丁烯异构化技术进展

我国1-丁烯产能及生产工艺研究发布时间：2022-03-11T08:28:22.623Z 来源：《科技新时代》2022年1期作者：张堃[导读] 1-丁烯是化工市场中的重要原料之一，在越来越多的领域应用。

石油化工行业中的碳四资源可以作为1-丁烯生产原料，提高碳四资源利用率。

中海石油宁波大榭石化有限公司浙江省宁波市 315812摘要：1-丁烯是化工市场中的重要原料之一，在越来越多的领域应用。

石油化工行业中的碳四资源可以作为1-丁烯生产原料，提高碳四资源利用率。

文章对国内1-丁烯市场供需情况和产业发展现状进行分析，对1-丁烯产业发展趋势进行展望，并论述了1-丁烯生产工艺要点和生产工艺路线，旨在推动我国1-丁烯生产水平提升，满足市场日益增长需求。

关键词：1-丁烯；市场；产业发展；生产工艺 1引言1-丁烯是一种化学性质活泼的α烯烃，在经济产业中的应用十分广泛。

传统化工行业中的1-丁烯最主要的用途是制备线性低密度聚乙烯和聚1-丁烯，近年来，随着化工技术的发展，1-丁烯的用途大大增加，可以制备生产各类碳八以上α烯烃，在油品添加剂、高端润滑油生产领域中的应用日益常见，这些都给1-丁烯的生产供应创造了新的市场空间。

2我国1-丁烯的供需分析过去一段时间国内的1-丁烯一直供不应求，通过进口来满足国内市场供给，日本、韩国、伊朗、泰国是主要出口国，近几年1-丁烯进口数量逐年增加。

我国1-丁烯在2010年产能在43.5万吨，年产量在34.2万吨，国内市场表观消费量全年32.82万吨，可以满足国内市场需求。

2013年，我国1-丁烯年产能在54.6万吨，年产量在39.6万吨，国内市场表观消费量全年40.47万吨，已经不能满足国内市场需求，需要通过国外进口弥补国内市场需求缺口。

之后的2014年至2021年，我国1-丁烯年产量和国内市场需求量之间的缺口逐年增加，1-丁烯对国外进口的依赖度日益提升。

为了摆脱对国外进口的依赖，满足国内市场对1-丁烯日益增长的需求，我国近几年加大1-丁烯产业投入，1-丁烯相关在建项目和投产项目的数量越来越多。

第25卷第6期化学反应工程与工艺Vol25,No6 2009年12月Chemical Reaction Engineering and Technology Dec.2009文章编号:1001-7631(2009)06-0481-08丁烯异构反应精馏动态模型和开车过程模拟胡　展1　周兴贵1　钟思青2　谢在库2(1.华东理工大学化学工程联合国家重点实验室,上海　200237;2.中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院,上海　201208)摘要:建立了以严格的相平衡计算为基础的22丁烯反应精馏制12丁烯的过程动态模型,其中各组分的逸度和活度用R KS方法和Scatchard2Hildebrand方程计算。

在模拟计算时用差分方法求解塔板的能量衡算方程,用可变阶数Numerical Differentiation Formulas(NDFs)方法求解全塔的组分物料衡算方程。

比较了开车时不同的阀门线性调节时间对过程变量的影响。

结果表明,所建立的模型能很好地反映反应精馏过程的动态特性,开车时可先进行全回流操作,之后直接将进出料阀门瞬间开至设定值。

关键词:反应精馏;动态模拟;丁烯;异构中图分类号:TQ018;TQ052 文献标识码:A反应精馏是一种独特的化工单元操作技术,该技术将反应和精馏耦合在一个设备中同时进行。

一方面,通过精馏作用可将产物及时移出反应区,从而提高反应物的转化率和目的产物的选择性,另一方面,可将反应放出的热量用于精馏分离从而可节省能量,此外,该技术的应用还节省了设备,减少了投资费用,因而具有非常明显的优点。

反应精馏装置的控制和优化是过程开发的重要内容,其首要任务是建立过程的动态模型,分析过程的动态特性。

张猛等[1]建立了M TB E反应精馏非平衡级动态模型,并用于分析过程的非定态行为,在此基础上建立了能同时有效控制转化率和产品质量的多指标控制系统。

J hon等[2]建立了以严格的能量衡算和简化的气相流率计算为基础的板式反应精馏塔的动态模型,采用L uyben迭代算法研究了全凝操作和部分冷凝操作条件下ETB E反应精馏动态特性,得到了较优的操作方式。

2015年第34卷第3期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS・617・化工进展低碳烯烃异构化/芳构化反应机理研究进展陈治平1，徐建1，鲍晓军1，2（1中国石油大学（北京）中国石油天然气集团公司催化重点实验室，北京102249；2中国石油大学（北京）重质油国家重点实验室，北京102249）摘要：简述了分子筛催化剂上低碳烯烃异构化的单分子机理、双分子机理、假单分子机理及环状过渡态机理，指出单分子机理和双分子机理更为大多数研究者所接受，在低碳烯烃的异构化过程中单分子机理和双分子机理同时存在，单分子机理是烯烃异构化的主要途径，而双分子机理主要生成副产物。

介绍了分子筛催化剂上低碳烯烃芳构化反应机理的研究进展，指出低碳烯烃的芳构化是一个混合聚合的过程。

另外，介绍了低碳烯烃在金属改性的分子筛催化剂上的芳构化机理研究进展，指出金属的引入导致了新的反应路径，能有效提高烯烃的转化率和芳烃的选择性。

关键词：化学反应；分子筛；烯烃；异构化；芳构化中图分类号：TE624.4文献标志码：A文章编号：1000–6613（2015）03–0617–08DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2015.03.003Studies on the reaction mechanism of light olefin isomerization andaromatizationCHEN Zhiping1，XU Jian1，BAO Xiaojun1，2（1The Key Laboratory of Catalysis，China National Petroleum Corporation，China University of Petroleum，Beijing 102249，China;2State Key Laboratory of Heavy Oil Processing，China University of Petroleum，Beijing102249，China）Abstract：The monomolecular mechanism，bimolecular mechanism，pseudounimolecular mechanism and cyclo-transition state mechanism for olefin isomerization over the zeolite catalysts were reviewed.The monomolecular mechanism and bimolecular mechanism have been accepted by more researchers.Olefins were considered to be isomerized mainly through monomolecular mechanism and by-products are generated through bimolecular mechanism.Light olefin aromatization is a conjunct polymerization process over zeolite catalysts.The advances of olefin aromatization over metal modified zeolite catalysts were also discussed.The introduction of metal led to a new reaction path，raising the conversion of olefins and the selectivity of aromatics in light olefin aromatization.Key words：chemical reaction;zeolite;olefin;isomerization;aromatization油品质量升级速度的加快，推动了我国催化裂化（FCC）汽油降烯烃技术的快速发展[1-3]。

丁烯氧化脱氢制丁二烯技术研究丁烯氧化脱氢制丁二烯技术研究引言丁二烯是一种重要的有机化工原料，在合成橡胶、树脂、塑料和溶剂等方面具有广泛的应用。

传统的丁二烯生产工艺主要通过丁烯-丁烷异构化、丁烷脱氢和丙烯丁二烯化的方式制备，但这些方法存在能耗高、非可再生能源消耗多以及环境污染等问题。

近年来，一种新的丁二烯生产技术——丁烯氧化脱氢制丁二烯逐渐引起了人们的关注。

本文将介绍丁烯氧化脱氢制丁二烯技术的研究进展。

一、丁烯氧化脱氢制丁二烯的机理丁烯氧化脱氢制丁二烯是利用催化剂催化乙炷氧化生成丙烯和丁烯，然后再经过选择性脱氢反应得到丁二烯的方法。

该方法相较于传统的制备工艺来说更加环保、高效。

首先，催化剂被选择性地选择催化乙炔氧化反应。

随着研究的进展，人们发现过渡金属催化剂如Pd、Pt、Ru、Ir等在这一反应中表现出较好的催化活性和选择性。

其次，丙烯与丁烯的脱氢反应是通过催化剂促进进行的。

一些研究表明，添加碱金属催化剂如K、Cs等可以有效提高丙烯和丁烯的选择性脱氢。

最后，通过控制反应条件如温度、压力、催化剂种类和添加剂等，可以实现丁烯的选择性生成，进一步提高丁二烯的产率。

二、丁烯氧化脱氢制丁二烯的研究进展1. 催化剂的研究进展过渡金属催化剂是丁烯氧化脱氢制丁二烯的核心。

在过去的研究中，人们广泛探索了不同催化剂对该反应的催化活性和选择性的影响。

研究发现，Pd基催化剂表现出较好的活性和选择性，因此被认为是最有潜力的催化剂之一。

此外，制备高分散度催化剂也成为了研究的重点，以提高反应的效率和选择性。

2. 添加剂的研究进展在丁烯氧化脱氢制丁二烯的过程中，添加剂的引入对催化剂的活性和选择性起到了重要的作用。

研究表明，碱金属催化剂的引入可以提高丙烯和丁烯的选择性脱氢。

此外，添加一些促进剂如硫、氯等也能够改善催化剂的性能。

3. 反应条件的研究进展反应条件对丁烯氧化脱氢制丁二烯的反应效果具有重要影响。

温度、压力、反应物比例和催化剂用量等参数的优化可以提高反应的选择性和产率。

异丁烯的产业链分析异丁烯是一种重要的化工原料，可用于生产丁基橡胶、聚异丁烯、二异丁烯、三异丁烯、甲基丙烯酸甲酯、2,4-叔丁基甲酚、叔丁基硫醇、叔丁醇、叔丁基胺、甲代烯丙基氯、甲基丙烯酸、甲基丙烯睛、新戊醛和异戊二烯等深加工产品。

异丁烯衍生产品众多，上下游产业链复杂，消费结构呈多元化趋势。

合理发展异丁烯产业，对于我国石化行业把握市场变化，优化资源利用，提高综合竞争力具有现实意义。

生产异丁烯的原料主要来源于石脑油蒸汽裂解制乙烯装置的副产C4馏分、炼油厂流化催化裂解(FCC)装置的副产C4馏分和Halcon法环氧丙烷合成中的副产叔丁醇。

一、异丁烯生产现状1 生产技术异丁烯工业生产方法主要有硫酸萃取法、吸附分离法、异丁烷丙烯共氧化联产法、甲基叔丁基醚(MTBE)裂解和正丁烯异构化法等。

1.1 硫酸萃取法工业上最早采用的异丁烯分离方法，利用正、异丁烯与硫酸反应的速度差来实现正、异丁烯的分离。

异丁烯与硫酸发生酯化反应生成硫酸叔丁酯，硫酸叔丁酯水解生成叔丁醇，叔丁醇脱水生成异丁烯，最后可得纯度≥99%的异丁烯和纯度≥85%的叔丁醇产品。

工业上具有代表性的工艺流程有美国埃克森美孚的60%硫酸法、法国CFR的50%硫酸法和德国巴斯夫的45%硫酸法。

1.2 吸附分离法利用正丁烯和异丁烯在分子筛上吸附能力的差异来实现生产异丁烯的工艺技术。

美国UOP公司和UCC公司分别进行过研究，其中以UCC公司开发的工艺技术比较引人注目。

但是由于该法工艺较为复杂，技术经济还不如传统的硫酸萃取法，故目前没有生产厂家使用。

1.3 异丁烷丙烯共氧化联产法-Halcon共氧化法在以丙烯为原料，通过氧化法生产环氧丙烷时，使异丁烷与丙烯进行共氧化反应，以降低反应的活化能，使丙烯更容易变成环氧丙烷，同时生成副产物叔丁醇。

叔丁醇在活性氧化铝、磺酸和离子交换树脂等催化剂作用下脱水生成异丁烯。

该方法具有能耗低、腐蚀性小、技术较为先进成熟和生产成本低等特点，美国Halcon公司曾采用该法进行生产。

丁烯异构催化剂丁烯是一种含有四个碳原子的烯烃，具有多种结构异构体。

丁烯的异构体主要有反式-2-丁烯、顺式-2-丁烯和1,3-丁二烯。

而在化学工业中，常需要将其中某一种丁烯异构化为其他异构体，以满足不同的需求。

为了实现丁烯的催化异构化，通常使用丁烯异构催化剂。

丁烯异构催化剂是指能够促进丁烯异构化反应的物质，通常以固体、液体或气体的形式存在。

丁烯异构催化剂的种类繁多，常见的有铂、钯、铑等贵金属以及氯化铝等无机物催化剂。

下面将分别介绍这些催化剂的作用和应用。

1.贵金属催化剂：贵金属如铂、钯和铑等具有较高的催化活性，能够促进丁烯的异构反应。

它们通常以负载的形式存在于载体上，如二氧化硅、氧化铝等。

这种催化剂在常温下活性较高，并且具有较好的选择性，能够将丁烯富集于选择异构产物。

贵金属催化剂可用于合成大量用途广泛的化学品，如丙烯、丁二烯等。

2.氯化铝催化剂：氯化铝是一种颜色无色的固体物质，是一种强酸，具有很强的催化活性。

在催化丁烯的异构化反应中，氯化铝常常用作催化剂。

氯化铝能够在高温下与丁烯发生化学反应，产生中间体并促进异构化反应的进行。

氯化铝催化剂适用于炼油和化学工业中，可以实现丁烯到丙烯、丁二烯等的转化。

丁烯异构催化剂的应用广泛且重要。

丁烯是一种重要的烯烃原料，其异构化反应可以制备多种化学品。

以丙烯为例，丙烯是一种广泛用于合成塑料、合成纤维等重要化工原料。

通过丁烯的异构化反应，可以将丁烯转化为丙烯，进而实现对这些化工原料的生产。

此外，丁烯也可以通过异构化反应制备其他烯烃化合物，如乙二烯、丁二烯等，这些化合物在化学工业中具有广泛的应用。

总之，丁烯异构催化剂是促使丁烯异构化反应进行的重要物质。

贵金属催化剂和氯化铝催化剂是其中常见的两种类型。

这些催化剂具有较高的催化活性和较好的选择性，可以实现丁烯到丙烯、丁二烯等的转化，从而广泛应用于化学工业中。

通过合理选择和设计催化剂，可以实现丁烯的有效利用和高效转化，为化工原料的生产提供重要支持。

正丁烯异构化项目可行性研究报告立项申请报告项目名称：正丁烯异构化项目可行性研究一、项目背景和目标：正丁烯是一种重要的石化原料，广泛应用于化工、塑料、合成橡胶等行业。

正丁烯异构化技术可以将正丁烯转化为异丁烯和2,3-二甲基-2-丁烯等高附加值产物，提高产品附加值和市场竞争力。

本项目旨在开展正丁烯异构化项目的可行性研究，为后期的项目建设和运营提供科学依据。

二、项目内容和方案：1.市场分析：对正丁烯异构化产物市场需求进行调研和分析，全面了解市场规模、竞争情况、未来发展趋势等，为项目规模和产能确定提供依据。

2.技术分析：调研并评估正丁烯异构化技术的成熟度、可行性和风险。

分析关键技术节点、技术路线、设备选型等，明确技术发展方向和关键难点。

3.比较分析：对国内外正丁烯异构化项目进行比较研究，分析其规模、投资、效益等情况，寻找最佳项目建设模式和运营模式。

4.经济评估：进行正丁烯异构化项目的经济评估，包括项目投资估算、盈亏平衡分析、资金回收期等。

结合市场需求和技术可行性，评估项目的投资效益和风险。

5.社会影响评估：分析正丁烯异构化项目对社会环境、资源利用等方面的影响，并评估其社会效益和可持续性。

6.管理组织架构：提出正丁烯异构化项目的管理组织架构和运行模式，明确项目决策流程、组织架构和人员需求，为后续项目实施提供管理保障。

三、项目实施计划：1.调研和分析阶段：调研市场需求、技术发展和政策环境，制定项目可行性研究计划。

2.数据整理和分析阶段：整理调研数据，进行市场、技术、经济分析，并编制项目可行性研究报告初稿。

3.报告修改和完善阶段：根据初稿的评审意见，修改和完善可行性研究报告，并形成最终报告。

四、预期成果：1.正丁烯异构化项目可行性研究报告：包括市场分析、技术分析、经济评估、社会影响评估、管理组织架构等内容，全面评估项目可行性和风险。

2.项目实施计划书：包括项目调研和分析阶段、数据整理和分析阶段、报告修改和完善阶段的详细工作计划和时间安排。