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正丁烯異構(gòu)化工藝技術(shù)與其發(fā)展研究

文檔作者：＊李實(shí) 遲志明文檔來(lái)源：中石油華東設(shè)計(jì)院有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2023年02月07日
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2017·06 工藝與設(shè)備 Chenmical Intermediate 123
當(dāng)代化工研究
正丁烯異構(gòu)化工藝技術(shù)與其發(fā)展研究
＊李實(shí) 遲志明
（中石油華東設(shè)計(jì)院有限公司 山東 266071）
摘要：本文主要介紹了正丁烯異構(gòu)化工藝技術(shù)的發(fā)展歷程，并對(duì)正丁烯異構(gòu)化工藝技術(shù)未來(lái)的發(fā)展前景進(jìn)行了研究，隨著企業(yè)對(duì)異丁烯
需求的增加，正丁烯異構(gòu)化技術(shù)不斷發(fā)展與進(jìn)步，推動(dòng)著相關(guān)產(chǎn)業(yè)的不斷創(chuàng)新。
關(guān)鍵詞：正丁烯；異構(gòu)化工藝
中圖分類號(hào)：T 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
Study of the Isomerization Technology of N-butene and Its Development
Lishi, Chi Zhiming
PetroChina East China Design Institute Co., ltd., Shandong, 266071,
Abstract：In this paper, it has introduced the development history of n-butene isomerization technology and taken study of the future
development prospect of n-butene isomerization technology, besides, along with the increase of enterprise’s demand for n-butene, the isomerization
technology of n-butene has got constant development and progress, which has promoted the constant innovation of relevant industries.
Key words：n-butene, isomerization technology
異丁烯是一種價(jià)值很高的化合物，他可以用來(lái)當(dāng)做制
作其它化合物的原材料，比如叔丁醇、叔丁基苯酚以及低
分子量的聚合物等，這些化合物都可以利用異丁烯來(lái)進(jìn)行
制作。我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要大量的異丁烯來(lái)當(dāng)做原材料，
這與我國(guó)異丁烯短缺的現(xiàn)狀形成了明顯的矛盾，我國(guó)的異
丁烯產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到市場(chǎng)需求。但是我國(guó)的C4資源非常豐
富，使用正丁烯異構(gòu)化技術(shù)可以把正丁烯變?yōu)楫惗∠?，滿
足我國(guó)對(duì)異丁烯的需求，對(duì)于解決我國(guó)異丁烯短缺的問題
十分有利，所以對(duì)正丁烯異構(gòu)化技術(shù)進(jìn)行研究與完善，是
我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需求。
1.正丁烯異構(gòu)化工藝技術(shù)概況
正丁烯異構(gòu)化技術(shù)開始出現(xiàn)的時(shí)間是在上世紀(jì)70年
代，在正丁烯異構(gòu)化技術(shù)出現(xiàn)初期，采用的催化劑是一種
叫做氧化鋁的化合物，這種氧化鋁的活性非常低，但是它
的失活率非常高，對(duì)于正丁烯異構(gòu)化來(lái)說(shuō)，成本非常高，
生產(chǎn)效率非常低，所以在當(dāng)時(shí)并沒有得到比較大的關(guān)注。
直到上世紀(jì)90年代，一種新的正丁烯異構(gòu)化工藝分子篩催
化劑的出現(xiàn)才使社會(huì)重新關(guān)注正丁烯異構(gòu)化工藝，法國(guó)石
油研究院、美國(guó)的UOP公司、英國(guó)的BP公司以及中國(guó)的上
海石油化工研究院在分子篩工藝研究方面都取得了較大的
成果并且申請(qǐng)了相關(guān)專利，隨著技術(shù)的進(jìn)步，分子篩工藝
開始進(jìn)行量化生產(chǎn)。正丁烯異構(gòu)化工藝實(shí)質(zhì)上就是骨架異
構(gòu)化的過(guò)程，酸性催化劑的選用對(duì)于正丁烯異構(gòu)化工藝來(lái)
說(shuō)非常重要，現(xiàn)有的正丁烯異構(gòu)化工藝主要有兩種：氧化
鋁工藝和分子篩工藝。
(1)氧化鋁催化工藝
氧化鋁催化工藝出現(xiàn)的時(shí)間相對(duì)較早，它指的是用氧
化鋁來(lái)作為正丁烯異構(gòu)化工藝的催化劑，氧化鋁的成本一
般都比較低，但是在實(shí)際的使用中，氧化鋁的活性較低，
產(chǎn)生反應(yīng)所需的溫度較高，所以，氧化鋁催化工藝用于
生產(chǎn)異丁烯，具有很大的弊端，由于氧化鋁的活性極不穩(wěn)
定，這也會(huì)增加裝置的能耗，使生產(chǎn)成本大大增加。
(2)分子篩催化工藝
正丁烯在異構(gòu)化工藝中產(chǎn)生的反應(yīng)是酸式異構(gòu)化反
應(yīng)，所以使用分子篩催化工藝進(jìn)行正丁烯異構(gòu)化的反應(yīng)必
須在酸性媒介條件下才能夠順利進(jìn)行，當(dāng)正丁烯在固體酸
性催化劑表面進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，它所依據(jù)的主要是基于骨架異
構(gòu)化和齊聚物之間的競(jìng)爭(zhēng)方式。當(dāng)正丁烯在開放結(jié)構(gòu)的固
體酸性催化劑表面進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，它主要發(fā)生齊聚與裂解的
反應(yīng)，沸石類催化劑在正丁烯異構(gòu)化工藝中是一種性能相
對(duì)優(yōu)良的催化劑，它可以借助沸石分子篩孔道對(duì)正丁烯齊
聚與裂解的空間進(jìn)行很好的約束，促使正丁烯骨架異構(gòu)化
的順利進(jìn)行。
分子篩催化工藝跟氧化鋁催化工藝相比，在活性方面
有很大的提高，能夠把整個(gè)反應(yīng)的溫度降低到400℃左右，
而且能夠使異丁烯的單程收率達(dá)到42%以上，這樣能夠使
正丁烯異構(gòu)化反應(yīng)產(chǎn)物分離費(fèi)用大大降低。
西方發(fā)達(dá)國(guó)家的很多化工企業(yè)都是使用鎂堿類沸石
分子篩作為催化劑來(lái)進(jìn)行正丁烯異構(gòu)化的工藝，鎂堿類沸
石分子篩用于正丁烯異構(gòu)化的過(guò)程中具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，
首先它的孔道結(jié)構(gòu)比較獨(dú)特，它在化學(xué)性能以及熱穩(wěn)定性
能方面都表現(xiàn)的非常好，此外。它還具有較高的異丁烯選
擇性。鎂堿類沸石分子篩在反應(yīng)開始初期活性比較低，
但是當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行10個(gè)小時(shí)左右以后，鎂堿類沸石分子篩
的選擇性會(huì)大大提高，并且可以保持長(zhǎng)時(shí)間的活性。鎂
堿類沸石分子篩與SAPO-11型催化劑相比也有很大的優(yōu)
勢(shì)，SAPO-11型催化劑能抑制表面結(jié)焦，但是它的抗焦性
不如鎂堿類沸石分子篩，在進(jìn)行正丁烯異構(gòu)化反應(yīng)之前我
們先要配備原料脫丁二烯裝置，這樣可以有效防止在正丁
烯異構(gòu)化反應(yīng)過(guò)程中出現(xiàn)結(jié)焦現(xiàn)象，在使用鎂堿類沸石分
子篩時(shí)，它的抗焦性能比較好，就不用再對(duì)進(jìn)料中的丁二
烯含量進(jìn)行嚴(yán)格要求。Lyondell 公司所采用的正丁烯異構(gòu)
化工藝（ISOMPLUS）中使用的催化劑選擇性非常高，反
應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生出的副產(chǎn)物（C3）非常少，這樣可以大大節(jié)
省為了分離副產(chǎn)物而產(chǎn)生的設(shè)備購(gòu)置費(fèi)用。
美國(guó)的UOP公司開發(fā)出使用SAPO-11作為催化劑的

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