異丁烯C4H8的合成方法有哪些？

異丁烯（英語：Isobutylene或Isobutene），又名2-甲基丙烯（英語：2-Methylpropene）是一種分子式為C4H8的烯烴，在工業(yè)上有著重要用途。它是丁烯的4種同分異構(gòu)體之一，常溫下為無色、無味的易燃、易液化氣體，通常加壓液化存儲(chǔ)在煤氣罐中。

異丁烯可由煉廠氣或石油裂解氣用硫酸吸收而分離，但工業(yè)上最常用的方法是異丁烷催化脫氫。在20世紀(jì)90年代，由于對(duì)MTBE等燃料添加劑的需求增加，異丁烯的產(chǎn)量急劇增長(zhǎng)。

一、C4餾分分離法 該法有硫酸吸收法和鹽酸吸收法。

（1）硫酸吸收法

該法是利用異丁烯對(duì)硫酸的吸收速度比正丁烯類大150-300倍的原理，從C4餾分選擇性地吸收異丁烯后，將硫酸層加熱再生異丁烯。采用的硫酸含量為45%-65%（質(zhì)量），原料采用不含丁二烯的C4餾分。

（2）C4餾分分離法

先將含約25%異丁烯的C4烴與50%的硫酸以（0.9-1.0）：1的比例，在每小時(shí)1-1.2平方立米進(jìn)料量下進(jìn)入反應(yīng)器，該反應(yīng)器I，II，III的壓力分別為0.35MPa，0.31MPa,0.26MPa,溫度分別為36℃，25℃，15℃。在三段出口氣中的異丁烯含量為1%以下，生成的酸性叔丁基硫酸酯，再用水稀釋后，在較低溫度下分解，于塔底獲得50%的硫酸循環(huán)使用，塔頂氣體經(jīng)處理后可得99%以上異丁烯和85%以上叔丁醇。異丁烯和叔丁醇之比隨操作條件不同而異，但是由于此法腐蝕嚴(yán)重，難以長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，設(shè)備、材料的防腐蝕工作，便成為50%硫酸法萃取分離丁二烯工藝的關(guān)鍵。用50%硫酸與65%的硫酸比較，前者不需要進(jìn)行酸的稀釋和濃縮，簡(jiǎn)化工藝過程，節(jié)省了熱量，同時(shí)可以處理含高濃度丁二烯（35%）和C4餾分，回收的異丁烯濃度也較高，可達(dá)99%以上。消耗定額（t/t):C4餾分（異丁烯16%）4.4，工業(yè)硫酸（50%）4.7。

(3)鹽酸吸收法

此法主要是在金屬氯化物（如ZnCL2，SbCl3,BiCl3,SnCl2,HgCl2)催化劑存在下，分為四步進(jìn)行分離：在室溫下，C4餾分與含有催化劑的鹽酸溶液接觸，異丁烯即在催化劑溶液中生成叔丁醇；含高叔丁醇的溶液加熱水解；在85-120℃下使異丁烯再生；經(jīng)凈化得純度為99.9%以上的異丁烯。

二、離子交換法

采用離子交換樹脂分離C4餾分中的異丁烯，其工藝過程分為無離子水制備、水合、脫水、精餾四部分。在反應(yīng)溫度80℃、壓力1.77-1.96MPa、C4：水=1：（1-2）的條件下，每體積樹脂每小時(shí)通過1體積C4和水的混合物，C4中的異丁烯和水在樹脂下反應(yīng)生成叔丁醇和其他組分。水合單程轉(zhuǎn)化率為45%-55%。水合的叔丁醇經(jīng)二元共沸蒸餾至70%以后，用相同樹脂作催化劑，在溫度95-105℃、壓力0.29-0.39MPa條件下，使其脫水為異丁烯，單程轉(zhuǎn)化率為84%-92%，再經(jīng)精餾提純即得99.9%以上的異丁烯。此法避免了硫酸的嚴(yán)重腐蝕，但其萃取液中異丁烯含量較高（達(dá)2%-3%），影響其收率。

三、甲基叔丁基醚法

在高溫下甲基叔丁基醚與酸酸性催化劑接觸分解成異丁烯和甲醇。分解反應(yīng)條件隨催化劑不同而有所變化，一般是溫度150-300℃，壓力0.1-0.98MPa，液體體積時(shí)空速度為1-5h－1。

四、異丁烷脫氫法   

以異丁烷為原料，經(jīng)催化脫氫制異丁烯有美國(guó)UOP公司的Olegex的技術(shù)。該公司采用pt/Al2O2催化劑及與連續(xù)化重整相同的移動(dòng)床反應(yīng)-再生雙器反應(yīng)系統(tǒng)；反應(yīng)溫度620-650℃壓力0.2-0.25MPa；在此工藝條件下，異丁烷脫氫單程化率為40%-45%（質(zhì)量），異丁烯的產(chǎn)率為89%（質(zhì)量），氫氣產(chǎn)率為2.5%-3%。在嚴(yán)格控制原料雜質(zhì)的條件下，催化劑壽命可達(dá)2.5年。

五、以工業(yè)異丁烯為原料（異丁烯99%），經(jīng)干燥脫水、精餾提純即可。