[发明专利]一种促进戊烷转化制低碳烯烃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种促进戊烷转化制低碳烯烃的方法。

背景技术

石油炼制工业的发展为以乙烯和丙烯等为基本原料的庞大石油化学工业的兴起奠定了基础。但随着石油资源的日益匮乏，乙烯和丙烯等的生产已从单纯依赖石油为原料向原料来源多样化的技术路线转变，特别是以低碳烷烃为原料制取烯烃的技术路线。同时，被广泛使用的热裂解制烯烃的工艺由于自身无法克服的强吸热性能，在未来的工艺改进空间愈来愈小。

因此，低碳烷烃选择氧化制低碳烯烃、石油裂化产生的低附加值烷烃通过催化裂解、催化脱氢制取高附加值的烯烃等技术路线越来越受到重视。但由于低碳烷烃结构和性质相对稳定，直接转化较少有突破，如能通过某种方式提高低碳烷烃的转化，在资源、能源、技术和经济等方面都有很重要的战略意义。

目前的几种技术路线中，低碳烷烃选择氧化脱氢虽然免除传统水蒸汽热裂解制烯烃工艺固有的强吸热特性所带来的高设备投资、高能耗、高COx和NOx排放、较低原料处理能力和积炭倾向，但技术尚不完善；O₂或氧化性物质虽然能够消除催化剂表面上的积炭，提高反应性能，但亟待解决抑制深度氧化、保持催化剂稳定性的问题；低碳烷烃催化裂解虽然以廉价的C4、C5和C6烷烃为原料，有利于解决能源问题，但目前还不能合理的将这些原料转化成高附加值的化工产品，实现效益最大化；低碳烷烃催化脱氢则存在转化率低、反应条件苛刻和催化剂失活快的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高戊烷转化率、反应速率以及低碳烯烃选择性的方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是一种促进戊烷转化制低碳烯烃的方法，其特征在于，将戊烷与促进剂混合后通过含有分子筛催化剂的反应器，以提高戊烷转化率、反应速率以及产物中低碳烯烃选择性；

所述促进剂为甲醇、二甲醚、乙醇、氯甲烷、碘甲烷中的任意一种或任意几种的混合，戊烷与促进剂混合物料中，戊烷与促进剂所含碳原子数比为：戊烷/促进剂＝10～500。

所述分子筛催化剂为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中任意一种或任意几种的混合。

所述促进剂为甲醇、二甲醚、乙醇中的任意一种或任意几种的混合。

所述促进剂为甲醇、二甲醚中的任意一种或两者的混合。

所述分子筛催化剂优选SAPO-11和SAPO-34中任意一种或两者的混合。

戊烷与促进剂混合物料中，戊烷与促进剂所含碳原子数比优选：戊烷/促进剂＝40～200。

所述分子筛催化剂为由包含K⁺、Ca²⁺、pt²⁺、Ni²⁺、Fe³⁺、Mn³⁺、W³⁺、Co³⁺、Cr³⁺、Ta³⁺、Ag⁺、Sn²⁺金属离子的化合物中任意一种或任意几种改性后的金属负载型分子筛催化剂。

改性后的金属负载型分子筛催化剂中，金属的质量百分含量为0.1％～10％。

所述低碳烯烃为乙烯、丙烯、丁烯中任意一种或任意几种的混合。

戊烷转化的反应温度为250～400℃，戊烷转化的反应温度优选300～370℃。

戊烷转化反应的物料与催化剂的接触时间为0.005～1s，戊烷转化反应的物料与催化剂的接触时间优选0.04～0.5s。

所述反应器为脉冲反应器、固定床反应器、固定流化床反应器、循环流化床反应器中的任意一种或任意几种组合成的复合反应器。

为了更清楚、完整的表达上述技术方案，使本领域技术人员能够更容易地理解和实现本发明，所述部分名词解释如下：

促进剂：与化学性质比较稳定的戊烷相比反应活性更强的，在共进料体系中仅需少量或微量，就能够攻击戊烷分子促进戊烷分子活化或通过反应历程的耦合促进戊烷转化的物质，如甲醇、二甲醚、乙醇、氯甲烷、碘甲烷等。

戊烷与促进剂所包含的碳原子数比：原料气中戊烷所包含的碳原子总数与促进剂所包含的碳原子总数之比，其计算公式为：(戊烷的摩尔数×3)/(促进剂的摩尔数×一个促进剂分子中包含的碳原子数)