一種用於烯烴催化裂解生產丙烯和乙烯的催化劑及其應用的製作方法

2023-09-21 23:49:40 4

專利名稱：：一種用於烯烴催化裂解生產丙烯和乙烯的催化劑及其應用的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種催化裂解生產丙烯、乙烯的催化劑及其應用，特別涉及一種用於碳四碳十二烯烴催化裂解生產丙烯、乙烯的催化劑及其應用。
背景技術：
：據統計，1995年世界乙烯生產能力為7932萬噸/年，預計至2010年則為11038萬噸/年。隨著乙烯產量的增加，蒸汽裂解的副產碳四及碳四以上烯烴的產量不斷增加，受化工產品市場的變化以及運輸成本等因素的影響，對這些低附加值物料進行就地深加工是一種較好的利用途徑。同時，受聚丙烯以及烷基芳烴化合物需求增長的影響，丙烯需求增長旺盛，到200S年丙烯需求量將達到7800萬噸。分析家指出，如果不設法增加丙烯產量，到2010丙烯的缺口將達到500萬噸/年，因此，在今後一段時期內，丙烯被認為是具有很大市場潛力的產品。針對上述情況，世界上許多石化公司紛紛投入力量來開發利用碳四及碳四以上低值烯烴生產丙烯的工藝及催化劑。CN1284109A公開了一種用於碳四以上烯烴裂解制丙烯、乙烯的工藝，反應系統中不添加水，反應空速為10—30小時—'，其所用的催化劑為一種矽鋁摩爾比大於200的水熱改性ZSM-5分子篩，其實施例3中醚化碳四裂解轉化率為54%，丙烯收率僅為29%，並且僅有運行160小時數據。EP0109059A公開了一種將碳四以上烯烴裂解制丙烯、乙烯的方法，用矽鋁摩爾比小於360的ZSM-5或ZSM-11分子篩為催化劑，反應系統中不添加水，而且反應必須在50小時—'的高重量空速下進行，才能獲得較高的丙烯收率，而且提供的實施例也僅僅是幾個小時的結果，不能滿足工藝生產幾百小時的要求。CN1274342A公開了一種以碳四至碳十二烯烴生產乙烯和丙烯的方法。反應系統中不添加水，當反應在600t、重量空速為16.3小時—i的條件下進行時，丙烯選擇性為45.7%，丙烯收率是34.0%。該方法中使用的催化劑為ZSM-5分子篩，以鹼金屬Na、K以及IB族金屬Cu、Ag等通過離子交換、浸漬等手段對催化劑進行改性，製備出基本不含質子的ZSM-5分子篩催化劑。US5981819公開了一種把碳四至碳七烯烴轉化為丙烯和丁烯的工藝。反應系統中添加了水蒸汽，據稱加入水蒸氣可以減緩催化劑的積碳，提高催化劑的穩定性。使用的催化劑為矽鋁摩爾比為10-200的Pentasil型分子篩催化劑，其BET比表面為300-600米7克，粒徑為0.1-0.9微米。由於該專利中使用的ZSM-5分子篩催化劑未進行改性處理，因此目的產物丙烯的收率不高，在462t，催化劑的載量為每公斤原料2公斤催化劑的條件下，丙烯收率僅為28.5%。中國專利CN1490287A公開了一種製備乙烯和丙烯的方法，該方法包括以含碳四或碳五單烯烴的烴類混合物為原料，在固定床反應器中和含沸石催化劑接觸，並在350-500。C的溫度、0.6-1.0MPa的壓力和1-10h—'的重量時空速度的條件下進行反應，生成含有乙烯和丙烯的反應混合物，所述的催化劑包括A:U03或Si02為20-45%，高矽沸石(其矽鋁摩爾比優選200-300)為40-70%，改性組分為8-20%;所述的改性組分選自氧化鉬、氧化鉤、磷的氧化物、鹼土金屬氧化物和稀土金屬氧化物中的至少一種。中國專利CN1676499A公開了一種催化裂解製備低碳數烯烴的方法，其特徵在於該方法以不含雙烯烴的碳四或碳五烴類混合物為原料，將原料與水混合後，在固定床反應器中和含沸石催化劑接觸下進行反應，生成含有丙烯和乙烯的反應混合物，經冷卻分離後，得到乙烯和丙烯，其中所述的含沸石催化劑由下列組分得到以原料總重計，高矽沸石(其矽鋁摩爾比優選180-300)20-65%，氧化矽20-65%，無機氧化物0-20%。所述的無機氧化物選自氧化鋯、磷的氧化物、鹼土金屬氧化物和稀土金屬氧化物中的至少一種。中國專利CN101033166A公開了一種以不含雙烯烴的碳四及碳四以上烯烴為5原料催化裂解生產丙烯的方法。反應過程為原料與水蒸汽混合後在固定床反應器中進行催化裂解反應生產丙烯。催化劑為雜多酸改性的ZSM型分子篩催化劑，其中雜多酸的用量為5-20%。CN1506342A中公開了一種碳四及其以上烯烴催化裂解生產丙烯的方法。反應系統中不添加水蒸氣，反應原料碳四及其以上烯烴在反應溫度為400-600flC，反應壓力為0-0.15MPa，液相空速為10-50小時—'條件下發生裂解反應生產丙烯。用於該過程的催化劑為鹼土金屬，擔載量為O.3-3%、矽鋁摩爾比例優選為80-300的ZSM-5分子篩。CN1704389A中公開了一種用於烯烴催化裂解生產丙烯、乙烯的方法。通過採用以碳四-碳八烯烴為原料，以稀土金屬擔載量為0.1-2%、矽鋁摩爾比例優選為80-400的ZSM-5分子篩為催化劑，在反應溫度為450-650°C，反應壓力為0-0.2MPa，水/烯烴重量比為0.5-5，烯烴重量空速為0.5-15小時—條件下生產丙烯和乙烯。由上可見，烯烴經催化裂解製備丙烯、乙烯的過程，可以採取加水與不加水兩種工藝，而催化劑的主要組分是具有較強酸性的分子篩。由於分子篩的酸性，在進行烯烴催化裂解製備丙烯、乙烯的同時還存在著烯烴疊合鏈增長、氫轉移及芳構化等競爭型和後續型副反應，一方面降低了乙烯、丙烯的收率，一方面這些副反應可能會造成分子篩催化劑孔道內結焦，覆蓋反應活性中心，使得催化劑迅速失活。在不加水的工藝過程中，為得到較高的乙烯、丙烯收率，一般是通過增大烯烴的進料空速(一般要在10小時—i以上)來抑制其他副反應的發生，但是催化劑因積碳速度快而迅速失活。在加水工藝中，水的加入作為熱載體及稀釋劑對於抑制副反應減少積碳等極為有利，但是水的存在會導致分子篩催化劑的骨架脫鋁，從而使催化劑酸密度迅速下降，對催化劑的長期使用也有一定的影響。可見，加水與不加水兩種工藝過程各有優勢。從催化劑研究來看，雖然催化劑的主要活性組分是ZSM-5，ZSM-11或SAP0等分子篩，但是為6了達到一定的催化效果，一方面要選擇適當矽鋁摩爾比的ZSM-5分子篩(從實施例來看，大部分效果較佳催化劑使用的ZSM-5分子篩的矽鋁摩爾比大於150);一方面要添加適當的改性金屬元素，比如單獨添加稀土金屬元素或者單獨添加鹼土金屬元素，或者同時添加鹼金屬和IB族金屬元素等。但是，現有技術中存在的烯烴催化裂解催化劑不能在保證高丙烯、乙烯產率的同時長周期運轉，因此，為解決上述問題，提供一種新型的用於烯烴催化裂解生產丙烯、乙烯的催化劑及其使用方法是極其必要的。
發明內容本發明的目的是提供一種新型烯烴催化裂解生產丙烯、乙烯的催化劑，該催化劑具有能使烯烴催化裂解反應在保持高丙烯、乙烯收率的同時具有較長運轉周期的特點。具體的，本發明的用於烯烴催化裂解生產丙烯、乙烯的催化劑，由以下組分組成a)40-75%的矽鋁摩爾比Si02/Al203》10-300、晶粒粒徑為10-800納米的ZSM-5分子篩；和載於其上的b)O.01_10%的稀土金屬元素；C)0.01_10%的鹼土金屬元素；d)5-60%的粘結劑；其中所述的百分含量均為重量百分含量，且以催化劑總重計。優選本發明的催化劑中使用的ZSM-5型分子篩的矽鋁摩爾比為大於等於20至小於等於200;更優選ZSM-5型分子篩的矽鋁摩爾比為20_180。優選本發明的催化劑中所述的ZSM-5型分子篩的晶粒粒徑為10_500納米。在本發明的一個優選實施方案中，所述的ZSM-5型分子篩的矽鋁摩爾比為20—180;晶粒粒徑為10—500納米。優選所述的ZSM—5分子篩的重量含量為50-70%優選本發明的催化劑中所述的鹼土金屬的重量含量為0.卜8%;更優選0.5—8%;更進一步優選3-7%。優選本發明的催化劑中所述的稀土金屬的重量含量為0.1-8%;更優選0.5一8%;更進一步優選2-7%。本發明的催化劑中所述的粘結劑可以是現有技術中常用的一些粘結劑如氧化矽、氧化鋁、高嶺土、粘土等，優選氧化矽、氧化鋁或它們的混合物。在本發明的具體實施中，優選所述的稀土金屬選自鑭、鈰、鐠和釹中的至少一種；優選所述的鹼土金屬選自鈹、鎂、鈣、鍶、鋇和鐳中的至少一種。在本發明的一個具體實施方案中，所述的烯烴催化裂解催化劑包括a)40-75。/。的矽鋁摩爾比Si(VAl203為10-200、晶粒粒徑為10-800納米的ZSM-5分子篩；和載於其上的b)O.5_8%的稀土金屬元素；c)O.5_8%的鹼土金屬元素；d)5-60。/。的粘結劑；其中所述的百分含量均為重量百分含量，且以催化劑總重計。在本發明的烯烴催化裂解催化劑中，所述的稀土金屬和鹼土金屬可以以金屬元素形式存在，也可以以其氧化物形式存在。本發明的烯烴催化裂解催化劑不僅可製成各種不同形狀的固定床催化劑，同樣也可通過噴霧成形為微球催化劑適用於流化床操作工藝。本發明的另一個目的是提供一種應用本發明的催化劑的方法。具體的，本發明的用於烯烴催化裂解生產丙烯、乙烯的方法，包括以碳四-碳十二烯烴為原料，在反應溫度為450_650°C，反應壓力為0_80.3MPa，烴類原料的重量空速為1一14小時—、水/烴類原料重量比為0.I—IO的條件下，烴類原料通過催化劑床層進行烯烴裂解反應生成丙烯和乙烯，其中所用的催化劑為上述催化劑，以催化劑總重計，包括以下組分-a)40-75%矽鋁摩爾比5102#1203為10-300，晶粒粒徑為10-800納米的ZSM-5分子篩；和載於其上的b)0.01_10%的稀土金屬元素；c)0.01-10%的鹼土金屬元素；d)5-60%的粘結劑。在本發明的方法中，反應溫度優選範圍為475-625°C，烴類原料重量空速優選範圍為1-10小時"，水/烴類原料重量比優選為0.1-3。在本發明的方法所述的催化劑中，所述的ZSM-5分子篩的重量含量優選為50-70%，稀土金屬元素含量優選為0.5-8%，鹼土金屬元素含量優選0.5-8%。所述的ZSM-5分子篩的矽鋁摩爾比Si(VAl203優選為20-200，ZSM-5分子篩的晶粒粒徑優選為10—500納米，所述的稀土金屬元素優選自鑭、鈰、鐠或釹中的至少一種，所述的鹼土金屬元素優選自鈹、鎂、鈣、鍶、鋇或鐳中的至少一種，所述的粘結劑優選氧化矽。本發明的催化劑可以按照現有技術中分子篩改性的方法進行製備，優選依照以下方法製備，以粘結劑選用氧化矽為例進行描述-1、成型將矽鋁比、晶粒大小在本發明所要求範圍內的HZSM-5分子篩與適量的田菁粉、氧化矽粉末混合均勻，再用適量稀硝酸調成糊狀物，然後擠成直徑為3毫米左右的圓柱體；經過100-120°C乾燥2-10小時、400-800t焙燒2-20小時而得一定長度的條狀物。通常，田菁粉的用量為分子篩、氧化矽的總重量的2—5%即可；所述的稀硝酸的用量沒有特別的要求，以調成的糊狀物適合擠條的要求為宜。92、改性元素的添加將上述步驟得到的條狀物用所需量的稀土/鹼土金屬鹽溶液浸漬，然後烘乾、焙燒，控制不同的條件可獲得不同的稀土/鹼土金屬元素擔載量。在具體的催化劑製備中，稀土/鹼土金屬鹽可以同時浸漬，也可以分步浸漬，也可以為了達到一定的含量而反覆浸漬。浸漬後條狀物在完成液固分離後，在90-120t乾燥l-10小時、在400-800。C焙燒2-20小時而得浸漬改性金屬元素後條狀物。3、水熱老化處理浸漬稀土/鹼土金屬類改性元素後條狀物在300-800°C的溫度下，水蒸氣處理2-20小時。4、有機酸處理把水熱老化處理後所得條狀物，以有機酸如甲酸、乙酸及草酸、檸檬酸等溶液處理，然後進行液固分離。5、催化劑焙燒把經過有機酸處理後條狀物在400-800°C焙燒2-20小時而得本發明所述的催化劑。在本發明的催化劑的製備過程中，所使用的原料為分子篩原料為具有MEI結構的分子篩，如ZSM-5或者ZSM-11，但與現有技術不同，本發明的催化劑中所使用的分子篩的矽鋁摩爾比Si02/Ah03為10-300，而且分子篩的晶粒大小小於800納米；所述的改性金屬原料為稀土金屬元素和鹼土金屬元素的可溶性鹽，如硝酸鹽，氯化物等；所述的粘結劑原料優選為氧化矽粉末、氧化鋁粉末。本發明的催化劑及使用方法具有以下有益效果1、由於本發明的催化劑中，使用的分子篩的矽鋁摩爾比較低，晶粒小，酸密度高，非常有利於烯烴疊合鏈增長、氫轉移及芳構化等競爭型和後續型副反應的發生，因此必須採取稀土金屬和鹼土金屬一起改性的方法，才能獲得了較高的乙烯、丙烯收率。2、本發明的催化劑，在獲得較高的乙烯、丙烯收率的同時，使用壽命也較長，可以滿足工業化生產的需要。具體實施例方式下面結合實施例対本發明做進一步闡述，但並不對本發明產生任何限制。H型ZSM-5分子篩的製備方法將所需矽鋁比和粒徑的ZSM-5分子篩原粉在550'C下焙燒除掉模板劑後，按分子篩(g)與交換液(ral)為1:10的比例，用朋4冊3溶液(0.8mo1/L)在90'C水浴中交換5h，過濾；濾餅用與前次等量的交換液再反覆交換兩次，過濾，並用蒸餾水洗滌至濾液中無N03—存在，ll(TC乾燥，55(TC焙燒，即得到HZSM-5分子篩。對比例1將ZSM-5分子篩(矽鋁摩爾比為250，粒徑為900nm)原粉按照上述製備方法處理得到HZSM-5分子篩。將該HZSM-5分子篩與氧化矽(比表面積〉200M7g的高純氧化矽)、田菁粉按比例混合，混勻後加入適量稀硝酸，攪勻後擠壓成直徑3mm圓柱型，120。C乾燥並於55(TC焙燒，得到含有ZSM-5分子篩和氧化矽的條狀物。取一定量的圓柱型顆粒，室溫下用含有Ca(N03)2的溶液浸漬該顆粒，過濾分離後，12(TC乾燥並於55(TC焙燒，浸漬Ca後圓柱型顆粒經40(A:水蒸氣處理5小時，以0.2mo1/L乙酸溶液90。C水浴中處理8h，固液分離後在600°C焙燒4小時而得所需催化劑A。對比例2將ZSM-5分子篩(矽鋁摩爾比為350，粒徑為900nm)原粉按照上述製備方處理得到HZSM-5分子篩。將該HZSM-5分子篩與氧化矽(比表面積〉200M7g的高純氧化矽)、田菁粉按比例混合，混勻後加入適量稀硝酸，攪勻後擠壓成直徑3mm圓柱型，12(TC乾燥並於550。C焙燒，得到含有ZSM-5分子篩和氧化矽的條狀物。取一定量的圓柱型顆粒，室溫下用含有Ca(N03)2和Ce(N03)3的溶液浸漬該顆粒，過濾分離後，12(TC乾燥並於55(TC焙燒，浸漬Ca、Ce後圓柱型顆粒經500°C水蒸氣處理5小時，以0.2mo1/L檸檬酸溶液9(TC水浴中處理3h，固液分離後在600°C焙燒4小時而得所需催化劑B。對比例3將ZSM-5分子篩(矽鋁摩爾比為150，粒徑為900nm)原粉按照上述製備方處理得到HZSM-5分子篩。將該HZSM-5分子篩與氧化矽(比表面積〉200M7g的高純氧化矽)、田菁粉按比例混合，混勻後加入適量稀硝酸，攪勻後擠壓成直徑3mm圓柱型，120。C乾燥並於550。C焙燒，得到含有ZSM-5分子篩和氧化矽的條狀物。取一定量的圓柱型顆粒，室溫下用含有Ca(N03)2和Ce(N03)3的溶液浸漬該顆粒，過濾分離後，按照對比例1相同的條件進行處理，得所需催化劑C。對比例4將ZSM-5分子篩(矽鋁摩爾比為180，粒徑為400nm)原粉按照上述製備方處理得到HZSM-5分子篩。將該HZSM-5分子篩與氧化矽(比表面積〉200M7g的高純氧化矽)、田菁粉按比例混合，混勻後加入適量稀硝酸，攪勻後擠壓成直徑3mm圓柱型，12(TC乾燥並於55(TC焙燒，得到含有ZSM-5分子篩和氧化矽的條狀物。取一定量的圓柱型顆粒，室溫下用含有Ca(N03)2和Ce(N03)3的溶液浸漬該顆粒，過濾分離後，按照對比例1相同的條件進行處理，得所需催化劑D。對比例5將ZSM-5分子篩(矽鋁摩爾比為180，粒徑為400nm)原粉按照上述製備方處理得到HZSM-5分子篩。將該HZSM-5分子篩與氧化矽(比表面積〉200M7g的高純氧化矽)、田菁粉按比例混合，混勻後加入適量稀硝酸，攪勻後擠壓成直徑3mm圓柱型，120。C乾燥並於550。C焙燒，得到含有ZSM-5分子篩和氧化矽的條狀物。取一定量的圓柱型顆粒，室溫下用含有Ca(N03)2的溶液浸漬該顆粒，過濾分離後，120。C乾燥並於55(TC焙燒，浸漬Ca後圓柱型顆粒經500。C水蒸氣處理5小時，以0.2mo1/L檸檬酸溶液9(TC水浴中處理3h，固液分離後在600°C焙燒4小時而得所需催化劑E。對比例6將ZSM-5分子篩(矽鋁摩爾比為180，粒徑為400nm)原粉按照上述製備方處理得到HZSM-5分子篩。將該HZSM-5分子篩與氧化矽(比表面積〉200M7g的高純氧化矽)、田菁粉按比例混合，混勻後加入適量稀硝酸，攪勻後擠壓成直徑3腿圓柱型，120。C乾燥並於550。C焙燒，得到含有ZSM-5分子篩和氧化矽的條狀物。取一定量的圓柱型顆粒，室溫下用含有Ce(N03)3的溶液浸漬該顆粒，過濾分離後，12(TC乾燥並於55(TC焙燒，浸漬Ce後圓柱型顆粒經500。C水蒸氣處理5小時，以0.2mo1/L檸檬酸溶液9(TC水浴中處理3h，固液分離後在600°C焙燒4小時而得所需催化劑F。實施例1將ZSM-5分子篩(矽鋁摩爾比為180，粒徑為400nm)原粉按照上述製備方處理得到HZSM-5分子篩。將該HZSM-5分子篩與氧化矽(比表面積〉200M7g的高純氧化矽)、田菁粉按比例混合，混勻後加入適量稀硝酸，攪勻後擠壓成直徑3腿圓柱型，120。C乾燥並於550。C焙燒，得到含有ZSM-5分子篩和氧化矽的條狀物。取一定量的圓柱型顆粒，室溫下用含有Ca(N03)2和Ce(N03)3的溶液浸漬該顆粒，過濾分離後，12(TC乾燥並於550。C焙燒，浸漬Ca、Ce後圓柱型顆粒經500°C水蒸氣處理5小時，以0.2mo1/L檸檬酸溶液9(TC水浴中處理3h，固液分離後在600°C焙燒4小時而得所需催化劑G。實施例2將ZSM-5分子篩(矽鋁摩爾比為80，粒徑為200nm)原粉按照上述製備方處理將分子篩原粉的焙燒溫度55(TC變為45(rC，交換時間由5h改為3h，交換後的濾餅焙燒溫度改為650°C，其它條件不變，得到HZSM-5分子篩。將該HZSM-5分子篩與氧化矽(比表面積〉200M7g的高純氧化矽)、田菁粉按比例混合，混勻後加入適量稀硝酸，攪勻後擠壓成直徑3mm圓柱型，12(TC乾燥並於550。C焙燒，得到含有ZSM-5分子篩和氧化矽的條狀物。取一定量的圓柱型顆粒，室溫下用含有Mg(N03)2和U(N03)3的溶液浸漬該顆粒，過濾分離後，120°C乾燥並於550。C焙燒，浸漬Mg、La後圓柱型顆粒經400。C水蒸氣處理5小時，以0.2mo1/L乙酸溶液9(TC水浴中處理8h，固液分離後在600°C焙燒4小時而得所需催化劑H。實施例3將ZSM-5分子篩(矽鋁摩爾比為50，粒徑為300nm)原粉按照上述製備方處理將分子篩原粉的焙燒溫度55(TC變為50(TC，交換時間由5h改為8h，交換後的濾餅焙燒溫度改為600°C，其它條件不變，得到HZSM-5分子篩。將該HZSM-5分子篩與氧化矽(比表面積〉200M7g的高純氧化矽)、田菁粉按比例混合，混勻後加入適量稀硝酸，攪勻後擠壓成直徑3mm圓柱型，12(TC乾燥並於550t:焙燒，得到含有ZSM-5分子篩和氧化矽的條狀物。取一定量的圓柱型顆粒，室溫下用含有Ca(N03)2和Ce(N03)3的溶液浸漬該顆粒，過濾分離後，120°C乾燥並於62(TC焙燒，浸漬Ca、Ce後圓柱型顆粒經450。C水蒸氣處理6小時，以0.2mo1/L甲酸溶液9(TC水浴中處理2h，固液分離後在610QC焙燒4小時而得所需催化劑I。實施例4將ZSM-5分子篩(矽鋁摩爾比為25，粒徑為100nm)原粉按照上述製備方處理將分子篩原粉的焙燒溫度550"C變為540°C，交換後的濾餅焙燒溫度改為580°C，其它條件不變，得到HZSM-5分子篩。將該HZSM-5分子篩與氧化矽(比表面積〉200M7g的高純氧化矽)、田菁粉按比例混合，混勻後加入適量稀硝酸，攪勻後擠壓成直徑3mm圓柱型，12(TC乾燥並於55(TC焙燒，得到含有ZSM-5分子篩和氧化矽的條狀物。取一定量的圓柱型顆粒，室溫下用含有Ba(N03)2和Ce(N03)3的溶液浸漬該顆粒，過濾分離後，12(TC乾燥並於61(TC焙燒，浸漬Ba、Ce後圓柱型顆粒經570°C水蒸氣處理4小時，以0.2mo1/L檸檬酸溶液70。C水浴中處理6h，固液分離後在590"C焙燒4小時而得所需催化劑J。由對比例1_6和實施例1_4得到的催化劑的各組成列於表1。實施例5碳四烯烴催化裂解制丙烯、乙烯的反應在小型固定床反應器內進行。反應管為內徑為16mm、壁厚為2mm的不鏽鋼管，內裝25ml催化劑。反應進行前，催化劑在氮氣氣氛下於50(TC活化2小時。活化結束後，碳四烯烴原料(其中烯烴重量含量為75%)和水按照烴類原料空速為3h—'、水/烴類原料重量比為0.5的條件通過微量柱塞計量泵打入預熱器以及反應器，保持反應壓力為0.lMPa，反應溫度為52(TC進行碳四烯烴催化裂解制丙烯、乙烯反應。反應產物經冷卻分離後分別取氣相、液相產物進行分析並進行物料平衡計算。碳四烯烴轉化率為已轉化碳四烯烴質量佔起始原料中烯烴質量的分數，丙烯產率為產物中丙烯質量佔原料中碳四烯烴質量的分數，乙烯產率為產物中乙烯質量佔原料中碳四烯烴質量的分數。不同催化劑在不同反應時間下的碳四烯烴轉化率和乙烯、丙烯產率列於表2。從表2的結果可以看出，使用本發明的催化劑進行催化裂解反應，運行周期可以明顯長於現有技術的催化劑。tableseeoriginaldocumentpage16tableseeoriginaldocumentpage17tableseeoriginaldocumentpage18權利要求1、一種用於烯烴催化裂解生產丙烯和乙烯的催化劑，其由以下組分組成a)40-75％的矽鋁摩爾比SiO2/Al2O3為10-300、晶粒粒徑為10-800納米的ZSM-5分子篩；和載於其上的b)0.01-10％的稀土金屬元素；c)0.01-10％的鹼土金屬元素；d)5-60％的粘結劑；其中所述的百分含量均為重量百分含量，且以催化劑總重計。2、根據權利要求1所述的催化劑，其特徵在於所述的ZSM-5型分子篩的矽鋁摩爾比為大於等於20至小於等於200。3、根據權利要求2所述的催化劑，其特徵在於所述的ZSM-5型分子篩的矽鋁摩爾比為20—180。4、根據權利要求l所述的催化劑，其特徵在於所述的ZSM-5型分子篩的晶粒粒徑為10—500納米。5、根據權利要求1所述的催化劑，其特徵在於所述的鹼土金屬的重量含量為0.5-8%。6、根據權利要求1所述的催化劑，其特徵在於所述的稀土金屬的重量含量為0.5-8%。7、根據權利要求1所述的催化劑，其特徵在於所述的粘結劑選自氧化矽、氧化鋁或它們的混合物。8、根據權利要求1所述的催化劑，其特徵在於所述的稀土金屬選自鑭、鈰、鐠和釹中的至少一種；所述的鹼土金屬選自鈹、鎂、鈣、鍶、鋇和鐳中的至少一種。9、一種用於烯烴催化裂解生產丙烯和乙烯的方法，其特徵在於以碳四-碳十二烯烴為原料，在反應溫度為450—650t，反應壓力為0—0.3MPa，烴類原料重量空速為1一14小時—、水/烴類原料的重量比為0.1—10的條件下，將所述的烴類原料通過催化劑床層進行烯烴裂解反應生成丙烯和乙烯，其中所用的催化劑為權利要求1_8之一所述的催化劑。10、根據權利要求9所述的方法，其特徵在於所述的反應溫度為475—625t，所述的烴類原料的重量空速為1一10小時"，所述的水/烴類原料的重量比為0.1—3。全文摘要本發明公開了一種用於烯烴催化裂解生產丙烯、乙烯的催化劑及其使用方法。本發明的催化劑包括矽鋁摩爾比SiO2/Al2O3為10-300，晶粒粒徑10-800納米的ZSM-5分子篩和載於其上的稀土和鹼土金屬元素。本發明的催化劑應用於以碳四-碳十二烯烴為原料，在反應溫度為450-650℃，反應壓力為0-0.3MPa，烴類原料重量空速為1-14小時-1，水/烴類原料重量比為0.1-10的條件下，通過催化劑床層進行烯烴催化裂解反應生成丙烯和乙烯的工藝中。利用本發明提供的催化劑，可以在保持高丙烯、乙烯收率的同時具有較長反應運轉時間，可以用於工業化生產。文檔編號C07C4/00GK101584991SQ20081011240公開日2009年11月25日申請日期2008年5月23日優先權日2008年5月23日發明者劉小波,超王,傑白,郝雪松,碩陳申請人:中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院