[发明专利]一种液相法制备异戊二烯的方法

说明书

技术领域：

本发明是关于一种异丁烯和/或叔丁醇，与多聚甲醛和/或甲醛水溶液反应制造异戊二烯的方法。

背景技术

异戊二烯是生产异戊橡胶的重要原料，异戊橡胶由于其结构和性能上均接近于天然橡胶而应用越来越广泛。目前异戊二烯的生产方法包括裂解C5馏分萃取蒸馏法、脱氢法、化学合成法等。其中化学合成法包括异丁烯-甲醛法、乙炔-丙酮法、丙烯二聚法等。利用烯醛法合成异戊二烯已经在俄罗斯和日本实现工业化，发生的化学反应如下：

该反应过程通常是通过液相两步法的方法实现的，第一步异丁烯与甲醛在酸性催化剂作用下缩合生成4，4-二甲基-1，3-二氧六环(DMD)，第二步DMD在酸性溶液催化作用下裂解生成异戊二烯、甲醛以及水。关于这两个过程，俄罗斯专利RU2085552，俄罗斯专利RU2098398，俄罗斯专利RU2099318，俄罗斯专利RU2203878，俄罗斯专利RU2280022，美国专利US4511751，欧洲专利EP0106323均有介绍。

在日本专利CN200480008845.X中描述了一种制备异戊二烯的方法，将异丁烯和甲醛通入带有多层挡板的搅拌反应釜中，生成的中间品DMD进一步裂解生成异戊二烯。该工艺采用釜式反应，即使釜中纵向安装挡板其返混依然较大，生成的异戊二烯易于与裂解产生的甲醛反应生成甲基二氢吡喃，而且其反应体系中有高达10％的高沸物，高沸物的存在加剧了副产物的发生。

在俄罗斯专利RU2280022C1中，将第一步生成的中间品DMD加入大量叔丁醇或者异丁烯后，通入管式反应器中进行催化裂解生成异戊二烯。加入异丁烯或者叔丁醇虽然可以中和反应产生的甲醛，但过量的异丁烯和甲醛势必带来较高的能量消耗，而且管式反应中，生成的异戊二烯在离开体系前经过较长的管程，会生成大量的副产物。

现有的制备异戊二烯的方法难以克服副产甲醛与产品异戊二烯反应生成大量副产物的问题，或是为克服这一问题造成大量的能量消耗，因此尚没有一种有效的制备异戊二烯的方法克服以上问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液相法制备异戊二烯的方法，可以有效减少副产物甲醛与产品异戊二烯反应，提高异戊二烯收率，副产物减少，能耗降低。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

提供一种液相法制备异戊二烯的方法，包括以下步骤：

a)异丁烯和/或叔丁醇，与多聚甲醛和/或甲醛的水溶液，在酸性催化剂存在下进行反应，得到含中间产品DMD的反应溶液；

b)将步骤a)得到的含DMD的反应溶液在经过纯化之后和/或没有经过纯化的情况下连续通入到位于降膜反应器之内顶部的混合器中或任选地加入低沸点惰性溶剂进行稀释，所得到的经低沸点惰性溶剂稀释后的溶液连续通入位于降膜反应器之内顶部的混合器中中，同时在该反应器内的混合器中加入酸性水溶液，两者经过混合形成裂解液之后被分布到反应器壁，在沿反应器壁下流的过程中进行热裂解反应；

其中在步骤b)中裂解生成的异戊二烯和所述任选的低沸点惰性溶剂的一部分一起从反应器顶部蒸出而制得异戊二烯粗产品，其中含甲醛的裂解母液从反应器底部采出。