[发明专利]流化床烯烃歧化制四甲基乙烯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种流化床烯烃歧化制四甲基乙烯的方法。

背景技术

四甲基乙烯，即2,3-二甲基-2-丁烯作为一种高附加值的烯烃产品，可用于农药和香料的中间体，是合成菊酸的主要原料。同时又用于生产香料和其它农用化学品等，尤其用其代替新己烯生产吐纳麝香香料，具有成本低、产品质量稳定等优点。四甲基乙烯的合成很受重视。目前工业上四甲基乙烯的常规制备方法是通过丙烯二聚合反应生成，采用的催化剂为均相配合催化剂。通过烯烃歧化技术，可将相对过剩低附加值的C4烯烃转化成高附加值的四甲基乙烯。

烯烃歧化(Olefin metathesis)是一种烯烃的转化过程。通过在过渡金属催化剂(如W，Mo，Re等)的作用下，烯烃中C=C双键的断裂和重新形成，从而可获得新的烯烃产物。我们可以从下列的反应式简单地表示烯烃的歧化过程：

在反应式中的R₁，R₂，R₃，R₄分别代表不同的烷基或氢原子。其中若为同一种烯烃的歧化反应(如式1)称为自身歧化(self-metathesis)；而不同的烯烃之间的歧化反应(式2)则称为交叉歧化(cross-metathesis)。

US20030204123报道了以异丁烯为原料制备四甲基乙烯的技术。该技术采用的催化剂为氧化钨负载在氧化硅上，反应温度为343℃,反应压力为5bar。按专利方法制备的催化剂评价结果显示四甲基乙烯的选择性为42%，收率为8%。

以上文献中的方法在用于烯烃歧化制四甲基乙烯的反应时，均存在催化剂快速结焦失活使催化剂寿命短的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在催化剂快速结焦失活使寿命短的问题，提供一种新的流化床烯烃歧化制四甲基乙烯的方法，该方法具有催化剂使用寿命长的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种流化床烯烃歧化制四甲基乙烯的方法，以异丁烯为原料，在反应温度为360～500℃，反应压力以绝压计为0～1MPa，重量空速为1～20小时^-1的条件下，原料与流化床催化剂接触反应生成含四甲基乙烯的物流，其中所用的流化床催化剂以重量份数计包括以下组份：a) 1～20份的氧化钨；b) 80～99份的氧化硅载体。

上述技术方案中，反应温度的优选方案为380～450℃；反应压力的优选方案为0.4～0.6MPa；重量空速的优选方案为4～8小时^-1；氧化钨以重量份数计用量的优选方案为2～16份，更优选方案为4～12份。所述流化床催化剂粒径优选范围为30～100微米，更优选范围为50～90微米。所述流化床催化剂堆密度优选范围为0.6～0.8千克/升。所述流化床催化剂磨损指数优选范围为0.5～0.7%小时^-1。

催化剂的制备工艺包括制浆、喷雾成形、焙烧三步骤。通常先将介孔分子筛载体加适量的去离子水浸泡，同时加入活性组分钨源，然后以高剪切打浆搅拌，再加要求量的粘结剂。对催化剂的强度及性能而言，各种原料的加料次序变化并无大的区别，因而可根据需要任意调节加料次序。这样所制备的浆料为均匀的悬浮液，一般可放置24小时而不明显分层。

通常浆料的固含量为25～45%，为减少水的蒸发量，减少能耗，固含量应尽量高些。浆料在进口温度600℃、出口350℃条件下，喷雾干燥造粒成型，得含少量水的微球颗粒，再在马弗炉中550℃焙烧4小时。

制得的微球颗粒催化剂干燥得催化剂样品。将样品按标准测定磨损指数、堆密度及颗粒度，测试其物化指标。

本发明中钨源可为钨酸、钨酸钠、钨酸铵、偏钨酸铵中的一种，较好的钨源为偏钨酸铵。

上述技术方案制备的催化剂用于流化床烯烃歧化反应，本发明实施例为异丁烯歧化生成己烯。反应条件如下：流化床床反应器中，反应温度为360～500℃，反应压力以绝压计为0～1MPa，异丁烯的质量空速为1～20小时^-1。