专利名称：离子液体-固体超强酸催化轻烃异构化方法
技术领域：
本发明主要涉及一种采用离子液体和固体超强酸协同作用，催化直链烷烃进行异构化的方法领域。
背景技术：
随着我国汽车工业的发展和环保的日益重视，人们对汽油质量提出了更高的要求，不仅要求辛烷值高，而且对环境也要友好。但是，在现有技术中，为了提高汽油的辛烷值 (RON)，大都采用芳烃作为汽油辛烷值调和组分，对环境不利。另一方面，我国现有炼油企业中大量的常、减压蒸馏组分均为烷烃，这部分组分含硫、含氮低，不含烯烃和芳烃，属于高清洁燃料，但辛烷值低，尤其使汽油的前端馏分的辛烷值上不去。如，C5和C6低碳正构烷烃的辛烷值相当低，但是将其转化成相应的异构烷烃，则其辛烷值大幅度提升，可成为重要的汽油辛烷值调和组分，因此，及早将C5/C6烷烃异构化技术应用于工业生产，将对改变我国汽油组成结构，提高汽油质量产生具大的推动作用。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种离子液体-固体超强酸催化轻烃异构化方法。采用本发明的方法，可以使直链烷烃进行异构化，成为辛烷值高的支链烷烃。本发明采用的技术方案是离子液体-固体超强酸催化轻烃异构化方法，步骤如下
1)一次异构化于容器中，加入直链烷烃和离子液体，在温度为20 50°C，搅拌下，反应5 8小时，静置，分层，取上层液体；所述的直链烷烃与离子液体的摩尔比为3 4:1 ；
2)二次异构化将步骤1)得到的上层液体，加入另一容器中，然后加入固体超强酸，加热回流反应3 6小时，反应完后静置，分层、分离；所述的固体超强酸的加入量为上层液体
总重量的3% 5%。上述的离子液体-固体超强酸催化轻烃异构化方法所述的直链烷烃为C4 Cltl 的直链烷烃；所述的离子液体为三乙胺氯铝酸盐离子液体、子液体、或1-甲基-3-乙酸基六氟磷酸离子液体([Acmim]PF6)；所述的固体超强酸是S0427Ti&/La3+、WO3/
、或 W03/Ce02/&02。本发明的工作原理是第一段工艺为温度在20°C 50°C，压力为常压，在酸性离子液体催化下，进行直链烷烃的部分异构化，完成分离后，第二段工艺为采用固体超强酸催化剂，进行深度异构化，形成高度异构、高辛烷值的异构烃类。本发明的有益效果是①本发明选取我国炼油工业中数量巨大的石脑油切割的前馏分80 130°C或轻烃作为原料，生产具有辛烷值高的异构化烃类，对于能源行业和环保方面意义深远。②异构化烃的产率高，体积收率可达100%。③依靠异构烷烃而非芳烃提高汽油辛烷值，有利于保护环境。④催化重整汽油，主要改善正构烷烃馏分的辛烷值，从而改善汽油的辛烷值。⑤本发明以酸性离子液体和固体超强酸组成催化体系，可将石油炼制过程的馏分油中的正构烷烃转化成异构烷烃，为生产高辛烷值、高清洁汽油提供了有效的方法。
图1是三乙胺氯铝酸盐离子液体的红外光谱。
图2是[Bmim]BF4离子液体的红外光谱。
图3是[Acmim]PF6离子液体的红外光谱图。
图4是固体超强酸S0427Ti02/La3+的电镜形貌。
图5是固体超强酸WO3ArO2的电镜形貌。
图6是固体超强酸W03/Ce02ArO2的电镜形貌。
图7是实施例3中正庚烷的红外谱图。
图8是实施例3中离子液体催化异构化后的红外谱图。
图9是实施例3中固体超强酸催化异构化后的红外谱图。
图10是实例6中正癸烷的红外谱图。
图11是实施例6中离子液体催化异构化后的红外谱图。
图12是实施例6中固体超强酸催化异构化后的红外谱图。
具体实施例方式实施例1 离子液体的制备
(一) 三乙胺氯铝酸盐离子液体的制备
称取21. 8g三乙胺于IOOml圆底烧瓶中，在冷却的条件下慢慢滴加18. 5ml的20%的盐酸溶液，中和成盐，然后用旋转蒸发器进行蒸发除去水分，得到盐酸三乙胺的白色固体，再将26. 67gAlCl3加入圆底烧瓶中，混合均勻，得淡黄色透明液体55. 77g，即为三乙胺氯铝酸盐离子液体(Et3N-HCl-2AlCl3，x=0. 67)。产物经红外光谱验证，如图1 =IR (液膜法)，3199. 3cm"1 (Et3N-H) ；2987. 7 cm — 1， 2944.6cm-1 (CH3, CH2) ； 1573. 4CHT1 处的吸收峰为[Al2Cl7F 的特征吸收峰。(二)[Bmim] BF4离子液体的制备
权利要求
1.一种离子液体-固体超强酸催化轻烃异构化方法，其特征在于步骤如下1)一次异构化于容器中，加入直链烷烃和离子液体，在温度为20 50°C，搅拌下，反应5 8小时，静置，分层，取上层液体；2)二次异构化将步骤1)得到的上层液体，加入另一容器中，然后加入固体超强酸，加热回流反应3 6小时，反应完后静置，分层、分离；所述的固体超强酸的加入量为上层液体总重量的3% 5%。
2.如权利要求1所述的一种离子液体-固体超强酸催化轻烃异构化方法，其特征在于所述的直链烷烃为C4 Cltl的直链烷烃；所述的离子液体为三乙胺氯铝酸盐离子液体、 [BmimJBF4离子液体、或1_甲基-3-乙酸基六氟磷酸离子液体；所述的固体超强酸是S042_/ Ti02/La3+、W03/Zr02、或 W03/Ce02/&02。
3.如权利要求1或2所述的一种离子液体-固体超强酸催化轻烃异构化方法，其特征在于直链烷烃与离子液体的摩尔比为3 4:1。
全文摘要
本发明涉及一种离子液体-固体超强酸催化轻烃异构化方法，采用的技术方案是步骤如下1)一次异构化于容器中，加入直链烷烃和离子液体，在温度为20～50℃，搅拌下，反应5～8小时，静置，分层，取上层液体；所述的直链烷烃和离子液体的摩尔比为1:3～4；2)二次异构化将步骤1)得到的上层液体，加入另一容器中，然后加入固体超强酸，加热回流反应3～6小时，反应完后静置，分层、分离；所述的固体超强酸的加入量为上层液体总重量的3%～5%。采用本发明的方法，可以使直链烷烃进行异构化，成为辛烷值高的支链烷烃。
文档编号C10G45/60GK102492462SQ20111037508
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月23日 优先权日2011年11月23日
发明者于洞堂, 任涛, 卞明, 夏闽 申请人:抚顺仁和生物燃料化工科技开发有限公司