[发明专利]一种高选择性乙醇制乙烯的方法

说明书

技术领域

本发明属于制造乙烯化合物领域，具体涉及一种提高乙醇合成乙烯的选择性的反应方法。

背景技术

乙烯作为重要的基本化工原料，其生产技术具有战略意义。目前，乙烯的生产是以石油资源为原料，通过热裂解和催化裂解等反应过程中获得。这两类技术过程成熟，并有广泛的工业应用。但是，两类所使用的原料皆为一次性、不可再生的化石原料。随着全球范围内化石能源的日益枯竭，开发以可再生原料为基础的乙烯生产技术具有极其重要的战略意义。乙醇脱水过程常伴随着生成C4烯烃的副反应，降低乙烯的生成选择性。

本发明提供一种基于分子筛催化剂的乙醇-丁醇脱水转化过程。相比传统的乙醇脱水过程，丁醇脱水所产生的丁烯可有效地抑制乙烯分子生成丁烯的副反应，从而提高乙醇脱水成乙烯的选择性。

发明内容

本发明目的是提供一种基于乙醇-丁醇共进料的方式合成乙烯的方法，该方法是以乙醇-丁醇混合原料在分子筛催化剂存在下提高乙烯生成选择性的方法。

本发明公开一种高选择性乙醇制乙烯的方法，包括如下步骤：

（1）将乙醇-丁醇原料经过130-150°C汽化区通入反应区中；

（2）在反应区内，在催化剂的存在下使乙醇通过脱水反应转化为含乙烯和丁烯气相低碳烃组分；

（3）通过急冷分离，回收气相乙烯组分。

本发明的方法中，所述的步骤（1）中的乙醇类原料为乙醇-丁醇的混合物。

本发明的方法中，所述的步骤（2）中在反应区中的反应条件为固定床反应器，压力0.1-0.5MPa，温度250-450°C，原料重量空速0.5-1.5小时^-1。

本发明的方法中，所述的步骤（2）中的催化剂为ZSM-5分子筛。

本发明的方法中，所述的乙醇-丁醇混合原料中，乙醇的质量百分含量在于85-95%，丁醇的质量百分含量在5-15%。

本发明的方法中，所述的ZSM-5分子筛的特点为：比表面积在350-600m²/g，总孔容在0.8-2.0cm³/g,Si/Al摩尔比在30-60之间。

使用本发明的方法，可以有效地提高乙醇制乙烯的选择性。

具体实施方式

下面的实施例将对本发明予以进一步的说明，但并不因此而限制本发明。

实施例1

取Si/Al为35的1000g钠型ZSM-5分子筛，充分研磨后，然后以硝酸铵溶液在80-90°C交换3次，然后以去离子水水洗三次，至Na含量低于0.05%（质量百分比），120°C烘干后，500°C焙烧3h，制得催化剂A。

实施例2

取Si/Al为43的500g钠型ZSM-5分子筛，充分研磨后，以硝酸铵溶液在80-90°C交换3次，然后以去离子水水洗三次，至Na含量低于0.05%（质量百分比），120°C烘干后，550°C焙烧3h，制得催化剂B。

实施例3

取Si/Al为40的500g钠型ZSM-5分子筛，充分研磨后，以硝酸铵溶液在80-90°C交换3次，然后以去离子水水洗三次，至Na含量低于0.05%（质量百分比），120°C烘干后，500°C焙烧3h。取90g分子筛与10g氧化铝在10wt%草酸作用下混捏，然后450°C焙烧3h，制得催化剂C。

实施例4

取Si/Al为45的500g钠型ZSM-5分子筛，充分研磨后，放入1.0L含有30g NaOH的水溶液中处理1小时，然后以硝酸铵溶液在80-90°C交换3次，然后以去离子水水洗三次，至Na含量低于0.05%（质量百分比），120°C烘干后，500°C焙烧3h。取90g分子筛与10g氧化锌在15wt%草酸作用下混捏，然后500°C焙烧3h，制得催化剂D。

实施例5

将催化剂筛分成40-60目，质量为20g，装填到不锈钢反应器cm）中，反应温度为250-450°C，压力为0.1-0.5MPa，反应前将催化剂在N₂气氛中510°C活化处理1h，然后降到反应温度后开始进样，乙醇-丁醇经过预热（130-150°C）进入反应器，反应空速为0.5-1.5h^-1，反应条件和结果见表1。

表1各种催化剂的反应结果