[發明專利]乙烯和丙烯的制造方法

有效

• 申請號: 200680033793.0
• 申請日: 2006-09-14
• 公開（公告）號: CN101263095A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 高松義和;野村晃司
• 申請（專利權）人: 旭化成化學株式會社
• 主分類號: C07C4/06
• 分類號: C07C4/06;B01J29/44;C07C11/04;C07C11/06;C10G11/05;C07B61/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 丁香蘭;龐東成

技術領域

本發明涉及通過催化轉化反應由烴原料制造乙烯和丙烯的方法。更準確地說，本發明涉及通過使烴原料與含有沸石的成型體催化劑在固定床反應器中接觸從而進行催化轉化反應而由該烴原料制造乙烯和丙烯的方法。

背景技術

已知有許多方法用于由含有烯烴的烴原料與含有沸石的催化劑進行的催化轉化；而且有很多關于通過由含有烯烴的烴原料與含有沸石的催化劑進行催化轉化而制造乙烯和丙烯的方法的報道。

然而，通過由含有烯烴的烴原料與含有沸石的催化劑的催化轉化來有效、穩定、長期地制造乙烯和丙烯卻因為下列原因而存在困難。

乙烯和丙烯是在沸石催化劑的存在下由烯烴轉化為芳香烴時的中間體，并且它們通過順次反應轉化為芳香烴。因此，對于由含有烯烴的烴原料與含有沸石的催化劑的催化轉化來制造乙烯和丙烯的情況，為了獲得高收率的產物，必須嚴格地控制催化劑的活性和反應條件。具體地說，當催化劑的活性過高或者接觸時間過長時，生成的乙烯和丙烯將通過順次反應轉化為芳香烴。與此相反的是，當催化劑的活性過低或者接觸時間過短時，乙烯和丙烯的收率將會較低。

另一方面，烯烴具有很高的反應性，當含有烯烴的烴原料與含有沸石的催化劑進行催化轉化反應時，在催化劑的表面易于生成碳質沉積物(積炭)。因此，在進行連續轉化反應時，催化劑可能會由于積炭而劣化(積炭劣化)，并且催化劑的活性很快會降低。

其催化活性已經由于積炭劣化而降低的催化劑一般可通過在含氧氣體的存在下對其進行加熱而由此燃燒除去焦炭來恢復其原始催化活性。不過，當再生操作重復進行時，催化活性不能得到充分恢復。這是因為在上述再生操作中，通過焦炭燃燒會生成水蒸氣，當沸石在該水蒸氣的存在下被加熱時，作為沸石活性點的鋁從沸石催化劑中脫離，由此導致催化劑的永久劣化(再生劣化)。

正如以上所述，特別是在含有烯烴的烴原料與含有沸石的催化劑的催化轉化反應中常常會出現積炭，因而必須頻繁進行催化劑的再生，從而非常容易引起催化劑的再生劣化。

專利文獻1披露了用質子型ZSM-5催化劑將具有至少5個碳原子的鏈烷烴、烯烴和/或環烷烴(環烷)轉化為芳香烴、乙烯和丙烯的方法。不過，在該方法中，能以相對較高的收率得到芳香烴，而乙烯和丙烯的收率卻較低。

專利文獻2披露了用質子型ZSM-5催化劑將具有2至4個碳原子的烯烴和鏈烷烴轉化為芳香烴、乙烯和丙烯的方法。此外在該方法中，能以相對較高的收率得到芳香烴，而乙烯和丙烯的收率卻較低。

專利文獻3和4披露了用磷酸鋁型分子篩將丁烯轉化為乙烯和丙烯的方法。不過在該方法中，乙烯和丙烯的收率較低。

專利文獻5披露了通過使包含具有至少4個碳原子并具有特定組成的鏈烷烴與烯烴的混合物的烴原料與質子型ZSM-5沸石接觸而制造乙烯和丙烯的方法。不過，在該方法中，由于轉化率較低，必須循環使用大量的未反應原料。

專利文獻6披露了用含有磷的、特定的質子型ZSM5沸石將具有3至20個碳原子的烴轉化為乙烯和丙烯的方法。然而，在該方法中，在烯烴用作原料的情況下，僅確認了原料供應1分鐘后的初期性能。

上述方法的共同特征在于使用了質子型沸石。質子型沸石通常具有較高的酸強度，因而，使用這種催化劑時乙烯和丙烯易于順次地轉化為芳香烴，從而使得乙烯和丙烯的收率難以得到提高。另外，當使用含有烯烴的烴原料時，該原料常常會導致積炭劣化和再生劣化。

專利文獻7披露了與常用的含質子的沸石催化劑不同的不含質子的沸石催化劑，以及使用該催化劑將烴原料轉化為乙烯、丙烯和單環芳香烴的方法。

用于該方法的催化劑的有效之處在于其幾乎不會經歷再生劣化，但其仍然不能解決積炭劣化的問題。因此，當處理含有大量烯烴的烴原料時，常常會造成積炭劣化。

專利文獻8披露了將具有4至12個碳原子的烯烴轉化為乙烯和丙烯的方法，在該方法中使用二氧化硅/氧化鋁的摩爾比為200至5000的含有第IB族金屬的非質子型中級孔徑的沸石。然而，該專利文獻未記載關于催化劑成型方法對成型體催化劑的催化性能的明顯影響，和催化劑成型方法對成型體催化劑的催化劑強度的不良影響。

[專利文獻1]特開昭49-41322號公報

[專利文獻2]特開昭50-49233號公報

[專利文獻3]美國專利4,527,001號公報

[專利文獻4]美國專利4,613,721號公報

[專利文獻5]特開平3-27327號公報

[專利文獻6]特開平6-73382號公報