一
、概述
丁烯-1是一種化學性質較活潑的α-烯烴
,是煉廠混合C4和蒸汽裂解裝置副產C4的主要組分之一
。高純度丁烯-1(98%以上)主要用於生產線性低密度聚乙烯(LLDPE)的共聚單體和聚丁烯(PB)的單體
,特別是PB因具有良好的的高溫蠕變性能
、較高的抗衝擊強度及耐熱
、耐磨性能
,尤其適宜作熱水管材
,故成為近年來迅速增長的熱塑性高分子材料
;同時
,丁烯-1的其它齊聚產品
,如二聚體1-辛烯和三聚體十二碳烯除可替代丁烯-1合成更好的LLDPE和HDPE外
,還可大量用於汽車和潤滑油添加劑
、合成洗滌劑
,表麵活性劑以及增塑劑
、印染劑
、乳化劑等
,用量逐年增加
。
目前
,全球丁烯-1生產路線主要有兩種
,一種是以乙烯為原料的齊聚工藝
,另一種是以C4烴為原料的抽提工藝
,後者約占總產能的64.5%
。我國吉林化工公司
、大慶石化公司
、齊魯石化公司
、撫順石化公司
、獨山子乙烯公司及上海石化均采用以C4烴為原料的抽提工藝
,而茂名石化公司
、盤錦石化公司
、天津聯合化學公司
、廣州石化等則采用乙烯二聚技術
。對於我國而言
,由於乙烯供需矛盾十分突出
,且價格較高
,所以采用乙烯二聚生產丁烯-1的技術路線麵臨生產成本偏高的巨大壓力
。對於碳四餾分通過抽提工藝得到丁烯-1的技術路線
,通常要經過丁二烯抽提或氫化除去丁二烯
、異丁烯醚化
、然後精密分離後得到純度較高的丁烯-1產品
,並同時副產富含丁烯-2的烴類混合物(主要是丁烯-2及正丁烷)
。與丁烯-1
、異丁烯和丁二烯相比
,丁烯-2的工業應用價值較低
,世界上大多數石化公司均把把富含丁烯-2的剩餘C4烴用作低價值燃料
。如果將這部分丁烯-2
,通過異構化反應轉化為丁烯-1
,然後再進行循環分離
,實現增產高純丁烯-1的目的
,對於提高碳四烴綜合利用價值
,提升企業經濟效益意義非常重大
。
二
、研究開發思路
對於丁烯-2雙鍵異構
,從熱力學角度,易在較高的溫度下進行
,但非臨氫高溫反應勢必帶來較多的副反應
,如骨架異構化
、裂解及聚合等副反應
,導致目的產物選擇性低
,更為重要的是副反應的發生會導致後續分離成本的顯著增加
;另一方麵
,高溫易於造成催化劑加速結焦
,使催化劑壽命縮短
。因此
,丁烯異構化技術的核心在於開發高選擇性高穩定性的催化劑
。
國外專利商已開發並工業應用的技術
,係采用堿金屬催化劑
,原料預處理麻煩
,易被空氣
、水汽及酸
、堿化學物質中毒
,催化劑壽命較短(約30天需要切換)
。
我公司通過催化劑優選
,確定采用ZSM-5分子篩為催化劑,並優化反應條件,實現丁烯-2高效轉化為丁烯-1
,且具有較高的催化劑穩定性
。
三
、主要操作條件
四
、技術指標
(1)丁烯-2單程轉化率在20%以上
,丁烯-1的選擇性高於96%
。
(2)催化劑單程壽命2000小時以上
。
五
、結論
該工藝同樣適用於丁烯-1異構製丁烯-2的技術
,對於優化四烯烴中分離工藝
,提高分離效率
,為烷基化油
、甲乙酮
、乙烯丁烯歧化等工藝提供優質的原料均具有重要意義
。