[發明專利]由丁烷生產丙烷和高辛烷值汽油的催化劑及制備方法

有效

• 申請號: 201110143584.4
• 申請日: 2011-05-31
• 公開（公告）號: CN102806100A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 于中偉;王子健;馬愛增;劉洪全
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: B01J29/40
• 分類號: B01J29/40;B01J29/70;C07C9/08;C07C4/06;C10G50/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王景朝;龐立志

技術領域

本發明為一種烷烴催化轉化方法，具體地說，是一種烷烴非臨氫轉化成小分子烷烴和汽油組分的方法。

背景技術

近年來，國內液化石油氣市場產能過剩，再加上民用液化氣資源消費結構正在向天然氣、煤電等清潔、環保能源傾斜，液化氣現有市場資源供應格局正在承受著較大沖擊。同時，隨著液化氣中各種組分被逐漸的挖掘，液化氣深加工得到了快速的發展，以液化氣中的烯烴為原料的芳構化、異構化、甲乙酮、醋酸仲丁酯項目和以烷烴為原料的順酐、丁二烯、異丁烯等項目，都是利用低附加值產品生產高附加值產品。目前應用較多的是混合碳四芳構化技術，該技術充分利用液化氣中的烯烴組分，在催化劑上發生疊合、氫轉移、芳構化、烷基化和異構化等一系列復雜反應，生成高辛烷值汽油調合組分和烯烴含量很低的清潔液化氣產品。

現有碳四液化氣芳構化裝置主要考慮將碳四烯烴轉化為富含芳烴的液相組分，因此催化劑活性偏弱，反應溫度較低。碳四烯烴芳構化所產液化氣中丁烷含量較高(質量分數60％～90％)，丙烷含量較少，不是很好的乙烯裂解原料。如果將這部分富含丁烷的低烯烴液化氣進一步轉化為丙烷含量較高的液化氣，不僅可以作為品質優良的乙烯裂解原料，而且還能生產經濟價值更高的丙烷，無疑具有很好的經濟效益。

《應用化學》1999年第16卷第4期公開了Pt-Sn-K/Al₂O₃催化劑對異丁烷脫氫制異丁烯的反應效果。在常壓、600℃、體積空速3600h^-1，氫/油摩爾比為3的條件下，異丁烯收率為48％。

CN86104351A公開了一種催化劑，用于把丙烷和丁烷選擇性地轉化成乙烯和乙烷，特別是乙烯。催化劑包括硅、鋁和/或鈦的氧化物與下列物質混合的組合物：氧化錳和氧化鎂，氧化鐵和氧化鎂；鈣，錫氧化物；以及氧化鐵，氧化錳和氧化鎂。

CN1062848C公開了一種異丁烷與丁烯烷基化制取烷基化油的方法，利用雜多酸催化異丁烷與丁烯的烷基化反應，烷基化油的烷烴組分在95％以上，以烯烴重量計的油收率為170～200％。

CN1073540C公開了一種由低碳烷烴制取輕烯烴的催化方法，在反應溫度450～580℃，重量空速5～300h^-1的反應條件下，使C₄～C₆烷烴與高硅沸石催化劑接觸。以正戊烷為反應原料，烷烴轉化率最高達88.43m％，輕烯烴選擇性最高達到56.78m％，輕烯烴收率不到30m％。

CN1938245A提供了一種用于烷烴芳構化催化劑的制備和使用方法。使用沉積鉑的鎵沸石催化劑將C₂～C₆的烷烴芳構化成芳族化合物。在溫度500℃，質量空速為1h^-1，壓力0.2MPa，丙烷為原料的情況下，反應24小時，轉化率為27wt％，三苯(BTX)選擇性達到50wt％。

發明內容

本發明的目的是提供一種由丁烷生產丙烷和高辛烷值汽油的催化劑及制備方法，所述催化劑可使丁烷轉化生成丙烷，并副產高辛烷值汽油調合組分。

本發明提供的由丁烷生產丙烷和高辛烷值汽油的催化劑，包括20～85質量％的中孔硅鋁沸石和15～80質量％的粘結劑，所述催化劑的α值為25～50。

本發明通過調節催化劑的酸性，使其用于丁烷轉化時，在一定的反應條件可生產較多的丙烷并副產高辛烷值汽油，因此，本發明催化劑可將液化氣中丁烷轉化成丙烷，作為乙烯裂解原料；同時副產物為烯烴含量低于5質量％、研究法辛烷值(RON)≥90的高辛烷值汽油調和組分，用于調和催化裂化汽油可大幅度降低其烯烴含量。另外，用本發明催化劑轉化丁烷，干氣產率低，具有較好的經濟性。

具體實施方式

本發明通過選擇具有適當酸性的中孔硅鋁沸石為催化劑活性組分，再用水熱處理調節催化劑的酸性，使之酸性適中，適于將丁烷轉化為丙烷，并副產高辛烷值汽油組分，同時，干氣產率低。本發明催化劑還具有良好的穩定性和再生性能，在空速為0.5h^-1的反應條件下，干氣產率低于5m％的單程反應周期可達2個月以上。

本發明用正己烷裂解反應測定的裂解活性α值表示催化劑的酸性，α值的測定方法參照楊翠定等編著《石油化工分析方法(RIPP實驗方法)》，科學出版社出版，P255“恒溫法測定酸性催化劑的α值”。

本發明催化劑包括中孔硅鋁沸石和粘結劑，優選包括45～85質量％的中孔硅鋁沸石和15～55質量％的粘結劑。