[发明专利]一种以富含碳四碳五的烷烃为原料生产芳烃的工艺

说明书

本发明提供一种以富含碳四碳五的烷烃为原料生产芳烃的工艺，包括：1)使富含碳四烷烃和碳五烷烃的原料单独与脱氢催化剂接触，得到脱氢产物；2)所述脱氢产物不经分离而直接与芳构化催化剂接触，得到芳构化产物；任选地3)对所述芳构化产物进行分离，得到C₁～C₅组分和芳烃组分。本发明的工艺以碳四和碳五中比较难转化的烷烃为原料，通过优化反应条件和工艺步骤，提高了原料的转化率和芳烃的选择性。

技术领域

本发明涉及化工领域，具体涉及一种以富含碳四碳五的烷烃为原料生产芳烃的工艺。

背景技术

炼油厂的催化裂化装置和乙烯裂解装置会副产大量的碳四液化气。随着我国西部大开发战略和西气东输工程的顺利实施，廉价的管道天然气将会替代碳四等液化石油气燃料，大量的碳四资源将会被剩余。除碳四和碳五中的部分烯烃作为化工原料外，烷烃部分基本都用作廉价燃料。因此，如何提高碳四和碳五烷烃利用价值，已成为当今重要的研究课题。

芳构化是提高低碳烷烃利用价值的有效方法，其芳构化产物苯、甲苯、二甲苯是有机化工和精细化工的重要原料，广泛应用于合成纤维、合成树脂、合成橡胶以及各种精细化学品。将这些低碳烃类通过芳构化工艺转化为芳烃，可以优化利用轻烃资源，为芳烃生产开辟新原料来源。

CN1048379A公开了一种低碳烃芳构化工艺，采用金属改性的ZSM-5催化剂，其所述产物中甲苯含量都在20％以上，最高接近50％，C9芳烃基本都在3％左右。

CN1586721A公开了一种用于碳四液化石油气芳构化的分子筛催化剂制备方法，采用晶粒度为10～500nm的高硅沸石，进行水蒸气处理和有机酸扩孔改性制得催化剂，不添加金属组分。在400℃、压力3MPa、重量空速0.8h^-1的反应条件下，催化剂单程寿命考察到第10天，芳烃收率为49重量％左右。

CN1232071A公开了一种由Zn、稀土、ZSM-5和氧化铝组成，并进行了水蒸气处理改性的芳构化催化剂制备方法，其中Zn物种通过[Zn(NH₃)₄]²⁺的形式被引入分子筛催化剂。该催化剂在520～550℃，质量空速0.6～1.5h^-1的反应条件下对混合碳四进行芳构化反应，芳烃产率大于40％的单程运转时间为300～450小时。

CN101815692A将低碳数含氧烃类转化成芳烃，尤其是BTX(即，苯、甲苯、二甲苯)，所用芳构化催化剂由0.001-20％的镧、0.0001-20％的选自钼、铜、铈和铯中的至少一种元素M、氢型沸石和任选的粘合剂组成。

Mobil公司的USP4686312专利公布了一种将低碳含氧有机物转化为富含芳烃产品的多段反应工艺。在第一段反应器中，首先将甲醇、二甲醚转化为低碳烃类，在第二段反应器中，再将这些低碳烃类芳构化，从而达到较高的芳烃收率。

CN1341699A公开了一种低碳烃芳构化方法，催化剂以HZSM-5沸石为载体，以锌和镍为活性组分，其所述产物中甲苯含量都在45％以上，C9芳烃基本都在10％左右。

CN1482112A介绍一种使用甲烷为原料将甲烷偶联与甲烷无氧芳构化放置在同一个反应器中耦合催化反应的方法。根据此发明介绍，在较低的温度下(730℃)，反应进行60分钟时可以得到甲烷转化率17.7％和芳烃收率12.2％的结果。

CN00122963.X公开了一种生产芳烃、氢气和高质量液化气的低碳烃芳构化催化剂及其制备方法，所述催化剂以HZSM-5沸石为载体，以锌和镍为活性组分，该催化剂用于低碳烃芳构化过程，不但成本低，活性、选择性高，而且具有高抗硫性和稳定生好等特点。