[发明专利]生产丙烯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产丙烯的方法，特别是关于碳四及其以上烯烃催化裂解生产丙烯的方法。

背景技术

丙烯是仅次于乙烯的一种重要的基本有机原料，其用途非常广泛。可以用于生产聚丙烯、丙烯腈、环氧丙烷、异丙苯、丙烯酸、异丙醇、丙三醇、丙酮、苯酚、丙烯醛、环氧氯丙烷等产品。丙烯及其系列产品的生产、消费与国民经济的发展密切相关，丙烯的供应量也体现了该国化学工业的实力。目前丙烯的来源仍然主要依靠蒸汽裂解制乙烯的联产或者炼厂催化裂化装置的副产，全球丙烯产量中的约70％来自蒸汽裂解，28％来自催化裂化，2％来自丙烷脱氢等其它丙烯生产技。受下游衍生物，尤其是聚丙烯需求快速增长的驱动，丙烯消费量近年大幅提高，2000-2005年，全球丙烯消费量从5135.1万吨增加到6481.8万吨，年均增长4.8％，超出了乙烯年均3.8％的增长率。传统的丙烯生产方法已不能满足日益增长的丙烯需求。

目前世界范围内，有数量相当可观的C₄及C₄以上烯烃原料。受化工产品市场的变化以及运输成本等因素的影响，对这些原料进行就地深加工是一种较好的利用途径。其中C₄及C₄以上烯烃转化成丙烯是一种有前景的工艺。该工艺一方面可以利用相对过剩的、附加值较低的C₄及C₄以上烯烃原料，另一方面又可以得到用途广泛的丙烯产品。

文献CN1274342A中(旭化成工业株式会社)公开了一种通过催化转化从含有C₄-C₁₂烯烃的烃类原料生产乙烯和丙烯的方法。催化剂使用ZSM-5分子筛。该专利采用碱金属Na，K以及IB族金属Cu，Ag通过离子交换、浸渍等手段对催化剂进行改性，制备出基本不含质子的ZSM-5分子筛催化剂，没有涉及ZSM-5分子筛的合成方面的工作。该文献的实施例中，采用抽余混合碳四为原料，在600℃，重量空速为16.3的条件下，丙烯选择性为45.7％，丙烯收率是34.0％。

文献EP0109059A1中提出了一种把C₄～C₁₂烯烃转化为丙烯的工艺。该文献中催化剂使用SiO₂/Al₂O₃比小于等于300的ZSM-5分子筛，反应温度为400～600℃，烯烃空速大于50小时^-1。该文献中较详细地考察了各种人工配制的原料、反应温度、空速对催化裂解反应的影响。上述文献中使用硅铝比(SiO₂/Al₂O₃)为204的ZSM-5分子筛，在550℃，空速60h^-1的条件下，丙烯的选择性为37.98％。该文献中使用的ZSM-5分子筛原粉是按照文献US3702886合成的。文献US3702886中关于合成ZSM-5的配料里只含有硅，铝模板剂和水，没有添加任何盐类。

文献US5981819中提出了一种把C4～C7烯烃转化成丙烯和丁烯的工艺。该文献中催化剂使用硅铝摩尔比10-200的Pentasil型分子筛催化剂，粒径为0.1～0.9微米，反应温度380～500℃。上述专利的一个特点是在原料中加入一定比例的水蒸汽，其中水烃比为0.5～3(重量％)。据称加入水蒸汽可以减缓催化剂的积炭，提高催化剂的稳定性。该文献中使用的催化剂未进行改性处理，因此目的产物丙烯的收率不高。在462℃，催化剂的载量为每公斤原料2公斤催化剂的条件下，丙烯收率为28.5％。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中存在的碳四及其以上烯烃催化裂解生产丙烯反应中，目的产物丙烯选择性低的问题，提供一种新的生产丙烯的方法，该方法具有丙烯的选择性和收率高的特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种生产丙烯的方法，以碳四及其以上烯烃为原料，在反应温度为500～650℃，反应压力为0～0.15MPa，液相空速为10～50小时^-1条件下，原料与催化剂接触生成丙烯，其中，以催化剂重量份数计，包括以下组分：

a)48～89份的SiO2/Al₂O₃摩尔硅铝比为200～800的HZSM-5分子筛；

b)0.1～2份的元素周期表中第VIII族元素中的至少一种；

c)10～50份的选自氧化硅或者氧化铝中的至少一种的粘结剂。