[发明专利]一种叔丁醇转化生产丙烯的方法

说明书

本发明公开了一种叔丁醇转化生产丙烯的方法。该方法包括如下步骤：a)将叔丁醇水溶液与含氧化铝的催化剂A接触后，生成含异丁烯和水的混合物；b)将步骤a)得到的混合物与含MCM‑49的催化剂B接触后，生成含丙烯的产物；其中以重量比计，催化剂A：催化剂B＝1：(0.01～0.5)。本发明方法有效地克服了现有技术中叔丁醇下游产品种类少、有效利用率低以及丙烯市场短缺的问题，可以将叔丁醇高收率转化为丙烯，丙烯选择性好，而且催化剂稳定性好，具有良好的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及一种叔丁醇转化生产丙烯的方法。

背景技术

叔丁醇(TBA，tert-butyl alcohol)是无色的结晶，有少量水存在时为无色挥发性液体，有类似樟脑的气味，有吸湿性，易燃，和其它醇相比有较高的毒性和麻醉性。叔丁醇可溶于大多数有机溶剂，如醇类、酯类、酮类、芳香族及脂肪烃类，这些性质使叔丁醇成为有用的溶剂和添加剂，是具有广泛用途的石化产品之一。其中应用最多的是作为汽油添加剂，提高汽油的辛烷值，叔丁醇可单独加入，或混合其它醇类溶剂添加，也可制成甲基叔丁基醚加入。叔丁醇也可用于有机化学品的合成，如生产高纯度异丁烯、甲基丙烯醛和甲基丙烯酸可通过叔丁醇氧化反应依次制得，甲基丙烯酸甲酯也可通过充分氧化后的叔丁醇与甲醇酯化反应制得。在日本甲基丙烯酸的工业生产当中，利用叔丁醇氧化工艺比例约占60％。此外，叔丁醇可通过相应化学反应直接制得水溶性酚醛树脂、叔丁基苯酚、叔丁胺、叔丁基氢等物质。叔丁醇可作为溶剂在合成树脂和硝化纤维素等的生产过程中应用，还可作为抗氧剂和稳定剂，在合成塑料行业中有广泛应用。叔丁醇可以被用来合成果子精等各种助剂，在医药、农药、香料生产中应用较多。叔丁醇产品分为两种：质量分数为85％的叔丁醇和无水叔丁醇。85％的叔丁醇目前在国内属于微利商品，且销路不好。主要原因是对叔丁醇下游产品的开发力度不够，导致国内的需求量增长缓慢。

对于叔丁醇脱水制异丁烯的催化剂及反应已有很多报道，US4423271采用固定床工艺，磺酸树脂为催化剂，液相反应，反应温度80～150℃，反应压力为0.5～2.5MPa，产物进入精馏分离区，循环的含水叔丁醇和新鲜的含水叔丁醇混合进入反应器的质量组成是40％～90％。这一工艺，循环的叔丁醇水溶液含水量要高于混合物共沸点的含水量，且循环量大，空时收率低，能耗高。CN201310511142.X公开了一种叔丁醇脱水制异丁烯反应催化剂及其制备方法，按常规熔融造粒方法将聚三溴苯乙烯熔融后造粒，粒径0.5～1.2mm，在固定床内与三氧化硫进行磺化反应。由叔丁醇脱水产生的异丁烯一般作为生产甲基叔丁基醚(MTBE)的原料，由于乙醇汽油的推广，MTBE将不能调入汽油，其生产能力将大大压缩，作为MTBE原料的异丁烯的合理利用将成为一个新的问题。

由混合碳四烃制备丙烯的催化剂及反应已有很多报道，CN104107713A公开了一种混合碳四烯烃裂解制丙烯的催化剂，该催化剂组成如下：20％～90％的型状指数为3～100的ZSM-5分子筛、0.05％～3％的过渡金属氧化物、18％～69％的粘结剂。CN101033166A公开了一种以不含双烯烃的碳四及碳四以上烯烃为原料催化裂解生产丙烯的方法，该方法采用以用杂多酸进行改性的ZSM型分子筛为催化剂，其中杂多酸的用量为5％～20％。上述方法是用于混合碳四烃制烯烃，而且碳四烯烃的来源不同，对催化剂的性能要求不同，而针对特定原料如何高收率地制备丙烯而且催化剂稳定性好仍处于不断研究和探索中。

发明内容

针对叔丁醇为原料转化生产丙烯，如何高收率地制备丙烯而且催化剂稳定性好的技术问题，本发明提供了一种叔丁醇转化生产丙烯的方法。该方法具有催化剂稳定性好、产物丙烯收率高、选择性好的特点。

本发明叔丁醇转化生产丙烯的方法，包括如下步骤：

a)将叔丁醇水溶液与含氧化铝的催化剂A接触后，生成含异丁烯和水的混合物；

b)将步骤a)得到的混合物与含MCM-49的催化剂B接触后，生成含丙烯的产物；