[发明专利]异丁烷与丁烯烷基化反应用树脂催化剂及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种树脂催化剂的方法，特别是一种异丁烷与丁烯的烷基化反应用树脂催化剂及其制作方法。

背景技术

在炼油工业中，烷基化反应是指以异丁烷为原料，在强酸的作用下，与烯烃反应生成烷基化油。由于烷基化油是一种非烯烃、非芳烃、低硫、较低蒸汽压、高辛烷值的烷烃混合物，因此是一种理想的汽油调和组分。

烷基化工艺可分为液体酸烷基化工艺和固体酸烷基化工艺。目前应用最广泛的是液体酸烷基化工艺及其改进工艺。工业上广泛采用的液体酸烷基化工艺包括H₂SO₄法烷基化和HF法烷基化，由于在工艺上两种烷TH基化工艺各具特点，从基建投资、产品收率和产品质量等方面比较也都十分接近，因此两种方法长期共存。硫酸和氢氟酸虽然烷基化油产率高，选择性好，但由于酸烃互溶性差、腐蚀性强、油品和催化剂分离困难，而且耗酸量大，环境污染严重，因此其应用受到很大限制。目前，人们正积极研制开发清洁、安全的固体酸烷基化工艺，因为固体酸工艺的安全性及方便性远优于液体酸烷基化工艺，并且，固体酸烷基化工艺生产的烷基化油的质量可以达到或超过液体酸烷基化工艺生产的烷基化油的质量，所以固体烷基化工艺受到了各国的重视。

CN1229695A一种固体超强酸及其制备，对A^-n/M_xO_y型固体超强酸催化剂做了大量的研究工作。认为具有合适分子型结构的酸根离子(A^-n)与金属氧化物可以在高温下生成固体超强酸，并对生成的机理作出了解释，研究开发了此类催化剂的制备方法，确定了制备A^-n/M_xO_y型固体超强酸材料的最佳工艺条件。

USP385534报道大孔聚苯乙烯磺酸树脂和BF₃结合得到的分子化合物具有低温活性，可使异丁烷和丁烯在常温下烷基化，BF₃/大孔聚苯乙烯磺酸树脂酸性强、活性高，但由于BF₃易于流失使反应只能稳定几分钟。

德国的鲁奇和南方化学公司开发了固体酸催化的烷基化工艺。催化剂由八面沸石制得，足够强的质子酸浓度高，路易斯酸中心的浓度很小，也有加氢功能。UOP公司的Alkylene工艺催化剂的牌号是HAL-100，用碱金属离子和加氢金属如Ni、Pd或PI改性的氧化铝担载的AlCl₃。

US5986158报道：阿克苏诺贝尔和ABB鲁姆斯公司最近介绍了固体酸催化的烷基化工艺，采用的是用氧化铝作粘结剂的Pt/超稳Y型沸石。

以上固体酸催化剂所面临的主要问题是催化剂的寿命太短或选择性不好或再生困难，因此，为解决这些问题就必须继续寻找性能优良的新型催化材料，并在设计催化剂时与工程技术开发积极配合，以期研制开发出一种安全、清洁、产品质量优良的固体酸烷基化工艺。

发明内容

本发明的目的在于：提出一种用于异丁烷与丁烯的烷基化反应的树脂催化剂，催化活性高，寿命长，选择性好。

本发明的另一个目的在于：提供所述树脂催化剂的制备方法。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

提供一种用于异丁烷与丁烯的烷基化反应的树脂催化剂，是由苯乙烯、二乙烯苯和N-[4-(磺酰胺)苯基]丙烯酰胺3种单体通过悬浮聚合，然后再经提蜡、磺化、挂档而得到的，所述树脂催化剂骨架上同时带有磺酸基团及磺酰胺基团；

所述的N-[4-(磺酰胺)苯基]丙烯酰胺分子式为C₉H₁₀N₂O₃S，结构如下式(I)所示：

本发明所述的树脂催化剂，因带有磺酰胺基团，呈亲油性，与异丁烷和丁烯相容性提高，催化剂表面异丁烷和丁烯浓度提高，所以提高了催化活性，催化剂的寿命长，选择性好，可在异丁烷与丁烯的烷基化反应中应用。

本发明还提供所述树脂催化剂的制备方法，包括以下步骤：

1.悬浮聚合

1.1.水相的配制

在反应釜中，按照以下配比加入纯水、有机化学分散剂和无机分散剂，搅拌均匀：

所述有机化学分散剂选自聚乙烯醇、明胶或羟甲基纤维素等；所述无机分散剂选自本领域常用的碳酸盐，硫酸盐。

1.2.油相的配制