CN103333041B - 一种正戊烯的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种正戊烯的制备方法,包括以下步骤：1）将富含间戊二烯的碳五馏份与氢气混合后进入一固定床催化加氢反应器进行选择性加氢反应，催化剂为Pd/Al2O3。氢气与物料中双烯烃的摩尔进料比为1～3﹕1，质量空速1～8hr-1，反应压力为10～20bar，反应温度为30～90℃。通过加氢将物料中所含有的间戊二烯基本转化为1-戊烯和2-戊烯；2）利用加氢物料中各组分的沸点差，在一个理论塔板数为80～100的精馏塔内将1-戊烯分出。塔釜温度为55～80℃，塔顶温度为40～60℃，回流比为10～30，塔操作压力为2～5bar。发明的优点是通过采用加氢和精馏的方法来生产1-戊烯产品。由于加氢产物中各组分的沸点与1-戊烯相差较为明显，故可以很容易地通过精馏来生产纯度在98.5%以上的1-戊烯产品。

Description

一种正戊烯的制备方法
技术领域
本发明涉及一种正戊烯的制备方法，特别涉及将富含间戊二烯的碳五馏份与氢气混合后通过Pd/Al2O3催化剂床层，使间戊二烯选择加氢反应转化为正戊烯和2-戊烯混合物，再通过分离得到正戊烯的方法。
背景技术
正戊烯是一种应用领域较为狭窄的精细化工产品的中间体，它是经环氧化生产1，2-戊二醇，进而生产杀虫剂丙环唑的原料。丙环唑是替代有机磷农药的一种发展前景良好且对环境影响极小的绿色有机农药。
通常石脑油蒸汽裂解制乙烯的过程副产出相当数量的碳五馏分，其量约为乙烯产量的10%。目前碳五馏分的综合利用主要是对碳五馏分进行分离得到价值较高的间戊二烯、异戊二烯和双环戊二烯等双烯烃以及异戊烯产品，分离了双烯烃以及异戊烯后剩余的碳五物料称为抽余碳五，约占碳五馏分原料的10～15%。抽余碳五中约含10%左右的1-戊烯，由于抽余碳五的各组分沸点和挥发度都非常接近且1-戊烯的沸点介于各组分之间，因此需首先经过精密精馏，分离大部分的重组分，得到1-戊烯含量约65%的浓缩液；然后根据烷烃和烯烃在DMF中挥发度的差异，以DMF为萃取剂进行萃取精馏和抽提，可以分离掉浓缩液中的异戊烷，得到1-戊烯含量大于85%的粗产品；最后通过脱轻塔和脱重塔进行精制，得到含量约为95%的1-戊烯产品。其不足之处在于工艺路线长，需特定的抽余碳五原料和产品1-戊烯纯度低。
发明内容
本发明提供了一种正戊烯的制备方法，将富含间戊二烯的碳五馏份与氢气混合后通过Pd/Al2O3催化剂床层，使间戊二烯选择加氢反应转化为正戊烯和2-戊烯混合物，再通过分离得到正戊烯的方法。
以下是本发明具体的技术方案：
一种正戊烯的制备方法,包括以下步骤：
1）将富含间戊二烯的碳五馏份与氢气混合后进入一固定床催化加氢反应器进行选择性加氢反应，催化剂为Pd/Al2O3。氢气与物料中双烯烃的摩尔进料比为1～3﹕1，质量空速1～8hr-1，反应压力为10～20bar，反应温度为30～90℃。通过加氢将物料中所含有的间戊二烯转化为1-戊烯和2-戊烯。
2）利用加氢物料中各组分的沸点差，在一个理论塔板数为80～100的精馏塔内将1-戊烯分出。塔釜温度为55～80℃，塔顶温度为40～60℃，回流比为10～30，塔操作压力为2～5bar。
上述步骤1）所述的选择性加氢反应的催化剂一般为Pd/Al2O3,钯为活性组分,Al2O3为载体，金属钯含量最好为催化剂总质量的0.25～0.30%；氢气与物料中双烯烃的摩尔比最好为1.1～2.5﹕1；质量空速最好为4～6hr-1；反应压力最好为12～16bar，反应温度最好为35～70℃。
上述步骤2）所述的精馏塔的塔釜温度最好为60～70℃；塔顶温度最好为45～55℃；回流比最好为15～25；塔操作压力最好为2.5～3.5bar。
在步骤1中本发明采用了成熟的选择性加氢Pd/Al2O3催化剂，这种催化剂在合适的加氢条件下可催化原料中间戊二烯的加氢，使其转化成沸点更低的1-戊烯和2-戊烯。在间戊二烯的加氢过程中，由于热力学的缘故，有部分生成的1-戊烯会发生临氢异构化转化成2-戊烯，而对其影响最大的工艺参数是氢气与物料中双烯烃的摩尔比，需在间戊二烯加氢转化率和1-戊烯寻找合适的平衡点。此外在选择性加氢时，要特别关注加氢的选择性，尽可能减少单烯烃的再加氢，提高反应的收率。
与现有技术相比，本发明的优点是通过采用加氢和精馏的方法来生产1-戊烯产品。由于加氢产物中各组分的沸点与1-戊烯相差较为明显，故可以很容易地通过精馏来生产纯度在98.5%以上的1-戊烯产品。
下面通过实施例来对本发明的细节作进一步的描述。
具体实施方式
实施例
一、选择性加氢
加氢反应器一根尺寸为φ25mm×1000mm的不锈钢管式反应器，反应管中装填100ml催化剂，催化剂以Pd为活性组份，Al2O3为载体，Pd含量为0.30wt％。反应器底部装填惰性瓷球。新鲜催化剂在进料以前需用氢气进行活化。
将富含环戊烯的碳五馏份用15倍质量的加氢产物稀释后，经预热后用泵以设定的速率与由质量流量计计量的氢气混合后由反应器的底部送入加氢反应器进行加氢反应。加氢物料由加氢反应器顶部进入一气液分离器，液相物料进入产品贮罐。由气液分离器分出的未反应氢气经调节阀减压后进入湿式气表计量后排空，或压缩后返回反应系统。系统压力由调节阀控制。氢气与物料中双烯烃的摩尔进料比为1.1～2.5﹕1，质量空速4～6hr-1，反应压力为12～16bar，反应温度为35～70℃。富含环戊烯的碳五馏份的组成见表1。典型的加氢产物的组成见表2。加氢产品通过气相色谱进行分析；所用的气相色谱仪为美国Agilent公司生产的5890色谱仪。
表1.
组分 含量（wt％）
1-戊烯 0.0000
正戊烷 0.0000
异戊二烯 0.0025
反式戊烯-2 0.0000
顺式戊烯-2 0.0000
2-甲基丁烯-2 0.0025
反式-1,3-戊二烯 17.2197
环戊二烯 0.0025
顺式-1,3-戊二烯 38.8162
环戊烯 28.1759
2,2-二甲基丁烷 0.0012
环戊烷 10.6726
其它 5.1069
表2.
组分 含量（wt％）
戊烯-1 14.8294
正戊烷 1.6801
异戊二烯 0.0000
反式戊烯-2 27.3333
顺式戊烯-2 12.1921
2-甲基丁烯-2 0.0050
反式-1,3-戊二烯 0.0005
环戊二烯 0.0000
顺式-1,3-戊二烯 0.0005
环戊烯 28.1759
2,2-二甲基丁烷 0.0012
环戊烷 10.6751
其它 5.1069
二、产品精馏
将如表2所示的得到的加氢反应液送入精馏塔进行精馏。精馏塔为填料塔，精馏塔的理论塔板数为80～100。塔釜温度为40～60℃，塔顶温度为45～55℃，回流比为15～25，塔操作压力为2.5～3.5bar。从精馏塔塔顶得到正戊烯,纯度在98.5%以上。表3是典型的正戊烯的组成。
表3.
组分 含量（wt％）
戊烯-1 99.59
正戊烷 0.12
反式戊烯-2 0.18
顺式戊烯-2 0.11

Claims (1)

1.一种正戊烯的制备方法,包括以下步骤：
1)将富含间戊二烯的碳五馏份与氢气混合后进入一固定床催化加氢反应器进行选择性加氢反应，催化剂为Pd/Al2O3；氢气与物料中双烯烃的摩尔进料比为1.1～2.5﹕1，质量空速4～6hr-1，反应压力为12～16bar，反应温度为35～70℃；通过加氢反应将物料中所含有的间戊二烯转化为1-戊烯和2-戊烯；
2)利用加氢物料中各组分的沸点差，在一个理论塔板数为80～100的精馏塔内将1-戊烯分出；塔釜温度为60～70℃，塔顶温度为45～55℃，回流比为15～25，塔操作压力为2.5～3.5bar；
步骤1)所述的催化剂Pd/Al2O3中的Pd含量为催化剂总质量的0.25～0.30％。
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