一種2-甲基-2-丁烯的制備方法技術

本發明專利技術涉及一種2-甲基-2-丁烯的制備方法，過程包括：1）抽余碳五原料進入一段固定床反應器，反應器中間填裝ZSM-5鈉型硅鋁酸鹽晶體分子篩，抽余碳五中正戊烯異構化為異戊烯；2）由步驟1）得到的反應物料進入二段固定床異構化反應器，2-甲基-1-丁烯異構化為2-甲基-2—丁烯；3）由步驟2）的反應物料進入精餾塔進行精餾，塔頂排出3-甲基-1-丁烯、正戊烷、異戊烷、少量未反應的1-戊烯、2-甲基-1-丁烯等組分，塔釜得到未反應的2-戊烯、2-甲基-2-丁烯和少量正戊烷和重組分；4）由步驟3）得到的塔釜物料進入精餾塔繼續精餾，塔頂得正戊烷和2-戊烯，塔釜得到2-甲基-2-丁烯和少量重組分；5）將步驟4）塔頂排出的物料送入到一段異構化反應器的進料口，與新鮮的抽余碳五原料混合后進入一段異構化反應器。與現有技術相比，該方法具有反應收率高，良好的抗結焦性能，催化劑壽命長等優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及了一種2-甲基-2丁烯的制備方法，特別涉及以抽余碳五中的正戊烯為原料，采用固定床反應器異構化制備2-甲基-2丁烯的方法。。
技術介紹
石油裂解制乙烯過程副產相當數量的碳五餾分，其量為乙烯產量的10%，對碳五餾分的綜合利用是提高乙烯經濟效益的重要途徑。目前碳五餾分綜合利用主要是對碳五餾分的分離，得到在高分子、精細化工領域具有廣泛用途的異戊二烯、雙環戊二烯、間戊二烯雙烯烴和異戊烯化學中間體。經抽提分離了雙烯烴以及異戊烯的抽余碳五物料大約占碳五餾分原料的10%～15%。抽余碳五組分沸點接近，分離困難，一般作為燃料油。這種抽余碳五原料，目前通用的深加工利用是通過全加氫得到戊烷和異戊烷。抽余碳五中含20%～30%的1-戊烯、2-戊烯混合物，1-戊烯和2-戊烯通稱為正戊烯，它們也是重要的化學品，在高分子和精細化工領域有廣泛用途，采用全加氫制戊烷、異戊烷顯然不是最經濟的方法。現有工藝技術一般將碳五餾分中的異戊烯與甲醇反應生成甲基叔戊基醚，簡稱是TAME,是一種無色、易燃、帶有特殊醚樣氣味的流動液體,能與汽油很好地相混溶,是生產無鉛、高辛烷值、含氧汽油的理想調合組份,已經在世界范圍內普遍使用。它不僅能有效提高汽油的辛烷值,而且還能改善汽車行駛性能,降低CO和碳氫化合物及其它有害物質的排放,并降低汽油生產成本。由于TAME作為汽油添加劑比MTBE具有更多的優點，其生成和市場開發前景更為廣闊，這樣勢必刺激市場對異戊烯需求。如果能將抽余碳五中的1-戊烯和2-戊烯即正戊烯異構化為異戊烯，顯然也為生成TAME所需的異戊烯原料提供了新的來源。現有技術中，正戊烯等輕質正構烯烴異構化反應生成甲基支鏈異烯烴的反應催化劑主要有兩類，一類是鹵化的金屬氧化物如MgO、Al2O3催化劑，這類催化劑需鹵素作為促進劑，反應活性時間較短；另一類為包括SAPO（磷酸硅鋁分子篩）、ZSM等在內的各種沸石分子篩型催化劑，其中又以鎂堿沸石類催化劑更為突出。US5292984公開了一種以SAPO-11分子篩為催化劑，以38%的1-戊烯為原料，在VH2/V烯=8，反應壓力為1.8MPa,反應溫度為327～357℃條件下進行了480h的異構化反應穩定性試驗，烯烴轉化率為70%，反應產物物中異戊烯占93.4%。EP523838A2公開了一種以H-Ferrierte（酸型鎂堿沸石）為催化劑，1-戊烯為原料，反應溫度414℃，反應空速16.0h-1,采集反應時間為3.8～4.1h的樣品，樣品反應液中異戊烯質量百分含量為70.3%。WO9408920公開了一種以ZSM-35分子篩為催化劑，以1-戊烯為原料，反應溫度400℃，反應壓力為200kPa，空速為123h-1的條件下，采集反應時間為10h樣品，反應產物樣品中的異戊烯質量百分比為71%。EP0508008A1公開了一種以氧化鋁為載體制備SKISO-11催化劑，將2-戊烯異構為異戊烯的一種工藝。該催化劑以氧化鋁浸漬元素周期表ⅢA中的B、Ga等元素的鹽類化合物溶液，然后烘干焙燒而成。以質量分數為94.25%的2-戊烯為反應原料，反應溫度350℃，反應壓力為常壓，重時空速為1.0h-1,反應產物中異戊烯質量百分含量為63.3%，2-戊烯反應轉化率為80.4%，生成異戊烯選擇性為83.6%。Journal?of?Cataiysis（1999，187,202-208）報道了以H-ZSM-5分子篩為催化劑，硅鋁摩爾比為59，反應溫度290℃，WHSV=2kg/(kg.h),反應壓力0.5大氣壓，1-戊烯轉化率近似100%，異戊烯（2-甲基-1-丁烯和2-甲基-2-丁烯之和）反應單程收率為40%，但該技術方案中催化劑的壽命較短。對于正戊烯等直連烯烴骨架異構生成異戊烯等甲基支鏈異烯烴的催化劑，不但需要較好反應活性和選擇性，還需具有良好抗結焦性能，較長的反應活性周期顯然是很重要的性質。
技術實現思路
本專利技術提供了一種2-甲基-2丁烯的制備方法，以抽余碳五中的正戊烯為原料，先以ZSM-5鈉型硅鋁酸鹽晶體分子篩為催化劑，采用固定床反應工藝反應合成2-甲基-1-丁烯和2-甲基-2-丁烯混合物，然后用大孔強酸型陽離子交換樹脂為催化劑，將2-甲基-1-丁烯異構為2-甲基-2-丁烯，通過精餾得到高純度的2-甲基-2-丁烯。本專利技術所用的催化劑具有反應收率高，良好的抗結焦性能，催化劑壽命長等優點，為異戊烯來源提供了一種新的技術方案。一種2-甲基-2丁烯的制備方法，以抽提分離了雙烯烴以及異戊烯的抽余碳五為原料，主要包含以下步驟：1）抽余碳五原料進入一段固定床反應器，反應器中間填裝ZSM-5鈉型硅鋁酸鹽晶體分子篩，抽余碳五中正戊烯異構化為異戊烯，反應溫度控制400～500℃，物料重時空速為0.1～2h-1，進料溫度為42～58℃，，反應壓力為常壓；2）由步驟1）得到的反應物料進入二段固定床異構化反應器，二段異構化反應器中間填裝大孔強酸型陽離子交換樹脂，反應溫度控制在25～40℃，反應壓力0.4～1.0Mpa，反應液時空速5～15h-1；3）由步驟2）的反應物料進入精餾塔進行精餾，塔頂排出3-甲基-1-丁烯、正戊烷、異戊烷、少量未反應的1-戊烯、2-甲基-1-丁烯等組分，塔釜得到未反應的2-戊烯、2-甲基-2-丁烯和少量正戊烷和重組分，塔頂溫度32.9～38.4℃，塔頂壓力0.10～0.12Mpa，塔釜溫度為43.2～50.1℃，塔釜壓力0.12～0.15Mpa，回流比為20～100；4）由步驟3）得到的塔釜物料進入精餾塔繼續精餾，塔頂得正戊烷和2-戊烯，塔釜得到2-甲基-2-丁烯和少量重組分，塔頂溫度36.1～41.5℃，塔頂壓力0.10～0.12Mpa，塔釜溫度為44.2～51.1℃，塔釜壓力0.12～0.15Mpa，回流比為50～80；5）將步驟4）塔頂排出的物料送入到一段異構化反應器的進料口，與新鮮的抽余碳五原料混合后進入一段異構化反應器。上述步驟1)所述反應溫度最好為400～430℃，重時空速最好為0.1～0.5h-1；上述步驟2）所述反應溫度最好為25～30℃，反應壓力最好為0.5～0.8Mpa，物料重時空速最好為8～11h-1，進料溫度最好為20～25℃上述步驟3）所述的塔頂溫度最好在32.9～38.4℃，塔頂壓力0.10～0.12Mpa，塔釜溫度最好為為43.2～50.1℃，塔釜壓力0.12～0.15Mpa，回流比為20～30；上述步驟4）所述的塔頂溫度最好在36.1～41.5℃，塔頂壓力0.10～0.12Mpa，塔釜溫度為44.2～51.本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種2?甲基?2丁烯的制備方法，以抽提分離了雙烯烴以及異戊烯的抽余碳五為原料，其特征在于主要包含以下步驟：1）抽余碳五原料進入一段固定床反應器，反應器中間填裝ZSM?5鈉型硅鋁酸鹽晶體分子篩，抽余碳五中正戊烯異構化為異戊烯，反應溫度控制400～500℃，物料重時空速為0.1～2h?1，進料溫度為42～58℃，，反應壓力為常壓；2）由步驟1）得到的反應物料進入二段固定床異構化反應器，二段異構化反應器中間填裝大孔強酸型陽離子交換樹脂，反應溫度控制在25～40℃，反應壓力0.4～1.0Mpa，反應液時空速5～15h?1；3）由步驟2）的反應物料進入精餾塔進行精餾，塔頂排出3?甲基?1?丁烯、正戊烷、異戊烷、少量未反應的1?戊烯、2?甲基?1?丁烯等組分，塔釜得到未反應的2?戊烯、2?甲基?2?丁烯和少量正戊烷和重組分，塔頂溫度32.9～38.4℃，塔頂壓力0.10～0.12Mpa，塔釜溫度為43.2～50.1℃，塔釜壓力0.12～0.15Mpa，回流比為20～100；4）由步驟3）得到的塔釜物料進入精餾塔繼續精餾，塔頂得正戊烷和2?戊烯，塔釜得到2?甲基?2?丁烯和少量重組分，塔頂溫度36.1～41.5℃，塔頂壓力0.10～0.12Mpa，塔釜溫度為44.2～51.1℃，塔釜壓力0.12～0.15Mpa，回流比為50～80；5）將步驟4）塔頂排出的物料送入到一段異構化反應器的進料口，與新鮮的抽余碳五原料混合后進入一段異構化反應器。...

【技術特征摘要】
1.一種2-甲基-2丁烯的制備方法，以抽提分離了雙烯烴以及異戊烯的抽余碳五為原
料，其特征在于主要包含以下步驟：
1）抽余碳五原料進入一段固定床反應器，反應器中間填裝ZSM-5鈉型硅鋁酸鹽晶體
分子篩，抽余碳五中正戊烯異構化為異戊烯，反應溫度控制400～500℃，物料重時空速為
0.1～2h-1，進料溫度為42～58℃，，反應壓力為常壓；
2）由步驟1）得到的反應物料進入二段固定床異構化反應器，二段異構化反應器中間
填裝大孔強酸型陽離子交換樹脂，反應溫度控制在25～40℃，反應壓力0.4～1.0Mpa，反
應液時空速5～15h-1；
3）由步驟2）的反應物料進入精餾塔進行精餾，塔頂排出3-甲基-1-丁烯、正戊烷、
異戊烷、少量未反應的1-戊烯、2-甲基-1-丁烯等組分，塔釜得到未反應的2-戊烯、2-甲基
-2-丁烯和少量正戊烷和重組分，塔頂溫度32.9～38.4℃，塔頂壓力0.10～0.12Mpa，塔釜
溫度為43.2～50.1℃，塔釜壓力0.12～0.15Mpa，回流比為20～100；
4）由步驟3）得到的塔釜物料進入精餾塔繼續精餾，塔頂得正戊烷和2-戊烯，塔釜得
到2-甲基-2-丁烯和少量重組分，塔頂溫度36.1～41.5℃，塔頂壓力0.10～0.12Mpa，塔釜
溫度為44.2～51.1℃，塔釜壓力0.12～0.15Mpa，回流比為50～80；
5）將步驟4）塔頂排出的物料送入到一段異構化反應器的進料口，與新鮮的抽余碳五
原料混合后進入一段異構化反應器。
2.根據權利要...

【專利技術屬性】
技術研發人員：翁羽飛，奚軍，秦技強，吳忠平，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石化上海石油化工股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11