包括改进的固体去除步骤的烷基化物制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明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。
【背景技术】
[0002] 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、締控或具有高辛烧值芳族化合物的特性。烷基化物中最理想的组分为Ξ甲基 戊烧(TMPs)，其研究法辛烧值(RONs)大于100。可W通过使异下烧在合适的酸性催化剂(例 如，HF或硫酸)存在下与下締或下締混合物反应来制备运种烷基化物组分，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烧控与締控 烷基化来替代HF和硫酸催化的烷基化过程。
[0003] 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 剂来使异下烧与下締反应。在US7285698所述方法中，将异下烧和下締提供给反应器，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，同时将控相进行处理W获得烷基化物。然而，在使 用运种离子液体烷基化过程中形成固体。随着反应的进行，运些固体积聚在反应区中，并可 能导致通路和/或阀堵塞。在W02011/015639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控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W去除至少部分固体，得到固体 匿乏的（solids-d邱leted)流出物。然而，却发现W02011/015639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屯、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。
【发明内容】
[0004] 现已发现，可W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。
[000引因此，本发明提供一种制备烷基化物的方法，包括W下步骤(a)、(b)和(C):
[0006] (a)烷基化步骤，其中，在反应区中将至少包含异链烧控和締控的控类混合物与离 子液体催化剂进行反应W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；
[0007] (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控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;W及
[0008] (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W去除溶剂。本发明的优点在于，可W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。
[0009] 另一个优点在于，从固体中萃取出的所述离子液体可W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】
[0010] 图1示出了本发明所述方法的示意图。
[0011] 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°C和30 °〇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】
[0012] 本发明的离子液体烷基化过程为一种通过将异链烧控与締控，特别是异下烧和下 締或下締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，将异链烧控和締控提供到反应区。在反应区 中，包含异链烧控和締控的控类混合物与适用于烷基化的催化剂相接触。所述控类混合物 包含締控，其通常由外部提供，即新的（fresh)締控，并且包含异链烧控。所述异链烧控可W 是外部提供的异链烧控，即新的异链烧控，和/或从所述方法的任何其他部分回收的异链烧 控。可W将(新的）异链烧控和締控分开提供到所述过程中，然而，通常将(新的）异链烧控和 (新的)締控作为包含异链烧控和締控的混合物提供到反应区。
[0013] 根据本发明所述方法，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。本发明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、咪挫鐵或化晚的氨面化物的阳离子。优选 地，所述阳离子包括锭盐的阳离子，例如氮原子，其用四个取代基饱和，四个取代基中至少 有一个氨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、下基、戊基 和己基中的至少一种。优选的锭阳离子的例子包括Ξ乙基锭(肥t3H+)和甲基二乙基锭阳离 子(Me肥t2H+)、其中氮为环状结构(例如，像赃晚和化咯烧中的）的一部分的阳离子或者
[0014]
[0015] 复合离子液体的阴离子优选地衍生自基于侣的路易斯酸，特别是面化侣，优选氯 化侣（III)。由于氯化侣路易斯酸的酸性高，优选地将氯化侣或其它面化侣与第二种或更多 金属面化物、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面化物衍生 的配位阴离子，其中至少一种金属面化物为面化侣。合适的其它金属面化物、硫酸盐或硝酸 盐可W为选自周期表1B族元素、周期表1IB族元素和周期表过渡元素的金属的面化物、硫酸 盐或硝酸盐。优选的金属包括铜、铁、锋、儀、钻、钢、银或销。优选地，所述金属面化物、硫酸 盐或硝酸盐为金属面化物，更优选地氯化物或漠化物，如氯化铜（I )、氯化铜（II )、氯化儀 (II)、氯化铁(II)。优选地，侣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。通过使用包含侣和另一种金属的配位阴离 子，可W得到改进的烷基化产物。例如，在US7285698中描述了一种用于制备运种催化剂的 方法。特别优选的催化剂为酸性离子液体催化剂，包含由氯化侣（III)和氯化铜（Π )或氯化 侣（III)和氯化铜（I)衍生的配位阴离子。
[0016] 如上文所述，将包含异链烧控和締控的控类混合物与催化剂在反应区中接触。将 所述控类混合物在反应区中与催化剂混合W形成反应混合物。可W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，异链烧控 和締控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，除了控反应物和酸 性离子液体之外，反应区中的混合物还包含产物。
[0017] 所形成的烷基化物W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 物的流出物还包括大量未反应的异链烧控。因此，可W将部分所述含烷基化物的流出物回 收到反应区，W维持反应区中控类混合物中高的异链烧控与締控比例。
[0018] 将反应区的至少部分含烷基化物的流出物在分离器单元中分离成富控相和富离 子液体催化剂相。至少部分所述富控相经处理和/或分馈(例如，经过蒸馈)W获得烷基化物 和可选的获得其他控相中的成分，例如，未反应的异链烧控或正链烧控。优选地，至少部分 地再利用运种异链烧控，W形成提供给所述过程的部分异链烧控进料。可W通过回收至少 部分的异链烧控，或者回收从富控相的分馈得到的含异链烧控的流，并将其与所述过程的 异链烧控进料混合来完成。
[0019] 本文中的富控相是指，基于控和离子液体催化剂的总摩尔数，含多于50摩尔％的 控的相。
[0020] 本文中的富离子液体催化剂相是指，基于控和离子液体催化剂的总摩尔数，含多 于50摩尔％的离子液体催化剂的相。
[0021] 由于离子液体对控类的低亲和性W及所述控类与离子液体催化剂之间的密度差， 例如，可W采用公知的沉降器装置或者通过使用任何其它合适的液/液分离器来适当地进 行两相之间的分离，其中，所述控类和催化剂被分离成基本上部的控相和基本下部的催化 剂相。运种