成果信息

本所于上世纪90年代开始异丁烷催化脱氢制异丁烯方向的研究，至今已有十数年的研究基础，在实验室层次上取得了相当大的进展。研究的LICP-1催化剂具有催化活性高、选择性高、抗积碳性能突出、高空速等优点。主要的参数为： （1）LICP-1催化剂在异丁烷催化脱氢反应中表现出良好的活性、选择性。该催化剂在反应温度590℃，空速750 h-1情况下,异丁烷气体作为反应气，1 h内转化率60-65%，选择性为89-92%，收率为54-58%；兰州石化炼厂气（异丁烷含量87%）作为反应气，1 h内转化率65%、选择性90%、收率为58%。 （2）LICP-1催化剂上积碳较为缓慢，催化剂具有良好的稳定性。在反应温度590℃，空速750 h-1下, 纯异丁烷气体作为反应气，异丁烯收率在40%以上催化剂能持续3 h；兰州石化炼厂气作为反应气，能持续2 h。兰州石化炼厂气气氛下， 2 h平均积碳率为0.4-0.5%。 （3）LICP-1催化剂能适应较高空速。在1300 h-1空速下，催化剂仍能保持较高的活性与稳定性。该空速是文献报道的2-4倍。 本技术特色及优势： （1）催化活性较目前报道的结果有大幅度提高，一次运行收率在60%以上，而已建的国外装置均在45-50%左右。 （2）该催化剂抗积碳性能较佳，能稳定1.5 h以上，而已建的国外装置一般需要在0.5 h时间内均需再生。 （3）该催化剂可以在较高空速下运行，能适应不同原料气。催化剂在1300h-1下仍能保持在60%的收率，这一空速是报道空速200-800h-1的2-4倍，空速的提高可以大大降低运行成本与建设成本。 （4）该催化剂不仅对异丁烷，对其他碳四烷烃也有很好的催化转化作用。 （5）该催化剂制备简单，采用简单试剂，造价较低。)

背景介绍

近年来，随着异丁烯应用领域的不断扩大，现有的乙烯副产异丁烯总量已难以满足日益增长的需求，目前，我国催化裂化装置规模居世界第二位， 2010年达到1.3亿吨/a，以碳四馏分收率8%计算，副产碳四将达1040万吨，而异丁烷是催化裂化碳四馏分中主要组分之一，其含量可高达34%，并且异丁烷还广泛存在于天然气和其他C4馏分中。若能将异丁烷转化为异丁烯加以利用，可使廉价碳四烷烃大大升值，从而提升炼油企业的竞争力，也将缓和国内异丁烯的供求矛盾，世界范围内由异丁烷脱氢生产的异丁烯每年达300多万吨，而目前我国还没有工业化的装置。因此开发高活性、抗积碳催化剂体系，实现异丁烷脱氢国产化，无论对炼油企业还是石油化工行业均具有重要意义。在具有异丁烷资源的地区，该工艺过程也将备受关注，若关键技术得以成功开发，其应用前景十分明确。)

应用前景

目前工作是在已有的实验室研究的基础上，探索反应放大过程中的工艺条件，研究催化剂性能，传热传质及催化剂再生工艺等方面内容，继而开展现场模拟反应研究，采用炼厂气或者液化气作为原料，考察各项工艺参数。若本技术研究成功，以一套6万吨异丁烯生产装置为例，建设投资2.5亿元，生产成本4500元/吨左右，而异丁烯售价9000-10000元/吨，显然，该技术路线的经济效益十分明显。若考虑到异丁烯高附加值下游产品的延伸（如生产MTBE或MMA等），则经济效益更为显著。因此，本项目不仅为异丁烷的有效利用提供了一条现实可行的路线，而且具有可观的经济效益。)