对工业烷基化产物中的辛烷进行了间歇实验研究。采用气相色谱-质谱联用法对8种以上的辛烷异构体进行了鉴定和定量测试。基于经典的碳离子机理,采用量子化学模拟方法研究了浓硫酸催化烷基化过程中的碳正离子过渡态,预测了辛烷的浓度、三甲基戊烷和二甲基己烷异构化产物,以及辛烷和丁烯齐聚反应生成重化合物的过程。模型计算结果与实验数据吻合较好。计算结果表明,烷基化产物中三甲基戊烷的组成和含量为2,2,4-三甲基戊烷>2,3,3-三甲基戊烷>2,3,4-三甲基戊烷>2,2,3-三甲基戊烷。无论是2-丁烯还是i-丁烯作为烯烃,烷基化物中较重的化合物主要是二甲基己烷与1-丁烯齐聚形成的。希望本研究建立的碳-阳离子过渡态模型对了解辛烷值在烷基化产物中的分布有一定的帮助。
该研究成果在Frontiers of Chemical Science and Engineering学术期刊(2021,IF=4.803,SCI二区)上发表。