[發明專利]一種促進丁烷轉化制低碳烯烴的方法

有效

• 申請號: 201110392882.7
• 申請日: 2011-11-30
• 公開（公告）號: CN103130605A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 周游;魏迎旭;劉中民;常福祥;李金哲;徐舒濤;袁翠峪;陳景潤;王全義
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: C07C11/04
• 分類號: C07C11/04;C07C11/06;C07C11/08;C07C4/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 汪惠民

技術領域

本發明涉及一種促進丁烷轉化制低碳烯烴的方法。

背景技術

當前化工生產的原料嚴重依賴石油，而石油和煤炭資源日益減少；芳烴作為液體燃料、溶劑、化工原料的需求與日俱增。同時，以天然氣為代表的低碳烷烴在地球上的儲量非常大，但由于低碳烷烴結構和性質相對穩定，直接轉化較少有突破，如能通過某種方式提高低碳烷烴的轉化，在資源、能源、技術和經濟等方面都有很重要的戰略意義。

長期以來低碳烷烴絕大部分都是作為燃料使用，丁烷作為天然氣加工和石油化工過程的副產物、液化石油氣的主要成分，亦是如此。目前我國丁烷的利用率還很低，與發達國家相比，尤其是化工利用方面，生產技術以及產品的開發利用相差很大，一些重要的以丁烷為原料的衍生物需要大量進口。隨著我國煉油和乙烯工業的不斷發展，大量副產丁烷的利用已成為急需解決的問題。

美國、日本、西歐對碳四餾分的化工利用率已高達55％以上，而我國只有41％，且主要集中于烯烴，丁烷主要作為燃料使用。以丁烷為原料制備低碳烯烴，不僅能夠提高煉廠的綜合效益，而且還可以緩解國內烯烴資源嚴重短缺的現狀。目前丁烷除了用于裂解制取乙烯、丙烯和脫氫制取丁烯及與丙烯經氧化制取環氧丙烷、環氧丁烷并聯產叔丁醇外，氧化生產順酐及其下游產品已成為一個很重要的用途，一些新的用途也正在開發之中。

發明內容

本發明的目的在于提供一種提高丁烷轉化率、反應速率以及低碳烯烴選擇性的方法。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案是一種促進丁烷轉化制低碳烯烴的方法，其特征在于，將丁烷與促進劑混合后通過含有分子篩催化劑的反應器，以提高丁烷轉化率、反應速率以及產物中低碳烯烴選擇性；

所述促進劑為甲醇、二甲醚、乙醇、氯甲烷、碘甲烷中的任意一種或任意幾種的混合，丁烷與促進劑混合物料中，丁烷與促進劑所含碳原子數比為：丁烷/促進劑＝10～500。

所述分子篩催化劑為HZSM-5、HZSM-11、HZSM-22、HZSM-23、HY、HBeta、SAPO-11、SAPO-17、SAPO-18、SAPO-34、SAPO-35、SAPO-44、SAPO-47、SAPO-56中任意一種或任意幾種的混合。

所述促進劑為甲醇、二甲醚或乙醇中的任意一種或任意幾種的混合。

所述促進劑為甲醇、二甲醚中的任意一種或兩者的混合。

所述分子篩催化劑優選SAPO-11和SAPO-34中任意一種或兩者的混合。

丁烷與促進劑混合物料中，丁烷與促進劑所含碳原子數比優選：丁烷/促進劑＝40～200。

所述分子篩催化劑為由包含K⁺、Ca²⁺、Pt²⁺、Ni²⁺、Fe³⁺、Mn³⁺、W³⁺、Co³⁺、Cr³⁺、Ta³⁺、Ag⁺、Sn²⁺金屬離子的化合物中任意一種或任意幾種改性后的金屬負載型分子篩催化劑。

改性后的金屬負載型分子篩催化劑中，金屬的質量百分含量為0.1％～10％。

所述低碳烯烴為乙烯、丙烯、丁烯中任意一種或任意幾種的混合。

丁烷轉化的反應溫度為400～500℃，丁烷轉化的反應溫度優選420～480℃。

丁烷轉化反應的物料與催化劑的接觸時間為0.01～1s，丁烷轉化反應的物料與催化劑的接觸時間優選0.04～0.5s。

所述反應器為脈沖反應器、固定床反應器、固定流化床反應器、循環流化床反應器中的任意一種或任意幾種組合成的復合反應器。

為了更清楚、完整的表達上述技術方案，使本領域技術人員能夠更容易地理解和實現本發明，所述部分名詞解釋如下：

促進劑：與化學性質比較穩定的丁烷相比反應活性更強的，在共進料體系中僅需少量或微量，就能夠攻擊丁烷分子促進丁烷分子活化或通過反應歷程的耦合促進丁烷轉化的物質，如甲醇、二甲醚、乙醇、氯甲烷、碘甲烷等。

丁烷與促進劑所包含的碳原子數比：原料氣中丁烷所包含的碳原子總數與促進劑所包含的碳原子總數之比，其計算公式為：(丁烷的摩爾數×3)/(促進劑的摩爾數×一個促進劑分子中包含的碳原子數)