充電專區

離子液體催化異丁烷/丁烯烷基化：一個更永續的白油(蒸餾油/汽油)製程

異丁烷與丁烯烷基化為生產支鏈烷烴混合物─汽油的理想組成的重要精煉方法。目前工業界普遍使用濃硫酸及氫氟酸作為催化劑，雖然此兩種酸在烷基化過程中有高催化活性，但是濃硫酸容易造成反應器壁面腐蝕、消耗量大(產生每噸烷基化物需消耗70~100公斤的硫酸)、廢棄硫酸回收需耗費大量能源及廢酸回收成本過高等問題；而氫氟酸則為毒性物質且可能形成氣膠(aerosol clouds)。若使用固體催化劑，例如：金屬鹵化物、沸石、雜多酸等則有快速失活的問題。
離子液體(Ionic Liquids, ILs)被視為取代傳統烷基化催化劑的新型催化劑，能將C4副產物轉化為高辛烷值汽油混和成份；純離子液體以及與強酸(H2SO4、CF3SO3H)混和的離子液體對異丁烷/丁烯的烷基化有高催化活性，在溫和的條件下即有高轉換效率且對C8、三甲基戊烷(TMP)有選擇性，並可藉由改變ILs/ ILs混和液體濃度、加入金屬鹽類或添加有機化合物等改變陽離子及陰離子的結構，具有長烷基鏈的ILs可增加異丁烷的溶解度，此為使其有高產率的關鍵步驟。反應後的烷基化油可與ILs催化劑分離，有效收集產物及再生催化劑，為汽油生產更永續且環保的方法之一。
然而，由於ILs為新型技術，要進入商業化尚需一段時間，若能繼續深入研究，開發出可生物降解的ILs，對環境將是一大福音。
詳細論文內容請參閱：Wang, Hui, et al. Isobutane/Butene Alkylation Catalyzed by Ionic Liquids: A More Sustainable Process for Clean Oil Production. Green Chemistry, 2017.