本文關(guān)鍵詞：醚基功能化離子液體催化異丁烷烷基化反應(yīng)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：強(qiáng)酸催化異丁烷烷基化反應(yīng)的工藝是石油化工領(lǐng)域生產(chǎn)清潔汽油的一個(gè)重要過程,其產(chǎn)品烷基化油因高辛烷值、低蒸汽壓、低硫、無芳烴而成為理想的汽油調(diào)和組分。目前工業(yè)上生產(chǎn)烷基化油主要采用硫酸法和氫氟酸法,這兩種技術(shù)比較成熟,但很不節(jié)能環(huán)保,存在諸多隱患,如嚴(yán)重的腐蝕性、毒性以及環(huán)境污染,限制了大范圍地推廣應(yīng)用。本文充分利用了離子液體的離子可設(shè)計(jì)性和陰陽離子的協(xié)同調(diào)控等性能,設(shè)計(jì)合成了一系列含醚基功能基團(tuán)的強(qiáng)酸性氯鋁酸離子液體,對(duì)其一些影響烷基化反應(yīng)的重要物理化學(xué)性能,如粘度、密度、熱穩(wěn)定性、陰陽離子組成以及酸強(qiáng)度進(jìn)行了研究表征,并考察其催化異丁烷和2-丁烯烷基化反應(yīng)的催化活性。發(fā)現(xiàn)在三氯化鋁摩爾比為0.75時(shí),1-甲氧基乙基-3-甲基咪唑氯氯鋁酸離子液體([MOEMIM]Cl/Al Cl3)具有最好的催化活性,且在10:1的低烷烯比(I/O)與30oC的溫和反應(yīng)溫度下,可得到C8選擇性高達(dá)71.2%和RON為94.3的最佳烷基化油。與非醚基功能化氯鋁酸ILs相比較,醚基功能化氯鋁酸離子液體在不添加催化助劑的情況下顯示出了優(yōu)秀的催化性能,且在無明顯活性損失的情況下可被循環(huán)使用多次。催化劑中的醚官能團(tuán)因可與Al Cl3絡(luò)合調(diào)控酸性,且大幅增大異丁烷溶解度而在烷基化反應(yīng)中起到積極的有利作用。本文還制備了醚基改性氯鋁酸離子液體,并考察其催化異丁烷烷基化反應(yīng)的催化性能。發(fā)現(xiàn)以含1-甲氧基乙基-3-甲基咪唑氯([MOEMIM]Cl)的質(zhì)量比為8%的氯鋁酸離子液體為催化劑,在反應(yīng)溫度為25℃,反應(yīng)時(shí)間為10 min,進(jìn)料速率為480 m L/h,酸烴比為20 m L:60 m L的反應(yīng)條件下,可得到C8選擇性63.6%和RON為93.2的最佳烷基化油。與改性前的鹽酸三乙胺氯鋁酸離子液體相比較,改性后的新型催化劑顯示出了優(yōu)秀的催化性能。通過催化劑的20次循環(huán)利用實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),該催化劑具有良好的循環(huán)使用性能。
【關(guān)鍵詞】：異丁烷 烷基化 離子液體 催化劑 氯鋁酸
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O621.251
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 1 緒論12-22
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 離子液體13-17
• 1.2.1 離子液體的定義及分類13-14
• 1.2.2 離子液體的性質(zhì)及應(yīng)用14-15
• 1.2.3 離子液體在烷基化反應(yīng)中的應(yīng)用15-17
• 1.3 異丁烷/丁烯烷基化反應(yīng)17-21
• 1.3.1 烷基化反應(yīng)17
• 1.3.2 烷基化反應(yīng)原理17-20
• 1.3.3 烷基化催化劑的研究進(jìn)展20-21
• 1.4 選題依據(jù)和研究內(nèi)容21-22
• 1.4.1 選題依據(jù)21
• 1.4.2 研究內(nèi)容21-22
• 2 離子液體合成、表征及性質(zhì)研究22-42
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及裝置22-24
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑22-23
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置23-24
• 2.2 離子液體的合成24-27
• 2.2.1 離子液體的合成方案24
• 2.2.2 離子液體的合成過程24-27
• 2.3 離子液體的水含量27
• 2.4 離子液體的表征27-33
• 2.4.1 離子液體的紅外表征28-30
• 2.4.2 離子液體的NMR表征30-32
• 2.4.3 離子液體的ESI-MS表征32
• 2.4.4 離子液體的元素分析表征32-33
• 2.5 離子液體的物性33-38
• 2.5.1 離子液體的相轉(zhuǎn)化溫度33-35
• 2.5.2 離子液體的熱穩(wěn)定性35-36
• 2.5.3 離子液體的密度和粘度36-37
• 2.5.4 離子液體的溶解性37-38
• 2.6 異丁烷在離子液體中的溶解度38-40
• 2.7 本章小結(jié)40-42
• 3 醚基功能化離子液體催化烷基化反應(yīng)42-64
• 3.1 實(shí)驗(yàn)試劑及裝置43-44
• 3.1.1 烷基化反應(yīng)原料43
• 3.1.2 其他實(shí)驗(yàn)原料43
• 3.1.3 烷基化反應(yīng)及裝置43-44
• 3.2 烷基化反應(yīng)評(píng)價(jià)44-47
• 3.2.1 丁烯轉(zhuǎn)化率44-45
• 3.2.2 烷基化油組成分析45
• 3.2.3 油品辛烷值的計(jì)算45-47
• 3.3 催化劑的合成、表征及性質(zhì)研究47-55
• 3.3.1 催化劑的合成47
• 3.3.2 催化劑的27Al NMR表征47-48
• 3.3.3 催化劑的Raman表征48-50
• 3.3.4 催化劑的ESI-MS表征50
• 3.3.5 催化劑的酸性測定50-52
• 3.3.6 催化劑密度和粘度52-53
• 3.3.7 催化劑的相轉(zhuǎn)化溫度及熱穩(wěn)定性53-55
• 3.4 烷基化反應(yīng)條件55-59
• 3.4.1 反應(yīng)原料56
• 3.4.2 烷烯比56-57
• 3.4.3 反應(yīng)溫度57
• 3.4.4 反應(yīng)壓力57
• 3.4.5 反應(yīng)時(shí)間57-58
• 3.4.6 酸烴比58
• 3.4.7 攪拌速率58-59
• 3.5 烷基化反應(yīng)59-63
• 3.5.1 催化劑酸強(qiáng)度對(duì)烷基化反應(yīng)的影響59-60
• 3.5.2 催化劑種類對(duì)烷基化反應(yīng)的影響60-61
• 3.5.3 催化劑循環(huán)性能61-63
• 3.6 本章小結(jié)63-64
• 4 改性離子液體烷基化反應(yīng)及工藝研究64-78
• 4.1 實(shí)驗(yàn)試劑及裝置64-65
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑64-65
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置65
• 4.2 催化劑的合成及性質(zhì)研究65-67
• 4.2.1 催化劑的合成65
• 4.2.2 催化劑的密度和粘度65-67
• 4.3 烷基化反應(yīng)67-76
• 4.3.1 添加離子液體的種類對(duì)烷基化反應(yīng)的影響67-68
• 4.3.2 添加離子液體的量對(duì)烷基化反應(yīng)的影響68-69
• 4.3.3 反應(yīng)溫度對(duì)烷基化反應(yīng)的影響69-71
• 4.3.4 反應(yīng)時(shí)間對(duì)烷基化反應(yīng)的影響71-72
• 4.3.5 進(jìn)料速率對(duì)烷基化反應(yīng)的影響72-74
• 4.3.6 酸烴比對(duì)烷基化反應(yīng)的影響74-75
• 4.3.7 循環(huán)性能研究75-76
• 4.4 本章小結(jié)76-78
• 5 結(jié)論與建議78-81
• 5.1 結(jié)論78-79
• 5.2 研究展望79-81
• 參考文獻(xiàn)81-89
• 個(gè)人簡介及發(fā)表文章目錄89-90
• 致謝90

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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2 黃英蕾;于長順;王巖;王少君;;酸性離子液體中異丁烷和丁烯的烷基化反應(yīng)[J];大連工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2009年01期

3 陳晗;羅國華;徐新;;鹽酸三乙胺-三氯化鋁離子液體催化甲苯與氯代叔丁烷烷基化反應(yīng)[J];高校化學(xué)工程學(xué)報(bào);2013年02期

4 劉笑憶;戚小姣;王浩貴;張嚴(yán);閻娥;尹大學(xué);;離子液體在烷基化反應(yīng)中的應(yīng)用[J];化工技術(shù)與開發(fā);2013年08期

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  本文關(guān)鍵詞：醚基功能化離子液體催化異丁烷烷基化反應(yīng)的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：330190