α- 烯烃指在分子链端部具有双键的单烯烃,一般指 C4 及 C4 以上的高碳烯烃。标况或常温下,C2~C4 烯烃为气体;C5~C18 为易挥发液体;C19以上为蜡状固体。在正构烯烃中,随着相对分子质量的增加,沸点升高。
α- 烯烃按其碳链长度有不同的应用,有广泛用途的是碳数范围为 C6~C18(或 C20)的直链 α- 烯烃。其中,应用最为广泛的品种是 C4、C6和 C8 等组分。如,1- 丁烯、1- 己烯和1- 辛烯可用来生产高密度聚乙烯(HDPE)和线型低密度聚乙烯(LLDPE)共聚单体,用以提高其抗撕裂和拉伸强度,占 α- 烯烃总消费量的 50%以上。
主要生产技术
石油馏分和催化裂化产物中,虽然都含有 α- 烯烃。但异构体多、组成复杂,不易分离。经过多年的发展,蜡裂解法、混合 C4 分离法、乙烯齐聚法和植物油法成为世界上生产 α- 烯烃的主要工艺,其中乙烯齐聚法应用最为广泛。
石蜡裂解法分为热裂解法和催化裂解法。主要以馏程为 350 ℃~480 ℃的精制蜡作为原料,裂解生成的直链 α- 烯烃,生成物中 α- 烯烃质量分数在5%~30%,绝大多数为直链 α- 烯烃。
该方法来自热裂解装置或者催化裂化装置。工艺流程为利用萃取法脱除丁二烯,化学法脱除异丁烯后,用精密精馏或催化萃取生产高纯 1- 丁烯;当采用催化裂化的 C4 馏分作原料时,先脱除丁二烯后,经脱硫、脱水、加氢脱除二烯烃和炔后,再经二聚脱除残余的异丁烯,最终精馏制得高纯 1- 丁烯。
乙烯齐聚是以乙烯为原料,在催化剂作用下,经齐聚反应制备 α- 烯烃的工艺。通过使用乙烯齐聚法可生产 C4~C40 的偶数碳线性 α- 烯烃。其主要工艺主要有 Gulf法、Ethyl 法、SHOP 法和 Linde 法等。
主要工艺为植物油加氢制得脂肪醇,经脱水生成 α- 烯烃,该技术早在二战之前就已实现工业化,其产品的碳数取决于原料的碳数,而天然植物油绝大多数为 C12~C18 范围的脂肪酸甘油三酯,因此,得到的 α- 烯烃碳数一般为 C12~C18。
传统发展是将费托产品的烯烃进行加氢处理,生产以常规稳定轻烃和液体石蜡为主要产品,但这种发展模式将与石化发展路线和地炼企业进行直接竞争,尤其是 2020 年初由于疫情及国际油价的断崖式下降,造成了煤制油企业的严重亏损。因此,为发挥煤制油的独特优势,应根据费托合成的产品无芳烃、无硫氮、α- 烯烃丰富的优势进行多元化发展,丰富工艺产品路线。
α-烯烃分离方法
因此,目前费托产品的 α- 烯烃分离方法已成为研究的热点,随着分离技术的日益进步,分离技术也将更加成熟,分离成本将进一步降低,产品纯度也将进一步提高。
结论