叔丁醇脱水制备异丁烯研究.pdf

箅39卷第2期
应用化工
Vol 39 No. 2
2010年2月
Applied Chemical Industry
Feb.2010
应用技术
、の、DDD、D、DA
叔丁醇脱水制备异丁烯研究
王艳飞,董炳利,周金波,李吉春
(中国石油兰州化工研究中心,甘啸兰州730060)
摘要:采用搅拌釜反应器,由叔丁醇脱水制备异丁烯,产物异丁烯存放时间及取样方式、反应温度和压カ对异丁
烯质量具有影响。优化结果表明,存放时间>2h,取样方式为钢瓶取样、,70-80℃,0.2~0.5MPa(表压)和塔顶采
出速率3-5kg/h为最佳实验条件。
关键词:叔丁醇;脱水;异丁烯;二异丁烯
中图分类号:TQ032.41
文献标识码:B
文章绳号:1671-3206(2010)02-0299-02
Study on dehydration of tert-butyl alcohol to isobutylene
WANG Yan-fei, DONG Bing-li, ZHOU in-bo, Lf Ji-chun
( Lanzhou Petrochemical Research enter, Petrohina, Lanzhou 730060, hina
Abstract Dehydration of tet-utyl alcohol to isobutylene was studied by timed autoclave reactor. The ex-
periment shows that the storage time, the method of sampling, the temperature and pressure of dehydration
reactions have ea impact on the quality of ibut lene The euls how that the optimum experimental
conditions are as follows the storage time is not more than 2 h, steel cylinder, 7080 , 020.5 MP
gauge pressure )and the extraction rate is 3.5 kg/h
Key words: tert-butyl alcohol dehydration; isobutylene; di-isobutylene
异丁烯是一种重要的基本有机化工原料,是合1.2实验方法
成橡胶的单体之一,主要用于制备丁基橡胶和聚异
实验采用自制20L搅拌釜式反应器。叔丁醇
丁烯,高纯异丁烯可用来生产丁基橡胶、聚昇丁烯、浸入大颗粒树脂催化剂,经缓慢加热,反应产生的气
甲基丙烯驌、抗氧剂、叔丁酚、叔丁胺等多种有机化体物质经冷凝后采出取样分析,对气体产物存放时
工原料和精细化学产品。无论是制备丁基橡胶还是间、取样方式及实验条件等进行优化。产物分析采
聚异丁烯,要求异丁烯的纯度精细。叔丁醇脱水反月用气相色谱仪进行分析。
应可以得到高纯度的昇丁烯,本文研究叔丁醇脱水
制备异丁烯,对异丁烯存放时间、取样方式及实验条
收
件等进行了优化。
取样
分析
1实验部分
1.1试剂与仪器
干燥器
叔了醇(质量含量85%),优级品;大颗粒树脂
催化剂为苯乙烯和二乙烯基苯交联聚合物,辅配
反应
定量的兼溶增效剂,经磺化后挤压成型,主要物性指
图1叔丁醇脱水反应装置示意图
标如下:粒度5mm×Smm,交换当量(干催化剂)
Fig. 1 Reactor diagram of tert-butyl alcohol dehydration
大于350mol/g,雄密度500~650kg/m3,比表面2结果与讨论
积S0.0~150m2
2.1存放时间的影响
Agilent公司6890N气相色谱仪;20L搅拌釜式
实验分别取5组样品,同等条件下室温分别存
反应器自制(见图1)。
放不同时河,然后进行分析,结果见表1。
收稿日期:2009-117修改稿日期:2009-12-11
作者简介:王艳飞(1982-)女,山东东营人,中国石油兰州化工研究中心助工程师,硬土,师从李吉春教授,主要从事
碳四综合利用研究。电话:0931-7982697,Eーmail: wangyu0412@163.cm
应用化工
第39卷
表1存放时间对异丁烯的影响
Table 1 The effect of storage time on isobutylene
存放时间/h
正丁烷/
t-2-丁/%
c-2.丁烯/%
1丁烯/%
异丁烯/%
异丁烯/%
0.06
0,11
1.34
0.11
3.75
0.1
2.28
4,17
10,38
0.12
8
61.2
由表1可知,随着存放时间的延长,异丁烯逐渐时进行,最佳条件为≯2h。
异构化,转化成正丁烷、顺-2-丁烯、反2-丁烯和1-丁2.2职样方式的影响
烯,且时间越长,异构化越严重。主要原因在于收集
实验中采用气体取样袋、气体取样球胆和取样
样品带有一定的温度,在同等条件下存放,异丁烯异钢瓶对产物进行取样分析,相同实验条件下与在线
构化存在一定的可能性。因此,对产品分析应该及分析结果进行对比见表2。
表2取排方式对异丁烯的影陶
Table 2 The effect of the method of sampling on isobutyl
取样方式
正丁烷/
-2-丁烯/%
c-2-丁烯/%
1-丁烯/%
异丁烯/%
异丁烯/%
对比样品
99,69
气体取样袋
0.1
0.98
0.22
气体取样球胆
78
0,64
0.1
取拌钢瓶
0.22
0.21
由表2可知,不同的取样器对产物的异构化有条件下,在相对低温条件下副产物产率基本维持不
着一定的影响,其中气体取样球胆影响最大,取样钢变,随着温度的升高,副产物二异丁烯收率也随之増
瓶对目标产物品质影响最小。因为气体取样球照的加。较佳的反应温度为70~80℃。
材质为橡胶,对异丁烯异构化有着一定的促进作用,2.3.2反应压力的影响固定反应温度为70℃,
取样钢瓶材质为耐压不锈钢,对于产物的品质影响考察了反应压力对副产物二异丁烯产率影响,见
不大,适用于产物的收集取样。
图3。
2.3实验条件优化
2.5F
叔丁醇脱水反应可制取高纯度异丁烯,文献证
明叔丁醇的强极性和较大的空间位阻,能使催g2?
化剂表面性能(电性能和空间位阻)发生变化,易生惠5
65
成副产物二异丁烯。本文采用单变量实验法,考察
60擊
了温度、压力和塔顶采出速率等实验参数的影响。
55
2.3.1温度的影响固定反应压力为0.2MPa,考
二异了烯含量150
0.5
察了反应温度对副产物二异丁烯产率影响,见图2。
叔了转化率」45