CN102271779A

CN102271779A - 从离子液体中除去AlCl3颗粒物的过滤方法和系统

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Publication number: CN102271779A
Application number: CN2009801540413A
Authority: CN
Inventors: 罗虎平; M·阿米德; K·帕里米; B-K·张; S·林德赛
Original assignee: Chevron USA Inc
Current assignee: Chevron USA Inc
Priority date: 2008-11-26
Filing date: 2009-11-24
Publication date: 2011-12-07
Also published as: KR20110103978A; US20100126948A1; WO2010062912A2; GB201108645D0; GB2477678A; BRPI0921658A2; AU2009319781A1; DE112009003691T5; US20110297618A1; WO2010062912A3

Abstract

一种过滤离子液体的方法，该方法涉及将含有沉淀金属卤化物的离子液体给进到包括至少一个第一过滤器的第一过滤区以提供经部分过滤的产物。该方法还包括随后将所述经部分过滤的产物给进到第二过滤区以提供经过滤的产物，所述第二过滤区包括比所述至少一个第一过滤器具有更小孔径的至少一个第二过滤器。还公开了一种能够从离子液体过滤沉淀金属卤化物的过滤器系统。

Description

从离子液体中除去AlCl<sub>3</sub>颗粒物的过滤方法和系统

技术领域

本文公开的方法和系统涉及过滤从离子液体沉淀出的金属卤化物以提供经过滤的离子液体。更具体地说，本文公开的方法和系统涉及过滤从再生的离子液体催化剂沉淀出的金属卤化物以提供经过滤的再生离子液体催化剂。

背景技术

美国专利No.7,432,408(“408专利”)中公开的烷基化方法涉及在离子液体催化剂存在下使异链烷烃(优选异戊烷)与烯烃(优选乙烯)接触以生产汽油调合组分。通过引用将′408专利的内容以其全文并入本文。

离子液体催化剂使该新烷基化方法区别于常规方法，常规方法使轻质链烷烃和轻质烯烃转化为更为获利的产物，例如使异链烷烃与烯烃烷基化和使烯烃聚合。例如，使异丁烷与C₃-C₅烯烃烷基化以制备具有高辛烷值的汽油馏分所使用的较为广泛的两种方法使用硫酸(H₂SO₄)和氢氟酸(HF)催化剂。

特别适用于′408专利中所公开的烷基化方法的离子液体催化剂公开于美国专利申请公开2006/0135839(“′839公布物”)，也通过引用将其全文并入本文。这类催化剂包括含有烃基取代的吡啶鎓卤化物和三氯化铝或者烃基取代的咪唑鎓卤化物和三氯化铝的氯铝酸盐液体催化剂。这类催化剂还包括含有烷基取代的吡啶鎓卤化物和三氯化铝或者烷基取代的咪唑鎓卤化物和三氯化铝的氯铝酸盐液体催化剂。优选的氯铝酸盐离子液体催化剂包括1-丁基-4-甲基-吡啶鎓氯铝酸盐(BMP)、1-丁基-吡啶鎓氯铝酸盐(BP)、1-丁基-3-甲基-咪唑鎓氯铝酸盐(BMIM)、1-H-吡啶鎓氯铝酸盐(HP)。

使用的结果是离子液体催化剂可变得失活，即丧失活性，并且可能最终需要更换。利用离子液体催化剂的烷基化方法可生成称作混合聚合物的副产物。这些混合聚合物通过与离子液体催化剂形成络合物而使离子液体催化剂失活。混合聚合物是高度不饱和分子并且可通过它们的双键络合离子液体的路易斯酸部分。例如，随着含三氯化铝的离子液体催化剂中的三氯化铝变得被混合聚合物络合，这些离子液体催化剂的活性变得受到削弱或至少受到危害。混合聚合物还可以变得被氯化并可以通过它们的氯基团与含三氯化铝的催化剂中的三氯化铝相互作用，且因此降低这些催化剂的总体活性或者减小它们作为催化剂用于其预期目的有效性。

混合聚合物所致的离子液体催化剂失活不仅对于烷基化化学反应具有问题，而且对使用离子液体的经济可行性具有影响，这是因为它们更换起来是昂贵的。因此，烷基化中的离子液体催化剂的商业开发除非它们可有效地得以再生和再循环才是经济上可行的。

美国专利申请序列No.12/003,578(“′578申请”)涉及使被混合聚合物失活的离子液体催化剂再生的方法。所述方法包括以下步骤：(a)提供离子液体催化剂，其中至少一部分所述离子液体催化剂与混合聚合物结合；(b)使所述离子液体催化剂与金属铝在搅拌反应器或固定床反应器中反应，以从所述离子液体催化剂中释放所述混合聚合物；和(c)通过在搅拌提取塔或填料提取塔中进行溶剂提取而从所述催化剂相中分离出所释放的混合聚合物。通过引用以其全文将′578申请的内容并入本文。

为了提供再生的离子液体催化剂，在′578申请的方法中，使废离子液体催化剂与金属铝反应。如果所述废离子液体催化剂是氯铝酸盐离子液体催化剂，例如′839公布物中公开的催化剂，则其产生作为副产物的三氯化铝(AlCl₃)。AlCl₃副产物可保持溶解在再生的催化剂中。因此，有必要使再生的催化剂与AlCl₃副产品分离使得再生的催化剂可再循环到烷基化步骤。

使再生的离子液体催化剂与AlCl₃副产品分离的一种方法公开在与本申请同时提交的题目为“A Process to Remove Dissolved AlCl₃from Ionic Liquid”的美国专利申请中。通过引用将该申请以其全文并入本文。该申请涉及从离子液体中除去金属卤化物的方法，该方法包括使金属卤化物从离子液体沉淀出。沉淀可以由冷却产生，这形成金属卤化物晶种。沉淀还可以在具有或不具有冷却的情况下由金属卤化物晶种的提供来产生。

在沉淀金属卤化物形成之后，它们仍然分散在离子液体的体相中。需要从离子液体中除去沉淀金属卤化物以重新使用该离子液体。关于上文所讨论的烷基化方法，期望从再生的离子液体催化剂除去沉淀的AlCl₃以将该再生的离子液体催化剂再循环到所述烷基化方法。因此，需要有效率且有效果地使沉淀的AlCl₃与再生的离子液体催化剂分离的方法。

使固体颗粒与液体分离的已知分离技术可用于使沉淀的AlCl₃与再生的离子液体催化剂分离。这类已知的分离技术包括倾析和过滤。然而，倾析和过滤可能遭受严重缺陷。倾析可能需要不实际的长停留时间。关于过滤，如果过滤器不具有合适的尺寸，则沉淀的AlCl₃的细粒可能保留在再生的离子液体催化剂中。此外，过滤器可能被堵塞或阻塞，从而通常使跨过滤器的压降提高到不期望的水平。排除阻塞需要关停过滤过程和甚至整个烷基化过程。

在关停期间，可清理过滤过程中的一种或多种过滤器。然而，在关停期间的这种清理也具有问题。离子液体催化剂对空气和水分非常敏感。当取下例如筒式过滤器用以清洗时离子液体暴露于大气可损害离子液体。

因此，需要一种用于从再生的离子液体催化剂除去沉淀AlCl₃的分离方法和系统。该分离方法和系统应该从再生的离子液体催化剂除去沉淀的AlCl₃以提供经过滤的再生离子液体催化剂。所述分离方法和系统应该使阻塞和压降问题的发生最小化。另外，所述分离方法和系统应该能够克服阻塞和压降问题的发生使得其适合于连续操作。此外，如果所述分离方法和系统具有消除或限制离子液体催化剂暴露于大气的能力则是特别期望的。一般而言，所述方法和系统应该足够简单和有效地用于使任何沉淀的金属卤化物与离子液体分离。

附图简要描述

图1是描述如本文所公开的离子液体连续过滤方法的实施方案的示意性图解。

图2是描述如本文所公开的可连续操作的过滤器系统的实施方案的示意性图解。

概述

本文公开了一种过滤离子液体的方法。在一个实施方案中，该方法包括：将含有沉淀金属卤化物的离子液体给进到第一过滤区以提供经部分过滤的产物；和将所述经部分过滤的产物给进到第二过滤区以提供经过滤的产物，其中所述第一过滤区包含至少一个第一过滤器，所述第二过滤区包含至少一个第二过滤器，并且所述至少一个第二过滤器比所述至少一个第一过滤器具有更小的孔径。

本文还公开了一种过滤器系统。在一个实施方案中，该系统包括：第一过滤区，其中过滤含有沉淀金属卤化物的离子液体以提供经部分过滤的产物；和第二过滤区，其中过滤所述经部分过滤的产物以提供经过滤的产物，所述第二过滤区与所述第一过滤区流体连通，其中所述第一过滤区包含至少一个第一过滤器，所述第二过滤区包含至少一个第二过滤器，并且所述至少一个第二过滤器比所述至少一个第一过滤器具有更小的孔径。

除其它因素外，本文描述的方法和系统可有效率且有效果地提供过滤的离子液体。本文描述的方法和系统可在较长时间内维持总压降处于合理低的水平。因此，所述方法和系统可以使阻塞和压降问题的发生最小化。在一个实施方案中，本文描述的方法和系统可克服阻塞和压降问题的发生以连续地操作。在一些实施方案中，通过使用特定(specific)类型的过滤器，本文描述的方法和系统可确保由于暴露于空气和水分而对离子液体造成的任何损害是最小的。

详述

本文公开了通过过滤从离子液体中除去沉淀金属卤化物的特定设计的方法和系统。这种方法和系统是有利的，因为它们可从离子液体中过滤沉淀的金属卤化物以提供经过滤的离子液体。所述过滤过程和系统的总压降也可维持处于合理低的水平，因此，使所述方法和系统内阻塞的发生和不期望的压降提高最小化。通过使用并行配置的过滤器，所述方法和系统可克服阻塞和压降问题的发生，因而允许沉淀金属卤化物的连续过滤。通过使用特定类型的过滤器，所述方法和系统甚至可保护离子液体免受不期望的状况即空气和水分。

离子液体的过滤方法

该方法涉及首先将含有沉淀金属卤化物的离子液体给进到第一过滤区以提供经部分过滤的产物。该经部分过滤的产物是与给进到所述第一过滤区的离子液体相比含有显著更少的沉淀金属卤化物的离子液体。该方法还涉及将所述经部分过滤的产物给进到第二过滤区以提供经过滤的产物。该经过滤的产物是与所述经部分过滤的产物相比含有显著更少的沉淀金属卤化物的离子液体。

每个过滤区包括至少一个过滤器。更具体地说，第一过滤区包括至少一个第一过滤器，第二过滤区包括至少一个第二过滤器。如本文所使用的，术语“经过滤的产物”是指已通过至少一个第一过滤器和至少一个第二过滤器进行过滤的离子液体。

重要的是，所述至少一个第二过滤器比所述至少一个第一过滤器具有更小的孔径。当离子液体通过至少一个第一过滤器时，所述至少一个第一过滤器的较大孔径除去较大的沉淀金属卤化物。随后，当离子液体通过至少一个第二过滤器时，所述至少一个第二过滤器的较小孔径除去未被所述至少一个第一过滤器阻留的较小的沉淀金属卤化物颗粒。因此，第一过滤区从离子液体中除去相对大的沉淀金属卤化物，第二过滤区除去较细的沉淀金属卤化物颗粒。

过滤器的这种组合是有利的，因为其可在较长时间内维持相对低的跨过滤器的压降。跨过滤器的压降取决于孔径和积聚在过滤器中的固体或沉淀物的量。因为较大的孔径，跨第一过滤区的压降自然低于跨第二过滤区的压降。给定的压降提高所需的在所述至少一个第一过滤器上的固体或沉淀物积聚的量也大于相同的压降的提高所需的在所述至少一个第二过滤器上积聚的量。因此，跨所述至少一个第二过滤器的压降对固体或沉淀物的积累更为敏感。因为所述至少一个第一过滤器除去了一些固体或沉淀物，所述至少一个第二过滤器积聚较少的固体或沉淀物。因此，跨所述过滤器的总压降保持较低，并且随着固体或沉淀物积聚在所述过滤器中，压降以较慢的速率提高。

至少一个第一过滤器的较大的孔径还可以除去大部分沉淀金属卤化物。以这种方式，如果至少一个第一过滤器除去大部分的沉淀金属卤化物，则至少一个第一过滤器可以认为具有“高的固体容量”或“高的体积容量”

第一和第二过滤区可各自包括一系列并行设置的过滤器。具体地说，第一过滤区可包括两个或更多个并行配置的第一过滤器，第二过滤区类似地可包括两个或更多个并行配置的第二过滤器。过滤器在每个过滤区中的并行配置是有利的，这是因为其允许连续过滤。

参照图1可更好理解连续过滤的优点，所述图1描述了第一和第二过滤器的这种并行配置。

根据图1，含有沉淀金属卤化物的离子液体1到达由第一过滤器4a、4b构成的第一过滤区10。对第一过滤器4a、4b进行设置使得离子液体1可流经第一过滤器4a、4b中的一个或两个。在离开第一过滤区10时，离子液体是经部分过滤的产物2。然后该经部分过滤的产物2到达由第二过滤器5a、5b构成的第二过滤区20。如同第一过滤器4a、4b，对第二过滤器5a、5b进行设置使得所述经部分过滤的产物2可流经第二过滤器5a、5b中的一个或两个。在离开第二过滤区时，离子液体是经过滤的产物3。

如图1中所描述，离子液体的连续过滤可以是按如下方式。

可以使离子液体流向第一过滤器4a，但不流向第一过滤器4b。因此，第一过滤器4a单独产生经部分过滤的产物。当第一过滤器4a变得被沉淀的金属卤化物堵塞使得跨该过滤器的压降上升至特定水平时，可以使离子液体流向第一过滤器4b并且可停止流向第一过滤器4a。一旦到往第一过滤器4a的流动被阻断，则第一过滤器4b单独产生经部分过滤的产物。在该期间，可清理第一过滤器4a。当第一过滤器4b变得被沉淀的金属卤化物堵塞使得跨该过滤器的压降上升至特定水平时，可再次使离子液体流向第一过滤器4a并且可停止流向第一过滤器4b。一旦到往第一过滤器4b的流动被阻断，则第一过滤器4a单独产生经部分过滤的产物。在该期间，可清理第一过滤器4b。以这种方式，离子液体进料1可在第一过滤器4a、4b之间切换从而连续地过滤离子液体1并且连续地提供经部分过滤的产物2。

类似地，可以使经部分过滤的产物2流向第二过滤器5a，但不流向第二过滤器5b。因此，第二过滤器5a单独产生经过滤的产物。当第二过滤器5a变得被沉淀的金属卤化物堵塞使得跨该过滤器的压降上升至特定水平时，可使经部分过滤的产物流向第二过滤器5b并且可停止流向第二过滤器5a。一旦到往第二过滤器5a的流动被阻断，则第二过滤器5b单独产生经过滤的产物。在该期间，可清理第二过滤器5a。当第二过滤器5b变得被沉淀的金属卤化物堵塞使得跨该过滤器的压降上升至特定水平时，可再次使经部分过滤的产物流向第二过滤器5a并且可停止流向第二过滤器5b。在该期间，可清理第二过滤器5b。以这种方式，经部分过滤的产物进料可在第二过滤器5a、5b之间切换从而连续地过滤经部分过滤的产物2并连续地提供经过滤的产物3。

当本申请提到“清理”过滤器时，其是指除去沉淀的金属卤化物和附着到过滤器从而阻碍和/或阻塞流体流经过滤器的任何其它物质。清理过滤器的方法取决于过滤器的类型。例如，如果过滤器是自清洁的反冲洗式过滤器，则其可通过反冲进行清理。然而，如果过滤器是筒式过滤器，则其可通过更换滤筒(cartridge)进行清理。

本文公开的过滤方法并不限于2个过滤区。该过滤方法可以包括3个、4个、5个等等过滤区。因此，可以在期望或必要时在第一过滤区和第二过滤区的下游使用额外的过滤区。对于该方法，虽然更多的过滤区对应于较大的资金费用，但是可能期望或必需额外的过滤区以使离开所述过程的离子液体可以不含金属卤化物，可以表现出总体较低的压降，并且可以需要较少的每个过滤器清理循环。

本文公开的过滤方法也不限于使用2个并行配置的第一过滤器和2个并行配置的第二过滤器。可以在第一过滤区中并行配置3个、4个、5个等等第一过滤器。类似地，可以在第二过滤区中并行配置3个、4个、5个等等第二过滤器。每个过滤区中过滤器的数目与其它过滤区中过滤器的数目相比可以相同或不同。

本文描述的方法特别用于从再生的离子液体催化剂除去沉淀金属卤化物(例如AlCl₃)。

使用过的或废的离子液体催化剂可通过在氢气存在或不存在下将所述使用过的催化剂与再生金属接触而再生。为再生所选择的金属基于离子液体催化剂的组成。应当对该金属进行仔细选择以防止催化剂由于可能形成并且保留在离子液体催化剂相中的不期望的金属络合物或中间体而污染。再生金属可选自III-A、II-B或I-B族。例如，再生金属可以是B、Al、Ga、In、Tl、Zn、Cd、Cu、Ag或Au。再生金属可以按任何形式单独地、组合地或作为合金使用。

以这种方式使离子液体催化剂再生可在再生的离子液体催化剂中形成过量的溶解的金属卤化物。在再生的催化剂可再循环到利用离子液体催化剂并且需要已再生的催化剂的过程之前则必须从中除去这种过量的溶解的金属卤化物。此外，必须除去金属卤化物以防止其积聚在再生单元的再生区和其它部件中以及造成堵塞问题。

例如，可以在氢气存在或不存在下使失活或至少部分失活的氯铝酸盐离子液体催化剂与金属铝反应，以使氯铝酸盐离子液体催化剂再生。然而，与金属铝反应可在再生的氯铝酸盐离子液体催化剂中形成过量的溶解的AlCl₃。在将该再生的氯铝酸盐离子液体催化剂再循环到例如烷基化反应之前必须除去这种过量的溶解的AlCl₃。

除去过量的溶解的金属卤化物(例如过量的溶解的AlCl₃)的一种方法包括使过量的溶解的金属卤化物从再生的离子液体催化剂中沉淀出来。然而，在过量的溶解的金属卤化物从再生的离子液体催化剂中沉淀出之后，沉淀的金属卤化物(例如沉淀的AlCl₃)仍保留在催化剂中。因此，必须从所述催化剂除去沉淀的金属卤化物以使该催化剂可以再循环到其催化的过程中。

因此，本文公开的离子液体过滤方法可用于使沉淀的金属卤化物与再生的离子液体催化剂分离。为了使用用于这种分离的该方法，如上文所讨论，将含有沉淀金属卤化物的再生离子液体催化剂给进到第一过滤区以提供经部分过滤的产物，随后将该经部分过滤的产物给进到第二过滤区。

过滤器

如上述讨论，在第一和第二过滤区中，至少一个第二过滤器比至少一个第一过滤器具有更小的孔径。类似地，如果存在另外的过滤区，则每个后续过滤区中的过滤器比先前过滤区中的过滤器可具有更小的孔径。

过滤器可以是本领域已知的任何类型的过滤器。可在不使离子液体暴露于大气的情况下进行清理的过滤器是特别期望的。一般而言，离子液体对空气和水分非常敏感。为此，有用的是使离子液体与大气隔离。因此，允许在不使离子液体暴露于大气的情况下进行清理的过滤器是有利的。这种过滤器的代表性实例是自清洁反冲洗式过滤器。没有落入该范畴的过滤器的代表性实例是筒式过滤器。

因此，在一个实施方案中，至少一个第一过滤器是自清洁的反冲洗式过滤器。在另一个实施方案中，至少一个第二过滤器是自清洁的反冲洗式过滤器。然而，在另一个实施方案中，至少一个第二过滤器是筒式过滤器。

经过滤的产物

离开本文所公开的过滤过程的产物，即经过滤的产物，可以具有零或接近零的沉淀金属卤化物含量。然而，如上文所讨论，经过滤的产物是指已通过至少一个第一过滤器和至少一个第二过滤器进行过滤的离子液体。

过滤器系统

本文还公开的是过滤器系统。能够用这种过滤器系统过滤含有沉淀金属卤化物的离子液体以从所述离子液体除去沉淀金属卤化物。

在一个实施方案中，所述过滤器系统包含第一过滤区和与该第一过滤区流体连通的第二过滤区。所述第一过滤区包含至少一个第一过滤器，所述第二过滤区包含至少一个第二过滤器。所述至少一个第二过滤器比所述至少一个第一过滤器具有更小的孔径。可在第一过滤区中过滤含有沉淀金属卤化物的离子液体以提供经部分过滤的产物，可在第二过滤区中过滤所述经部分过滤的产物以提供经过滤的产物。

在所述系统的一个特定实施方案中，第一过滤区可包含两个或更多个并行配置的第一过滤器，并同时第二过滤区可包含两个或更多个并行配置的第二过滤器。然而，使所述第一过滤区和第二过滤区串联配置。

在所述系统的另一个实施方案中，所述系统可包括通向两个或更多个第一过滤器的进料管线和离开所述两个或更多个第一过滤器并通向两个或更多个第二过滤器的经部分过滤的产物的管线。第一阀门区可位于进料管线上，第二阀门区可位于经部分过滤的产物的管线上。更具体地，第一阀门区可包括两个或更多个第一阀门，第二阀门区可包括两个或更多个第二阀门。每个第一阀门位于进料管线上并且能够中断向第一过滤器之一的流体流动。类似地，每个第二阀门位于经部分过滤的产物的管线上并且能够中断向第二过滤器之一的流体流动。

在操作中，含有沉淀金属卤化物的离子液体可行经进料管线到达两个或更多个第一过滤器以提供经部分过滤的产物，该经部分过滤的产物可行经部分过滤的产物的管线到达两个或更多个第二过滤器以提供经过滤的产物。可对第一阀门进行设置使得含有沉淀金属卤化物的离子液体每次(at a time)仅接触第一过滤器中的一个，可对第二阀门进行设置以使经部分过滤的产物每次仅接触第二过滤器中的一个。

因此，在含有沉淀金属卤化物的离子液体通过其接触的第一过滤器进行过滤时，可清理一个或多个另外的第一过滤器。类似地，在经部分过滤的产物通过其接触的第二过滤器进行过滤时，可清理一个或多个另外的第二过滤器。以这种方式，本文公开的系统能够连续过滤。

参照图2可更好理解所述过滤器系统的代表性实施方案。

如图2中所示，该过滤器系统包含第一过滤区30和与第一过滤区30流体连通的第二过滤区40。第一过滤区30包含2个并行配置的第一过滤器14a、14b，第二过滤区40包含2个并行配置的第二过滤器15a、15b。第二过滤器15a、15b比第一过滤器14a、14b具有更小的孔径。

在使用中，操作所述系统使得第一过滤区30过滤含有沉淀金属卤化物的离子液体6以提供经部分过滤的产物7而第二过滤区40过滤该经部分过滤的产物7以提供经过滤的产物8。

图2的系统包括进料管线6和经部分过滤的产物的管线7。进料管线6通向第一过滤区30的第一过滤器14a、14b。经部分过滤的产物的管线7离开第一过滤器14a、14b并通向第二过滤区40的第二过滤器15a、15b。图2的系统还包括2个阀门区，即第一阀门区9和第二阀门区11。第一阀门区9是在进料管线6上，第二阀门区11是在进入第二过滤器15a、15b的经部分过滤的产物的管线7上。图2的系统还包括在第一阀门区9中的2个第一阀门12a、12b和在第二阀门区11中的第二阀门13a、13b。第一阀门12a、12b中的每一个位于进料管线6上并且能够阻断向第一过滤器14a、14b之一的流体流动。第一阀门12a能够阻断向第一过滤器14a的流体流动，第一阀门12b能够阻断向第一过滤器14b的流体流动。第二阀门13a、13b中的每一个位于经部分过滤的产物的管线7上并且能够阻挡向第二过滤器15a、15b之一的流体流动。第二阀门13a能够阻断向第二过滤器15a的流体流动，第二阀门13b能够阻断向第二过滤器15b的流体流动。

在操作中，可通过第一过滤器14a、14b过滤含有沉淀金属卤化物的离子液体，这取决于阀门12a、12b是开启还是关闭的。同样，可通过第二过滤器15a、15b过滤离开第一过滤区30在经部分过滤的产物的管线7中的经部分过滤的产物，这取决于阀门13a、13b是开启还是关闭的。第一阀门区9中的阀门12a、12b允许流动在第一过滤器14a、14b之间切换，第二阀门区11中的阀门13a，13b允许流动在第二过滤器15a、15b之间切换。因此，甚至如果第一过滤器14a、14b之一或第二过滤器15a、15b之一未运行，所述系统也可连续地过滤含有沉淀金属卤化物的离子液体。

对于本文所公开的方法，过滤系统并不限于2个过滤区。该过滤系统可以包括3个、4个、5个等等过滤区。因此，可以在期望或必要时在第一过滤区和第二过滤区的下游使用另外的过滤区。

同样，对于本文所公开的方法，所述过滤器系统也不限于2个并行配置的第一过滤器和2个并行配置的第二过滤器。可以在第一过滤区中并行配置3个、4个、5个等等第一过滤器。类似地，可以在第二过滤区中并行配置3个、4个、5个等等第二过滤器。每个过滤区中过滤器的数目与其它过滤区中过滤器的数目相比可以相同或不同。

本文描述的过滤器系统在各个过滤区内不限于2个导引流动的阀门区。所述系统可以包括3个、4个、5个等等阀门区，其中阀门区的数目对应于过滤区的数目。

离子液体

本文使用的术语“离子液体”是指这样的液体，该液体完全由作为阳离子和阴离子的结合的离子组成。术语“离子液体”包括低温离子液体，其通常是熔点低于100℃并且甚至常常低于室温的有机盐。

离子液体可适合例如在烷基化反应和多聚反应中以及在二聚、低聚、乙酰化、烯烃复分解和共聚中用作催化剂和用作溶剂。对于任何离子液体催化剂，本发明的实施方案是有用的。

一类离子液体是熔融盐组合物，它们在低温下熔融，并用作催化剂、溶剂和电解质。这种组合物是多个组分的混合物，该混合物在低于各组分的各自熔点的温度下为液体。

最常见的离子液体是由有机基的阳离子和无机或有机阴离子制备的那些。最常见的有机阳离子是铵阳离子，但也经常使用磷鎓阳离子和锍阳离子。吡啶鎓和咪唑鎓的离子液体也许是最常用的阳离子。阴离子包括但不限于BF₄ ^-、PF₆ ^-、卤铝酸根例如Al₂Cl₇ ^-和Al₂Br₇ ^-、[(CF₃SO₂)₂N]^-、烷基硫酸根(RSO₃ ^-)、羧酸根(RCO₂ ^-)和许多其它阴离子。催化上最让人感兴趣的离子液体是衍生自卤化铵和路易斯酸(例如AlCl₃、TiCl₄、SnCl₄、FeCl₃...等)的那些。氯铝酸盐离子液体也许是用于酸催化反应的最常见的离子液体催化剂体系。

这类低温离子液体或熔融盐的实例是氯铝酸盐。例如，烷基咪唑鎓或吡啶鎓盐可以与三氯化铝(AlCl₃)混合形成熔融的氯铝酸盐。

在一个实施方案中，离子液体是离子液体催化剂。本文描述的方法可使用包含至少一种铝卤化物例如氯化铝、至少一种季铵卤化物和/或至少一种氢卤酸胺(amine halohydrate)和至少一种亚铜化合物的催化剂组合物。这样的催化剂组合物及其制备公开在美国专利No.5,750,455中，通过引用将该专利以其全文并入本文。

或者，离子液体催化剂可以是氯铝酸盐离子液体催化剂。例如，离子液体催化剂可以是吡啶鎓基或咪唑鎓基氯铝酸盐离子液体。已发现这些离子液体在异戊烷和异丁烷与乙烯的烷基化中比脂族铵氯铝酸盐离子液体(如三丁基-甲基-铵氯铝酸盐)有效的多。离子液体催化剂可以是：(1)包含下面通式A的烃基取代吡啶鎓卤化物和三氯化铝的氯铝酸盐离子液体催化剂，或者(2)包含下面通式B的烃基取代咪唑鎓卤化物和三氯化铝的氯铝酸盐离子液体催化剂。这样的氯铝酸盐离子液体催化剂可通过将1摩尔当量的烃基取代吡啶鎓卤化物或烃基取代咪唑鎓卤化物与2摩尔当量的三氯化铝混合来进行制备。离子液体催化剂可以是：(1)包含下面通式A的烷基取代吡啶鎓卤化物和三氯化铝的氯铝酸盐离子液体催化剂，或者(2)包含下面通式B的烷基取代咪唑鎓卤化物和三氯化铝的氯铝酸盐离子液体催化剂。这样的氯铝酸盐离子液体催化剂可通过将1摩尔当量的烷基取代吡啶鎓卤化物或烷基取代咪唑鎓卤化物与2摩尔当量的三氯化铝混合来进行制备。

其中R＝H、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基并且X为卤铝酸根，R₁和R₂＝H、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基或己基并且其中R₁和R₂可以相同或不同。在一个实施方案中，所述卤铝酸根是氯铝酸根。

离子液体催化剂也可为这些氯铝酸盐离子液体催化剂的混合物。优选的氯铝酸盐离子液体催化剂是1-丁基-4-甲基-吡啶鎓氯铝酸盐(BMP)、1-丁基-吡啶鎓氯铝酸盐(BP)、1-丁基-3-甲基-咪唑鎓氯铝酸盐(BMIM)、1-H-吡啶鎓氯铝酸盐(HP)和N-丁基吡啶鎓氯铝酸盐(C₅H₅NC₄H₉Al₂Cl₇)和它们的混合物。

在一个实施方案中，含有沉淀金属卤化物的离子液体可选自烷基吡啶鎓氯铝酸盐、二烷基咪唑鎓氯铝酸盐、氯铝酸四烷基铵和它们的混合物。

金属卤化物可用作助催化剂以改进催化剂活性和选择性。常用于此目的的卤化物包括Roebuck和Evering(Ind.Eng.Chem.Prod.Res.Develop.，第9卷，77，1970)所公开的NaCl、LiCl、KCl、BeCl₂、CaCl₂、BaCl₂、SiCl₂、MgCl₂、PbCl₂、CuCl、ZrCl₄和AgCl，通过引用将所述文献以其全文并入本文。特别有用的金属卤化物为CuCl、AgCl、PbCl₂、LiCl和ZrCl₄。另一有用的金属卤化物为AlCl₃。

HCl或任何布朗斯台德酸可用作有效的助催化剂以通过促进基于离子液体的催化剂的总酸性而增强催化剂的活性。可用于实施本发明方法的这类助催化剂和离子液体催化剂的用途公开在美国公开专利申请No.2003/0060359和2004/0077914中，通过引用将它们全部公开内容以它们的全文并入本文。可用以增强离子液体催化剂的催化活性的其它助催化剂包括IVB金属化合物、优选IVB金属卤化物例如TiCl₃、TiCl₄、TiBr₃、TiBr₄、ZrCl₄、ZrBr₄、HfC₄和HfBr₄，如Hirschauer等在美国专利No.6,028,024中所述，通过引用以其全文将所述文献的全部内容并入本文。

给进到第一过滤区的离子液体可包括大于约0.01重量％，例如为约0.05重量％-约1重量％的沉淀金属卤化物。

虽然描述了与其优选实施方案有关的本发明，但本领域技术人员应意识到可以做出没有具体描述的增加、删除、修改和替代，并同时不脱离如所附权利要求书中所限定的本发明的精神和范围。

Claims

1.一种过滤离子液体的方法，该方法包括：

将含有沉淀金属卤化物的离子液体给进到第一过滤区以提供经部分过滤的产物；以及

将所述经部分过滤的产物给进到第二过滤区以提供经过滤的产物，其中所述第一过滤区包含至少一个第一过滤器，所述第二过滤区包含至少一个第二过滤器，并且所述至少一个第二过滤器比所述至少一个第一过滤器具有更小的孔径。

2.根据权利要求1的方法，其中所述第一过滤区包含两个或更多个并行配置的第一过滤器。

3.根据权利要求1的方法，其中所述第二过滤区包含两个或更多个并行配置的第二过滤器。

4.根据权利要求2的方法，其中所述第二过滤区包含两个或更多个并行配置的第二过滤器。

5.根据权利要求1的方法，其中所述至少一个第一过滤器是自清洁的反冲洗式过滤器，所述至少一个第二过滤器是自清洁的反冲洗式过滤器。

6.根据权利要求1的方法，其中所述至少一个第一过滤器是自清洁的反冲洗式过滤器，所述至少一个第二过滤器是筒式过滤器。

7.根据权利要求2的方法，该方法还包括：

将所述离子液体给进到所述第一过滤器中的第一个过滤器以提供经部分过滤的产物；

将所述离子液体的进料切换到所述第一过滤器中的另一个过滤器以提供经部分过滤的产物；以及

清洗所述第一过滤器中的所述第一个过滤器。

8.根据权利要求3的方法，该方法还包括：

将所述经部分过滤的产物给进到所述第二过滤器中的第一个过滤器中以提供经过滤的产物；

将所述经部分过滤的产物的进料切换到所述第二过滤器中的另一个过滤器以提供经过滤的产物；以及

清洗所述第二过滤器中的所述第一个过滤器。

9.根据权利要求1的方法，其中给进到所述第一过滤区的离子液体包含大于约0.01重量％的沉淀金属卤化物。

10.根据权利要求9的方法，其中给进到所述第一过滤区的离子液体包含约0.05重量％-约1重量％的沉淀金属卤化物。

11.根据权利要求1的方法，其中所述离子液体是再生的离子液体催化剂。

12.根据权利要求1的方法，其中所述沉淀金属卤化物是沉淀的AlCl₃。

13.根据权利要求11的方法，其中所述沉淀金属卤化物是沉淀的AlCl₃。

14.根据权利要求1的方法，其中所述含有沉淀金属卤化物的离子液体选自烷基吡啶鎓氯铝酸盐、二烷基咪唑鎓氯铝酸盐、氯铝酸四烷基铵和它们的混合物。

15.一种过滤器系统，该系统包括：

第一过滤区，其中过滤含有沉淀金属卤化物的离子液体以提供经部分过滤的产物；和

第二过滤区，其中过滤所述经部分过滤的产物以提供经过滤的产物，所述第二过滤区与所述第一过滤区流体连通，

其中所述第一过滤区包含至少一个第一过滤器，所述第二过滤区包含至少一个第二过滤器，并且所述至少一个第二过滤器比所述至少一个第一过滤器具有更小的孔径。

16.根据权利要求15的过滤器系统，其中所述第一过滤区包含两个或更多个并行配置的第一过滤器。

17.根据权利要求15的过滤器系统，其中所述第二过滤区包含两个或更多个并行配置的第二过滤器。

18.根据权利要求16的过滤器系统，其中所述第二过滤区包含两个或更多个并行配置的第二过滤器。

19.根据权利要求18的过滤器系统，该系统还包括：

通向所述两个或更多个第一过滤器的进料管线，其中将所述含有沉淀金属卤化物的离子液体给进到所述两个或更多个第一过滤器以提供经部分过滤的产物；和

离开所述两个或更多个第一过滤器并通向所述两个或更多个第二过滤器的经部分过滤的产物的管线，其中将所述经部分过滤的产物给进到所述两个或更多个第二过滤器以提供经过滤的产物。

20.根据权利要求19的过滤器系统，该系统还包括：

包含两个或更多个第一阀门的第一阀门区，每个第一阀门位于所述进料管线上并且能够阻断向所述第一过滤器中的一个的流体流动；和

包含两个或更多个第二阀门的第二阀门区，每个第二阀门位于所述经部分过滤的产物的管线上并且能够阻断向所述第二过滤器中的一个的流体流动。

21.根据权利要求15的过滤器系统，其中所述至少一个第一过滤器是自清洁的反冲洗式过滤器。

22.根据权利要求15的过滤器系统，其中所述至少一个第二过滤器是自清洁的反冲洗式过滤器。

23.根据权利要求21的过滤器系统，其中所述至少一个第二过滤器是自清洁的反冲洗式过滤器。

24.根据权利要求15的过滤器系统，其中所述至少一个第一过滤器是自清洁的反冲洗式过滤器，所述至少一个第二过滤器是筒式过滤器。

25.根据权利要求15的过滤器系统，其中所述含有沉淀金属卤化物的离子液体选自烷基吡啶鎓氯铝酸盐、二烷基咪唑鎓氯铝酸盐、氯铝酸四烷基铵和它们的混合物。