丁烯催化裂解制取丙烯催化剂的研究进展

丁烯催化裂解制丙烯是提高丁烯利用率、提高丙烯生产工艺经济效益的新技术。分析和讨论了丁烯催化裂解制丙烯的反应机理,分别探讨了不同催化剂的优势及不足之处,包括金属氧化物催化剂、分子筛催化剂、复合分子筛催化剂和改性分子筛催化剂等。总结了分子筛酸强度、酸密度及催化剂孔道结构对催化剂转化率、丙烯选择性和稳定性的影响。提出了合成分子筛催化剂的酸性强度及酸密度是分子筛催化剂改性的主要目标,通过分子筛改性,可以提高分子筛催化剂的催化活性及目标产物丙烯的选择性,同时减少结焦,改善催化剂稳定性。最后对用于丁烯裂解制备丙烯催化剂的发展趋势和前景进行了前瞻性点评和展望。     

丁烯裂解制丙烯的研究进展

综述了丁烯裂解的生产工艺及其催化剂的进展,比较了ZSM-5分子筛与SAPO分子筛在丁烯裂解中的不同催化特性,并从拓宽裂解原料的角度出发,论述了应用更高碳数烯烃作为裂解原料的研究现状,对不同碳数烯烃的裂解机理进行阐述,从反应机理的理论研究出发分析了在既有丁烯裂解工艺与催化剂中拓展裂解原料的可行性,并对丁烯裂解制丙烯的整体应用前景进行了展望。     

1-丁烯催化裂解制丙烯和乙烯反应性能的研究

以MCM-49分子筛为催化剂,纯1-丁烯为原料,考察了反应温度对烯烃催化裂解制丙烯、乙烯反应性能的影响。选择适宜的反应温度条件能够有效地抑制副反应,从而提高丙烯、乙烯的总产率。     

Ba-MCM-49分子筛上1-丁烯催化裂解性能的研究

以Ba-MCM-49分子筛为催化剂,纯1-丁烯为原料,考察了钡的含量,反应温度,原料空速及分压对烯烃催化裂解制丙烯、乙烯反应性能的影响。实验表明,适量的钡修饰可以在一定程度上抑制氢转移及芳构化副反应的发生,从而提高了目标产物丙烯和乙烯的选择性。     

La修饰ZSM-5分子筛催化剂用于C4烯烃催化裂解制丙烯

采用不同含量的La对ZSM-5分子筛进行改性，考察其在C₄烯烃催化裂解制丙烯反应中的催化性能。结果发现，少量La的引入不会破坏分子筛催化剂的骨架结构，改性后催化剂活性的变化是由于其表面酸性的改变而引起。分子筛催化剂表面酸量决定其C₄烯烃裂解反应活性，La的加入使催化剂表面酸量减少，从而使烯烃转化率降低。催化剂表面酸强度是影响其产物分布的主要因素，酸性越强，催化剂裂解能力越强，产物丙烯的选择性也就越高。尽可能提高催化剂表面强酸的酸量是C₄烯烃催化裂解制丙烯反应催化剂的研制方向。     

浅谈丙烯生产技术

综述了增产丙烯的两种途径,介绍了蒸汽裂解、催化裂化/催化裂解、丙烷脱氢、乙烯/丁烯歧化、煤(甲醇)制烯烃等工艺的基本情况,指出石油路线增产丙烯技术仍是目前丙烯生产的主要途径,催化裂化/催化裂解增产丙烯的潜能将会得到进一步释放。     

SAPO-18分子筛在丁烯催化裂解反应中催化性能的研究

以磷酸、拟薄水铝石、气相二氧化硅、去离子水以及有机模板剂为原料,采用水热合成法合成SAPO-18分子筛,采用XRD、SEM和NH3-TPD表征手段对分子筛结构特性进行分析。同时考察了反应温度以及反应空速对SAPO-18分子筛在丁烯催化裂解反应中催化性能的影响。试验结果表明,在丁烯催化裂解反应中反应温度为500℃且反应空速为3.5 h~(-1)时,催化剂的催化性能最好,具有较高的丙烯收率和丙烯选择性,同时兼有较高的乙烯收率、较高的丙烯与乙烯收率比(P/E比)和较高的原料转化率。     

轻汽油催化裂解反应研究

对高硅铝比ZSM-5分子筛进行成型和改性制得催化剂,并应用于轻汽油催化裂解制低碳烯烃反应。借助XRD、SEM、N_2吸附-脱附和NH_3-TPD等表征手段研究了分子筛原料和裂解催化剂的结构特征。实验结果表明,高于500℃的温度条件下,轻汽油中烯烃可以在催化剂上直接裂解,生成包括乙烯、丙烯和丁烯在内的低碳烯烃。原料组成对轻汽油催化裂解反应的产物分布影响明显,烯烃含量较高且碳数较低的原料更有利于反应的进行。高温和低空速有助于轻汽油转化和低碳烯烃生成。在温度540℃,压力0.05 MPa和质量空速16 h~(-1)的条件下,轻汽油中烯烃转化率可达69%,低碳烯烃总产率超过87%。     

双模板剂调控SAPO-34对1-丁烯催化裂解的影响

利用水热合成法,通过调控模板剂吗啡啉和四乙基氢氧化铵物质的量比[n(MOR)∶n(TEAOH)]合成出不同SAPO-34分子筛。采用XRD、SEM、NH₃-TPD等测试方法对合成样品进行表征,并考察其在1-丁烯催化裂解制丙烯反应中的催化性能。结果表明,双模板剂相比单模板剂制得的SAPO-34分子筛具有不同的酸性和颗粒尺寸,适宜的[n(MOR)∶n(TEAOH)]可以协同SAPO-34分子筛有更弱的酸强度和B酸酸位,从而抑制裂解过程中氢转移反应的发生。当n(MOR)∶n(TEAOH)=2.0∶0.5时可以最大程度的提升丙烯产率和选择性,在1-丁烯催化裂解制丙烯中具有最高的丙烯产率和丙烯选择性,分别为37.03%和45.78%,可以有效应用于1-丁烯催化裂解反应。     

碳五烃催化裂解制取低碳烯烃反应性能及机理

以ZSM-5分子筛为催化剂,碳五烃混合物为裂解原料,考察温度及稀释比对碳五烃催化裂解制丙烯/乙烯反应性能的影响。结果表明:随温度升高碳五烷烃及烯烃的转化率均不断升高,但碳五烯烃的转化率远高于碳五烷烃的转化率。同时乙烯及丙烯的收率也随温度的升高而升高,空速3.06 h-1,分压23.24 k Pa时,分别由450℃的2.38%,8.84%升高到620℃时的13.86%和19.67%。另外,随稀释比的增加,碳五烯烃转化率,乙烯、丙烯及丁烯的收率不断下降,但C6烃的收率随稀释比的增加而升高。碳五烯烃催化裂解机理分析指出:碳五烯烃催化裂解过程中碳五烯烃在直接裂解生成乙烯和丙烯的同时,也可通过二聚成C10中间体,然后生成的C10中间体再发生顺次裂解反应。该机理应用于实验规律的解释,取得了满意的结果。