[发明专利]一种混合C4

说明书

本发明公开了一种混合碳四生产烷基化原料的方法。含有异丁烯的碳四原料，依次通过装填有树脂催化剂的第一反应区、第二反应区和第三反应区，在不加抑制剂的情况下，在齐聚工艺条件下进行齐聚反应；其中，在第一反应区装填酸强度稍强且酸分布密集的酸性阳离子交换树脂Ⅰ，在第二反应区装填酸强度稍强且酸分布密集的低卤化型的酸性阳离子交换树脂Ⅱ，在第三反应区装填酸强度适中且酸分布适中的高卤化型的酸性阳离子交换树脂Ⅲ。本发明在取消抑制剂使用的情况下，达到较高的选择性和转化率，从而满足工业化生产需要，提高了工艺的经济性。

技术领域

本发明涉及一种混合C₄原料生产优质烷基化原料的方法，特别是在不加阻聚剂情况下，使混合C₄中的丁烯齐聚为C₈烯烃的方法。

背景技术

国务院下发《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》后，MTBE将无法添加在汽油池中，因此国内众多 MTBE 装置不得不进行改造。目前，与MTBE装置类似，改造费用低，且能完成正、异丁烯分离的成熟技术，仅有异丁烯齐聚技术。

异丁烯齐聚反应是在催化剂酸中心上生成极活泼的叔碳正碳离子，除二聚反应外，极易发生三聚及四聚反应，反应速率大，放热量高且集中。要控制三聚、四聚反应的发生，普遍认为，异丁烯齐聚时需要加入一种抑制剂来控制异丁烯的聚合反应速率，同时减少三聚、四聚反应的发。加入的这种抑制剂，普遍是含氧极性化合物，这种极性物质的作用是使得催化剂的酸性减弱并使得二聚和三聚物不易被活化而继续反应。

徐泽辉在《异丁烯二聚反应》中提出了，不加抑制剂叔丁醇时异丁烯齐聚按正碳离子反应机理进行。但是添加后，反应机理有所改变，叔丁醇先在催化剂表面形成新的活性物，然后此活性物再与异丁烯反应生成二异丁烯。因此，异丁烯的选择性与叔丁醇的添加量直接相关。

但是，对于工业化装置来说，抑制剂的加入会带来三个明显的问题。（1）由于抑制剂作为原料参加反应，所以是消耗品，而大多数抑制剂属于危化品，炼厂要长期解决此种危化品的运输及存储问题，在企业安全上会增加负担。（2）抑制剂的价格较贵，按6000元/吨计算，如果抑制剂消耗量按原料质量的1%计算，则原料处理量20万吨/年计算，需要0.2万吨/年的抑制剂，所以每年购买的抑制剂约为1200百万元，成本巨大。（3）由于产品中会残留含氧抑制剂，所以还要考虑抑制剂的回收问题。如果要回收，就需要建精馏塔，不仅增加固定成本投资，还会在后期增加操作费用。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种混合C₄生产优质烷基化原料的方法。本发明不仅可以有效解决正、异丁烯分离和烷基化装置原料不足的问题，还可以避免在异丁烯齐聚过程中添加阻聚剂，既可以大幅降低投资及运行成本，简化了操作步骤，还极大地提高了技术的经济效益。

本发明通过对齐聚催化剂沿反应器轴向进行不同酸强度和酸分布的梯度级配装填，同时对反应温度、压力、空速进行耦合，来控制反应热的放出及三聚、四聚产物的生产。

异丁烯齐聚反应通常包括几个串联的反应器，因此可将几个串联的反应器或几个床层看成一个统一的齐聚反应区。如果将串联的反应器个数或床层逐渐增加，并降低反应器或床层的入口温度，则逐渐趋近于等温床反应，但是反应器个数增加既会增加成本，又不利于简化操作，因此本发明综合考虑反应特点、投资成本及操作后，形成了如下方法。

一种混合C4生产优质烷基化原料的方法，包括以下内容：

含有异丁烯的碳四原料，依次通过装填有树脂催化剂的第一反应区、第二反应区和第三反应区，在不加入抑制剂的情况下，在齐聚工艺条件下进行齐聚反应；其特征在于，在第一反应区装填酸强度稍强且酸分布密集的酸性阳离子交换树脂Ⅰ，在第二反应区装填酸强度稍强且酸分布密集的低卤化型的酸性阳离子交换树脂Ⅱ，在第三反应区装填酸强度适中且酸分布适中的高卤化型的酸性阳离子交换树脂Ⅲ。