C4制异辛烷.pdf

制异辛烷C4一、异辛烷简介2,2,4-三甲基戊烷俗称异辛烷〔在主链的2位有一个甲基的称为“异”，在2位有两个甲基的称为“新”。但是出于习惯，还是把2,2,4-三甲基戊烷做“异辛烷”〕，是辛烷的一种异构体。异辛烷分子结构示意图异辛烷性状无色透明液体。溶于苯、甲苯、二甲苯、氯仿、乙醚、二硫化碳、四氯化碳、二甲基甲酰胺和降蓖麻油以外的油类，微溶于无水乙醇，几乎不溶于水。相对密度(水=1)0.69；相对密度(空气=1)3.9。熔点-107.4℃。沸点99.3℃。折光率(n20D)1.39157。闪点-12℃。易燃。有刺激性。易挥发。用途有机合成。溶剂。与正庚烷按比例混合测定燃料油的辛烷值。气相色谱分析标准。稀释剂。二、简介C4目前，世界上的C烃资源主要来自于石油炼制催化裂化过程和石4油化工蒸汽裂解制备乙烯过程中副产的C，其中约82％为炼油副产，4主要含有烷烃(正丁烷和异丁烷)、丁烯(异丁烯、1—丁烯和2—丁烯)及丁二烯。炼油厂的催化裂化装置、减黏裂化装置、焦化装置和热裂化装置都能副产C烃，但以催化裂化装置副产的C烃最多，占60％以44上。催化裂化装置副产C烃的数量又因裂化深度和催化剂而异，通常4为新鲜进料的10％～13％(质量分数)。催化裂化C馏分组成的特点是：4丁烷(尤其是异丁烷)含量高，不含丁二烯(或含量甚微)，其中丁烯质量分数约占50％左右。裂解C烃收率除与苛刻度有关外，还与裂解原4料有密切关系，假设以石脑油为裂解原料时，C4烃的产量约为乙烯产量的40％一50％(质量分数)。裂解C4馏分组成的特点是：主要以烯烃(丁二烯、异丁烯、正丁烯)为主，尤其是丁二烯含量高，烷烃含量很低。典型的催化裂化C馏分和裂解C馏分的组成见表l。从表l可看44出，催化裂化C馏分与裂解C馏分的丁烯含量相近，但催化裂化C444馏分中丁烷含量较高，而丁二烯含量甚少，故可不经别离丁二烯而直接使用；裂解C馏分则相反，因含有较多丁二烯，应先萃取精馏别离4丁二烯。三、利用现状C4在20世纪80年代以前，除了丁二烯被用作合成橡胶外，大部分的C馏分被当作工业或民用燃料使用。20世纪90年代以来，由于别4离技术的进步，C作为石油化工原料的应用获得了很大的发展，同时4由于居民燃料结构的改变，C综合利用技术的开发也更为紧迫。4近年来，随着我国原油加工深度的提升和乙烯生产能力的逐步提高，副产C必将越来越丰富。预计到2010年，我国C的总产量将44到达11.50Mt(蒸汽裂解C总量约为4.00Mt，其中丁二烯1.80Mt；催4化裂化C约7.50Mt)。目前，我国C在化工方面的利用率只有16%44左右，主要是将异丁烯转化为甲基叔丁基醚(MTBE)，还有部分1—丁烯用于制备甲乙酮，大部分炼油过程的C被当做燃料和液化气使4用，而美国、日本和西欧等工业发达国家利用率已到达了60%—90%。此外，随着我国轮胎工业的快速发展，丁基橡胶的消费量快速上升，对高纯度丁烯单体的需求量逐年增加，但是高纯度丁烯单体主要依靠进口。C馏分综合利用大型化生产技术开发过程中将会遇到很多技术4难点，主要有：(1)C馏分物理性质相近，尤其是沸点，异丁烯和正4丁烯的沸点只相差0.6℃，相对挥发度仅相差0.005，因此采用一般的物理方法很难将其别离，需要利用化学活性或先进的别离技术才能将其别离；(2)同分异构体组分的反应活性差异大，丁二烯活性最强，异丁烯次之，在混合烯烃利用时，要对催化剂的活性和装载量进行优化；(3)C馏分同分异构体之间还会发生异构反应，如正丁烯异构得4到异丁烯、2—丁烯与1—丁烯相互转化，异构混合物使得产品结构非常复杂，主产物的选择性降低；(4)C混合组分成分复杂，副反应4严重，既影响产物的选择性，又容易导致催化剂失活。C馏分综合利用大型化生产技术的关键是采用反应精馏技术。反4应精馏是通过精馏的方法将反应物与产物别离开来，以破坏可逆反应的平衡关系，使反应继续向生成产物的方向进行。采用反应精馏技术可以将反应产物及时移出反应区，抑制副反应的发生，提高产物的选择性，有效防止催化剂失活，延长催化剂使用寿命。除丁二烯萃取、MTBE生产技术外，我国尚缺乏大型化C利用4的成套装置和成熟技术，亟待开发C下游精细化深加工技术。如何4充分、合理地利用C资源，开掘C产品的潜在价值，提高炼油企业44经济效益，已成为我国石化企业关注的焦点和技术攻关方向之一。四、制异辛烷技术C41、间接烷基化技术间接烷基化技术是指将异丁烯叠合〔齐聚〕成异辛烯、异辛烯然后加氢为异辛烷的过程。这样获得的异辛烷组成和性质均与异丁烷-丁烯烷基化产物相似，但具有更高的辛烷值和更低的雷得蒸气压，且叠合和加氢反应均可采用成熟的固体催化剂，生产过程环境友好，因此近年来间接烷基化技术获得了迅速发展。特别是在美国，由于对MTBE的限制限用，一些MTBE生产商已开始采