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正丁烯异构化工艺技术与其发展研究

文档作者：＊李实迟志明文档来源：中石油华东设计院有限公司		点击数：	更新时间： 2023年02月07日
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2017·06 工艺与设备 Chenmical Intermediate 123
当代化工研究
正丁烯异构化工艺技术与其发展研究
＊李实 迟志明
（中石油华东设计院有限公司 山东 266071）
摘要：本文主要介绍了正丁烯异构化工艺技术的发展历程，并对正丁烯异构化工艺技术未来的发展前景进行了研究，随着企业对异丁烯
需求的增加，正丁烯异构化技术不断发展与进步，推动着相关产业的不断创新。
关键词：正丁烯；异构化工艺
中图分类号：T 文献标识码：A
Study of the Isomerization Technology of N-butene and Its Development
Lishi, Chi Zhiming
PetroChina East China Design Institute Co., ltd., Shandong, 266071,
Abstract：In this paper, it has introduced the development history of n-butene isomerization technology and taken study of the future
development prospect of n-butene isomerization technology, besides, along with the increase of enterprise’s demand for n-butene, the isomerization
technology of n-butene has got constant development and progress, which has promoted the constant innovation of relevant industries.
Key words：n-butene, isomerization technology
异丁烯是一种价值很高的化合物，他可以用来当做制
作其它化合物的原材料，比如叔丁醇、叔丁基苯酚以及低
分子量的聚合物等，这些化合物都可以利用异丁烯来进行
制作。我国经济的发展需要大量的异丁烯来当做原材料，
这与我国异丁烯短缺的现状形成了明显的矛盾，我国的异
丁烯产量远远达不到市场需求。但是我国的C4资源非常丰
富，使用正丁烯异构化技术可以把正丁烯变为异丁烯，满
足我国对异丁烯的需求，对于解决我国异丁烯短缺的问题
十分有利，所以对正丁烯异构化技术进行研究与完善，是
我国经济发展的现实需求。
1.正丁烯异构化工艺技术概况
正丁烯异构化技术开始出现的时间是在上世纪70年
代，在正丁烯异构化技术出现初期，采用的催化剂是一种
叫做氧化铝的化合物，这种氧化铝的活性非常低，但是它
的失活率非常高，对于正丁烯异构化来说，成本非常高，
生产效率非常低，所以在当时并没有得到比较大的关注。
直到上世纪90年代，一种新的正丁烯异构化工艺分子筛催
化剂的出现才使社会重新关注正丁烯异构化工艺，法国石
油研究院、美国的UOP公司、英国的BP公司以及中国的上
海石油化工研究院在分子筛工艺研究方面都取得了较大的
成果并且申请了相关专利，随着技术的进步，分子筛工艺
开始进行量化生产。正丁烯异构化工艺实质上就是骨架异
构化的过程，酸性催化剂的选用对于正丁烯异构化工艺来
说非常重要，现有的正丁烯异构化工艺主要有两种：氧化
铝工艺和分子筛工艺。
(1)氧化铝催化工艺
氧化铝催化工艺出现的时间相对较早，它指的是用氧
化铝来作为正丁烯异构化工艺的催化剂，氧化铝的成本一
般都比较低，但是在实际的使用中，氧化铝的活性较低，
产生反应所需的温度较高，所以，氧化铝催化工艺用于
生产异丁烯，具有很大的弊端，由于氧化铝的活性极不稳
定，这也会增加装置的能耗，使生产成本大大增加。
(2)分子筛催化工艺
正丁烯在异构化工艺中产生的反应是酸式异构化反
应，所以使用分子筛催化工艺进行正丁烯异构化的反应必
须在酸性媒介条件下才能够顺利进行，当正丁烯在固体酸
性催化剂表面进行反应时，它所依据的主要是基于骨架异
构化和齐聚物之间的竞争方式。当正丁烯在开放结构的固
体酸性催化剂表面进行反应时，它主要发生齐聚与裂解的
反应，沸石类催化剂在正丁烯异构化工艺中是一种性能相
对优良的催化剂，它可以借助沸石分子筛孔道对正丁烯齐
聚与裂解的空间进行很好的约束，促使正丁烯骨架异构化
的顺利进行。
分子筛催化工艺跟氧化铝催化工艺相比，在活性方面
有很大的提高，能够把整个反应的温度降低到400℃左右，
而且能够使异丁烯的单程收率达到42%以上，这样能够使
正丁烯异构化反应产物分离费用大大降低。
西方发达国家的很多化工企业都是使用镁碱类沸石
分子筛作为催化剂来进行正丁烯异构化的工艺，镁碱类沸
石分子筛用于正丁烯异构化的过程中具有相当大的优势，
首先它的孔道结构比较独特，它在化学性能以及热稳定性
能方面都表现的非常好，此外。它还具有较高的异丁烯选
择性。镁碱类沸石分子筛在反应开始初期活性比较低，
但是当反应进行10个小时左右以后，镁碱类沸石分子筛
的选择性会大大提高，并且可以保持长时间的活性。镁
碱类沸石分子筛与SAPO-11型催化剂相比也有很大的优
势，SAPO-11型催化剂能抑制表面结焦，但是它的抗焦性
不如镁碱类沸石分子筛，在进行正丁烯异构化反应之前我
们先要配备原料脱丁二烯装置，这样可以有效防止在正丁
烯异构化反应过程中出现结焦现象，在使用镁碱类沸石分
子筛时，它的抗焦性能比较好，就不用再对进料中的丁二
烯含量进行严格要求。Lyondell 公司所采用的正丁烯异构
化工艺（ISOMPLUS）中使用的催化剂选择性非常高，反
应过程中产生出的副产物（C3）非常少，这样可以大大节
省为了分离副产物而产生的设备购置费用。
美国的UOP公司开发出使用SAPO-11作为催化剂的

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