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由于烷基汽油具有辛烷值高、烯烃和芳烃含量少、蒸气压低等优点，近年来C4烷基化反应在石油加工工业中的地位愈发重要，随着人们对过程效率和环保问题的关注，新型催化剂的开发已逐渐成为烷基化过程研究的焦点。 本文首先研究了浓硫酸催化C4烷基化的连续反应过程，着重考察了停留时间和反应温度对烷基化产物的影响，并采用基于间歇反应的动力学模型对连续反应过程进行了模拟计算，发现计算与实验吻合良好。其次，合成了磺酸功能化的离子液体[CnPSIm][HSO4](n=1，2，4，6，8)，并对离子液体的结构进行了1H-NMR、13C-NMR、FT-IR、TGA-DSC表征和测试，同时研究了烷基取代基对离子液体酸度的影响。然后，研究了烷基取代基长度对离子液体协助硫酸催化C4烷基化的影响，发现碳链的增加有利于提高烷基化汽油的品质，当[OPSIm][HSO4]([CnPSIm][HSO4]，n=8)添加量为10wt％时催化效果最佳。循环实验表明，[OPSIm][HSO4]的添加可以显著提高H2SO4的使用次数，最高循环次数可达22次。量化计算表明，阳离子团簇[[OPSIm](H2SO4)n]+的存在减缓了H2SO4酸度的下降速率，模拟计算结果与核磁氢谱表征相符合。本论文相关研究结果可为C4烷基化新型催化剂的开发以及降低工业硫酸法烷基化工艺酸耗提供重要参考。