[发明专利]一种乙醇脱水制备乙烯的方法

说明书

本申请公开了一种乙醇脱水制乙烯的方法，将含有乙醇的原料通入装有催化剂的反应器，与催化剂接触反应，生成含有乙烯的产物；所述反应的条件：反应温度200～400℃，反应压力0～2Mpa，乙醇质量空速为0.1～15h^‑1；所述催化剂为经过有机胺改性的丝光沸石分子筛。用该改性的丝光沸石分子筛催化乙醇脱水制乙烯反应，在较低温条件下即具备优异的反应活性，在反应温度220℃、空速高达6h^‑1的反应条件下，乙醇转化率100％，乙烯选择性高达99.8％。

技术领域

本申请涉及一种乙醇脱水制乙烯的方法，特别是关于采用胺类有机小分子修饰的H型丝光沸石分子筛为催化剂催化乙醇脱水制乙烯的方法。

背景技术

乙烯是最基本的化工原料，约有75％的石油化工产品来源于乙烯。乙烯的工业生产规模、产量和技术已成为一个国家化学工业发展水平的重要标志。目前石油制乙烯仍然是现今最具有优势并最完善的工业化生产路线，但其反应温度通常高达850℃，能耗较大，且随着石油资源日益枯竭，以石油为原料的乙烯工业势必受到巨大冲击。利用可再生的生物质资源获得乙醇制取乙烯也是一个必然趋势，符合可持续发展战略。此外，我国现有煤化工技术发展较为成熟，煤经甲醇制乙醇再制乙烯的路线符合未来国内市场需求，竞争优势明显。

高效催化剂是乙醇脱水制乙烯的关键技术之一。有工业应用报道的乙醇脱水催化剂主要分为两大类，即活性氧化铝催化剂和分子筛催化剂。

目前，活性氧化铝仍为主要现有工业应用催化剂。《化工进展》2006年第25卷第8期总结了活性氧化铝催化剂的工业反应参数：反应温度350～450℃，空速0.2～0.8h^-1，乙醇单程转化率92％～97％，乙烯选择性95％～97％。该催化剂反应温度高、空速低，导致工业应用中能耗较高，设备利用率较低。

专利EP0022640，USP4698452，USP4873392)发现分子筛催化剂在乙醇脱水反应中比氧化铝催化剂具有更低的反应温度，更高的操作空速和更高的单程反应转化率和乙烯收率。特别是ZSM-5分子筛催化剂，因其具有亲油疏水性，在催化脱水性能方面更具有优势。反应温度250～300℃，空速1～2h^-1，乙醇转化率大于99.5％，乙烯选择性大于99％，比活性Al₂O₃催化剂有了较大提高。但目前ZSM-5等分子筛催化剂反应温度依然较高，空速依然较低，放大倍数小，限制了其工业发展。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种乙醇脱水制乙烯的方法，该方法克服以往技术中存在的反应温度高，空速小，能耗大等上述问题，该方法可在较低的温度和较高的空速条件下，实现乙醇高效脱水制乙烯。

所述乙醇脱水制乙烯的方法，解决目前工业上存在的反应温度高、空速低、能耗大等技术问题。该方法所用催化剂为胺类有机小分子改性的丝光沸石分子筛，有机胺分子有效修饰分子筛孔道和酸性位，提高了反应活性并抑制了副反应的发生。用该改性的丝光沸石分子筛催化乙醇脱水制乙烯反应，在较低温条件下即具备优异的反应活性，在反应温度220℃、空速高达6h^-1的反应条件下，乙醇转化率100％，乙烯选择性高达99.8％。

所述乙醇脱水制乙烯的方法，其特征在于，将含有乙醇的原料通入装有催化剂的反应器，与催化剂接触反应，生成含有乙烯的产物；所述反应的条件：反应温度200～400℃，反应压力0～2Mpa，乙醇质量空速为0.1～15h^-1；

所述催化剂为经过有机胺改性的丝光沸石分子筛。

可选地，所述反应温度的上限选自210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、300℃、350℃或400℃；下限选自200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、300℃或350℃。