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正丁烯异构化技术

发布日期:2021/5/26 11:14:19

异丁烯是一种价值极高的化合物,是制造其他化合物的重要原材料。目前异丁烯资源远远不能满足当前的经济发展需求,经研究得出可以通过对正丁烯进行异构化处理得到异丁烯,以此来解决当前异丁烯不足问题。所以本文将对丁烯异构化工艺技术及其发展方向做一个简要分析,以便更好地将正丁烯进行异构化处理。

正丁烯异构化发展历程

20 世纪70 年代,异构化工艺处于研究的初始阶段,工艺采用的催化剂主要是活性较低的氧化铝,失活率高,因此并未得到长期的关注。直到20 世纪90 年代初,分子筛催化剂开始逐渐成为大家关注的焦点。

自1993 年以来,先后有法国的石油研究院、美国的Texas 烯烃公司-Phillips 石油公司、Mobil公司、UOP 公司、Lyondell 石化公司、英国的BP 公司、意大利的Snamprogetti 公司 及国内的中国石化上海石油化工研究院等公布了自己关于分子筛选工艺的开发结果并成功申请了专利,随后迅速实现了工业化生产。

正丁烯异构化具体内容

丁烯有四种同分异构体:1- 丁烯、反-2- 丁烯、顺-2- 丁烯、异丁烯。异构体之间会发生相互转换,形成可逆反应。高难度的异构化反应与低难度的异构化反应相互伴随,同时发生。理想的状态就是正丁烯异构体能达到热量、浓度的平衡。

1 | 2-丁烯异构化反应情况

2- 丁烯由反-2- 丁烯、顺-2- 丁烯两个异构体组成,这两种异构体之间的转化称为异构化顺反应,异构化反应如下图所示:

AllImg_3.jpg

在一定条件下,丁烯的顺反异构化反应极易发生,只要满足条件,普通室温下也可以发生异构化反应。反-2-丁烯、顺-2-丁烯之间的化学性质相似不需要进行分离。

2 | 双键异构化反应情况

在满足转化条件的情况下,2- 丁烯与1- 丁烯会发生双键异构化反应,公式如下:

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3 | 碳链异构化反应情况

正丁烯与异丁烯互为同分异构体,在满足转化条件的情况下会发生碳链异构化反应。公式如下:

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正丁烯异构化技术情况

异丁烯是生产甲基叔丁基醚、丁基橡胶、聚异丁烯等化工产品的原料。随着油田气逐渐取代民用液化气,根据需求将丁烯相互转化的异构化反应成为热门研究课题。

1 | 改进分子筛合成技术

分子筛是一种具有均匀微孔的硅铝酸盐化合物,分子筛孔大小均匀,表面具有较强的酸性,在石油煤矿等行业应用广泛。研究发现,通过控制OH-/SiO2(摩尔比,下同),得到的高SiO2/Al2O3、大比表面积和高纯度的镁碱沸石催化剂,在正丁烯异构化反应中,具有更高的异丁烯选择性。

2 | 加入贵金属提高催化剂活性

丁烯异构化催化剂在长时间使用后,很容易产生焦炭沉积物,影响催化剂的活性,如果要让催化剂继续保持高活性状态,首先要对催化剂进行脱烃。可通过高温促使焦炭燃烧,最佳温度一般保持在565℃左右。Pd/Pt 金属对温度的要求较低,可以促进镁碱沸石催化剂循环再生,延长催化剂的使用寿命。

3 | 羧酸改性技术

制作镁碱沸石催化剂时可使用羧酸基团进行改性,柠檬酸和乙酸对催化剂的改良成果显著。通过乙酸改性能延长催化剂的使用寿命,达到稳定的运行效果,提高异丁烯的使用效率和效果。

当前正丁烯异构化技术已经积累了丰富经验,通过对丁烯异构化技术研究,将丁烯的四个异构体进行有机转化。化工企业应根据企业的特点及需求,合理使用丁烯异构化装置,做到效益与资源利用最大化。

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