2-丁烯的应用与研究

概述

2-丁烯是石油裂解的产物之一，也是大分子组分燃料燃烧的中间产物，在化工及燃烧领域起着至关重要的作用[1]。该化合物的化学式为C₄H₈，有两种异构体：顺-2-丁烯，反-2-丁烯，一般情况下，2-丁烯是指反-2-丁烯。2-丁烯常温常压下表现为无色气体，不溶于水，溶于多数有机溶剂。其部分物理性质包括：熔点：-139℃，沸点：3.7℃，闪点：-12℃。

杂质脱除

采用活性氧化铝和氧化锌可以脱除煤基2-丁烯原料中的硫和氯杂质，采用载铜活性炭脱除氧，选择性催化加氢脱除微量氧和1,3-丁二烯，并对净化后的煤基2-丁烯原料进行铑/双亚膦酸酯均相催化氢甲酰化反应的工业侧线评价。结果表明，在20℃、液相空速900 g/(h·L)的条件下脱除硫、氯、氧杂质，其含量均未检出。在40℃、液相空速2 100 g/(h·L)、氢气与1,3-丁二烯的物质的量比为1.05的条件下脱除1,3-丁二烯，其含量也未检出。在161 h的工业侧线评价试验期间，戊醛收率平稳保持在85.1%左右，正戊醛和异戊醛的物质的量比一直高于15.0，表明该均相催化剂具有良好的催化性能和稳定性，2-丁烯原料经净化后并未使该均相催化剂中毒失活[2]。

应用与研究

正戊醛是合成香料双氢茉莉酮酸甲酯的重要原料。目前为止，大多数厂家均采用钴、铑催化剂进行羰基合成，但由于我国铑资源短缺，而钴催化法则不大适合用来合成醛。研究发现以2-丁烯为原料，用铁钴簇催化剂羰基合成法制正戊醛的新方法，与用贵金属铑、钴催化剂法相比，可有效降低产品成本[3]。

以HUSY和Hβ分子筛、H型脱铝丝光沸石以及Mg²⁺改性的USY分子筛(Mg-USY)为催化剂，通过XRD，NH₃-TPD，BET方法对其结构及性能进行了表征，并考察了它们在萘与2-丁烯烷基化反应中的活性。实验结果表明，Mg-USY催化剂由于酸量和孔径减小，减少了副反应的发生，提高了反应的选择性。Mg²⁺浸渍量为81.25 mmol(基于100 g催化剂)的MgUSY-2催化剂对该反应的催化性能最佳，适宜的反应条件为:反应温度200℃，反应压力2 MPa，反应时间4 h，n(萘)∶n(2-丁烯)∶n(正己烷)=1∶0.2∶25，m(萘)∶m(催化剂)∶m(无水硫酸钠)=25.64∶0.5∶3。在此条件下，2-丁烯的转化率达92.33%，目的产物2-仲丁基萘的选择性达99.70%[4]。

参考文献

[1]李法社,林守龙,陈勇,等.2-丁烯简化机理构建及路径分析[J].热科学与技术,2023,22(04):334-340.DOI:10.13738/j.issn.1671-8097.021026.

[2]赵福军,傅送保,陈和,等.2-丁烯原料中硫、氯、氧和丁二烯杂质的脱除[J].北京化工大学学报(自然科学版),2021,48(04):27-32.DOI:10.13543/j.bhxbzr.2021.04.003.

[3]凌文凯.2-丁烯氢甲酰化制香料醛[J].精细与专用化学品,2000,(01):18-19.

[4]宋彦磊,付红莉,黄崇品,等.分子筛催化剂上萘与2-丁烯的烷基化反应[J].石油化工,2014,43(02):144-149.