摘要：利用“異構化反應平衡特點”，在酸性催化劑的作用下，在73℃-83℃溫度范圍內，反應蒸餾，異構化反應制得含量大于99%的2，3-二甲基1-丁烯。

關鍵詞：2，3-二甲基-1-丁烯；異構化；酸性催化劑；反應蒸餾

中圖分類號：TQ221文獻標識碼：A文章編號：1673-9671-(2012)042-0217-01

近年來，由于香料市場的巨大發(fā)展，吐納麝香香料（Tonalide）作為日用型香料，是國際公認的使用安全，對人體肌膚無害的一種十分理想的定香劑，其發(fā)展前景遠大。DMB-1（2，3-二甲基-1-丁烯）作為合成“Tonalide”的中間體，得到迅速發(fā)展，用DMB-1代替新己烯（3，3-二甲基-1-丁烯）生產“Tonalide”香料，具有成本低，質量穩(wěn)定等優(yōu)點。

DMB-1是由丙烯區(qū)域選擇性二聚合成，大連凱飛化學第二車間利用丙烯二聚間歇合成工藝，其中碳六烯烴混合物選擇性約為70%，碳六烯中DMB-1選擇性約為70%。由于碳六烯烴中各異構體間沸點相差很小，靠一般的精餾分離工藝得不到高純度DMB-1。為此，我們嘗試利用高純度DMB-2做原料來制取高純度DMB-1。

以DMB-2為原料生成DMB-1的反應過程是一個催化反應過程，主要利用“異構化反應平衡特點”，按照烯烴能在多種酸性催化劑的作用下進行異構化反應的反應機理，我們選擇了催化劑如無機酸催化劑（硫酸、五氧化二磷）、酸性氧化物（如硅酸鋁、酸性氧化鋁和沸石）及強有機酸（如苯磺酸）進行了探索性試驗，最終選擇了強有機酸作為催化體系。

該反應是在酸性催化劑催化條件下進行的可逆反應，平衡轉化率低，若采用傳統(tǒng)的先反應后分離的方法，會有較多未反應的原料隨產物進入后續(xù)分離設備，增加了設備的投資與能源消耗。

基于反應蒸餾是集反應與分離為一體的特殊精餾技術，該技術既能利用精餾的分離作用，提高反應的平衡轉化率，抑制串聯(lián)副反應的發(fā)生，又能降低精餾的能耗。

本文設計了兩套工藝方案，兩方案的主要區(qū)別之處在于：裝置中催化劑的裝填位置不同。

1實驗部分

1.1儀器及試劑

原料為純度大于99.0%的2，3-二甲基-2-丁烯（DMB-2），由大連凱飛化學股份有限公司第二車間提供。

原料及產品分析均使用安捷倫7890氣相色譜儀，采用氫火焰檢測器，色譜柱為SE-30毛細管色譜柱。

1.2催化劑

有機酸，工業(yè)級。

1.3實驗裝置

實驗裝置如圖1。

1.4實驗過程

方案一：

將催化劑加入分離塔填料層中（即催化劑與θ環(huán)混合后裝入塔中）。

將原料約1#8198;000 g DMB-2（≥96%）加入釜底燒瓶中，將催化劑與分離塔中的填料混合放入分離塔的底部，分離塔總高約1#8198;300 mm，塔內直徑約25 mm，塔內填料為不銹鋼θ環(huán)填料。實驗中填料層的高度分別為200 cm/250 cm/500 cm，催化劑的用量有14.2 g 20.4 g和32 g 3種，塔頂連續(xù)采出（回流比大約為10）。連續(xù)采出量為20 g/h，DMB-1含量為99%以上。

方案二：

試驗裝置與方案一相同，將原料約1#8198;000 g DMB-2（≥96%）加入釜底燒瓶中，將350 g催化劑加入到釜底燒瓶中，分離塔總高約1#8198;300mm，塔內直徑約25 mm，塔內填料為不銹鋼θ環(huán)填料。塔頂連續(xù)采出（回流比大約為10）。連續(xù)采出量為20 g/h，DMB-1含量為99%以上。

2實驗結果和討論

1）催化劑填料層高度與單位時間內DMB-1的產量成正比。

由表1中實驗數(shù)據(jù)可以看出催化劑填料層越高，單位時間內目的產物DMB-1的產量越高。主要原因為：催化劑層加高原料和催化劑的接觸時間加長以及塔的分離更有利于反應的進行。

2）催化劑用量與DMB-1的產量成正比。

3）由于催化劑分布于填料層中使得塔的阻力大大增加，并且容易產生液泛現(xiàn)象，所以方案一中催化劑的量較少。

4）方案二可以比較穩(wěn)定的連續(xù)采出含量≥93%的目的產物，采出量量約為30 g/h。

3結論

以上兩種催化劑的裝填方式，均可實現(xiàn)連續(xù)化生產，且能得到合格的目的產物。但由于在反應蒸餾過程中，反應與分離過程相互影響，催化劑用量及塔的分離能力直接影響了裝置的產能及產品質量。

參考文獻

[1]劉雪暖，鄒鋼，李玉秋.Pd/HZSM-5催化劑異構化反應特性的研究[J].石油化工高等學校校報，2000，13(3):9-12.

[2]劉國珍，雜原子.AlPO-4-5分子篩的酸性及異構化性能[J].太原理工大學學報，1998，29(5):533-536.

[3]肖家治譯，富嘉文校.推薦反應蒸餾技術[J].世界石油科學，1993，57(5):91-96.