对丁烯氧化脱氢制丁二烯技术进展及经济性浅述

牟卫兵

摘要：本文主要研究当前丁烯氧化脱氢制丁二烯技术的发展现状以及经济性，随着社会经济科技的深入发展，石油化工生产中对丁二烯的需求不断提升，作为石油化工领域生产中的重要化工原料，丁二烯的生产质量和效率会对化学制品的生产和合成橡胶产生一定的影响，此时就需要对丁烯氧化脱氢制丁二烯技术进展及经济性进行分析是非常必要的。

关键词：丁烯氧化;丁二烯制作;技术发展

1.丁烯氧化脱氢制丁二烯技术

1.1反应原理

在进行丁烯氧化脱氢生产丁二烯过程中，会释放出大量的热量，此时可以借助系统的提纯处理来获取丁二烯，丁烯完全氧化后可以得到一氧化碳、二氧化碳和水。但是在实际反应过程中受多方面因素影响，从而导致氧化反应发生一系列的变化，最终得到多种含氧化合物。氧化降解后会生成丙酮、甲醛等氧化合物，氧化生成四个碳原子的含氧化合物，如丁烯醛、丁酮等。在进行深度氧化反应过程中，脱氢后可以得到乙烯基乙炔等产物，然后通过一系列的氧化后可以得到二氧化碳、一氧化碳和水等產物，该阶段所生成的产物与副产物又能够通过凝结聚合形成新的产物。

1.2工艺流程

丁烯氧化脱氢制丁二烯的工艺生产流程主要包括油吸收和氧化脱氢反应两个单元。其中氧化脱氢反应单元又能够细分为反应、水冷以及洗醛三个主要环节。图一所示为氧化脱氢反应单元的主要流程示意图。在反应器内，丁烯与空气在催化剂的作用下发生反应，从而生成丁二烯以及醛酸等一系列副产物。由于整个反应为放热反应，为了避免放热温度过高对反应温度造成影响，需要在反应器内注入大量蒸汽，从而有效控制反应温度，以此来有效延长催化剂的操作周期。之后对反应器生成的产物借助水冷塔进行冷却处理，将复合产物中的酸成分分离，再通过生成器压缩机对水冷后生成气进行加压，在洗醛塔中加压水洗清除产物中的醛和酮成分，最后将生成气引入油吸收系统进行下一个生成环节。

图二所示为油吸收单元的基本操作流程，通过油吸收单元可以有效分离和剔除生成气中的C4烃。通常情况下，油吸收单元需要先进行吸收油吸收，随后开展重吸收油吸收，这样可以有效地减少C4以及吸收油的损耗。在吸收塔中洗醛塔顶产生的C4物料与吸收油进行逆流接触，而C4相关物料能够溶于吸收油，从而在解析塔中被吸收油分解提取。塔顶的C4物料能够直接参与到丁二烯抽提单元，该过程中塔釜的吸收油能够循环使用，并且还可以与尾气混合在一起进入重油吸收系统并进行二次抽取和循环利用，进一步对尾气中的C4物料进行收集和提取，并回收，从而有效提高吸收油的再利用效率。最后借助吸收塔顶可以在尾气排放之前进行预处理，且满足尾气排放标准之后方可进行排放。

2.技术进展及经济性

2.1催化剂进展

在进行工业生产过程中，丁烯氧化脱氢制丁二烯过程中所采用的催化剂有铁系催化剂和钼系催化剂，而在催化剂相关技术进行研究过程中，侧重于催化机理的研究，而且注重对现有的催化剂技术进行优化升级，同时也关注新型催化剂的研究和应用工作。相关研究人员对钼酸铋以及复合钼酸铋体系的催化剂进行了详细的研究，分析不同类型催化剂的反应机理和性能，发现在高选择性条件下丁二烯与钼酸铋混合存在最佳的混合比例，并且不同的混合比例所产生的催化效果不同，且对烯氧化脱氢过程产生决定性的影响。此时需要深入挖掘出影响催化剂反应质量和性能的最主要因素为晶格氧的氧移动性。另外，为了提升钼酸铋催化剂的催化效率，则需要对镧元素给予适当的添，以此来有效降低催化反应的活化能，从而有效提升丁烯氧化脱氢制丁二烯的质量，提升反应过程的速率，使反应得以顺利实现。

2.2反应器进展

如今，借助丁烯氧化脱氢生成丁二烯需要经历三个阶段，分别是列管式固定床反应器、流化床反应器以及现在的固定床反应器，不断提升了反应过程的生成效率。固定床反应器的研究和发展方向主要在结构优化发光面，能够有望实现大型化生产过程，并且能够对反应过程的温度和压力进行有效的控制，使能量的利用率得到了有效的提高，极大的提升了生产能力。

2.3工程技术进展

当前国内工业对丁烯氧化脱氢制丁二烯的工程技术研究重点主要集中在对现有生产工艺的优化升级方面，并且不断探索新的生产工艺技术。对现有技术的改造集中在环保和节能需求上，可以通过热回收、减少蒸汽用量或废水再利用的方式降低反应装置的操作成本，从而有效节约蒸汽减少废水，提升产业经济效益。

3.小结

对丁二烯的制造技术进行深入分析旨在提升丁烯氧化脱氢制丁二烯的效率和质量，并且有效控制生产成本。催化剂和反应器是丁烯氧化脱氢制丁二烯的关键，因此想要提升丁二烯的制造效率就必须从催化剂和反应器入手，加强对于催化剂的探索和选择，尽可能使用灵活性较强副反映较少的催化剂，并且加强对于反应器结构的设计。

参考文献：

[1] 杨英，肖立桢.丁烯氧化脱氢制丁二烯技术进展及经济性分析[J].石油化工技术与经济，2016，32（4）：14-18.

[2] 姜仁政.丁烯氧化脱氢制丁二烯用泡沫SiC基结构催化剂的制备与性能研究[D].中国科学院大学，2017.