[发明专利]一种具有高Al/N 摩尔比的离子液体催化剂

说明书

本申请涉及共同提交的题目为“一种具有高Al/N摩尔比的液体催化剂的制备方法”和“一种酸催化剂的组成、其制备方法和使用其进行烃转化的方法”的专利申请，通过引用将它们的全文并入本文。

发明领域

本发明涉及离子液体催化剂和具有大于2.0的Al/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℃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。

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(conjunct polymer)和氯化氢。所述离子液体体系具有从2.1至8.0的Al/N摩尔比。当所述离子液体体系在≤25℃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。

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、鏻或锍阳离子，和A^-是负电荷离子例如Cl^-、Br^-、ClO₄^-、NO₃^-、BF₄^-、BCl₄^-、PF₆W、SbF₆^-、AlCl₄^-、Al₂Cl₇^-、Al₃Cl₁₀^-、AlF₆^-、TaF₆^-、CuCl₂^-、FeCl₃^-、SO₃CF₃^-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-丁基吡啶卤化物或烃基取代的咪唑卤化物例如1-乙基-3-甲基-咪唑氯化物。

在一个实施方案中，Al处于AlCl₃的形式和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。