[发明专利]在不加入氢气的条件下使用金属来再生离子液体催化剂

说明书

发明领域

本发明涉及催化剂的再生方法，并且更具体地涉及离子液体催化 剂的再生。

发明背景

离子液体是全部由离子组成的液体。所谓的“低温”离子液体通 常是熔点低于100℃、甚至常常低于室温的有机盐。离子液体可适用 于，例如，在烷基化反应和聚合反应以及在二聚、低聚、乙酰化、复 分解(metatheses)和共聚反应中用作催化剂和用作溶剂。

一类离子液体是熔融盐组合物，它们在低温下被熔融，并用作催 化剂、溶剂和电解质。这种组合物是组分的混合物，该混合物在低于 各组分的各自熔点的温度下为液体。

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， 但也经常使用磷鎓阳离子和锍阳离子。吡啶鎓和咪唑鎓的离子液体也 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Al₂Br₇^-、[(CF₃SO₂)₂N]^-、烷基硫酸根(RSO₃^-)、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。

这类低温离子液体或熔融盐的实例是氯铝酸盐。例如，烷基咪唑 鎓或吡啶鎓盐可以与三氯化铝(AlCl₃)混合生成熔融的氯铝酸盐。美国 专利4,122,245讨论了1-烷基吡啶鎓氯化物和三氯化铝的熔融盐作为 电解质的用途。讨论了以来自三氯化铝和烷基咪唑鎓卤化物的熔融盐 作为电解质的用途的其他专利是美国专利4,463,071和4,463,072。

美国专利5,104,840描述了包含至少一种二卤化烷基铝和至少一 种季铵卤化物和/或至少一种季铵磷鎓卤化物的离子液体和它们作为 溶剂在催化反应中的用途。

美国专利6,096,680描述了液体包合物组合物，其在 Friedel-Craft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这些组分生成，所述组分包括(i)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、碱金属拟卤化物、季铵盐、季磷鎓盐、或三元锍盐、或上述中 任意两种或更多种的混合物，和(iii)至少一种芳烃化合物。

含铝催化剂是用于Friedel-Craft反应中的最普遍的路易斯酸催 化剂之一。Friedel-Craft反应是属于包括烷基化反应在内的更宽范 畴的亲电取代反应的反应。

离子液体及其制备方法的其他实例也可以在美国专利 5,731,101；6,797,853和在美国专利申请出版物2004/0077914和 2004/0133056中找到。

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。然而，离子液体催化剂是昂贵的，且其更换由于有时需要 停下工业过程而显著增加了操作费用。迄今为止，阻碍氯铝酸盐离子 液体催化剂的商业应用的未解决的问题之一一直是不能再生和回收它 们。本发明提供了酸性氯铝酸盐离子液体催化剂的再生方法，该方法 克服了这一障碍并为这些环境友好的催化剂的实际商业应用铺平了道 路。

发明概述

其中，本发明提供了用过的酸性离子液体催化剂的再生方法，该 方法包括在不加入氢气的条件下使所述用过的离子液体催化剂与至少 一种金属在再生区中在再生条件下接触足够时间以增加所述离子液体 催化剂的活性。在一个实施方案中，再生在烃溶剂的存在下进行。

发明详述