异丁烯作为重要的石化产品,应用广泛,是许多工业合成的原料和中间体。高纯度异丁烯是指质量百分数高于99.5%的异丁烯,其可以用来合成甲基丙烯酸甲酯、丁基橡胶和高活性聚异丁烯等经济价值更高的化工产品。目前,以碳四为原料制高纯度异丁烯,在国内应用最广的是醚化‐裂解法,但存在反应温度高,粗异丁烯中副产物含量较多,导致后期分离难度大,流程复杂,以及产物甲醇易造成污染的缺点。本研究将蒸馏塔与固定床反应器直接结合形成催化蒸馏塔,对原有工艺进行改进。实验以碳四为原料,采用催化蒸馏工艺,通过水合‐脱水技术路线获得高纯度异丁烯。其中,异丁烯水合工艺分别考察反应压力、碳四进料流量、碳四质量空速、水与碳四摩尔比和反应段下层塔板温度对异丁烯的转化率和叔丁醇选择性及收率的影响,确定了最佳的工艺条件,此时异丁烯转化率为80.07%,叔丁醇选择性为99.96%。通过考察塔顶进水量与中部进水量之比,证明了塔顶进水能够吸收尾气中的叔丁醇,中部进水有利于控制反应温度。叔丁醇脱水工艺分别考察最佳进料位置、叔丁醇质量空速、塔顶水进料流量、塔釜加热温度、反应压力和催化剂装填量对气相组成分布、叔丁醇转化率以及异丁烯选择性的影响,确定了最佳的工艺条件,在此条件下,气相中异丁烯浓度为99.98%(符合高纯度异丁烯的要求),叔丁醇转化率为99.89%,异丁烯选择性为99.97%。实验结果表明该新工艺具有流程简单、污染小、成本低、易操作、转化率高,选择性高且产品纯度高的特点。