异戊烯的合成方法综述

肖云飞

(湖南中创化工股份有限公司，湖南 岳阳 414000)

异戊烯是一种重要的化工原料[1]，它的主要成分有2-甲基-2-丁烯和2-甲基-1-丁烯，主要用作生产农药、抗氧剂和香料的原料。其中常规的异戊烯可用于生产频呐酮，进而生产高效三唑类杀菌剂和植物生长调节剂、除草剂等农药以及生产抗氧剂 2，4-二叔戊基酚等，但无法用于佳乐麝香香料的生产。高品质异戊烯产品则不但可用于农药和抗氧剂的生产，而且可以满足对异戊烯质量要求荷刻的佳乐麝香香料的生产。

本文综述了生产异戊烯的几种方法，介绍其在一些领域应用的情况，对异戊烯在长炼分公司的开发前景进行了分析。

1 异戊烯生产技术

根据原料的差异，异戊烯的生产主要有以下几种工艺路线[2]，分别是粗异戊烯法，异戊烷法，异戊醇法和正戊烯法。

1.1 甲基叔戊基醚法

抽余碳五富含碳五，其中异戊烯含量超过20%，甲基叔戊基醚法主要利用抽余碳五中异戊烯和甲醇合成甲基叔戊基醚，然后对甲基叔戊基醚进行裂解得到甲醇和异戊烯，对原料中异戊烯进行提浓，得到高纯度的异戊烯。

工业生产异戊烯采用的工艺[3]是先将粗异戊烯馏分进行选择性加氢脱除异戊二烯，然后与甲醇经醚化反应制得甲基叔戊基醚(TAME)，再经高温醚解成异戊烯，最后经异构化和产品的精制获得高纯度异戊烯产品，主要反应式如下：

副反应如下：

异戊烯二聚为二聚异戊烯，甲醇缩聚得到二甲醚和水，异戊烯水合为叔戊醇。

异戊烯的生产工艺主要包括：原料的水洗、二烯烃选择加氢、催化蒸馏技术合成甲基叔戊基醚、甲基叔戊基醚的醚解、异戊烯水洗、异构化反应以及异戊烯精制，得到99%以上的异戊烯产品。

此工艺的特点是充分利用了裂解碳五分离装置的副产品，降低生产成本，提高产品品质。采用异戊烯异构化技术，提高了产品中2-甲基-2-丁烯与2-甲基-1-丁烯的比例，提升了产品的品质。

使用异戊烯醚化技术制取甲基叔戊基醚，将副产品中有效碳五分离出来，再采用甲基叔戊基醚分解技术将异戊烯分离提浓，甲醇在系统中循环。

1.2 异戊醇法

以异戊醇[4]为原料，活性氧化铝为催化剂，在高温、常压环境下，异戊醇进行脱水反应，得到富含碳五的混合气体，混合气体在异构化反应器中进行异构化反应，再精馏，可制得主要成分为2-甲基-2-丁烯和2-甲基-1-丁烯的异戊烯产品。

本方法的优点是，原料异戊醇来源广，产能不受限制，有着很好的社会效益和经济效益。

1.3 戊烷法

戊烷法制异戊烯，使用氧化脱氢工艺，流程与异丁烷脱氢相似，主要原料是醚化后碳五中的异戊烷和正戊烷。首先将原料中正戊烷在超强酸功能催化剂作用下异构为异戊烷，异戊烷经脱氢提纯处理后得到高纯度异戊烯。

异戊烷脱氢与碳四烷烃脱氢有其相似之处，但由于碳五更易裂解，且脱氢产物远比碳四要复杂的得多，因此它的工业化应用难度较大。目前比较成熟的异戊烷脱氢技术在俄罗斯，使用双器流化床反应再生系统，使用催化剂与异丁烷脱氢的相同，反应条件略有不同。

1.4 正戊烯法

骨架异构化工艺[5]是在高温低压条件下将直链型的正戊烯转化成支链型的异戊烯。BP/Mobil与Kellogg合作开发的ISOFIN工艺，反应式如下：

正戊烯用异戊烯物流预热后进入异构反应器。反应器出口物料对进料正戊烯进行预热，再经分离冷凝器，除去反应物中轻组分。异构化的反应平衡转化率较高，在大约70%到90%，选择性大于90%。

烯烃异构化是重要的石化工艺之一，利用烯烃异构化工艺来生产异戊烯是提高石化资料利用率，优化产能，提高石化工业经济效益的重要手段。异构化工艺是未来的重要发展方向之一。

2 生产现状与应用

工业生产异戊烯的方法主要是使用粗异戊烯用醚化法[6]进行精制得到高纯异戊烯。目前开发异戊烯产品较早，工业化最成熟的公司是上海石化，规模较大的企业还有山东淄博联碳，产能1wt/a。

异戊烯作为重要的精细化工中间体原料，用途广泛，在中国的需求量很大，近年来含磷农药的禁用，以异戊烯为基本原料的不含磷农药市场发展迅速。异戊烯的几种主要用途如下：

2.1 频呐酮

常规的异戊烯可用于生产频呐酮，进而生产高效三唑类杀菌剂和植物生长调节剂、除草剂等农药以及生产抗氧剂 2，4-二叔戊基酚等。以频呐酮为原料合成的杀菌剂、植物生长调节剂和杀虫剂已有二十多个种类，这类药物效果好，吸收快，毒性小，用量少，作用期长，能提高各种农作物的抗病害和抗倒伏能力，提高产量效果明显。

这些年来，全球气候异常，带来农作物频繁出现严重病情，这带动了以频呐酮为原料合成的杀菌剂及生长调节剂的销售市场，国内形势一片大好。以频呐酮为原料的下游农药产品在未来相当时间内都会保持良好的发展和畅销势头。

2.2 抗氧化剂

异戊烯是抗氧化剂异戊烯基黄酮的重要原料。异戊烯基黄酮化合物是在黄酮母体结构C6-C3-C6上进行烷基化的产物，异戊烯基黄酮化合物主要分布在桑属植物的根、茎和根皮中。异戊烯基黄酮化合物在研究中发现具有抗肿瘤、抗AIDS、抗氧化、抗炎症、抗骨质疏松抑制络氨酸酶过高等作用。从未来的发展来看，异戊烯类黄酮化合物具有广泛的应用前景。

2.3 高档香料

高纯度异戊烯是高档香料佳乐麝香[7]的一种最后重要原料。佳乐麝香有浓烈麝香香气，带甜香，同时伴有木香，香气持久。佳乐麝香可与桃醛、肉桂酸酯、香脂和其他香料并用，可用作遮臭剂。

佳乐麝香广泛应用于各种化妆香精中。佳乐麝香可与其他麝香调配香水香精。佳乐麝香的稳定性好，不会变色，广泛应用在香皂等日用品香精中。在医药上，佳乐麝香是一种重要的医药中间体，还能用于心肌治疗、兴奋剂和外用药等方面。

3 结语

异戊烯的生产工艺成熟，是一种重要的化工中间体，广泛应用在生产频呐酮、香料、农业保护剂和有机合成的中间体。

近年来，轻汽油醚化成为热门话题，汽油中的C5-C7组分的开发利用成为一个重要研究方向。利用醚化工艺来生产异戊烯也是综合利用汽油碳五组分，提高石化行业经济效益的重要途径之一。特别是今年开始，异戊烯出口划归非油品类，免除出口税后出口利润空间增加，随着异戊烯出口外销量加大，国内异戊烯销售行情大涨，市场前景看好。

中石化长岭炼化分公司含有丰富的碳五资源，特别是近年来炼油加工能力和乙烯生产能力的大幅提高，但分公司的碳五资源未得到充分利用，因此开展有关碳五资源的利用研究，并将成果工业化，可以资源优化，生产高附加值的异戊烯，提高企业的经济效益和社会效益。