[发明专利]制备2,3-二甲基丁烷的方法及所获产品的用途

说明书

本发明涉及制备2，3-二甲基丁烷的方法。已知2，3-二甲基丁烷(也称作 二双异丙烷)显示高辛烷值，例如等于104的RON(研究法辛烷值)，和较低的 蒸气压(38℃下51kPa)(Internal Combustion Engines and Air Pollution， 1974，E.F.Obert)。由此，寻求2，3-二甲基丁烷作为用于汽车的汽油的添 加剂，且非常有用的是开发出通过简单且直接的工艺制备所述产品的方法。

美国专利US 4 255 605描述了由包含丁烯-1、丁烯-2、异丁烷、正丁 烷和异丁烯的混合丁烯进料流制备2，3-二甲基丁烷的方法。该方法包括步 骤：(a)使混合丁烯进料流进行双键异构化以将丁烯-1转化为丁烯-2，(b) 将步骤(a)的流出物分馏成包含异丁烷、异丁烯和丁烯-1的塔顶流与包含正 丁烷和丁烯-2的塔底流，(c)使(b)中塔底流进行骨架异构化以将丁烯-2转 化为异丁烯，(d)将(c)中流出物与(a)中流出物混合并使混合流在(b)中分 馏，(e)使步骤(b)中塔顶流歧化以将异丁烯转化为乙烯和2，3-二甲基丁烯 -2，使丁烯-2转化为乙烯和正己烯更重的烯烃，(f)将(e)中流出物分馏为包 括C2和异丁烷的塔顶流、包括丁烯的侧流、和包括含2，3-二甲基丁烯-2和 正己烷的6碳烃和更重烃的塔底流，(g)使(f)中分离的所述侧流循环到步骤 (e)用于歧化，(h)将(f)中分离的所述塔底流氢化以制得正己烷和2，3-二甲 基丁烷，和(i)将2，3-二甲基丁烷作为产物分离。但是，该方法是长的多步 骤方法，且未使用包括氢化钨和含氧化铝的载体的负载型催化剂。

国际专利申请WO 98/02244描述了进行烷烃的复分解为它们的更高和更 低同系物的方法。由此能够使烷烃与自身反应并直接获得其更高和更低同系 物，更特别地在包含接枝和分散在固体氧化物上的金属氢化物的负载型催化 剂的存在下。实施例显示，能够使用线性或支化烷烃如乙烷、丙烷、丁烷或 异丁烷，和各种催化剂如接枝于硅石载体上的钽或钨氢化物。特别地显示了 在基于接枝到硅石之上的氢化钽的负载型催化剂的存在下异丁烷的复分解 实施例(在静态反应器中)。所述反应形成甲烷、乙烷、丙烷、新戊烷、异戊 烷和2-甲基戊烷以及少量的正丁烷和2-甲基己烷的混合物。并未提及形成 了2，3-二甲基丁烷。

国际专利申请WO 2004/089541描述了包括氢化钨和基于氧化铝的载体 的负载型烷烃复分解催化剂。公开了，烃复分解反应中使用的所述催化剂显 示了在形成线性(或正链)烃(即，具有线性链)方面极高的选择性，相对于形 成支化烃(即，具有支化链或者“异”形)。实施例特别地显示了丙烷的复分 解，其中基本上形成乙烷和丁烷，具有少量的甲烷、戊烷和C6同系物。所 述申请的教导建议，所述催化剂应在由线性烷烃形成支化烷烃方面具有极低 选择性；特别地，并非具体地提及形成2，3-二甲基丁烷(显示两个“异”形)。 另外，公开了该催化剂导致主要形成紧接地低于和高于初始烷烃的烷烃。

美国专利US 6 441 263和US 6 566 569，R.L.Burnett和T.R.Hughes 在J.Catal.，1973，31，55-64中的文章，以及A.S.Goldman，A.H.Roy， Z.Huang，R.Ahuja，W.Schinski和M.Brookhart在Science 2006，312， 257-261中的文章，也描述了用于将烷烃歧化为它们的较低和较高同系物的 反应，但是主要获得线性烷烃。

令人吃惊地发现，与特别是国际专利申请WO 2004/089541的教导相反， 异丁烷复分解反应中使用的、包含氢化钨和基于氧化铝的载体的负载型催化 剂，在2，3-二甲基丁烷的形成方面显示极高选择性。特别地发现，所述选择 性可以比相同的但是在包含氢化钽和硅石载体的负载型催化剂的存在下进 行的反应高高达3倍。另外，所述结果是更加令人吃惊的，因为异丁烷复分 解反应应当已导致主要形成紧接地高于或低于异丁烷的烷烃，也就是说分别 是C5和C3烷烃，而非C6和C2烷烃。由此得出，该反应变为直接且简单地 制备2，3-二甲基丁烷的令人感兴趣的路线，且所述制备形成本发明的目的。

本发明涉及制备2，3-二甲基丁烷的方法，其特征在于，使异丁烷在反应 区中与包括氢化钨和含有氧化铝的载体的负载型催化剂接触，由此形成包含 2，3-二甲基丁烷的反应混合物。