[發(fā)明專利]一種低溫芳構(gòu)化方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010300515.9
• 申請(qǐng)日: 2020-04-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111423303A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鮑曉軍;鄧紫琴;白正帥;雷麗;王鵬照;王廷海;岳源源;袁珮;朱海波;崔勍焱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號(hào): C07C15/04
• 分類號(hào): C07C15/04;C07C15/06;C07C15/08;C07C2/76;B01J31/26;B01J31/02
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 修斯文;蔡學(xué)俊

本發(fā)明屬于石油化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低溫芳構(gòu)化方法。本發(fā)明是使用布朗斯特酸?路易斯酸雙酸離子液體作為催化劑，含有叔碳原子的環(huán)烷烴為產(chǎn)品分布調(diào)節(jié)劑。在氮?dú)饣驓錃夥諊拢瑢?duì)輕烴進(jìn)行芳構(gòu)化反應(yīng)，得到芳構(gòu)化產(chǎn)物。本發(fā)明利用離子液體低溫高活性的特點(diǎn)，首次將含有叔碳原子的環(huán)烷烴作為芳構(gòu)化產(chǎn)物調(diào)節(jié)劑應(yīng)用到輕烴芳構(gòu)化反應(yīng)中，這對(duì)低溫芳構(gòu)化技術(shù)發(fā)展具有十分重要的意義及使用價(jià)值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油化工領(lǐng)域，具體涉及一種低溫芳構(gòu)化方法。

背景技術(shù)

芳烴通常是指苯（Benzene，簡(jiǎn)稱B）、甲苯（Toluene，簡(jiǎn)稱T）、和二甲苯（Xylene，簡(jiǎn)稱X）是重要的基礎(chǔ)化工原料，同時(shí)也是調(diào)節(jié)汽油辛烷值的常用調(diào)和組分。近年來(lái)，我國(guó)芳烴的需求量迅猛增長(zhǎng)，產(chǎn)能產(chǎn)量的發(fā)展卻嚴(yán)重滯后，因此提芳烴的產(chǎn)能產(chǎn)量，研發(fā)芳烴化新技術(shù)已刻不容緩。輕烴芳構(gòu)化技術(shù)通常是指小分子烴類在催化劑的作用下經(jīng)過(guò)脫氫、裂解、齊聚、氫轉(zhuǎn)移、環(huán)化及異構(gòu)化等復(fù)合反應(yīng)步驟制備芳烴的技術(shù)。該技術(shù)的關(guān)鍵是催化劑的研發(fā)和催化工藝過(guò)程開(kāi)發(fā)。

現(xiàn)有文獻(xiàn)、專利中，用于輕烴芳構(gòu)化技術(shù)的催化劑普遍為分子篩等固體催化劑，且反應(yīng)溫度都比較高。如英國(guó)石油公司(BP)與美國(guó)UOP開(kāi)發(fā)的負(fù)載型Pt/Al₂O₃、Pd/Al₂O₃催化劑，在反應(yīng)溫度高于為550℃的情況下，烷烴轉(zhuǎn)化為芳烴，該反應(yīng)伴隨著嚴(yán)重裂解副反應(yīng)，同時(shí)Pt、Pd為貴金屬，成本較高(Csicsery S. Dehydrocyclodimerization of butanes oversupported platimun[J]. Journal of Catalysis, 1970, 17:207-215)。美國(guó)Mobile公司以HZSM-5為催化劑，雖將芳構(gòu)化反應(yīng)溫度降為425℃，但仍反應(yīng)過(guò)程仍然出現(xiàn)了嚴(yán)重的積碳(Chen N, Yan Y. M2-forming- A process for aromatization of light hydrocarbons[J]. Industrial Engineering Chemistry Process Design and Development, 1986,25: 151-155)。萬(wàn)海等（萬(wàn)海. 新型L沸石基輕烴芳構(gòu)化催化劑的制備及反應(yīng)研究[D].2015.）以分級(jí)制備的Ga_1.0-ZSM-5/Pt_0.6-L復(fù)合分子篩為催化劑，芳構(gòu)化選擇性提高的同時(shí)反應(yīng)溫度卻高達(dá)500℃。以上所述這些工業(yè)催化劑大多需要在較高的溫度和氫氣氛圍下操作且易出現(xiàn)活性組分流失、積碳以及能耗和成本雙高的缺點(diǎn)。因此，開(kāi)發(fā)低溫、低耗的芳構(gòu)化催化劑是解決芳構(gòu)化技術(shù)瓶頸的關(guān)鍵。

離子液體因其眾多增強(qiáng)性能而具有廣泛而又前景的應(yīng)用。目前具有路易斯酸酸性的離子液體催化劑普遍用于烷烴烷基化反應(yīng)(Cui, P, Zhao G, Ren H, et al. Ionicliquid enhanced alkylation of iso-butane and 1-butene [J]. Catalysis Today,2013, 200: 30-35)和異構(gòu)化反應(yīng)(Zhang R, Meng X, Liu Z, et al. Isomerization ofn-pentane catalyzed by acidic chloroaluminate ionic liquids[J]. Industrial Engineering Chemistry Research, 2008, 47: 8205-8210)中。本發(fā)明首次開(kāi)發(fā)以布朗斯特酸-路易斯酸雙酸離子液體為催化劑，含有叔碳原子的環(huán)烷烴為產(chǎn)品分布調(diào)節(jié)劑的輕烴芳構(gòu)化技術(shù)，對(duì)芳構(gòu)化技術(shù)發(fā)展具有十分重要的意義及使用價(jià)值。此外，本發(fā)明方法制備工藝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，成本低廉，具備良好的經(jīng)濟(jì)效益和工業(yè)化潛力。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種低溫芳構(gòu)化方法。將布朗斯特酸-路易斯酸雙酸離子液體作為催化劑、含有叔碳原子的環(huán)烷烴作為產(chǎn)品分布調(diào)節(jié)劑與輕烴原料置于反應(yīng)釜內(nèi)，在氣氛氛圍下，低溫反應(yīng)得到芳烴。