混合碳四选择性加氢脱丁二烯制1-丁烯催化剂研究(3)
1.2 1-丁烯的概况
1.2.1 1-丁烯的基本性质
1-丁烯又名正丁烯，分子式C4H8，分子量56.11，无色气体。熔点-185.3℃，沸点-6.3℃。不溶于水，微溶于苯，易溶于乙醇、乙醚。主要用于制丁二烯、异戊二烯、合成橡胶等。
1.2.2 1-丁烯产品生产工艺
丁烯产品的生产工艺路线主要分为两大类：混合碳四分离方法和化学合成方法(乙烯二聚法)。
（1） 混合碳四分离方法
目前1-丁烯的生产主要以混合碳四分离方法为主，混合碳四一般来源是乙烯装置，其中含有丁烷、丁二烯、1-丁烯、2-丁烯、异丁烯等组分，这些组分的沸点相差很小。生产1-丁烯的难点在于如何脱除丁二烯和异丁烯。目前碳四馏分的分离方法有：分子筛吸附法；萃取精馏法；化学反应分离法。目前各生产装置普遍采用的是萃取精馏法和化学反应分离法。利用萃取精馏法（溶剂抽提）将1,3-丁二烯分离出；利用化学反应将异丁烯脱除，即使异丁烯与甲醇反应合成MTBE将异丁烯选择性脱除；利用选择加氢工艺将未分离干净的1,3-丁二烯加氢为单烯烃；再利用精密精馏把比l-丁烯轻或重的碳四分离掉，得到高纯度的1一丁烯产品。
脱除1,3-丁二烯的方法除萃取精馏外，还有加氢法及二者的组合。即将烃类蒸汽裂解产生的混合碳四不抽提丁二烯，直接进行选择加氢，将其中50%左右的1,3-丁二烯转化为1-丁烯；或者是萃取精馏法和加氢法二者的组合，即将其中绝大部分的1,3-丁二烯抽提分离，然后再进行选择加氢反应，将1,3-丁二烯转化为1-丁烯。脱除异丁烯的方法除了使异丁烯与甲醇醚化反应法外还有异丁烯水合反应法；异丁烯二聚的叠合反应法。但这些方法在生产高纯度1-丁烯的工艺中一般不采用，因为异丁烯的转化率低。
（2）化学合成方法
化学合成方法即乙烯二聚法，反应方程式为：
主反应 C2H4 +C2H4→C4H8；副反应C4H8 +C2H4→C6H12。化学合成生产1-丁烯采用Zegler-Netta型系列催化剂。
1.2.3 1-丁烯的应用
1-丁烯是一种重要的化工原料，主要用于共聚线形低密度聚乙烯(LLDPE)的单体和生产聚1-丁烯塑料。LLDPE发展迅速，国内生产能力约100×10 t／a，1-丁烯加入量一般在8％ ～10％(质量分数)。1-丁烯的生产工艺路线有多种，随着研究、设计、生产的深入，1-丁烯产品的工艺路线不断的完善和优化，使得1-丁烯产品的质量和经济效益在不断提高。
1.3 研究意义及目的
1.3.1 研究意义
烃类蒸汽裂解装置副产的混合碳四中通常含有40％～55％的1，3-丁二烯，其余为异丁烯、1-丁烯、2-丁烯和少量的丁烷、1，2-丁二烯和炔烃，其中1，3-丁二烯、异丁烯和1-丁烯沸点很接近，直接进行分离很难得到高纯度1-丁烯，再者，1，3-丁二烯是合成橡胶的重要原料，必须分离出将其利用。通常的加工流程为首先采用萃取精馏（溶剂抽提）的方法将1，3-丁二烯从碳四中分离出来，抽余碳四再进入MTBE装置，使其中的异丁烯与甲醇反应生成MTBE，从而通过化学反应的途径将异丁烯选择性地脱除，剩余的碳四是生产高纯度1-丁烯的优良原料，通过精密精馏可得到高纯度的1-丁烯。但通过溶剂抽提法从碳四中分离1，3-丁二烯时，往往分离不彻底，使剩余碳四中仍然含有少量的1，3-丁二烯，这些1，3-丁二烯在分离1-丁烯时会进入到1-丁烯产品中，造成1-丁烯产品达不到质量要求。因此，必须将剩余碳四中所含有的少量1，3-丁二烯脱除。选择性加氢是脱除碳四中1，3-丁二烯的有效方法，但在1，3-丁二烯加氢过程中，1-丁烯极易往2-丁烯异构，同时还会发生少量烯烃饱和加氢为烷烃的反应。因此，为了最大限度的抑制1-丁烯的异构化和饱和加氢反应，保证1-丁烯的高收率，除采用合适的工艺流程外，必须使用极具选择性的加氢催化剂。
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