丁烯烷基化固体酸催化剂再生方法的研究进展

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1、丁烯烷基化固体酸催化剂再生方法的研究进展王静1，高芒来1*，胡长禄2*，崔佳2，龚奇菡2(1.中国石油大学(北京)理学院，北京102249；2.中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院重整与芳烃研究室，北京102200)摘要：本文综述了固体酸烷基化催化剂的失活原因和失活形式，总结了异丁烷/丁烯烷基化固体酸催化剂的再生方法研究进展，包含金属临氢再生、超临界流体再生、氧化煅烧再生等。对比了各类再生方法的再生效果，发现这些再生方法都可以在一定条件下将催化剂再生至不同程度，但还存在着操作条件过于严苛，成本过高等问题阻碍其工业化。因而探索操作简单、低成本且高效的再生方法将是未

2、来研究的重点和挑战。关键词：固体酸催化剂；丁烯；烷基化；失活；再生ResearchProgressinRegenerationMethodsofSolidAcidCatalystsDeactivatedinButeneAlkylation(1.CollegeofScience,ChinaUniversityofPetroleum,Beijing102249,China2.Reforming&AromaticsDepartment,PetrochinaPetrochemicalResearchInstitute,Beijing102200,China)Abstract

3、:Thecausesforthedeactivationofvarioussolidacidcatalystsweresummarizedandtherecentprogressesmadeintheregenerationofthesesolidacidcatalystsdeactivatedinisobutane/butenealkylationwerethenreviewed.Theperformancesofvariousregenerationmethodsincludingmetalhydrogenregeneration,supercriticalfl

4、uidregeneration,oxidativetreatment,etc.werecomparativelyevaluated.Althoughallthesemethodscanrecovertheactivityofdeactivatedsolidacidcatalyststosomedegree,theirindustrializationwasrestrictedbythecomplicatedoperationprocedures,highcostsandotherdisadvantages.Asaresult,thedevelopmentofnewr

5、egenerationmethodswithsimpleoperation,lowcostandhighefficiencywillbethefocusandchallengesoffutureresearch.Keywords:solidacidcatalyst;butene;alkylatiom;deactivation;regeneration随着我国车用汽油质量升级步伐的加快，尤其是车用汽油国VI标准将在国V标准的基础上进一步限制汽油中烯烃和芳烃等高辛烷值汽油组分的含量，低烯烃和低芳烃的高辛烷值清洁汽油的生产变得越来越越来越紧迫。异丁烷与丁烯的烷基化，是生产

6、理想的绿色清洁高辛烷值汽油调和组分的重要工艺过程之一[1,2]。该过程是在强酸催化下形成复杂的支链烷烃混合物即烷基化油，理想的反应产物是三甲基戊烷（TMP）异构体[3]，该烷基化油具有辛烷值高、蒸气压低、硫含量低、且不含有芳烃和烯烃19等优点，使得该烷基化反应受到越来越多的关注。目前工业上采用的催化剂多为硫酸和氢氟酸等液体酸[4,5]，这两种催化剂生产出的烷基化油C8组分可达90%左右，其中TMP占90%以上。但液体酸法具有严重的安全和环境问题，两种催化剂都有毒并且具有腐蚀性，且存在废酸处理难等问题，限制了液体酸烷基化生产规模的进一步扩大；然而固体酸催化剂具有烷基化

7、性能稳定、无污染、安全环保等优点，符合我国绿色低碳发展战略。因此，许多研究者致力于固体酸催化剂的研究和开发，寻求可以代替液体酸催化剂的新型固体酸催化剂[6,7]，其大致分为分子筛催化剂、固体超强酸催化剂和负载型杂多酸催化剂[8]。它们在异丁烷的烷基化反应中大多具有良好的反应活性和转化率，但发现固体酸催化剂都存在着失活快和再生成本高等问题，阻碍了异丁烷/丁烯固体酸烷基化工艺的工业化。因此，研究固体酸烷基化催化剂的失活原因，从而制定出合适的再生方法成为了研究热点，并且取得了一定的进展。下面将对异丁烷与丁烯的反应机理、固体酸催化剂的失活原因和失活形式以及再生方法进行阐