[发明专利]乙醇脱水氧化铝催化剂器内再生方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种乙醇脱水氧化铝催化剂器内再生方法。

背景技术

乙烯作为基本的有机化工原料和石油化工业的龙头产品，被誉为“石油化工之母”，主要用于生产聚乙烯、环氧乙烷/乙二醇、二氯乙烷、苯乙烯、醋酸乙烯等化学品。随着化工、能源、材料等乙烯衍生物产业的快速发展，乙烯的需求在不断增加。目前乙烯主要来源于石脑油裂解。由于石油资源不可再生，渐趋枯竭，因而利用可再生的生物质资源发展生物能源和生物化工成为当前乃至今后经济发展的必然趋势。乙醇可通过植物淀粉或木质纤维经发酵获得，原料来源广泛、充足、且可再生，可满足大规模生物质化工产业发展的需要。因此，从乙醇脱水制乙烯具有部分或全部代替从石油获取乙烯的巨大潜力。乙醇脱水生产乙烯是传统的乙烯生产路线，在巴西、印度、巴基斯坦等一些石油资源匮乏的国家一直沿用此法生产乙烯。

周丽雯等[石油化工，2008，37(4)：333～337]报道了ZSM-5催化剂在乙醇脱水反应中的失活与再生，失活催化剂采用器外再生的方法，即将失活后的催化剂从反应器中取出，放入马弗炉中程序升温至500℃，焙烧5小时后取出。这种再生方式不能严格控制再生温度和含氧量，导致催化剂局部因烧碳放热飞温，对催化剂性能有不利的影响、且不能满足工业生产催化剂再生的要求。

Halcon开发的催化剂(牌号：Syndol)性能较为突出，该催化剂可采用固定床等温或绝热双模式操作，收率96％，反应温度335～450℃，乙醇的体积空速为0.79～1.1小时^-1。但该催化剂在使用8个月后就失去了活性，必须进行再生或更换新催化剂。更换新催化剂的成本较高，一般是将失活催化剂进行再生后继续使用，该类催化剂的再生效果及再生次数直接关系到乙烯的产量和生产成本。现有技术中没有该类失活催化剂的再生方法。

综上所述，以往技术中未涉及乙醇脱水氧化铝催化剂器内再生方法，从而影响催化剂寿命的延长及反应转化率和收率，以及催化剂换剂造成装置停车时间长，影响装置产量的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中未涉及乙醇脱水氧化铝催化剂器内再生方法，从而影响氧化铝催化剂的寿命、反应转化率和收率，以及催化剂换剂造成装置停车时间长、影响装置产量的问题，提供一种新的乙醇脱水氧化铝催化剂器内再生方法。该方法具有操作简便、再生时间短、再生温度易控制、再生效果好的优点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种乙醇脱水氧化铝催化剂器内再生方法，包括以下步骤：

a)向反应器内通氮气至尾气中不含反应物；

b)将氮气切换为含氧氮气，同时将反应器温度控制至150～250℃，恒温0.5～24小时；其中含氧氮气中初始氧体积含量小于0.01％，并于2～15小时内提高至0.02～0.5％；

c)将反应器温度逐步升温至250～350℃，恒温0.5～24小时，并于2～15小时内提高含氧氮气中氧体积含量至0.5～1.5％；

d)将反应器温度逐步升温至400～500℃，恒温0.5～24小时，并于2～15小时内降低含氧氮气中氧体积含量至0.05～0.5％；

e)将反应器温度逐步升温至500～550℃，恒温0.5～48小时，并于2～24小时内提高含氧氮气中氧体积含量至1～4％；

f)将含氧氮气切换为氮气，降温至200～220℃，直至尾气中氧气体积含量小于0.5％；

其中，步骤b)、c)、d)和e)中，升温速度为5～50℃/小时。

上述技术方案中，步骤a)中用氮气吹扫反应器时，系统压力优选范围为0.1～1.0MPa，氮气与催化剂体积比优选范围为20～50。步骤b)中，优选将反应器温度控制至200～220℃，恒温1～10小时，含氧氮气中氧体积含量于3～6小时内提高至0.05～0.3％。步骤c)中，优选将反应器温度逐步升温至300～320℃，恒温1～10小时，含氧氮气中氧体积含量于3～6小时内提高至0.5～1％。步骤d)中，优选将反应器温度逐步升温至450～470℃，恒温1～10小时，含氧氮气中氧体积含量于3～6小时内降低至0.1～0.3％。步骤e)中，优选将反应器温度逐步升温至500～520℃，恒温5～24小时，含氧氮气中氧体积含量于5～20小时内提高至1.5～3.5％。步骤f)中，降温速度优选范围为10～25℃/小时。步骤b)、c)、d)和e)中，升温速度优选范围为10～25℃/小时。