[發(fā)明專利]一種異丁烯的工業(yè)化生產(chǎn)方法及生產(chǎn)裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210025023.9
• 申請(qǐng)日: 2012-02-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102584518A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫振民;魯效剛;王波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濰坊濱海石油化工有限公司
• 主分類號(hào): C07C11/09
• 分類號(hào): C07C11/09;C07C1/24
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 李桂存

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種異丁烯的工業(yè)化生產(chǎn)方法及裝置，具體涉及一種由叔丁醇制備異丁烯的工業(yè)化生產(chǎn)方法及裝置。

背景技術(shù)

異丁烯是制備丁基橡膠、聚異丁烯、異丁烯低聚物、塑料抗氧化劑及合成醫(yī)藥中間體的有機(jī)原料。在工業(yè)生產(chǎn)中，異丁烯多與飽和烷烴和不飽和烯烴存在，由于異丁烯和1-丁烯及其異構(gòu)體之間沸點(diǎn)差值小或由于它們之間非常低的分離因子，因此通過(guò)蒸餾的方式從其混合物中分離出異丁烯是比較困難和不經(jīng)濟(jì)的。因此工業(yè)生產(chǎn)是由烴的混合物中的異丁烯轉(zhuǎn)化為易于與其它烴類分離的衍生物，并將該分離的衍生物裂解為異丁烯和衍生化劑。

由C4餾份中的異丁烯與甲醇形成甲基叔丁基醚（MTBE），與水形成叔丁醇（TBA），經(jīng)與其它烯烴類進(jìn)行分離后可以再經(jīng)催化劑裂解為高純異丁烯。因TBA比MTBE更容易實(shí)現(xiàn)與其它烯烴類產(chǎn)品的分離和裂解，并且產(chǎn)生更少的副產(chǎn)物，所以工業(yè)化生產(chǎn)更傾向于用TBA進(jìn)行催化裂解獲得高純度異丁烯產(chǎn)品。

TBA在氣相中的脫水已有多種專利技術(shù)，如EP0255948所述在酸性鋁硅酸鹽催化劑上進(jìn)行，或者如US3665048所述在氧化鋁上進(jìn)行或者WO93/21139所述在沸石上進(jìn)行，這些方法都能實(shí)現(xiàn)TBA脫水裂解生產(chǎn)異丁烯，但其存在缺陷在于所用催化劑選擇性差，在異丁烯裂解反應(yīng)過(guò)程中二聚反應(yīng)或低聚反應(yīng)副產(chǎn)物較多。

在DE2953583中，TBA的脫水在塔中進(jìn)行，該塔的下部用填料填充，而其上部用酸性離子交換樹(shù)脂填充，在靠近離子交換樹(shù)脂的下方連續(xù)將含水TBA溶液輸送到該塔中，含異丁烯的物料作為塔頂產(chǎn)物獲得，其另一塔中的精餾獲得純度為99.95%的異丁烯，TBA的轉(zhuǎn)化率為99%。?

在CN1609082中，在反應(yīng)器的固定床中布置強(qiáng)酸性離子交換樹(shù)脂上實(shí)現(xiàn)叔丁醇裂解為異丁烯和水，并隨后通過(guò)控制溫度及壓力的條件的改變將至少一種平衡反應(yīng)產(chǎn)物的至少一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀啵瑢⑵鋸姆磻?yīng)混合物中分離出來(lái)，但該方法理論上可以實(shí)現(xiàn)，但實(shí)際操作的難度較大，分離不徹底。同時(shí)為了保證選擇率和轉(zhuǎn)化率，需要多個(gè)反應(yīng)器串聯(lián)，這樣即增加了控制難度和成本，又增加了能耗。

在CN101381273中公開(kāi)了一種用叔丁醇制備異丁烯的方法及裝置，但其沒(méi)有公開(kāi)該種方法的轉(zhuǎn)化率及選擇性，并且異丁烯氣體是經(jīng)過(guò)冷凝得到的，需要配備另外一套制冷系統(tǒng)，產(chǎn)生附加的生產(chǎn)成本，同時(shí)該方法由于受設(shè)備的限制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大規(guī)模的生產(chǎn)。

專利CN?101300211A公開(kāi)了一種異丁烯和叔丁醇的制造方法，該方法中異丁烯是通過(guò)微孔氧化鋁球進(jìn)行催化制得的，叔丁醇是由異丁烯通過(guò)雜多酸水溶液進(jìn)行催化制得的。

發(fā)明內(nèi)容

從背景技術(shù)中可以看出，現(xiàn)有技術(shù)中異丁烯的生產(chǎn)方法或存在催化劑選擇性不高、叔丁醇轉(zhuǎn)化率不理想的問(wèn)題，或者存在副產(chǎn)物較多，異丁烯純度不能進(jìn)一步提高的問(wèn)題，本發(fā)明為了克服這些問(wèn)題，提供了一種異丁烯的工業(yè)化生產(chǎn)方法，該方法選擇了合適的催化劑和工藝步驟，提高了叔丁醇轉(zhuǎn)化率，所得產(chǎn)品純度高。

本發(fā)明還提供了適合該工業(yè)化生產(chǎn)的設(shè)備，該設(shè)備僅用一個(gè)反應(yīng)器即可完成反應(yīng)，設(shè)備簡(jiǎn)潔、成本低，適合工業(yè)化大生產(chǎn)。

一種異丁烯的工業(yè)化生產(chǎn)方法，其特征是，以叔丁醇濃度≥50wt%的叔丁醇水溶液或純叔丁醇為原料，包括以下步驟：

（1）?將原料依次經(jīng)過(guò)預(yù)熱器預(yù)熱、汽化器汽化、換熱器換熱、過(guò)熱器升溫，使原料最終溫度升至160～320℃；

（2）?保持原料的溫度，將其加入到反應(yīng)器中，在氣體空速（每秒鐘進(jìn)的氣體質(zhì)量相對(duì)于催化劑體積的比）0.1～0.7kg/m²·s、雜多酸催化劑存在的條件下進(jìn)行裂解反應(yīng)，生成含異丁烯的混合氣體；

（3）?混合氣體先進(jìn)入步驟（1）中的換熱器，為原料提供物理熱能，然后進(jìn)入水洗塔，用水將混合氣體中的大部分水和叔丁醇從混合氣體中脫除，剩余氣體進(jìn)入下一步繼續(xù)純化；?

（4）?水洗后的氣體經(jīng)壓縮成為液體，進(jìn)入萃取塔，以水為萃取劑進(jìn)行萃取進(jìn)一步除去異丁烯中的叔丁醇；

（5）?萃取后的異丁烯進(jìn)入脫重塔中，精餾脫除叔丁醇和水等重組分，最終得高純度異丁烯產(chǎn)品。