[发明专利]一种粗异戊烯脱除碱性氮的方法

说明书

本发明公开了一种粗异戊烯脱除碱性氮的方法。该方法将粗异戊烯通过由磺酸基阳离子交换树脂/水构成的固定床反应器；所述水为由上至下的循环水，其水面高过磺酸基阳离子交换树脂构成的树脂床层，粗异戊烯由下至上逆流进入树脂床层进行碱性氮脱除；其中：磺酸基阳离子交换树脂的质量交换容量为3～5.5mmol/g；质量空速为3～15hr^‑1；反应温度为5～50℃；反应压力为0.1～0.6MPa。本发明通过将粗异戊烯通过磺酸基阳离子交换树脂/水构成的固定床反应器，实现了脱除碱性氮和废水处理的双重功能。具有工艺简单、无废水排放、脱氮精度高和可以有效阻止聚合副反应及物料无损失的优点。

技术领域

本发明涉及石油加工技术领域，具体的说，涉及一种粗异戊烯除碱性氮的方法。

背景技术

石脑油蒸汽裂解制乙烯的过程中副产相当数量的碳五馏分，目前碳五馏分最有价值的综合利用是在碳五分离装置中，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。在碳五馏分萃取精馏分离双烯烃中，有一部分含有粗异戊烯物料分离出来，这部分物料约占碳五馏分总量的20wt％左右。

在碳五分离装置中，为了尽可能减缓各种双烯烃的聚合，需加入少量的N,N-二乙基羟胺作为汽相阻聚剂，在精馏中会有极微量的N,N-二乙基羟胺被引入有粗异戊烯中，而在以N,N-二甲基甲酰胺为萃取剂的萃取精馏工艺进行异戊二烯精制时，由于N,N-二甲基甲酰胺会在一定条件下与水反应生成甲酸和二甲胺，自身在一定温度下也会分解生成二甲胺、一氧化碳和水，因此采出的粗异戊烯同样会引入微量二甲胺而呈现较强碱性。

目前最多采用的异戊烯生产方法是甲基叔戊基醚裂解法，即粗异戊烯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，再高温裂解和精制获得异戊烯。由于碳五馏份与甲醇反应生成甲基叔戊基醚时采用的是强酸性阳离子交换树脂作为醚化催化剂，要求粗异戊烯的碱性氮含量要小于0.0001％，否则会引起醚化催化剂的快速失活。为此在进行醚化之前，现有工艺是采用水洗的方法来脱除碱性氮，虽然水洗后碱性氮含量约为0.0001％，效果良好，但同时产生的大量碱性废水无法处理，只能直接排放，造成环境污染。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种粗异戊烯脱除碱性氮的方法。该方法将粗异戊烯通过装有磺酸基阳离子交换树脂/水构成的固定床进行脱除碱性氮，使粗异戊烯中碱性氮含量小于0.00005％且无废水产生。

以下是本发明具体的技术方案。

本发明提供一种粗异戊烯脱除碱性氮的方法，该方法将粗异戊烯通过由磺酸基阳离子交换树脂/水构成的固定床反应器；所述水为由上至下的循环水，其水面高过磺酸基阳离子交换树脂构成的树脂床层，粗异戊烯由下至上逆流进入树脂床层进行碱性氮脱除；其中：磺酸基阳离子交换树脂的质量交换容量为3～5.5mmol/g，质量空速为3～15hr^-1，反应温度为5～50℃，应压力为0.1～0.6MPa。

上述过程所述的磺酸基阳离子交换树脂的质量交换容量最好为4～5mmol/g，质量空速最好为5～9hr^-1，反应温度最好为10～42℃，反应压力最好为0.2～0.5MPa。

本发明的关键是将粗异戊烯通过磺酸基阳离子交换树脂/水构成的固定床反应器，实现了碱性氮脱除和废水处理的双重功能，并且有效阻止了粗异戊烯中所含的不饱和烃的齐聚反应。

发明人通过研究发现，基于N,N-二乙基羟胺和二甲胺在水中的溶解性，以及反应速率极快的酸碱反应，在大量实验的基础上，实现了粗异戊烯脱碱性氮和废水处理在一个反应器中同时完成的设想。从理论角度来推测，认为返回料中的碱性氮先溶解于水中，溶于水的碱性氮在磺酸基阳离子交换树脂表面吸附，并通过快速的中和反应使碱性氮固化在树脂表面而得以脱除，同时水质得到了净化，无需排放。