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第13卷第6期48精细石油化工进展ADVANCESINFINEPETROCHEMICALS

第13卷第6期

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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成的在室温下呈液态的物质，又称为室温熔融盐、室温离子液体等1]。由于其具有熔点低、热稳定性良好、选择性溶解能力强、结构可调等特性而广泛应用于电化学、萃取分离、生物催化、有机催化等各个领域。

1离子液体的分类和制备

1.1分类

离子液体按照分类方法的不同可分为以下几种，按阳离子的不同可分为：烷基吡啶类[RPy]*、

烷基咪唑类[R?R?R?Im]+、烷基季磷离子[PR,H?-x]*、烷基季铵离子[NR.H?x]*;按阴离子分为：非金属类(如PO?-,NO?-)和金属类

(CuCl?-,AlCl?-);按是否为AlCl?型分为：AlCl?

型离子液体、非AlCl?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PF?,BF??等)和可调酸性离子液体(如AlCl?型);按水溶性分为：亲水离子液体和憎水离子液体。

1.2制备

制备离子液体的方法分为一步法和两步法，目前大多数合成采用两步法。

1.2.1一步法

通过季铵化反应或酸碱中和反应一步合成离子液体。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、操作经济简单。如硝酸与乙胺的水溶液发生中和反应可制得硝基乙胺离子液体。

1.2.2两步法

第一步合成目标产物的卤化物盐，反应需具备有机溶剂、卤化物过量、加热回流及纯化等条

件；第二步为离子交换反应。

2离子液体在石油化工行业中的应用

2.1催化反应

离子液体在石油化工催化的作用主要有Friedel-Crafts反应、Heck反应、氧化反应、齐聚

反应、聚合反应、烷基化反应等。

2.1.1Friedel-Crafts反应

Friedel-Crafts反应是芳香族化合物与酰基化剂或烷基化剂发生的酰基化或烷基化反应，传统的Friedel-Crafts反应以质子酸或Lewis酸作为催化剂，不仅用量大，而且有毒。用离子液体取代传统有毒溶剂，具有反应条件温和、反应速率快、产物易分离和催化效果良好等优点。

2.1.2Heck反应

Heck反应即指在催化剂作用下，由卤代烃和烯烃反应，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高损耗，且所使用的有机溶剂易挥发。

裴文等2]在金属镍或钯、碱、离子液体和膦配体反应体系中，由烯丙醇和卤代萘反应，制得高选择性和高收率的2-取代萘烯丙醇化合物。该法操作简单、原料便宜易得、反应体系可循环使用。

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用。石油烃类及其大部分衍生物可与氧作用，得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

收稿日期：2012-04-26。

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。

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。

石峰等[3]将钯-离子液体/钛硅氧化物催化剂用于苯胺氧化羰化反应，反应的选择性和转化率均达到96%,转化频率高达5470h-1。Owens等4]以[EMIM]BF?为溶剂，用过氧化氢脲和甲基三氧化铼催化苯乙烯、环辛烯等烯烃与烯丙醇的环氧化反应，反应的选择性和转化率均很高。刘耀华等[5分别以[HEX-MIM]BF?,[BMIM]BF?,

[BMIM]PF?,[OMIM]BF?为溶剂，Mn,Co或Ni/NHPI(AIBN)为复合催化剂，考察了不同离子液体-催化剂体系中常压分子氧氧化芳烃侧链烷基的反应。在优化条件下，正丙苯、正丁苯和乙苯分别以94%,93%和90%的收率得到相应