离子液体催化异丁烷/丁烯烷基化反应的研究进展

简要介绍了用于异丁烷/丁烯烷基化反应的传统烷基化催化剂和固体酸催化剂的优缺点。阐述了离子液体的性质及其催化异丁烷/丁烯烷基化反应的可能。综述了用于异丁烷/丁烯烷基化反应的氯铝酸离子液体,包括常规氯铝酸离子液体催化剂、改性的氯铝酸离子液体催化剂和复合离子液体催化剂。同时指出了这些催化剂存在的问题。着重强调了非氯铝酸离子液体在催化异丁烷/丁烯烷基化反应中的优势特点及其最新研究进展。     

离子液体催化烷基化反应的研究进展

离子液体具有不挥发、不燃烧、催化活性高、热稳定性高以及绿色环保等优点,作为烷基化催化剂潜力巨大.本文首先介绍了离子液体的结构对催化烷基化反应带来的影响,其次阐述了离子液体的种类和分子设计,对比于传统液体酸和固体酸烷基化工艺,介绍离子液烷基化工艺的研究进展,最后剖析离子液烷基化催化剂存在的问题,指明离子液体催化烷基化反应...     

离子液体在烷基化反应中的应用

离子液体作为一种环境友好的催化剂和溶剂,受到了人们日益的关注。本文介绍了离子液体独特的性质,重点对离子液体在催化烯烃烷基化制高辛烷值烷基化汽油、苯与烯烃的烷基化制烷基苯,苯与卤代烷烃的烷基化以及萘、酚的烷基化反应中的应用进行综述。在这些反应中,离子液体不仅表现出良好的催化活性和选择性,同时具有产品易分离,催化剂可以循环使用,环境污染小和设备腐蚀不严重等优点。     

液体酸耦合体系催化C4烷基化研究进展

综述了近十年来液体酸耦合体系催化C₄烃烷基化反应的最新进展,包括液体超强酸、有机酸-杂多酸、离子液体-酸耦合体系,对比了不同催化体系催化C₄烃烷基化反应过程中的烯烃转化率、三甲基戊烷的选择性和烷基化汽油的研究法辛烷值,总结了不同催化体系的优缺点。重点论述了离子液体-酸耦合体系催化剂中组成离子液体的阴阳离子以及耦合酸类型对C₄烃烷基化反应的影响：有机胺类离子液体较咪唑类有着更为优异的烷基化效果,阴离子和改性离子液体通过形成特定的结构来维持反应体系的酸强度、减少副反应,从而延长催化剂的使用寿命,耦合酸为反应提供酸性位点并与离子液体协同催化。离子液体-酸耦合催化体系具有酸耗低、稳定性好、不易失活且可循环使用等优点,是C₄烷基化催化剂未来的发展方向之一。     

酸催化合成烷基化油的研究进展

综述了分别以硫酸、氢氟酸等无机酸、固体酸和离子液体为催化剂合成烷基化油的最新研究进展,并对这些催化剂的结构和酸性能对烷基化油的组成和性质的影响规律进行了分析和评述。指出离子液体作为绿色催化剂用于烷基化油的合成表现出易与产物分离、催化活性高、烷基化产物中C8组分含量高、辛烷值高等突出优点,是较有应用前景的烷基化油合成用催化剂。     

FCC汽油烷基化脱硫催化剂新进展

综述了FCC汽油烷基化脱硫催化剂近几年来的最新进展,分析比较了各类催化剂的优缺点,重点论述了离子液体和负载型杂多酸两类催化剂在FCC汽油烷基化脱硫中的研究现状。离子液体和负载型杂多酸催化剂因催化活性高和环境友好等优点具有很好的研究应用前景,最后指出了其未来的研究方向。     

液体酸烷基化技术进展

介绍了氢氟酸烷基化、硫酸烷基化和离子液体烷基化等液体酸烷基化技术的研究现状,概述了世界主要液体酸烷基化技术供应商的技术创新和工艺改进。氢氟酸烷基化技术因催化剂是易挥发性剧毒物质,工艺改进主要侧重于工艺安全及减灾设备;硫酸烷基化工艺在低温下反应利于生产高辛烷值的烷基化油,该技术的工艺改进主要侧重于强化低温下的传质及反应热的及时移除;离子液体烷基化工艺催化剂的催化性能优于氢氟酸与硫酸,且对设备腐蚀小,对环境危害小,但是选择性和产率较低,其研发工作注重于开发高选择性及高产率的离子液体。烷基化油是高辛烷值汽油理想的调和组分,我国的地方炼厂出现烷基化热,投建的多为硫酸烷基化项目。但硫酸烷基化同样存在环境风险,已实现首次工业应用的离子液体法将迎来广阔的发展机遇。     

芳烃烷基化催化剂的研究进展

传统芳烃烷基化催化剂存在缺陷,目前对可用于催化芳烃烷基化反应的新型催化剂的研究主要有固体酸和离子液体两个方向,其中固体酸催化剂中,研究较多的有分子筛、杂多酸、金属氧化物固体超强酸等。用于芳烃烷基化反应的离子液体催化剂主要有卤代金属和叔胺盐类、咪唑类及吡啶类组成的离子液体等。新型芳烃烷基化催化剂相比传统催化剂具有环境友好、可再生以及易与原料分离等优点,但由于其制备成本较高、易失活、循环使用寿命较短等原因,工业应用仍面临着许多困难与挑战。     

芳烃烷基化催化剂的研究进展

传统芳烃烷基化催化剂存在缺陷,目前对可用于催化芳烃烷基化反应的新型催化剂的研究主要有固体酸和离子液体两个方向,其中固体酸催化剂中,研究较多的有分子筛、杂多酸、金属氧化物固体超强酸等。用于芳烃烷基化反应的离子液体催化剂主要有卤代金属和叔胺盐类、咪唑类及吡啶类组成的离子液体等。新型芳烃烷基化催化剂相比传统催化剂具有环境友好、可再生以及易与原料分离等优点,但由于其制备成本较高、易失活、循环使用寿命较短等原因,工业应用仍面临着许多困难与挑战。     

硫酸法与离子液体法C_4烷基化工艺进展

介绍了硫酸法烷基化和离子液体法烷基化等液体酸烷基化工艺的现状与研究进展。硫酸烷基化工艺的主要进展在于强化低温下硫酸与C_4烃类在反应器内的传质过程以及烷基化反应热的及时取走,使得烷基化油的收率和辛烷值有所提高,废酸减少,避免了产品分离过程设备与管线的腐蚀。离子液体烷基化工艺的研发主要在于开发高选择性及高产率的离子液体催化剂。离子液体对设备腐蚀小,对环境危害小,但是三甲基戊烷选择性和产率略低。短期内,低温硫酸法烷基化工艺是炼油厂的首选。不远的将来,离子液体法烷基化将得到广泛的应用。     

苯与长链烯烃烷基化反应技术的研究进展

从催化剂研究和反应技术两方面介绍了苯与长链烯烃烷基化反应技术的研究开发进展。催化剂是决定烷基化反应技术水平的一个关键因素 ,评价了氟化硅铝、分子筛、杂多酸及离子液体等催化剂的性能。在反应技术方面 ,UOP工艺比氯化法和脱氯化氢法更具竞争力 ,介绍了UOP工艺的各种改进方案。指出今后应进一步深入研究杂多酸等新型催化剂和反应精馏技术 ,包括悬浮床催化蒸馏工艺。     

对甲酚烷基化反应催化剂的研究进展

主要从酸性催化剂的发展历程全面综述了分子筛、固体超强酸、离子交换树脂、杂多酸、离子液体等多种酸性催化剂的优点和缺点,并总结出对甲酚在不同催化剂作用下反应产物区域选择性的结果。通过对多种催化剂的特性和反应结果对比着重介绍了离子液体催化剂,离子液体同时拥有液体酸高密度酸性和固体酸易分离不挥发的优点,在保持着浓硫酸酸性强度的同时,还具有低蒸气压、热稳定性高、对环境无污染、功能化设计的优良特性,这为今后对甲酚烷基化反应绿色催化剂的发展提供了重要的研究方向,避免了目前工业上常用液体酸催化剂存在的污染环境设备和安全隐患等重大问题。     

氯铝酸盐离子液体催化苯与十二烯烷基化反应

针对酸性氯铝酸盐室温离子液体[BMIM][AlCl4]催化苯与1-十二烯烷基化合成十二烷基苯反应体系的物理化学特性,设计了一套可以分别进行间歇和连续操作的连续流动搅拌反应装置。间歇操作的反应结果表明．[BMIM][AlCl4]催化剂体系的总体结果优于传统催化剂无水AlCl3和氢氟酸,催化剂的用量和反应温度可以大大降低,2-苯基异构体的选择性较高。在连续操作条件下,一定的流量范围内实现了离子液体催化剂和反应料液的原位分离,催化剂被有效地局限在反应区域,并因在运转过程中始终未暴露从而得到了比间歇操作更加稳定和高效的反应结果。     

Lewis酸离子液体催化的苯和氯乙烷烷基化反应

以Lewis酸离子液体为催化剂,考察了Lewis阴离子催化剂、加料方式、AlCl3/[Et3NH]Cl摩尔比、反应温度、苯/氯乙烷摩尔比、催化剂用量等因素对苯和氯乙烷烷基化反应的影响及离子液体的重复可用性. 结果表明,在AlCl3/[Et3NH]Cl摩尔比为2的离子液体的催化作用下,苯和氯乙烷的烷基化反应在温度为70℃、苯/氯乙烷摩尔比为10:1、催化剂用量为苯和氯乙烷总质量10%的条件下,苯转化率为9.48%,乙苯选择性为93.65%;离子液体可循环使用10次,苯的转化率和乙苯的选择性均无明显变化.     

芳烃与烯烃烷基化反应的催化机理进展

芳烃与烯烃的反应在有机合成中应用广泛。随着环保要求的提高,用于芳烃烷基化反应的传统催化剂逐渐被新型绿色催化剂所替代。近年来研究发现离子液体和分子筛对该反应具有高效催化作用且环境友好。本文探讨了离子液体和分子筛的酸性,总结了相应的的催化机理,对有关实验和理论研究工作进行了分析。同时揭示了离子液体和分子筛的结构对其催化性能的影响,为烷基化反应进一步研究奠定了基础。分析表明离子液体既能作为B酸,也能作为L酸起催化作用;分子筛主要作为B酸起催化作用,同时其催化性能与孔道结构、孔径大小及反应物尺寸密切相关。离子液体的稳定性较差、成本较高,而分子筛失活较快,未来需围绕提高离子液体稳定性、改进其制备方法以降低成本及改善分子筛结构以延长使用周期等方面展开研究。     

室温离子液体催化异丁烷-丁烯烷基化的中试研究

在Et2NHCl—AlCl3离子液体催化异丁烷-丁烯烷基化实验室研究的基础上,考察了离子液体的放大合成和中试规模的离子液体烷基化反应。考察了反应温度、进料烷烯比和丁烯原料对反应的影响,确定了具体的反应条件。首次在中试装置上验证了使用室温离子液体取代传统HF与H2SO4进行异丁烷烷基化反应的可能性。     

离子液体催化异丁烷烷基化工艺条件

采用统计分析和回归正交实验方法,分析H2SO4,HF和离子液体烷基化工艺条件对异丁烷与丁烯的烷基化反应生成三甲基戊烷选择性的影响,并考察了离子液体烷基化循环使用性能.结果表明,由于离子液体呈Lewis酸性,在催化异丁烷和1-丁烯烷基化反应时,三甲基戊烷选择性很低.以离子液体为催化剂,在反应温度大于15℃,搅拌速率大于1 500 r/min,异丁烷与2-丁烯物质的量之比大于10,催化剂与反应物体积分别为50和150 mL的条件下进行烷基化反应,离子液体循环使用20次以上,三甲基戊烷选择性仍大于80%.通过中试烷基化实验验证反应温度、搅拌速率、烷烯比与三甲基戊烷选择性之间的多元线性回归方程,发现三甲基戊烷选择性的计算值与实验值吻合较好.表明所得的方程具有较好的预测能力.     

[bmim]Cl／FeCl3离子液体催化苯与乙烯烷基化反应的新型机理

Up to now the mechanism of Friedel-Crafts reactions catalyzed by ionic liquid have not been fully understood, while carbocation mechanism was assumed. It was found that the source of H and the route of reaction initiated the alkylation of benzene with ethylene catalyzed by [bmim]Cl/FeCl3 ionic liquid. The fact that dewatered ionic liquids have catalytic activity for the alkylation of benzene with ethylene suggests that there exists a new catalytic route. The distinctly Bronsted acid properties of 2-H in [bmim]Cl were found through FT-IR and HNMR analysis of [bmim]Cl after titration with water free KOH in alcohol solution. In addition, the chemical shifts of proton on the [bmim]Cl ring, especially 2-H, are sensitive to the change of FeCl3 content and shifted downfield when FeCl3 was added into [bmim]Cl to form ionic liquid. Thus 2-H was easy to be disengaged from imidazolium ring with formation of H^ to initiate the reaction. The isotope-substituted method was employed to prove this mechanism, through the GC-MS analysis of alkylation products of deuterated benzene with ethylene. The route of alkylation catalyzed by FeC13 ionic liquid was found to follow the carbocation mechanism, the resource of H was presented and proved using HNMR analysis of ionic liquid to inspect the intensity change of 2-H. It was found that the intensity of 2-H reduced 23% after reaction showing that the H arising from alkylation reaction was supplied by 2-H on the imidazole ring.     

New Alkylation Route of Benzene with Ethylene Catalyzed by [bmim]Cl/FeCl_3 Ionic Liquid

Up to now the mechanism of Friedel-Crafts reactions catalyzed by ionic liquid have not been fully understood, while carbocation mechanism was assumed. It was found that the source of H and the route of reaction initiated the alkylation of benzene with ethylene catalyzed by [bmim]Cl/FeCl3 ionic liquid. The fact that dewatered ionic liquids have catalytic activity for the alkylation of benzene with ethylene suggests that there exists a new catalytic route. The distinctly Bronsted acid properties of 2-H in [bmim]Cl were found through FT-IR and HNMR