探析功能化酸性离子液体催化正构烷烃异构化反应性能研究

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1、黑龙江大学硕士学位论文功能化酸性离子液体催化正构烷烃异构化反应性能研究姓名：刘徽申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：吴伟20100428中文摘要由于经济发展和环境法规目趋严格，燃料油的质量标准向低芳烃和烯烃含量的方向发展。通过异构化反应将石油炼制得到的馏分油中长碳链的正构烷烃转化成异构烷烃是产环保型燃料油最有效的方法。由于长碳链烷烃在酸性催化剂作用下发生异构化反应的同时还有较强的裂化反应趋势，所以研究环境友好的高效催化剂是提高长碳链烷烃异构化选择性的关键。本文合成了不同酸强度的盐酸三乙胺氯铝酸盐(Et3NHCl-A1C13)、1．烷基一3．甲基咪唑氯铝酸盐([Cnmim]X—AI

2、Cl3)，盐酸吡啶氯铝酸盐(Py—HCl一A1C13)酸性离子液体，并通过添加金属卤化物和通入HCI等方法对离子液体进行了改性研究。采用z7砧NMR确定了通HCl改性前后的离子液体阴离子的存在形式，通过吡啶和乙腈吸附的FT．IR光谱以及紫外．可见光谱法对离子液体的酸性进行了表征，以Et3NHCl-A1C13(x--O．67)离子液体为催化剂对正癸烷异构化反应工艺条件进行了优化，并研究了以上不同氯铝酸盐离子液体的阳离子结构以及改性前后离子液体的酸性对正构烷烃异构化反应性能的影响规律。对氯铝酸盐离子液体进行吡啶和乙腈吸附的FT．取以及紫外．可见光谱分析结果表明，离子液体的酸性主要由无水三氯

3、化铝在离子液体中的含量决定，离子液体的酸强度随着无水三氯化铝摩尔分数的增大而增强。以Et3NHCl-AICh为催化剂，考察了离子液体的酸强度、离子液体与正癸烷的摩尔比、反应时间、反应温度等因素对正癸烷异构化反应结果的影响，得出优化反应条件为：离子液体中A1C13的摩尔分数x--0．67，离子液体与正癸烷的摩尔比为1：4，反应时间为8h，反应温度为45℃，。在该优化条件下，正癸烷的转化率为35．6％，异构化选择性为17．0％，异构化率为96．1％。在此优化条件下比较了Et3NHCI-AICl3、【C．mim]X-ilCh和以Py-HCI-A1C13三种阳离子结构的酸性离子液体为催化剂时不

4、同碳链的正构烷烃进行异构化反应的结果，Et3NHCl-AICl3具有更高的催化反应活性和异构化选择性。．1．黑龙江大学硕士学位论文通过添加金属卤化物和通入HCl等改性方法在一定范围内对Et3NHCI-AICl3(翮．67)离子液体的酸性进行了调变，ZnCl2改性后的Et3NHCI．A1C13(x--0．67)离子液体酸性减弱，对正癸烷异构化反应的催化活性有所降低，但是异构化选择性一定程度上有所提高，而且液体产物收率提高。通入HCI离子液体的酸性增强，提高了正癸烷异构化反应的催化活性和异癸烷产物中二甲基辛烷的含量，正癸烷的转化率由36．5％提高到46．1％，二甲基辛烷的含量由31．7％提

5、高到34．1％。关键词：酸性离子液体；改性；异构化；正癸烷；选择性AbstractThestandardsoffuelqualityhavetendedtOthedirectionoflow’contentofaromaticsandalkenesduetotheincreaseofconsciousnessforenvironmentalprotection．Theproductsoflongcarbonchainalkatiesinthedistillateoilobtainedinpetroleumrefiningmaybeconversedintoisoalkanesinthe

6、isomerization．Asthen-deeaneandotherlong—chainalkaneshaveastrongtrendofcrackingreactioninisomerizationatthesametime．Sothestudyforenvironment-friendlycatalystwillbethekeytoimproveisomefizationselectivityofthelongcarbonchinalkal：les．Inthisthesis,triethylaminehydrochlorine-aluminiumhlorideionicliqui

7、ds(Et3NHCl一A1C13)，1-butyl-3-methylimidazoliumchloridchlorine-aluminateionicliquids([C4mim]Cl-A1C13)，pyridiniumchloridchlorine—aluminateionicliquids([Py-HC1]-A1C13)wereprepared，andtheEt3NHCl·A1C13(x=0．67)hadbeenmodifiedbyaddi