[发明专利]2-甲基-1-丁烯异构化为2-甲基-2-丁烯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种2-甲基-1-丁烯异构化为2-甲基-2-丁烯的方法，特别涉及将粗异戊烯通过由磺酸基阳离子交换树脂构成的固定床催化剂床层进行异构化反应，以提高粗异戊烯中2-甲基-2-丁烯含量的方法。 

背景技术

异戊烯是一种重要的化工原料，用于生产树脂和农药中间体等。异戊烯通常是2-甲基-2-丁烯和2-甲基-1-丁烯的混合物，由于对大多数反应仅2-甲基-2-丁烯为活性成份，故异戊烯的2-甲基-2-丁烯含量越高应用价值也越高。 

异戊烯主要存在于催化裂化汽油的碳五馏份或石脑油裂解制乙烯副产的碳五馏份中。由于这些碳五物料中含有许多沸点十分接近的化合物，异戊烯从中分离并不容易。目前最多采用的分离方法是甲基叔戊基醚裂解法，即碳五馏份与甲醇反应生成甲基叔戊基醚，然后精制得到高纯度甲基叔戊基醚，再高温裂解获得粗异戊烯。由此得到的粗异戊烯中2-甲基-2-丁烯/2-甲基-1-丁烯通常为(1～5)/1，2-甲基-2-丁烯含量相对较低。因此通常需将粗异戊烯再进行异构化反应，使其中的2-甲基-1-丁烯转化为2-甲基-2-丁烯，以提高2-甲基-2-丁烯的含量。如中国专利ZL01105415.8和ZL01105416.6所介绍的，它将粗异戊烯通过磺酸基阳离子交换树脂固定床催化剂床层进行异构化反应，从而提高粗异戊烯中2-甲基-2-丁烯的含量，该方法能将粗异戊烯中2-甲基-2-丁烯与2-甲基-1-丁烯的质量比由(1～5)提高至(7～14)/1，整个工艺过程较先前的技术也更为简单。 

但是，在异构化反应进行的同时，2-甲基-2-丁烯以及2-甲基-1-丁烯各自或相互间都很容易发生二聚反应，上述方法在一般情况下产物中二聚物含量会达到4wt％左右。虽然通过精制过程可将二聚物除去，但这将导致产物得率的降低和能耗的增加。另一方面，二聚反应的反应热还会使得催化剂床层温度产生异常波动，使异构化反应难以平稳地控制。 

发明内容

本发明提供了一种2-甲基-1-丁烯异构化为2-甲基-2-丁烯的方法，用于提高粗异戊烯中2-甲基-2-丁烯的含量。本发明解决的技术问题是有效地抑制了异构化反应过程中2-甲基-2-丁烯以及2-甲基-1-丁烯各自或相互间二聚反应的发生。 

以下是本发明具体的技术方案： 

一种2-甲基-1-丁烯异构化为2-甲基-2-丁烯的方法，用于提高粗异戊烯中2-甲基-2-丁烯的含量。该方法包括在粗异戊烯中加入叔戊醇，然后将其通过由磺酸基阳离子交换树脂构成的固定床催化剂床层进行异构化反应，使粗异戊烯中的2-甲基-1-丁烯转化为2-甲基-2-丁烯。叔戊醇的加入量以粗异戊烯为基准，为0.1～2.0wt％；磺酸基阳离子交换树脂的质量交换容量为3～5.5mmol/g；质量空速为1～35hr^-1；反应温度为18～45℃；反应压力为0.3～1.0MPa。 

上述叔戊醇的加入量以粗异戊烯为基准，最好为0.2～1.5wt％；磺酸基阳离子交换树脂的质量交换容量最好为4～5.5mmol/g；质量空速最好为5～20hr^-1；反应温度最好为25～35℃；反应压力最好为0.4～0.8MPa。 

本发明对异构化反应的原料要求并不严格，可以是高纯度的异戊烯，即不含有其他杂质，也可以是含有其它碳五烯烃或烷烃，或含有甲基叔戊基醚等化合物的粗异戊烯，通常可将甲基叔戊基醚的裂解产物经水洗脱除甲醇后直接作为原料。而原料中2-甲基-2-丁烯与2-甲基-1-丁烯的质量比在(1～5)/1的范围内均能使异构化反应顺利进行，因此操作弹性较大。通过异构化反应后，得到的产物中2-甲基-2-丁烯与2-甲基-1-丁烯的质量比可提高至(7～14)/1。 

本发明的关键是在异构化原料通过催化剂床层前先加入了适量的叔戊醇，发明人通过实验发现，这对抑制异构化反应过程中二聚反应的发生非常有效。理论上推测，二聚反应比异构化反应要求催化中心具有更高的酸强度，当叔戊醇加入反应物料后，将吸附于树脂表面，使得树脂的酸强度适度降低。降低后的酸强度足以满足异构化反应的进行，然而却能大大降低二聚反应的反应速率，从而有效抑制二聚反应的发生。 

异构化后的产物可采用一般的精馏方法进一步进行精制，侧线产出高含量2-甲基-2-丁烯的高纯度异戊烯。由于叔戊醇沸点较高，很容易与异戊烯分离，不会对异戊烯产品质量产生任何不良影响，精制后的异戊烯的纯度可达99％以上。