[發明專利]一種異戊二烯的制備方法

有效

• 申請號: 201810145008.5
• 申請日: 2018-02-12
• 公開（公告）號: CN108358738B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 張欣亮;賀留洋;李文元;王世浩;張廣恩;林洪凱
• 申請（專利權）人: 濮陽林氏化學新材料股份有限公司
• 主分類號: C07C1/20
• 分類號: C07C1/20;C07C11/18
• 代理公司: 濮陽華凱知識產權代理事務所(普通合伙) 41136
• 代理人: 王傳明

本發明涉及一種異戊二烯的制備方法，包括以下步驟：將甲基叔丁基醚、甲醛水溶液、大孔耐溫強酸性離子交換樹脂以及四氫呋喃分別加入到反應釜中，在溫度為130℃?160℃，壓力為0.7MPa?1.8MPa條件下，反應30?60分鐘，所述反應釜為氮氣保護的反應釜；反應結束后，將所得反應液經第一過濾器過濾，將濾液導入到冷凝器中冷凝,靜置分層，分層后取上層有機相做異戊二烯和甲醛檢測；滯留在第一過濾器中的大孔耐溫強酸性離子交換樹脂去再生釜再生；該方法為一步液相法，反應溫度低，操作簡單；四氫呋喃可以提高反應轉化率；過濾后的大孔耐溫強酸性離子交換樹脂可以通過再生重復利用，產物容易與之分離，不腐蝕反應器，屬于環境友好型催化劑，首次用在異戊二烯合成領域。

技術領域

本發明涉及化工合成技術領域，特別涉及一種異戊二烯的制備方法。

背景技術

異戊二烯具有共軛雙鍵結構，是一種無色易揮發的化工原料，主要用于合成聚異戊二烯、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物和醫藥中間體。異戊二烯的合成途徑有物理抽提法、生物合成法和化學合成法三種；其中物理抽提法是目前工業化普遍采用的方法；生物合成法尚處在實驗室研究階段；化學合成法主要在俄羅斯應用。從工業發展角度看，化學合成法在未來有發展前景：一方面，隨著乙烯工業格局的改變，乙烯裝置中的C5資源會出現緊缺現象；另一方面，我國推行新的汽油標準，將逐步全面推廣乙醇汽油，甲基叔丁基醚(MTBE) 和異丁烯將被燃料乙醇取代，面臨產能過剩的問題，使用異丁烯為原料合成異戊二烯恰好成為利用過剩異丁烯的有效途徑。

異戊二烯的化學合成法包含兩大類，一大類是以碳五組分為原料的脫氫制備，碳五組分為異戊烷或異戊烯,這類方法反應條件通常在 500℃-600℃，能耗高；另一大類是以碳四組分中的異丁烯與甲醛為原料合成異戊二烯,異丁烯甲醛合成法大致又可分為一步法和兩步法，一步法是指利用異丁烯源和甲醛直接合成得到異戊二烯,一步法按反應條件和反應原料，可分為一步氣相法和一步液相法，其中一步液相法反應溫度一般在150℃左右，反應溫度較低，節省能耗，是一種非常有發展前景的方法。

目前一步液相法的研究在專利US3890404、US707842、 JP57-130928中有介紹,專利US3890404提出以叔丁醇和甲醛為原料，氯化亞鐵為催化劑，反應溫度為160℃，異戊二烯收率為80％；在專利 US707842中，以甲基叔丁基醚(MTBE)和甲醛為原料，硅鎢酸為催化劑，反應溫度為168℃，得到異戊二烯的收率在60％以上；專利JP57-130928 中提到使用叔丁醇和甲醛為原料，硅鎢酸為催化劑，得到異戊二烯收率為49％。此外在其他一些文獻中還有使用環己烷/水為混合溶劑，以硅鎢酸等雜多酸為催化劑，合成的異戊二烯產率達到50％，但此方法需要加入大量環己烷/水混合溶劑，總溶劑加入質量為原料甲基叔丁基醚(MTBE)的10倍，工業化難度高。

大孔強酸性大孔耐溫強酸性離子交換樹脂是一種是具有物理孔結構的、帶有官能團、具有網狀結構、不溶性的高分子化合物，這種樹脂主要用來除去水中的Na⁺、鉀⁺、鈣⁺離子，也可用作酸性催化劑催化反應。“耐溫強酸性陽離子交換樹脂催化合成乙酸丁酯”(石油化工，2006年，第35卷，第7期，681-684頁)報道該催化劑的最高使用溫度可達165℃，穩定性很好。

發明內容

本發明的目的在于提供一種異戊二烯的制備方法，以甲基叔丁基醚和甲醛水溶液為原料，首次以大孔耐高溫強酸陽離子樹脂為催化劑，加入四氫呋喃添加劑，在液相條件下一步合成異戊二烯。

本發明的技術方案為：

一種異戊二烯的制備方法，包括以下步驟：

S1、將甲基叔丁基醚、甲醛水溶液、大孔耐溫強酸性離子交換樹脂以及四氫呋喃分別加入到反應釜中，在溫度為130℃-160℃，壓力為0.7MPa-1.8MPa條件下，反應30-60分鐘；所述反應釜為氮氣保護的反應釜；