异戊烯

【背景及概况】^[1][2]

随着乙烯工业的持续发展，作为副产物的异丁烯、异戊烯资源量显现快速增长的态势。异丁烯和异戊烯分别是及馏份中非常具有价值的成份。目前高纯度的异丁烯和异戊烯的生产工艺基本相同，都采用选择加氢、醚化、醚裂解工艺来生产。高纯度的异丁烯作为单体可用于生产丁基橡胶、聚异丁烯等聚合物，甲基丙烯酸甲酷、叔丁胺、对叔丁基苯酚系列抗氧剂和异戊烯醇等精细化工产品而异戊烯则侧重于精细化工领域，用作农药和香料生产的中间体。在异丁烯和异戊烯生产过程中，除了对生产工艺要进行不断的优化，降低生产成本和提高反应收率外，还要在提升产品质量、抽余后及馏份的综合利用以及下游产品的开发方面开展有关的研究工作，以达到原料的有效且充分的利用，增强装置的综合竞争能力。

异戊烯分子式C₅H₁₀，有多种异构体，通常是2-甲基-2-丁烯和2-甲基-1-丁烯以9：1之比组成的混合物。分子量70.14。熔点-168.5℃，沸点20℃，相对密度 0.6272，折光率1.3995。溶于醇、醚、丙酮。与盐酸水溶液作用，生成3-氯异戊烷，在醋酸中与盐酸作用生成50%3- 氯异戊烷和50% 4-氯异戊烷，与氢溴酸水溶液作用生成 3-溴异戊烷，加热得2-甲基-2-丁烯。

【制备】^[3][4][5]

1. 可由汽油催化裂化或石油裂解的C₅馏分中分离而得；

2. 由乙烯和丙烯共二聚而制得；

3. 利用碳五分离的副产物进行异戊烯的生产研究，得到高纯度的异戊烯产品。抽余碳五中含有超过20%的异戊烯，利用异戊烯和甲醇反应生产甲基叔戊基醚，然后再进行裂解生产甲醇和异戊烯的原理，对原料中的异戊烯进行分离，得到高纯度的异戊烯。同时会发生一些副反应：

反应的工艺条件为：加氢温度小于100℃，氢油摩尔比3，空速1.5 h^-1；醚化温度小于70℃，醇烯摩尔比1.5，空速1.0h^-1，醚解温度小于230℃，空速0.3 h^-1，产品异戊烯的纯度大于99%。

4. 工业生产异戊烯采用的工艺是先将粗异戊烯馏分进行选择性加氢脱除异戊二烯，然后与甲醇经醚化反应制得甲基叔戊基醚，再经高温醚解成异戊烯，最后经异构化和产品的精制获得高纯度异戊烯产品。高品质异戊烯生产所用原料为碳五分离装置副产的粗异戊烯。装置组成包括异构化反应和产品精制 2 个工序，工艺流程见图：

甲基叔戊基醚TAME醚解产物在 T5202 水洗塔经水洗脱除甲醇后得到粗异戊烯进入贮罐 V5214。用泵 P5201 和 P5216 分别将粗异戊烯和叔戊醇TAA打入换热器 E5210，再进入异构化反应器 R5202A/B 进行异构化反应，异构化反应液送入产品精制塔 T5203，从侧线采出异戊烯产品，塔釜物料送贮罐 V5206。

【应用】^[3][5][6]

异戊烯主要用于脱氢或氧化脱氢制异戊二烯，也用作提高无铅汽油辛烷值的添加剂，还可用作试剂。异戊烯主要用作生产农药、抗氧剂和香料的原料。其中常规的异戊烯可用于生产频哪酮，进而生产高效三唑类杀菌剂和植物生长调节剂、除草剂等农药以及生产抗氧剂2，4－二叔戊基酚等，但无法用于佳乐麝香香料的生产。高品质异戊烯产品则不但可用于农药和抗氧剂的生产，而且可以满足对异戊烯质量要求荷刻的佳乐麝香香料的生产，应用领域得到拓展。应用举例如下：

一种产率高、 成本低，减少环境污染的频哪酮合成新工艺：用工业异戊烯为原料，以无机酸为介质，在一定的温度下滴加三氯化磷，反应后取有机层与甲醛在盐 酸介质中进行缩合、重排；反应结束后静置分离，取有机层经分馏得到嚬哪酮，无机层作为反应介质反复使用。上述反应分两步进行：

步，在25-30℃温度下，往酸介质中滴加三氯化磷和异戊烯，滴加时间100-140分钟，保温搅拌40-80分 钟，静置分层。

第二步，将上层转移到另一个反应器中，加入工业盐酸，升温至65-75℃在回流下滴加甲醛溶液，滴加时间100-140分钟，保温40-80分钟，静置、分离、分馏后得产品。所述工业盐酸浓度为25-30％，甲醛溶液浓度为工业标准37％，三氯化磷溶液浓度为工业标准98％。本发明中，在介质中加入三氯化磷提高反应介质的酸度，使得异戊烯的多个烯烃充分转化为囟代烃，从而提高产率，降低成本；反应介质回收反复使用，避免废酸的排放，减少环境污染；同时三氯化磷液可减压蒸馏去水得到亚磷酸副产品，作商品出售，进一步提高了经济效益。使用本发明，嚬哪酮产率可达75％，含量为95％，生产成本降低25％。

【参考文献】

[1] 徐泽辉. 异丁烯, 异戊烯及其下游产品制备工艺的研究[D]. 华东理工大学, 2010.

[2] 申泮文，王积涛 主编.化合物词典.上海：上海辞书出版社.2002.第368页.

[3] 马世昌 主编.化学物质辞典.西安：陕西科学技术出版社.1999.第349页.

[4] 杨忠保, 范存良, 王世明, 等. 异戊烯的生产[J]. 中国化工学会 2003 年石油化工学术年会论文集, 2003.

[5] 许惠明, 范存良, 徐泽辉. 高品质异戊烯产品的工业生产[J]. 现代化工, 2015, 35(4): 0-0.

[6] 李增胜.频哪酮合成新工艺.CN99114409.0，申请日1999-08-30