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一種混合碳四轉(zhuǎn)化利用工藝的制作方法

文檔序號:12689904閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種混合碳四轉(zhuǎn)化利用工藝,其特征在于,該工藝至少包括以下步驟:

第一步:將混合碳四原料、含有氧化劑的物流以及水或水蒸汽送入氧化脫氫單元進行烷烴氧化脫氫反應,將反應產(chǎn)物送入分離單元I分離為丁二烯、除丁二烯外的其它碳四餾分以及剩余組分;

第二步:將第一步得到的除丁二烯外的其它碳四餾分與醇類物流送入醚化單元進行醚化反應,將反應產(chǎn)物送入分離單元II分離為碳五及以上組分、碳四烴以及剩余組分;

第三步:將第二步得到的碳四烴與氫氣送入催化脫氫單元進行烷烴催化脫氫反應,將反應產(chǎn)物送入分離單元III分離為不凝氣體和剩余組分,剩余組分返回第一步的氧化脫氫單元;

在上述第一步中,所述氧化脫氫單元所使用的氧化脫氫催化劑如式(I)所示:

AaBbCcDd·FexOe 式(I)

式(I)中:A為Cu、Zn或Cr;B為Co、Mn、Ni或Mo;C為Ca、Sr、Ba或Mg;a為1-6,b為0.01-0.3,c為0.1-1.0,d為0.01-0.1,x為4-18,e取滿足化合價要求的任意數(shù)值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)化利用工藝,其特征在于,在式(I)中:a為3-5,b為0.05-0.15,c為0.3-0.6,d為0.04-0.08,x為7-13。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)化利用工藝,其特征在于,所述混合碳四原料中正丁烯與正丁烷的質(zhì)量含量之和不低于35%,優(yōu)選為不低于40%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項所述的轉(zhuǎn)化利用工藝,其特征在于,所述氧化脫氫單元的反應條件為:溫度280℃-410℃,壓力0-100KPa,體積空速10-500h-1

優(yōu)選地,所述氧化脫氫單元的反應條件為:溫度310℃-390℃,壓力0-40KPa,體積空速60-400h-1

5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項所述的轉(zhuǎn)化利用工藝,其特征在于,所述含有氧化劑的物流為含有氧分子或者含有氧化性強的氧原子的物料流,優(yōu)選為空氣、富氧氣或氧氣;

進一步優(yōu)選地,進入氧化脫氫單元時,氧化劑以氧氣計,氧氣與進入氧化脫氫單元的所有烴類物料中烯烴的摩爾比為0.1-1.0:1,優(yōu)選為0.3-0.85:1。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)化利用工藝,其特征在于,進入氧化脫氫單元時,水或水蒸汽與進入氧化脫氫單元的所有烴類物料中丁烯的質(zhì)量比為0.5-30,優(yōu)選為5-20。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)化利用工藝,其特征在于,所述除丁二烯外的其它碳四餾分中丁二烯的質(zhì)量含量不高于0.3%,優(yōu)選為不高于0.1%。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)化利用工藝,其特征在于,進入醚化反應單元時,醇類與進入醚化反應單元的所有烴類物料中異丁烯的摩爾比為0.8-1.5:1,優(yōu)選為1.1-1.3:1。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)化利用工藝,其特征在于,所述醚化單元的反應條件為:溫度為30-100℃,壓力為0.1-2.0MPa,體積空速為0.1-5h-1

優(yōu)先地,所述醚化單元的反應條件為:溫度為45-80℃,壓力為0.5-1.5MPa,體積空速為1-2h-1。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)化利用工藝,其特征在于,醚化單元中異丁烯的轉(zhuǎn)化率不低于92%。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)化利用工藝,其特征在于,分離單元II分離出的碳四烴中,碳四組分的質(zhì)量含量不低于97%,優(yōu)選為不低于99%。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)化利用工藝,其特征在于,催化脫氫單元的反應產(chǎn)物中烯烴質(zhì)量含量不低于35%,優(yōu)選為質(zhì)量烯烴含量在45%以上。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)化利用工藝,其特征在于,所述催化脫氫單元的反應條件為:溫度480-700℃,壓力0.01-3MPa,液時體積空速0.1-10h-1

優(yōu)選地,所述催化脫氫單元的反應條件為:溫度560-650℃,壓力0.4-1.2MPa,液時體積空速2-7h-1;

進一步優(yōu)選地,進入催化脫氫單元時,氫氣與進入催化脫氫單元中所有烴類物料的摩爾比為0.01-1:1,優(yōu)選為0.1-0.5:1。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)化利用工藝,其特征在于,催化脫氫單元中為兩個或多個固定床催化脫氫反應器并聯(lián)使用。

15.根據(jù)權(quán)利要求1-14任意一項所述的轉(zhuǎn)化利用工藝,其特征在于,所述氧化脫氫催化劑的制備過程包括以下步驟:

(1)將所用的金屬A、B、C和D的前驅(qū)體分別研磨為40-100目的微球狀;并 將研磨好的金屬A的前驅(qū)體按重量分為兩份;同時,將金屬B、C和D的前驅(qū)體混合均勻;

(2)配置0.1-2mol/L的硝酸鐵溶液,在攪拌條件下,將第一份金屬A的前驅(qū)體逐漸加入到硝酸鐵溶液中,反應30-90分鐘后加入混合均勻的金屬B、C和D的前驅(qū)體,繼續(xù)反應30-90分鐘后加入第二份金屬A的前驅(qū)體,繼續(xù)反應20-80分鐘后加入粘結(jié)劑,得到前驅(qū)體沉淀物的漿料;

(3)將步驟(2)中得到漿料攪拌20-60分鐘后,向漿料中逐漸加入濃度為10-25%的氨水,以調(diào)節(jié)漿料pH值至7.5-10.0;

(4)將步驟(3)中調(diào)節(jié)完pH后的漿料置于80-95℃的環(huán)境下進行熱改性,改性時間為60-180分鐘;

(5)將步驟(4)中改性后的漿料進行過濾,然后用洗滌水洗滌,使?jié){料pH值達到7-7.5,并調(diào)節(jié)漿料固含量為5-40%,然后噴霧成型,在400-500℃下焙燒6-12小時,得到成品催化劑;

或者將步驟(4)中改性后的漿料進行過濾,然后用洗滌水洗滌,并使?jié){料pH值達到7-7.5,然后在100-200℃下焙燒6-12小時,在200-300℃下焙燒4-8小時,在300-400℃下焙燒1-4小時,在400-500℃下焙燒1-4小時,研磨得到成品催化劑。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的轉(zhuǎn)化利用工藝,其特征在于,在氧化脫氫催化劑的制備過程中的步驟(1)中,第一份金屬A的前驅(qū)體為金屬A的前驅(qū)體總重量的55-70%。

17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的轉(zhuǎn)化利用工藝,其特征在于,在氧化脫氫催化劑的制備過程中的步驟(1)中,所述金屬A、B、C和D的前驅(qū)體分別選自相應金屬的硝酸鹽、氯化物、硫酸鹽和氧化物中的一種或幾種的組合。

18.根據(jù)權(quán)利要求15所述所述的轉(zhuǎn)化利用工藝,其特征在于,在氧化脫氫催化劑的制備過程中的步驟(2)中,所述粘結(jié)劑包括田菁粉、聚丙烯酰胺、甲基纖維素和聚乙烯醇中的一種或幾種的組合;

優(yōu)選地,所述粘結(jié)劑的添加量為金屬前驅(qū)體總質(zhì)量的0.1-4%。

19.根據(jù)權(quán)利要求15所述所述的轉(zhuǎn)化利用工藝,其特征在于,在氧化脫氫催化劑的制備過程中的步驟(5)中,所述噴霧成型中,噴霧塔的進料溫度為300-500℃,出料口溫度為100-150℃。

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