異戊烯的合成方法綜述

肖云飛

(湖南中創(chuàng)化工股份有限公司，湖南 岳陽 414000)

異戊烯是一種重要的化工原料[1]，它的主要成分有2-甲基-2-丁烯和2-甲基-1-丁烯，主要用作生產(chǎn)農(nóng)藥、抗氧劑和香料的原料。其中常規(guī)的異戊烯可用于生產(chǎn)頻吶酮，進而生產(chǎn)高效三唑類殺菌劑和植物生長調(diào)節(jié)劑、除草劑等農(nóng)藥以及生產(chǎn)抗氧劑 2，4-二叔戊基酚等，但無法用于佳樂麝香香料的生產(chǎn)。高品質(zhì)異戊烯產(chǎn)品則不但可用于農(nóng)藥和抗氧劑的生產(chǎn)，而且可以滿足對異戊烯質(zhì)量要求荷刻的佳樂麝香香料的生產(chǎn)。

本文綜述了生產(chǎn)異戊烯的幾種方法，介紹其在一些領域應用的情況，對異戊烯在長煉分公司的開發(fā)前景進行了分析。

1 異戊烯生產(chǎn)技術

根據(jù)原料的差異，異戊烯的生產(chǎn)主要有以下幾種工藝路線[2]，分別是粗異戊烯法，異戊烷法，異戊醇法和正戊烯法。

1.1 甲基叔戊基醚法

抽余碳五富含碳五，其中異戊烯含量超過20%，甲基叔戊基醚法主要利用抽余碳五中異戊烯和甲醇合成甲基叔戊基醚，然后對甲基叔戊基醚進行裂解得到甲醇和異戊烯，對原料中異戊烯進行提濃，得到高純度的異戊烯。

工業(yè)生產(chǎn)異戊烯采用的工藝[3]是先將粗異戊烯餾分進行選擇性加氫脫除異戊二烯，然后與甲醇經(jīng)醚化反應制得甲基叔戊基醚(TAME)，再經(jīng)高溫醚解成異戊烯，最后經(jīng)異構化和產(chǎn)品的精制獲得高純度異戊烯產(chǎn)品，主要反應式如下：

副反應如下：

異戊烯二聚為二聚異戊烯，甲醇縮聚得到二甲醚和水，異戊烯水合為叔戊醇。

異戊烯的生產(chǎn)工藝主要包括：原料的水洗、二烯烴選擇加氫、催化蒸餾技術合成甲基叔戊基醚、甲基叔戊基醚的醚解、異戊烯水洗、異構化反應以及異戊烯精制，得到99%以上的異戊烯產(chǎn)品。

此工藝的特點是充分利用了裂解碳五分離裝置的副產(chǎn)品，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品品質(zhì)。采用異戊烯異構化技術，提高了產(chǎn)品中2-甲基-2-丁烯與2-甲基-1-丁烯的比例，提升了產(chǎn)品的品質(zhì)。

使用異戊烯醚化技術制取甲基叔戊基醚，將副產(chǎn)品中有效碳五分離出來，再采用甲基叔戊基醚分解技術將異戊烯分離提濃，甲醇在系統(tǒng)中循環(huán)。

1.2 異戊醇法

以異戊醇[4]為原料，活性氧化鋁為催化劑，在高溫、常壓環(huán)境下，異戊醇進行脫水反應，得到富含碳五的混合氣體，混合氣體在異構化反應器中進行異構化反應，再精餾，可制得主要成分為2-甲基-2-丁烯和2-甲基-1-丁烯的異戊烯產(chǎn)品。

本方法的優(yōu)點是，原料異戊醇來源廣，產(chǎn)能不受限制，有著很好的社會效益和經(jīng)濟效益。

1.3 戊烷法

戊烷法制異戊烯，使用氧化脫氫工藝，流程與異丁烷脫氫相似，主要原料是醚化后碳五中的異戊烷和正戊烷。首先將原料中正戊烷在超強酸功能催化劑作用下異構為異戊烷，異戊烷經(jīng)脫氫提純處理后得到高純度異戊烯。

異戊烷脫氫與碳四烷烴脫氫有其相似之處，但由于碳五更易裂解，且脫氫產(chǎn)物遠比碳四要復雜的得多，因此它的工業(yè)化應用難度較大。目前比較成熟的異戊烷脫氫技術在俄羅斯，使用雙器流化床反應再生系統(tǒng)，使用催化劑與異丁烷脫氫的相同，反應條件略有不同。

1.4 正戊烯法

骨架異構化工藝[5]是在高溫低壓條件下將直鏈型的正戊烯轉化成支鏈型的異戊烯。BP/Mobil與Kellogg合作開發(fā)的ISOFIN工藝，反應式如下：

正戊烯用異戊烯物流預熱后進入異構反應器。反應器出口物料對進料正戊烯進行預熱，再經(jīng)分離冷凝器，除去反應物中輕組分。異構化的反應平衡轉化率較高，在大約70%到90%，選擇性大于90%。

烯烴異構化是重要的石化工藝之一，利用烯烴異構化工藝來生產(chǎn)異戊烯是提高石化資料利用率，優(yōu)化產(chǎn)能，提高石化工業(yè)經(jīng)濟效益的重要手段。異構化工藝是未來的重要發(fā)展方向之一。

2 生產(chǎn)現(xiàn)狀與應用

工業(yè)生產(chǎn)異戊烯的方法主要是使用粗異戊烯用醚化法[6]進行精制得到高純異戊烯。目前開發(fā)異戊烯產(chǎn)品較早，工業(yè)化最成熟的公司是上海石化，規(guī)模較大的企業(yè)還有山東淄博聯(lián)碳，產(chǎn)能1wt/a。

異戊烯作為重要的精細化工中間體原料，用途廣泛，在中國的需求量很大，近年來含磷農(nóng)藥的禁用，以異戊烯為基本原料的不含磷農(nóng)藥市場發(fā)展迅速。異戊烯的幾種主要用途如下：

2.1 頻吶酮

常規(guī)的異戊烯可用于生產(chǎn)頻吶酮，進而生產(chǎn)高效三唑類殺菌劑和植物生長調(diào)節(jié)劑、除草劑等農(nóng)藥以及生產(chǎn)抗氧劑 2，4-二叔戊基酚等。以頻吶酮為原料合成的殺菌劑、植物生長調(diào)節(jié)劑和殺蟲劑已有二十多個種類，這類藥物效果好，吸收快，毒性小，用量少，作用期長，能提高各種農(nóng)作物的抗病害和抗倒伏能力，提高產(chǎn)量效果明顯。

這些年來，全球氣候異常，帶來農(nóng)作物頻繁出現(xiàn)嚴重病情，這帶動了以頻吶酮為原料合成的殺菌劑及生長調(diào)節(jié)劑的銷售市場，國內(nèi)形勢一片大好。以頻吶酮為原料的下游農(nóng)藥產(chǎn)品在未來相當時間內(nèi)都會保持良好的發(fā)展和暢銷勢頭。

2.2 抗氧化劑

異戊烯是抗氧化劑異戊烯基黃酮的重要原料。異戊烯基黃酮化合物是在黃酮母體結構C6-C3-C6上進行烷基化的產(chǎn)物，異戊烯基黃酮化合物主要分布在桑屬植物的根、莖和根皮中。異戊烯基黃酮化合物在研究中發(fā)現(xiàn)具有抗腫瘤、抗AIDS、抗氧化、抗炎癥、抗骨質(zhì)疏松抑制絡氨酸酶過高等作用。從未來的發(fā)展來看，異戊烯類黃酮化合物具有廣泛的應用前景。

2.3 高檔香料

高純度異戊烯是高檔香料佳樂麝香[7]的一種最后重要原料。佳樂麝香有濃烈麝香香氣，帶甜香，同時伴有木香，香氣持久。佳樂麝香可與桃醛、肉桂酸酯、香脂和其他香料并用，可用作遮臭劑。

佳樂麝香廣泛應用于各種化妝香精中。佳樂麝香可與其他麝香調(diào)配香水香精。佳樂麝香的穩(wěn)定性好，不會變色，廣泛應用在香皂等日用品香精中。在醫(yī)藥上，佳樂麝香是一種重要的醫(yī)藥中間體，還能用于心肌治療、興奮劑和外用藥等方面。

3 結語

異戊烯的生產(chǎn)工藝成熟，是一種重要的化工中間體，廣泛應用在生產(chǎn)頻吶酮、香料、農(nóng)業(yè)保護劑和有機合成的中間體。

近年來，輕汽油醚化成為熱門話題，汽油中的C5-C7組分的開發(fā)利用成為一個重要研究方向。利用醚化工藝來生產(chǎn)異戊烯也是綜合利用汽油碳五組分，提高石化行業(yè)經(jīng)濟效益的重要途徑之一。特別是今年開始，異戊烯出口劃歸非油品類，免除出口稅后出口利潤空間增加，隨著異戊烯出口外銷量加大，國內(nèi)異戊烯銷售行情大漲，市場前景看好。

中石化長嶺煉化分公司含有豐富的碳五資源，特別是近年來煉油加工能力和乙烯生產(chǎn)能力的大幅提高，但分公司的碳五資源未得到充分利用，因此開展有關碳五資源的利用研究，并將成果工業(yè)化，可以資源優(yōu)化，生產(chǎn)高附加值的異戊烯，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。