[发明专利]一种混合碳四生产正丁烷的方法和装置

说明书

本发明涉及混合碳四生产正丁烷领域，公开了一种混合碳四生产正丁烷的方法和装置。方法包括：(1)在引发剂和有机溶剂存在下，将混合碳四与马来酸酐相接触，所述混合碳四中C₄端烯烃的部分或全部与马来酸酐进行共聚反应；(2)将步骤(1)得到的产物进行气液分离，得到气相产物和液固混合物；(3)将所述气相产物进行精馏分离，得到脱除异丁烷的产物；将所述脱除异丁烷的产物进行加氢反应得到正丁烷；(4)将所述液固混合物进行分离，得到的固体产物为含有马来酸酐官能团的聚合物。可以有效地利用混合碳四生产正丁烷，并联产含有马来酸酐官能团的共聚物，可作为功能性材料的原料。

技术领域

本发明涉及混合碳四生产正丁烷领域，具体地，涉及一种混合碳四生产正丁烷的方法和装置。

背景技术

正丁烷(n-butane)除直接用作燃料外，还用作亚临界提取溶剂、制冷剂和有机合成原料。正丁烷在催化剂存在下脱氢生成丁烯或丁二烯，在硫酸或无水氢氟酸存在下异构成为异丁烷，异丁烷催化脱氢生成异丁烯，异丁烷可作为烃化剂与烯烃反应生成抗爆性能好的支链烃。丁烷经催化氧化可制顺丁烯二酸酐、乙酸、乙醛等；经卤化可制卤代丁烷；经硝化可得硝基丁烷；在高温下催化可制取二硫化碳；经水蒸气转化可制取氢气。此外，丁烷还可做马达燃料掺和物以控制挥发成分；也可做重油精制脱沥青剂；油井中蜡沉淀剂；用于二次石油回收的流溢剂，树脂发泡剂，海水转化为新鲜水的致冷剂，以及烯烃剂格勒聚合溶剂等。近来研究发现，正丁烷是很好的蒸汽裂解原料。

常见的混合碳四资源有两大类，一类是从乙烯装置得到的，一类是由炼厂得到，如重整、催化裂化、焦化、热裂化、加氢裂化等单元所得。由炼厂所得的混合碳四馏分主要为丁烷(正丁烷和异丁烷)。乙烯装置得到的混合碳四中烷烃含量很低，其经过丁二烯抽提或醚化后，烷烃含量有所上升。

目前，碳四资源的利用，主要有以下几种方式。通过甲醇与异丁烯反应的醚化工艺，将异丁烯转化为甲基叔丁基醚(MTBE)，MTBE作为添加剂加入汽油，调节汽油的辛烷值。碳四烃类也可进行烷基化、芳构化，可以制得芳烃类物质或是高辛烷值汽油。碳四烃类，也可进行裂解，制备乙烯和丙烯等化工基础原料。纯的碳四资源，可以作为化工基础原料生产相关的工业产品。丁二烯可用于合成丁苯橡胶、顺丁橡胶和丁腈橡胶等橡胶制品。正丁烯可用于齐聚生产碳八、碳十二烯烃，可用于生产聚1-丁烯，还用于生产甲乙酮、醋酸正丁酯和顺酐等化工制品。异丁烯可用于生产MTBE、合成树脂和合成橡胶。正丁烷可用于生产甲乙酮、醋酸、顺酐等，也可直接用作发泡剂等。用于化工产品生产的诸多工艺中，对于某种碳四烯烃的纯度有较高要求，因此对混合碳四资源中的相关组份进行分离至关重要。

工业上，根据碳四烃类物质沸点的不同，可以采取精馏的方式进行烃类物质的分离。但是，一来某些烃类物质的沸点较低，二来混合碳四各组分的挥发度非常接近，这使得烃类物质的精馏分离变得困难，而且操作成本较高。虽然根据碳四烃类物质在不同介质中溶解度的不同，可以选取适当的溶剂进行萃取分离，但是，对于含量复杂的烃类混合物而言，选取选择性好、溶解度大、性质稳定、毒性小、腐蚀小和沸点低等要求的溶剂比较困难。

因此要提高混合碳四资源的有效利用，生产需要的化合物，如正丁烷，选择一种简单易行、便于操作、而且成本低廉的资源利用方法至关重要。

CN101781387A公开一种马来酸酐/共轭二烯烃共聚反应的方法。

CN102212166B公开了一种双环戊二烯与马来酸酐共聚反应方法，在无需增加稳定剂和助稳定剂条件下，反应体系简单，产物易分离，制备聚合物微球表面洁净，粒径均一，形貌可控，分散性良好。

CN102690393A公开了一种C5混合-马来酸酐制备的含有功能性基团的共聚物。将C5混合物与马来酸酐交替共聚合，一步反应制备含有功能性基团的高度交联的共聚物，充分制用了C5混合物中的烯烃和二烯烃，未涉及C5以下低碳烯烃的情形。

发明内容