碳四烯烃制低碳烯烃适宜温度决定高效性能

■研究开发碳四烯烃制低碳烯烃适宜温度决定高效性能刘萍(天津海成能源工程技术有限公司)摘要:随着我国化学工业的发展，化工产业对于乙烯、丙烯等低碳烯烃的需求日益上涨，因此即将出现供不应求的现象。目前，我国制取乙烯、丙烯仍然是通过石脑油、轻柴油(均来自石油)的催化裂化、裂解制取。碳四烃是重要的石油化工原料，主要由催化裂化(催化碳四烃)和蒸汽裂解(乙烯裂解副产品碳四烃)得到。本文主要研究在催化剂ZSM-5分子筛，1-丁烯为碳四烯烃模型化合物的条件下，温度对于反应性能的影响。关键词: 1-丁烯丙烯乙烯催化裂解碳四烯烃低碳烯烃碳四烃除了主要来源是催化裂化和蒸汽裂解，还有一-部分是由油田气回度低、停留时间短时，产物中乙烯物质量比丙烯物质量小。温度增加后，步收、乙烯齐聚、异丁烷和丙烯共氧化制环氧丙烷等的副产物。目前副产物碳骤 2反应速率则有所增加。C6=或是沿着步骤3生成丙烯，或是沿着步骤6、四烃总量比90年代已经大幅增加，但是碳四烃的利用率虽然取得了进步，7生成C2=. C8中间体由步骤4生成C5=，然后裂解生成C2=和C3=.其.可实际利用率却相当低。目前，碳四烃只在燃料和化工方面得到利用。中步骤2到步骤3或是步骤4的反应是优先进行的反应。c8在分解反应过程60%~ 70%的碳四烃被用作低价值燃料，丁烯的利用率只有16%， 化工利用率更中，会和丁烯发生聚合反应生成十二烯，或者进行芳构化、聚合产生芳香烃是微乎其微，还不足3%。因此，新技术碳四烯烃催化裂解增产丙烯已经成为和低聚物。这些产物进行缩合生焦反应生成焦炭。C2=、 C3=、C4=也会发近几年化工产业研究的热点。本实验以1-丁烯为碳四烯烃的模型化合物，催生氢转移、聚合等反应。化剂为2SM-5分子筛，研究反应温度对于1-丁烯催化裂解性能的影响。2、1-丁烯反应的热力学因素一、实验过程裂化反应时，各种丁烯异构体之间存在着化学平衡，各种丁烯异构体之原料:纯度为99%的工业级1-丁烯间的比值是固定的，但该比值会随着温度的变化而变化。催化剂: ZSM-5 分子筛3、温度对1-丁烯转化率的影响实验装置和分析方法:通过实验可以得出，反应温度从450C升到530^C时， 1-丁烯的转化率实验装置采用内径为14mm的不锈钢固定床反应器，装入5g催化剂。试不断下降，由84. 3%降到79. 7%。从此后，随着温度的升高，转化率则出现验流程为装置进料一反应一冷却收集。采用HP- 6890 型气相色谱仪进行产递增的现象。当温度达到650C时，1-丁 烯的转化率达到88. 5%。由图1反物分析，配有YCD和FID。分析数据采用HP6890加强型化学工作站(HP2070A)应过程可以了解到，丁烯催化裂解首先聚成C8中间体，然后进行裂解产生进行处理。低分子烃类。聚合过程(步骤1)为放热过程，裂解过程(步骤2、步骤4) .从工业角度考虑，双键异构体的产生并不能证明是J烯消耗得到的，J为吸热过程。从热力学角度考虑，聚合反应适合在低温下进行，因此此时转烯的4种异构体在工业上均能充当反应物循环使用。基于此，催化剂评价做化率高。温度过高，聚合反应则会受到抑制，1-丁 烯转化率则会逐渐降低。如下定义:当温度达到- -定程度时，对于裂解反应则会起到促进作用。推动了C8 中间X (1-丁烯)= (m1-m2) /mlX 100%体的快速裂解，推动了反应向产物方向移动，1-丁烯转化率 则又逐渐升高。Si=mi/ (m1-m2) x 100%4、温度对乙烯、丙烯收率和选择性的影响Yi=mi / mlX 100%通过大量实验得出，随着反应温度的增加，乙烯收率及选择性一直在增X(1-丁烯)计算的是1-丁烯的转化率: ml是进入反应器1-丁烯的质量:加。而丙烯收率在450 *580C时随温度的升高而增加，当温度超过580'C后，m2是产物中碳四烯烃混合的质量; mi 是产品i的质量; si 是产品i的选择:丙烯的收率和选择性则会出现下降的现象。因此温度控制在580C左右为好。性: Yi是产品i的收率。5、温度对于氢气、甲烷、乙烷收率的影响二、实验结果和讨论氢气、甲烷、乙烷是碳四烃催化裂解的副产物，其收率在实验温度考查1、反应机理范围内非常低。在温度低于550^C时，产物收率随温度升高出现小幅度增加。1-T 烯催化裂解反应过程见图1,图1中没有列出烯烃氢转移生成烷烃但温度高于550"C之后，各副产物收率出现大幅度增加。反应、烷烃裂化反应和烯烃深度聚合反应。一般情况下， 在ZSM-5分子筛固三、结束语:体催化剂下，烃类并不仅仅遵循自由基链反应，主要遵循正碳离子历程进行丁烯催化裂解制取乙烯和丙烯是按照快速异构化建立动态平衡，然后再反应。随着温度的的升高，热裂解的几率也会增大。进行聚合分解。在此过程中，丁烯在温度为450 630C范围内时，转化率随温度的变化不大。在530^C时，转化率达到最小值。丙烯在温度为580^C时，T收率和选择性达到最大值，而乙烯收率和选择性则随温度变化呈线性增加。参考文献:[1]马新龙:张萍;催化裂解制低碳烯烃技术研究进展[J]:广州化工: 2012年08期[2]郭天祥:催化裂解多产低碳烯烃催化剂的研究[D];北京化工大学: 2011 .由图1能够看出，1-丁 烯在分子筛催化剂上先进行异构化反应，建立动年态平衡，然后碳四体系中两个丁烯分子聚合产生c8中间体，中间体经过分[3]张甲;碳四-轻烃共裂解多产低碳烯烃研究[J];广东化工: 2012年02解反应。中间体主要沿着步骤2和4方向进行反应，1、 2、4是相互竞争反期应的。按照正碳离子反应机理，步骤2的反应速率要低于步骤4.从而在温www. chinachemicaltrade. com103