流化床异丁烷脱氢催化剂及工艺研究

摘要

随着环境保护的要求越来越高，甲基叔丁基醚（MTBE）作为一种高辛烷值汽油添加剂的用量越来越大。异丁烯是合成MTBE的主要原料，同时还可用于生产丁基橡胶和聚异丁烯等产品。国内异丁烷产量过剩，利用率较低，因此异丁烷脱氢不仅可以增产异丁烯，还可以提高异丁烷利用率。
　　本文对流化床异丁烷脱氢催化剂及工艺条件进行了研究。催化剂方面主要包括催化剂的制备及筛选，催化剂的比较及再生过程对催化剂的影响；工艺条件方面主要是确定了反应的最佳温度、液体空速、催化剂再生时间及不同气体分布器对反应的影响。
　　首先对流化床异丁烷脱氢工艺条件进行研究，确定了反应的最佳温度为570℃，进料液体空速为1.0h-1；再生温度为500℃，空气流量为2L/min时，催化剂的最佳再生时间为2h，使用不锈钢丝网压制板作为气体分布器得到的反应效果比粉末冶金烧结板更好。然后根据不同铬含量，采用喷雾造粒技术成型，800℃焙烧，制备了一系列催化剂，测定了催化剂的堆积密度、粒径和粒度分布及磨耗率；通过固定流化床反应器测定了催化剂的催化性能，发现当铬含量为10wt％时制备的催化剂YBD-201性能最好。将YBD-201与国外催化剂A进行比较，通过N2-TPD、SEM技术测定了YBD-201和A的比表面和颗粒形貌；发现YBD-201的比表面更大，颗粒球形度更高，磨耗率仅为A的1/5；对两种催化剂催化性能进行比较，发现YBD-201在各方面的性能均优于A，在活性方面优势明显。最后对YBD-201的再生性能进行了研究，催化剂进行了多次再生，通过TPO、TPR、XRD、TEM等技术对催化剂进行了表征，发现YBD-201多次再生后物理性质及催化性能均可恢复且保持稳定，可以作为流化床用异丁烷脱氢催化剂进行工业推广。