第12卷第2期 2012年4月
过程工程学报
The Chinese Journal of Process Engineering
离子液体/CF,SO.H耦合催化1-丁烯/异丁烷烷基化反应
王鹏，张镇”，李海方2，张鹏，兰玲，赵国英
(1.中国石油然气股份有限公司有油化工研究院，北京100195：
2.中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室，高子波体清沾过程北京市重点实验室，北京100190
3.河北科技大学化学与制药工程学院，河北石家庄050018)
Vol.12 No.2 Apr.2012
摘要：采用季胺化反应-复分解或质子化两步法设计合成了系列阴离子为BF"或CFSO,"的咪唑类、吡啶类的功能化离子液体，系列功能化离了液体与二氯甲磺酸耦合催化1-丁烯/异丁烷的烷基化反应，并获得了C选择性81.1%，
TMP/DMH-8.36及RON值为95.3的良好催化效果，耦合催化剂在不降低催化活性的条件下可循环使用6次，关键词：烷基化：离子液体：超强酸催化剂；耦合催化剂；异丁烷
中图分类号：TQ028.1 1前言
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2012)02-019406
并在大多数酸催化反应中展现出良好的催化效果(0,1]
随着我国国民经济可持续发展国策的实施，环境保护已成为石油炼制工业生存和发展的基本要求，目前面临的一个非常重要的问愿就是如何生产符合国家环保标准的清洁燃料，以满足国内交通行业和市场的需求。在石油炼制工业中，异丁烷与丁烯的烧基化反应是牛产高辛烷值清洁汽油组分的重要工艺12，目前，我国商品汽油的基本构成是催化裂化汽油约占80%，重整汽油、醚类及其他添加组分占19%，而高辛烷值烷基化汽油占不到1%，这与发达国家存在很大差距(美国烷基化汽油约占13%~15%，欧洲约占6%~7%)34)，这预示着我国石油炼制工业中烷基化汽油生产的巨大潜力，也说明烷基化反应工艺在清洁汽油发展和生产过程中具有的重要地位和作用。
现在工业上生产烷基化油主要是浓硫酸和氢氟酸工艺，都存在建造成本高、耗酸量大、腐蚀性强、操作危险、副产物后处理成本高等一系列不可避免的问题[5.6] 因此：开发低毒、低酸耗、高使用寿命的烷基化催化剂进而开发新一代烷基化清洁工艺成为石油化工领域的一个重要研究课题，周体酸催化烷基化因具有安全性高、离蚀性低、环境友好等优点在国内外得到广泛研究但尚未实现大规模工业化.难以经济有效地解决固体酸催化剂的失活和再生难题，是目前固体酸催化剂工业化普遍面临的“瓶致”[7.8]
近年来，离子液体(IonicLiquid.IL)由于其独特的物理化学性质，如极低的蒸汽压、宽泛的液态温度范围、良好的溶解能力、特定功能的可设计性等，引起了国内外学者的广泛关注9，其中离子液体作为酸催化剂/介质在「业酸催化中的应用是其发展的一个重要研究方向，
与传统的无机酸催化剂相比，酸性离子液体催化剂具有催化活性高、腐蚀性低、操作安全等优势12-15，近年来国内外许多著名的石油石化公司及研究机构如IFP，BP 和Chauvin等[16.17]，都先后开展了关丁氯铝酸离子液体催化C4烷基化的研究并中请了大量专利.但氯铝酸类离子液体易与含给电子能力较强的化合物络合，存在对水敏感、催化剂酸性和组成控制难、烷基化油稳定性差及氯含量超标等间愿，限制了其工业化应用，
在C烷基化研究中发现，催化剂的酸性、异丁烷在催化剂酸相中的溶解性、酸/烃相界面的分散性是影响高辛烷值组分三甲基戊烷(Trimethylpentane，TMP)的收率及烷基化汽油品质的重要因素(U8],Olah等[19]使用水和三氟乙酸调变三氟甲磺酸(CF,SO,H，TFSA)并用于催化异丁烷烷基化反应，得到较好的催化效果.Camper等[20] 发现异丁烷、1-丁烯的溶解度及异丁烷/1-丁烯的溶解比在不同离子液体中有较大差异，研究[21.22)]发现，离子波体与超强酸耦合作为催化剂催化C4烷基化，显示出传统液体酸所没有的挥发性低、腐蚀性低、体系的溶解分离能力及酸性易调控且制备工艺简单等诸多优点.本工作通过季胺化反应-复分解或质子化两步反应设计合成了一系列功能化酸性离子液体，与超强酸原位混合制备离子液体/超强酸揭合催化剂，并对其催化C。烷基化的性能进行初步考察和评价，
2实验 2.1原料与试剂
CFsSO,H(TFSA，纯度>99.9%，中国船舶制造718 研究所)，丁基磺酸内酯、1-丁基咪唑、氟硼酸(HBF4)、 N-甲基咪唑(化学纯，国药集团化学试剂有限公司)，甲
收稿日期，201201-13，修回日期：20120301
作者简介：王鹏(1982)，女，山东省曹县人，博士，化学工程与技术专业；赵国英，通讯联系人，Tel:15210446056,E-mail:gyzhao@bome.ipe.ac.cn
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