混合碳四疊合反應方法及裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術涉及一種混合碳四疊合反應方法，其包括S1，使混合碳四在第一反應器中進行第一疊合反應，得到第一疊合反應物，所述第一反應器中設置有第一催化劑；S2，將步驟S1的第一疊合反應物通入第二反應分離塔中，所述第二反應分離塔設置有分離段和反應段，所述反應段設置有第二催化劑，所述第一疊合反應物在分離段進行氣液分離，由此得到的第一氣相在反應段進行第二疊合反應，得到第二疊合反應物。所述方法通過兩種催化劑配伍使用，既可以使混合C4中異丁烯深度轉化率，轉化率大于97％，又可以控制1

【技術實現步驟摘要】
混合碳四疊合反應方法及裝置


[0001]本專利技術屬于碳四綜合利用
，具體涉及一種混合碳四疊合反應方法和裝置。

技術介紹

[0002]1-丁烯是化學性質較活潑的α-烯烴，為一種重要的化工原料，主要用作生產線性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和聚丁烯-1(PB)塑料的共聚單體。另外還可以生產仲丁醇\甲乙酮、環(huán)氧丁烷，氧化脫氫制丁二烯、1-辛烯、十二碳烯、戊醛及衍生物、高級增塑劑醇、特種溶劑油等精細化工產品。
[0003]1-丁烯的制備方法通常是將丁二烯抽提裝置產出的抽余C4與外購的甲醇相互反應生成MTBE，通過化學的方法將異丁烯反應掉。剩余的醚后C4用于提純聚合級丁烯-1，產品用于下游聚乙烯裝置用于共聚單體或外銷。隨著《關于擴大生物燃料乙醇生產和推廣使用車用乙醇汽油的實施方案》的大力推廣實施，MTBE合成裝置面臨停產和轉產，如何實現1-丁烯和異丁烯的分離，是企業(yè)面臨的難題。
[0004]混合C4選擇性疊合是實現異丁烯與1-丁烯分離的主要途徑，通過異丁烯疊合反應，將異丁烯反應，剩余C4作為1-丁烯分離裝置原料，實現了MTBE合成裝置的轉型。混合C4疊合通常采用樹脂為催化劑，但在疊合反應過程中，1-丁烯容易發(fā)生雙鍵異構和聚合，損失較多，損失量達到50％-70％。為了控制1-丁烯的轉化率，現有技術主要采用添加抑制劑，控制疊合反應轉化程度。
[0005]CN101190860A通過將C4原料與甲醇同時進料，在固體酸的存在下，發(fā)生疊合-醚化反應，通過控制反應條件控制正丁烯重量轉化率<10％，但存在產物中MTBE含量大于50％，異丁烯反應轉化率低等問題。

技術實現思路

[0006]目前碳四疊合反應存在不足，反應過程中1-丁烯的損失過高，無法與下游的1-丁烯分離裝置結合。因此有必要對選擇性疊合工藝進行改進研究，發(fā)掘其潛力，以達到減少1-丁烯損失，提高經濟效益的目的。為此本專利技術第一方面提供一種混合碳四疊合反應方法，所述方法通過樹脂催化劑和分子篩催化劑配伍使用，實現異丁烯轉化率大于97％，1-丁烯轉化率小于10％。本專利技術第二方面提供一種混合碳四疊合反應方法在混合碳四分離中的應用。本專利技術第三方面提供了一種混合碳四疊合反應方法所采用的裝置。
[0007]根據第一方面，本專利技術提供的混合碳四疊合反應方法包括以下步驟：
[0008]S1，使混合碳四在第一反應器中進行第一疊合反應，得到第一疊合反應物，所述第一反應器中設置有第一催化劑；
[0009]S2，將步驟S1的第一疊合反應物通入第二反應分離塔中，所述第二反應分離塔設置有分離段和反應段，所述反應段設置有第二催化劑，所述第一疊合反應物在分離段進行氣液分離，由此得到的第一氣相在反應段進行第二疊合反應，得到第二疊合反應物；
[0010]其中，所述第一催化劑選自氫型陽離子交換樹脂中的一種或多種，所述第二催化劑選自分子篩催化劑中的一種或多種。
[0011]根據本專利技術的一些實施方式，所述第一疊合反應物中包括異丁烯的二聚和低聚產物。
[0012]根據本專利技術的一些實施方式，所述第二疊合反應物中包括異丁烯的二聚和低聚產物。
[0013]根據本專利技術的一些優(yōu)選實施方式，所述異丁烯的二聚和低聚產物中碳八占80％-90％，碳十二以上占10％-20％。
[0014]根據本專利技術的一些實施方式，所述反應段設置于所述第二反應分離塔的上部，所述分離段設置于所述第二反應分離塔的下部。
[0015]根據本專利技術的一些實施方式，先將所述第一疊合反應物通入第二反應分離塔的分離段進行分離處理，得到包含異丁烯的氣相物料，所述包含異丁烯的氣相物料通入反應段進行第二疊合反應，得到第二疊合反應物。
[0016]根據本專利技術的一些實施方式，所述第二反應分離塔上部為反應段，下部為分離段，通過反應和分離同時進行，進一步提高了異丁烯平衡轉化率，節(jié)省了裝置的投資費用。
[0017]根據本專利技術的一些實施方式，所述第一催化劑和第二催化劑的質量比為1:(1-10)，例如1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5、1:5、1:5.5、1:6、1:6.5、1:7、1:7.5、1:8、1:8.5、1:9、1:9.5、1:10以及它們之間的任意值。
[0018]根據本專利技術的一些實施方式，所述第一催化劑和第二催化劑的質量比為1:(1-10)，質量比過高，混合碳四在樹脂催化劑上停留時間過長，1-丁烯轉化幾率增加，帶來更多的1-丁烯損失；質量比過低，一方面分子篩催化劑用量增加，帶來分子篩催化劑成本增加，另一方面帶來過多的異丁烯在分子篩上發(fā)生聚合，產生過多的低聚物。
[0019]根據本專利技術的一些實施方式，所述第一催化劑和第二催化劑的質量比為1:(2-7)。
[0020]根據本專利技術的一些實施方式，所述氫型陽離子交換樹脂選自強酸性陽離子交換樹脂中的一種或多種。
[0021]根據本專利技術的一些實施方式，所述氫型陽離子交換樹脂選自苯乙烯系陽離子交換樹脂、丙烯酸系陽離子交換樹脂、環(huán)氧系陽離子交換樹脂和酚醛系陽離子交換樹脂中的一種或多種。
[0022]根據本專利技術的一些實施方式，所述氫型陽離子交換樹脂選自D006樹脂、D002樹脂、Amberlyst-15樹脂、Amberlyst-35樹脂、Amberlyst-45樹脂和nkc-9樹脂中的一種或多種。
[0023]根據本專利技術的一些實施方式，所述分子篩催化劑選自絲光沸石、Y系列分子篩、ZSM系列分子篩、MCM系列分子篩、β系列分子篩和SAPO系列分子篩中的一種或多種。
[0024]根據本專利技術的一些實施方式，所述分子篩催化劑選自ZSM-5、MCM-22、絲光沸石、MCM-41、SAPO-11和SAPO-41中的一種或多種。
[0025]根據本專利技術的一些實施方式，所述分子篩催化劑采用常規(guī)方法合成，優(yōu)選所述分子篩的制備方法包括：將分子篩原粉與粘合劑、酸按一定的比例混合、捏和、擠條、干燥及焙燒。
[0026]根據本專利技術的一些實施方式，所述粘合劑為擬薄水鋁石。
[0027]根據本專利技術的一些實施方式，所述酸為硝酸。
[0028]根據本專利技術的一些實施方式，所述分子篩與粘合劑重量比為8:2-5:5。
[0029]根據本專利技術的一些實施方式，所述干燥的溫度為100-120℃，所述干燥的時間為2-6h。
[0030]根據本專利技術的一些實施方式，所述焙燒溫度為400-600℃，所述焙燒的時間為4-10h。
[0031]根據本專利技術的一些實施方式，所述混合碳四選自裂解碳四、煉油碳四和FCC輕碳四中的一種或多種。
[0032]在本專利技術的一些優(yōu)選實施方式中，所述混合碳四選自任何含有異丁烯的碳四，例如蒸汽裂解C4，FCC輕C4或混合C4，以及煤化工副產C4。
[0033]根據本專利技術的一些實施方式，所述混合碳四中異丁烯的質量含量為5-90％。
[0034]根據本專利技術的一些實施方式，所述混合碳本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種混合碳四疊合反應方法，包括以下步驟：S1，使混合碳四在第一反應器中進行第一疊合反應，得到第一疊合反應物，所述第一反應器中設置有第一催化劑；S2，將步驟S1的第一疊合反應物通入第二反應分離塔中，所述第二反應分離塔設置有分離段和反應段，所述反應段設置有第二催化劑，所述第一疊合反應物在分離段進行氣液分離，由此得到的第一氣相在反應段進行第二疊合反應，得到第二疊合反應物；其中，所述第一催化劑選自氫型陽離子交換樹脂中的一種或多種，所述第二催化劑選自分子篩催化劑中的一種或多種。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述反應段設置于所述第二反應分離塔的上部，所述分離段設置于所述第二反應分離塔的下部。3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一催化劑和第二催化劑的質量比為1:(1-10)，優(yōu)選為1:(2-7)。4.根據權利要求1-3中任意一項所述的方法，其特征在于，所述氫型陽離子交換樹脂選自強酸性陽離子交換樹脂中的一種或多種，優(yōu)選選自苯乙烯系陽離子交換樹脂、丙烯酸系陽離子交換樹脂、環(huán)氧系陽離子交換樹脂和酚醛系陽離子交換樹脂中的一種或多種，優(yōu)選選自D006樹脂、D002樹脂、Amberlyst-15樹脂、Amberlyst-35樹脂、Amberlyst-45樹脂和nkc-9樹脂中的一種或多種。5.根據權利要求1-4中任意一項所述的方法，其特征在于，所述分子篩催化劑選自絲光沸石、Y系列分子篩、ZSM系列分子篩、MCM系列分子篩、β系列分子篩和SAPO系列分子篩中的一種或多種，優(yōu)選選自ZSM-5、MCM-22、絲光沸石、MCM-41、SAPO-11和SAPO-41中的一種或多種。6.根據權利要...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：任行濤，賈志光，楊光，莊書紅，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司北京化工研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：