[發明專利]一種異丁烷生產乙烯和丙烯的方法和裝置

在審

• 申請號: 201610874460.6
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN107879886A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 張永剛;宋文波;王國清;劉振杰;杜志國;喬金樑
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C07C11/04
• 分類號: C07C11/04;C07C11/06;C07C4/04;C07C7/00;C07C7/177;C08F210/08;C08F222/06
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 王崇,李婉婉

1.一種異丁烷生產乙烯和丙烯的方法，包括步驟：

(1)在蒸汽裂解條件下，將異丁烷進行裂解反應，得到裂解氣；

(2)在引發劑和有機溶劑存在下，將所述裂解氣與馬來酸酐相接觸，所述裂解氣中C₄端烯烴的部分或全部與馬來酸酐進行共聚反應；

(3)將步驟(2)得到的產物進行氣液分離，得到氣相產物和液固混合物；以所述氣相產物的總重量為基準，所述氣相產物中C₄端烯烴的含量為1重量％以下；

(4)將步驟(3)得到的氣相產物進行氣相分離，得到乙烯、丙烯和碳四餾分，并在加氫催化劑存在下，將所述碳四餾分與氫氣進行加氫反應，得到的丁烷作為循環料加入步驟(1)的異丁烷中；

(5)將步驟(3)得到的液固混合物進行液固分離，得到固體產物和液體，所述固體產物為含有馬來酸酐官能團的聚合物；所述液體返回步驟(2)的所述有機溶劑中；

其中，所述裂解氣含有4～10重量％的C₄端烯烴。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，在所述裂解反應中，裂解反應溫度為780～850℃，正丁烷與水蒸汽的重量比為1：(0.3～0.65)。

3.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟(2)中，所述裂解氣和馬來酸酐的重量比為0.3：1以上，優選所述重量比為(0.3～1)：1。

4.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟(2)中，共聚反應溫度為50～90℃，共聚反應壓力為0～0.25MPa，共聚反應時間為0.5～12h。

5.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟(2)中，所述引發劑的用量為馬來酸酐的0.01～30摩爾％；優選地，所述引發劑選自偶氮化合物或有機過氧化物，優選所述引發劑為過氧化二苯甲酰、過氧化二異丙苯、過氧化二特丁基、過氧化十二酰、過氧化苯甲酸特丁酯、過氧化二碳酸二異丙基酯、過氧化二碳二環己酯、偶氮二異丁腈和偶氮二異庚腈中的至少一種。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟(2)中，馬來酸酐的用量為所述有機溶劑的30重量％以下；優選馬來酸酐的用量為所述有機溶劑的5重量％～25重量％，更優選為10重量％～20重量％；

優選地，所述有機溶劑選自烷烴、芳香烴和分子式為R₁-COO-R₂的有機酸烷基酯中的至少一種，其中R₁和R₂為C₁～C₅的烷基。

7.根據權利要求1-6中任意一項所述的方法，其中，所述共聚反應為自由基聚合反應；優選地，進行所述共聚反應的方法包括：將所述有機溶劑、馬來酸酐和所述引發劑混合形成有機反應液，然后將所述裂解氣加入所述有機反應液中進行共聚反應。

8.根據權利要求1-8中任意一項所述的方法，其中，所述聚合物為所述裂解氣中C₄端烯烴與馬來酸酐的共聚物；所述聚合物中馬來酸酐結構單元的含量為48～55摩爾％。

9.根據權利要求1-8中任意一項所述的方法，其中，所述加氫反應的條件包括：氫氣與所述碳四餾分的摩爾比為(0.1～20)：1，優選為(1～2)：1；所述碳四餾分的液時質量空速為0.5～30h^-1，優選為20～30h^-1；加氫溫度為10～80℃，優選為20～60℃；氫氣分壓為0.1～6MPa，優選為2～5MPa；

優選地，所述加氫催化劑包含載體和負載的主活性組分和助活性組分，所述載體為耐熱無機氧化物和/或分子篩，所述主活性組分為VIII族和/或VIIB族金屬，所述助活性組分為Cu、Ag、Au、Pb、Ni、Co和Mn中的至少一種；以所述加氫催化劑的總量為基準，主活性組分和助活性組分的總含量為0.01～20重量％，優選為0.1～5重量％；所述載體的含量為80～99.99重量％，優選為95～99.9重量％；

優選地，所述主活性組分與助活性組分的重量比為(1～16)：1。

10.一種異丁烷生產乙烯和丙烯的裝置，包括：裂解設備、聚合設備、氣液分離器、氣相分離設備、加氫設備和液固分離器；其中，

所述裂解設備用于異丁烷進行裂解反應；

所述聚合設備與所述裂解設備相連通，用于所述裂解設備排出的裂解氣與馬來酸酐進行共聚反應；

所述氣液分離器與所述聚合設備相連通，用于所述聚合設備排出的產物進行氣液分離，得到氣相產物和液固混合物；

所述氣相分離設備與所述氣液分離器相連通，用于所述氣相產物進行分離，得到乙烯、丙烯和碳四餾分；

所述加氫設備與所述氣相分離設備相連通，用于所述碳四餾分進行加氫反應得到丁烷；所述加氫設備與所述裂解設備相連通，以使丁烷循環返回所述裂解設備；

所述液固分離器與所述氣液分離器相連通，用于所述液固混合物進行分離得到含有馬來酸酐官能團的聚合物；所述液固分離器與所述聚合設備相連通，以返回分離出的液體。