混合碳四叠合反应方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种混合碳四叠合反应方法，其包括S1，使混合碳四在第一反应器中进行第一叠合反应，得到第一叠合反应物，所述第一反应器中设置有第一催化剂；S2，将步骤S1的第一叠合反应物通入第二反应分离塔中，所述第二反应分离塔设置有分离段和反应段，所述反应段设置有第二催化剂，所述第一叠合反应物在分离段进行气液分离，由此得到的第一气相在反应段进行第二叠合反应，得到第二叠合反应物。所述方法通过两种催化剂配伍使用，既可以使混合C4中异丁烯深度转化率，转化率大于97％，又可以控制1

【技术实现步骤摘要】
混合碳四叠合反应方法及装置


[0001]本专利技术属于碳四综合利用
，具体涉及一种混合碳四叠合反应方法和装置。

技术介绍

[0002]1-丁烯是化学性质较活泼的α-烯烃，为一种重要的化工原料，主要用作生产线性低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和聚丁烯-1(PB)塑料的共聚单体。另外还可以生产仲丁醇\甲乙酮、环氧丁烷，氧化脱氢制丁二烯、1-辛烯、十二碳烯、戊醛及衍生物、高级增塑剂醇、特种溶剂油等精细化工产品。
[0003]1-丁烯的制备方法通常是将丁二烯抽提装置产出的抽余C4与外购的甲醇相互反应生成MTBE，通过化学的方法将异丁烯反应掉。剩余的醚后C4用于提纯聚合级丁烯-1，产品用于下游聚乙烯装置用于共聚单体或外销。随着《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》的大力推广实施，MTBE合成装置面临停产和转产，如何实现1-丁烯和异丁烯的分离，是企业面临的难题。
[0004]混合C4选择性叠合是实现异丁烯与1-丁烯分离的主要途径，通过异丁烯叠合反应，将异丁烯反应，剩余C4作为1-丁烯分离装置原料，实现了MTBE合成装置的转型。混合C4叠合通常采用树脂为催化剂，但在叠合反应过程中，1-丁烯容易发生双键异构和聚合，损失较多，损失量达到50％-70％。为了控制1-丁烯的转化率，现有技术主要采用添加抑制剂，控制叠合反应转化程度。
[0005]CN101190860A通过将C4原料与甲醇同时进料，在固体酸的存在下，发生叠合-醚化反应，通过控制反应条件控制正丁烯重量转化率<10％，但存在产物中MTBE含量大于50％，异丁烯反应转化率低等问题。

技术实现思路

[0006]目前碳四叠合反应存在不足，反应过程中1-丁烯的损失过高，无法与下游的1-丁烯分离装置结合。因此有必要对选择性叠合工艺进行改进研究，发掘其潜力，以达到减少1-丁烯损失，提高经济效益的目的。为此本专利技术第一方面提供一种混合碳四叠合反应方法，所述方法通过树脂催化剂和分子筛催化剂配伍使用，实现异丁烯转化率大于97％，1-丁烯转化率小于10％。本专利技术第二方面提供一种混合碳四叠合反应方法在混合碳四分离中的应用。本专利技术第三方面提供了一种混合碳四叠合反应方法所采用的装置。
[0007]根据第一方面，本专利技术提供的混合碳四叠合反应方法包括以下步骤：
[0008]S1，使混合碳四在第一反应器中进行第一叠合反应，得到第一叠合反应物，所述第一反应器中设置有第一催化剂；
[0009]S2，将步骤S1的第一叠合反应物通入第二反应分离塔中，所述第二反应分离塔设置有分离段和反应段，所述反应段设置有第二催化剂，所述第一叠合反应物在分离段进行气液分离，由此得到的第一气相在反应段进行第二叠合反应，得到第二叠合反应物；
[0010]其中，所述第一催化剂选自氢型阳离子交换树脂中的一种或多种，所述第二催化剂选自分子筛催化剂中的一种或多种。
[0011]根据本专利技术的一些实施方式，所述第一叠合反应物中包括异丁烯的二聚和低聚产物。
[0012]根据本专利技术的一些实施方式，所述第二叠合反应物中包括异丁烯的二聚和低聚产物。
[0013]根据本专利技术的一些优选实施方式，所述异丁烯的二聚和低聚产物中碳八占80％-90％，碳十二以上占10％-20％。
[0014]根据本专利技术的一些实施方式，所述反应段设置于所述第二反应分离塔的上部，所述分离段设置于所述第二反应分离塔的下部。
[0015]根据本专利技术的一些实施方式，先将所述第一叠合反应物通入第二反应分离塔的分离段进行分离处理，得到包含异丁烯的气相物料，所述包含异丁烯的气相物料通入反应段进行第二叠合反应，得到第二叠合反应物。
[0016]根据本专利技术的一些实施方式，所述第二反应分离塔上部为反应段，下部为分离段，通过反应和分离同时进行，进一步提高了异丁烯平衡转化率，节省了装置的投资费用。
[0017]根据本专利技术的一些实施方式，所述第一催化剂和第二催化剂的质量比为1:(1-10)，例如1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5、1:5、1:5.5、1:6、1:6.5、1:7、1:7.5、1:8、1:8.5、1:9、1:9.5、1:10以及它们之间的任意值。
[0018]根据本专利技术的一些实施方式，所述第一催化剂和第二催化剂的质量比为1:(1-10)，质量比过高，混合碳四在树脂催化剂上停留时间过长，1-丁烯转化几率增加，带来更多的1-丁烯损失；质量比过低，一方面分子筛催化剂用量增加，带来分子筛催化剂成本增加，另一方面带来过多的异丁烯在分子筛上发生聚合，产生过多的低聚物。
[0019]根据本专利技术的一些实施方式，所述第一催化剂和第二催化剂的质量比为1:(2-7)。
[0020]根据本专利技术的一些实施方式，所述氢型阳离子交换树脂选自强酸性阳离子交换树脂中的一种或多种。
[0021]根据本专利技术的一些实施方式，所述氢型阳离子交换树脂选自苯乙烯系阳离子交换树脂、丙烯酸系阳离子交换树脂、环氧系阳离子交换树脂和酚醛系阳离子交换树脂中的一种或多种。
[0022]根据本专利技术的一些实施方式，所述氢型阳离子交换树脂选自D006树脂、D002树脂、Amberlyst-15树脂、Amberlyst-35树脂、Amberlyst-45树脂和nkc-9树脂中的一种或多种。
[0023]根据本专利技术的一些实施方式，所述分子筛催化剂选自丝光沸石、Y系列分子筛、ZSM系列分子筛、MCM系列分子筛、β系列分子筛和SAPO系列分子筛中的一种或多种。
[0024]根据本专利技术的一些实施方式，所述分子筛催化剂选自ZSM-5、MCM-22、丝光沸石、MCM-41、SAPO-11和SAPO-41中的一种或多种。
[0025]根据本专利技术的一些实施方式，所述分子筛催化剂采用常规方法合成，优选所述分子筛的制备方法包括：将分子筛原粉与粘合剂、酸按一定的比例混合、捏和、挤条、干燥及焙烧。
[0026]根据本专利技术的一些实施方式，所述粘合剂为拟薄水铝石。
[0027]根据本专利技术的一些实施方式，所述酸为硝酸。
[0028]根据本专利技术的一些实施方式，所述分子筛与粘合剂重量比为8:2-5:5。
[0029]根据本专利技术的一些实施方式，所述干燥的温度为100-120℃，所述干燥的时间为2-6h。
[0030]根据本专利技术的一些实施方式，所述焙烧温度为400-600℃，所述焙烧的时间为4-10h。
[0031]根据本专利技术的一些实施方式，所述混合碳四选自裂解碳四、炼油碳四和FCC轻碳四中的一种或多种。
[0032]在本专利技术的一些优选实施方式中，所述混合碳四选自任何含有异丁烯的碳四，例如蒸汽裂解C4，FCC轻C4或混合C4，以及煤化工副产C4。
[0033]根据本专利技术的一些实施方式，所述混合碳四中异丁烯的质量含量为5-90％。
[0034]根据本专利技术的一些实施方式，所述混合碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合碳四叠合反应方法，包括以下步骤：S1，使混合碳四在第一反应器中进行第一叠合反应，得到第一叠合反应物，所述第一反应器中设置有第一催化剂；S2，将步骤S1的第一叠合反应物通入第二反应分离塔中，所述第二反应分离塔设置有分离段和反应段，所述反应段设置有第二催化剂，所述第一叠合反应物在分离段进行气液分离，由此得到的第一气相在反应段进行第二叠合反应，得到第二叠合反应物；其中，所述第一催化剂选自氢型阳离子交换树脂中的一种或多种，所述第二催化剂选自分子筛催化剂中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应段设置于所述第二反应分离塔的上部，所述分离段设置于所述第二反应分离塔的下部。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一催化剂和第二催化剂的质量比为1:(1-10)，优选为1:(2-7)。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述氢型阳离子交换树脂选自强酸性阳离子交换树脂中的一种或多种，优选选自苯乙烯系阳离子交换树脂、丙烯酸系阳离子交换树脂、环氧系阳离子交换树脂和酚醛系阳离子交换树脂中的一种或多种，优选选自D006树脂、D002树脂、Amberlyst-15树脂、Amberlyst-35树脂、Amberlyst-45树脂和nkc-9树脂中的一种或多种。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述分子筛催化剂选自丝光沸石、Y系列分子筛、ZSM系列分子筛、MCM系列分子筛、β系列分子筛和SAPO系列分子筛中的一种或多种，优选选自ZSM-5、MCM-22、丝光沸石、MCM-41、SAPO-11和SAPO-41中的一种或多种。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：任行涛，贾志光，杨光，庄书红，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：