[發明專利]采用功能化離子液體萃取分離液態烯烴和烷烴混合物的方法

有效

• 申請號: 201210191815.3
• 申請日: 2012-06-12
• 公開（公告）號: CN102701895A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 邢華斌;李如龍;楊啟煒;蘇寶根;鮑宗必;楊亦文;任其龍
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C07C7/10
• 分類號: C07C7/10
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及烯烴分離和純化，屬于化學工程技術領域，具體涉及一種采用功能化離子液體從烯烴和烷烴混合物中萃取分離得到高純度烯烴的方法。

背景技術

烯烴是重要的基礎化工原料，可用于合成聚合物及其它化學品，工業應用價值高。其中，乙烯工業作為石化行業的支柱產業，歷來在國民經濟中占有重要地位。乙烯產量及生產水平作為衡量一個國家或者地區石化業發展水平的標志。乙烯生產的規模，成本，成產穩定，產品質量等對整個石油化工聯合企業起到支配作用。己烯也具有較高的工業應用價值，由其所制得的PE樹脂拉伸強度高、抗沖擊和抗撕裂能力強，是生產包裝膜和農用覆蓋膜的理想原料。

目前，烯烴一般通過重油、天然氣等石化原料催化裂解制備，然而裂解得到的是烷烴與烯烴的混合物，這影響了烯烴在工業上的應用，特別在聚合物材料的生產上，遠遠不足生產需求的烯烴純度要求。因此，烯烴/烷烴的分離已成為烯烴工業的關鍵步驟。然而，碳數相同的烯烴和烷烴結構相似、性質接近，沸點差異小，分離難度大。

現有的分離烯烴和烷烴的工藝方法有，低溫萃取、溶劑吸收、吸附分離、萃取精餾、膜分離等。各種工藝在分離烯烴和烷烴方面都具有一定的效果，但由于烯烴和烷烴混合體系的特殊性，現有的分離工藝都存在一定的不足。

中國專利CN1338449A中介紹了深冷分離法從含烴類混合氣體中回收乙烯、乙烷的方法，但需要在低溫和高壓下進行，能耗較大。

美國專利US5460700使用乙酸己酯、苯乙酮等作為夾帶劑，用于萃取精餾分離1-己烯和己烷，兩者的相對揮發度由1.07提高至1.35，但需要的精餾塔板數是41，依然需要較大的能量需要，同時乙酸己酯、苯乙酮是揮發性有機物，作為夾帶劑使用時，存在己烯和夾帶劑再次精餾分離的問題。

中國專利申請CN102134177A介紹了一種以環丁砜為萃取劑分離環己烯和環己烷混合體系的方法，并通過溶劑回收塔實現環丁砜的循環利用。

中國專利申請CN1681754A公開了一種使用極性萃取劑萃取精餾分離丁烯和丁烷的方法，極性萃取劑是無水或含有0.1％-20％質量水的有機溶劑，包括二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙腈、糠醛、N-甲酰基嗎啉或二甲基乙酰胺。

中國專利申請CN101028987A公開了一種萃取精餾分離丙烯和丙烷的裝置，所用的萃取劑是含水乙腈，采用較小的回流比和理論板數，達到較好的分離效果和較高的產品收率。

美國專利US5069756則應用乙二醇甲醚和正丁醇作為共沸精餾夾帶劑，或者使用乙二醇甲醚和二丙酮醇作為萃取精餾夾帶劑分離環己烯和環己烷。

以上分離技術存在分離選擇性低，處理量小等不足，同時也存在萃取劑與烯烴產物的分離問題。為此，在分離介質中引入過渡金屬，如Ag、Cu等，利用金屬離子與烯烴雙鍵之間存在的化學絡合作用，提高了烯烴在分離介質，如吸附劑、吸收劑、液膜上的分配量。中國專利申請CN1680019A公開了一種負載稀土元素化合物的活性炭，用于烯烴/烷烴的分離，該吸附劑能夠顯著提高分離系數，可以很好的用于石油裂解、催化裂解、環氧乙烷生產等分離烯烴/烷烴。

中國專利申請CN101657396A公開了從C4烴類混合物中分離得到1-丁烯的工藝，專利中主要使用能選擇性地與烯烴形成π絡合的吸附劑、X型沸石或Y型沸石吸附劑，或金屬離子交換的X型或Y型沸石吸附劑，并結合蒸餾工藝實現1-丁烯的純化。

這樣，在提高分離的選擇性的同時，也增加了分離的處理量，但金屬離子容易失活，生產成本高，在應用上存在很大的不足。

與此同時，離子液體也被用于分離烯烴和烷烴，美國專利US7619129B2公開了一種以含烷基側鏈的離子液體作為液膜成分，采用膜分離技術分離烯烴和烷烴混合物。在萃取分離上，中國專利申請CN101148392A報道了一種以離子液體和有機溶劑混合萃取劑分離C4烴類混合物得到其中的丁二烯，實現烯烴的純化；美國專利US2011/0015461A1公開了一種含銀離子的離子液體用于從烯烴和烷烴混合物中分離烯烴；而美國專利US6623659B2則表明了含有IB族金屬的離子液體能夠有效分離烯烴/烷烴體系，其中銀離子的分離效果最佳。

但是，由于有機溶劑的揮發性，離子液體加入有機溶劑雖然可以提高烯烴在其中的傳質速率，但造成了烯烴與溶劑的分離問題，含金屬離子的離子液體的穩定性以及高成本等不足也限制了含金屬離子的離子液體在萃取分離烯烴和烷烴的大規模應用。

發明內容