专利名称：一种具有高Al/N 摩尔比的离子液体催化剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及离子液体催化剂和具有大于2. 0的A1/N摩尔比的离子液体催化剂体系。发明详述提供了一种包含铵氯铝酸盐的离子液体催化剂。当所述离子液体催化剂在< 25°C 的温度下保存至少2小时时，所述离子液体催化剂具有大于2. 0的A1/N摩尔比。还提供了包含烷基-吡啶钱卤铝酸盐和杂质的离子液体催化剂，其中当所述离
子液体催化剂在< 25°C的温度下保存至少2小时时，所述离子液体催化剂具有大于2. 0的 A1/N摩尔比。在第三实施方案中，提供了用于异链烷烃/烯烃烷基化的离子液体体系，包含季铵氯铝酸盐、混合聚合物(conjunct polymer)和氯化氢。所述离子液体体系具有从2. 1 至8. 0的A1/N摩尔比。当所述离子液体体系在彡25°C下保存3小时或更长时间时，小于 0. 的AlCl3从所述离子液体体系中沉淀出来。定义术语“包含”是指包括在该术语之后指明的元素或步骤，但任何这样的元素或步骤不是穷举性的，且实施方案可包括其它元素或步骤。“离子液体”是其组成由作为阳离子和阴离子的结合的离子组成的液体。最常见的离子液体是由有机基的阳离子和无机或有机阴离子制备的那些。离子液体催化剂用于多种反应，包括Friedel-Crafts反应。“烷基”是指1-9个碳原子的直链饱和烃或3-12个碳原子的支链饱和烃。在一个实施方案中，所述烷基是甲基。烷基的实例包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基，等等。离子液体催化剂离子液体催化剂由形成络合物的至少两种组分组成。为了在烷基化反应中有效， 离子液体催化剂是酸性的。该离子液体催化剂包含第一组分和第二组分。该催化剂的第一组分一般包含路易斯酸化合物。用于烷基化反应的路易斯酸包括但不限于卤化铝、卤化镓、 卤化铟、卤化铁、卤化锡和卤化钛。在一个实施方案中，所述第一组分是卤化铝或卤化镓。例如，三氯化铝(AlCl3)可用作制备所述离子液体催化剂的第一组分。构成所述离子液体催化剂的第二组分是有机盐或盐的混合物。这些盐可用通式 Q+A_来表示，其中Q+是铵、鳞或锍阳离子，和A_是负电荷离子例如Cl_、Br_、C104_、N03_、BF4_、 BClp PF6W、SbFp A1C1;、Al2C 1「、Al3Cl10^ A1F6\ TaF6^ CuC V、FeC 1” SO3CFf 和 3-硫三氧苯基。在一个实施方案中，所述第二组分选自具有含有一个或多个具有约1-约9个碳原子的烷基结构部分的季铵卤化物的那些，例如三甲基胺盐酸盐，甲基三丁基铵卤化物、1-丁基吡啶铕卤化物或烃基取代的咪唑铕卤化物例如1-乙基-3-甲基-咪唑裙氯化物。在一个实施方案中，Al处于AlCl3W形式和N处于R4N+X-或R3NH+X-的形式，其中 R是烷基和X是卤离子。合适的卤离子的实例是氯离子、溴离子和碘离子。在一个实施方案中，所述离子液体催化剂是通式为RR’ R”N H+Al2Cl7-的季铵氯铝酸盐离子液体，其中RR’和R”为含有1-12个碳的烷基。季铵氯铝酸盐离子液体的实例是N-烷基-吡啶银氯铝酸盐、N-烷基-烷基吡啶银氯铝酸盐、吡啶裙氢氯铝酸盐(pyridinium hydrogen chloroaluminate)、烷基吡啶镇氢氯铝酸盐、二 -烷基-咪唑银氯铝酸盐、四-烷基-铵氯铝酸盐、三-烷基-铵氢氯铝酸盐、或它们的混合物。第一组分的存在应该为离子液体提供了路易斯酸特性或富兰克林酸特性。一般来说，第一组分与第二组分的摩尔比越大，离子液体混合物的酸度就越大。例如，制备A1/N摩尔比为2.0的正丁基吡啶银氯铝酸盐离子液体盐的典型的混合
物如下所示
权利要求
1.一种离子液体催化剂，其包含铵氯铝酸盐，并且当所述离子液体催化剂在< 25°c的温度下保存至少2小时时，具有大于2. 0的A1/N摩尔比。
2.权利要求1的离子液体催化剂，其中Al处于AlCl3W形式和N处于的形式，其中R是烷基和X是卤离子。
3.权利要求1的离子液体催化剂，其中所述A1/N摩尔比大于2.1。
4.权利要求1的离子液体催化剂，还包含混合聚合物，其中所述混合聚合物以 l-24wt %的含量存在于所述催化剂中。
5.权利要求1的离子液体催化剂，其中在50°C或更低温度下，所述离子液体催化剂中 A1/N摩尔比高于2.0时增加的AlCl3的溶解度为3wt%或更高。
6.权利要求1的离子液体催化剂，其中所述离子液体催化剂中A1/N摩尔比高于2.0时增加的AlCl3的溶解度在100°C下比在50°C下高出至少10wt%。
7.权利要求1的离子液体催化剂，其中当所述离子液体催化剂在25°C下保存3小时或更长时间时，小于0. 的AlCl3从所述离子液体催化剂中沉淀出来。
8.权利要求1的离子液体催化剂，其中所述离子液体催化剂用于选自下组的烃转化反应烷基化、异构化、加氢裂化、聚合、二聚、低聚、酰化、乙酰化、复分解、共聚、加氢甲酰化、 脱卤、脱水、烯烃加氢以及它们的组合。
9.权利要求1的离子液体催化剂，其中铵氯铝酸盐是N-烷基-吡啶謝氯铝酸盐、N-烷基-烷基吡啶银氯铝酸盐、吡啶输氧氯铝酸盐、烷基吡啶银氧氯铝酸盐、二-烷基-咪唑银氯铝酸盐、四-烷基-铵氯铝酸盐、三-烷基-铵氢氯铝酸盐、或它们的混合物。
10.一种离子液体催化剂，包含烷基-吡啶播卤铝酸盐和杂质，其中当所述离子液体催化剂在彡25°C的温度下保存至少2小时时，所述离子液体催化剂具有大于2. 0的A1/N摩尔比。
11.权利要求10的离子液体催化剂，其中所述烷基-吡啶镇卤铝酸盐包含选自由氯铝酸盐、氟铝酸盐、溴铝酸盐、碘铝酸盐和它们的混合物组成的组的卤铝酸盐。
12.权利要求1或权利要求10的离子液体催化剂，其中A1/N摩尔比为2.1至8. 0。
13.权利要求10的离子液体催化剂，其中所述离子液体催化剂中A1/N摩尔比高于2.0 时，在100°C或更低温度下增加的AlCl3的溶解度为3-100Wt%。
14.权利要求10的离子液体催化剂，其中所述杂质以的含量存在于所述催化剂中。
15.用于异链烷烃/烯烃烷基化的离子液体体系，包含季铵氯铝酸盐、混合聚合物和氯化氢；其中所述离子液体体系具有2. 1至8.0的A1/N摩尔比，且当所述离子液体体系在 (25°C的温度下保存3小时或更长时间时，小于0. Iwt %的AlCl3从所述离子液体体系中沉淀出来。
16.包含权利要求1或权利要求10的离子液体催化剂的烷基化反应器。
全文摘要
提供了一种离子液体催化剂，其包含铵氯铝酸盐，并当所述离子液体催化剂在≤25℃的温度下保存至少2小时时，具有大于2.0的Al/N摩尔比。还提供了包含烷基-吡啶卤铝酸盐和杂质的离子液体催化剂，其中当所述离子液体催化剂在≤25℃的温度下保存至少2小时时，所述离子液体催化剂具有大于2.0的Al/N摩尔比。在第三实施方案中，提供了用于异链烷烃/烯烃烷基化的离子液体体系，包含季铵氯铝酸盐、混合聚合物和氯化氢。所述离子液体体系具有2.1至8.0的Al/N摩尔比。当所述离子液体体系在25℃或更低温度下保存3小时或更长时间时，小于0.1wt％的AlCl3从所述离子液体体系中沉淀出来。
文档编号B01J27/10GK102245302SQ200980150225
公开日2011年11月16日 申请日期2009年11月16日 优先权日2008年12月15日
发明者H·S·拉驰恩, S·埃勒马利 申请人:雪佛龙美国公司