[发明专利]采用N-甲基吡咯烷酮萃取高纯度1,3-丁二烯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烷类化工产品，特别是一种采用N-甲基吡咯烷酮萃取蒸馏方法分离与精制高纯度1，3-丁二烯的技术，适合于化工合成1，3-丁二烯。 

背景技术

丁二烯分子内的C-C单键内旋转分为顺式和反式构型。反式构型分子稳定。该品为具有微弱芳香气味的无色气体，易液化。熔点-108.9℃，沸点-4.41℃，相对密度0.6211(20/4℃)，凝固点-108.91℃，闪点＜-6℃，折射率1.4292(25℃)，临界温度152℃，临界压力4326.58kPa，临界密度0.245g/cm3。与空气形成爆炸性混合物，爆炸极限2％-11.5％(vol)。溶于醇和醚，也可溶于丙酮、苯、二氯乙烷、醋酸戊酯和糠醛、醋酸铜氨溶液中。不溶于水。在氧气存在下易聚合。贮存时可加少量(1％以下)叔丁基邻苯二酚、对苯二酚、混甲酚、二芳基胺基化合物等作稳定剂。 

丁二烯是生产合成橡胶(丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶)的主要原料。随着苯乙烯塑料的发展，利用苯乙烯与丁二烯共聚，生产各种用途广泛的树脂(如ABS树脂、SBS树脂、BS树脂、MBS树脂)，使丁二烯在树脂生产中逐渐占有重要地位。此外，丁二烯尚用于生产乙叉降冰片烯(乙丙橡胶第三单体)、1，4-丁二醇(工程塑料)、己二腈(尼龙66单体)、环丁砜、蒽醌、四氢呋喃等等。因而也是重要的基础化工原料。丁二烯在精细化学品生产中也有很多用处。以丁二烯为原料制取的精细化学品。主要有以下几个方面。(1)与缺电子嗜双烯化合物发生狄尔斯-阿尔德反应，制得蒽醌，其衍生物是重要染料中间体、杀菌剂和杀虫剂。(2)与顺丁烯二酸酐(简称顺酐)反应，进而缩合，制得四氢苯酐，可作聚酯树酯、环氧树脂的固化剂和增塑剂。四氢苯酐再经硝酸氧化，可得丁烷四羧酸，是制造水溶性漆的原料。同样四氢苯酐加氢制得六氢苯二甲酸酐，可用作为环氧树脂的固化剂。(3)与二氧化硫作用，生成环丁烯砜，然后配制成水溶液在骨架镍催化剂存在下加氢，制得环丁砜，是芳烃萃取用的选择性溶剂。环丁砜和二异丙醇胺的混合物可用脱二氧化碳气体用。(4)丁二烯的线型调聚反应在工业上很有用处。线型二聚后得到八碳直链烯烃，再经醛化、加氢即得壬醇，在合成香料、表面活性剂、润滑油添加剂方面都有重要用途。用钴络合物作催化剂，其二聚、三聚、四聚体，都是合成高级醇和大环麝香的原料。 

原有技术为丁烷脱氢成丁烯，丁烯脱氢生成1，3-丁二烯两步反应在一个反应器中同时进行。反应时间一般为5-15min，催化剂寿命一般为18-24个月，但由于受热力学平衡影响，转化率低，反应条件苛刻，再生、反应，切换频繁，原料的有效利用率较低，和后来发展起来的丁烯氧化脱氢，裂解副产C4馏分等来源的1，3-丁二烯无法竞争，所以逐渐被淘汰或改建。采用丁烷催化脱氢生产1，3-丁二烯工艺流程。丁烷脱氢过程得到丁烯和1，3-丁二烯两种产品，反应也是强吸热反应，必须在500℃以上高温、较低的丁烷分压及有催化剂存在下进行。丁烷脱氢工业装置的反应温度在600℃左右，通过缩短接触时间来保持较低的单程转化率来制取1.3-丁二烯，不能得到高纯度的1.3-丁二烯。 

发明内容

本发明所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，采用蒸馏方法分离与精制高纯度1，3-丁二烯的工艺流程。采用N-甲基吡咯烷酮萃取蒸馏方法分离与精制高纯度1，3-丁二烯的工艺流程。N-甲基吡咯烷酮对1，3-丁二烯溶解度较大，选择性较好，本身热稳定性好，操作条件下基本不分解。其特点是采用含少量水的N-甲基吡咯烷酮为溶剂，两次吸收，两次精馏得到聚合级1，3-丁二烯。产品1，3-丁二烯收率可达98.5％，纯度为99.8％～99.9％，炔烃含量＜50μg/g。 

为实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案： 

一种采用N-甲基吡咯烷酮萃取蒸馏分离与精制高纯度1，3-丁二烯的方法，其特征在于采用含少量水的N-甲基吡咯烷酮为溶剂，将含1，3-丁二烯的C4馏分两次吸收，两次精馏得到纯度为99.8％-99.9％，炔烃含量＜50μg/g的聚合级1，3-丁二烯。 

本发明所述的方法，其中溶剂萃取蒸馏法采用一段或两段萃取蒸馏；在一段萃取蒸馏过程中首先采用普通蒸馏的方法分出炔烃，再经萃取蒸馏分出烷烃和烯烃，再经精密精馏得到聚合级1，3-丁二烯。 

本发明所述的方法，其中预先将含1，3-丁二烯的C4馏分经选择加氢脱除炔烃后再进行萃取蒸馏；其中选择加氢过程在气相或液相进行，所用催化剂有载于氧化铝或氧化硅上的钯、氧化铜或氧化铬。