[发明专利]一种制备异戊烯的方法

说明书

本发明提供了一种以异戊烷为起始原料制备异戊烯的方法。将异戊烷与丁烯混合，溶于适量有机酸，在酸性催化剂作用下，异戊烷转化成为异戊烯。反应物料可通过分离得到富含异戊烯的混合碳五产品，还可以副产有机酸仲丁酯。该转化反应条件温和，能耗低；工艺简单，对设备设施要求低，可显著降低生产成本。

技术领域

本发明涉及一种以异戊烷为起始原料制备异戊烯的方法。

背景技术

异戊烷，又称2-甲基丁烷，化学式为C₅H₁₂，是无色透明的易挥发液体，有令人愉快的芳香气味。主要用于有机合成，也作溶剂。

异戊烯，是2-甲基-2-丁烯和2-甲基-1-丁烯的统称，化学式为C₅H₁₀，是无色易挥发的液体，有不愉快的气味，不溶于水，溶于乙醇等多数有机溶剂，属低闪点易燃液体。异戊烯作为一种重要的有机中间体，最主要的工业用途是与甲醇发生醚化反应生产汽油抗爆剂TAME(甲基叔戊基醚)；也可以用于生产增香剂、香料、农作物的保护剂，例如叔戊基酚以及2,4-二叔戊基酚系列抗氧剂。

异戊烯的主要来源是通过分离碳五馏分而得。碳五馏分是石油炼厂催化裂化过程、石油化工厂裂解制乙烯的副产品，其中异戊烷的含量比较高。寻求将异戊烷转化成为异戊烯的方法是具有重要工业化价值的。

已经公开报道的具有代表性的合成异戊烯的方法有以下几个。

中国专利CN200410065355.5公开了一种异戊烯的制备方法，使用异戊醇为原料，首先将异戊醇在活性氧化铝催化下、在350-400℃的温度下进行脱水反应得到主要是3-甲基-1-丁烯的混合气体；接着在列管式固定床反应器中进行异构化反应得到异戊烯产品，反应温度为500-520℃。

中国专利CN201310471507.0公开了一种2-甲基-2-丁烯的制备方法，使用抽余碳五中的正戊烯为原料，首先将抽余碳五进入填装ZSM-5钠型硅铝酸盐晶体分析筛的固定床反应器，在400-500℃下反应，原料中的正戊烯异构化为异戊烯；接着，将得到的混合物继续进入二段固定床异构化反应器，在大孔强酸性阳离子交换树脂的催化下，2-甲基-1-丁烯异构化为2-甲基-2-丁烯。

华东理工大学的徐泽辉博士在其2010年的博士毕业论文《异丁烯、异戊烯及其下游产品制备工艺的研究》第5章第68页中公开了一种异戊烯的制备方法，使用TAME为原料，在固体杂多酸催化剂作用下，TAME裂解成为异丁烯和甲醇，反应温度是170-220℃。

中国期刊《石油炼制与化工》1995年第26卷第11期第30页阐述了一种异戊烯的新来源，使用异戊烷为原料，在Pt/Al₂O₃催化下，在580℃下，异戊烷脱氢转化率为47％，异戊烯的选择性为75％，副产物是异戊烷在脱氢过程中裂解成为异丁烯。

可见，已公开报道的制备异戊烯的方法，大部分是在比较苛刻的条件下完成，异戊烯还可能会发生高温下的裂解副反应。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种简单易行、反应条件温和、增值显著的制备异戊烯的方法。

根据本发明的一个方面，本发明提供一种以异戊烷为起始原料制备异戊烯的方法，其特征在于：将异戊烷与丁烯原料混合，溶于有机酸，在酸性催化剂作用下，异戊烷转化成为异戊烯。反应后的混合物料可分离出富含异戊烯的碳五组分，还可以副产乙酸仲丁酯。

本发明中，所述丁烯原料为包含有正丁烯、顺丁烯或反丁烯中的一种或多种的碳四组分，组分中还可以包含正丁烷，也可以包含少量的异丁烷、异丁烯。所述丁烯原料优选为把石油炼厂的醚后碳四通过分离异丁烷轻组分而提浓得到的富丁烯组分。

本发明中，所述异戊烷与丁烯的摩尔比是10:1到1:10，优选为1:1到1:5，进一步优选为1:2到1:3。