炼厂混合C4烃类催化裂解是增产丙烯的有效方法之一,本论文以炼厂混合C4烃为原料,对催化剂改性、反应工艺条件优化及反应机理的进行了系统研究。首先综合丁烯二聚-裂解、异丁烷和丁烯的烷基化及2-丁烯与乙烯的歧化机理提出混合C4烃催化裂解过程的主要反应途径,并提出混合C4烃催化裂解过程中主反应和主要的副反应,对主副反应进行热力学分析,为催化剂的筛选和工艺条件的优化提供理论指导。本实验研究HZSM-5分子筛硅铝比对混合C4烃裂解性能的影响,筛选出最佳的分子筛硅铝比为200。以硅铝比为200的HZSM-5分子筛为载体,负载不同改性物质制备了一系列催化剂,从中筛选出具有优良催化活性的La-HZSM-5和Ce-HZSM-5分子筛催化剂,并研究了改性物质含量对裂解性能的影响,La-HZSM-5和Ce-HZSM-5分子筛最佳的改性活性成分含量为0.099g/g-cat和0.051g/g-cat。以La-HZSM-5和Ce-HZSM-5分子筛作为工艺条件优化的催化剂,考察了进料流率、反应温度和水烃比(m)对混合C4烃裂解性能的影响。得到最优的工艺条件为：进料流率40ml/min、反应温度480℃和水烃比0.3。在该最佳工艺条件下,Ce-HZSM-5分子筛的裂解性能略优于La-HZSM-5分子筛,其转化率和丙烯的选择性可达67.15%和72.44%,P／E=7.1。催化剂具有较长的使用寿命,其失活主要是表面积碳覆盖活性中心所致。催化剂的再生采用空气二段烧碳法,催化剂再生温度分别为400℃和550℃。再生后的催化剂基本保持了新鲜催化剂的催化活性。