異丁烷制備異丁烯的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化學(xué)化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種異丁烷制備異丁烯的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在煉油工業(yè)中，石油催化裂化(FCC)過程中生成的液化石油氣中富含異丁烷。在傳統(tǒng)的FCC工藝中，異丁烷在催化裂化液化氣中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%左右。我國異丁烷資源豐富，每年催化裂化石油氣中的產(chǎn)量就有約400萬噸(2006年數(shù)據(jù))，還廣泛存在于天然氣和其他C4餾分中。國內(nèi)催化裂化石油氣中的異丁烷絕大部分作為民用液化石油氣燃料，而其他用途的用量不到總量的5%，我國對異丁烷的使用還處在初級階段。長期以來，由于資源分散、技術(shù)滯后等原因。這些寶貴的資源不是作為燃料被白白燒掉，就是作為低價(jià)值的原料進(jìn)行加工。這是一種資源的浪費(fèi)。也是利益的流失。
[0003]異丁烯是一種重要的化工原料，在室溫和大氣壓下是無色的可燃?xì)怏w，具有不愉快氣味。異丁烯是目前我國稀缺資源之一，是生產(chǎn)聚異丁烯(PIB)、甲基叔丁基醚(MTBE)、低碳烯烴烷基化、混合低碳烯烴(輕汽油)、丁基橡膠及有機(jī)玻璃等化學(xué)品的重要原料。
[0004]傳統(tǒng)的異丁烯生產(chǎn)主要從石油催化裂化裝置和石腦油催化裂化裝置副產(chǎn)物中提取，但這些方法中異丁烯都是作為副產(chǎn)品生產(chǎn)，且產(chǎn)量受制于主反應(yīng)的規(guī)模和C4烯烴產(chǎn)率。我國液化氣資源豐富，其中異丁烷作為一種主要成分，其大部分隨著液化氣作為民用燃料被消耗掉，沒有得到合理的利用。因此采用異丁烷作為原料，通過脫氫反應(yīng)制備異丁烯具有先天的優(yōu)勢和社會(huì)意義。
[0005]目前已有美國Lummus、UOP、Phillips、德國 Linde 及意大利的 Snameprogetti 等5家公司掌握了生產(chǎn)專利。Lummus的Catofin工藝UOP的Oleflex已經(jīng)成為新建裝置中的主導(dǎo)工藝，原蘇聯(lián)的大多數(shù)裝置采用Snameprogetti公司的FBD-4工藝。
[0006]異丁烷催化脫氫制異丁烯是異丁烷脫掉兩個(gè)氫原子生成異丁烯，該反應(yīng)是強(qiáng)吸熱反應(yīng)，反應(yīng)熱llOkJ/mol。異丁烷轉(zhuǎn)化率和異丁烯的選擇性決定于所用的催化劑和反應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。異丁烷轉(zhuǎn)化率受熱力學(xué)平衡控制，反應(yīng)溫度升高，平衡常數(shù)加大，高溫有利于強(qiáng)吸熱的脫氫反應(yīng)，反應(yīng)溫度越高，異丁烷的轉(zhuǎn)化率越高。但反應(yīng)溫度升高對反應(yīng)器金屬材料和供熱方式要求增高，而且反應(yīng)溫度升高會(huì)增加熱裂解和積碳等副反應(yīng)反應(yīng)速率，使得異丁烯的選擇性下降，因此，反應(yīng)溫度必須控制在一定的范圍內(nèi)。通常異丁烷脫氫反應(yīng)溫度控制在510。。?677°C之間。
[0007]異丁烷脫氫是增分子反應(yīng)，低壓有利于提高異丁烯的選擇性?？紤]到后續(xù)的分離工藝，過低的反應(yīng)壓力會(huì)增加壓縮機(jī)壓縮比，導(dǎo)致系統(tǒng)能耗大幅度增加。通常工業(yè)上異丁烷脫氫反應(yīng)壓力控制在OMPa?0.5MPa。采用負(fù)壓操作和有稀釋介質(zhì)存在的情況下，都能夠提高異丁烷轉(zhuǎn)化率和異丁烯選擇性。負(fù)壓操作對系統(tǒng)密封性要求高，增加了系統(tǒng)危險(xiǎn)性和操作難度，選擇合適的稀釋劑降低異丁烯分壓，是解決這一問題的有效途徑。
[0008]脫氫反應(yīng)需要外界提供大量的熱量，是工程設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題。脫氫反應(yīng)供熱方式主要有三種:煙道氣供熱、催化劑熱載體供熱和原料氣供熱。根據(jù)工藝不同采用的供熱方式不同。煙道氣供熱主要用在等溫反應(yīng)器中。催化劑作為熱載體主要是利用催化劑提供的顯熱，必須通過對催化劑燒炭來加熱催化劑，需要頻繁的進(jìn)行反應(yīng)和燒炭。原料氣供熱需要將原料氣進(jìn)反應(yīng)器前加熱到遠(yuǎn)高于與反應(yīng)溫度，才能維持有限的反應(yīng)程度。這種供熱方式加熱物料溫度不能過高，爐管內(nèi)物料的停留時(shí)間不能過長，需要嚴(yán)格控制爐壁溫度和物料流速，避免原料發(fā)生熱裂解反應(yīng)和積碳。
[0009]然而，現(xiàn)有技術(shù)中普遍存在異丁烷的轉(zhuǎn)化率低，異丁烯選擇性低，溫度難以控制，不能長周期運(yùn)行且能耗高。
[0010]綜上可知，現(xiàn)有技術(shù)在實(shí)際使用上顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]針對上述的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種異丁烷制備異丁烯的方法，其可以使異丁烷的轉(zhuǎn)化率高，異丁烯選擇性高，溫度易控制，可長周期運(yùn)行且能耗低。
[0012]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種異丁烷制備異丁烯的方法，以異丁烷為原料，在反應(yīng)溫度為450°C?650°C，反應(yīng)壓力為OMPa?IMPa，異丁烷的氣時(shí)空速為1-1OOOhj^條件下，進(jìn)入至少一個(gè)鼓泡流化床反應(yīng)器中，異丁烷發(fā)生脫氫反應(yīng)并轉(zhuǎn)化為異丁烯為主的混合烴類，混合烴類經(jīng)洗滌罐與沉淀罐分離，得到異丁烯。
[0013]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述異丁烷原料經(jīng)精制后，通過預(yù)熱系統(tǒng)進(jìn)入所述鼓泡流化床反應(yīng)器。
[0014]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述異丁烷經(jīng)經(jīng)所述鼓泡流化床反應(yīng)器進(jìn)入再生器經(jīng)行脫氫反應(yīng)。
[0015]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述催化劑為V/CNTs催化劑。
[0016]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述V/CNTs催化劑中銀原子負(fù)載質(zhì)量占5wt% -1Owt%。
[0017]作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述V/CNTs催化劑為10-50目。
[0018]本發(fā)明發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供一種異丁烷制備異丁烯的方法，其可以使異丁烷的轉(zhuǎn)化率高，異丁烯選擇性高，溫度易控制，可長周期運(yùn)行且能耗低。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0020]實(shí)施例一:
[0021]本發(fā)明提供一種異丁烷制備異丁烯的方法，以異丁烷為原料，在反應(yīng)溫度為450°C?650°C，反應(yīng)壓力為OMPa?IMPa，異丁烷的氣時(shí)空速為1-1OOOh:的條件下，進(jìn)入至少一個(gè)鼓泡流化床反應(yīng)器中，異丁烷發(fā)生脫氫反應(yīng)并轉(zhuǎn)化為異丁烯為主的混合烴類，混合烴類經(jīng)洗滌罐與沉淀罐分離，得到異丁烯。
[0022]優(yōu)選的是，所述異丁烷原料經(jīng)精制后，通過預(yù)熱系統(tǒng)進(jìn)入所述鼓泡流化床反應(yīng)器。
[0023]優(yōu)選的是，所述異丁烷經(jīng)經(jīng)所述鼓泡流化床反應(yīng)器進(jìn)入再生器經(jīng)行脫氫反應(yīng)。
[0024]優(yōu)選的是，所述催化劑為V/CNTs催化劑。所述V/CNTs催化劑中釩原子負(fù)載質(zhì)量占5wt% -1Owt %。所述V/CNTs催化劑為10-50目。
[0025]按上述方法，在反應(yīng)溫度為450°C，反應(yīng)壓力為OMPa?0.5MPa，異丁烷的氣時(shí)空速為1-1OOOh i的條件下，異丁烷的轉(zhuǎn)化率為45 %?50 %，異丁烯的選擇性為80 %?85 %，提高了異丁烷的轉(zhuǎn)化率高，異丁烯選擇性高，溫度易控制，可長周期運(yùn)行且能耗低。
[0026]實(shí)施例二:
[0027]按上述方法，在反應(yīng)溫度為650°C，反應(yīng)壓力為0.5MPa?IMPa，異丁烷的氣時(shí)空速為1-1OOOh 條件下，異丁烷的轉(zhuǎn)化率為48 %?51 %，異丁烯的選擇性為85%?90%，提高了異丁烷的轉(zhuǎn)化率高，異丁烯選擇性高，溫度易控制，可長周期運(yùn)行且能耗低。
[0028]實(shí)施例三:
[0029]按上述方法，在反應(yīng)溫度為550 °C，反應(yīng)壓力為0.5MPa，異丁烷的氣時(shí)空速為1-1OOOh 條件下，異丁烷的轉(zhuǎn)化率為60%?62 %，異丁烯的選擇性為90 %?95 %，提高了異丁烷的轉(zhuǎn)化率高，異丁烯選擇性高，溫度易控制，可長周期運(yùn)行且能耗低。
[0030]當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種異丁烷制備異丁烯的方法，其特征在于，以異丁烷為原料，在反應(yīng)溫度為450°C?650°C，反應(yīng)壓力為OMPa?IMPa，異丁烷的氣時(shí)空速為1-1OOOh:的條件下，進(jìn)入至少一個(gè)鼓泡流化床反應(yīng)器中，異丁烷發(fā)生脫氫反應(yīng)并轉(zhuǎn)化為異丁烯為主的混合烴類，混合烴類經(jīng)洗滌罐與沉淀罐分離，得到異丁烯。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異丁烷制備異丁烯的方法，其特征在于，所述異丁烷經(jīng)經(jīng)所述鼓泡流化床反應(yīng)器進(jìn)入再生器經(jīng)行脫氫反應(yīng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的異丁烷制備異丁烯的方法，其特征在于，所述催化劑經(jīng)再生器進(jìn)入所述鼓泡流化床反應(yīng)器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異丁烷制備異丁烯的方法，其特征在于，所述催化劑為V/CNTs催化劑。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的異丁烷制備異丁烯的方法，其特征在于，所述V/CNTs催化劑中隹凡原子負(fù)載質(zhì)量占5wt% -1Owt%。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的異丁烷制備異丁烯的方法，其特征在于，所述V/CNTs催化劑為10-50目ο
【專利摘要】本發(fā)明適用于化學(xué)化工技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種異丁烷制備異丁烯的方法，以異丁烷為原料，在反應(yīng)溫度為450℃～650℃，反應(yīng)壓力為0MPa～1MPa，異丁烷的氣時(shí)空速為10-1000h-1的條件下，進(jìn)入至少一個(gè)鼓泡流化床反應(yīng)器中，異丁烷發(fā)生脫氫反應(yīng)并轉(zhuǎn)化為異丁烯為主的混合烴類，混合烴類經(jīng)洗滌罐與沉淀罐分離，得到異丁烯。借此，本發(fā)明可以使異丁烷的轉(zhuǎn)化率高，異丁烯選擇性高，溫度易控制，可長周期運(yùn)行且能耗低。
【IPC分類】C07C11/09, C07C5/333
【公開號】CN105130740
【申請?zhí)枴緾N201510473717
【發(fā)明人】張國華, 姜立新, 宋峰, 李源明, 王紀(jì)偉
【申請人】山東成泰化工有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年8月5日