[发明专利]一种采用背包式反应精馏装置生产高纯度α-烯烃的方法

说明书

本发明涉及一种背包反应精馏装置生产高纯度α‑烯烃的方法，该方法以烯烃为原料，利用背包式反应精馏装置生产高纯度α‑烯烃。所述背包反应精馏装置包括原料预热器、精馏塔、吸附器、背包反应器，背包反应器内装填ZnO‑ZrO₂/ZSM分子筛作为异构化催化剂，起到将内烯烃异构成α‑烯烃作用；吸附器内装填吸附剂，起到保障异构催化剂稳定性作用；精馏塔塔内为高效规整填料或塔板，起到分离α‑烯烃与内烯烃作用。该方法塔顶连续采出高纯度的α‑烯烃。该方法通用性强，异构转化率大大提高，产品纯度高等优点，具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及化学化工领域，具体为一种采用背包式反应精馏装置生产高纯度α-烯烃的方法。

背景技术

常见的乙烯齐聚产物、丙烯二聚体、丙烯三聚体、丙烯四聚体、异丁烯二聚体、异丁烯三聚体等烯烃，均可以通过氢甲酰化法制备对应的醛、醇、酸和酯等很有价值的衍生物。

对于大部分下游应用，上述烯烃均为多种同分异构体的混合烯烃，如二异丁烯是重要的化工中间体，通常是2,4,4-三甲基-1-戊烯(α-DIB)和2,4,4-三甲基-2-戊烯(β-DIB)的混合物，二者比例约为74-76:24-26，可用于合成辛基酚、异壬酸、异壬醇、异辛基(2,4,4-三甲基-戊基)磷酸化合物等产品。但在下游应用中如DIB制备异壬醛的氢甲酰化反应过程中内烯烃(β-DIB)位阻较大，反应速度远低于端位(α-DIB)烯烃。再比如异辛基(2,4,4-三甲基-戊基)磷酸化合物的合成过程中，β-DIB不能向α-DIB异构并参与反应，导致DIB整体转化率不超过76％，严重影响了原料的利用率和经济性。

通过双键异构将内烯烃转化为α-烯烃，将大大提高反应的效率，带来显著的经济效应。目前缺少高纯度α-烯烃制备方法的报道，需要开发一种制备高纯度α-烯烃的制备方法，以满足α-烯烃在特殊领域的需要。

发明内容

本发明的目的在提供一种高纯度α-烯烃的生产方法，采用背包式反应精馏装置，以硅铝分子筛为吸附剂，以改性硅铝分子筛为异构催化剂，以反应精馏的方式连续化生产高纯度的α-烯烃。该方法异构化得到的α-烯烃纯度高、收率高。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的第一个方面，提供一种改性硅铝分子筛，其制备方法包括：

(1)在搅拌条件下，将一定量的硅源和铝源加入到模板剂中，加入去离子水混合；

(2)向步骤(1)溶液中加入一定量的锌盐、锆盐、乙醇酸，放在水浴锅中在80～90℃条件下搅拌使其充分溶解，待固体彻底溶解后，转移至160～180℃的烘箱中水热反应24～48h，反应结束后蒸发得到粘性凝胶，研磨后将其放入到马弗炉中，在500～550℃的条件下保持3～5h，即得到一种含有活性双金属氧化物的硅铝分子筛，记为ZnO-ZrO₂/ZSM分子筛。

所述催化剂的制备方法中，步骤(1)和(2)中硅源、铝源、模板剂、锌盐、锆盐、乙醇酸的摩尔比为1:(50～300):(1～5):(0.1～5.0):(0.1～0.5):(1～5)；优选为1:(100～200):(2～3):(1～4):(0.1～0.3):(2～4)。

步骤(1)中，所述去离子水加入量可以为硅源、铝源、模板剂总质量的100％～300％，优选150％～200％；

所述硅源为水玻璃、硅溶胶、无定型SiO₂中的至少一种，优选水玻璃和/或硅溶胶；

所述铝源为异丙醇铝、硝酸铝、拟薄水铝石中的至少一种，优选为异丙醇铝和/或硝酸铝。

所述模板剂为正丁胺、二正丙胺中的至少一种。

步骤(2)中，所述锌盐可以是硝酸锌、硫酸锌，优选硝酸锌，所述锆盐可以是硝酸锆、硫酸锆，优选硝酸锆。