二异丁烯的应用

背景及概述^[1][2]

二异丁烯(DIB)又名 2，4，4-三甲基-1-戊烯。无色液体。有臭味。分子量112.21。沸点 101.2℃。相对密度0.7190。折射率 1.4079。闪点-6℃。主要用作表面活性剂、合成橡胶增粘剂、环氧树脂改性剂、聚氯乙烯稳定剂、紫外线吸收剂等。也用于生产对辛基酚、异壬基醇。工业上从炼厂或乙烯工厂的碳四馏分分离而得。使用磺酸型离子交换树脂催化剂的烯烃如异丁烯的低聚反应在本领域是众所周知的。

例如使用磺酸树脂催化剂和叔丁醇(TBA)提高选择性改性剂来生产二异丁烯(DIB)的异丁烯低聚反应。此外还有研究公开了使用磺酸树脂催化剂A-15及以甲基叔丁基醚作为溶剂的异丁烯低聚反应；使用磺酸树脂催化剂、TBA提高选择性改性剂和异辛烷为稀释剂的异丁烯选择性低聚反应。在DIB生产中，已发现水最少化对减少有害的单元腐蚀和催化剂失活是必不可少的。但是，水通常会作为反应物杂质而进入反应区。一起送入的TBA的脱水反应也会产生水。

由于异丁烯和/或TBA料流可循环回反应区，反应过程中水会累积致使可能发生不希望的腐蚀和催化剂失活。上述方法已经述及DIB产物的纯化方法，但是没有一种方法能有效涉及水的有害作用。有研究使用两个蒸馏塔将DIB与TBA分离的方法。DIB作为塔底物从蒸馏塔移出且未反应的C4从塔顶移出。将含DIB/TBA共沸物的侧馏分送入第二蒸馏塔且将TBA作为塔底回收并循环回反应器。

但是，在使用侧馏分的方法中，水和TBA分布在塔顶馏出物与侧馏分之间，水极难从这两股料流中除去，因为水和TBA互溶，因此，这些料流中存在的至少1％TBA却足以使溶解其中的水不能用简单的滗析步骤除去。总之，需要新的方法来通过异丁烯在磺酸型离子交换树脂催化剂上的低聚反应生产二异丁烯，特别是需要能在低聚反应器中限制水量的方法。

结构

应用^[3]

二异丁烯可用作制取合成橡胶增粘剂的主要原料POP；各种表面活性剂；酚树脂和环氧树脂的改性剂；紫外线吸收剂；阻聚剂；聚氯乙烯稳定剂；增塑剂等，也用来生产对辛基酚；异壬基醇等有机合成中间体。其应用举例如下：

可用于制备对二甲苯。对二甲苯是重要的有机化工原料，主要作为生产对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对 苯二甲酸丙二醇酯（PTT）和聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯（PCT、PETG）等聚酯的原料， 在纺织、塑料、电子、涂料、染料和农药等诸多领域应用广泛。具体包括下述步 骤：

1）在催化反应装置中装填组成为(Cr₂O₃)a(MnO)b(PM)c(Al2O3)1-a-b-c的芳构化-加 氢双功能催化剂，其中，下标a、b、c表示催化剂中各个组分的质量分数，a为0.01～0.3，b为 0.001～0.05，c为0.0001～0.02；MnO中M为碱金属Na、K、Rb、Cs或者碱土金属Be、Mg、Ca、Sr、 Ba，当M为碱金属时，n=2，当M为碱土金属时，n=1；PM为贵金属Ir、Pd、Ru或Re；优选的，所述的MnO中M为Na、K、Cs、Mg、Ca、Ba。

优选的，所述的芳构化-加氢双功能催化剂中，a为0.03～0.15，b为0.005～0.03，c 为0.0005～0.01。优选的，所述的Al2O3为γ-Al2O3或者θ-Al2O3。优选的，所述的芳构化-加氢双功能催化剂通过浸渍法、沉淀法、溶胶凝胶法或机 械混合法制备而成。

2）二异丁烯物料进入反应器催化床层，温度为420～600℃，绝对压力为0.01MPa ～2.0MPa下反应，所述的二异丁烯进料空速为0.1h-1～20h-1；优选的，二异丁烯物料进入反应器催化床层，温度为450～550℃，绝对压力为 0.1MPa～1.0MPa下反应。优选的，所述的二异丁烯进料空速为0.1h-1～10h-1。

3）产物经过分离装置分离后得到异辛烷和对二甲苯。所述的催化反应装置可以是实验室规模的反应器，例如等温或绝热的、微分或积分的、石英管、不锈钢管材质的反应器，也可以是工业中常用的固定床、流化床、移动床、滴流床这些反应器。所述的分离装置可以是实验室规模的分馏装置，例如精馏柱，也可以是公知的分 离设备，例如填料塔、筛板塔、浮阀塔、闪蒸罐。

制备^[4][2]

方法1：混合碳四生产二异丁烯的工艺，步骤如下：

1) 混合碳四及叔丁醇分别由计量泵打入静态混合器中混合，然后经预热后进入固定床反应器中，在树脂催化剂的作用下进行异丁烯的二聚反应，二聚反应以汽液混相反应状态进行；

2) 反应器出口生成的二异丁烯产品进入精馏塔中进行分离，塔顶得到混合碳四，塔釜得到了二异丁烯产品。

方法2：从异丁烯生产二异丁烯的方法。所述方法包括首先将磺酸树脂与包含异丁烯和叔丁醇的反应进料进行接触来生成包含二异丁烯、异丁烯、叔丁醇和水的产物料流，将所述产物料流蒸馏来生成包含水和异丁烯的塔顶料流及包含二异丁烯和叔丁醇的塔底料流。将水从塔顶料流中分离出来，得到的富异丁烯料流循环回反应步骤。将塔底料流蒸馏来生成包含二异丁烯的塔底产物和包含叔丁醇的第二塔顶料流。

主要参考资料

[1] 简明精细化工大辞典:

[2] 董凌云;彭光辉;孙丛丛;郭岩峰;张剑. 混合碳四生产二异丁烯的工艺. CN201610404670.9，申请日20160607

[3] 宋焕玲;夏春谷;朱刚利;李品红. 一种由二异丁烯制备对二甲苯联产异辛烷的方法 由二异丁烯制备对二甲苯联产异辛烷. CN201310214315.1，申请日20130531

[4] N·C·M·B·尼柯尔斯;C·P·莱纳奥多;D·W·雷斯宏. 二异丁烯的方法. CN200980119662.8，申请日20090421