一种戊烷的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种戊烷的生产方法，其以醚后碳五为原料，经加氢和脱除残余烯烃来生产戊溴指数合格的戊烷产品。具体步骤包括：1）醚后碳五和氢气混合后通过固定床催化剂床层进行加氢反应，催化剂为Ni/硅藻土催化剂，催化剂中Ni的重量百分含量为10～50％；2)加氢产物在10～40℃的温度下通过强酸性阳离子交换树脂固定床以脱除残余不饱和烃。本发明专利技术采用的原料成本低廉、生产方法工艺简单且能耗较低，得到的戊烷戊溴指数合格。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化学合成
，具体涉及一种戊烷的生产方法。
技术介绍
戊烷一般为异戊烷和正戊烷的混合物，其在化工领域的用途十分广泛。戊烷可用作一种理想的聚苯乙烯材料发泡剂；同时因戊烷对大气臭氧层不存在任何破坏作用，可用于替代氟里昂。此外，戊烷还可以用作分子筛脱附剂、工业溶剂、萃取剂和化工原料等。在现有技术中，戊烷通常利用含C4～C6饱和烷烃的轻烃精制而成，这些轻烃包括凝析油、轻石脑油和直馏汽油等。但由于凝析油和轻石脑油组成复杂，精馏分离困难，而且最终产品中残留不饱和烃较多。当以直馏汽油为原料分离戊烷时，由于一般直馏汽油加氢并不完全，同样只能生产溴指数为100左右的戊烷产品，这将影响其使用性能。在石脑油蒸汽裂解制乙烯的过程中副产相当数量的碳五馏份，目前碳五馏份最有价值的综合利用是通过萃取精馏分离制取其中经济价值较高的间戊二烯、异戊二烯和双环戊二烯三种双烯烃。在碳五馏份萃取精馏分离双烯烃过程中，有一部分含有异戊烯的碳五物料分离出来，这部分物料约占碳五馏份总量的25wt％左右，工业上通常将此物料称为粗异戊烯馏份，它是生产异戊烯产品的原料。目前采用最多的异戊烯生产方法是甲基叔戊基醚裂解法，即粗异戊烯馏份与甲醇反应生成甲基叔戊基醚，然后精制得到高纯度甲基叔戊基醚，再高温裂解获得异戊烯。在生产异戊烯时，只是将粗异戊烯馏份的2-甲基-1-丁烯和2-甲基-2-丁烯与甲醇进行醚化，而分出的其它的单烯烃和烷烃通常称为醚后碳五，主要用作燃料，一般不作化工利用。中国专利ZL200410018519.9提供了一种轻质碳五馏份在Ni/硅藻土催化剂的存在下经加氢反应制备戊烷的方法。它通过将加氢产物通过颗粒白土固定床来脱除残余不饱和烃的方法生产合格的戊烷产品。但由于颗粒白土活性相对较低，需在温度高达150～170℃的条件下脱除少量烯烃，能耗较高。
技术实现思路
本专利技术提供了一种戊烷的生产方法，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种工艺简单、能耗较低的、将醚后碳五经加氢和脱除残余烯烃来生产戊溴指数合格的戊烷产品的方法。以下是本专利技术具体的技术方案：一种戊烷的生产方法，该方法依次包括以下步骤：1）醚后碳五和氢气混合后通过固定床催化剂床层进行加氢反应。体积液时空速控制为1.0～5.0hr-1，系统压力控制为1.0～4.0MPa，反应物进料温度控制为20～100℃。，氢气与醚后碳五中不饱和烃总量的投料摩尔比为（2～5）∶1。催化剂为Ni/硅藻土催化剂，其是以Ni为活性组份，以硅藻土为载体的负载型催化剂，催化剂中Ni的重量百分含量为10～50％。加氢反应产物部分返回作为溶剂，醚后碳五与溶剂的投料重量比为1∶（6～10）。2）加氢产物在10～40℃的温度下通过强酸性阳离子交换树脂固定床以脱除残余不饱和烃，物料的体积液时空速控制为1.0～5.0hr-1，系统压力控制为0.1～0.8MPa，进料温度为10～40℃。上述步骤1）中所述的体积液时空速最好控制为1.5～3.0hr-1；系统压力最好控制为1.5～3.0MPa；反应物进料温度最好控制为30～60℃；氢气与醚后碳五中不饱和烃总量的投料摩尔比最好为（3～4）∶1；醚后碳五与溶剂的投料重量比最好为1∶（7～9）。步骤1）采用的Ni/硅藻土催化剂为经典的不饱和烃加氢催化剂，催化剂可采用常规的浸渍法来进行制备，先将硅藻土成形为颗粒制得载体，然后用含有Ni盐的溶液浸渍将Ni负载到载体上，再经干燥、高温焙烧、还原处理和过筛制得催化剂成品。这种催化剂存在两种加氢活性位，其中高活性位可催化单烯烃的加氢，中低活性位可催化双烯烃或炔烃的加氢及部分单烯烃的加氢。通常醚后碳五加氢后，其单烯烃含量约为0.05%，理论上相应的溴指数为133mg溴/100g油，无法达到作为EPS发泡剂≤100mg溴/100g油的要求。专利技术人通过实验发现，加氢后醚后碳五中残存的单烯烃是2-甲基-2-丁烯，它是碳五烯烃中加氢最为困难的成分，但从其结构可以看出，2-甲基-2-丁烯又具有活泼的双键，因此利用2-甲基-2-丁烯可以在强酸性阳离子交换树脂表面发生齐聚反应的特点，使2-甲基-2-丁烯转化为二聚物，可以实现降低加氢后醚后碳五单烯烃含量，进而降低其溴指数的目的。与现有技术相比本专利技术的优点十分显著，由于强酸性阳离子交换树脂具有强酸性的磺酸基官能团，它可以有效催化加氢醚后碳五中单烯烃的齐聚反应，使得反应可以在常温下进行，不但简化了处理工艺，而且可以大幅降低能耗，降低了加工成本。戊溴指数≤100mg溴/100g油合格的戊烷产品。具体实施方式下面通过具体的实施方案对本专利技术作进一步的描述，由于相对于现有技术，专利技术的重点在于脱除单烯烃步骤的改进，其余与现有技术基本相同，故实施例将注重对脱除余单烯烃步骤的描述。在实施例中，体积液时空速、戊烷产品的溴指数等定义分别为：溴指数＝100克物料消耗溴的毫克数其中，物料中单烯烃含量通过气相色谱方法测得，溴指数采用滴定法测定，溴指数直接反应了产品中不饱和双键的含量。原料来源：（1）强酸性阳离子交换树脂购自山东齐鲁科力化工研究院有限公司，商品名为QRE-01树脂催化剂。表1QRE-01催化剂的物性指标表1QRE-01催化剂的物性指标项目单位指标颜色及形状 深灰至灰褐色球粒含水量%48～52重量交换容量mmol·g-1≥5.0湿真密度（20℃）g/ml1.20～1.30湿视密度g/ml0.75～0.85平均孔半径nm20～60比表面积m2·g-1≥40比孔容 0.25～0.50粒度（0.35～1.2mm）%≥95耐磨率%≥95堆密度（干基，含水量5～10%）g/ml0.62～0.67甲醇中溶胀肚（干基，含水量5～10%）%30～40出厂型式 氢型（2）Ni/硅藻土催化剂采用常规的浸渍法来进行制备，先将硅藻土成形为颗粒制得载体，然后用含有Ni盐的溶液浸渍，将Ni负载到载体上，再经干燥、高温焙烧、还原处理和过筛制得催化剂成品。【实施例1～17】加氢反应器为一根25mm×1000mm的不锈钢管式反应器，反应管中装填100ml Ni/硅藻土催化剂，催化剂以Ni为活性组份、Al2O3与SiO2的混合物为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种戊烷的生产方法，其特征在于，具体步骤如下：1）醚后碳五和氢气混合后通过固定床催化剂床层进行加氢反应；体积液时空速控制为1.0～5.0hr‑1，系统压力控制为1.0～4.0MPa，反应物进料温度控制为20～100℃，氢气与醚后碳五不饱和烃总量的的投料摩尔比为（2～5）∶1，催化剂为Ni/硅藻土催化剂，催化剂中Ni的重量百分含量为10～50％，加氢反应产物部分返回作为溶剂，醚后碳五与溶剂的投料重量比为1∶（6～10）；2）加氢产物在10～40℃的温度下通过强酸性阳离子交换树脂固定床以脱除残余不饱和烃，物料的体积液时空速控制为1.0～5.0hr‑1，系统压力控制为0.1～0.8MPa，进料温度为10～40℃。

【技术特征摘要】
1.一种戊烷的生产方法，其特征在于，具体步骤如下：
1）醚后碳五和氢气混合后通过固定床催化剂床层进行加氢反应；体积液时空速控
制为1.0～5.0hr-1，系统压力控制为1.0～4.0MPa，反应物进料温度控制为20～100℃，
氢气与醚后碳五不饱和烃总量的的投料摩尔比为（2～5）∶1，催化剂为Ni/硅藻土催化
剂，催化剂中Ni的重量百分含量为10～50％，加氢反应产物部分返回作为溶剂，醚后
碳五与溶剂的投料重量比为1∶（6～10）；
2）加氢产物在10～4...

【专利技术属性】
技术研发人员：许惠明，徐泽辉，黄鑫，常慧，陆鑫，夏蓉晖，曹强，叶军明，赵剑萍，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石化上海石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11