應用背景
甲醇制烯烴(MTO、MTP)裝置、煉廠以及蒸汽裂解等裝置副產的混合碳四或油田氣中,異丁烯一般都通過MTBE裝置分離利用,剩余的1-丁烯、2-丁烯和丁烷大部分作為液化氣使用,化工附加值不高。作為提高混合碳四綜合價值的途徑之一,利用1-丁烯和2-丁烯異構生產異丁烯具有較高經濟性的途徑之一。
1-丁烯和2-丁烯異構化生產異丁烯是骨架異構反應,根據催化劑的不同,現有工藝主要分兩類:氧化鋁工藝和分子篩工藝。氧化鋁工藝采用的催化劑為氧化鋁,其特點是催化劑成本低,但是缺點是催化劑活性低,要求的反應溫度高,在熱力學上不利于異丁烯的生產,因此此類工藝的異丁烯收率較低,一般僅為30%左右。另外,氧化鋁催化劑失活較快,導致裝置能耗和生產成本提高也是主要劣勢之一。分子篩工藝采用的催化劑為分子篩,其活性較氧化鋁有很大的提高,同時反應溫度可大幅度降低,異丁烯的收率也可提高至40%左右,目的產品的選擇性也非常高,產物分離成本降低明顯。
BSO-20催化劑為上海與盈材料科技有限公司開發的丁烯異構化制異丁烯專有催化劑,主體為分子篩,異構化反應于絕熱固定床內進行,反應條件溫和,工藝成熟、可靠。BSO-20催化劑具有以下優勢:
?。?)耐雜質能力強。BSO催化劑對原料的雜質要求低,無需像國外催化劑所要求的那樣進行非常嚴格的預處理,在原料中氧化物含量及丁二烯含量較低的情況下(小于100ppm),催化劑的單程運行時間可達到50天。
?。?)產品收率高,三套工業裝置運行數據表明:在原料碳四中氧化物(約1000ppm)、丁二烯(約1000ppm)等雜質含量超標的情況下,BSO-20催化劑的各項指標仍可達到設計值。丁烯的單程轉化率為40%-60%,異丁烯的單程收率大于38%。
催化劑規格
項目 | 物性指標 |
型號 | BSO-20 |
外觀 | 白色條狀 |
尺寸(mm) | Φ2.0-3.0×5-10mm |
堆密度(g/ml) | 0.50±0.05 |
比表面(m2/g) | 250-350 |
平均壓碎強度(N/cm) | 60±10 |
主要操作條件
操作參數 | 指標值 |
入口溫度(初期-末期)℃ | 250-410 |
反應壓力,MPaG | 0.01-0.10 |
進料重量空速,h-1 | 1.5-2.5 |
主要性能指標
性能參數 | 指標值 |
單程轉化率,% | 40-60 |
異丁烯單程收率,% | ≥38 |
催化劑單程運行時間,天 | ≥40 |
催化劑總壽命,年 | ≥2.0 |
應用業績
催化劑BSO-20已經應用于3家工業裝置,裝置規模分別為15萬噸/年、20萬噸/年和32萬噸/年。