[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

技術領域

本發明涉及異丁烷生產乙烯和丙烯領域，具體地，涉及一種異丁烷生產乙烯和丙烯的方法和裝置。

背景技術

乙烯和丙烯是重要的基礎有機化工原料，其產品和衍生產品涉及到國民經濟各個領域。

目前，生產乙烯和丙烯的工業過程主要是通過石油化工生產過程，采取的主要生產工藝為蒸汽裂解工藝，使用原料主要為石腦油；和催化裂化工藝，使用原料主要為可催化裂解烴油。

蒸汽裂解工藝是技術最成熟、應用最為廣泛。但是目前的蒸汽裂解工藝中，要將裂解產物分離和提純獲得乙烯和丙烯等裂解產品，此分離過程中存在能耗較高的問題。

目前，一方面工業對生產乙烯和丙烯的原料需求旺盛，但是蒸汽裂解工藝的分離過程能耗高；另一方面，在石油化工生產過程中，還產生大量的輕烴原料，例如異丁烷，目前主要以燃燒的方式處理，沒能很好地加以利用。

CN101781387A公開一種馬來酸酐/共軛二烯烴共聚反應的方法。

CN102212166B公開了一種雙環戊二烯與馬來酸酐共聚反應方法，在無需增加穩定劑和助穩定劑條件下，反應體系簡單，產物易分離，制備聚合物微球表面潔凈，粒徑均一，形貌可控，分散性良好。

CN102690393A公開了一種C5混合-馬來酸酐制備的含有功能性基團的共聚物。將C5混合物與馬來酸酐交替共聚合，一步反應制備含有功能性基團的高度交聯的共聚物，充分制用了C5混合物中的烯烴和二烯烴，未涉及C5以下低碳烯烴的情形。

因此，需要解決蒸汽裂解的分離過程能耗高以及異丁烷加工利用的問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決異丁烷的加工利用、降低蒸汽裂解分離過程能耗高的問題，提供了一種異丁烷生產乙烯和丙烯的加工方法和裝置?？梢詫崿F將異丁烷生產獲得乙烯和丙烯產品，而且在此過程中通過將裂解氣先進行共聚反應，不僅實現將裂解氣中的端烯烴分離，并聚合制備為含有馬來酸酐官能團的聚合物，提供了可作為生產功能性材料的原料，而且裂解氣減少了端烯烴組分后再進行分離得到乙烯和丙烯，可以降低分離過程的能耗。

為了實現上述目的，本發明提供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。

本發明還提供了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。

通過上述技術方案，采取將異丁烷先后經過蒸汽裂解、共聚反應、氣液分離、氣相分離、加氫反應和液固分離，可以有效地實現異丁烷的利用進行生產乙烯和丙烯，乙烯和丙烯收率可以達到20～37％。所述共聚反應中，裂解氣中C₄端烯烴的共聚反應轉化率可以達到85～90％，得到的共聚物可以提供作為生產功能性材料的原料。