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成果信息

本所于上世紀(jì)90年代開(kāi)始異丁烷催化脫氫制異丁烯方向的研究，至今已有十?dāng)?shù)年的研究基礎(chǔ)，在實(shí)驗(yàn)室層次上取得了相當(dāng)大的進(jìn)展。研究的LICP-1催化劑具有催化活性高、選擇性高、抗積碳性能突出、高空速等優(yōu)點(diǎn)。主要的參數(shù)為： （1）LICP-1催化劑在異丁烷催化脫氫反應(yīng)中表現(xiàn)出良好的活性、選擇性。該催化劑在反應(yīng)溫度590℃，空速750 h-1情況下,異丁烷氣體作為反應(yīng)氣，1 h內(nèi)轉(zhuǎn)化率60-65%，選擇性為89-92%，收率為54-58%；蘭州石化煉廠(chǎng)氣（異丁烷含量87%）作為反應(yīng)氣，1 h內(nèi)轉(zhuǎn)化率65%、選擇性90%、收率為58%。 （2）LICP-1催化劑上積碳較為緩慢，催化劑具有良好的穩(wěn)定性。在反應(yīng)溫度590℃，空速750 h-1下, 純異丁烷氣體作為反應(yīng)氣，異丁烯收率在40%以上催化劑能持續(xù)3 h；蘭州石化煉廠(chǎng)氣作為反應(yīng)氣，能持續(xù)2 h。蘭州石化煉廠(chǎng)氣氣氛下， 2 h平均積碳率為0.4-0.5%。 （3）LICP-1催化劑能適應(yīng)較高空速。在1300 h-1空速下，催化劑仍能保持較高的活性與穩(wěn)定性。該空速是文獻(xiàn)報(bào)道的2-4倍。 本技術(shù)特色及優(yōu)勢(shì)： （1）催化活性較目前報(bào)道的結(jié)果有大幅度提高，一次運(yùn)行收率在60%以上，而已建的國(guó)外裝置均在45-50%左右。 （2）該催化劑抗積碳性能較佳，能穩(wěn)定1.5 h以上，而已建的國(guó)外裝置一般需要在0.5 h時(shí)間內(nèi)均需再生。 （3）該催化劑可以在較高空速下運(yùn)行，能適應(yīng)不同原料氣。催化劑在1300h-1下仍能保持在60%的收率，這一空速是報(bào)道空速200-800h-1的2-4倍，空速的提高可以大大降低運(yùn)行成本與建設(shè)成本。 （4）該催化劑不僅對(duì)異丁烷，對(duì)其他碳四烷烴也有很好的催化轉(zhuǎn)化作用。 （5）該催化劑制備簡(jiǎn)單，采用簡(jiǎn)單試劑，造價(jià)較低。)

背景介紹

近年來(lái)，隨著異丁烯應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，現(xiàn)有的乙烯副產(chǎn)異丁烯總量已難以滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的需求，目前，我國(guó)催化裂化裝置規(guī)模居世界第二位， 2010年達(dá)到1.3億噸/a，以碳四餾分收率8%計(jì)算，副產(chǎn)碳四將達(dá)1040萬(wàn)噸，而異丁烷是催化裂化碳四餾分中主要組分之一，其含量可高達(dá)34%，并且異丁烷還廣泛存在于天然氣和其他C4餾分中。若能將異丁烷轉(zhuǎn)化為異丁烯加以利用，可使廉價(jià)碳四烷烴大大升值，從而提升煉油企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，也將緩和國(guó)內(nèi)異丁烯的供求矛盾，世界范圍內(nèi)由異丁烷脫氫生產(chǎn)的異丁烯每年達(dá)300多萬(wàn)噸，而目前我國(guó)還沒(méi)有工業(yè)化的裝置。因此開(kāi)發(fā)高活性、抗積碳催化劑體系，實(shí)現(xiàn)異丁烷脫氫國(guó)產(chǎn)化，無(wú)論對(duì)煉油企業(yè)還是石油化工行業(yè)均具有重要意義。在具有異丁烷資源的地區(qū)，該工藝過(guò)程也將備受關(guān)注，若關(guān)鍵技術(shù)得以成功開(kāi)發(fā)，其應(yīng)用前景十分明確。)

應(yīng)用前景

目前工作是在已有的實(shí)驗(yàn)室研究的基礎(chǔ)上，探索反應(yīng)放大過(guò)程中的工藝條件，研究催化劑性能，傳熱傳質(zhì)及催化劑再生工藝等方面內(nèi)容，繼而開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)模擬反應(yīng)研究，采用煉廠(chǎng)氣或者液化氣作為原料，考察各項(xiàng)工藝參數(shù)。若本技術(shù)研究成功，以一套6萬(wàn)噸異丁烯生產(chǎn)裝置為例，建設(shè)投資2.5億元，生產(chǎn)成本4500元/噸左右，而異丁烯售價(jià)9000-10000元/噸，顯然，該技術(shù)路線(xiàn)的經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。若考慮到異丁烯高附加值下游產(chǎn)品的延伸（如生產(chǎn)MTBE或MMA等），則經(jīng)濟(jì)效益更為顯著。因此，本項(xiàng)目不僅為異丁烷的有效利用提供了一條現(xiàn)實(shí)可行的路線(xiàn)，而且具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益。)