[發明專利]一種使用固體酸雙功能催化劑的正丁烷異構化的生產方法

在審

• 申請號: 201811317074.2
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN109265308A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 連奕新;賴聲松;韓保平;馮光平;賴偉坤;張杰;霍秀春
• 申請（專利權）人: 廈門大學;上海新佑能源科技有限公司
• 主分類號: C07C9/12
• 分類號: C07C9/12;C07C5/27;C07C7/04
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

一種使用固體酸雙功能催化劑的正丁烷異構化的生產方法，涉及正丁烷異構化的生產方法。原料正丁烷由正丁烷增壓泵與氫氣循環機增壓混合干氣，混合物料進入換熱器，再經中壓蒸汽或電加熱器加熱，送入異構化反應器；含氫正丁烷物料在異構化反應器進行異構化反應，異構化反應器內裝有固體超強酸催化劑；塔底物料由蒸汽再沸器控溫，采用中低壓蒸汽供熱；冷卻后物料流入精餾中間罐，由精餾中間循環泵再送入分離穩定塔；精餾中間罐底部的異丁烷進入下一工序，分離穩定塔底物料正丁烷直接返回原料系統或經出料冷卻器冷卻后返回正丁烷貯罐。

技術領域

本發明涉及正丁烷異構化的生產方法，尤其是涉及一種使用固體酸雙功能催化劑的正丁烷異構化的生產方法。

背景技術

隨著燃氣深加工的不斷發展，液化石油氣的各個組分的細化利用一直在不斷進化，烯烴、丙烷、異丁烷組分都已經基本脫離了傳統的燃料用途，成功轉型為重要的工業原料。正丁烷最主要的化學用途為正丁烷氧化法制順酐，還有一種發展較快的用途是異構化為異丁烷后進行深加工。目前國內異丁烷脫氫均配備相應規模正丁烷異構化裝置。

不同輕烴異構化過程因使用的催化劑不同且操作條件不同，異構化的工藝也不盡相同。按使用的催化劑分為以下三種：(1)以F-Al₂O₃為催化劑(360～440℃)的高溫異構化過程；(2)以分子篩為催化劑(250～300℃)的中溫異構化過程；(3)以氯化氧化鋁(120～180℃)和硫酸化金屬氧化物(180～250℃)為催化劑的低溫異構化過程，目前催化劑研究朝著中低溫方向發展。常用的異構催化劑為固體酸載鉑的雙功能催化劑有分子篩摻雜鉑(Pt/zeolite)、氯化氧化鋁載鉑(Pt/Cl-Al₂O₃)、固體超強酸載鉑(Pt/SO₄^2--ZrO²)，前兩種現已被應用于包括正丁烷在內的各種輕烴異構化反應，第三種是最近發展起來的異構化催化劑，還未見其工業應用于丁烷異構反應。以分子篩為載體的異構化催化劑(Pt/zeolite)穩定性好，容易再生，而且對水和硫的耐受性也很強，和其他催化劑相比最大的缺點是操作溫度較高，這個溫度在熱力學上不利于異構產物的形成。氯化氧化鋁型催化劑(Pt/Cl-Al₂O₃)的操作溫度通常在較低范圍(130～170℃)，所以催化異構反應沒有熱力學的限制。由于催化劑對原料中的污染物很敏感，通過一些凈化步驟除去這些雜質。在異構化過程中添加還需補氯以維持催化劑活性，并且除去產生的氯化氫，這就需要堿液處理和隨之帶來的處理液精煉問題。硫酸化氧化鋯催化劑(Pt/SO₄^2--ZrO₂)兼具前兩種催化劑的主要優點，這種催化劑活性高，抵抗毒性雜質能力強而且能夠再生，在一些C5/C6異構化過程中原料甚至可以不用預處理。工業上已開發出負載Pt的固體酸催化劑的丁烷異構化工藝，但其由于含有貴金屬導致價格昂貴。

常見輕烴異構化成熟工藝如表1，前兩類由于反應溫度過高或污染環境等原因部分已不再使用。目前異構化工藝主要以UOP和Axens為代表，環球油品公司(UOP)是異構化技術的最主要開發商，擁有典型的Penex(C₅/C₆)工藝和Butamer(C₄)工藝。

表1輕烴異構化工藝