[发明专利]一种混合低碳烷烃的脱氢方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合低碳烷烃的脱氢方法，具体地说涉及一种混合低碳烷烃脱氢制烯烃的工艺方法。

背景技术

近年来，随着全球石油化工行业的快速发展，对低碳烯烃的需求也日益增长。低碳烷烃催化脱氢技术是增产C3~C4烯烃的有效途径。目前，世界上低碳烷烃脱氢专利技术包括：UOP公司的Oleflex工艺，ABB鲁姆斯公司的Catofin工艺，康菲(Uhde)公司的Star工艺，Snamprogetti/Yarsintz公司的FBD-4工艺，林德/巴斯夫公司的PDH工艺等。在已经建设的装置中，前苏联大多数采用FBD-4工艺，而Catofin和Oleflex工艺已成为新建装置中所采用的主导工艺。Oleflex工艺主要以Pt基催化剂为主，Catafin工艺主要以Cr₂O₃/Al₂O₃为主。

铂族负载型催化剂是烷烃脱氢催化剂中重要一类，该类催化剂的生产方法也已在本领域中公开。USP4914075，USP4353815，USP4420649，USP4506032，USP4595673，EP562906，EP98622等都报道了Pt基催化剂，具有高的烷烃转化率和烯烃选择性。USP3897368和CN87108352公开了一种生产核壳型催化剂的方法，Pt选择性地集中沉积在催化剂载体的外表面上，催化剂载体内部Pt含量较低，可以提高活性金属的利用率。

CN200710025372.Ｘ公开的脱氢催化剂，在氧化铝改性的中孔分子筛为载体上浸渍铂锡组分的制备方法，丙烷转化率仅为17％，丙烯选择性93％；CN20071003421.Ｘ采用水热合成的方法将锡引入ZSM-５分子筛载体，并用浸渍法负载铂组分，催化剂运行100小时后，丙烷转化率高于30％，丙烯选择性99％。CN200710133324在耐热氧化物中加入无机氧化物粘结剂做载体来提高催化剂的稳定性。CN200610086006涉及到一种以ZSM-5为载体的低碳烷烃脱氢催化剂，CN200610126812则是选择了以纳米级单壁或多壁碳米管为载体，以过渡金属氧化物为活性组分的一种低碳烷烃脱氢催化剂。

以上的专利都是围绕单一低碳烷烃脱氢制烯烃技术展开，首先对原料进行分离，来满足反应进料。这主要是因为烷烃脱氢一般遵循C⁺离子机理，不同的烷烃由于结构的不同，C-H键的强弱也不同，导致不同的烷烃脱氢需要不同的适宜条件。一般来说，碳链越短的越难脱氢，正构烷烃脱氢难度大于异构烷烃脱氢。因此，在实际操作中，适宜丙烷脱氢的条件，则正丁烷、异丁烷裂解严重，选择性不高；而适宜异丁烷脱氢的条件，丙烷很难脱氢，正丁烷则脱氢效果不理想。在工业上大多数都采用先分离原料，进行单一烷烃脱氢，易于控制转化率和选择性。但是，随着企业获得的原料的多样化，为了提高烷烃脱氢工艺的经济性，需要改进脱氢工艺和催化剂来适应多样化的原料。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开一种混合低碳烷烃脱氢方法。该方法适于处理混合低碳烷烃，使不同的低碳烷烃均具有较高的转化率及烯烃收率。

一种混合低碳烷烃的脱氢方法，采用固定床工艺，在脱氢催化剂的作用下，含有混合低碳烷烃的气体在体积空速为500~6000h^-1，优选1000~5000 h^-1，反应温度为300~650℃，优选500~630℃，反应压力为0.1~0.7MPa，优选0.1~0.5 MPa的条件下进行脱氢反应，所述的脱氢催化剂通过在含Sn氧化铝载体上依次负载钾和活性组分Pt制得的。

本发明混合低碳烷烃脱氢方法中，混合低碳烷烃为含有C2~C8的混合烷烃，优选含有C3~C5的混合烷烃，更优选含有丙烷、正丁烷、异丁烷的混合烷烃。

本发明混合低碳烷烃脱氢方法中，混合烷烃中可选择性地加入稀释气体，稀释气体可以选自氮气、氩气、水蒸汽、氢气等中的一种或几种。混合烷烃与稀释气体的摩尔比为1：（0.5~10），优选为1：（0.5~5）。

本发明混合低碳烷烃脱氢方法中，脱氢催化剂以氧化铝载体的重量计，含有0.01%~2%的活性组分Pt，0.1%~10%Sn及0.1%~10%的K。

本发明混合低碳烷烃脱氢方法中，脱氢催化剂采用的含Sn氧化铝载体可以采用市售商品，也可以按照现有技术进行自制。