[发明专利]制备丁二烯的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及制备丁二烯的方法和系统。

背景技术

丁二烯是一种重要的石油化工基础有机原料和合成橡胶单体，在石油化工烯烃原料中的地位仅次于乙烯和丙烯，用途十分广泛。它不仅可用于生产己二腈、1，4-丁二醇等有机化工产品以及用作粘接剂、汽油添加剂等，更主要的用途是合成顺丁橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)、丁腈橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯弹性体(SBS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂等多种橡胶产品。

工业上曾经采用过的丁二烯的生产方法主要有乙炔法、乙醇法、丁烯脱氢法、丁烷脱氢法、丁烯氧化脱氢法以及石油C4馏分分离法，其中石油C4馏分分离法是目前丁二烯的主要生产方法。但是，我国日益匮乏的石油资源导致丁二烯的生产成本越来越高且供应存在风险。

因而，目前制备丁二烯的手段仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种能够有效制备丁二烯的方法以及实施该方法的系统。

在本发明的第一方面，本发明提出了一种用于制备丁二烯的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：使乙烯基乙炔与氢气发生加氢反应，以便获得含有丁二烯的第一混合物；以及从所述第一混合物分离丁二烯。通过采用上述方法，能够有效地以乙烯基乙炔为原料制备丁二烯，安全可靠，并且可以显著降低生产成本。

根据本发明的实施例，可以采用的乙烯基乙炔来源并不受特别限制。根据本发明的实施例，乙烯基乙炔可以来源于乙炔二聚，乙炔可以是通过以煤作为原材料而制备的。我国煤炭资源丰富且价格较低，进一步发展以煤为源头的能源和化工产品是必然的趋势，同时，随着煤制乙炔新技术的不断成熟，乙炔是较廉价的化工原料。由此，可以进一步降低制备丁二烯的成本。

根据本发明的实施例，使乙烯基乙炔与氢气发生加氢反应的方式并不受特别限制。例如，可以在催化剂的作用下，使得乙烯基乙炔与氢气发生加氢反应。根据本发明的实施例，使乙烯基乙炔与氢气发生加氢反应的催化剂的类型并不受特别限制，只要能够使得乙烯基乙炔与氢气发生加氢反应即可。根据本发明的一个实施例，加氢反应的催化剂为负载型金属催化剂，其中，作为活性组分的金属为选自Pd、Cu、Co、Ni、Pt、Au、Ir、Ru和Fe的至少一种，载体为选自Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、ZnO、MgO、CaCO₃、分子筛、石墨烯、碳管和活性炭的至少一种。由此，可以进一步提高加氢反应的效率。

根据本发明的实施例，进行加氢反应的容器的类型也不受特别限制，可以是本领域中已知的任何可以用于进行加氢反应的容器。根据本发明的一个实施例，进行加氢反应的反应器可以为选自固定床反应器和流化床反应器的至少一种。由此，可以进一步提高加氢反应的效率。

根据本发明的实施例，用于进行加氢反应的原料的进料方式不受特别限制。根据本发明的一些实施例，还可以将反应原料例如乙烯基乙炔和氢气与其他气体，例如烷烃、烯烃、炔烃和惰性组分(也可以称为“惰性气体”)进行组合，一同引入到反应容器中。

根据本发明的实施例，从第一混合物中分离丁二烯的方法可以通过对所得到的第一混合物进行精馏，以便基于丁二烯与未反应完的乙烯基乙炔等物质的沸点差异来从第一混合物中分离出丁二烯。因而，根据本发明的一个实施例，可以对所得到的第一混合物进行第一精馏，由此，可以得到第二混合物和第三混合物，其中，所得到的第二混合物含有乙烯基乙炔以及沸点高于乙烯基乙炔的组分，所得到的第三混合物中含有丁二烯。发明人惊奇地发现，通过精馏方法从产物混合物(即第一混合物)中分离出丁二烯，安全可靠，并且可以有效地降低生产成本。根据本发明的实施例，第一精馏的条件并不受特别限制，根据本发明的具体实例，可以采用塔板数为50～120的精馏塔，其中，精馏塔的塔顶压力可以为0.08～0.18MPa，塔釜压力可以为0.1～0.2MPa，塔顶的温度可以为-20～0摄氏度，塔釜温度可以为-0～20摄氏度。由此可以见，利用本发明的方法，可以有效地在低温低压下进行分离，从而提高了分离丁二烯的效率和安全性能，工业实用性得到显著提高。根据本发明的实施例，分离得到的含有乙烯基乙炔的第二混合物可以返回至加氢反应器或进一步提纯后返回至加氢反应器，作为加氢反应的乙烯基乙炔原料。