[发明专利]一种烷基化反应催化体系及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种烷基化反应催化体系，其特征在于，所述烷基化反应催化体系包含如式Ⅰ所示的磺酸功能化咪唑类离子液体和硫酸，

所述磺酸功能化咪唑类离子液体的含量为1-30wt％；

R为C₁-C₂₀烷基；

2.如权利要求1所述的烷基化反应催化体系，其特征在于，其由式Ⅰ所示的磺酸功能化咪唑类离子液体和硫酸组成。

3.如权利要求1或2所述的烷基化反应催化体系，其特征在于，

所述磺酸功能化咪唑类离子液体的含量为8-15wt％，优选10wt％；

和/或，R为C₁-C₁₀烷基，优选甲基、乙基、正丁基、正己基或正辛基。

4.如权利要求1-3任一项所述的烷基化反应催化体系，其特征在于，所述磺酸功能化咪唑类离子液体为

5.一种如权利要求1-4任一项所述的烷基化反应催化体系的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

A1、式II所示的烷基取代咪唑和1,3-丙磺酸内酯反应生成内鎓盐；

A2、将步骤A1所得的内鎓盐和浓硫酸混合，酸化，制得所述磺酸功能化咪唑类离子液体；

A3、将步骤A2制得的磺酸功能化咪唑类离子液体与浓硫酸混合，即得所述的烷基化反应催化体系；

其中R₁为C₁-C₂₀烷基。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，

R₁为C₁-C₁₀烷基，优选甲基、乙基、正丁基、正己基或正辛基；

和/或，优选的烷基取代咪唑为

和/或，步骤A1中，所述1,3-丙磺酸内酯溶解于有机溶剂中，所述有机溶剂优选乙酸乙酯；

和/或，步骤A1中，所述烷基取代咪唑与1,3-丙磺酸内酯的摩尔比为1:1-1:2；

和/或，步骤A1包括以下步骤：向1,3-丙磺酸内酯中滴加烷基取代咪唑，反应，即可；所述滴加烷基取代咪唑的过程中，反应体系置于冰水浴中；滴加烷基取代咪唑的操作完成后，反应体系改置于油浴中并加热搅拌，所述加热的温度为60-80℃，优选70℃，所述搅拌的时间为5-8小时，优选6小时；

和/或，步骤A1中，还包括后处理过程，所述的后处理过程包括如下步骤：

如果式II所示的烷基取代咪唑中，其取代基为甲基、乙基或丁基，则将反应后的体系去除液体，用乙酸乙酯洗涤所得固体，并烘干；

如果式II所示的烷基取代咪唑中，其取代基为己基或辛基，则将反应后的体系用乙酸乙酯洗涤，并除去乙酸乙酯相；

和/或，步骤A2中，所述浓硫酸与内鎓盐的摩尔比为1:0.5-1:3，优选1:1；

和/或，步骤A3中，所述浓硫酸与磺酸功能化咪唑类离子液体的质量比为1:1-12:1，优选6:1-10:1，更优选9:1。

7.一种烷基化汽油的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：在惰性气氛下，在压力下，将权利要求1-4任一项所述的烷基化反应催化体系和原料气反应，即可；

其中，所述原料气包括异丁烷和烯烃，所述烯烃选自正丁烯、异丁烯、正-2-丁烯和反-2-丁烯中的一种或多种。