[发明专利]一种混合碳四利用的方法和装置

说明书

本发明涉及利用混合碳四领域，公开了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；以气相产物的总重量为基准，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)得到的气相产物进行蒸汽裂解反应，得到的裂解气返回步骤(1)的物料中；(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；混合碳四为含有C₄烃类化合物的混合物。可以将混合碳四转变为功能性材料原料加以利用。

技术领域

本发明涉及利用混合碳四领域，具体地，涉及一种混合碳四利用的方法和装置。该方法通过共聚反应和蒸汽裂解相结合的工艺路线实现将混合碳四制备为含有马来酸酐官能团的无规聚合物，可以进一步用作制备功能性材料的原料而得以利用的方法。

背景技术

在乙烯装置、炼油装置及甲醇制烯烃装置的生产过程中，常常会产生一些烷烃与烯烃的混合物，如碳原子数为4的烃类化合物的混合物(简称混合碳四)。因为该混合物中的组分(烷烃、烯烃、炔烃)分离成本过高或难于分离，而通常被当作工业燃料或是民用液化气而直接燃烧用掉。但是混合碳四中的组分可以用作重要的化工原料，因此这种简单燃烧的利用方式使混合碳四资源利用效率较低，产生的经济效益也不高。

但是，同时碳四资源中的组分又是重要的化工基础原料，可以生产相关的工业产品：丁二烯可用于合成丁苯橡胶、顺丁橡胶和丁腈橡胶等橡胶制品；正丁烯可用于齐聚生产碳八、碳十二烯烃，可用于生产聚1-丁烯，还用于生产甲乙酮、醋酸正丁酯和顺酐等化工制品；异丁烯可用于生产MTBE、合成树脂和合成橡胶；正丁烷可用于生产甲乙酮、醋酸、顺酐等，也可直接用作发泡剂等。

工业上一直重视混合碳四资源的利用，目前除作为燃料外，利用混合碳四的组分的方式还有：通过醚化工艺将甲醇与混合碳四中的异丁烯反应，将异丁烯转化为甲基叔丁基醚(MTBE)，再作为添加剂加入汽油，用于调节汽油的辛烷值；将混合碳四进行烷基化、芳构化，可以制得芳烃类物质或是高辛烷值汽油；将混合碳四烃进行裂解，制备乙烯和丙烯等化工基础原料。但是仍不能满足工业对混合碳四资源利用的需求，需要提供更多更好的使混合碳四资源更充分利用的方法，以克服混合碳四难分离或提纯碳四烃类化合物的困难。

发明内容

本发明的目的是为了解决如何更好地进行混合碳四的利用，提供了一种混合碳四利用的方法和装置。

为了实现上述目的，本发明提供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。

本发明还提供了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。