异丁烯生产工艺技术路线及评价

异丁烯生产工艺技术路线及评价

1、产品性能用途

异丁烯在常温常压为无色、无臭味气体，在常压下冷至-6.9摄氏度以下即变为无色透明液体。属于易燃易爆的化合物，不溶于水，易溶于乙醇、乙醚，溶于苯、石油醚。

异丁烯是单烯烃有机化合物，化学性质较活泼，具有典型的烯烃性质。它能进行多种化学反应，其中具有工业意义的有烷基化、氧化、水合、醚化、缩合、聚合、共聚等反应。

异丁烯的用途较广,大体可以分为以下几个方面

（1）、作聚异丁烯单体

异丁烯聚合可制得二聚异丁烯、三聚异丁烯、聚异丁烯。它与异戊二烯共聚可制得丁基橡胶。

（2）、作叔丁基苯酚等的原料（化工产品市场调研报告) 异丁烯烷基化可制叔丁基苯酚、对辛基苯酚、2，6-二叔丁基对甲酚等多种产品。对叔丁基苯酚可用来生产对叔丁基酚甲醛树脂、作氯丁胶系胶粘剂、丁基橡胶硫化剂、合成橡胶增粘剂和补强剂、防锈涂料和防锈油等。2，4-二叔丁基苯酚可用来生产168抗氧剂、紫外线吸收剂UV-327；2，6-二叔丁基苯酚可用来生产1010、1076、3114抗氧剂。对辛基苯酚可用于合成对辛基酚醛树脂、聚氧乙烯醚非离子表面活性剂，也用作胶粘剂、添加剂和抗氧剂。2，6-二叔丁基对甲酚（264抗氧剂）主要用作各种石油产品的抗氧添加剂，某些高分子材料的抗氧剂、稳定剂，也可作食品加工业的抗氧剂。

（3）、作农药原料：异丁烯氧化可合成农药，如DV菊酯。用DV菊酯可进一步制成氯菊酯和氯氰菊酯。

除以上三方面外，以异丁烯为原料可氧化生成异丁烯醛，与醋酸反应生成醋酸丁酯，与甲醛反应生成异戊二烯，与硫酸水合制取叔丁醇；异丁烯氯化还可制得β-环氧氯丙烷。以异丁烯为原料直接氧化法生产甲基丙烯酸甲酯（MMA），已成为国外一些国家正在推广生产MMA的一种新方法。

异丁烯还可用于生产叔丁胺，叔丁基硫醇、甲基丙烯氯、对叔丁基苯、新戊酸等化工原料。

2、异丁烯生产工艺概述及评价

异丁烯主要来源于石脑油蒸汽裂解制乙烯装置的副产C4馏分、炼厂催化裂化（FCC）装置副产C4馏分以及由Halcon法合成环氧丙烷过程中副产叔丁醇（TBA）。

异丁烯的主要生产工艺有：硫酸萃取法、共氧化法、树脂水合脱水法、醚化裂解法等。

（1）、硫酸萃取法：（化工产品市场调研报告)

该法是以经初步分离的C4馏分为原料，利用正、异丁烯与硫酸反应的速度差获得纯异丁烯（在15-40摄氏温度下，45%-65%的硫酸对异丁烯的吸收速率高于正丁烯）。

硫酸萃取法生产异丁烯工业上已经沿用40余年，80年代以前多数厂家都采用该工艺路线。该法技术成熟、可同时得到异丁烯和叔丁醇两种产品，而且可根据需要调整两种产品的比例，也可全部生产异丁烯或全部生产叔丁醇。但该法的反应选择性不理想，设备腐蚀严重，生产成本高、能耗高，存在废酸回收处理问题。

硫酸法是工业上最早采用的异丁烯分离方法，目前仍是世界各国主要采用的分离工艺。国内燕山石化建有1.5万吨/年的硫酸抽提异丁烯装置。

另外用盐酸法也可以生产异丁烯，该法收率高，聚合物含量少，异丁烯含量高达99.93%，酸和催化剂损失少，有一定的优越性。但盐酸对设备的腐蚀更为严重，一般需要钛或钛合金、不透性石墨等特殊耐蚀材料，能耗远比硫酸法高，因此至今尚未工业化。

（2）、共氧化法：

该法是利用共氧化法合成环氧丙烷过程中副产叔丁醇在活性氧化铝、磺酸、离子交换树脂等催化剂的存在下脱水生成异丁烯。由于受环氧丙烷规模的限制，目前此工艺采用较少。

（3）、树脂水合脱水法

异丁烯与阳离子交换树脂上H+发生水合反应，异丁烯催化水合生成叔丁醇，叔丁醇在低于150摄氏度以下，通过强酸性离子交换树脂催化床层，脱水生成高纯异丁烯。

此法流程简单，污染较小，基本无设备腐蚀问题。该法虽存在单程转化率低能耗较高等缺点，但其工艺简便，简化了后分离系统，产品质量高。

国外德国赫尔斯建有3万吨/年的生产装置，国内兰州化学工业公司研究院于60年代开发了这一技术，并于1973年在上海高桥石化建成2000吨/年叔丁醇、1000吨/年异丁烯装置。

（4）、醚化裂解法：（化工产品市场调研报告)

该工艺是在液相条件下，采用大孔强酸性离子交换树脂作催化剂，由含异丁烯的C4馏分与甲醇反应生成甲基叔丁基醚（MTBE），异丁烯转化率超过99.9%。然后由MTBE裂解制得异丁烯。

MTBE裂解工艺没有污染和腐蚀问题，反应选择性高，只需经过简单的蒸馏、洗涤即可得高纯异丁烯。

该法是随着MTBE的发展与70年代末发展起来的新工艺，国内吉化公司采用燕山石化研究院开发的技术于1992年建成了国内第一套生产装置，目前南京梅山化工总厂、连云港锦屏化工有限公司等厂家采用此工艺生产异丁烯。燕山石化利用该技术已建成3.5万吨/年的高纯异丁烯。