包括改進的固體去除步驟的烷基化物制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明提供一種采用離子液體催化劑制備烷基化物的方法，所述方法包括改進的 固體去除步驟。
【背景技術】
[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來制備運種烷基化物組分，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，其使用復合離子液體催化 劑來使異下燒與下締反應。在US7285698所述方法中，將異下燒和下締提供給反應器，通過 將反應物在烷基化條件下與復合離子液體相接觸形成烷基化物。將反應器流出物進行分 離，并且將離子液體相回收到反應器中，同時將控相進行處理W獲得烷基化物。然而，在使 用運種離子液體烷基化過程中形成固體。隨著反應的進行，運些固體積聚在反應區中，并可 能導致通路和/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。根據該方法，從反應區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，卻發現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、作用變得復雜并伴隨高能 耗。過濾并不是很實際，因為它耗時并且需要高壓。最后，沉降更費時，因此并不是理想的解 決方案。
【發明內容】
[0004] 現已發現，可W通過在固體去除步驟之前添加一定量的有機溶劑，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，在反應區中將至少包含異鏈燒控和締控的控類混合物與離 子液體催化劑進行反應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 中作為副產物形成；
[0007] (b)分離步驟，其中，將來自所述反應區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 化反應過程中作為副產物形成的固體;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，將一定量的有機溶劑添加到所述富離子液體催化劑相， 所述有機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。本發明的優點在于，可W采用有機溶劑將離子液體從 固體中萃取出來并通過對溶劑進行蒸發來很容易地進行回收。
[0009] 另一個優點在于，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示出了有機溶劑(分別為甲苯和DCM)的質量分數在20°C和30 °〇條件下對復合離子液體(CIL)+有機溶劑混合物的粘度的影響。
【具體實施方式】
[0012] 本發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 締或下締混合物進行反應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和 目的或用于航空汽油生產中。在烷基化過程中，將異鏈燒控和締控提供到反應區。在反應區 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。可W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區。
[0013] 根據本發明所述方法，烷基化催化劑是一種復合離子液體混合物。離子液體在現 有技術中由于其能夠催化烷基化反應而被人們所熟知。本發明所述烷基化過程中使用的催 化劑為復合離子液體，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。優選 地，所述陽離子包括錠鹽的陽離子，例如氮原子，其用四個取代基飽和，四個取代基中至少 有一個氨原子和一個烷基基團。更優選地，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+)、其中氮為環狀結構(例如，像贓晚和化咯燒中的）的一部分的陽離子或者
[0014]
[0015] 復合離子液體的陰離子優選地衍生自基于侶的路易斯酸，特別是面化侶，優選氯 化侶（III)。由于氯化侶路易斯酸的酸性高，優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。優選的金屬包括銅、鐵、鋒、儀、鉆、鋼、銀或銷。優選地，所述金屬面化物、硫酸 鹽或硝酸鹽為金屬面化物，更優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，更 優選地1:1-100:1，或者甚至更優選地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得到改進的烷基化產物。例如，在US7285698中描述了一種用于制備運種催化劑的 方法。特別優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區中接觸。將 所述控類混合物在反應區中與催化劑混合W形成反應混合物。可W通過任何適合混合兩種 或多種液體的裝置完成混合，包括動態和靜態混合器。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行反應，從而形成烷基化物。隨著反應的進行，除了控反應物和酸 性離子液體之外，反應區中的混合物還包含產物。
[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區中獲得。所述含烷基化 物的流出物還包括大量未反應的異鏈燒控。因此，可W將部分所述含烷基化物的流出物回 收到反應區，W維持反應區中控類混合物中高的異鏈燒控與締控比例。
[0018] 將反應區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處理和/或分饋(例如，經過蒸饋)W獲得烷基化物 和可選的獲得其他控相中的成分，例如，未反應的異鏈燒控或正鏈燒控。優選地，至少部分 地再利用運種異鏈燒控，W形成提供給所述過程的部分異鏈燒控進料。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，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，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/液分離器來適當地進 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。運種