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異丁烯的合成方法有哪些?

  • 發(fā)布時間:2022-09-19
  • 發(fā)布者: 本站
  • 來源: 原創(chuàng)
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異丁烯(英語:Isobutylene或Isobutene),又名2-甲基丙烯(英語:2-Methylpropene)是一種分子式為C4H8的烯烴,在工業(yè)上有著重要用途。它是丁烯的4種同分異構(gòu)體之一,常溫下為無色、無味的易燃、易液化氣體,通常加壓液化存儲在煤氣罐中。

異丁烯可由煉廠氣或石油裂解氣用硫酸吸收而分離,但工業(yè)上最常用的方法是異丁烷催化脫氫。在20世紀90年代,由于對MTBE等燃料添加劑的需求增加,異丁烯的產(chǎn)量急劇增長。

一、C4餾分分離法 該法有硫酸吸收法和鹽酸吸收法。

1)硫酸吸收法 

該法是利用異丁烯對硫酸的吸收速度比正丁烯類大150-300倍的原理,從C4餾分選擇性地吸收異丁烯后,將硫酸層加熱再生異丁烯。采用的硫酸含量為45%-65%(質(zhì)量),原料采用不含丁二烯的C4餾分。

2C4餾分分離法

先將含約25%異丁烯的C4烴與50%的硫酸以(0.9-1.0):1的比例,在每小時1-1.2平方立米進料量下進入反應器,該反應器I,II,III的壓力分別為0.35MPa,0.31MPa,0.26MPa,溫度分別為36℃,25℃,15℃。在三段出口氣中的異丁烯含量為1%以下,生成的酸性叔丁基硫酸酯,再用水稀釋后,在較低溫度下分解,于塔底獲得50%的硫酸循環(huán)使用,塔頂氣體經(jīng)處理后可得99%以上異丁烯和85%以上叔丁醇。異丁烯和叔丁醇之比隨操作條件不同而異,但是由于此法腐蝕嚴重,難以長周期運轉(zhuǎn),因此,設(shè)備、材料的防腐蝕工作,便成為50%硫酸法萃取分離丁二烯工藝的關(guān)鍵。用50%硫酸與65%的硫酸比較,前者不需要進行酸的稀釋和濃縮,簡化工藝過程,節(jié)省了熱量,同時可以處理含高濃度丁二烯(35%)和C4餾分,回收的異丁烯濃度也較高,可達99%以上。消耗定額(t/t):C4餾分(異丁烯16%)4.4,工業(yè)硫酸(50%)4.7。

(3)鹽酸吸收法 

此法主要是在金屬氯化物(如ZnCL2,SbCl3,BiCl3,SnCl2,HgCl2)催化劑存在下,分為四步進行分離:在室溫下,C4餾分與含有催化劑的鹽酸溶液接觸,異丁烯即在催化劑溶液中生成叔丁醇;含高叔丁醇的溶液加熱水解;在85-120℃下使異丁烯再生;經(jīng)凈化得純度為99.9%以上的異丁烯。

二、離子交換法 

采用離子交換樹脂分離C4餾分中的異丁烯,其工藝過程分為無離子水制備、水合、脫水、精餾四部分。在反應溫度80℃、壓力1.77-1.96MPa、C4:水=1:(1-2)的條件下,每體積樹脂每小時通過1體積C4和水的混合物,C4中的異丁烯和水在樹脂下反應生成叔丁醇和其他組分。水合單程轉(zhuǎn)化率為45%-55%。水合的叔丁醇經(jīng)二元共沸蒸餾至70%以后,用相同樹脂作催化劑,在溫度95-105℃、壓力0.29-0.39MPa條件下,使其脫水為異丁烯,單程轉(zhuǎn)化率為84%-92%,再經(jīng)精餾提純即得99.9%以上的異丁烯。此法避免了硫酸的嚴重腐蝕,但其萃取液中異丁烯含量較高(達2%-3%),影響其收率。

三、甲基叔丁基醚法 

在高溫下甲基叔丁基醚與酸酸性催化劑接觸分解成異丁烯和甲醇。分解反應條件隨催化劑不同而有所變化,一般是溫度150-300℃,壓力0.1-0.98MPa,液體體積時空速度為1-5h-1。

四、異丁烯脫氫法    

以異丁烷為原料,經(jīng)催化脫氫制異丁烯有美國UOP公司的Olegex的技術(shù)。該公司采用pt/Al2O2催化劑及與連續(xù)化重整相同的移動床反應-再生雙器反應系統(tǒng);反應溫度620-650℃壓力0.2-0.25MPa;在此工藝條件下,異丁烷脫氫單程化率為40%-45%(質(zhì)量),異丁烯的產(chǎn)率為89%(質(zhì)量),氫氣產(chǎn)率為2.5%-3%。在嚴格控制原料雜質(zhì)的條件下,催化劑壽命可達2.5年。

五、以工業(yè)異丁烯為原料(異丁烯99%),經(jīng)干燥脫水、精餾提純即可。

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