混合聚合物從氯鋁酸鹽離子液體的電化學去除的製作方法

2023-05-23 19:33:26 4

專利名稱：混合聚合物從氯鋁酸鹽離子液體的電化學去除的製作方法
技術領域：
本文描述的方法涉及從離子液體催化劑的電化學除去混合聚合物。更具體地說， 本文描述的方法涉及通過使用電化學技術從離子液體催化劑除去混合聚合物而使離子液體催化劑再生。
背景技術：
美國專利No. 7，432，408 ( 「 『 408專利」)中公開的烷基化方法涉及在離子液體催化劑存在下使異鏈烷烴(優選異戊烷)與烯烴(優選乙烯)接觸以生產汽油調合組分。通過引用將'408專利的內容以其全文併入本文。離子液體催化劑使該新烷基化方法區別於常規方法，常規方法使輕質鏈烷烴和輕質烯烴轉化為更為獲利的產物，例如使異鏈烷烴與烯烴烷基化和使烯烴聚合。例如，使異丁烷與C3-C5烯烴烷基化以製備具有高辛烷值的汽油餾分所使用的較為廣泛的兩種方法使用硫酸(H2SO4)和氫氟酸(HF)催化劑。使用的結果是離子液體催化劑可變得失活，即喪失活性，並且可能最終需要更換。 利用離子液體催化劑的烷基化方法可生成稱作混合聚合物的副產物。這些混合聚合物通過與離子液體催化劑形成絡合物而使離子液體催化劑失活。混合聚合物是高度不飽和分子並且可通過它們的雙鍵絡合離子液體的路易斯酸部分。例如，隨著含三氯化鋁的離子液體催化劑中的三氯化鋁變得被混合聚合物絡合，這些離子液體催化劑的活性變得受到削弱或至少受到危害。混合聚合物還可以變得被氯化並可以通過它們的氯基團與含三氯化鋁的催化劑中的三氯化鋁相互作用，且因此降低這些催化劑的總體活性或者減小它們作為催化劑用於其預期目的有效性。混合聚合物所致的離子液體催化劑失活不僅對於烷基化化學反應具有問題，而且對使用離子液體的經濟可行性具有影響，這是因為它們更換起來是昂貴的。因此，烷基化中的離子液體催化劑的商業開發除非它們可有效地得以再生和再循環才是經濟上可行的。設計了使離子液體再生的一些方法，這些方法涉及從催化劑除去混合聚合物。這些再生方法涉及使混合聚合物加氫，加入能夠置換絡合的混合聚合物的試劑，以及使混合聚合物烷基化。涉及使混合聚合物加氫的再生方法描述於美國專利申請公開 No. 2007/0142218( 「 『 218 公布物」)、2007/0142217 ( 「 『 217 公布物」)、 2007/0142215( 「 『 215 公布物」)、2007/0142214 ( 「 『 214 公布物」)和 2007/0142213( "『 213公布物」)中。'218公布物涉及一種將使用過的酸性離子液體催化劑再生的方法，該方法包括如下步驟在加氫條件下將使用過的離子液體催化劑和氫氣與均相加氫催化劑在反應區內接觸足以使使用過的催化劑的活性提高的時間。『217公布物涉及一種將已經被混合聚合物失活的使用過的酸性離子液體催化劑再生的方法，該方法包括在加氫條件下將所述使用過的催化劑、金屬和充當氫源的布朗斯臺德酸在反應區內混合足以使至少部分所述混合聚合物加氫的時間。『215公布物涉及一種將使用過的酸性離子液體催化劑再生的方法，該方法包括如下步驟在加氫條件下將使用過的離子液體催化劑和氫氣與包含在載體上的加氫組分的負載型加氫催化劑在反應區內接觸足以使所述使用過的催化劑的活性提高的時間。『214公布物涉及一種將使用過的已失活的酸性離子液體催化劑再生的方法，該方法包括如下步驟在加氫條件下將使用過的氯鋁酸鹽離子液體催化劑和氫氣與金屬加氫催化劑在反應區內接觸足以使所述離子液體催化劑的活性提高的時間。『213公布物涉及一種通過除去混合聚合物使已經被所述混合聚合物失活的使用過的酸性催化劑再生以提高所述催化劑活性的方法。『213公布物論述了加氫作為除去混合聚合物的一種方法。在'213公布物和美國專利申請公布No. 2007/0142211( 「『 211公布物」)中描述了涉及加入能夠置換絡合的混合聚合物的試劑的再生方法。如上文所論述，『213公布物涉及一種通過除去混合聚合物使已經被所述混合聚合物失活的使用過的酸性催化劑再生以提高所述催化劑活性的方法。『213公布物論述了加入鹼性試劑作為除去混合聚合物的另一種方法。『211涉及一種將使用過的離子液體催化劑再生的方法，所述使用過的離子液體包含陽離子組分和陰離子組分，該催化劑已被與陰離子組分絡合的混合聚合物所失活，所述再生方法包括以下步驟加入試劑，該試劑能夠用所述催化劑的陽離子組分置換出所述絡合的混合聚合物，所述試劑的加入量足以提高所述使用過的催化劑的活性。一種涉及使混合聚合物烷基化的再生方法描述於'213公布物和美國專利申請公開No. 2007/0142216 ("' 216公布物」)中。如上文所論述，『213公布物涉及一種通過除去混合聚合物使已經被所述混合聚合物失活的使用過的酸性催化劑再生以提高所述催化劑活性的方法。『213公布物論述了烷基化作為除去混合聚合物的又一種方法。『216 公布物涉及將使用過的酸性離子液體催化劑再生的方法，該方法包括在烷基化條件下，將使用過的離子液體催化劑與含異鏈烷烴的料流和布朗斯臺德酸在反應區內接觸足以使所述離子液體催化劑的活性提高的時間。將使用過的或廢的酸性離子液體催化劑再生的另外的方法包括在氫氣存在或不存在的情況下將使用過的催化劑與再生金屬接觸。這類方法描述在美國專利申請公開 No. 2007/0249486 ( 「 『 486 公布物」)和 2007/(^4985 ( 「 『 485 公布物」)中。『486 公布物涉及一種將使用過的酸性離子液體催化劑再生的方法，該方法包括在加入的氫氣存在下於再生條件下，將使用過的離子液體催化劑與至少一種再生金屬在再生區內接觸足以使所述離子液體催化劑的活性提高的時間。『485公布物涉及一種將使用過的酸性離子液體催化劑再生的方法，該方法包括在不存在加入的氫氣的情況下於再生條件下，將使用過的離子液體催化劑與至少一種金屬在再生區內接觸足以使所述離子液體催化劑的活性提高的時間。然而，雖然有效，但這些方法各自遭受某些缺陷。因此，為了利用離子液體作為催化劑，特別是在烷基化反應中的潛在優勢，工業上不斷研究從離子液體催化劑除去混合聚合物從而使離子液體催化劑再生的有效果且有效率的方法。一般而言，該方法應該足夠簡單和有效以用於從離子液體催化劑快速且有效地除去混合聚合物。
概述本文公開了一種使廢離子液體催化劑再生的方法，該方法包括(a)在浸沒在包含混合聚合物-金屬滷化物絡合物的廢離子液體催化劑中的一個或多個電極對間施加電壓以提供釋放的混合聚合物和再生的離子液體催化劑；以及(b)將所述釋放的混合聚合物與所述再生的離子液體催化劑分離。本文還公開了一種併入了使廢離子液體催化劑再生的方法中的烷基化方法。該烷基化方法包括(a)在包含金屬滷化物的離子液體催化劑存在下使異鏈烷烴與烯烴反應以提供包含混合聚合物-金屬滷化物絡合物的廢離子液體催化劑、和烴產物；(b)在浸沒在所述廢離子液體催化劑中的一個或多個電極對間施加電壓以提供釋放的混合聚合物和再生的離子液體催化劑；(c)將所述釋放的混合聚合物與所述再生的離子液體催化劑分離；以及(d)將所述再生的離子液體催化劑再循環到反應步驟(a)。其中，本文公開的方法比現有的再生方法更簡單並且所需的設備比現有的再生方法更簡單。本發明的方法不需要化學試劑來置換混合聚合物。化學試劑的使用可形成副產物，這些副產物積聚在催化劑相中且必須從該催化劑相除去。例如，用金屬使離子液體催化劑再生可產生副產物金屬滷化物，該金屬滷化物積聚在催化劑相中且必須從該催化劑相除去。因此，本發明的方法不需要與副產物處理和去除有關的附加設備和處理。本發明的方法也不需要與混合聚合物的加氫或混合聚合物的烷基化有關的設備和試劑。詳述使廢離子液體催化劑再生的方法本文公開了一種使廢離子液體催化劑再生的方法。如本文所使用的術語「廢離子液體催化劑」是指已至少部分失活的離子液體催化劑。廢催化劑可以是部分失活或完全失活。廢離子液體催化劑由於副產的混合聚合物的形成而變得失活，所述副產的混合聚合物與離子液體催化劑中的金屬滷化物相互作用並且形成混合聚合物-金屬滷化物絡合物。因此，廢離子液體催化劑包含使該催化劑失活的混合聚合物-金屬滷化物絡合物。本發明使廢離子液體催化劑再生的方法包括在浸沒在包含混合聚合物-金屬滷化物絡合物的廢離子液體催化劑中的一個或多個電極對間施加電壓，從而提供釋放的混合聚合物和再生的離子液體催化劑。根據該方法，然後可將釋放的混合聚合物與再生的離子液體催化劑分離。雖然不受理論束縛，但是認為電壓施加步驟具有如下效果。在浸沒在廢離子液體催化劑中的一個或多個電極對間施加電壓以電化學方式還原了混合聚合物-金屬滷化物絡合物的混合聚合物的至少一部分使得混合聚合物的該至少一部分不再與離子液體催化劑的金屬滷化物絡合。混合聚合物的電化學還原致使混合聚合物-金屬滷化物絡合物的至少一部分分解(break-up)從而從該催化劑釋放出混合聚合物並且提供釋放的混合聚合物和再生的離子液體催化劑。因此，電化學還原消除了混合聚合物-金屬滷化物絡合物的至少一部分。釋放的混合聚合物在再生的離子液體催化劑的體相中具有有限的溶解度並然後可例如通過用合適溶劑提取將其從再生的離子液體催化劑除去。如本文所使用的術語「再生的離子液體催化劑」是指完全再生或部分再生的離子液體催化劑。完全再生的離子液體催化劑基本上不含混合聚合物-金屬滷化物絡合物。部分再生的離子液體催化劑仍包含混合聚合物-金屬商化物絡合物使得其不是基本上不含混合聚合物-金屬商化物絡合物。混合聚合物可通過與離子液體催化劑形成絡合物或者與離子液體催化劑僅僅相互作用而使離子液體催化劑失活。認為該絡合物的形成是因為混合聚合物藉助於它們的雙鍵與所述離子液體中的路易斯酸物種例如金屬滷化物形成Pi ( η )絡合物或sigma ( ο )鍵。 作為實例，混合聚合物可與氯鋁酸鹽離子液體催化劑例如ι- 丁基-吡啶鐺七氯鋁酸鹽中存在的AlCl3即路易斯酸絡合。混合聚合物可以通過它們的雙鍵絡合AlCl3以產生可逆的 η-絡合物。該η-絡合物可以轉變為不可逆的σ-絡合物。具有其陽離子特性的混合聚合物還可以絡合氯鋁酸鹽物種從而產生更加失活的絡合物。如本文所使用的術語「混合聚合物-金屬滷化物絡合物」是指由於混合聚合物和金屬滷化物之間的鍵合或之間的引力而形成的分子締合物。本文中使用的術語「混合聚合物」是指可通過π-鍵或ο-鍵或其它方式與離子液體催化劑的陽離子物種結合的聚合物化合物，這導致所述聚合物化合物與所述催化劑結合，因此不能通過簡單的烴提取法將其除去。術語混合聚合物首先由Pines和IpatiefT用來將這些聚合的分子與普通的聚合物區分開。與一般的聚合物不同，混合聚合物是通過並發的酸催化的反應(其中包括聚合反應、烷基化反應、環化反應和氫負離子轉移反應等)生成的多不飽和的環狀、多環和無環分子。混合聚合物由不飽和的複雜的分子網構成，所述分子網可在其骨架中包括一個4_、 5-、6_和7-元環或4-、5-、6_和7-元環的組合以及一些芳族實體。Miron等人的(Journal of Chemical and Engineering Data，1963)和Pines (Chem. iTech, 1982)報導了可能的聚合物質的一些實例，通過引用將所述文獻以其全文併入本文。這些分子在含有環狀骨架和無環骨架組合的複雜結構中含有雙鍵和共軛雙鍵。實際上，混合聚合物因其顏色又稱為「紅油」，也稱為「酸溶性的油」，這是因為它們在飽和烴和鏈烷屬產物通常不混溶的催化劑相中的高吸收。根據本發明方法，本領域已知的能夠在成對電極之間產生電流的任何裝置可在浸沒在廢離子液體催化劑中的一個或多個電極對間施加電壓。在一個實施方案中，通過在浸沒在廢離子液體催化劑中的單電極對間施加電壓來進行電壓施加步驟。在一個或多個電極對間施加足夠大的電壓引發每對中的一個電極進行氧化並且充當犧牲性陽極(正電極)，而每對中的另一個電極充當陰極(負電極)並且提供了離子液體催化劑的金屬滷化物的溶解的金屬離子作為金屬電鍍出來的表面。在本發明方法期間， 犧牲性陽極的金屬溶解並且與溶液中未被絡合的滷化物離子反應從而形成新的金屬滷化物。類似地，將離子液體催化劑的金屬滷化物的溶解的金屬離子作為金屬電鍍到陰極上。雖然不受理論束縛，但認為混合聚合物絡合的金屬滷化物(例如混合聚合物絡合的氯化鋁)比未被絡合的金屬滷化物陽離子(例如Al2O7+1)更容易還原。照此，如果施加到一對或多對電極間的電壓不是過大，則混合聚合物絡合的金屬滷化物在陰極優先反應。因此，混合聚合物絡合的金屬滷化物的還原在陰極提供了電鍍的金屬(例如鋁金屬)、釋放的混合聚合物和滷化物陰離子。這種反應從溶液除去了離子液體催化劑。金屬在陽極溶解將金屬離子(例如Al3+)引入回到該溶液中，並且這些金屬離子與該溶液中的過量的游離滷化物陰離子反應從而在離子液體催化劑中形成新的金屬滷化物物種，這補償了當金屬離子作為金屬電鍍到陰極時損失的金屬滷化物物種。通常，犧牲性陽極由與離子液體的金屬滷化物的金屬相同的金屬構成。陰極可由導電的金屬、聚合物或碳化合物(例如石墨或碳糊)構成。因此，在一個實施方案中，每個電極對的第一電極由鋁金屬構成而每個電極對的第二電極包含導電的金屬、聚合物或碳化合物。例如，在其中離子液體催化劑是氯鋁酸鹽離子液體催化劑的一個實施方案中，犧牲性陽極由鋁金屬構成，而陰極由導電的金屬、聚合物或碳化合物(例如石墨或碳糊)構成。當在電極對間施加例如1. 5伏的電壓是，犧牲性陽極的鋁金屬溶解並且與溶液中未被絡合的氯離子反應從而形成新的A1C13。類似地，溶解的鋁離子作為鋁金屬電鍍到陰極上。為了最大的有效性，電極對的電極應間隔足夠遠以防止從陽極溶解的金屬離子在與溶液中過量的商化物反應形成離子液體催化劑中的金屬商化物之前在陰極立刻進行還原成為金屬。所施加電壓的量可以變化。此外，所施加的電壓可保持不變以產生直流電，或者可以定時有規律地變化以產生交流電，由此每個電極對中的每個電極定時地在陽極和陰極之間交替。因此，本文所施加電壓的數字是指每個電極對的兩個電極之間的電勢差的大小。在一個實施方案中，所施加的電壓為約1. 5伏-約5伏。例如，所施加的電壓可以為約2伏-約3伏。在另一個實施方案中，所施加的電壓為約1伏-約3伏。在一個具體的實施方案中，電壓施加步驟(a)還包括將電勢施加到定時交替的每個電極對中的每個電極使得每個電極對中的每個電極在短時間段內用作犧牲性陽極而在其它時間段內用作陰極， 並且進一步地其中步驟(a)中所施加的電壓為約1伏-約3伏。在一個實施方案中，所施加的電壓在廢離子液體催化劑中提供了電流密度為約 1-約200毫安(milliampsVcm2電極的電流。在另一個實施方案中，所施加的電壓定時變動以在廢離子液體催化劑中維持約1-約200毫安/cm2電極的恆定電流密度。施加電壓的時間長短也可以變化。通常，對於較大的催化劑失活程度或對於較低的所施加電勢差(即較低的所施加電壓)，時間較長。在一個實施方案中，對於具有一個電極對(其中每個具有l_3cm2的表面積)的0. 1升離子液體溶液，電壓的施加持續約0. 1小時-約5小時。在另一個實施方案中，電壓的施加持續約0.01小時-約12小時。但施加電壓時，混合聚合物-金屬滷化物絡合物中的混合聚合物被還原，這消除了絡合物從而釋放混合聚合物並且使離子液體催化劑再生。因此，通常，混合聚合物所致的離子液體催化劑失活的程度越大，使催化劑活性恢復到指定活性所需的總電流越大，並且使催化劑活性恢復到指定活性所需的時間越長。通過提高向電極表面的液體傳質速率(rate)，本發明方法的有效性應當得到改善。這種傳質提高可通過本領域已知的任何技術例如快速攪拌離子液體催化劑、泵送離子液體催化劑穿過流通型電極或使用旋轉圓盤電極(其在離子液體催化劑中產生朝向旋轉電極的對流)來完成。本領域已知的任何適用的分離技術可用於使釋放的混合聚合物與再生的離子液體催化劑分離。在一個實施方案中，所述分離步驟可選自傾析、溶劑提取和它們的組合。可通過傾析使釋放的混合聚合物與再生的離子液體催化劑分離，這是因為釋放的混合聚合物形成比離子液體催化劑相極性更小且密度更小的烴相。因此，可以使用傾析容器從該容器的頂部取出釋放的混合聚合物並從該容器的底部取出離子液體催化劑相。還可以使用溶劑提取使釋放的混合聚合物與離子液體催化劑分離。溶劑提取是眾所周知的並且在本領域中經常實施。釋放的混合聚合物的溶劑提取描述於美國專利申請序列No. 12/003, 578中，通過引用將所述專利申請以其全文併入本文。烴溶劑成功地溶解所述混合聚合物以將它們從催化劑相除去。用於提取的有用的烴溶劑包括但不限於戊烷、己烷、庚烷、辛烷、癸烷和許多其它烴類溶劑。所使用的溶劑可以是便於回收的低沸點溶劑和非支鏈烴以限制與再生的催化劑的副反應。有用的烴溶劑的其它實例是正丁烷、異丁烷和異戊烷。溶劑提取可以用攪拌提取塔或填料塔成功地完成。實現了高分離效率，其中逆流通過塔作用最佳。填料塔是簡單的，實現了充足的流量和足夠好的接觸，以允許有效率且有效果地溶劑提取所述混合聚合物。所述提取填料可以是通常可獲得的填料，例如規整金屬填料、拉西環或Koch-Sulzer填料。所述填料的目的是增加接觸面積並提高混合效率。攪拌提取塔提供在兩相之間的甚至改進的接觸，並耗用較少的溶劑。可以在電壓施加步驟期間或之後將一種或多種烴溶劑加入到離子液體催化劑中。 因為釋放的混合聚合物比離子液體催化劑極性小，它們將優先溶解在烴溶劑中，並且優先被烴溶劑提取。在使用離子液體催化劑的各種反應期間形成混合聚合物，所述反應例如烷基化、 多聚、二聚、低聚、乙醯化、烯烴複分解和共聚。烷基化可以是鏈烷烴烷基化或芳族烷基化。 在烯烴異構化、脫硫和催化裂化期間也形成混合聚合物。另外，混合聚合物是許多類型的 Friedel-Crafts反應的副產物，Friedel-Crafts反應是屬於例如烷基化和醯化的更寬範疇的親電取代反應的反應。因此，本發明的方法對於使催化這些上述反應中任意反應用過的廢離子液體催化劑再生是有用的。在一個實施方案中，廢離子液體催化劑是催化Friedel-Crafts反應用過的。這種 Friedel-Crafts反應可以是烷基化反應。再生恢復了離子液體催化劑的活性。催化劑活性可以例如通過滴定進行測量。如上文所討論，催化劑活性取決於離子液體催化劑的酸度。因此，沒有與混合聚合物絡合的路易斯酸物種(例如金屬滷化物)的量提供了催化劑活性的精確測量。可以使用滴定由離子液體催化劑水解釋放的質子所必需的鹼的量來計算所述催化劑的酸含量，這進而提供了催化劑活性的精確測量。在與本申請同時提交的題目為「Monitoring of Ionic Liquid Catalyst Deactivation"的臨時美國專利申請中討論了滴定離子液體催化劑以確定它們的活性。通過引用將該臨時申請以其全文併入本文。用於滴定再生的離子液體催化劑的每克催化劑的鹼的量取決於離子液體催化劑的組成(例如A1/N摩爾比)、剩餘混合聚合物含量以及該催化劑的分子量。作為實例，為了使初始A1/N比為約1. 95-約2. 0的N- 丁基吡啶鐺氯鋁酸鹽離子液體催化劑再生，可施加電壓直到該催化劑達到約650mg K0H/g離子液體至約725mg K0H/g離子液體的活性。在一個實施方案中，可施加電壓直到該催化劑達到約650mgK0H/g離子液體至約767mg K0H/g離子液體的活性。在另一個實施方案中，可施加電壓直到該催化劑達到約680mg K0H/g催化劑至約750mg K0H/g催化劑的活性。離子液體催化劑
在本文描述的方法中可以使用任何類型的離子液體催化劑。離子液體催化劑是本領域公知的。本文使用的術語「離子液體」是指這樣的液體，該液體完全由作為陽離子和陰離子的結合的離子組成。術語「離子液體」包括低溫離子液體，其通常是熔點低於100°c並且甚至常常低於室溫的有機鹽。離子液體可適合例如在烷基化反應和聚合反應中以及在二聚、低聚、乙醯化、烯烴複分解和共聚中用作催化劑和用作溶劑。一類離子液體是熔融鹽組合物，它們在低溫下熔融，並用作催化劑、溶劑和電解質。這種組合物是組分的混合物，該混合物在低於各組分的各自熔點的溫度下為液體。最常見的離子液體是由有機基的陽離子和無機或有機陰離子製備的那些。最常見的有機陽離子是銨陽離子，但也經常使用磷鐺陽離子和鋶陽離子。吡啶鐺和咪唑鐺的離子液體也許是最常用的陽離子。陰離子包括但不限於BFp PFp滷鋁酸根例如Al2Cl7-和 Al2Br7_、[ (CF3SO2)2N]_、烷基硫酸根(RS03_)、羧酸根(RC02_)和許多其它陰離子。催化上最讓人感興趣的離子液體是衍生自滷化銨和路易斯酸(例如A1C13、TiCl4, SnCl4, FeCl3...等) 的那些。氯鋁酸鹽離子液體也許是用於酸催化反應的最常見的離子液體催化劑體系。這類低溫離子液體或熔融鹽的實例是氯鋁酸鹽。例如，烷基咪唑鐺或吡啶鐺鹽可以與三氯化鋁(AlCl3)混合形成熔融的氯鋁酸鹽。本文描述的方法可使用包含至少一種鋁滷化物例如氯化鋁、至少一種季銨滷化物和/或至少一種氫滷酸胺(amine halohydrate)和至少一種亞銅化合物的催化劑組合物。 這樣的催化劑組合物及其製備公開在美國專利No. 5，750，455中，通過引用將該專利以其全文併入本文。或者，廢離子液體催化劑可以是氯鋁酸鹽離子液體催化劑。例如，氯鋁酸鹽離子液體催化劑可以是吡啶鐺基氯鋁酸鹽離子液體催化劑、咪唑鐺基氯鋁酸鹽離子液體催化劑和它們的混合物。已經發現這些離子液體在異戊烷與乙烯的烷基化中比脂族氯鋁酸銨離子液體(例如三丁基-甲基-氯鋁酸銨)有效得多。氯鋁酸鹽離子液體催化劑可以是(1)包含下面通式A的烴基取代的吡啶鐺滷化物和三氯化鋁的氯鋁酸鹽離子液體催化劑、或者( 包含下面通式B的烴基取代的咪唑鐺滷化物和三氯化鋁的氯鋁酸鹽離子液體催化劑。這樣的氯鋁酸鹽離子液體催化劑可通過將1 摩爾當量的烴基取代的吡啶鐺滷化物或烴基取代的咪唑鐺滷化物與2摩爾當量三氯化鋁合併進行製備。所述離子液體催化劑還可以是(1)包含下面通式A的烷基取代的吡啶鐺滷化物和三氯化鋁的氯鋁酸鹽離子液體催化劑、或者( 包含下面通式B的烷基取代的咪唑鐺滷化物和三氯化鋁的氯鋁酸鹽離子液體催化劑。這樣的氯鋁酸鹽離子液體催化劑可以通過將1摩爾當量的烷基取代的吡啶鐺滷化物或烷基取代的咪唑鐺滷化物與2摩爾當量的三氯化鋁合併進行製備。
權利要求
1.一種使廢離子液體催化劑再生的方法，該方法包括(a)在浸沒在包含混合聚合物-金屬滷化物絡合物的廢離子液體催化劑中的一對或多對電極間施加電壓以提供釋放的混合聚合物和再生的離子液體催化劑；並且(b)將所述釋放的混合聚合物與所述再生的離子液體催化劑分離。
2.根據權利要求1的方法，其中在步驟(a)中將所述混合聚合物-金屬滷化物絡合物的混合聚合物的至少一部分電化學還原以提供釋放的混合聚合物和所述再生的離子液體催化劑。
3.根據權利要求1的方法，其中所述廢離子液體催化劑是催化Friedel-Crafts反應用過的。
4.根據權利要求3的方法，其中所述Friedel-Crafts反應是烷基化。
5.根據權利要求1的方法，其中所述廢離子液體催化劑是催化選自鏈烷烴烷基化、芳族烷基化、聚合、二聚、低聚、乙醯化、烯烴複分解、共聚、烯烴異構化、脫硫、催化裂化和它們的組合的反應用過的。
6.根據權利要求1的方法，其中所述廢離子液體催化劑是氯鋁酸鹽離子液體催化劑。
7.根據權利要求6的方法，其中所述氯鋁酸鹽離子液體催化劑選自吡啶鐺基氯鋁酸鹽離子液體催化劑、咪唑鐺基氯鋁酸鹽離子液體催化劑和它們的混合物。
8.根據權利要求6的方法，其中所述氯鋁酸鹽離子液體催化劑選自第一氯鋁酸鹽離子液體催化劑，其包含通式A的烴基取代的吡啶鐺滷化物和三氯化鋁、或者通式B的烴基取代的咪唑鐺滷化物和三氯化鋁；第二氯鋁酸鹽離子液體催化劑，其包含通式A的烷基取代的吡啶鐺滷化物和三氯化鋁、或者通式B的烷基取代的咪唑鐺滷化物和三氯化鋁；以及它們混合物，其中所述通式A和通式B由下面的結構表示其中R = H、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基並且X為滷鋁酸根，R1和& = H、甲基、 乙基、丙基、丁基、戊基或己基並且其中R1和&可以相同或不同。
9.根據權利要求6的方法，其中所述氯鋁酸鹽離子液體催化劑選自1-丁基-4-甲基-吡啶鐺氯鋁酸鹽(BMP)、1- 丁基-吡啶鐺氯鋁酸鹽(BP)、1- 丁基-3-甲基-咪唑鐺氯鋁酸鹽(BMIM)、1-H-吡啶鐺氯鋁酸鹽(HP)和N-丁基吡啶鐺氯鋁酸鹽(C5H5NC4H9Al2Cl7)和它們的混合物。
10.根據權利要求1的方法，其中所述分離步驟(b)選自傾析、溶劑提取和它們的組合。
11.根據權利要求1的方法，其中步驟(a)中所施加的電壓為約1.5伏-約5伏。
12.根據權利要求1的方法，其中所述電壓施加步驟(a)還包括將電勢施加到定時交替的每個電極對中的每個電極使得每個電極對中的每個電極在短時間段內用作犧牲性陽極而在其它時間段內用作陰極，並且進一步地其中步驟(a)中所施加的電壓為約1伏-約 3伏。
13.根據權利要求1的方法，其中步驟(a)中所施加的電壓在廢離子液體催化劑中提供了電流密度為約1-約200毫安/cm2電極的電流。
14.根據權利要求1的方法，其中步驟(a)中所施加的電壓定時變動以在廢離子液體催化劑中維持約1-約200毫安/cm2電極的恆定電流密度。
15.根據權利要求1的方法，其中步驟(a)中電壓的施加持續約0.01小時-約12小時。
16.根據權利要求1的方法，其中通過在浸沒在廢離子液體催化劑中的電極對間施加電壓進行步驟(a)。
17.根據權利要求1的方法，其中每個電極對的第一電極由鋁金屬構成，每個電極對的第二電極包含導電的金屬、聚合物或碳化合物。
18.一種烷基化方法，該烷基化方法包括(a)在包含金屬滷化物的離子液體催化劑存在下使異鏈烷烴與烯烴反應以提供包含混合聚合物-金屬滷化物絡合物的廢離子液體催化劑、和烴產物；(b)在浸沒在所述廢離子液體催化劑中的一對或多對電極間施加電壓以提供釋放的混合聚合物和再生的離子液體催化劑；(c)將所述釋放的混合聚合物與所述再生的離子液體催化劑分離；以及(d)將所述再生的離子液體催化劑再循環到反應步驟(a)。
19.根據權利要求18的方法，該方法還包括在步驟(b)之前使所述廢離子液體催化劑與所述烴產物分離。
全文摘要
描述了一種使廢離子液體催化劑再生的方法，該方法包括(a)在浸沒在包含混合聚合物-金屬滷化物絡合物的廢離子液體催化劑中的一對或多對電極間施加電壓以提供釋放的混合聚合物和再生的離子液體催化劑；以及(b)將所述釋放的混合聚合物與所述再生的離子液體催化劑分離。還描述了併入了所述再生方法的烷基化方法。
文檔編號B01J37/34GK102264472SQ200980152787
公開日2011年11月30日 申請日期2009年10月16日 優先權日2008年11月26日
發明者H-K·提姆肯, J·N·澤莫, S·埃勒馬利, T·V·哈裡斯 申請人:雪佛龍美國公司