本技术提供了一种封装型复合催化剂,所述封装型复合催化剂的组成为:氧化物载氧体@分子筛,其中氧化物载氧体选自CaMnO3、CaMn0.8Cu0.2O3、MgMn2O3、NiMn2O3、Fe2O3、Mn2O3、Co3O4中的任意一种,分子筛选自ZSM‑5分子筛、Silicate‑1分子筛以及Beta分子筛中的任意一种。该催化剂克服了传统金属分子筛制备过程中金属离子易聚集、堵塞孔隙结构以及金属与分子筛相互作用力较弱等问题;有效抑制了金属氧化物载氧体在高温反应条件下易于烧结团聚的弊端。本发明还提供了所述封装型复合催化剂在石脑油氧化裂解制低碳烯烃中的应用,实现了裂解反应从高度自吸热向自供热的转型,极大减少了工艺消耗,转化率高,低碳烯烃的质量选择性。
背景技术
低碳烯烃(C2
=
~ C4
=
),如:乙烯、丙烯、1,3-丁二烯等作为现代化学工业的大宗产品,广泛应用于塑料、橡胶、医药、精细化工等领域。目前生产乙烯丙烯最常用的方法是蒸汽热裂解和催化裂解烃类原料(以石脑油为主)。
例如:CN101190865A公开了一种催化氧化裂解石脑油生产乙烯丙烯的方法,该发明通过采用以C4
~C10
烃的石脑油为原料,原料烃汽化后与含氧气的气体混合,在反应温度为580~750℃,以表压计反应压力为0.05~0.5MPa,重量空速为0.5~1.5小时-1
,水/石脑油重量比为0~5∶1,原料混合气中石脑油/O2
摩尔比为0.3~5.0∶1的条件下,原料混合气与催化剂接触反应生成乙烯丙烯,其中所用催化剂选自ZSM-5/丝光沸石共生分子筛或ZSM-5/β沸石共生分子筛中至少一种。
蒸汽热裂解石脑油存在着设备投资大、反应温度高、工艺条件苛刻, 对反应炉管材料要求高、损耗大、产能低等缺点。催化裂解存在氧气共进料使裂解反应不易控制,易发生过度裂解、氧化脱氢、深度氧化等多种副反应; 催化裂解反应过程中,COX
排放过量;反应能耗大,制氧过程需要高能耗的空气分离装置(约占整个脱氢过程能耗1/3);石油烃类与O2
混合进料,在反应过程中存在极大地安全隐患,工业应用难度大;裂解反应产物分布不易灵活调整等技术问题。
传统石脑油催化裂解的工业生产中常使用沸石分子筛,如:ZSM-5分子筛、Y型分子筛、Beta分子筛、SAPO分子筛等。但催化裂解过程中,分子筛催化剂易因积碳、中毒等原因失活,降低催化效率。分子筛催化剂虽可通过空气/氧气再生、补偿部分反应热,但反应过程仍归处于高度吸热。此外,再生过程复杂且成本高昂,这进一步增加了生产成本和难度。
实现思路