离子液体在石油化工行业的应用进展

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1、精细石油化工进展第13卷第6期48ADVANCESINFINEPETROCHEMICALS离子液体在石油化工行业的应用进展穆文菲(中北大学化工与环境学院，太原030051)[摘要]概述了离子液体的分类、制备方法及特性；阐述了离子液体在Friedel—Crafts、Heck、氧化、加氢、齐聚、聚合、烷基化等反应中的催化作用；介绍了离子液体的稠油改质降黏效果及其在含油污水处理中的应用；分析了离子液体在实际应用中存在的问题，并展望了其在石油化工行业中的应用前景。[关键词]离子液体石油化工应用进展离子液体是指由有机阳离子和无机阴离子组件；第二步为离子交换反应。成的在室温下呈液态的物质，又称为室温

2、熔融盐、2离子液体在石油化工行业中的应用室温离子液体等¨J。由于其具有熔点低、热稳定2．1催化反应性良好、选择性溶解能力强、结构可调等特性而广离子液体在石油化工催化的作用主要有泛应用于电化学、萃取分离、生物催化、有机催化Friedel—Crafts反应、Heck反应、氧化反应、齐聚等各个领域。反应、聚合反应、烷基化反应等。1离子液体的分类和制备2．1．1Friedel—Crafts反应1．1分类Friedel—Crafts反应是芳香族化合物与酰基离子液体按照分类方法的不同可分为以下几化剂或烷基化剂发生的酰基化或烷基化反应，传种，按阳离子的不同可分为：烷基吡啶类[RPy]、统的Friede

3、l—Crafts反应以质子酸或Lewis酸作烷基咪唑类[RRRIm]、烷基季磷离子为催化剂，不仅用量大，而且有毒。用离子液体取[PRH一]、烷基季铵离子[NRH一]；按阴离代传统有毒溶剂，具有反应条件温和、反应速率子分为：非金属类(如PO一，NO一)和金属类快、产物易分离和催化效果良好等优点。(CuC1一，A1C1。一)；按是否为A1C13型分为：A1C132．1．2Heck反应Heck反应即指在催化剂作用下，由卤代烃和型离子液体、非A1C1型离子液体及其他特殊离子液体；按Lewis酸性分为：中性离子液体(如烯烃反应，将芳香环官能团化。Heck反应所使用的传统催化剂的不稳定性造成催化剂的

4、高损耗，P一，BF一等)和可调酸性离子液体(如A1C1，型)；按水溶性分为：亲水离子液体和憎水离子且所使用的有机溶剂易挥发。裴文等在金属镍或钯、碱、离子液体和膦液体。1．2制备配体反应体系中，由烯丙醇和卤代萘反应，制得高选择性和高收率的2一取代萘烯丙醇化合物。该制备离子液体的方法分为一步法和两步法，法操作简单、原料便宜易得、反应体系可循环目前大多数合成采用两步法。1．2．1一步法使用。通过季铵化反应或酸碱中和反应一步合成离2．1．3氧化反应氧化反应在石油化学工业中有很重要的作子液体。一步法主要包括：微波法、中和法、叔胺与酯反应等，其特点是产品易纯化、无副产物、操用。石油烃类及其大部分衍生

5、物可与氧作用，得作经济简单。如硝酸与乙胺的水溶液发生中和反到有机合成单体和聚合物单体。该氧化过程选择性不高、副产物较多，而离子液体在此方面的应用应可制得硝基乙胺离子液体。1．2．2两步法收稿日期：2012—04—26。第一步合成目标产物的卤化物盐，反应需具作者简介：穆文菲，在读硕士研究生，主要研究方向多相流反应与传递性能的基础及应用研究。备有机溶剂、卤化物过量、加热回流及纯化等条2012年6月穆文菲．离子液体在石油化工行业的应用进展49显示出优势。异丁烯齐聚反应，实验结果表明，催化剂“负载”石峰等将钯一离子液体／钛硅氧化物催化于[BMIM][(cFSO：)：N]中，异丁烯转化率为剂用于苯

6、胺氧化羰化反应，反应的选择性和转化77％一92％，催化剂能重复利用，催化体系表现出率均达到96％，转化频率高达5470h。。。Owens较高的活性，且产物分离简单。等-4以[EMIM]BF为溶剂，用过氧化氢脲和甲基2．1．6聚合反应三氧化铼催化苯乙烯、环辛烯等烯烃与烯丙醇的大多数聚合反应以过渡金属配合物作为催化环氧化反应，反应的选择性和转化率均很高。刘剂，这类催化剂在极性溶剂中，底物和溶剂在催化耀华等分别以[HEX—MIM]BF，[BMIM]BF，剂的活性中心上进行吸附，导致催化剂的催化活[BMIM]PF6，[OMIM]BF为溶剂，Mn，Co或Ni／性降低；在非极性溶剂中稳定性差。离子液

7、体既NHPI(AIBN)为复合催化剂，考察了不同离子液能溶解过渡金属配合物又不会与底物在催化剂上体一催化剂体系中常压分子氧氧化芳烃侧链烷基进行竞争吸附，是该反应的良好反应介质。的反应。在优化条件下，正丙苯、正丁苯和乙苯分陈晓伟等合成了多种基于1一丁基一3一别以94％，93％和90％的收率得到相应的芳香甲基咪唑阳离子的离子液体，作为裂解C馏分中酮，离子液体与金属催化剂体系经减压除水后可混合二烯烃聚合反应的介质。结果表明，以硝酸循环使用