[发明专利]提纯来自氧化脱氢方法的1,3‑丁二烯的方法

说明书

优先权声明

本申请要求2013年3月28日提交的美国申请No.13/852,534的优先权，通过引用将其内容全部并入本文中。

发明领域

本发明的领域涉及烃的脱氢。具体而言，本发明涉及使用氧化脱氢方法将轻质烃脱氢。

发明背景

丁二烯为用于制备高分子量聚合物的重要单体。它广泛用于生产轮胎和汽车工业中的其它产品。它还广泛用于生产合成橡胶，例如苯乙烯-丁二烯橡胶、腈-丁二烯橡胶和苯乙烯-丁二烯胶乳。聚合物级丁二烯要求高纯度，并且需要基本不含活性化学品，例如乙炔、羰基以及污染物如硫和其它重质组分。

丁二烯通常为由在制备乙烯和丙烯期间由石脑油的蒸汽裂化回收的副产物。通过蒸汽或者催化裂化的石脑油裂化产生一系列产物，且对化学品如丁二烯的制备而言不是最佳的。制备丁二烯的另一路线是通过正丁烯的催化氧化脱氢，其得到较高的丁二烯浓度，但还得到必须除去的一些不理想产物。

发明概述

本发明用于制备1,3-丁二烯的纯化料流，其中丁二烯由氧化脱氢方法产生。丁烯料流的氧化脱氢产生粗丁二烯料流。尽管该方法产生较高含量的氧化物，包括醛和呋喃，该方法不产生异丁烯或异丁烷，由此简化分离和提纯方法。

方法包括使粗丁二烯料流进入丁二烯分馏装置中，产生包含1,3-丁二烯和1-丁烯的顶部料流以及包含氧化物、其它C₄化合物和较重烃的底部料流。顶部料流进入丁二烯回收单元中以产生纯化丁二烯料流和包含1-丁烯的第二料流。

可进一步加工由丁二烯分馏装置产生的底部料流以提高丁二烯收率。加工底部料流中的第一步骤是分离C₄烃并使C₄烃再循环返回脱氢装置中。也可将C₄烃料流分离和加工以使丁烯进入二聚装置中以产生辛烯。可进一步加工辛烯以产生对二甲苯。

在另一实施方案中，底部料流包含乙烯基乙炔。乙烯基乙炔可进入选择性氢化装置中以将乙烯基乙炔转化成正丁烯。然后使来自选择性氢化装置的所得工艺流进入丁二烯分馏装置中以回收制备的另外1-丁烯和2-丁烯用于进一步加工。

本发明的其它目的、优点和应用由本领域技术人员从以下详细描述和图中获悉。

附图简述

图为制备聚合物级1,3-丁二烯的方法。

发明详述

丁二烯的制备可用正丁烯的氧化脱氢进行。氧化脱氢方法提供用于制备丁二烯的有吸引力路线，因为存在需要除去的较低浓度的不理想化合物，例如异丁烯或异丁烷。由于较少的近似沸点化合物，这降低分离成本。

氧化脱氢为通过使链烷烃与催化剂接触而将正丁烯脱氢的方法。氧化脱氢为放热方法，其通过形成水作为副产物避免了非氧化脱氢方法的一些热动力约束。另外，对于更稳定的催化方法，使碳沉积最小化或者消除。

氧化脱氢使用催化剂，例如氧化钒、氧化钼、氧化铬或氧化钒镁催化剂，或者甚至载体上载金属氧化物的组合。载体可包括氧化铝、氧化锆、二氧化钛、氧化镁和其它耐熔材料。

丁烯的氧化脱氢产生粗丁二烯料流，与来自蒸汽裂化器粗C₄料流的典型工艺流相比，所述粗丁二烯料流具有较高浓度的1,3-丁二烯，而且包含较高含量的氧化物，例如醛。除高含量的醛外，主要污染物为呋喃，并且可以为与2500重量ppm一样高。不将呋喃用硫酸氢钠洗涤除去，而是需要通过溶剂萃取或分馏另外加工。需要将氧化物除去以避免对下游加工装置的负面影响。氧化脱氢在制备丁二烯中的用途产生粗产物流，所述粗产物流缺乏起始进料中的异丁烯、异丁烷或C₃和较轻烃。这容许通过单一分馏装置而不使用选择性氢化方法将进料分馏，例如UOP的KLP^TM方法。因此，提供能量和设备的节约。

本发明包括如图所示提纯粗丁二烯料流的方法。该方法包括使粗丁二烯料流10进入2-丁烯塔20中。2-丁烯塔产生包含1,3-丁二烯的顶部料流22和包含氧化物和较重组分的底部料流24。顶部料流22进入丁二烯萃取装置30中以产生纯化1,3-丁二烯产物流32。方法可任选包括洗涤以除去顶部料流22中的残余氧化物，其中使顶部料流22进入洗涤器26中以产生洗过的丁二烯料流28。洗过料流28然后进入丁二烯萃取装置30中。