[发明专利]一种促进丁烷转化制芳烃的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种促进丁烷转化制芳烃的方法。

背景技术

当前化工生产的原料严重依赖石油，而石油和煤炭资源日益减少；芳烃作为液体燃料、溶剂、化工原料的需求与日俱增。同时，以天然气为代表的低碳烷烃在地球上的储量非常大，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。

长期以来低碳烷烃绝大部分都是作为燃料使用，丁烷作为天然气加工和石油化工过程的副产物、液化石油气的主要成分，亦是如此。长期以来低碳烷烃绝大部分都是作为燃料使用，丁烷作为天然气加工和石油化工过程的副产物、液化石油气的主要成分，亦是如此。目前我国丁烷的利用率还很低，与发达国家相比，尤其是化工利用方面，生产技术以及产品的开发利用相差很大，一些重要的以丁烷为原料的衍生物需要大量进口。随着我国炼油和乙烯工业的不断发展，大量副产丁烷的利用已成为急需解决的问题。

美国、日本、西欧对碳四馏分的化工利用率已高达55％以上，而我国只有41％，且主要集中于烯烃，丁烷主要作为燃料使用。提高丁烷的利用率，减少资源的浪费，需要开发针对丁烷的化工利用技术。目前丁烷除了用于裂解制取乙烯、丙烯和脱氢制取丁烯及与丙烯经氧化制取环氧丙烷、环氧丁烷并联产叔丁醇外，氧化生产顺酐及其下游产品已成为一个很重要的用途，一些新的用途也正在开发之中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高丁烷转化率、反应速率以及产物中芳烃选择性的方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是一种促进丁烷转化为芳烃的方法，其特征在于，将丁烷与促进剂混合后通过含有分子筛催化剂的反应器，以提高丁烷的转化率、反应速率以及产物中芳烃选择性；所述促进剂为甲醇、二甲醚、乙醇、氯甲烷、碘甲烷、甲苯、二甲苯中的任意一种或任意几种的混合，所述丁烷与促进剂混合物料中，丁烷与促进剂所含碳原子数比为：丁烷/促进剂＝10～500。

所述促进剂为甲醇、二甲醚、乙醇、二甲苯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、二甲苯中的任意一种或任意几种的混合。

所述促进剂为甲醇和/或二甲醚。

所述丁烷与促进剂混合物料中，丁烷与促进剂所含碳原子数比为：丁烷/促进剂＝40～200。

所述分子筛催化剂为HZSM-5、HZSM-11、HZSM-22、HY、HBeta中任意一种或任意几种的混合。

所述分子筛催化剂为由包含K⁺、Zn²⁺、Ga⁺、In⁺、Mo⁶⁺、Mg²⁺、Ir³⁺、Pd²⁺、La³⁺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。

所述分子筛催化剂为由包含Zn²⁺、Ga⁺、In⁺、Mo⁶⁺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％。

丁烷转化的反应温度为500～650℃。

丁烷转化的反应温度优选520～600℃。

丁烷转化反应的物料与催化剂的接触时间为1s～10s。

丁烷转化反应的物料与催化剂的接触时间优选2s～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。

本发明的方法所制备的芳烃为苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、二甲苯、三甲苯、甲乙苯、丙苯、三丙苯中的任意一种或任意几种组合成的混合物。

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丁烷相比反应活性更强的，在共进料体系中仅需少量或微量，就能够攻击丁烷分子促进丁烷分子活化或通过反应历程的耦合促进丁烷转化的物质，如甲醇、二甲醚、乙醇、氯甲烷、碘甲烷、甲苯、二甲苯等。

丁烷与促进剂所包含的碳原子数比：原料气中丁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：(丁烷的摩尔数×3)/(促进剂的摩尔数×一个促进剂分子中包含的碳原子数)