基于离子液体催化的烷烃异构化方法
1.本发明涉及烷烃类原料的异构化方法，具体涉及一种基于离子液体催化的烷烃异构化方法。
背景技术：
2.近年来，随着环保要求的提高，汽油质量标准向低芳烃、低烯烃、低蒸汽压、低敏感性和高辛烷值的低碳高性能清洁汽油方向发展。例如，我国于2020年7月1日起要求汽车符合国ⅵa标准，并于2023年执行更加严格的国ⅵb标准，相比于国
ⅴ
标准，国ⅵb标准要求汽车排放物中一氧化碳、碳氢化合物、非甲烷总烃、氮氧化物和pm颗粒含量大幅降低，其中，一氧化碳下降71％，碳氢化合物下降73％，氮氧化物下降71％，非甲烷总烃下降71％，pm颗粒下降49％，这就要求炼厂必须生产出符合国ⅵb标准的低芳烃、低烯烃、低蒸汽压、低敏感性和高辛烷值的低碳高性能清洁汽油。目前，用于生产高辛烷值汽油及其组分的工艺主要有催化重整、醚化、烷基化以及异构化等，其中，通过异构化技术生产的异构化油具有收率高且硫含量低、不含烯烃和芳烃、产品辛烷值髙、辛烷值敏感度小等优点，是理想的汽油调和组分，同时异构化技术又具有操作灵活、装置投资少及生产过程污染低的优点，所以具有广阔的应用前景。
3.目前工业上应用的轻质烷烃异构化技术主要分为中温型技术和低温型技术，中温型技术以分子筛负载型贵金属为催化剂，低温型技术以pt/cl-al2o3为催化剂。中温异构化技术的反应温度较高，通常为210～300℃，能耗高，且平衡转化率较低。与中温型技术相比，低温型异构化技术的反应温度可降至115～150℃，并且异构化率和液相收率较高，但低温型催化剂负载的卤素容易流失，故需要补充氯等卤素物质，并且对原料纯度要求较高，工程投资较大。此外，上述技术所使用的催化剂都含有铂或钯等贵金属组分，成本高。
4.近年来，逐渐开发了以固体超强酸作为轻烃异构化催化剂的相关技术，如专利文献us6180555和cn1428197a公开了以固体超强酸作为轻烃异构化催化剂的方案，但固体超强酸催化剂存在活性组分易流失、催化剂易结焦失活等缺陷，也不利于工业化生产。
5.目前烷烃异构化工艺所使用的催化剂大部分为固体催化剂，这些催化剂存在制造成本高昂、易结焦失活等问题，另外，相应的配套工艺需要加氢，进一步增加了生产成本和操作难度。因此，开发出廉价且高效的低温催化剂和配套的低温异构化工艺对于提高烷烃的异构化率、降低能耗和成本等方面具有重要意义。
6.近年来，离子液体作为一种绿溶剂和催化剂逐渐成为研究热点，由于酸性离子液体具有结构和酸性可调、腐蚀性低、安全性高及可循环利用等优点，使其成为一类可替代固体酸的用于催化烷烃异构化的新型催化剂。与的固体催化剂相比，离子液体催化剂具有以下优点：反应温度低，利于异构烷烃的平衡收率(烷烃异构化反应为放热反应，其平衡转化率受热力学控制，反应温度越低，平衡转化率越高)；不会因结焦而失活；反应不需要在加氢/临氢条件下进行，能够降低装置和操作成本。
7.与固体酸类催化不同，离子液体催化异构化反应具有不同的反应机理，研究表明，
固体酸催化时，烷烃在固体酸催化剂上先脱氢转变为烯烃，烯烃通过碳正离子完成异构化反应后再加氢变为异构烷烃，即异构化过程实际上是通过烯烃而实现的，由于烯烃的异构相比于烷烃更容易发生，因此不需要催化剂具有过强的酸性；而以离子液体为催化剂的异构化反应并不会经过烯烃中间体，而是烷烃直接异构，因此，需要催化剂具有较强的酸性，这一方面促进了烷烃发生异构化反应，另一方面也同时促进了副反应(即烷烃歧化反应)的发生，由于歧化副反应的发生，导致了离子液体催化异构化产物分布较宽且生成大量的c4烷烃组分，c4烷烃在常温下表现为气态，而汽油有严格的蒸汽压指标的要求，因此稳定汽油理论上不允许含有c4组分，同时，如果异构化过程生成大量的c4烷烃(主要为异丁烷)，会造成原料利用率低、液体收率低和异构化油生产成本高等问题。
8.综上，尽管相比于以固体酸作为催化剂的异构化工艺，以离子液体作为催化剂的烷烃异构化工艺具有催化寿命长、反应温度低、生产成本低等优点，但其也存在烷烃转化率低，异构化产物分布宽泛且含有大量c4烷烃组分、反应难以控制、不能进行连续反应等缺陷。此外，无论是以离子液体还是以固体酸作为催化剂的异构化工艺，目前均存在产物中存在较多卤代烃和卤化氢的问题，因此需要额外增加碱洗塔和水洗塔以脱除卤化氢等有害成分，增加了工艺复杂程度及成本。此外，对于直链烷烃，碳链越长越容易裂化，直链烷烃裂化为小分子及小分子缩聚生成大分子是酸催化平行顺序反应的特征，这些平行顺序反应的存在，导致了以固体酸作为催化剂的烷烃异构化工艺在催化c7及以上直链烷烃时存在裂化反应严重、催化剂易结焦失活、以及产物液体收率低和辛烷值低等问题，而以离子液体作为催化剂的烷烃异构化工艺也会因歧化反应过于严重而生成大量的c4烷烃等小分子物质，从而导致产物液体收率过低、c4烷烃等非理想组分含量高等问题，因此，目前的烷烃异构化工艺还存在适用原料范围窄等缺陷。
技术实现要素：
9.本发明提供一种基于离子液体催化的烷烃异构化方法，兼具原料转化率高、异构化产物分布范围窄、产物中c4烷烃和卤代烃及卤化氢等非理想成分少、以及工艺流程简单、成本低、适用原料范围广泛等优点，能够有效克服现有技术存在的缺陷。
10.本发明的提供一种基于离子液体催化的烷烃异构化方法，包括：使烷烃原料与离子液体接触发生异构化反应，得到混合物料；对所述混合物料实施油剂分离，分别得到富含烃相和离子液体相；使至少部分所述离子液体相返回参与所述异构化反应；对至少部分所述富含烃相实施分馏，分别得到异丁烷馏分和脱异丁烷馏分；使至少部分所述异丁烷馏分返回参与所述异构化反应。
11.可选地，所述离子液体由第一化合物和第二化合物反应制得，第一化合物包括n-烷基胺类化合物的氢卤化物、n-烷基咪唑类化合物的氢卤化物、n-烷基吡啶类化合物的氢卤化物中的至少一种，所述第二化合物包括金属化合物，所述金属化合物包括第一金属的卤化物、盐酸盐、硝酸盐中的至少一种，所述第一金属包括铝、铜、铁、锌、镍、钛、银和铂中的至少一种。
12.可选地，所述第二化合物包括铝的卤化物。
13.可选地，所述第二化合物包括第一金属化合物和第二金属化合物，所述第一金属化合物包括铝的卤化物，所述第二金属化合物包括第二金属的卤化物、盐酸盐、硝酸盐中的
至少一种，所述第二金属包括铜、铁、锌、镍、钛、银和铂中的至少一种。
14.可选地，所述离子液体与所述烷烃原料的体积比为1：(0.1～50)，优选为1：(1～10)。
15.可选地，所述烷烃原料包含c4～c9烷烃中的至少一种。
16.可选地，所述异构化反应的温度为0～120℃，且反应压力满足所述烷烃原料在所述异构化反应过程中为液体。
17.可选地，所述异构化反应在异构化反应器中进行，所述异构化反应器包括静态混合反应器和/或全返混釜式反应器。
18.可选地，所述异构化反应的过程包括使含有引发剂和至少部分所述烷烃原料的第一反应物料进料反应的第一异构化过程，所述引发剂占所述第一反应物料的质量比为0-25％。
19.可选地，所述引发剂包括烯烃、卤代烷烃、醇类、异丁烷、c5+异构烷烃中的至少一种。
20.可选地，采用旋液分离器和沉降罐实施所述油剂分离，其中，所述离子液体相包括第一离子液体相和第二离子液体相，所述油剂分离的过程包括：使所述混合物料进入旋液分离器进行旋液分离，分别得到油相和第一离子液体相；使所述油相进入沉降罐进行沉降分离，分别得到所述富含烃相和第二离子液体相；和/或，所述旋液分离器包括一级旋液分离器和二级旋液分离器，所述沉降罐包括一级沉降罐和二级沉降罐，所述离子液体相包括第四离子液体相、第五离子液体相和第六离子液体相，所述油剂分离过程包括：使所述混合物料进入一级旋液分离器进行旋液分离，分别得到第一油相和第三离子液体相；所述第三离子液体相进入一级沉降罐进行沉降分离，分别得到第二油相和第四离子液体相；所述第一油相、所述第二油相进入二级旋液分离器进行旋液分离，分别得到第三油相和第五离子液体相；所述第三油相进入二级沉降罐进行沉降分离，分别得到所述富含烃相和第六离子液体相。
21.可选地，还包括使至少部分离子液体相再生后再返回参与所述异构化反应；和/或，还包括对所述脱异丁烷馏分实施分馏，分别得到烷烃馏分和异构烃馏分，使所述烷烃馏分返回进行所述异构化反应。
22.本发明中，以离子液体作为轻烃原料的异构化催化剂，对烷烃原料与离子液体接触反应后的混合物料进行油剂分离，再对分离出的富含烃相实施分馏，以分离出异丁烷馏分，使异丁烷馏分返回参与异构化反应形成循环，其至少具有如下优势：
23.(1)使异丁烷馏分返回参与异构化反应形成循环，其中的异丁烷可以作为异构化反应的引发剂，极大缩短反应时间，且无需额外添加大量引发剂，降低生产成本；同时其中的异丁烷可作为歧化副反应的平衡抑制剂，抑制歧化副反应的发生，解决由于歧化副反应的发生而导致的异构化产物分布过于宽泛、异构烷烃选择性不高、生成大量c4烷烃等问题，且异构化反应过程易于控制，可实现以离子液体作为催化剂的烷烃异构化反应的连续进行；
24.(2)异丁烷馏分中会携带卤化氢和卤代烃等卤化物返回异构化反应体系，其中的卤化物可以作为离子液体活性补充剂，补充离子液体的布朗斯特酸的消耗，保持催化剂的高活性及长寿命，同时减少离子液体活性剂的添加量，节约成本；此外，还可
降低异构化产物中卤化氢和卤代烃等非理想组分的含量，生产过程基本不产生废气、废渣等污染物，可避免对异构化产物进行碱洗和水洗除卤化氢和卤代烃等非理想组分的操作，简化工艺流程，节约能耗，且绿环保；
25.(3)适用原料范围广泛，尤其可以解决c7及以上碳数的直链烷烃原料(如c7～c9烷烃或重整抽余油)异构化过程存在的裂化严重或歧化副反应严重的问题，显著降低异构化产物中c4烷烃的含量，提高目标产物的收率和选择性。
26.由此，本发明可降低异构化产物中c4组分的含量，提高异构化率、以及液体收率和目标产物品质，利于获得高品质的汽油组分及汽油产品，同时还兼具无需加氢、条件温和、工艺流程简单、原料适应性强、易进行油剂分离、所用离子液体催化剂廉价易得、成本低等优点，利于实际工业化应用，尤其适用于包含c7及以上碳数的直链烷烃原料(如c7～c9烷烃或重整抽余油)异构化的工业化应用。
附图说明
27.图1为本发明一实施方式的异构化工艺流程图；
28.图2为本发明另一实施方式的异构化工艺流程图；
29.图3为对比例1-4的异构化装置及工艺流程示意图；
30.图4为对比例1中富含烃相的谱图；
31.图5为本发明一实施方式的的异构化装置及工艺流程示意图；
32.图6为本发明另一实施方式的异构化装置及工艺流程示意图；
33.图7为本发明另一实施方式的异构化装置及工艺流程示意图；
34.图8为本发明另一实施方式的异构化装置及工艺流程示意图；
35.图9为本发明另一实施方式的异构化装置及工艺流程示意图；
36.图10为对比例5的异构化装置及工艺流程示意图；
37.图11为本发明另一实施方式的的异构化装置及工艺流程示意图。
38.附图标记说明：1：干燥器；2、2'：静态混合反应器；2”：全返混釜式反应器；3、3'、3”：旋液分离器；4、4'、4”：沉降罐；5：液固分离器；6：再生反应器；7：脱异丁烷塔；8：脱异戊烷塔；9：脱正戊烷塔；10：脱异己烷塔；11、脱正己烷塔；12：脱异庚烷塔；13：脱正庚烷塔；14：脱异辛烷塔；15：脱正辛烷塔；a：烷烃原料；b：混合物料；p1：第一离子液体相；p2：第二离子液体相；p3：第三离子液体相；p4：第四离子液体相；p5：第五离子液体相；p6：第六离子液体相；d：富含烃相；e1：异丁烷馏分；e2：异戊烷馏分；e3：正戊烷馏分；e4：异己烷馏分；e5：正己烷馏分；e6：异庚烷馏分；e7：正庚烷馏分；e8：异辛烷馏分；e9：正辛烷馏分；f：重异构烷烃馏分；g：异构化油。
具体实施方式
39.为使本领域技术人员更好地理解本发明的方案，下面对本发明作进一步地详细说明。以下所列举具体实施方式只是对本发明的原理和特征进行描述，所举实例仅用于解释本发明，并非限定本发明的范围。基于本发明实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”等术语仅用于描述目的，以更清楚说明/解
释技术方案，而不能理解为指示或暗示所指示的技术特征的数量或具有实质性意义的顺序等含义。
40.本发明提供的基于离子液体催化的烷烃异构化方法，包括：使烷烃原料与离子液体接触发生异构化反应，得到混合物料；对混合物料实施油剂分离，分别得到富含烃相和离子液体相；使至少部分离子液体相返回参与异构化反应；对至少部分富含烃相实施分馏，分别得到异丁烷馏分和脱异丁烷馏分；使至少部分异丁烷馏分返回参与异构化反应。
41.本发明中，烷烃原料可以包括轻烃原料，具体可以包含c4～c9烷烃中的至少一种，即可以包含c4～c9烷烃中的一种或多种，其可以是c4～c9烷烃中的至少一种烷烃，也可以是含有c4～c9烷烃中的至少一种烷烃的油品，例如包括轻石脑油、油田凝析油、重整抽余油中的至少一种，轻石脑油可以是石油加工过程产生的各类轻石脑油产品，例如直馏轻石脑油、来自加氢工艺的轻石脑油等，该加氢工艺可以包括加氢裂化、加氢精制等工艺。在上述循环反应体系下，可以抑制长链烷烃的裂化和歧化副反应的发生，因此，烷烃原料可以包含c7+烷烃(即碳个数为7及以上的烷烃，例如包含c7～c9烃中的至少一种)，实现对高c7+烷烃含量的烷烃原料的连续化反应，并提高以c7+烷烃为原料的异构化产物的液体收率，降低c4等非理想组分的收率。
42.其中，重整抽余油是重整产物提取芳烃之后剩余的产物，其成分主要为c7～c9烷烃，目前重整抽余油的用途较少且利用价值较低，而本发明中，通过上述特定过程的烷烃异构化处理，将重整抽余油转化为辛烷值较高的汽油调和组分，实现了重整抽余油的高效利用，具有良好的经济效益。
43.离子液体催化烷烃异构化反应的过程中，除发生主反应外，还会发生歧化副反应，导致大量非理想产物(副产物)的生成，尤其是c4烷烃(以异丁烷为主)的生成，例如，当烷烃原料包含正戊烷时，在反应过程中，正戊烷形成碳正离子与另一部分正戊烷发生歧化反应，生成c4烷烃和c6烷烃，同样，c6烷烃和c7烷烃等其他烷烃也会在反应过程中发生歧化反应，而由于c4烷烃的歧化反应难以进行，因此，会导致最终生成的异构化反应产物中存在大量c4烷烃，尤其以异丁烷为主，依次通过油剂分离和对富含烃相实施分馏，使分馏出的异丁烷馏分返回参与异构化反应形成循环，可以增加异构化反应体系中异丁烷组分的量，根据反应平衡原理，反应产物的存在会很大程度上抑制歧化副反应的发生，同时，返回异构化反应体系中的异丁烷还可以作为异构化反应的引发剂，促进异构化主反应的进行，从而大幅降低异构化反应产物中c4烷烃(尤其是异丁烷)的含量，提高原料转化率及异构化率。
44.本发明中，离子液体由第一化合物和第二化合物反应制得，第一化合物包括n-烷基胺类化合物的氢卤化物、n-烷基咪唑类化合物的氢卤化物、n-烷基吡啶类化合物的氢卤化物中的至少一种，第二化合物包括金属化合物，金属化合物包括第一金属的卤化物、盐酸盐、硝酸盐中的至少一种，第一金属包括铝、铜、铁、锌、镍、钛、银和铂中的至少一种，即离子液体的阳离子来自第一化合物，阴离子来自第二化合物。其中，第一化合物中的n被四个取代基取代饱和，且至少一个取代基是烷基或含烷基的基团(如苄基)，可选地，该烷基或含烷基的基团例如是c1～c6取代基，例如，n原子上的烷基取代基选自甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、苄基中的至少一种，进一步地，第一化合物包括盐酸三乙胺(et3nhcl)。
45.进一步地，第二化合物包括铝的卤化物，例如氯化铝(alcl3)，第二化合物可以是铝的卤化物，或者由铝的卤化物和其他金属化合物组成，在一些优选实施例中，第二化合物
包括第一金属化合物和第二金属化合物，第一金属化合物包括铝的卤化物，第二金属化合物包括第二金属的卤化物、盐酸盐、硝酸盐中的至少一种，第二金属包括铜、铁、锌、镍、钛、银和铂中的至少一种，第二金属化合物例如包括氯化亚铜(cucl)和/或硝酸铜(cuno3)。
46.一般情况下，第一化合物与第二化合物的摩尔比可以为1：(0.2～5)，例如可以为1:0.2、1:0.5、1:1、1:1.5、1:2、、1:2.5、1:3、1:4、1:5或其中的任意两者组成的范围，优选1：(1～2.5)。其中，当第二化合物包括第一金属化合物和第二金属化合物时，第一金属化合物与第二金属化合物的摩尔比为0.01～50:1，优选为0.5～20:1，例如可以为2:1、5:1、8:1、10:1等。
47.具体地，上述离子液体可以按照包括如下步骤的过程制得：在非水环境下，使第一化合物与第二化合物反应，生成离子液体；其中，反应温度可以为80～300℃，优选为80～200℃，更优选80～150℃，反应时间为至少2小时，例如2～8h，优选为4～8h；非水环境一般是指使反应体系隔绝水分，可以通过惰性气体保护实现，即使第一化合物和第二化合物在惰性气体保护下进行反应，该惰性保护气体例如包括氮气、氦气、氖气、氩气中的至少一种，尤其可以采用干燥氮气，更为经济实用。
48.在一些具体实施例中，第二化合物包括第一金属化合物和第二金属化合物，离子液体按照包括如下步骤的制备过程制得：在非水环境下，使第一化合物和第一金属化合物反应，生成基础离子液体；然后向其中加入第二金属化合物，经反应后，生成离子液体。
49.在一些实施例中，离子液体与烷烃原料的体积比为1：(0.1～50)，例如1:0.1、1:0.5、1:1、1:3、1:5、1:8、1:10、1:15、1:20、1:25、1:30、1:35、1:40、1:45、1:50等，一般优选1：(1～10)，例如1：(1～2)，在该配比条件下，离子液体基本为连续相，能够进一步提高反应效率。
50.如图1和图2所示，进行上述异构化反应的装置包括反应单元、油剂分离单元、分馏单元，烷烃原料进入反应单元与离子液体接触反应，反应单元流出物(即上述混合物料)进入油剂分离单元进行油剂分离，以分离出离子液体相，至少部分离子液体相返回反应单元，油剂分离单元的油相流出物(即上述富含烃相)进入分馏单元，经分馏(蒸馏)后，分离出其中的异丁烷馏分，至少部分异丁烷馏分返回反应单元，脱异丁烷馏分作为异构化产物(异构化油)。
51.此外，上述装置还可以包括预处理单元，用于对烷烃原料进行预处理，例如包括干燥器，对烷烃原料进行干燥，然后再使烷烃原料进入反应单元。
52.具体地，反应单元可以包括至少一个异构化反应器，异构化反应在异构化反应器中进行，异构化反应器包括静态混合反应器和/或全返混釜式反应器，其中，静态混合反应器是将静态混合元件以一定的排列方式固定在管路中所形成的管道式混合反应器，其兼具混合和反应的功能，具有混合速率快、相界面积大、传质阻力小、停留时间均匀且容易调整的特点，全返混釜式反应器具有反应时间长且可控等优点，利于烷烃原料与离子液体的混合且与混合后的反应体系在反应器中的停留时间等条件相匹配，利于进一步提高反应效率。具体实施时，可以根据需要设置一个或多个异构化反应器(如图3、图5、图7至图11所示，反应单元包括两个相互串联的静态混合反应器，如图6所述，反应单元包括一个全返混釜式反应器)，当异构化反应器数量为多个时，其可以是串联，或者由至少两个异构化反应器串联成一组，按照该方式形成多组，再将该多组并联。相对而言，采用串联的至少两个异构化
反应器进行上述异构化反应，利于提高异构化反应时间，进一步保证异构化反应的充分进行。
53.在一些实施例中，异构化反应的条件可以为：异构化反应的温度为0～120℃，例如0℃、1℃、10℃、30℃、50℃、70℃、100℃、120℃或其中的任意两者组成的范围，反应压力满足烷烃原料在异构化反应过程中为液体。其中，可以调节压力等条件以保持烷烃原料为液体状态，例如，具体实施时，在上述温度范围下，异构化反应过程的压力的下限满足烷烃原料为液体。
54.本发明中，可以使部分或全部的离子液体相返回反应单元，作为催化剂参与异构化反应。此外，还可以包括使至少部分离子液体相经再生后再返回参与异构化反应，由此上述装置还包括催化剂再生单元，离子液体相从油剂分离单元输出后进入催化剂再生单元，在催化剂再生单元中再生后再返回反应单元。具体地，催化剂再生单元可以包括液固分离器和再生反应器，油剂分离单元的离子液体相出口、液固分离器、再生反应器、反应单元依次连通，具体实施时，可以使至少部分离子液体相进入液固分离器进行液固分离，分离出的液体进入再生反应器进行再生，得到再生离子液体(即实现离子液体相的再生)，使再生离子液体进入反应单元参与异构化反应。
55.在一些实施例中，可以使部分离子液体相再生后再返回参与异构化反应，而剩余部分离子液体相直接返回参与异构化反应(即不经过再生)。
56.本发明中，可以采用旋液分离器和沉降罐实施油剂分离，即上述油剂分离单元可以包括旋液分离器和沉降罐，混合物料中的离子液体与油相具有较大的密度差，通过旋液分离器进行液-液旋流分离，并配合沉降器进行沉降分离，利于油剂的高效分离。其中，旋液分离器的数量可以是一个或多个，沉降罐的数量可以是一个或多个，相对而言，采用多个旋液分离器和多个沉降器进行多级分离，利于进一步提高异构化产物与离子液体的分离程度。
57.在一些实施例中，如图5至图7、图9和图11所示，离子液体相包括第一离子液体相和第二离子液体相，油剂分离的过程包括：使混合物料进入旋液分离器进行旋液分离，分别得到油相和第一离子液体相，油相从旋液分离器的顶部输出，第一离子液体相从旋液分离器的底部输出；使油相进入沉降罐进行沉降分离，分别得到富含烃相和第二离子液体相，富含烃相从沉降器的顶部输出，第二离子液体相从沉降器的底部输出。其中，第一离子液体相和第二离子液体相可以直接返回反应单元中参与异构化反应，或者，第一离子液体相和第二离子液体相中的一者直接返回反应单元中参与异构化反应，另一者经再生后再返回反应单元中参与异构化反应，或者其中一者的部分经再生后返回反应单元中参与异构化反应，剩余部分与另一者直接返回反应单元中参与异构化反应。
58.在另一些实施例中，如图8所示，旋液分离器包括一级旋液分离器和二级旋液分离器，沉降罐包括一级沉降罐和二级沉降罐，离子液体相包括第四离子液体相、第五离子液体相和第六离子液体相，油剂分离过程包括：使混合物料进入一级旋液分离器进行旋液分离，分别得到第一油相和第三离子液体相；第三离子液体相进入一级沉降罐进行沉降分离，分别得到第二油相和第四离子液体相；第一油相、第二油相进入二级旋液分离器进行旋液分离，分别得到第三油相和第五离子液体相；第三油相进入二级沉降罐进行沉降分离，分别得到富含烃相和第六离子液体相，第四离子液体相、第五离子液体相、第六离子液体相返回参
与异构化反应。
59.示例性地，如图8所示，一级沉降罐的第四离子液体相出口通过第一管道直接与反应单元连通、通过第二管道与液固分离器、再生反应器、反应单元依次连通，二级旋液分离器的第五离子液体相出口、二级沉降罐的第六离子液体相出口均与第二管道连通，在异构化反应过程中，使得离子液体相的部分(部分第四离子液体相)直接返回参与异构化反应，剩余部分(第五离子液体相、第六离子液体相及剩余部分的第四离子液体相)经再生后返回参与异构化反应。
60.此外，还可以向异构化反应体系中加入引发剂，引发剂可以使反应体系中碳正离子浓度快速达到异构化反应的阈值(饱和状态)，促使异构化反应快速发生，由此可大幅缩短异构化反应时间，提高生产效率，除此之外，还有助于提高原料的转化率和异构化率。
61.在本发明的具体实施过程中，刚开始启动异构化反应时基本没有异丁烷馏分返回反应体系中(即反应初期的反应体系中基本没有起到引发作用的异丁烷)，随着反应的进行，逐渐分馏出异丁烷馏分，其中的异丁烷具有较高的引发活性，可以引发异构化反应快速发生，具体实施时，可以在反应初期加入引发剂，以进一步提高反应效率。
62.上述异构化反应为连续化反应过程，上述异构化反应的过程包括使含有引发剂和至少部分烷烃原料的第一反应物料进料反应的第一异构化过程，引发剂占第一反应物料的质量比为0-25％，例如0(即不在反应原料中加入异丁烷)、1％、5％、10％、15％、20％、25％等。
63.具体来说，上述第一异构化过程可以是异构化反应初期的过程，上述异构化反应的过程还包括：进行第一异构化过程后，再进行使第二反应物料进料反应的第二异构化过程，第二反应物料不含引发剂，例如，第一反应物料含有引发剂和部分烷烃原料，第二反应物料为剩余部分的烷烃原料。
64.亦即，上述异构化反应的进料方式为：先使包含引发剂和部分烷烃原料的第一反应物料进料，例如，从开始进料算起，进料5
±
2min左右(即第一异构化过程的时间约为3～7min)后，再使剩余部分烷烃原料(即第二反应物料)进料反应；该过程中，在反应初期加入引发剂，提高异构化反应的初始速度，随着反应的进行，逐渐分馏出异丁烷馏分并使其返回反应体系中，由其中的异丁烷作为引发剂，而无需再额外加入引发剂，直接使剩余部分烷烃原料进料即可，该过程能够在极大减少引发剂用量的情况下仍然保持异构化反应的高效率及高异构化率等优势。
65.但本发明不局限于上述进料方式，在另一实施方式中，上述第一异构化过程也可以是异构化反应的全部过程(无第二异构化过程)，即在整个异构化反应过程中，进料均为第一反应物料，第一反应物料含有引发剂和全部的烷烃原料。
66.此外，上述引发剂还可以包括烯烃、卤代烷烃、醇类、c5+异构烷烃中的至少一种，例如包括丁烯、卤代丁烷、正丁醇、异丁醇、异丁烷、异戊烷中的至少一种，利于进一步提高反应效率。
67.可选地，上述第一反应物料中的引发剂可以为异丁烷，除异丁烷外，上述第一反应物料中还可以含有其他引发剂，上述第一反应物料中除异丁烷外的其他引发剂的质量含量可以为0～5％，例如0.1％、1％、2％、3％、4％、5％或其中的任意两者组成的范围，即上述第一反应物料中除含有0-25％的异丁烷外，还可以额外加入0～5％的其他引发剂。
68.本发明中，异丁烷馏分中异丁烷的来源可以是由异构化反应过程中的歧化副反应产生的异丁烷副产物和/或向原料中加入的异丁烷(如上述混合体系)等，
69.例如，使上述包含异丁烷和至少部分烷烃原料的第一反应物料进入反应单元中发生异构化反应，经油剂分离和分馏后，未反应的异丁烷及经歧化副反应产生的异丁烷进入上述异丁烷馏分中，再返回至反应单元参与异构化反应。其中，可以使全部异丁烷馏分返回参与异构化反应，或者使部分异丁烷馏分返回参与异构化反应，而剩余部分输送至异丁烷馏分产品罐。
70.具体实施时，可以结合异构化反应过程中异丁烷的生产率确定异丁烷的加入量和/或异丁烷馏分的循环量，举例来说，当异构化反应过程中异丁烷的生成量较少时，除将全部异丁烷循环至反应体系之外，还可以在反应体系中加入异丁烷(例如在反应初期加入异丁烷)；当烷烃原料中加入的异丁烷的量明显大于异构化反应过程中异丁烷的生成量时，可以将部分异丁烷馏分返回参与异构化反应，而剩余部分输送至异丁烷馏分产品罐。
71.本发明中，上述分馏单元可以包括脱异丁烷塔，即可以采用脱异丁烷塔对富含烃相实施分馏，通过馏分切割分离出异丁烷馏分，该脱异丁烷塔可以是蒸馏塔或其他分馏设备，具体实施时，可以将富含烃相泵入脱异丁烷塔中进行蒸馏，异丁烷是异构化反应产物中沸点最低的产物，可以根据异丁烷的沸点设置蒸馏温度等条件，从脱异丁烷塔的塔顶引出并收集异丁烷馏分，从异丁烷塔的塔底引出并收集脱异丁烷馏分。一般情况下，反应产物中的正丁烷很少，且可以结合异丁烷和正丁烷等组分的沸点设置蒸馏温度等条件，使正丁烷进入异丁烷馏分中，随异丁烷馏分返回参与异构化反应，因此，上述异丁烷馏分亦为c4馏分。
72.本发明中，对异丁烷馏分返回反应单元的方式可以包括但不限于如下方式中的至少一种：(1)将异丁烷馏分与烷烃原料混合后再输送至反应单元，例如使异丁烷馏分与烷烃原料经同一管道输送至反应单元；(2)将异丁烷馏分与离子液体相混合后再输送至反应单元；(3)将异丁烷馏分直接注入反应单元中(即不与烷烃原料和离子液体混合)，例如将异丁烷馏分与烷烃原料、离子液体相分别通过不同管道、不同入口输送至反应单元。
73.一般情况下，脱异丁烷馏分中还包含未反应的烷烃，具体实施时，还可以包括对脱异丁烷馏分实施分馏，分别得到富含正构烷烃馏分和异构烃馏分，使富含正构烷烃馏分返回进行异构化反应，进一步提高原料利用率及异构化率，提高所得油品的辛烷值。其中，富含正构烷烃馏分中的烷烃主要是c5+烷烃。
74.具体实施时，可以根据不同c数烃的沸点等条件，设置一个或多个蒸馏塔，对富含烃相实施一级或多级蒸馏，以蒸馏出相应c数烃的馏分。一般情况下，当异构化程度高(即异构化反应产物中支链烷烃含量高、而直链烷烃含量较低、异构化产物辛烷值高)时，可以对富含烃相实施一级蒸馏，即设置脱异丁烷塔，蒸馏出异丁烷馏分，脱异丁烷馏分作为异构化油；而当异构化程度较低(即异构化反应产物中直链烷烃含量较高、异构化产物辛烷值较低)时，则可以采用多个串联的蒸馏塔进行多级蒸馏，该多个蒸馏塔包括脱异丁烷塔，富含烃相先经脱异丁烷塔蒸馏，分别得到异丁烷馏分和脱异丁烷馏分，脱异丁烷馏分依次进入其他蒸馏塔中，分馏出相应c数的馏分。
75.举例来说，如图9和图11所示，上述分馏单元包括与脱异丁烷塔串联的脱异戊烷塔、脱正戊烷塔、脱异己烷塔、脱正己烷塔、脱异庚烷塔、脱正庚烷塔、脱异辛烷塔、脱正辛烷塔中的至少一种，以相应蒸馏出异戊烷馏分、正戊烷馏分、异己烷馏分、正己烷馏分、异庚烷
馏分、正庚烷馏分、异辛烷馏分、正辛烷馏分中的至少一种，其中，富含正构烷烃馏分(如正戊烷馏分、正己烷馏分、正庚烷馏分、正辛烷馏分)返回反应单元进行异构化反应，异构烃馏分(如异戊烷馏分、异己烷馏分、异庚烷馏分、异辛烷馏分、以及由最后一级蒸馏塔输出的重异构烃馏分等)作为异构化油产品输入异构化油产品罐，或者经进一步精制处理后再输入异构化油产品罐，用于汽油调和组分或者混合制成汽油等方面。
76.具体实施时，可以根据所用烷烃原料以及异构化反应产物组成，设置上述蒸馏塔的种类及数量，例如，当烷烃原料为正戊烷且异构化反应产物中正戊烷含量较高、正己烷含量很低时，可以只设置串联的脱异丁烷塔和脱正戊烷塔，分别蒸馏出异丁烷馏分和正戊烷馏分，而为降低操作成本，可以不设置脱正己烷塔，即无需蒸馏出正己烷馏分；再如，当烷烃原料为正庚烷且异构化反应产物中正戊烷含量较低、正己烷和正庚烷含量较高时，可以只设置依次串联的脱异丁烷塔、脱异己烷塔、脱正己烷塔和、脱异庚烷塔和脱正庚烷塔，分别蒸馏出相应的馏分，而无需设置脱正戊烷塔。
77.本发明中，对富含正构烷烃馏分返回反应单元的方式可以包括但不限于如下方式中的至少一种：(1)将富含正构烷烃馏分与烷烃原料混合后再输送至反应单元；(2)将富含正构烷烃馏分与离子液体相混合后再输送至反应单元；(3)将富含正构烷烃馏分直接注入反应单元中(即不与烷烃原料和离子液体混合)，当富含正构烷烃馏分包含多个馏分时，例如包括正戊烷馏分、正己烷馏分、正庚烷馏分、正辛烷馏分时，可以分别将其直接注入反应单元，或者将该些馏分混合后再一起注入反应单元，此外，当反应单元有多个异构化反应器时，可以将烷烃馏分分为多部分，分别返回各个反应器，举例来说，反应单元包括串联的一级反应器和二级反应器，烷烃馏分包括正戊烷馏分和正己烷馏分，可以将正戊烷馏分和正己烷馏分中的一者注入一级反应器，另一者注入二级反应器；其中，可以在反应器上设置烷烃馏分入口，以使烷烃馏分从烷烃馏分入口注入反应器，或者，可以将烷烃馏分从与反应器的物料入口连通的管道上注入反应器，例如，可以将正戊烷馏分和正己烷馏分混合，然后从连通两个反应器的管道上进料，或者，将正戊烷馏分从与一级反应器入口连通的管道进料，将正己烷馏分用于将从一级反应器的流出物输入至二级反应器的管道上进料。
78.离子液体催化异构化反应遵循正碳离子反应机理，在反应过程中，离子液体作为酸起到提供氢质子的作用，研究显示，离子液体的酸酸性主要由卤化氢提供，而在异构化反应过程中，卤化氢及生成的少量的卤代烃会被混合物料带出反应体系，经后续的油剂分离、以及富含烃相分馏等过程，该些卤化物主要集中在c4～c8馏分中，导致上述异丁烷馏分、富含正构烷烃馏分等轻馏分中均含有较高含量的卤化物，使其返回参与异构化反应，其中的卤化氢和卤代烷等卤化物还可以作为离子液体酸酸性补充剂，有效延长离子液体的催化寿命，同时降低最终输出的异构化产物中卤元素的含量，无需对异构化产物进行碱洗和水洗等脱卤化物处理，简化工艺流程，节约成本。
79.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
80.以下实施例中，所用离子液体按照如下过程制得：将12.00千克(90摩尔)的三氯化铝缓慢加入6.88千克(50摩尔)盐酸三乙胺中，在干燥氮气保护下，在室温条件下搅拌约40
分钟，然后加热升温至80℃，继续搅拌2小时，得到结构式为([(c2h5)3nh]cl)/1.8alcl3的基础离子液体；
[0081]
在氮气保护下，向上述基础离子液体中加入0.99千克(10摩尔)的cucl，并升温至120℃左右，搅拌直至cucl完全反应(完全转化为液体)，得到结构式为([(c2h5)3nh]cl)/1.8alcl3/0.2cucl的离子液体b。
[0082]
以下实施例及对比例中，采用气相谱-质谱联用仪对富含烃相d进行定性分析，确定其中各物质的组成，然后用气相谱仪对富含烃相d进行定量分析，确定原料组分的转化率、异构化率及产物选择性，且以下测定的定量分析结果为扣除向待反应物料中添加的异丁烷(如作为引发剂添加的异丁烷)后的归一化的结果(即所测定的异丁烷组分含量是指异构化反应生成的异丁烷的含量)。由于异构化反应过程中伴随着歧化反应，导致异构化产物中包含c4～c9组分，为更为准确描述异构化反应性能，采用烷烃转化率、异构化率和异构化反应产物液体收率作为衡量指标，对烷烃转化率、异构化率和液体收率的定义如式1、式2和式3所示。
[0083][0084][0085][0086]
式中，x为烷烃原料的转化率，wt％；s为异构化率，wt％；y为液体收率，wt％；w为富含烃相d中未反应的烷烃质量，g；wf为烷烃原料的质量，g；wi为富含烃相d中c5+(c5及以上碳数)异构烷烃的质量，g；w
t
为富含烃相d的总质量，g；w
p
为富含烃相d中c5+正构烷烃和c5+异构烷烃的质量之和(即液体质量)，g；
[0087]
实施例1采用如图5所示的连续化反应装置对烷烃原料进行异构化，其过程如下：使烷烃原料a进入干燥器1，经干燥后再依次进入第一静态混合反应器2和第二静态混合反应器2'，在静态混合反应器中与离子液体接触发生异构化反应，由第二静态混合反应器2'输出的混合物料b进入旋液分离器3进行旋液分离，分别得到油相和第一离子液体相p1，第一离子液体相p1从旋液分离器3的底部输出后返回第一静态混合反应器2，油相从旋液分离器3的顶部输出后进入沉降罐4进行沉降分离，分别得到富含烃相d和第二离子液体相p2，第二离子液体相p2从沉降罐4的底部输出后，一部分直接返回第一静态混合反应器2，剩余部分进入液固分离器5进行液固分离，分离出的液体进入再生反应器6进行再生后再返回第一静态混合反应器2，富含烃相d从沉降罐4的顶部输出后进入脱异丁烷塔7进行分馏，分别得到异丁烷馏分e1和脱异丁烷馏分，异丁烷馏分e1从脱异丁烷塔7的塔顶输出后，与干燥后的烷烃原料a经同一管道输送至第一静态混合反应器2，脱异丁烷馏分作为异构化产物(即异构化油g)从脱异丁烷塔7的塔底输出，经进一步精制后送入产品罐。
[0088]
其中，烷烃原料a为正戊烷；所用离子液体为上述离子液体，异构化反应的反应压力为1.0mpa，反应温度为50℃，进料速率保持反应体系的离子液体与烷烃原料的体积比为1:2；反应120分钟后，分析由沉降罐4顶部输出的富含烃相d的组成，定量分析结果见表2。
[0089]
实施例2～实施例10
[0090]
实施例2与实施例1的区别在于：添加正丁醇作为引发剂，其进料方式为：从开始进
料算起，先使由正丁醇和部分正戊烷组成的第一反应物料进料5min左右后，再使剩余部分正戊烷(不含正丁醇的正戊烷)进料，第一反应物料中正丁醇的质量含量为0.5％；其余条件与实施例1相同，定量分析结果见表2。
[0091]
实施例3与实施例2的区别在于：采用异丁烷替换正丁醇作为引发剂，且第一反应物料中异丁烷的质量含量为25％，其余条件与实施例2相同。
[0092]
实施例4与实施例1的区别在于：采用如图6所述的连续反应装置对烷烃原料进行异构化，即采用一个全返混釜式反应器2”替代两个串联的静态混合反应器作为异构化反应器，其余条件与实施例1相同，定量分析结果见表2。
[0093]
实施例5与实施例2的区别在于：采用如图7所述的连续化反应装置对烷烃原料进行异构化，即将异丁烷馏分e1与烷烃原料a分别通过不同管道、不同入口输入至第一静态混合反应器2，其余条件与实施例2相同，定量分析结果见表2。
[0094]
实施例6与实施例1的区别在于：采用如图8所述的连续化反应装置对烷烃原料进行异构化，即混合物料b进入一级旋液分离器3'进行旋液分离，分别得到第一油相和第三离子液体相p3；第三离子液体相p3进入一级沉降罐4'进行沉降分离，分别得到第二油相和第四离子液体相p4；第一油相、第二油相进入二级旋液分离器3”进行旋液分离，分别得到第三油相和第五离子液体相p5；第三油相进入二级沉降罐4”进行沉降分离，分别得到富含烃相和第六离子液体相p6；部分第四离子液体相p4直接返回第一静态混合反应器2，第五离子液体相p5、第六离子液体相p6及剩余部分的第四离子液体相p4依次经液固分离和再生后返回第一静态混合反应器2；其中，烷烃原料为正庚烷，异构化反应温度为80℃；其余条件与实施例1相同，定量分析结果见表2。
[0095]
实施例7与实施例2的区别在于：烷烃原料为轻石脑油，采用如图9所示的连续化反应装置对烷烃原料进行异构化，即富含烃相d进入脱异丁烷塔7进行一级蒸馏，从塔顶输出异丁烷馏分e1，塔底流出物(即脱异丁烷馏分)输送至脱异戊烷塔8进行二级蒸馏，从塔顶输出异戊烷馏分e2，塔底流出物进入脱正戊烷塔9进行三级蒸馏，从塔顶输出正戊烷馏分e3，塔底流出物进入脱异己烷塔10进行四级蒸馏，从塔顶输出异己烷馏分e4，塔底流出物进入脱正己烷塔11进行五级蒸馏，从塔顶输出正己烷馏分e5，塔底流出物为重异构烷烃馏分f，异丁烷馏分e1、正戊烷馏分e3、正己烷馏分e5返回第一静态混合反应器2，异戊烷馏分e2、异己烷馏分e4、重异构烷烃馏分f作为异构化油g输送至异构化油产品罐；其余条件与实施例2相同，定量分析结果见表3。
[0096]
实施例8与实施例2的区别在于：烷烃原料由50wt％正庚烷和50wt％正辛烷组成，引发剂为异丁烷，混合体系中异丁烷的质量含量为5％；异构化反应温度为70℃；且采用如图11所述的连续化反应装置进行异构化，即脱异丁烷塔7的塔底流出物进入脱异己烷塔10进行二级蒸馏，从塔顶输出异己烷馏分e4(反应产物中的异戊烷、正戊烷主要进入异己烷馏分中)，塔底流出物进入脱正己烷塔11进行三级蒸馏，从塔顶输出正己烷馏分e5，塔底流出物进入脱异庚烷塔12进行四级蒸馏，从塔顶输出异庚烷馏分e6，塔底流出物进入脱正庚烷塔13进行五级蒸馏，从塔顶输出正庚烷馏分e7，塔底流出物进入脱异辛烷塔14进行六级蒸馏，从塔顶输出异辛烷馏分e8，塔底流出物进入脱正辛烷塔15进行七级蒸馏，从塔顶输出正辛烷馏分e9，塔底流出物为重异构烷烃馏分f，异丁烷馏分e1、正己烷馏分e5、正庚烷馏分e7、正辛烷馏分e9返回第一静态混合反应器2，异己烷馏分e4、异庚烷馏分e6、异辛烷馏分e8、重
异构烷烃馏分f作为异构化油g输送至异构化油产品罐；其余条件与实施例2相同，定量分析结果见表3。
[0097]
实施例9与实施例8的区别在于，烷烃原料为凝析油，引发剂为异丁醇，混合体系中异丁醇的质量含量为0.5％，异构化反应温度为80℃，其余条件与实施例8相同，定量分析结果见表3。
[0098]
实施例10与实施例9的区别在于：烷烃原料为重整抽余油，其余条件与实施例9相同；
[0099]
对比例1～对比例5
[0100]
对比例1与实施例2的区别在于：采用如图3所示的装置对烷烃原料进行异构化，即从脱异丁烷塔7的塔顶输出的异丁烷馏分e1经进一步精制后进入异丁烷馏分产品罐，而不返回第一静态混合反应器2中，其余条件与实施例2相同；反应120分钟后，分析由沉降罐4顶部输出的富含烃相d的组成，其谱图如图4所示，定量分析结果见表2。
[0101]
对比例2与实施例1的区别在于：采用如图3所示的装置对烷烃原料进行异构化，其余条件与实施例1相同，定量分析结果见表2。
[0102]
对比例3与对比例1的区别在于：采用异丁烷替代正丁醇作为引发剂，且混合体系中异丁烷的质量含量为5％；其余条件与对比例1相同，定量分析结果见表2。
[0103]
对比例4与实施例1的区别在于：烷烃原料为正庚烷，采用如图3所示的装置对烷烃原料进行异构化，反应温度为80℃，其余条件与实施例1相同，定量分析结果见表2。
[0104]
对比例5与实施例10的区别在于：采用如图10所示的装置进行异构化，即异丁烷馏分e1不返回第一静态混合反应器2中，其余条件与实施例10相同，定量分析结果见表3。
[0105]
此外，对对比例2的异丁烷馏分进行氯含量测试，结果表明，异丁烷馏分中氯含量约为151ppm，说明异丁烷馏分中含有一定量的氯化氢和/或氯代烃等氯化物组分，分别按照实施例1和对比例2的工艺流程，在不补充离子液体的情况下，改变烷烃原料的处理量(原料处理量越大，反应时间越长)，测得不同烷烃原料处理量对应的原料转化率，结果见表1。
[0106]
表1实施例1和对比例1工艺条件下的原料转化率
[0107][0108]
从表1可以看出，采用对比例1的工艺流程，当原料处理量达到与离子液体的质量比为60时，原料转化率显著降低，说明离子液体的催化活性明显下降，当原料处理量达到与离子液体的质量比为100以及更大比值时，原料转化率几乎为0，说明离子液体完全失活；而采用实施例1的工艺，即使当原料处理量达到与离子液体的质量比为80时，也能够保持较高的原料转化率，说明离子液体能够保持较高的催化活性，当原料处理量达到与离子液体的质量比为120时，离子液体仍然保持一定的催化活性，说明将异丁烷馏分循环返回反应体系后，其中的氯化物可以作为离子液体活性补充剂，延长离子液体的催化寿命。
[0109][0110]
表3实施例7～8与对比例5～7工艺条件及定量分析结果
[0111][0112]
由上述测定结果可以看出，实施例1-10分别针对单一烷烃、多种烷烃的混合物及包含烷烃的油品进行异构化处理，均能在较温和的反应条件下制得异构化油，具有良好的异构化油制备效率，原料转化率高达70％以上，针对多种烷烃的混合物及包含烷烃的油品的处理结果中，原料转化率更是高达74％以上，且异构化反应产物中c4烃含量明显降低，c5+异构烷烃选择性更高，产物分布更为集中，异构化率和液体收率也均提高，尤其以长碳链烷烃(c7-c9)为主要组分的重整抽余油作为烷烃原料时，效果更为显著。
[0113]
此外，从对比例1-2可以看到，对比例1中加入正丁醇能够加快异构化反应的发生和进行，提高原料转化率和异构化率，同时也会促进歧化副反应的发生，产生更多的异丁烷，降低液体收率；而实施例2与实施例5中亦加入正丁醇作为引发剂，相对于对比例1，显著降低了异丁烷的产生，同时提高了异构化率和液体收率，且异构化反应产物分布集中度高，同时亦能够能保持较高的原料转化率；从实施例1-3可以看出，添加引发剂可以促进异构化反应效率，提高原料转化率，尤其是添加异丁烷作为引发剂，可以兼顾提高原料转化率、异构化率和液体收率，并能够显著降低异构化反应产物中异丁烷的选择性，提高异构化反应产物的集中程度；另测得实施例1与实施例6中异构化油的氯含量分别为62ppm和25ppm，说明通过二级旋液分离和沉降分离能够给进一步减低异构化油中离子液体的含量和氯元素含量，降低异构化油进一步精制的负荷。
[0114]
上述结果说明，在以离子液体作为催化剂的烷烃异构化体系中，本发明将异构化过程中产生的异丁烷馏分分离并再循环至反应体系中或在初始原料中加入一定量异丁烷的方式对于异构化反应目标产物的选择性具有很大影响，具体体现在：c4烃含量(尤其是异丁烷含量)明显降低，c5+异构烷烃选择性更高，烷烃异构化率和液体收率显著提高，原因在
于，再循环的异丁烷或初始加入反应体系的异丁烷在异构化反应体系中起到了较好的引发异构化反应、抑制歧化副反应等作用。
[0115]
以上对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种基于离子液体催化的烷烃异构化方法，其特征在于，包括：使烷烃原料与离子液体接触发生异构化反应，得到混合物料；对所述混合物料实施油剂分离，分别得到富含烃相和离子液体相；使至少部分所述离子液体相返回参与所述异构化反应；对至少部分所述富含烃相实施分馏，分别得到异丁烷馏分和脱异丁烷馏分；使至少部分所述异丁烷馏分返回参与所述异构化反应。2.根据权利要求1所述的烷烃异构化方法，其特征在于，所述离子液体由第一化合物和第二化合物反应制得，第一化合物包括n-烷基胺类化合物的氢卤化物、n-烷基咪唑类化合物的氢卤化物、n-烷基吡啶类化合物的氢卤化物中的至少一种，所述第二化合物包括金属化合物，所述金属化合物包括第一金属的卤化物、盐酸盐、硝酸盐中的至少一种，所述第一金属包括铝、铜、铁、锌、镍、钛、银和铂中的至少一种。3.根据权利要求2所述的烷烃异构化方法，其特征在于，所述第二化合物包括铝的卤化物。4.根据权利要求2或3所述的烷烃异构化方法，其特征在于，所述第二化合物包括第一金属化合物和第二金属化合物，所述第一金属化合物包括铝的卤化物，所述第二金属化合物包括第二金属的卤化物、盐酸盐、硝酸盐中的至少一种，所述第二金属包括铜、铁、锌、镍、钛、银和铂中的至少一种。5.根据权利要求1或2所述的烷烃异构化方法，其特征在于，所述离子液体与所述烷烃原料的体积比为1：(0.1～50)，优选为1：(1～10)；和/或，所述烷烃原料包含c4～c9烷烃中的至少一种。6.根据权利要求1所述的烷烃异构化方法，其特征在于，所述异构化反应的温度为0～120℃，且反应压力满足所述烷烃原料在所述异构化反应过程中为液体；和/或，所述异构化反应在异构化反应器中进行，所述异构化反应器包括静态混合反应器和/或全返混釜式反应器。7.根据权利要求1所述的烷烃异构化方法，其特征在于，所述异构化反应的过程包括使含有引发剂和至少部分所述烷烃原料的第一反应物料进料反应的第一异构化过程，所述引发剂占所述第一反应物料的质量比为0-25％。8.根据权利要求7所述的烷烃异构化方法，其特征在于，所述引发剂包括烯烃、卤代烷烃、醇类、异丁烷、c5+异构烷烃中的至少一种。9.根据权利要求1所述的烷烃异构化方法，其特征在于，采用旋液分离器和沉降罐实施所述油剂分离，其中，所述离子液体相包括第一离子液体相和第二离子液体相，所述油剂分离的过程包括：使所述混合物料进入旋液分离器进行旋液分离，分别得到油相和第一离子液体相；使所述油相进入沉降罐进行沉降分离，分别得到所述富含烃相和第二离子液体相；和/或，所述旋液分离器包括一级旋液分离器和二级旋液分离器，所述沉降罐包括一级沉降罐和二级沉降罐，所述离子液体相包括第四离子液体相、第五离子液体相和第六离子液体相，所述油剂分离过程包括：使所述混合物料进入一级旋液分离器进行旋液分离，分别得到第一油相和第三离子液体相；所述第三离子液体相进入一级沉降罐进行沉降分离，分
别得到第二油相和第四离子液体相；所述第一油相、所述第二油相进入二级旋液分离器进行旋液分离，分别得到第三油相和第五离子液体相；所述第三油相进入二级沉降罐进行沉降分离，分别得到所述富含烃相和第六离子液体相。10.根据权利要求1或9所述的烷烃异构化方法，其特征在于，还包括使至少部分离子液体相再生后再返回参与所述异构化反应；和/或，还包括对所述脱异丁烷馏分实施分馏，分别得到烷烃馏分和异构烃馏分，使所述烷烃馏分返回进行所述异构化反应。
技术总结
本发明提供一种基于离子液体催化的烷烃异构化方法，包括：使烷烃原料与离子液体接触发生异构化反应，得到混合物料；对所述混合物料实施油剂分离，分别得到富含烃相和离子液体相；使至少部分所述离子液体相返回参与所述异构化反应；对至少部分所述富含烃相实施分馏，分别得到异丁烷馏分和脱异丁烷馏分；使至少部分所述异丁烷馏分返回参与所述异构化反应。本发明兼具原料转化率高、异构化率高、液体收率高以及产物中C4组分少等优势。高以及产物中C4组分少等优势。高以及产物中C4组分少等优势。
