[发明专利]一种异丁烯叠合-加氢制备异辛烷的方法

说明书

本发明涉及一种异丁烯叠合‑加氢制备异辛烷的方法，其包括使氢气和包含异丁烯的原料在反应器中与叠合‑加氢双功能固体酸催化剂接触以发生叠合‑加氢反应。本发明方法中所采用的叠合‑加氢双功能固体酸催化剂为负载加氢活性组分的大孔强酸性阳离子交换树脂。本发明方法能有效地简化现有的异丁烯制备异辛烷的工艺，具有工艺简单、催化剂使用寿命长、异丁烯转化率高、异辛烷选择性高的优点，且能显著降低异丁烯制备异辛烷过程的生产成本。

技术领域

本发明属于异辛烷的制备技术领域，具体涉及一种异丁烯叠合-加氢制备异辛烷的方法。

背景技术

在全球禁用甲基叔丁基醚(MTBE)做为汽油高辛烷值添加剂的大趋势下，许多生产MTBE的装置都面临改造的问题，由于原料均为异丁烯，工艺也相近，最常见且低成本的做法是将MTBE装置进行间接烷基化工艺改造，异丁烯经二聚和加氢两个工序生产异辛烷。异丁烯的二聚反应属于低碳烯烃的齐聚反应，也称为叠合反应。成熟的间接烷基化技术主要有UOP的InAlk工艺、Snamprogetti与CDTECH联合开发的CDIsoether工艺、Fortum和KBR联合开发的NExOCTANE工艺、Lyondell和Kvaerner联合开发的Alkylate100^SM工艺、IFP的Polynaphtha Selectopol工艺和中国石化上海石油化工研究院的OilHyd工艺。这些工艺都使用两步法生产异辛烷，第一步是异丁烯叠合制异辛烯的反应，催化剂是磺酸树脂、固体磷酸、大孔分子筛或者硅铝复合氧化物，第二步是异辛烯加氢饱和制备异辛烷的反应，催化剂是Al₂O₃或SiO₂负载的贵金属Pd、Pt或非贵金属Ni的加氢催化剂。

以下就专利报道的相关技术对技术现状进行详细说明，不局限于上述各成熟技术。

美国专利US8188327B报道了来自FCC、乙烯裂解或脱氢工艺的碳四物料，经三个反应器、一个精馏塔和多段催化剂床层制备异辛烯和异辛烷的技术。物料经洗涤脱除碱性化合物后，投入第一反应器中，第一反应器分为上、下两段催化剂床层，上段为Pd掺杂的树脂催化剂催化丁二烯选择加氢脱除工段，下段为磺酸树脂催化剂催化一部分异丁烯叠合制异辛烯，同时催化一部分丙烯与水反应生成异丙醇的工段，第一反应器出口物料经精馏塔塔底分离出异辛烯后，塔顶物料投入第二反应器中，第二反应器为磺酸树脂催化剂催化第一反应器中未反应的异丁烯叠合制异辛烯的工段，第二反应器出口物料也导入前述精馏塔中，从塔釜分离出异辛烯，然后，将一部分或全部异辛烯导入第三反应器中，第三反应器为异辛烯在贵金属Pd或Pt的催化下加氢饱和制异辛烷的工段。其中，异丙醇被用于提高催化剂对二聚体异辛烯的选择性，其它不参与反应的碳四物料用来稀释异丁烯，增加撤热效果，提高异辛烯的选择性。丁二烯选择加氢催化剂床层用于保护下层的磺酸树脂叠合催化剂，通过减少结焦来增加叠合催化剂的寿命。

美国专利US7556728B报道了经酸性离子交换树脂催化低碳烯烃叠合生成的碳八烯烃混合物在氧化铝负载的Pt催化剂的催化下，加氢饱和制备异辛烷的技术。

美国专利US4324646A报道了混合碳四烯烃经硅铝复合氧化物催化叠合后，再经氧化铝负载的Pd催化剂催化加氢制得异辛烷的技术。

美国专利US2005080305A报道了异丁烯依次经叠合反应、吸附脱硫和加氢反应制备异辛烷的技术，叠合反应的催化剂是酸性磺酸树脂，吸附脱硫剂为大孔分子筛，加氢催化剂为Ni/SiO₂催化剂。

美国专利US5847252A报道了异丁烷依次经脱氢、叠合和加氢三个反应器制备异辛烷的技术，叠合反应器中装填固体磷酸催化剂，加氢反应器中装填氧化铝负载的Co-Mo或Ni-Mo催化剂。

美国专利US6274783B报道了异丁烯在催化精馏塔中经过叠合反应和加氢反应单反应器制备异辛烷的技术，在该催化精馏塔中，叠合催化剂和加氢催化剂可以分两层或多层交替装填，也可以混合装填，叠合催化剂为酸性阳离子交换树脂或分子筛，加氢催化剂为氧化铝或碳材料上负载的VIII族金属。