C4制异辛烷
一、 异辛烷简介
2,2,4-三甲基戊烷俗称异辛烷（在主链的2位有一个甲基的称为“异”，在2位有两个甲基的称为“新”。但是出于习惯，还是把2,2,4-三甲基戊烷做“异辛烷”），是辛烷的一种异构体。
异辛烷分子结构示意图
异辛烷
性状
无透明液体。溶于、、、、、、、和降蓖麻油以外的油类，微溶于无水乙醇，几乎不溶于水。相对密度(水=1)；相对密度(空气=1)。℃。℃。(n20D)。-12℃浮选机叶轮盖板。易燃。有刺激性。易挥发。
用途
有机合成。溶剂。与正庚烷按比例混合测定燃料油的辛烷值。气相谱分析标准。稀释剂。
二、C4简介
目前，世界上的C4烃资源主要来自于炼制催化裂化过程和蒸汽裂解制备乙烯过程中副产的C4，其中约82％为炼油副产，主要含有烷烃(正丁烷和异丁烷)、丁烯(异丁烯、1—丁烯和2—丁烯)及丁二烯。炼油厂的催化裂化装置、减黏裂化装置、焦化装置和热裂化装置都能副产C4烃，但以催化裂化装置副产的C4烃最多，占60％以上。催化裂化装置副产C4烃的数量又因裂化深度和催化剂而异，通常为新鲜进料的10％～13％(质量分数)。催化裂化C4馏分组成的特点是：丁烷(尤其是异丁烷)含量高，不含丁二烯(或含量甚微)，其中丁烯质量分 数约占50％左右。裂解C4烃收率除与苛刻度有关外，还与裂解原料有密切关系，若以石脑油为裂解原料时，C4烃的产量约为乙烯产量的40％一50％(质量分数)。裂解C4馏分组成的特点是：主要以烯烃(丁二烯、异丁烯、正丁烯)为主，尤其是丁二烯含量高，烷烃含量很低。典型的催化裂化C4提前放电避雷针馏分和裂解C4馏分的组成见表l。从表l可看出，催化裂化C4馏分与裂解C4馏分的丁烯含量相近，但催化裂化C4馏分中丁烷含量较高，而丁二烯含量甚少，故可不经分离丁二烯而直接使用；裂解C4馏分则相反，因含有较多丁二烯，应先萃取精馏分离丁二烯。
三、C4利用现状
在20世纪80年代以前，除了丁二烯被用作合成外，大部分的C4馏分被当作工业或民用燃料使用。20世纪90年代以来，由于分离技术的进步，C4作为原料的应用获得了很大的发展，同时由于居民燃料结构的改变，C4综合利用技术的开发也更为紧迫。 近年来，随着我国原油加工深度的提升和乙烯生产能力的逐步提高，副产C4必将越来越丰富。预计到2010年，我国C4的总产量将达到(蒸汽裂解C压缩木耳4总量约为，其中丁二烯；催化裂化C4约。目前，我国C4在方面的利用率只有16%左右，主要是将异丁烯转化为甲基叔丁基醚(MTBE)，还有部分1—丁烯用于制备甲乙酮，大部分炼油过程的C恒温扩增仪4被当做燃料和液化气使用，而美国、日本和西欧等工业发达国家利用率已达到了60%—90%。此外，随着我国轮胎工业的快速发展，丁基的消费量快速上升，对高纯度丁烯单体的需求量逐年增加，但是高纯度丁烯单体主要依靠进口。
C4馏分综合利用大型化生产技术开发过程中将会遇到很多技术难点，主要有：(1) C4馏分物理性质相近，尤其是沸点，异丁烯和正丁烯的沸点只相差℃，相对挥发度仅相差，因此采用一般的物理方法很难将其分离，需要利用化学活性或先进的分离技术才能将其分离；( 2)同分异构体组分的反应活性差异大，丁二烯活性最强，异丁烯次之，在混合烯烃利用时，要对催化剂的活性和装载量进行优化；(3) C4馏分同分异构体之间还会发生异构反应，如正丁烯异构得到异丁烯、2—丁烯与1—丁烯相互转化，异构混合物使得产品结构非常复杂，主产物的选择性降低；(4) C4混合组分成分复杂，副反应严重，既影响产物的选择性，又容易导致催化剂失活。 C4馏分综合利用大型化生产技术的关键是采用反应精馏技术。反应精馏是通过精馏的方法将反应物与产物分离开来，以破坏可逆反应的平衡关系，使反应继续向生成产物的方向进行。采用反应精馏技术可以将反应产物及时移出反应区，抑制副反应的发生，提高产物的选择性，有效避免催化剂失活，延长催化剂使用寿命。
除丁二烯萃取、MTBE生产技术外，我国尚缺乏大型化C离合器盘4利用的成套装置和成熟技术，亟待开发C4下游精细化深加工技术。如何充分、合理地利用C4资源，发掘C4产品的潜在价值，提高炼油企业经济效益，已成为我国石化企业关注的焦点和技术攻关方向之一。
四、C4制异辛烷技术
1、间接烷基化技术
间接烷基化技术是指将异丁烯叠合（齐聚）成异辛烯、异辛烯然后加氢为异辛烷的过程。这样获得的异辛烷组成和性质均与异丁烷-丁烯烷基化产物相似，但具有更高的辛烷值和更低的雷得蒸气压，且叠合和加氢反应均可采用成熟的固体催化剂，生产过程环境友好，因此近年来间接烷基化技术获得了迅速发展。特别是在美国，由于对MTBE的限制限用，一些MTBE 生产商已开始采用间接烷化技术将MTBE 生产装置改造为异辛烷生产装置。
（1） UOP 的InAlk 工艺
UOP公司的间接烷基化技术 (InAlk 工艺)是对其原有的叠合工艺和加氢工艺经改进并组合而成。叠合催化剂可选择树脂催化剂和固体磷酸催化剂。选用树脂作催化剂时在较低反应温度和压力下操作（50～100 ℃，～1 MPa），主要是异丁烯的叠合，反应过程中需要加入低碳醇作为反应的调节剂，以改善二聚体选择性和延长催化剂寿命。选用固体磷酸催化剂时，需要在较高的反应温度和压力下操作（180～220 ℃，4～5 MPa），可同时使异丁烯和正丁烯转化，并可以在无调节剂的条件下操作。异辛烯加氢选择贵金属或非贵金属催化剂。InAlk 工艺异辛烷产品的研究法辛烷值97，马达法辛烷值101。
InAlk 工艺可由MTBE 装置经适当改造实现，因此投资低。目前UOP 已向北美、亚非、中
东地区转让8 套InAlk 工艺，其中3 套采用固体磷酸催化剂，4 套采用树脂催化剂，1 套同时采用两种催化剂。
（2） Snamprogetti/CDTECH 的CDIsoether 工艺
糖炒栗子机意大利的Snamprogetti 公司也是较早发展间接烷基化技术的公司之一，先后推出SP IsoEther DEP工艺和IsoEther 100 工艺，2000 年下半年又与美国的CDTECH 公司合作推出CDIsoether 工艺。
CDIsoether 工艺的叠合反应采用耐高温树脂催化剂，反应器可选择水冷管状反应器（WCTR）、泡点反应器（BPR）或催化蒸馏塔（CD）反应器。这 3 种反应器均容易取出反应热，器内温度分布均匀，有利于减少二甲基己烯和多聚体副产物的生成，二聚选择性大于90%。采用催化蒸馏塔反应器时，可突破化学平衡的限制，异丁烯的转化率99%以上。异辛烯的加氢采用常规滴流床技术。CDIsoether 工艺生产出的异辛烷也有很高的辛烷值，研究法辛烷值97～103，马达法辛烷值94～98。
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