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1、聚丁烯的开发与应用进展第2l卷第3期2010年9月增塑剂PlasticizerVo1.21NO.3Sep.2010聚丁烯的开发与应用进展汪多仁(中国石油吉林石化公司,吉林吉林132101)摘要:介绍了聚丁烯的性能,生产的主要技术路线与最佳的操作条件及有关进展情况.对N,_r-业化运行的主要乳酸生产工艺的技术特点进行了具体的分析和总结,阐述了国内外研究开发的现状与发展趋势,探讨了扩大应用范围等的前景与市场需求.关键词:聚丁烯;开发;应用1理化性能聚丁烯或称聚异丁烯(PoIyisobutylene).高活性聚丁烯(HRPIB;HighlyRcactivePolyisobuty—lene)则
2、是聚丁烯a一末端双键含量大于8O9/6的低相对分子质量异丁烯.在室温下,聚丁烯对稀碱和浓酸,碱,盐的作用稳定.在较高温度下高相对分子质量聚丁烯具有优良的防水性和气密性,而且介电性能相当优异.高相对分子质量聚丁烯为典型的饱和线形聚合物,耐热,耐光,耐臭氧老化性好,具有理想的化学稳定性.低相对分子质量的聚丁烯平均相对分子质量小于l000,外观为无色,无毒,无味的黏稠性液体,作为牛顿型流体,溶于氯化烃,乙醚,乙酸乙酯,部分溶于正丁醇,不溶于乙醇,异丙醇,丙酮,甲乙酮,冰醋酸.膨胀系数小,不含电介质等有害物质.此外,低相对分子质量聚丁烯与高分子材料相容性好,与一般非溶性物质有较好的相容性.在紫
3、外线照射270h后,颜色变化很小,电绝缘性能优异.低相对分子质量聚丁烯具有低温分散性与高温洁净性.2工艺开发2.1丁烯2.1.1混合C4分离方法目前l一丁烯的生产主要以混合C4分离方法为主,混合C4的来源一般是乙烯装置的裂解C4,其中含有丁烷,丁二烯,l一丁烯,2一丁烯,异丁烯等组分,这些组分的沸点相差很小,采用简单蒸馏方法难以有效分离.采用超级精馏的方法,能量消耗大,且在双烯烃存在下难以进行精馏操作.所以,生产卜丁烯的难点在于如何脱除丁二烯和异丁烯.目前C4馏分的分离方法如下.(1)分子筛吸附法该方法是利用C4馏分中各分子半径的不同或在沸石上面的化学吸附力差进行分离的一种方法,可以分
4、离出1一丁烯,异丁烯.(2)萃取精馏法该方法是在C4馏分中加人某种极性强的萃取剂,使C馏分中各组分间的相对挥发度差值增大,以便实现精馏分离.萃取精馏以萃取剂的不同分为二甲基甲酰胺法,N一甲基吡咯烷酮法等.(3)化学反应分离法该方法是目前各生产装置普遍采用的方法.其根本原理就是利用化学反应把G馏分中的丁二烯,异丁烯脱除,然后利用精密精馏把比1一丁烯轻或重的C4分离掉,得到高纯度的1一丁烯产品.脱除丁二烯的方法除萃取精馏外,还有加氢法及二者的组合.化学反应脱除异丁烯的方法有:异丁烯与甲醇醚化反应法;异丁烯水合反应法;异丁烯二聚的叠合反应法;异丁烯的聚合反应法(生成中,低分子聚丁烯)以及两种
5、反应的组合.现已上马的1_丁烯装置均是以混合C4分离法为主.从乙烯装置来的裂解C4经萃取精馏和普通精馏产出丁二烯产品,抽余C4中1,3一丁二烯的质量分数≤0.39/6(影响1一丁烯的精密精馏).抽余C4与甲醇进入两段醚化反应器,采用常规技术使异丁烯与甲醇发生醚化反应,生成甲基叔丁基醚(MT—第3期汪多仁:聚丁烯的开发与应用进展2lBE).未反应的C4与MTBE分离后,C4中异丁烯的质量分数在0.5%左右(影响1一丁烯的精密精馏).未反应的C4进入粗1一丁烯塔,把部分重组分脱除,塔顶C中异丁烯质量分数≤1.59/6,1,3一丁二烯质量分数≤O.6.粗1一丁烯塔顶C4进入加氢反应器,1,3
6、一丁二烯在2.0MPa,4O～60℃的情况下与氢气反应,除去残余的l,3一丁二烯.脱除丁二烯的C4进入二段叠合反应器,异丁烯在催化剂的作用下生成异丁烯二聚物(叠合油).经过叠合反应,异丁烯的质量分数下降到0.15(不影响1一丁烯的精密精馏),脱除了丁二烯和异丁烯的C4再进行精密精馏,即可得到聚合级的1一丁烯产品.该工艺路线能使剩余C4中丁二烯的组成不影响1一丁烯的精密精馏,省掉了丁二烯加氢处理工艺.通过采用的催化蒸馏技术,使异丁烯的转化率达到了99以上.萃取蒸馏技术的改进和催化蒸馏技术的应用使混合C4中丁二烯和异丁烯的脱除一次到位,简化了流程,减少了投资,降低了能耗,催化蒸馏技术是合成
7、MTBE工艺路线的一次飞跃.该工艺的1一丁烯产品质量能否合格,关键在于异丁烯质量分数能否小于0.28.2.1.2水合一醚化反应法随着MTBE催化蒸馏技术的发展,异丁烯的深度转化率可达99以上,对进入醚化反应器的异丁烯的浓度高低没有严格的限制,这比叠合反应有较大的适用性.水合一醚化反应法的工艺路线为:使裂解CA直接进入装置后,脱除部分异丁烯后的进人MTBE装置,脱除C4中的异丁烯,使质量分数到0.28以下,再进行精密分馏,分离出合格的I一丁烯产品
