[发明专利]一种加工丁烷的方法和装置

说明书

本发明涉及丁烷的加工领域，公开了一种丁烷的加工方法和装置。方法包括步骤：(1)将丁烷进行脱氢反应，得到脱氢产物；(2)将所述脱氢产物与马来酸酐相接触，所述脱氢产物中C₄以下端烯烃与马来酸酐进行共聚反应；(3)将步骤(2)得到的产物进行气液分离，得到气相产物和液固混合物；(4)将步骤(3)得到的气相产物进行气相分离得到碳四馏分，再进一步通过加氢反应得到丁烷作为循环料加入步骤(1)的脱氢反应中；(5)将步骤(3)得到的液固混合物进行分离，得到的固体产物为含有马来酸酐官能团的聚合物。可实现丁烷的加工利用并联产含有马来酸酐官能团的共聚物，可作为功能性材料的原料。

技术领域

本发明涉及丁烷加工领域，具体地，涉及一种加工丁烷的方法和装置。

背景技术

丁烷作为工业上生产碳四烃类物质的产物之一，目前主要的应用是作为燃料使用，经济价值过低。而如果转为碳四的烯烃，尤其是2-丁烯，则可以作为其他的合成反应的原料，具有更广阔的应用前景。

烷烃通过催化脱氢的方法可以得到烯烃。例如目前国际上已经工业化的丙烷、异丁烷的脱氢技术，主要包括UOP公司的Oleflex工艺、Phillips公司的Star工艺、AirProduct&Chemical公司的Catofin工艺、Snamprogetti SPA公司的FDB-4和Linde公司的Linde工艺等。

但是烷烃脱氢的产物是混合物，如丁烷脱氢后通常包括C1到C4的混合物烃以及氢气。而要分离出2-丁烯则需要进一步通过分离提纯。但是一来丁烷脱氢产物中某些烃类物质的沸点较低，二来丁烷脱氢产物中各组分的挥发度非常接近，这使得烃类物质的精馏分离变得困难，而且操作成本较高。虽然根据碳四烃类物质在不同介质中溶解度的不同，可以选取适当的溶剂进行萃取分离，但是，对于含量复杂的烃类混合物而言，选取选择性好、溶解度大、性质稳定、毒性小、腐蚀小和沸点低等要求的溶剂比较困难。CN101781387A公开一种马来酸酐/共轭二烯烃共聚反应的方法。

CN102212166B公开了一种双环戊二烯与马来酸酐共聚反应方法，在无需增加稳定剂和助稳定剂条件下，反应体系简单，产物易分离，制备聚合物微球表面洁净，粒径均一，形貌可控，分散性良好。

CN102690393A公开了一种C5混合-马来酸酐制备的含有功能性基团的共聚物。将C5混合物与马来酸酐交替共聚合，一步反应制备含有功能性基团的高度交联的共聚物，充分制用了C5混合物中的烯烃和二烯烃，未涉及C5以下低碳烯烃的情形。

因此要实现丁烷更有价值的利用，需要选择一种简单易行、便于操作、而且成本低廉的资源利用方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决丁烷的加工利用问题，提供了一种加工丁烷的方法和装置。可以实现将丁烷生产制备为含有马来酸酐官能团的聚合物，提供可作为生产功能性材料的原料。

为了实现上述目的，本发明提供一种加工丁烷的方法，包括步骤：(1)在脱氢催化剂存在下，将丁烷进行脱氢反应，得到脱氢产物；(2)在引发剂和有机溶剂存在下，将所述脱氢产物与马来酸酐相接触，所述脱氢产物中C₄以下端烯烃的部分或全部与马来酸酐进行共聚反应；(3)将步骤(2)得到的产物进行气液分离，得到气相产物和液固混合物；以所述气相产物的总重量为基准，所述气相产物中C₄以下端烯烃的含量为0.01重量％以下；(4)将步骤(3)得到的气相产物进行气相分离，将得到的碳四馏分在加氢催化剂存在下与氢气进行加氢反应得到丁烷，并作为循环料加入步骤(1)的丁烷中；(5)将步骤(3)得到的液固混合物进行分离，得到固体产物和液体，所述固体产物为含有马来酸酐官能团的聚合物，所述液体返回步骤(2)的所述有机溶剂中；其中，所述脱氢产物含有78～85重量％的C₄以下端烯烃。

本发明还提供了一种加工丁烷的装置，包括：脱氢设备、聚合设备、气液分离器、气相分离设备、加氢设备和液固分离器；其中，