過程中，然而，通常將(新的）異鏈燒控和 (新的)締控作為包含異鏈燒控和締控的混合物提供到反應(yīng)區(qū)。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明所述方法，烷基化催化劑是一種復(fù)合離子液體混合物。離子液體在現(xiàn) 有技術(shù)中由于其能夠催化烷基化反應(yīng)而被人們所熟知。本發(fā)明所述烷基化過程中使用的催 化劑為復(fù)合離子液體，包括衍生自含烷基的胺、咪挫鐵或化晚的氨面化物的陽離子。優(yōu)選 地，所述陽離子包括錠鹽的陽離子，例如氮原子，其用四個(gè)取代基飽和，四個(gè)取代基中至少 有一個(gè)氨原子和一個(gè)烷基基團(tuán)。更優(yōu)選地，烷基取代基為選自甲基、乙基、丙基、下基、戊基 和己基中的至少一種。優(yōu)選的錠陽離子的例子包括Ξ乙基錠(肥t3H+)和甲基二乙基錠陽離 子(Me肥t2H+)、其中氮為環(huán)狀結(jié)構(gòu)(例如，像贓晚和化咯燒中的）的一部分的陽離子或者
[0014]
[0015] 復(fù)合離子液體的陰離子優(yōu)選地衍生自基于侶的路易斯酸，特別是面化侶，優(yōu)選氯 化侶（III)。由于氯化侶路易斯酸的酸性高，優(yōu)選地將氯化侶或其它面化侶與第二種或更多 金屬面化物、硫酸鹽或硝酸鹽結(jié)合形成配位陰離子，特別是由兩種或多種金屬面化物衍生 的配位陰離子，其中至少一種金屬面化物為面化侶。合適的其它金屬面化物、硫酸鹽或硝酸 鹽可W為選自周期表1B族元素、周期表1IB族元素和周期表過渡元素的金屬的面化物、硫酸 鹽或硝酸鹽。優(yōu)選的金屬包括銅、鐵、鋒、儀、鉆、鋼、銀或銷。優(yōu)選地，所述金屬面化物、硫酸 鹽或硝酸鹽為金屬面化物，更優(yōu)選地氯化物或漠化物，如氯化銅（I )、氯化銅（II )、氯化儀 (II)、氯化鐵(II)。優(yōu)選地，侶化合物與其它金屬化合物的摩爾比在1:100-100:1范圍內(nèi)，更 優(yōu)選地1:1-100:1，或者甚至更優(yōu)選地2:1-30:1。通過使用包含侶和另一種金屬的配位陰離 子，可W得到改進(jìn)的烷基化產(chǎn)物。例如，在US7285698中描述了一種用于制備運(yùn)種催化劑的 方法。特別優(yōu)選的催化劑為酸性離子液體催化劑，包含由氯化侶（III)和氯化銅（Π )或氯化 侶（III)和氯化銅（I)衍生的配位陰離子。
[0016] 如上文所述，將包含異鏈燒控和締控的控類混合物與催化劑在反應(yīng)區(qū)中接觸。將 所述控類混合物在反應(yīng)區(qū)中與催化劑混合W形成反應(yīng)混合物?？蒞通過任何適合混合兩種 或多種液體的裝置完成混合，包括動(dòng)態(tài)和靜態(tài)混合器。在與催化劑接觸的條件下，異鏈燒控 和締控在烷基化條件下進(jìn)行反應(yīng)，從而形成烷基化物。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，除了控反應(yīng)物和酸 性離子液體之外，反應(yīng)區(qū)中的混合物還包含產(chǎn)物。
[0017] 所形成的烷基化物W含烷基化物的流出物的形式從反應(yīng)區(qū)中獲得。所述含烷基化 物的流出物還包括大量未反應(yīng)的異鏈燒控。因此，可W將部分所述含烷基化物的流出物回 收到反應(yīng)區(qū)，W維持反應(yīng)區(qū)中控類混合物中高的異鏈燒控與締控比例。
[0018] 將反應(yīng)區(qū)的至少部分含烷基化物的流出物在分離器單元中分離成富控相和富離 子液體催化劑相。至少部分所述富控相經(jīng)處理和/或分饋(例如，經(jīng)過蒸饋)W獲得烷基化物 和可選的獲得其他控相中的成分，例如，未反應(yīng)的異鏈燒控或正鏈燒控。優(yōu)選地，至少部分 地再利用運(yùn)種異鏈燒控，W形成提供給所述過程的部分異鏈燒控進(jìn)料。可W通過回收至少 部分的異鏈燒控，或者回收從富控相的分饋得到的含異鏈燒控的流，并將其與所述過程的 異鏈燒控進(jìn)料混合來完成。
[0019] 本文中的富控相是指，基于控和離子液體催化劑的總摩爾數(shù)，含多于50摩爾％的 控的相。
[0020] 本文中的富離子液體催化劑相是指，基于控和離子液體催化劑的總摩爾數(shù)，含多 于50摩爾％的離子液體催化劑的相。
[0021] 由于離子液體對控類的低親和性W及所述控類與離子液體催化劑之間的密度差， 例如，可W采用公知的沉降器裝置或者通過使用任何其它合適的液/液分離器來適當(dāng)?shù)剡M(jìn) 行兩相之間的分離，其中，所述控類和催化劑被分離成基本上部的控相和基本下部的催化 劑相。運(yùn)種