CN107954816A - 一种脱除混合碳四中异丁烯、丁二烯的方法 - Google Patents

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王春生
李竞周
杨瑞营
司涛
王书海
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Abstract

本发明提供了一种脱除混合碳四中异丁烯、丁二烯的方法，混合碳四经过反应预热器加热后进入反应器中与催化剂进行固定床液相反应，充分反应后进入分离塔，所述催化剂为磺酸树脂，反应器的液时体积空速为0.5～5h‑1，反应预热器的温度等于反应器的入口处温度。本发明所述的脱除混合碳四中异丁烯、丁二烯的方法，使用磺酸树脂做催化剂，混合碳四存在的异丁烯和丁二烯在反应器中进行反应，其他物质不参与反应，反应后的产物进入分离塔中进行分离，得到较为纯净的碳四。

Description

一种脱除混合碳四中异丁烯、丁二烯的方法
技术领域
本发明属于碳四提纯技术领域，尤其是涉及一种脱除混合碳四中异丁烯、丁二烯的方法。
背景技术
将混合碳四组分进行精馏分离，分离出聚合级1-丁烯，可使碳四原料得以充分利用，生产出多种高附加值的化工产品。混合碳四的用途之一是将其中的正丁烯提取出来，而异丁烯、丁二烯与正丁烯沸点很接近，如果原料中含有一定量的异丁烯和丁二烯，则最后提取正丁烯时容易受到影响，纯度不合要求，顺丁烯、反丁烯沸点与异丁烯相差较大，对分离正丁烯影响较小。为了保证后续工艺中能够获得纯度较高的正丁烯，异丁烯和丁二烯急需去除。混合碳四作为烷基化、氧化脱氢、醋酸仲丁酯等装置原料时，同样急需脱除物料中的异丁烯和丁二烯。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种脱除混合碳四中异丁烯、丁二烯的方法，混合碳四在磺酸树脂的催化作用下，达到脱除异丁烯、丁二烯的目的。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种脱除混合碳四中异丁烯、丁二烯的方法，混合碳四经过反应预热器加热后进入反应器中与催化剂进行固定床液相反应，充分反应后进入分离塔，所述催化剂为磺酸树脂，反应器的液时体积空速为0.5～5h-1，反应预热器的温度等于反应器的入口处温度。
进一步的，所述混合碳四为催化裂化装置、焦化装置、费托合成装置、MTO等装置产出的碳四。
进一步的，所述混合碳四中异丁烯的质量分数为0.1～15％。
进一步的，所述反应器中的反应温度为50～90℃，反应压力0.8～2MPa(G)。
进一步的，所述反应预热器的操作温度为50～90℃。
进一步的，所述分离塔的塔顶温度为40～70℃，塔底温度为150～180℃，操作压力为0.4～0.6MPa(G)。
原料碳四中的成分有异丁烷、正丁烷、1-丁烯、异丁烯、顺-2-丁烯、反-2-丁烯、丁二烯、正戊烷、异戊烷。
磺酸树脂：在该反应体系中只能催化异丁烯、丁二烯参与反应，其余组分不参与反应。
异丁烯的叠合反应机理：
异丁烯在酸性催化剂上的叠合反应是液固催化反应，符合碳正离子反应机理，B酸中心为异丁烯叠合反应的活性位。酸性阳离子交换树脂即磺酸树脂，具有均匀的B酸活性位，其表面反应过程可分为：异丁烯在催化剂的酸性中心上吸附，与催化剂表面提供的质子作用生成碳正离子；碳正离子与液相中的异丁烯分子在π键上结合形成二聚体碳正离子；二聚体碳正离子失去质子生成二聚产物。
相对于现有技术，本发明所述的脱除混合碳四中异丁烯、丁二烯的方法具有以下优势：
本发明所述的脱除混合碳四中异丁烯、丁二烯的方法，使用磺酸树脂做催化剂，混合碳四存在的异丁烯和丁二烯在反应器中进行反应，其他物质不参与反应，反应后的产物进入分离塔中进行分离，得到较为纯净的碳四。
附图说明
图1为本发明实施例所述的脱除混合碳四中异丁烯、丁二烯的方法中提到的装置的连接示意图。
附图标记说明：
1-反应预热器；2-反应器；3-分离塔。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例1～5：
混合碳四中各物质的质量分数为：正丁烷0.70w％、异丁烷34.50w％、反丁烯36.29w％、正丁烯5.17w％、异丁烯0.60w％、顺丁烯22.46w％、戊烷0.28w％。
将上述混合碳四通入反应预热器1中，反应预热器1的温度等于反应器的入口处温度，经过预热之后的混合碳四通入装有磺酸树脂催化剂的反应器2中进行叠合反应，反应过程中异丁烯发生叠合反应，反应之后，将所有的物料通入分离塔3中进行分离。塔顶为叠合反应之后的剩余碳四，塔底为异丁烯、丁二烯的二聚和多聚物。
分离塔3的塔顶温度为45℃，塔底温度为165℃，操作压力为0.4MPa(G)。
表1：不同温度和液时体积空速下中，异丁烯反应前后的质量分数
从表1可以看出，相同反应压力和液时体积空速下，随着温度的升高，反应完成后，异丁烯的质量分数越小；相同的反应温度和反应压力下，随着液时体积空速的减小，反应完成后，异丁烯的质量分数越小。而上述混合碳四中除了异丁烯之外的其他物质均没有参与反应。
实施例6
混合碳四中各物质的质量分数为：正丁烷28.13w％、异丁烷7.2w％、反丁烯26.34w％、正丁烯13.65w％、异丁烯4.83w％、顺丁烯17.33w％、丁二烯2.52w％。
将上述混合碳四通入反应预热器1中，反应预热器1的温度为80℃，反应预热器1的温度等于反应器的入口处温度，经过预热之后的混合碳四通入装有磺酸树脂催化剂的反应器2中进行叠合反应，反应器2中的温度为80℃，反应压力为1.5MPa(G)，液时空速为2h-1，反应过程中异丁烯发生叠合反应，反应之后，将所有的物料通入分离塔3中进行分离。塔顶为叠合反应之后的剩余碳四，塔底为异丁烯、丁二烯的二聚和多聚物。
分离塔3的塔顶温度为45℃，塔底温度为165℃，操作压力为0.4Mpa，反应后异丁烯的质量分数小于0.12％，反应后丁二烯的质量分数为0。
实施例7
混合碳四中各物质的质量分数为：正丁烷37.58w％、异丁烷4.6w％、反丁烯22.48w％、正丁烯16.54w％、异丁烯1.25w％、顺丁烯17.33w％、丁二烯0.22w％。
将上述混合碳四通入反应预热器1中，反应预热器1的温度为80℃，反应预热器1的温度等于反应器的入口处温度，经过预热之后的混合碳四通入装有磺酸树脂催化剂的反应器2中进行叠合反应，反应器2中的温度为80℃，反应压力为1.5MPa(G)，液时空速为2h-1，反应过程中异丁烯发生叠合反应，反应之后，将所有的物料通入分离塔3中进行分离。塔顶为叠合反应之后的剩余碳四，塔底为异丁烯、丁二烯的二聚和多聚物。
分离塔3的塔顶温度为45℃，塔底温度为165℃，操作压力为0.4MPa(G)，反应后异丁烯的质量分数小于0.10％，反应后丁二烯的质量分数为0。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种脱除混合碳四中异丁烯、丁二烯的方法，其特征在于：混合碳四经过反应预热器(1)加热后进入反应器(2)中与催化剂进行固定床液相反应，充分反应后进入分离塔(3)，所述催化剂为磺酸树脂，反应器(2)的液时体积空速为0.5～5h-1，反应预热器(1)的温度等于反应器(2)的入口处温度。
2.根据权利要求1所述的脱除混合碳四中异丁烯、丁二烯的方法，其特征在于：所述混合碳四为催化裂化装置、焦化装置、费托合成装置、MTO等装置产出的碳四。
3.根据权利要求1或2任一项所述的脱除混合碳四中异丁烯、丁二烯的方法，其特征在于：所述混合碳四中异丁烯的质量分数为0.1～15％。
4.根据权利要求1所述的脱除混合碳四中异丁烯、丁二烯的方法，其特征在于：所述反应器(2)中的反应温度为50～90℃，反应压力0.8～2MPa(G)。
5.根据权利要求1所述的脱除混合碳四中异丁烯、丁二烯的方法，其特征在于：所述反应预热器(1)的操作温度为50～90℃。
6.根据权利要求1所述的脱除混合碳四中异丁烯、丁二烯的方法，其特征在于：所述分离塔(3)的塔顶温度为40～70℃，塔底温度为150～180℃，操作压力为0.4～0.6MPa(G)。
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