[发明专利]一种基于微波的不饱和烷烃的加氢方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种加氢方法，特别涉及一种不饱和烷烃的加氢方法。

背景技术

在石化、化工等行业的生产过程中，常产生大量含CO的尾气，主要为CO和H₂，此外还含有CH₄、CO₂、N₂以及微量的硫化物、乙炔、乙烯和氧等。近年来，从综合利用资源、节能降耗的角度出发，国内外正在积极开拓乙炔尾气、电石炉气、焦炉气等富CO工业废气的综合利用,此类废气能否作为甲醇或氨合成气，关键在于能否脱除其中的乙炔、乙烯。微量乙炔、乙烯的脱除以催化加氢法较为有效，然而用于脱除较高浓度CO气体中微量乙炔、乙烯的专用催化剂开发难度较大，国内虽然有研究单位进行过相关研究，但仅停留在实验室阶段，且只是涉及采用加氢脱除乙炔，对乙烯的脱除未做考察，因而国内至今并未能开发出有工业应用价值的催化剂。

低碳不饱和烷烃的加氢反应是十分简单的反应，也是很容易发生的反应，一般在加氢催化剂的作用下，在100～200℃即能发生反应，但是由于这些尾气中含有较高浓度的硫和CO，会对加氢催化剂产生毒化作用，从而使加氢催化剂失去活性，大幅度缩短催化剂的使用寿命。

近年来，微波技术发展迅速，且微波技术的应用领域也逐步扩大，微波在对于有机反应，如加成反应、缩合反应、DA反应、取代反应等都有很大的促进作用。通过与传统条件下反应的对比，我们发现在微波作用下，常规条件不易发生的反应会很容易就发生了，常规条件下需要几天才能完成的反应，几小时就反应完全了，常规条件下需要催化剂的反应以及较为苛刻的条件下才能发生的反应，在微波作用下不仅不需要催化剂，而且反应条件温和，产率还高。

然而，还未见有报到将微波应用到不饱和烷烃的加氢反应中，如何将微波恰当的应用于不饱和烷烃的加氢反应，并且能提高不饱和烷烃的转化率，是人们亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于微波的不饱和烷烃的加氢方法，以达到可以在不使用催化剂的情况下有效的将低碳不饱和烃加氢，可以有效地应用到工业尾气中去除不饱和烃的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于微波的不饱和烷烃的加氢方法，包括将一定量的不饱和烷烃冲入25mL的微波反应容器中，置换空气3次后，冲入20～100psi的不饱和烷烃，最后冲入压力为30～250psi的氢气，微波辐射1～5h，微波辐射功率为10～25w，反应温度为20～100℃，使不饱和烷烃和氢气发生反应，使不饱和烷烃加氢饱和。

优选的，所述不饱和烷烃为C≤5的低碳不饱和烷烃，低碳不饱和烷烃是石油化工的基本原料，在石油化工中应用最多、最广。

优选的，所述低碳不饱和烷烃为乙烯、丙烯、异丙烯、丁二烯、丁烯、乙炔、丙炔、异戊二烯或戊烯中的一种。

优选的，所述不饱和烷烃和氢气的体积用量比为1:2～1:5，在该范围内，不饱和烷烃可以加氢饱和。

优选的，所述氢气的纯度为99.99％，氢气的纯度越高，反应后得到的产物纯度越高。

通过上述技术方案，本发明提供的基于微波的不饱和烷烃的加氢方法成功地将微波应用到了不饱和烷烃的加氢反应中，在微波辐射下，烷烃分子和氢气分子会由高速转动状态转变为激发态，这是一种高能量的不稳定状态，分子之间剧烈的碰撞可以在无催化剂的条件下，仅仅用微波辐射，不饱和烷烃和氢气即能发生反应，并很好的加氢，且反应条件温和，转化率高，有利于节约成本。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明提供了一种基于微波的不饱和烷烃的加氢方法，在微波辐射下，可以很好的实现不饱和烷烃的加氢反应。

实施例一：

将乙烯冲入25mL的微波反应容器中，置换空气3次后，冲入30psi的乙烯，最后冲入氢气，氢气按乙烯的1.5倍冲入，即45psi，开启微波照射，微波功率为15w，温度控制在80℃，反应2h。

反应完毕后，取反应气做气相色谱测试，发现乙烯转化率为95％。

实施例二：

将乙炔冲入25mL的微波反应容器中，置换空气3次后，冲入30psi的乙炔，最后冲入氢气，氢气按乙炔的2.5倍冲入，即75psi，开启微波照射，微波功率为15w，温度控制在80℃，反应2h。

反应完毕后，取反应气做气相色谱测试，发现乙炔转化率为95％。

实施例三：