烯烃异构化方法技术

烯烃异构化方法使用碱性金属氧化物催化剂如氧化镁。催化剂优选为高纯度氧化镁。本文中描述的烯烃异构化方法和催化剂有益地用于制造端烯烃，例如用内烯烃如２－丁烯制造１－丁烯。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
1.专利
本专利技术涉及一种使用碱性金属氧化物催化剂的，并涉及该催化剂的组成以提高其有效寿命。2.相关技术描述对端(α)烯烃如1-丁烯或1-己烯的需求日益增长。通常，通过使α烯烃从含相对高浓度1-异构体的烃流中析出来获得商业α烯烃产品。例如，可以从蒸汽裂解的C4产物中析出1-丁烯。蒸汽裂解C4流不但含1-丁烯流，而且还含2-丁烯、异丁烯、丁二烯和正丁烷以及异丁烷。通过萃取蒸馏先分离丁二烯或通过氢化除去丁二烯而使1-丁烯析出。可以通过反应(例如，与甲醇反应形成MTBE)，或分馏除去异丁烯，同时剩余的正丁烯通过蒸馏到1-丁烯塔顶流出物流和2-丁烯底部产物中而得以分离。制造烯烃的另一种方法包括使乙烯二聚化以形成1-丁烯或使乙烯三聚化以形成1-己烯。其它方法包括分子筛吸附线型烯烃(用于低浓度)。提供α烯烃的另一种方法是内烯烃催化异构化，该方法使烯烃分子中的双键从例如内部位置(2-丁烯)移动到端部位置(1-丁烯)。高温有利于内烯烃异构化为α烯烃。然而，高温易于造成使催化剂寿命缩短的催化剂焦化。催化剂活性的持续时间对于方法的经济可行性而言是一个重要的因素。方法越经常因催化剂再生而中断，该方法的成本就越高。因此，使催化剂活性峰值在高温下保持一段较长的时间对烯烃异构化来说是一个突出的优点。专利技术概述本文提供一种，该方法包括，在烯烃异构化条件下使含烯烃的流体原料流与活化碱性金属氧化物催化剂接触，该活化催化剂具有用于烯烃异构化的初始活性，并含一定量影响活性的杂质，当通过将1-丁烯异构化为2-丁烯的转化率测量时，杂质的量不超过导致初始催化剂活性以0.075％转化率损失/小时的速率降低的量。本专利技术有益地提供一种碱性氧化物异构化催化剂，该催化剂在较高的异构化温度下具有延长时间的催化活性。有益地，使用异构化方法来将内烯烃如2-丁烯或2-己烯异构化为端烯烃如1-丁烯或1-己烯。附图简述在本文中，参考附图描述本专利技术的各个实施方案，其中附图说明图1是一种方法的示意流程图，该方法用于处理来自裂化装置的C4化合物的混合物；图2是本专利技术的示意流程图；图3和4是说明通过本专利技术的氧化镁催化剂获得的1-丁烯烯烃异构化转化率-时间的图；和图5和6是说明通过常规的氧化镁催化剂获得的1-丁烯烯烃异构化转化率-时间的图。优选实施方案详述本文中的的目的是将内烯烃化合物转化为端烯烃化合物。虽然在下面特别参考2-丁烯转化为1-丁烯描述了该方法，但是任何内烯烃化合物转化为端烯烃异构体都包含在本专利技术的范围内。因此，也包括，例如2-戊烯转化为1-戊烯，2-己烯或3-己烯转化为1-己烯，2-庚烯或3-庚烯转化为1-庚烯等。在典型的烯烃设备中，通过裂化法如热裂解、蒸汽裂解、流化催化裂化等将饱和烃类转变为烯烃的混合物。使用一系列蒸馏塔和冷却的热交换将来自裂化反应的生成流出物按碳数馏分分离。在一个顺序中，使用脱甲烷塔除去甲烷和氢气，之后是使用脱乙烷塔除去乙烷、乙烯和C2乙炔。来自此脱乙烷塔的底部产物由碳数为C3-C6的化合物的混合物组成。典型地，通过分馏将此混合物分离成不同的碳数。C3馏分，主要是丙烯，作为产品取出，并最终用于制造聚丙烯，或作为原料用于合成枯烯或环氧丙烷或丙烯腈或其它重要的化学中间体。必须通过分馏或氢化除去甲基乙炔和丙二烯(MAPD)杂质。氢化是优选的，一些高度不饱和的C3化合物以丙烯终结，从而提高产率。可以通过许多方法处理由C4乙炔、丁二烯、异丁烯和正丁烯组成的C4馏分和异丁烷以及正丁烷。一种典型的蒸汽裂化装置C4馏分含如表1列出的组分。给出表1只是用于例证。C4流的组分百分数可以在表1中给出的范围以外。表1C4乙炔 痕量丁二烯30-40重量％1-丁烯10-20重量％2-丁烯5-15重量％异丁烯20-40重量％异丁烷和正丁烷5-15重量％在一个优选的方法中，图1用图说明了加工C4流。将含C4组分混合物的流10输送到用于氢化C4乙炔并将丁二烯氢化成1-丁烯和2-丁烯的催化蒸馏/氢化装置11中。可以在固定床或另一方面在催化蒸馏装置中，用常规方法进行氢化。催化氢化装置11可以使用任何合适的氢化催化剂如填充床中的、位于氧化铝上的钯。加入氢气的量是将二烯和乙炔氢化成烯烃所需的氢气的1.0-1.5倍。条件是可变的，这取决于反应器设计。例如，如果催化氢化装置11起催化蒸馏装置的作用，则温度与压力与分馏条件一致。通过催化氢化装置11制造的C4馏分12主要含1-丁烯、2-丁烯、异丁烯和少量的其它组分如正丁烷和异丁烷。在这种氢化条件下，也出现加氢异构化反应。通过由丁二烯氢化制造的1-丁烯的加氢异构化形成大量的2-丁烯。加工现在只含烯烃和链烷烃的馏分12以除去装置13中的异丁烯馏分。有许多实现此过程的方法。在一个优选的方法中，通过在装置13中催化蒸馏，联合加氢异构和超精馏除去异丁烯。加氢异构将1-丁烯转化为2-丁烯，超精馏除去流14中的异丁烯，剩下相对纯的、含一些正丁烷的2-丁烯流15。在此系统中，将1-丁烯转化为2-丁烯的优点是，2-丁烯的沸点(对于反式异构体为1℃，对于顺式异构体为4℃)离异丁烯的沸点(-7℃)比离1-丁烯(-6℃)的沸点远，从而使得通过超精馏除去异丁烯更容易，费用更少，并避免具有异丁烯的1-丁烯塔顶馏出物损失。使用相对纯的2-丁烯流15作为用于如下所述烯烃异构化过程的原料流F。或者，装置13(除去异丁烯)可以是MTBE装置，在那里，通过与甲醇反应形成MTBE来除去异丁烯。由1-丁烯和2-丁烯组成的剩余正烯烃(流15)在此反应中相对未受影响。现在，参考图2，说明通过系统20将主要含2-丁烯的原料F异构化。原料F与2-丁烯循环流R混合，并被输送至第一热交换器21，在那里，从异构化反应器23的流出物流24中回收热量。然后，将原料F输送至加热器22，该加热器将原料流的温度升高至优选的异构化温度至少约250℃，优选为约300-约600℃，更优选为约340-约500℃。然后，原料F进入异构化反应器23，在那里，它在异构化温度下与诸如如下所述的异构化催化剂接触。反应压力不是极其重要的，压力可以从低于大气压到大于400psig。反应器23可以是任何适合于异构化如轴向流动、径向流动或平行流动的反应器。催化剂可以为微粒如粉末、小球、压出物等的形式。如上所述，更高的温度使反应平衡移动，从而有利于制造1-丁烯。在如上所述的异构化温度下，能实现20-30％的2-丁烯转化为1-丁烯。使流出物24通过热交换器21以回收热量，然后将其输送至分馏器25以分离1-丁烯和2-丁烯异构体。冷凝器26使1-丁烯循环以回流。相对纯的1-丁烯流作为塔顶馏出产物P排出。产生含未反应的2-丁烯和丁烷的底部馏分B。将一部分富2-丁烯的底部产物通过循环流R输送回原料F。一小部分底部馏分在流28处排出。因为原料F含一些未反应的且与分馏器塔底产物一起分离的丁烷，所以丁烷将通过循环积累，从而如果不排出底部产物，就会浪费能量。本领域普通技术人员会调整排出流28和通过流R循环的底部产物的量，从而使系统20最经济地运转。有用的异构化催化剂包括碱性金属氧化物，如氧化镁、氧化钙、氧化钡和氧化锂，它们可以单独或结合使用。可以向这些催化剂中引入其它氧化物如氧化钠或氧化钾作为助催化剂。在本文描述的异构化过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烯烃异构化方法，该方法包括，在烯烃异构化条件下使含烯烃的流体原料流与活化碱性金属氧化物催化剂接触，活化催化剂具有用于烯烃异构化的初始活性，并含一定量的影响活性的杂质，当通过将１－丁烯异构化为２－丁烯来测量时，该杂质的量不超过导致初始催化剂活性以约０．０７５％转化率损失／小时的速率降低的量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特J加特塞德，马文I格林，
申请(专利权)人：ABB路慕斯全球股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]