丁烯異構(gòu)化催化劑研究.pdf

1、為解決異丁烯資源短缺的問題，通過丁烯異構(gòu)化的方法，將資源過剩的正丁烯轉(zhuǎn)化為異丁烯，可謂是最簡(jiǎn)單直接的辦法。本論文利用MTBE裝置的醚后碳四作為反應(yīng)原料，將原料中的丁烯異構(gòu)化制取異丁烯，轉(zhuǎn)化后作為MTBE裝置的原料，既提升了醚后碳四的利用率，又可改變醚后碳四作為廢料外賣的資源浪費(fèi)現(xiàn)狀。
　　關(guān)于丁烯異構(gòu)化反應(yīng)的研究多集中在催化劑、反應(yīng)工藝等方面，很少有關(guān)于丁烯異構(gòu)化熱力學(xué)方面的研究。本研究采用平衡常數(shù)法計(jì)算了四種丁烯異構(gòu)體之間相互轉(zhuǎn)

2、化過程涉及反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變、標(biāo)準(zhǔn)摩爾吉布斯能變和標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)等熱力學(xué)數(shù)據(jù)，計(jì)算結(jié)果表明:在典型工業(yè)反應(yīng)條件下，正丁烯異構(gòu)為異丁烯反應(yīng)放熱量為-5.7kj/mol到-16.2kj/mol，屬于中等放熱反應(yīng)，反應(yīng)平衡常數(shù)為2.807-8.115，該反應(yīng)受熱力學(xué)平衡限制。本研究采用平衡常數(shù)法計(jì)算了四種丁烯異構(gòu)體在實(shí)際工業(yè)反應(yīng)溫度下的平衡組成，結(jié)算結(jié)果表明:以任何一種正丁烯分子為初始原料，如果達(dá)到平衡時(shí)，所獲得的異丁烯平衡含量?jī)H為溫度的函數(shù)。

3、本研究還以1-丁烯為初始原料，從熱力學(xué)角度探討反應(yīng)條件對(duì)主副反應(yīng)中1-丁烯平衡轉(zhuǎn)化率的影響，為開發(fā)高效丁烯異構(gòu)化催化劑和工藝提供有益借鑒。
　　本研究考察了研究相對(duì)較少的SAPO-11和ZSM-22分子篩催化正丁烯異構(gòu)化反應(yīng)性能，研究發(fā)現(xiàn)正丁烯在SAPO-11分子篩上主要遵循單分子異構(gòu)化途徑反應(yīng)，而在ZSM-22分子篩上主要遵循聚合裂解途徑反應(yīng)。通過對(duì)催化劑裝填方案的考察，發(fā)現(xiàn)采用先經(jīng)過SAPO-11分子篩床層、再經(jīng)過ZSM-22

4、分子篩的級(jí)配裝填方案，或采用SAPO-11和ZSM-22分子篩機(jī)械混合裝填方案，均有利于促進(jìn)正丁烯通過共聚裂解生成異丁烯途徑，提高異丁烯單程轉(zhuǎn)化率;
　　本研究采用擠條成型法，制備了SAPO-11/ZSM-22混合分子篩催化劑SZ-50，以醚后碳四為原料，在反應(yīng)溫度340℃，正丁烯分壓0.08 MPa和WHLV為6h-1條件下，正丁烯轉(zhuǎn)化率高于70％，異丁烯單程產(chǎn)率高于25％，同時(shí)聯(lián)產(chǎn)18％的丙烯和10％的C5+汽油調(diào)和組分，展現(xiàn)