烷基化反应是炼油厂生产高品质汽油的重要工艺之一,它生产的烷基化汽油是优良的汽油调合组分。工业上应用的催化异丁烷与异丁烯反应制备烷基化汽油的催化剂主要是浓硫酸和氢氟酸,这些催化剂明显存在着设备腐蚀、操作危险、酸耗量大、氢氟酸易泄露造成危险及环境污染严重等缺点。因此,本项目提出了用可设计的绿色催化剂Br(?)nsted-Lewis双酸型离子液体催化异丁烷与异丁烯反应制备烷基化汽油的新方法,利用该类离子液体所独具的酸性可调变及Br(?)nsted和Lewis酸性位间的协同催化效应,实现烷基化过程的高转化率、高选择性进行及催化剂的分离、回收和循环使用。根据离子液体结构的可设计性,通过对阴阳离子的调配,合成了一系列季铵盐类双酸型离子液体,并表征了所合成离子液体的结构、酸种类、酸强度等；筛选出了在稳定性、酸强度等方面适合于催化制备烷基化汽油的双酸型离子液体(3-磺酸)-丙基三乙基铵氯锌盐-[HO3S-(CH2)3-NEt3]Cl-ZnCl2;优化了双酸型离子液体催化异丁烷与异丁烯反应制备烷基化汽油的工艺。所得结果具体如下：(1)双酸型离子液体催化体系下,在离子液体[HO3S-(CH2)3-NEt3]Cl-ZnCl2 (n([HO3S-(CH2)3-NEt3]Cl):n(ZnCl2)=1:5)3.0 g、去离子水1.3g、异丁烷和异丁烯混合物(HC混合物)11.5g、烷烯摩尔比为10：1、反应温度60℃、反应时间2h的较佳反应条件下,异丁烯转化率达到100%,三甲基戊烷(TMP)、二甲基己烷(DMH)和碳链超过9个碳的烷烃(C9+)选择性分别为95.1%、1.2%和3.7%。(2)双酸型离子液体复合浓硫酸催化体系下,在[HO3S-(CH2)3-NEt3]Cl-ZnCl2 (n([HO3S-(CH2)3-NEt3]Cl):n(ZnCl2)=1:2)3.0 g、去离子水1.3g、浓硫酸0.3 g,HC混合物11.5g、烷烯摩尔比为10：1、反应温度40℃、反应时间1h的较佳反应条件下,异丁烯转化率达到99.6%, TMP、DMH和C9+选择性分别为84.8%、1.2%和14.0%。(3)双型离子液体复合磷钼酸催化体系下,在[HO3S-(CH2)3-NEt3]Cl-ZnCl2 (n([HO3S-(CH2)3-NEt3]Cl):n(ZnCl2)=1:3)3.0 g、去离子水1.0 g、磷钼酸0.15 g,HC混合物11.5g、烷烯摩尔比为15：1、反应温度50℃、反应时间1.5 h的较佳反应条件下,异丁烯转化率达到100%, TMP、DMH和C9+选择性分别为95.3%、0.2%和4.5%。(4)此外,实验中发现催化剂与反应物及产物不互溶并经简单的分离后即能重复利用,这较好地实现了烷基化过程的反应-分离一体化。最后,三个催化体系的重复使用性实验表明,催化剂经5次重复使用后,异丁烯的转化率以及产物的选择性没有明显变化,这说明三个催化体系重复使用性能良好。与传统烷基化催化剂浓硫酸相比,上述催化体系均获得了较高的选择性,解决了传统烷基化工艺中耗酸量大、设备易腐蚀、环境污染严重以及催化剂不易循环使用等问题。三个催化体系相比较,双酸型离子液体复合浓硫酸催化体系能够明显降低烷基化反应温度,缩短反应时间,这是因为浓硫酸能够快速提供强酸性质子,增强了混合催化体系的酸强度；双型离子液体复合磷钼酸催化体系获得了最佳的实验结果,选择性最高,反应时间较短,反应温度较低,原因是高强酸性的磷钼酸增强了混合催化体系酸性,并且磷钼酸独特的阴离子结构有利于烷基化反应的高转化率、高选择性进行。综上所述,双酸型离子液体应用于催化异丁烷与异丁烯的烷基化反应过程中,获得了高的转化率和选择性,可以实现烷基化过程的反应-分离一体化及催化剂的分离、回收和循环使用,解决了传统催化剂生产烷基化汽油存在的问题,为烷基化反应提供了有效的理论依据。