再生失活的离子液体催化剂的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种再生失活的离子液体催化剂的方法。
【背景技术】
[0002]不含分子溶剂的离子液体首先被Hurley和Wier在一系列US专利(24446331，2446339，2446350)中公开。一般来说，离子液体是盐，盐的混合物，或产生一种或多种盐的组分的混合物，它在低于室温或稍高于室温的温度下熔化。(这里使用的术语“盐”是指完全由阳离子和阴离子物质组成的物质)。离子液体可以定义为这样的液体，该液体的组成完全由作为阳离子和阴离子的结合的离子组成。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。最常见的有机阳离子是铵阳离子，但也经常使用磷鑰阳离子和锍阳离子。吡啶鑰和咪唑鑰的离子液体也许是最常用的阳离子。阴离子包括，但不限于，BF4' PF6'卤铝酸根例如Al2Cl7-和Al 2Br7_、[ (CF3SO2)2N]'烷基硫酸根(RSO3O、羧酸根(RCO2-)和许多其它阴离子。催化上最让人感兴趣的离子液体是衍生自卤化铵和路易斯酸(例如AlCl3、TiCl4、SnCl4、FeCl3...等)的那些。氯铝酸盐离子液体也许是最常用的离子液体催化剂体系。
[0003]使用的结果是离子液体催化剂失活了，即丧失活性，且可能最终需要更换。使用离子液体催化剂的烷基化过程形成称作混合聚合物的副产物。这些混合聚合物通过与离子液体催化剂形成络合物而使离子液体催化剂失活。混合聚合物是高度不饱和的分子并且可以通过它们的双键网络体系与离子液体催化剂的路易斯酸部分络合。随着三氯化铝变得与混合聚合物络合，这些离子液体催化剂的活性受损或者至少打了折扣。混合聚合物还可以被氯化并且通过它们的氯基团与三氯化铝相互作用，从而降低这些催化剂的整体活性或降低它们作为催化剂用于预计目的例如烷基化反应的有效性。混合聚合物造成的离子液体催化剂失活不仅对于烷基化化学是个问题，而且极大地影响使用离子液体的经济性，因为它们是昂贵的催化体系且它们的频繁更换是耗成本的。因此，在烷基化反应中工业应用离子液体催化剂是不可能的，除非它们能够被有效的再生并回收。
[0004]美国专利N0.7，432,408(?408专利”)中公开的烷基化方法涉及在离子液体催化剂存在下使异链烷烃(优选异戊烷)与烯烃(优选乙烯)接触以生产汽油调合组分。离子液体催化剂使该新烷基化方法区别于常规方法，常规方法使轻质链烷烃和轻质烯烃转化为更为获利的产物，例如使异链烷烃与烯烃烷基化和使烯烃聚合。例如，使异丁烷与C3-C5-烃烷基化以制备具有高辛烷值的汽油馏分所使用的较为广泛的两种方法使用硫酸(H2SO4)和氢氟酸(HF)催化剂。
[0005]涉及使混合聚合物加氢的再生方法描述于美国专利申请公开N0.2007/0142218( “ ' 218 公布物 ”)、2007/0142217 ( “ ' 217 公布物”)、2007/0142215( “ ' 215 公布物 ”)、2007/0142214 ( “ ' 214 公布物”)和2007/0142213(?213公布物”)中。'218公布物涉及一种将使用过的酸性离子液体催化剂再生的方法，该方法包括如下步骤:在加氢条件下将使用过的离子液体催化剂和氢气与均相加氢催化剂在反应区内接触足以使使用过的催化剂的活性提高的时间。'217公布物涉及一种将已经被混合聚合物失活的使用过的酸性离子液体催化剂再生的方法，该方法包括:在加氢条件下将所述使用过的催化剂、金属和充当氢源的布朗斯台德酸在反应区内混合足以使至少部分所述混合聚合物加氢的时间。'215公布物涉及一种将使用过的酸性离子液体催化剂再生的方法，该方法包括如下步骤:在加氢条件下将使用过的离子液体催化剂和氢气与包含在载体上的加氢组分的负载型加氢催化剂在反应区内接触足以使所述使用过的催化剂的活性提高的时间。'214公布物涉及一种将使用过的已失活的酸性离子液体催化剂再生的方法，该方法包括如下步骤:在加氢条件下将使用过的氯铝酸盐离子液体催化剂和氢气与金属加氢催化剂在反应区内接触足以使所述离子液体催化剂的活性提高的时间。'213公布物涉及一种通过除去混合聚合物使已经被所述混合聚合物失活的使用过的酸性催化剂再生以提高所述催化剂活性的方法。'213公布物论述了加氢作为除去混合聚合物的一种方法。
[0006]美国专利6，096, 680描述了液体包合物组合物，其在傅-克反应中用作可重复使用的铝催化剂。在一个实施方案中，该液体包合物组合物由以下组分生成，所述组分包括⑴至少一种三卤化铝，(ii)至少一种盐，所述盐选自碱金属卤化物、碱土金属卤化物、碱金属拟齒化物、季铵盐、季磷鑰盐、或三元锍盐、或上述任意两种或更多种的混合物，和(iii)至少一种芳烃化合物。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提出一种再生失活的离子液体催化剂的方法。特别适用于与混合聚合物形成络合物的失活离子液体催化剂的再生。所述混合聚合物是高度不饱和的分子并且可以通过它们的双键网络体系与离子液体催化剂的路易斯酸部分络合。
[0008]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0009]再生失活的离子液体催化剂的方法，包括:
[0010](a)提供离子液体催化剂，其中至少一部分所述离子液体催化剂与混合聚合物结合；(b)将一部分金属铝和溶剂混合，溶剂与金属铝的质量比为1:10-10-1，(C)使所述离子液体催化剂与金属铝和溶剂的混合物在搅拌反应器中反应，在反应过程中伴随加入另一部分金属铝，混合物中金属铝与反应过程中加入金属铝的质量比为1:10-10:1，以从所述离子液体催化剂中释放所述混合聚合物；和(d)通过在搅拌萃取塔或填料萃取塔中进行溶剂萃取而从所述离子液体催化剂中分离出所述混合聚合物；在萃取过程中加入新鲜离子液体催化剂，新鲜离子液体催化剂与再生离子液体催化剂的质量比为1:10-10:1。
[0011]所述溶剂选自戊烷、己烷、庚烷、辛烷、癸烷、正丁烷、异丁烷、异戊烷和它们的混合物。
[0012]此再生方法通过在反应前加入溶剂以及在反应中伴随加入金属铝使得反应更为温和，并且有利于提高后续萃取分离的效果，在萃取过程中加入新鲜离子液体催化剂有利于萃取过程中更好的分相，提高离子液体催化剂的萃取收率。
【具体实施方式】
[0013]实施例1
[0014]提供离子液体催化剂，其中至少一部分所述离子液体催化剂与混合聚合物结合；将一部分金属铝和溶剂混合，溶剂与金属铝的质量比为1:5，使所述离子液体催化剂与金属铝和溶剂的混合物在搅拌反应器中反应，在反应过程中伴随加入另一部分金属铝，混合物中金属铝与反应过程中加入金属铝的质量比为1:4，以从所述离子液体催化剂中释放所述混合聚合物；和通过在搅拌萃取塔或填料萃取塔中进行溶剂萃取而从所述离子液体催化剂中分离出所述混合聚合物；在萃取过程中加入新鲜离子液体催化剂，新鲜离子液体催化剂与再生离子液体催化剂的质量比为1:2。
[0015]实施例2
[0016]提供离子液体催化剂，其中至少一部分所述离子液体催化剂与混合聚合物结合；将一部分金属铝和溶剂混合，溶剂与金属铝的质量比为1:5，使所述离子液体催化剂与金属铝和溶剂的混合物在搅拌反应器中反应，在反应过程中伴随加入另一部分金属铝，混合物中金属铝与反应过程中加入金属铝的质量比为1:4，以从所述离子液体催化剂中释放所述混合聚合物；和通过在搅拌萃取塔或填料萃取塔中进行溶剂萃取而从所述离子液体催化剂中分离出所述混合聚合物；在萃取过程中加入新鲜离子液体催化剂，新鲜离子液体催化剂与再生离子液体催化剂的质量比为1:2。
[0017]实施例3
[0018]提供离子液体催化剂，其中至少一部分所述离子液体催化剂与混合聚合物结合；将一部分金属铝和溶剂混合，溶剂与金属铝的质量比为1:8，使所述离子液体催化剂与金属铝和溶剂的混合物在搅拌反应器中反应，在反应过程中伴随加入另一部分金属铝，混合物中金属铝与反应过程中加入金属铝的质量比为1:3，以从所述离子液体催化剂中释放所述混合聚合物；和通过在搅拌萃取塔或填料萃取塔中进行溶剂萃取而从所述离子液体催化剂中分离出所述混合聚合物；在萃取过程中加入新鲜离子液体催化剂，新鲜离子液体催化剂与再生离子液体催化剂的质量比为1:1。
[0019]实施例4
[0020]提供离子液体催化剂，其中至少一部分所述离子液体催化剂与混合聚合物结合；将一部分金属铝和溶剂混合，溶剂与金属铝的质量比为2:1，使所述离子液体催化剂与金属铝和溶剂的混合物在搅拌反应器中反应，在反应过程中伴随加入另一部分金属铝，混合物中金属铝与反应过程中加入金属铝的质量比为3:2，以从所述离子液体催化剂中释放所述混合聚合物；和通过在搅拌萃取塔或填料萃取塔中进行溶剂萃取而从所述离子液体催化剂中分离出所述混合聚合物；在萃取过程中加入新鲜离子液体催化剂，新鲜离子液体催化剂与再生离子液体催化剂的质量比为2:1。
[0021]实施例5
[0022]提供离子液体催化剂，其中至少一部分所述离子液体催化剂与混合聚合物结合；将一部分金属铝和溶剂混合，溶剂与金属铝的质量比为3:1，使所述离子液体催化剂与金属铝和溶剂的混合物在搅拌反应器中反应，在反应过程中伴随加入另一部分金属铝，混合物中金属铝与反应过程中加入金属铝的质量比为1:2，以从所述离子液体催化剂中释放所述混合聚合物；和通过在搅拌萃取塔或填料萃取塔中进行溶剂萃取而从所述离子液体催化剂中分离出所述混合聚合物；在萃取过程中加入新鲜离子液体催化剂，新鲜离子液体催化剂与再生离子液体催化剂的质量比为3:1。
【主权项】
1.再生失活的离子液体催化剂的方法，其特征在于包括: (a)提供离子液体催化剂，其中至少一部分所述离子液体催化剂与混合聚合物结合； (b)将一部分金属铝和溶剂混合，溶剂与金属铝的质量比为1:10-10-1， (c)使所述离子液体催化剂与金属铝和溶剂的混合物在搅拌反应器中反应，在反应过程中伴随加入另一部分金属铝，混合物中金属铝与反应过程中加入金属铝的质量比为1:10-10:1，以从所述离子液体催化剂中释放所述混合聚合物；和 (d)通过在搅拌萃取塔或填料萃取塔中进行溶剂萃取而从所述离子液体催化剂中分离出所述混合聚合物；在萃取过程中加入新鲜离子液体催化剂，新鲜离子液体催化剂与再生离子液体催化剂的质量比为1:10-10:1。
【专利摘要】本发明公开了再生失活的离子液体催化剂的方法，包括：(a)提供离子液体催化剂，其中至少一部分所述离子液体催化剂与混合聚合物结合；(b)将一部分金属铝和溶剂混合，(c)使所述离子液体催化剂与金属铝和溶剂的混合物在搅拌反应器中反应，在反应过程中伴随加入另一部分金属铝，以从所述离子液体催化剂中释放所述混合聚合物；和(d)通过在搅拌萃取塔或填料萃取塔中进行溶剂萃取而从所述离子液体催化剂中分离出所述混合聚合物；在萃取过程中加入新鲜离子液体催化剂。此再生方法反应更为温和，有利于提高后续萃取分离的效果，在萃取过程中加入新鲜离子液体催化剂有利于萃取过程中更好的分相，提高离子液体催化剂的萃取收率。
【IPC分类】B01J38-56
【公开号】CN104549570
【申请号】CN201410617856
【发明人】朱忠良
【申请人】朱忠良
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年11月5日