25167-70-8 / 二異丁烯的應用

背景及概述^[1][2]

二異丁烯(DIB)又名2，4，4-三甲基-1-戊烯。無色液體。有臭味。分子量112.21。沸點101.2℃。相對密度0.7190。折射率1.4079。閃點-6℃。主要用作表面活性劑、合成橡膠增粘劑、環氧樹脂改性劑、聚氯乙烯穩定劑、紫外線吸收劑等。也用于生產對辛基酚、異壬基醇。工業上從煉廠或乙烯工廠的碳四餾分分離而得。使用磺酸型離子交換樹脂催化劑的烯烴如異丁烯的低聚反應在本領域是眾所周知的。

例如使用磺酸樹脂催化劑和叔丁醇(TBA)提高選擇性改性劑來生產二異丁烯(DIB)的異丁烯低聚反應。此外還有研究公開了使用磺酸樹脂催化劑A-15及以甲基叔丁基醚作為溶劑的異丁烯低聚反應；使用磺酸樹脂催化劑、TBA提高選擇性改性劑和異辛烷為稀釋劑的異丁烯選擇性低聚反應。在DIB生產中，已發現水最少化對減少有害的單元腐蝕和催化劑失活是必不可少的。但是，水通常會作為反應物雜質而進入反應區。一起送入的TBA的脫水反應也會產生水。

由于異丁烯和/或TBA料流可循環回反應區，反應過程中水會累積致使可能發生不希望的腐蝕和催化劑失活。上述方法已經述及DIB產物的純化方法，但是沒有一種方法能有效涉及水的有害作用。有研究使用兩個蒸餾塔將DIB與TBA分離的方法。DIB作為塔底物從第一蒸餾塔移出且未反應的C4從塔頂移出。將含DIB/TBA共沸物的側餾分送入第二蒸餾塔且將TBA作為塔底回收并循環回反應器。

但是，在使用側餾分的方法中，水和TBA分布在塔頂餾出物與側餾分之間，水極難從這兩股料流中除去，因為水和TBA互溶，因此，這些料流中存在的至少1％TBA卻足以使溶解其中的水不能用簡單的潷析步驟除去。總之，需要新的方法來通過異丁烯在磺酸型離子交換樹脂催化劑上的低聚反應生產二異丁烯，特別是需要能在低聚反應器中限制水量的方法。

結構

應用^[3]

二異丁烯可用作制取合成橡膠增粘劑的主要原料POP；各種表面活性劑；酚樹脂和環氧樹脂的改性劑；紫外線吸收劑；阻聚劑；聚氯乙烯穩定劑；增塑劑等，也用來生產對辛基酚；異壬基醇等有機合成中間體。其應用舉例如下：

可用于制備對二甲苯。對二甲苯是重要的有機化工原料，主要作為生產對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚對苯二甲酸丙二醇酯（PTT）和聚對苯二甲酸1,4-環己烷二甲醇酯（PCT、PETG）等聚酯的原料，在紡織、塑料、電子、涂料、染料和農藥等諸多領域應用廣泛。具體包括下述步驟：

1）在催化反應裝置中裝填組成為(Cr₂O₃)a(MnO)b(PM)c(Al2O3)1-a-b-c的芳構化-加氫雙功能催化劑，其中，下標a、b、c表示催化劑中各個組分的質量分數，a為0.01～0.3，b為0.001～0.05，c為0.0001～0.02；MnO中M為堿金屬Na、K、Rb、Cs或者堿土金屬Be、Mg、Ca、Sr、Ba，當M為堿金屬時，n=2，當M為堿土金屬時，n=1；PM為貴金屬Ir、Pd、Ru或Re；優選的，所述的MnO中M為Na、K、Cs、Mg、Ca、Ba。

優選的，所述的芳構化-加氫雙功能催化劑中，a為0.03～0.15，b為0.005～0.03，c 為0.0005～0.01。優選的，所述的Al2O3為γ-Al2O3或者θ-Al2O3。優選的，所述的芳構化-加氫雙功能催化劑通過浸漬法、沉淀法、溶膠凝膠法或機械混合法制備而成。

2）二異丁烯物料進入反應器催化床層，溫度為420～600℃，絕對壓力為0.01MPa ～2.0MPa下反應，所述的二異丁烯進料空速為0.1h-1～20h-1；優選的，二異丁烯物料進入反應器催化床層，溫度為450～550℃，絕對壓力為0.1MPa～1.0MPa下反應。優選的，所述的二異丁烯進料空速為0.1h-1～10h-1。

3）產物經過分離裝置分離后得到異辛烷和對二甲苯。所述的催化反應裝置可以是實驗室規模的反應器，例如等溫或絕熱的、微分或積分的、石英管、不銹鋼管材質的反應器，也可以是工業中常用的固定床、流化床、移動床、滴流床這些反應器。所述的分離裝置可以是實驗室規模的分餾裝置，例如精餾柱，也可以是公知的分離設備，例如填料塔、篩板塔、浮閥塔、閃蒸罐。

制備^[4][2]

方法1：混合碳四生產二異丁烯的工藝，步驟如下：

1)混合碳四及叔丁醇分別由計量泵打入靜態混合器中混合，然后經預熱后進入固定床反應器中，在樹脂催化劑的作用下進行異丁烯的二聚反應，二聚反應以汽液混相反應狀態進行；

2)反應器出口生成的二異丁烯產品進入精餾塔中進行分離，塔頂得到混合碳四，塔釜得到了二異丁烯產品。

方法2：從異丁烯生產二異丁烯的方法。所述方法包括首先將磺酸樹脂與包含異丁烯和叔丁醇的反應進料進行接觸來生成包含二異丁烯、異丁烯、叔丁醇和水的產物料流，將所述產物料流蒸餾來生成包含水和異丁烯的第一塔頂料流及包含二異丁烯和叔丁醇的第一塔底料流。將水從第一塔頂料流中分離出來，得到的富異丁烯料流循環回反應步驟。將第一塔底料流蒸餾來生成包含二異丁烯的塔底產物和包含叔丁醇的第二塔頂料流。

主要參考資料

[1] 簡明精細化工大辭典:

[2] 董凌云;彭光輝;孫叢叢;郭巖峰;張劍.混合碳四生產二異丁烯的工藝.CN201610404670.9，申請日20160607

[3] 宋煥玲;夏春谷;朱剛利;李品紅.一種由二異丁烯制備對二甲苯聯產異辛烷的方法由二異丁烯制備對二甲苯聯產異辛烷.CN201310214315.1，申請日20130531

[4] N·C·M·B·尼柯爾斯;C·P·萊納奧多;D·W·雷斯宏.二異丁烯的方法.CN200980119662.8，申請日20090421