[发明专利]由丁烷生产丙烷和高辛烷值汽油的催化剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明为一种烷烃催化转化方法，具体地说，是一种烷烃非临氢转化成小分子烷烃和汽油组分的方法。

背景技术

近年来，国内液化石油气市场产能过剩，再加上民用液化气资源消费结构正在向天然气、煤电等清洁、环保能源倾斜，液化气现有市场资源供应格局正在承受着较大冲击。同时，随着液化气中各种组分被逐渐的挖掘，液化气深加工得到了快速的发展，以液化气中的烯烃为原料的芳构化、异构化、甲乙酮、醋酸仲丁酯项目和以烷烃为原料的顺酐、丁二烯、异丁烯等项目，都是利用低附加值产品生产高附加值产品。目前应用较多的是混合碳四芳构化技术，该技术充分利用液化气中的烯烃组分，在催化剂上发生叠合、氢转移、芳构化、烷基化和异构化等一系列复杂反应，生成高辛烷值汽油调合组分和烯烃含量很低的清洁液化气产品。

现有碳四液化气芳构化装置主要考虑将碳四烯烃转化为富含芳烃的液相组分，因此催化剂活性偏弱，反应温度较低。碳四烯烃芳构化所产液化气中丁烷含量较高(质量分数60％～90％)，丙烷含量较少，不是很好的乙烯裂解原料。如果将这部分富含丁烷的低烯烃液化气进一步转化为丙烷含量较高的液化气，不仅可以作为品质优良的乙烯裂解原料，而且还能生产经济价值更高的丙烷，无疑具有很好的经济效益。

《应用化学》1999年第16卷第4期公开了Pt-Sn-K/Al₂O₃催化剂对异丁烷脱氢制异丁烯的反应效果。在常压、600℃、体积空速3600h^-1，氢/油摩尔比为3的条件下，异丁烯收率为48％。

CN86104351A公开了一种催化剂，用于把丙烷和丁烷选择性地转化成乙烯和乙烷，特别是乙烯。催化剂包括硅、铝和/或钛的氧化物与下列物质混合的组合物：氧化锰和氧化镁，氧化铁和氧化镁；钙，锡氧化物；以及氧化铁，氧化锰和氧化镁。

CN1062848C公开了一种异丁烷与丁烯烷基化制取烷基化油的方法，利用杂多酸催化异丁烷与丁烯的烷基化反应，烷基化油的烷烃组分在95％以上，以烯烃重量计的油收率为170～200％。

CN1073540C公开了一种由低碳烷烃制取轻烯烃的催化方法，在反应温度450～580℃，重量空速5～300h^-1的反应条件下，使C₄～C₆烷烃与高硅沸石催化剂接触。以正戊烷为反应原料，烷烃转化率最高达88.43m％，轻烯烃选择性最高达到56.78m％，轻烯烃收率不到30m％。

CN1938245A提供了一种用于烷烃芳构化催化剂的制备和使用方法。使用沉积铂的镓沸石催化剂将C₂～C₆的烷烃芳构化成芳族化合物。在温度500℃，质量空速为1h^-1，压力0.2MPa，丙烷为原料的情况下，反应24小时，转化率为27wt％，三苯(BTX)选择性达到50wt％。

发明内容

本发明的目的是提供一种由丁烷生产丙烷和高辛烷值汽油的催化剂及制备方法，所述催化剂可使丁烷转化生成丙烷，并副产高辛烷值汽油调合组分。

本发明提供的由丁烷生产丙烷和高辛烷值汽油的催化剂，包括20～85质量％的中孔硅铝沸石和15～80质量％的粘结剂，所述催化剂的α值为25～50。

本发明通过调节催化剂的酸性，使其用于丁烷转化时，在一定的反应条件可生产较多的丙烷并副产高辛烷值汽油，因此，本发明催化剂可将液化气中丁烷转化成丙烷，作为乙烯裂解原料；同时副产物为烯烃含量低于5质量％、研究法辛烷值(RON)≥90的高辛烷值汽油调和组分，用于调和催化裂化汽油可大幅度降低其烯烃含量。另外，用本发明催化剂转化丁烷，干气产率低，具有较好的经济性。

具体实施方式

本发明通过选择具有适当酸性的中孔硅铝沸石为催化剂活性组分，再用水热处理调节催化剂的酸性，使之酸性适中，适于将丁烷转化为丙烷，并副产高辛烷值汽油组分，同时，干气产率低。本发明催化剂还具有良好的稳定性和再生性能，在空速为0.5h^-1的反应条件下，干气产率低于5m％的单程反应周期可达2个月以上。

本发明用正己烷裂解反应测定的裂解活性α值表示催化剂的酸性，α值的测定方法参照杨翠定等编著《石油化工分析方法(RIPP实验方法)》，科学出版社出版，P255“恒温法测定酸性催化剂的α值”。

本发明催化剂包括中孔硅铝沸石和粘结剂，优选包括45～85质量％的中孔硅铝沸石和15～55质量％的粘结剂。