CN107722175B - 一种含2-丁烯的碳四轻烃的利用方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及含2‑丁烯的碳四轻烃的加工领域，公开了一种含2‑丁烯的碳四轻烃的利用方法。该方法包括：(1)将含2‑丁烯的碳四轻烃进行蒸汽裂解反应，得到裂解气；(2)在氮气保护以及引发剂和有机溶剂存在下，将所述裂解气中C4以下端烯烃的部分或全部与马来酸酐进行共聚反应；(3)将步骤(1)得到的产物进行气液分离，得到的气相产物中C4以下端烯烃的含量为1重量％以下；(4)将步骤(3)得到的液固混合物进行液固分离，得到的固体产物为含有马来酸酐官能团的聚合物；其中，所述含2‑丁烯的碳四轻烃含有50重量％以上的2‑丁烯，0.1重量％以下的丁二烯。可以有效地利用富含2‑丁烯的碳四轻烃生产含有酐基的交联共聚物。

Description

一种含2-丁烯的碳四轻烃的利用方法和装置
技术领域
本发明涉及含2-丁烯的碳四轻烃的加工领域，具体地，涉及一种含2-丁烯的碳四轻烃的利用方法和装置。
背景技术
在石油化工生产过程中，混合碳四经抽提1,3-丁二烯，醚化制MTBE后，会剩余含大量2-丁烯的碳四轻烃原料。由于2-丁烯没有有效的利用途径，大都用于液化燃料，造成了资源利用效率较低。已有一些技术开始探索2-丁烯的利用途径，例如乙烯与2-丁烯易位制丙烯、或通过相关反应制备仲丁醇和2-甲基丁醇等。这主要是通过选择合适的催化剂将2-丁烯合成为小分子。很少报道以2-丁烯为原料制备聚合物材料，因为2-丁烯结构中双键在碳链中间，顺2-丁烯和反2-丁烯的化学活性，特别是聚合活性很低，很难参与聚合反应制备相关聚合物。
交联聚合物微球，可以作为有机合成固相载体、色谱分离的基体物质以及吸附分离材料等使用。交联聚合物微球一种方法是通过单体和交联剂通过乳液、分散、悬浮等方法制备的。交联主要是由多官能度的交联剂参与聚合反应而形成聚合物的网络造成的。但是在交联剂加入量远小于单体的加入量的条件下，得到的聚合物粒子或微球的交联程度不高，限制了此类材料对某些物质的耐溶剂性。而有些专门以多官能度单体为主要聚合单体的场合中，例如以二乙烯基苯或是二乙二醇二甲基丙烯酸酯的聚合中，虽然可以制备交联程度较高的聚合物微球，但因本身此类单体的成本较高，致使聚合物微球的生产成本很高，限制了此类方法制备聚合物微球的大范围应用。
CN101781387A公开一种马来酸酐/共轭二烯烃共聚反应的方法，将丁二烯和异戊二烯等共轭二烯与马来酸酐交替共聚物合，得到了一种单分散固体微球。但原料仅涉及共轭二烯。
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发明内容
本发明的目的是为了解决2-丁烯的加工利用问题，提供了一种含2-丁烯的碳四轻烃的加工方法和装置。实现将含2-丁烯的碳四轻烃通过裂解反应转变为含有端烯烃的烃类化合物，再经共聚反应将端烯烃聚合制备为含有马来酸酐官能团的聚合物，提供作为生产功能材料的原料。
为了实现上述目的，本发明提供一种含2-丁烯的碳四轻烃的加工方法，该方法包括：(1)将含2-丁烯的碳四轻烃进行蒸汽裂解反应，得到裂解气；(2)在氮气保护以及引发剂和有机溶剂存在下，将所述裂解气与马来酸酐相接触，所述裂解气中C4以下端烯烃的部分或全部与马来酸酐进行共聚反应；(3)将步骤(1)得到的产物进行气液分离，得到气相产物和液固混合物；以所述气相产物的总重量为基准，所述气相产物中C4以下端烯烃的含量为1重量％以下；(4)将步骤(3)得到的液固混合物进行液固分离，得到的液体返回步骤(2)中的所述有机溶剂；得到的固体产物为含有马来酸酐官能团的聚合物；其中，所述含2-丁烯的碳四轻烃含有50重量％以上的2-丁烯，0.1重量％以下的1,3-丁二烯。
本发明还提供了一种含2-丁烯的碳四轻烃的利用装置，包括：裂解设备、聚合设备、气液分离器和液固分离器；其中，所述裂解设备，用于含2-丁烯的碳四轻烃进行蒸汽裂解反应；所述聚合设备与所述裂解设备相连通，用于所述裂解设备排出的裂解气与马来酸酐进行共聚反应；所述气液分离器与所述聚合设备相连通，用于所述聚合设备排出的产物进行气液分离，得到气相产物和液固混合物；所述液固分离器与与所述气液分离器相连通，用于所述液固混合物进行分离得到含有马来酸酐官能团的聚合物；且所述液固分离器与所述聚合设备相连通，以返回分离出的液体。
通过上述技术方案，采用蒸汽裂解反应和共聚反应相结合的工艺途径，可以将含2-丁烯的碳四轻烃制备转变为含有马来酸酐官能团的交联共聚物，可以有效地利用含2-丁烯的碳四轻烃，制备可以进一步用于生产功能性材料的原料，得到的交联共聚物中凝胶含量达85重量％以上。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明提供的利用含2-丁烯的碳四轻烃的工艺流程示意图。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供一种含2-丁烯的碳四轻烃的利用方法，该方法包括：(1)将含2-丁烯的碳四轻烃进行蒸汽裂解反应，得到裂解气；(2)在氮气保护以及引发剂和有机溶剂存在下，将所述裂解气与马来酸酐相接触，所述裂解气中C4以下端烯烃的部分或全部与马来酸酐进行共聚反应；(3)将步骤(1)得到的产物进行气液分离，得到气相产物和液固混合物；以所述气相产物的总重量为基准，所述气相产物中C4以下端烯烃的含量为1重量％以下；(4)将步骤(3)得到的液固混合物进行液固分离，得到的液体返回步骤(2)中的所述有机溶剂；得到的固体产物为含有马来酸酐官能团的聚合物；其中，所述含2-丁烯的碳四轻烃含有50重量％以上的2-丁烯，0.1重量％以下的1,3-丁二烯。
根据本发明，优选情况下，所述含2-丁烯的碳四轻烃进一步含有1-丁烯、异丁烯、正丁烷和异丁烷中的至少一种。进一步地，所述含2-丁烯的碳四轻烃可以来自于石油化工工业或是煤化工工业，组成可以通过气相色谱法，采用安捷伦的7890A气相色谱仪(GC)进行分析。
优选地，所述含2-丁烯的碳四轻烃的组成含量可以为1-丁烯0～50重量％，2-丁烯50～100重量％，1,3-丁二烯0～0.1重量％，异丁烯0～50重量％，正丁烷0～50重量％，异丁烷0～50重量％。
根据本发明一种优选实施方式，所述含2-丁烯的碳四轻烃的组成含量可以为1-丁烯0.5～15重量％，2-丁烯55～98.5重量％，异丁烯0.5～5重量％，正丁烷0.5～30重量％。
本发明提供的方法的工艺流程示意图如图1所示。
蒸汽裂解
根据本发明，步骤(1)用于将含2-丁烯的碳四轻烃转变为所述共聚反应的原料，优选情况下，在步骤(1)中，蒸汽裂解反应温度为700～850℃，裂解反应压力为0.15～0.25MPa。
根据本发明，优选情况下，所述含2-丁烯的碳四轻烃与水蒸汽的重量比为(10～1)：1。
本发明中，进行所述裂解反应得到的裂解气作为制备交联聚合物所需的原料。得到裂解气中组成可以含有2-丁烯、1,3丁二烯、异丁烯、1-丁烯、正丁烷、异丁烷、乙烯、丙烯、甲烷和氢气。其中的端烯烃，即1,3丁二烯、异丁烯、1-丁烯、乙烯和丙烯，可以进一步地通过后续的共聚反应进行利用。裂解气组成和含量受裂解反应条件影响，可以随所述裂解反应条件变化。例如，裂解气组成可以为：1,3丁二烯8.4重量％，1-丁烯1.4重量％，异丁烯1.7重量％，乙烯16.7重量％，丙烯14重量％，其他57.8重量％；或者，裂解气组成可以为：1,3丁二烯9重量％，1-丁烯1.5重量％，异丁烯1.8重量％，乙烯17重量％，丙烯15重量％，其他55.7重量％；或者，裂解气组成可以为：1,3丁二烯8.8重量％，1-丁烯1.2重量％，异丁烯1.8重量％，乙烯15重量％，丙烯16重量％，其他57.2重量％。
共聚反应
本发明的方法中，步骤(2)用于将步骤(1)得到的裂解气进行共聚反应，以有利用其中的端烯烃组分。所述共聚反应中，优选情况下，在步骤(2)中所述裂解气和马来酸酐的重量比为0.3：1以上。优选为(0.3～3)：1。
根据本发明，为了实现更有效的共聚反应，优选情况下，所述引发剂的用量为马来酸酐的0.05～20摩尔％。
根据本发明，优选所述引发剂使所述裂解气可以更有效地与马来酸酐进行共聚反应，优选情况下，所述引发剂为热分解型引发剂，优选所述引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、过氧化十二酰、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二碳酸二异丙基酯、过氧化二碳二环己酯、偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈中的至少一种。更优选，所述引发剂为偶氮二异丁腈和/或过氧化二苯甲酰。
根据本发明，所述有机溶剂的加入量保证溶解所述引发剂和马来酸酐即可，优选情况下，马来酸酐在所述有机溶剂中的浓度为5重量％～25重量％；优选为10重量％～20重量％。
根据本发明，所述有机溶剂可以用于溶解所述引发剂和马来酸酐，优选情况下，所述有机溶剂为有机酸烷基酯、烷烃和芳香烃中的至少一种。
本发明中，所述有机酸烷基酯包括但不限于甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酯丙酯、甲酯丁酯、甲酯异丁酯、甲酸戊酯、乙酸甲酯、乙酯乙酯、乙酸丙烯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸仲丁酯、乙酸戊酯、乙酸异戊酯、乙酸苄酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丁酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、丁酸异丁酯、丁酸异戊酯、异戊酸异戊酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸丁酯、苯甲酸异戊酯、苯乙酸甲酯和苯乙酸乙酯中的至少一种。更优选所述有机酸烷基酯为乙酸异戊酯。
本发明中，所述烷烃包括但不限于丙烷、正丁烷、异丁烷、戊烷、异戊烷、正己烷、异己烷、环己烷、正庚烷、正辛烷和异辛烷中的至少一种。
本发明中，所述芳香烃包括但不限于苯、甲苯、二甲苯、氯苯和溴代苯中的至少一种。
根据本发明，所述共聚反应实现选择性地将裂解气中的C4以下端烯烃与马来酸酐进行共聚反应，共聚反应后的气相产物中端烯烃含量极低。为实现所述裂解气中的端烯烃充分进行共聚反应，优选情况下，所述共聚反应为自由基聚合反应。优选地，共聚反应温度为50～100℃，优选为70～90℃；共聚反应压力为0.2～2MPa，优选为0.5～1MPa；共聚反应时间为5～10h。
根据本发明，具体优选地，所述共聚反应为自由基聚合反应。可以有利于所述裂解气中的1,3-丁二烯主要以1,2方式聚合，可以聚合物链段的侧链含有双键(3、4位上的双键)，进一步反应形成交联结构。
一种优选实施方式，进行所述共聚反应的方法包括：将所述有机溶剂、马来酸酐和所述引发剂混合形成有机反应液，然后将所述裂解气加入所述有机反应液中进行所述共聚反应。
本发明中，进行所述共聚反应的聚合反应器可以为带搅拌和夹套的耐压反应釜或管式反应器。夹套内的介质用于撤除反应热，控制反应温度。
分离
本发明中，完成所述共聚反应后，需要将共聚反应产物进行分离。可以分为两级分离：第一级是进行气液分离，得到气相产物和液固混合物；第二级是液固混合物通过液固分离得到含有有机溶剂的液体和含有马来酸酐官能团的聚合物。
一、气液分离
本发明的方法的步骤(3)和(4)用于将所述共聚反应得到的产物进行分离，得到所述聚合物。在步骤(3)中所述气液分离的方法可以为闪蒸分离。优选所述闪蒸分离的条件为：在温度高于20℃下，优选为22～30℃，将进行所述共聚反应的体系的表压降低至0MPa以下，将所述共聚反应得到的产物中的C4以下的烃类化合物从进行所述共聚反应的体系中排出，得到所述气相产物。
本发明中，所述气相产物中端烯烃含量可以通过气相色谱法，采用安捷伦7890A气相色谱仪(GC)测得。其中，C4以下端烯烃的含量为1重量％以下。
本发明中，所述闪蒸分离器可以是一个带夹套控温的简单容器，也可以有业界共知的用于充分增加物料表面积的各类内构件，还可以从设备的底部通入热的物流以充分增加换热量。
二、液固分离
将所述液固混合物进行液固分离，得到聚合物产品。
所述液固分离的方法可以为离心分离，所述离心分离的条件为：在离心转速为4000rpm以上的条件下，离心分离时间为20min以上，例如，离心转速为4000～8000rpm，离心分离时间为20～30min，将所述液固混合液分离为上层清液和下层固体；所述清液为有机溶剂，移除返回用于所述共聚反应。
本发明中，所述离心分离器可以是卧式或立式的任何形式。
根据本发明，经过液固分离，所述液固混合液分离为上层清液和下层固体产物；所述清液为有机溶剂，移除返回用于所述共聚反应。所述固体产物为得到含有马来酸酐官能团的交联聚合物，优选情况下，所述聚合物为所述裂解气中C4以下端烯烃与马来酸酐的交联共聚物；所述聚合物中马来酸酐结构单元的含量为48～55摩尔％，所述聚合物的凝胶含量为85～92重量％。优选地，所述物料中C4以下端烯烃与马来酸酐通过自由基聚合得到。所述聚合物中含有的马来酸酐结构单元可以在主链、侧链，也可以在端基。马来酸酐结构单元的含量可以通过元素分析法确定。
优选地，所述聚合物中还可以含有来自乙烯、丙烯、1-丁烯、1,3-丁二烯和异丁烯中的至少一种所形成的结构单元。
优选地，所述聚合物经干燥后，为粉末固态物质，颗粒的平均直径可以在0.2～250μm。聚合物颗粒的平均直径可以通过扫描电镜进行测量。
本发明中，所述聚合物含有交联结构，例如可以通过所述裂解气中含有的1,3-丁二烯单体引入的乙烯基，不同聚合链段间形成交联结构。所述聚合物的凝胶含量可以通过丙酮抽提的方法测定，反映所述聚合物中交联的程度，即聚合物的交联度。将一定量的聚合物置于索氏抽提器中，用沸腾丙酮回流液抽提其中的可溶组分至恒重，测定不可抽提部分占原聚合物的比例，即为交联度。
可以通过称量反应后所得聚合物的重量的方法确定共聚反应的反应效率。
本发明选择地将所述裂解气中的端烯烃与马来酸酐，优选经自由基共聚反应转变为含有马来酸酐官能团的聚合物，可以作为功能性材料的原料，进一步可以制得其他的高分子材料。例如可以通过酯化或是酰胺化等反应与其他的分子进行反应，对聚合物进行化学修饰，制备具有特定功能的聚合物材料。
本发明中，涉及的压力均为表压。
图1是本发明的一种优选实施方式的示意图，工作过程可以简述如下：
将含2-丁烯的碳四轻烃连续通入裂解设备进行蒸汽裂解，得到的裂解气通入加有马来酸酐、引发剂和有机溶剂的聚合反应器中，在一定的温度、压力、停留时间内进行共聚反应，得到的产物进入气液分离器进行气液分离，得到气相产物，得到的液固产物送入液固分离器进行液固分离，得到固体组分即为聚合物，得到的液体即为有机溶剂循环回共聚反应。
本发明还提供了一种含2-丁烯的碳四轻烃的利用装置，包括：裂解设备、聚合设备、气液分离器和液固分离器；其中，所述裂解设备，用于含2-丁烯的碳四轻烃进行蒸汽裂解反应；所述聚合设备与所述裂解设备相连通，用于所述裂解设备排出的裂解气与马来酸酐进行共聚反应；所述气液分离器与所述聚合设备相连通，用于所述聚合设备排出的产物进行气液分离，得到气相产物和液固混合物；所述液固分离器与与所述气液分离器相连通，用于所述液固混合物进行分离得到含有马来酸酐官能团的聚合物；且所述液固分离器与所述聚合设备相连通，以返回分离出的液体。
本发明提供的装置中，所述聚合设备可以为带搅拌和夹套的耐压反应釜或管式反应器，用于将混合碳四与马来酸酐在引发剂和有机溶剂存在下进行共聚反应，形成C4端烯烃与马来酸酐的共聚物，可作为功能性材料的原料。
本发明提供的装置中，所述气液分离器可以为闪蒸分离器。用于分离所述聚合反应的产物，得到气相产物和液固混合物。
本发明提供的装置中，所述液固分离器为离心分离器，可以是卧式或立式的任何形式，用于分离所述液固混合物，得到其中的固体共聚物产物。
本发明提供的装置中，所述裂解设备可以为CBL-III型裂解炉。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例中，含2-丁烯的碳四轻烃来自于炼厂的混合碳四，重量组成为：反2-丁烯，40.83％；顺2-丁烯，18.18％；正丁烷24.29％；1-丁烯，9.52％；异丁烯，2.78％；其它，4.4％；
裂解气组分分析通过气相色谱法，采用安捷伦7890A气相色谱仪(GC)测得；
气相产物中端烯烃含量通过气相色谱法，采用安捷伦7890A气相色谱仪(GC)测得；
获得的聚合物中马来酸酐结构单元的含量通过元素分析法测定；
得到的聚合物颗粒的平均直径通过扫描电镜进行测量；
通过在索氏提取器中丙酮抽提的方法测定得到的交联共聚物的凝胶含量；
通对反应后聚合物进行称重的方法，由下式计算确定共聚反应的聚合物收率：
聚合物收率(％)＝[(实际所得聚合物的重量)/(以马来酸酐计量的理论所得聚合物的重量)]×100％；
实施例1
本实施例说明本发明的含2-丁烯的碳四轻烃的利用方法。
将含2-丁烯的碳四轻烃通入裂解炉在800℃下进行水蒸汽裂解反应，含2-丁烯的碳四轻烃与水蒸汽的进料重量比为10：1；得到裂解气，分析组成为：1,3丁二烯8.4重量％，1-丁烯1.4重量％，异丁烯1.7重量％，乙烯16.7重量％，丙烯14重量％，其他57.8重量％；
将得到的裂解气通入含有1mol/L马来酸酐、0.2mol/L偶氮二异丁腈、1000ml乙酸异戊酯的有机反应液中，在0.5MPa的共聚反应压力和80℃的共聚反应温度下进行自由基共聚反应，共聚反应时间为8h；
将共聚反应产物通入闪蒸分离器中在25℃和0MPa条件下进行气液分离，得到的液固混合物继续在离心分离器中于4000rpm、离心分离30min进行液固分离，得到138g的固体共聚物粉末，液体返回反应釜。
将共聚物粉末进行测试，其中马来酸酐结构单元的含量为48摩尔％；凝胶含量为90重量％；颗粒平均直径为0.2μm。
重量法计算聚合反应的聚合物收率为90％。
实施例2
本实施例说明本发明的含2-丁烯的碳四轻烃的利用方法。
将含2-丁烯的碳四轻烃通入裂解炉在900℃下进行水蒸汽裂解反应，含2-丁烯的碳四轻烃与水蒸汽的进料重量比为8：1；得到裂解气，分析组成为：1,3丁二烯9重量％，1-丁烯1.5重量％，异丁烯1.8重量％，乙烯17重量％，丙烯15重量％，其他55.7重量％；
将得到的裂解气通入含有1mol/L马来酸酐、0.05mol/L过氧化二苯甲酰、1000ml乙酸异戊酯的有机反应液中，在0.8MPa的共聚反应压力和80℃的共聚反应温度下进行自由基共聚反应，共聚反应时间为10h；
将共聚反应产物通入闪蒸分离器中在30℃和0MPa条件下进行气液分离，得到的液固混合物继续在离心分离器中于8000rpm、离心分离20min进行液固分离，得到130.8g的固体共聚物粉末，液体返回反应釜。
将共聚物粉末进行测试，其中马来酸酐结构单元的含量为51摩尔％；凝胶含量为92重量％；颗粒平均直径为250μm。
重量法计算聚合反应的聚合物收率为85％。
实施例3
本实施例说明本发明的含2-丁烯的碳四轻烃的利用方法。
将含2-丁烯的碳四轻烃通入裂解炉在820℃下进行水蒸汽裂解反应，含2-丁烯的碳四轻烃与水蒸汽的进料重量比为5：1；得到裂解气，分析组成为：1,3丁二烯8.8重量％，1-丁烯1.2重量％，异丁烯1.8重量％，乙烯15重量％，丙烯16重量％，其他57.2重量％；
将得到的裂解气通入含有为1mol/L马来酸酐、0.15mol/L偶氮二异丁腈、1000ml乙酸异戊酯的有机反应液中，在1MPa的共聚反应压力和90℃的共聚反应温度下进行自由基共聚反应，共聚反应时间为6h；
将共聚反应产物通入闪蒸分离器中30℃和0MPa条件下进行气液分离，得到的液固混合物继续在离心分离器中于4000rpm、离心分离20min进行液固分离，得到132.4g的固体共聚物粉末，液体返回反应釜。
将共聚物粉末进行测试，其中马来酸酐结构单元的含量为55摩尔％；凝胶含量为88重量％；颗粒平均直径为200μm。
重量法计算聚合反应的聚合物收率为86％。
实施例4
本实施例说明本发明的含2-丁烯的碳四轻烃的利用方法。
将含2-丁烯的碳四轻烃通入裂解炉在860℃下进行水蒸汽裂解反应，含2-丁烯的碳四轻烃与水蒸汽的进料重量比为1：1；得到裂解气，分析组成为：1,3丁二烯10重量％，1-丁烯1.2重量％，异丁烯1.8重量％，乙烯18重量％，丙烯16重量％，其他53重量％；
将得到的裂解气通入含有为1mol/L马来酸酐、0.05mol/L过氧化二苯甲酰、1000ml乙酸异戊酯的有机反应液中，在2MPa的共聚反应压力和100℃的共聚反应温度下进行自由基共聚反应，共聚反应时间为6h；
将共聚反应产物通入闪蒸分离器中在25℃和0MPa条件下进行气液分离，得到的液固混合物继续在离心分离器中于4000rpm、离心分离20min进行液固分离，得到135.5g的固体共聚物粉末，液体返回反应釜。
将共聚物粉末进行测试，其中马来酸酐结构单元的含量为49摩尔％；凝胶含量为92重量％；颗粒平均直径为20μm。
重量法计算聚合反应的聚合物收率为88％。
由上述实施例可以看出，本发明的方法可以实现对含2-丁烯的碳四轻烃的加工利用，在不向所述共聚反应加入偶联剂的情况下，获得含有马来酸酐结构的交联共聚物，具有达到85％以上的交联度(凝胶含量为85重量％以上)。可以有效地利用含2-丁烯的碳四轻烃，实现聚合物收率达到85～90％。

Claims (11)

1.一种含2-丁烯的碳四轻烃的利用方法，该方法包括：
(1)将含2-丁烯的碳四轻烃进行蒸汽裂解反应，得到裂解气；
(2)在氮气保护以及引发剂和有机溶剂存在下，将所述裂解气与马来酸酐相接触，所述裂解气中C4以下端烯烃的部分或全部与马来酸酐进行共聚反应；
(3)将步骤(1)得到的产物进行气液分离，得到气相产物和液固混合物；以所述气相产物的总重量为基准，所述气相产物中C4以下端烯烃的含量为1重量％以下；
(4)将步骤(3)得到的液固混合物进行液固分离，得到的液体返回步骤(2)中的所述有机溶剂；得到的固体产物为含有马来酸酐官能团的聚合物；
其中，所述含2-丁烯的碳四轻烃含有50重量％以上的2-丁烯，0.1重量％以下的1,3-丁二烯；且所述含2-丁烯的碳四轻烃含有1-丁烯、异丁烯、正丁烷和异丁烷中的至少一种；
在步骤(1)中，裂解反应温度为700～850℃，裂解反应压力为0.15～0.25MPa；所述含2-丁烯的碳四轻烃与水蒸汽的重量比为(10～1)：1；
在步骤(2)中，所述裂解气和马来酸酐的重量比为(0.3～3)：1；所述共聚反应为自由基聚合反应；共聚反应温度为50～100℃，共聚反应压力为0.2～2MPa，共聚反应时间为5～10h；
所述聚合物为所述裂解气中C4以下端烯烃与马来酸酐的交联共聚物；所述聚合物中马来酸酐结构单元的含量为48～55摩尔％，所述聚合物的凝胶含量为85～92重量％。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述引发剂的用量为马来酸酐的0.05～20摩尔％。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述引发剂为热分解型引发剂。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化二特丁基、过氧化十二酰、过氧化苯甲酸特丁酯、过氧化二碳酸二异丙基酯、过氧化二碳二环己酯、偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，马来酸酐在所述有机溶剂中的浓度为5重量％～25重量％。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，马来酸酐在所述有机溶剂中的浓度为10重量％～20重量％。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述有机溶剂为有机酸烷基酯、烷烃和芳香烃中的至少一种。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其中，进行所述共聚反应的方法包括：将所述有机溶剂、马来酸酐和所述引发剂混合形成有机反应液，然后将所述裂解气加入所述有机反应液中进行共聚反应。
9.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其中，共聚反应温度为70～90℃，共聚反应压力为0.5～1MPa，共聚反应时间为5～10h。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述C4以下端烯烃包括乙烯、丙烯、1-丁烯、1,3-丁二烯和异丁烯中的至少一种；所述聚合物中含有来自乙烯、丙烯、1-丁烯、1,3-丁二烯和异丁烯中的至少一种所形成的结构单元。
11.一种含2-丁烯的碳四轻烃的利用装置，包括：裂解设备、聚合设备、气液分离器和液固分离器；
其中，所述裂解设备，用于含2-丁烯的碳四轻烃进行蒸汽裂解反应；
所述聚合设备与所述裂解设备相连通，用于所述裂解设备排出的裂解气与马来酸酐进行共聚反应；
所述气液分离器与所述聚合设备相连通，用于所述聚合设备排出的产物进行气液分离，得到气相产物和液固混合物；
所述液固分离器与与所述气液分离器相连通，用于所述液固混合物进行分离得到含有马来酸酐官能团的聚合物；且所述液固分离器与所述聚合设备相连通，以返回分离出的液体。
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