專利名稱：一種采用醚化法制備異丁烯的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種化工產品，特別是一種采用醚化法來制備異丁烯的技術，適合于化工合成異丁烯。
背景技術：
異丁烯(CH3)2C = CH2又稱2_甲基丙烯。易燃、易爆氣體(爆炸極限1. 7% 9. 0%體積)，沸點-6. 900C，臨界溫度144. 75°C，臨界壓力4. OOMPa0工業(yè)上，異丁烯幾乎都是由煉廠氣和裂解C4餾分(見碳四餾分)中獲得。煉廠氣中異丁烯的含量一般為5% 12%，裂解C4餾分中一般為20% 30%。少數(shù)情況下用氧化鉻-氧化鋁催化劑由異丁烷催化脫氫而制得。以丙烯和異丁烷為原料用共氧化法生產環(huán)氧丙烷時，異丁烯是其聯(lián)產物。由碳四餾分分離異丁烯，通常是在先分出其中的丁二烯以后進行的。最常用的分離異丁烯方法是硫酸吸收法，所得異丁烯純度>99%，回收率達92%。分子篩吸附法，采用一定孔徑范圍(約3 10)的分子篩，從C4餾分抽余液中選擇性地分離出丁烯及正丁烷， 所得異丁烯純度達99 %。離子交換樹脂法也可得高純度異丁烯，但因反應效率低，應用不廣。此外，還有以陽離子交換樹脂為催化劑，以甲醇與C4餾分中異丁烯反應生成甲基叔丁基醚，以及在酸性催化劑作用下將異丁烯齊聚生成二異丁烯及異丁烯的三聚物，從而與C4 餾分抽余液中的其他組分分離等方法。甲基叔丁基醚法較有前途(見碳四餾分分離)。高濃度異丁烯主要用于生產聚異丁烯以及和異戊二烯共聚生產丁基橡膠。異丁烯與異丁烷進行烷基化反應，可生產高辛烷值烷基化汽油，與甲醇反應所得甲基叔丁基醚是優(yōu)良的汽油添加劑，齊聚所得二聚物及三聚物經加氫后是汽化器燃料的添加劑，也適用于作芳烴的烷基化原料。二異丁烯還可作為羰基合成的原料生產異壬醇，進一步制造增塑劑。此外，異丁烯可經氧化得甲基丙烯酸，經氨化氧化得甲基丙烯腈，再水合可制得叔丁醇。原有技術是采用異丁醇在360-370°C，0. 304-0. 405MPa (3-4atm)下進行脫水反應(催化劑為活性氧化鋁) 可得86% -87%的粗異丁烯，然后經精餾以及除乙醛、乙醚、有機酸后可得精制異丁烯。其生產成本非常高，設備投資大，腐蝕性高，不適合大規(guī)模的工業(yè)化生產。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的問題在于，克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種采用醚化法來制備異丁烯的方法，其特征在于該法采用醚化法分離C4餾分中的異丁烯分為兩步，第一步是C4 餾分中的異丁烯和甲醇在強酸性陽離子交換樹脂的催化下反應生成甲基叔丁基醚；第二步是將MTBE裂解；在60-200°C內，氣相分解反應的平衡常數(shù)與溫度成正比的關系，在常壓下，MTBE在170-200°C反應。本發(fā)明所述制備異丁烯的方法，其中的催化劑為負載型硫酸鹽催化劑，固體磷酸催化劑，氧化欽、氧化錯催化劑，離子交換樹脂催化劑。本發(fā)明所述制備異丁烯的方法，其中醚化反應的工藝條件反應溫度為50-60°C， 反應壓力為1.0-1.5MPa，空速為l-2h-l，醇烯物質的量比(甲醇/異丁烯)為1.05-1. 1。
本發(fā)明更加詳細的制備方法如下
本方法采用醚化法分離C4餾分中的異丁烯分為兩步，第一步是C4餾分中的異丁烯和甲醇在強酸性陽離子交換樹脂的催化下反應生成甲基叔丁基醚(MTBE)。該反應是一個放熱可逆反應，反應溫度越高，反應速度越快，但平衡轉化率下降。醚化反應采用的催化劑為磺酸型二乙烯苯交聯(lián)的聚苯乙烯結構的大孔強酸性陽離子交換樹脂。使用這種催化劑時，原料必須凈化以除去金屬離子和堿性物質，否則金屬離子會置換催化劑中的質子，堿性物質會中和催化劑上的磺酸根，從而使催化劑失去活性。第二步是將MTBE裂解。異丁烯與甲醇醚化合成MTBE的反應是可逆的，所以在適當條件下，MTBE與酸性催化劑接觸即可分解成高純度的異丁烯和甲醇。MTBE分解反應是吸熱反應，在60-200°C內，氣相分解反應的平衡常數(shù)與溫度成正比的關系。在常壓下，MTBE在 120°C時分解率為90%，160°C為98%，因此反應溫度一般選擇170-200°C。此外，該反應是體積增大的反應，故一般維持在常壓或較低壓力下進行。由于MTBE的熱穩(wěn)定性較好，因而必須在適當?shù)拇呋瘎┐嬖谙虏拍苓M行裂解反應，常用的是酸性催化劑，歸納起來可分為四類負載型硫酸鹽催化劑，固體磷酸催化劑，氧化欽、氧化錯催化劑，離子交換樹脂催化劑。醚化反應的工藝條件反應溫度為50-60 °C，反應壓力為1.0-1.5MPa，空速為 l-2h-l，醇烯物質的量比(甲醇/異丁烯)為1.05-1.1。


圖1為醚化工藝流程圖。
具體實施例方式下面結合實施例說明本發(fā)明，這里所述實施例的方案，不限制本發(fā)明，本領域的專業(yè)人員按照本發(fā)明的精神可以對其進行改進和變化，所述的這些改進和變化都應視為在本發(fā)明的范圍內，本發(fā)明的范圍和實質由權利要求來限定。實施例1采用醚化法分離C4餾分中的異丁烯分為兩步，第一步是C4餾分中的異丁烯和甲醇在強酸性陽離子交換樹脂的催化下反應生成甲基叔丁基醚；第二步是將MTBE裂解；在100°C內，氣相分解反應的平衡常數(shù)與溫度成正比的關系，在常壓下，MTBE在170°C反應。其中的催化劑為負載型硫酸鹽催化劑或離子交換樹脂催化劑。其中醚化反應的工藝條件反應溫度為50_60°C，反應壓力為l.OMPa，空速為 2h-l，醇烯物質的量比(甲醇/異丁烯)為1.05-1. 1。工藝流程簡圖見圖1。實施例2采用醚化法分離C4餾分中的異丁烯分為兩步，第一步是C4餾分中的異丁烯和甲醇在強酸性陽離子交換樹脂的催化下反應生成甲基叔丁基醚；第二步是將MTBE裂解；在200°C內，氣相分解反應的平衡常數(shù)與溫度成正比的關系，在常壓下，MTBE在200°C反應。其中的催化劑為負載型硫酸鹽催化劑，為氧化錯催化劑催化劑。其中醚化反應的工藝條件反應溫度為60°C，反應壓力為1. 5MPa，空速為2h_l，醇烯物質的量比(甲醇/異丁烯)為1.05-1.1。工藝流程簡圖見圖1。實施例3采用醚化法分 離C4餾分中的異丁烯分為兩步，第一步是C4餾分中的異丁烯和甲醇在強酸性陽離子交換樹脂的催化下反應生成甲基叔丁基醚；第二步是將MTBE裂解；在150°C內，氣相分解反應的平衡常數(shù)與溫度成正比的關系，在常壓下，MTBE在180°C反應。其中的催化劑為固體磷酸催化劑，或離子交換樹脂催化齊U。其中醚化反應的工藝條件反應溫度為50°C，反應壓力為1.0-1.5MPa，空速為lh_l，醇烯物質的量比(甲醇/異丁烯)為1.05-1. 1。工藝流程簡圖見圖1。實施例4第一步是C4餾分中的異丁烯和甲醇在強酸性陽離子交換樹脂的催化下反應生成甲基叔丁基醚(MTBE)。第二步是將MTBE裂解。異丁烯與甲醇醚化合成MTBE的反應是可逆的，所以在適當條件下，MTBE與酸性催化劑接觸即可分解成高純度的異丁烯和甲醇。MTBE分解反應是吸熱反應，在60-200°C內，氣相分解反應的平衡常數(shù)與溫度成正比的關系。在常壓下，MTBE在 120°C時分解率為90%，160°C為98%，因此反應溫度一般選擇170-200°C。此外，該反應是體積增大的反應，故一般維持在常壓或較低壓力下進行。醚化反應的工藝條件反應溫度為 60°C，反應壓力為1.2MPa，空速為1. 5h_l，醇烯物質的量比(甲醇/異丁烯)為1.05-1.1。 工藝流程簡圖見圖1。
權利要求
1.一種采用醚化法來制備異丁烯的方法，其特征在于該法采用醚化法分離C4餾分中的異丁烯分為兩步第一步是C4餾分中的異丁烯和甲醇在強酸性陽離子交換樹脂的催化下反應生成甲基叔丁基醚；第二步是將MTBE裂解；在60-200°C內，氣相分解反應的平衡常數(shù)與溫度成正比的關系，在常壓下，MTBE在170-200°C反應。
2.權利要求1所述制備異丁烯的方法，其中的催化劑為負載型硫酸鹽催化劑，固體磷酸催化劑，氧化欽、氧化錯催化劑，離子交換樹脂催化劑。
3.權利要求1所述制備異丁烯的方法，其中醚化反應的工藝條件反應溫度為 50-601，反應壓力為1.0-1.510^，空速為1-211-1，醇烯物質的量比(甲醇/異丁烯)為 1. 05-1. 1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用醚化法來制備異丁烯的方法，其特征在于該法采用醚化法分離C4餾分中的異丁烯分為兩步，第一步是C4餾分中的異丁烯和甲醇在強酸性陽離子交換樹脂的催化下反應生成甲基叔丁基醚；第二步是將MTBE裂解；在60-200℃內，氣相分解反應的平衡常數(shù)與溫度成正比的關系，在常壓下，MTBE在170-200℃反應。本發(fā)明的制備方法最好的制備異丁烯方法之一。
文檔編號C07C11/09GK102344334SQ20111021163
公開日2012年2月8日 申請日期2011年7月27日 優(yōu)先權日2011年7月27日
發(fā)明者梁喜樂 申請人:天津市泰旭物流有限公司