[发明专利]一种用于混合C4烯烃制取丙烯的催化剂及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工生产用催化剂，更具体地说，涉及一种用于混合C₄烯 烃主要制取丙烯的催化剂及其使用方法。

背景技术

在石油炼制过程中有相当数量的混合C₄生成。近几年，随着我国对丙烯需求 的增长，以丙烯为主要目的产物的生产过程或工艺的研究，如：由C₄烯烃转化 生成丙烯工艺，受到重视。

在混合C₄烯烃催化转化制丙烯的过程中，一般采用分子筛催化剂，且分子筛 多为MFI型。由于分子筛的性质及反应特点，催化反应过程中难以避免催化剂 积炭的发生，导致催化剂活性和稳定性下降；并且由于氢转移反应的存在，催 化反应过程中不可避免地生成相应碳数的副产物烷烃。因此，为减少积炭和抑 制氢转移反应，需对分子筛进行各种形式的改性或预处理。

对低硅铝比分子筛，中国专利CN1284109A和美国专利US6646176 B1，采 用在蒸汽中加热和用铝配位剂脱铝，通过提高分子筛的硅铝比(使硅铝比达到 180以上)，以取得合适的催化反应性能。

对高硅铝比分子筛，现有技术一般通过离子交换法和浸渍法引入改性元素， 提高催化反应性能。中国专利CN1274342A，通过离子交换法引入IB族金属， 对硅铝比为200～5000的5～6.5中孔分子筛进行改性；中国专利CN1506342A， 通过浸渍法引入碱土金属，对硅铝比为38～1000的ZSM分子筛进行改性；中 国专利CN1915515A，通过浸渍法引入稀土及磷氧化物，对硅铝比为20～800 的ZSM-5分子筛进行改性。在现有技术中，虽然对分子筛的硅铝比进行了定义， 但对分子筛的酸性和酸量没有进行说明。

众所周知，有些分子筛虽然硅铝比高(如大于300)，但其酸量却不低，酸性 也不很弱；有些分子筛虽然硅铝比不很低(如低于200)，但其酸量也不很高， 酸性也不强，甚至其总酸量仅与前者相当。即不同生产方法或不同来源的分子 筛的酸性和酸量与其硅铝比没有必然的联系。

分子筛的酸性和酸量的选择应根据催化反应的要求，不同性质的分子筛需要 匹配不同的改性元素及改性方法，才能达到催化反应过程对分子筛酸性和酸量 的要求。

在C₄烯烃转化的反应过程中，分子筛酸性高易导致积炭，酸量或酸密度大易 导致氢转移，生成同等碳数的烷烃。因此，用于C₄烯烃转化的分子筛，当其具 有弱酸和低酸量的性质时，可以降低催化剂积炭及氢转移反应程度，得到较高 的丙烯收率和稳定性。现有技术中，缺乏对C₄烯烃转化所用分子筛在酸性及酸 量方面的定义，并且所用分子筛为非疏水性分子筛，影响了C₄烯烃转化的反应 结果。

发明内容

为了提高丙烯+乙烯，特别是丙烯的收率，降低副产物C₁～C₃烷烃的产率， 提高催化剂的稳定性，本发明提供了一种用于混合C₄烯烃制取丙烯的催化剂及 其使用方法。

本发明的催化剂是这样实现的：

一种用于混合C₄烯烃制取丙烯的催化剂，所述催化剂由ZSM分子筛、改 性组分和粘合剂组成；其中

所述ZSM分子筛具有疏水性，由氨程序升温脱附方法表征的总酸量 ≤0.25mmol/g，且无强酸峰出现；

所述粘合剂为氧化铝或/和氧化硅；

所述改性组分的改性元素为：磷元素，或磷元素和镧系金属元素。

在具体实施时，所述ZSM分子筛占催化剂总重量的20～80wt％，所述粘合 剂占催化剂总重量的15～75wt％，余量为所述的改性组分。

在具体实施时，所述改性组分中的镧系金属元素选自其水溶性盐，所述镧 系金属元素占所述分子筛和所述粘合剂总重量的0～10wt％；所述改性组分中的 磷元素选自磷酸或/和磷酸盐，所述磷元素占所述分子筛和所述粘合剂总重量的 大于0～10wt％。

在具体实施时，所述镧系金属元素为镧或/和铈，所述磷酸盐为磷酸氢二铵或 /和磷酸二氢铵。

本发明的一个优选的实施方案是：

所述ZSM分子筛占催化剂总重量的20～80wt％；

所述粘合剂为氧化铝，所述粘合剂占催化剂总重量的15～75wt％；