[发明专利]一种混合碳四利用的方法和装置

权利要求书

1.一种混合碳四利用的方法，该方法包括：

(1)在氮气下，引发剂和有机溶剂存在下，将含有混合碳四的物料与马来酸酐相接触，所述物料中端烯烃的部分或全部与马来酸酐进行共聚反应；

(2)将步骤(1)得到的产物进行气液分离，得到气相产物和液固混合物；以所述气相产物的总重量为基准，所述气相产物中端烯烃含量为1重量％以下，且1,3-丁二烯含量为0.1重量％以下；

(3)将步骤(2)得到的所述气相产物进行蒸汽裂解反应，得到的裂解气返回步骤(1)的所述物料中；

(4)将步骤(2)得到的液固混合物进行液固分离，得到的固体产物为含有马来酸酐官能团的聚合物；得到的液体返回步骤(1)的所述有机溶剂中；

其中，所述混合碳四为含有C₄烃类化合物的混合物；所述混合碳四含有1-丁烯、异丁烯、1,3-丁二烯、异丁烷、正丁烷、顺2-丁烯和反2-丁烯中的至少一种；

在步骤(1)中，所述物料与马来酸酐的重量比为(0.2～3)：1；所述共聚反应为自由基聚合反应；共聚反应温度为50～100℃，共聚反应压力为0.2～2MPa，共聚反应时间为5～10h；

在步骤(3)中，裂解反应温度为700～850℃，裂解反应压力为0.15～0.25MPa；所述气相产物与水蒸汽的重量比为(10～1)：1；

所述聚合物为所述物料中端烯烃与马来酸酐的共聚物；所述聚合物中马来酸酐结构单元的含量为48～55摩尔％。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述物料与马来酸酐的重量比为(0.8～3)：1。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述引发剂的用量为马来酸酐的0.05～20摩尔％。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述引发剂为热分解型引发剂。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化二特丁基、过氧化十二酰、过氧化苯甲酸特丁酯、过氧化二碳酸二异丙基酯、过氧化二碳二环己酯、偶氮二异丁腈和偶氮二异庚腈中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，马来酸酐在所述有机溶剂中的浓度为5重量％～25重量％。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，马来酸酐在所述有机溶剂中的浓度为10重量％～20重量％。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述有机溶剂为有机酸烷基酯、烷烃和芳香烃中的至少一种。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其中，进行所述共聚反应的方法包括：将所述有机溶剂、马来酸酐和所述引发剂混合形成有机反应液，然后将所述物料加入所述有机反应液中进行共聚反应。

10.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其中，在步骤(1)中，共聚反应温度为70～90℃，共聚反应压力为0.5～1MPa，共聚反应时间为5～10h。

11.根据权利要求1-8中任意一项所述的方法，其中，将步骤(1)、(2)和(3)重复进行至少2次。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述端烯烃包括乙烯、丙烯、1-丁烯、1,3-丁二烯和异丁烯中的至少一种；所述聚合物中含有来自乙烯、丙烯、1-丁烯、1,3-丁二烯和异丁烯中的至少一种所形成的结构单元。

13.一种混合碳四利用的装置，包括：聚合设备、气液分离器、裂解设备和液固分离器；

其中，所述聚合设备用于混合碳四与马来酸酐进行共聚反应；

所述气液分离器与所述聚合设备相连通，用于所述聚合设备排出的产物进行气液分离，得到气相产物和液固混合物；

所述裂解设备与所述气液分离器相连通，用于所述气相产物进行蒸汽裂解反应；且所述裂解设备与所述聚合设备相连通，以使所述蒸汽裂解反应得到的裂解气返回所述聚合设备；

所述液固分离器与所述气液分离器相连通，用于所述液固混合物进行分离得到含有马来酸酐官能团的聚合物；且所述液固分离器与所述聚合设备相连通，以返回分离出的液体。