一种基于磷修饰介孔分子筛的乙烯合成方法技术

技术编号:16238373 阅读:24 留言:0更新日期:2017-09-21 20:29
一种基于磷修饰介孔分子筛的乙烯合成方法,具体如下:将乙醇类原料经过130-150°C汽化区通入反应区中;在反应区内,在磷修饰介孔分子筛催化剂的存在下使乙醇通过脱水反应转化为富含乙烯的气相低碳烃组分;通过急冷分离,回收气相乙烯组分。本发明专利技术提供基于磷修饰介孔分子筛催化剂的乙醇脱水转化过程。相比传统的固体酸催化剂,磷修饰介孔分子筛在乙烯产物选择性和催化剂稳定性两方面具有明显的优势。

Ethylene synthesis method based on phosphorus modified mesoporous molecular sieve

A method based on phosphorus modified mesoporous molecular sieve method, ethylene synthesis as follows: ethanol raw materials by 130-150 DEG C vaporization zone pass into the reaction zone; in a reaction zone, modified mesoporous molecular sieve catalyst in the presence of phosphorus to ethanol into ethylene by the dehydration reaction in the gas phase of low carbon hydrocarbon component; component separation by quenching, gas phase ethylene recovery. The invention provides an ethanol dehydration conversion process based on a phosphorus modified mesoporous molecular sieve catalyst. Compared with the conventional solid acid catalysts, phosphorus modified mesoporous molecular sieves have obvious advantages in two aspects: ethylene selectivity and catalyst stability.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于制造乙烯化合物领域,具体涉及一种基于磷修饰介孔分子筛乙醇合成乙烯的方法。
技术介绍
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。本专利技术提供基于磷修饰介孔分子筛催化剂的乙醇脱水转化过程。相比传统的固体酸催化剂,磷修饰介孔分子筛在乙烯产物选择性和催化剂稳定性两方面具有明显的优势。
技术实现思路
本专利技术的目的为提供一种磷修饰基于介孔分子筛合成乙烯的方法,该方法是以乙醇原料为反应原料在磷修饰介孔分子筛催化剂存在下生产乙烯的方法。本专利技术的一种基于磷修饰介孔分子筛的乙烯合成方法,具体如下:将乙醇类原料经过130-150°C汽化区通入反应区中;在反应区内,在磷修饰介孔分子筛催化剂的存在下使乙醇通过脱水反应转化为富含乙烯的气相低碳烃组分;通过急冷分离,回收气相乙烯组分。本专利技术的技术方案中,所述的乙醇类原料为下述2种物质的一种:乙醇、生物质发酵未精馏乙醇。本专利技术的技术方案中,所述的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。>本专利技术的技术方案中,所述的催化剂为磷修饰介孔分子筛;分子筛为ZSM-5,分子筛中Si/Al摩尔比在20-80之间,包含磷的重量分数在0.2-4.0之间。本专利技术的技术方案中,所述的催化剂为介孔分子筛为碱性水溶液中处理ZSM-5分子筛;本专利技术的技术方案中,所述的催化剂为磷修饰介孔分子筛中磷通过浸渍方法引入。本专利技术的技术方案中,所述的乙醇的质量百分含量大于99%;所述的生物质发酵未精馏乙醇中,乙醇的质量百分含量为85-90%,水的质量百分含量为10-15%。本专利技术的技术方案中,所述的磷修饰介孔ZSM-5分子筛的特点为:比表面积在250-500m2/g,总孔容在0.8-1.6cm3/g,Si/Al摩尔比在20-60之间。本专利技术提供的由乙醇合成乙烯的方法,所述介孔分子筛催化剂的制备方法为:首先取Si/Al摩尔比在20-60之间的氢型ZSM-5分子筛,在Na2CO3或NaOH的水溶液中在60-90°C下处理0.5-3小时,以铵盐溶液在80-90°C交换3-5次,然后以去离子水洗涤,至Na2O含量小于0.05%(质量百分比),100-130°C烘干后,450-600°C下焙烧2-5小时,即得所述介孔分子筛。磷的引入方式为:取一定量稀磷酸溶液浸泡上述介孔分子筛一定时间后,与空气中焙烧。上述磷修饰介孔分子筛可以用于实现本专利技术的目的。具体实施方式下面的实施例将对本专利技术予以进一步的说明,但并不因此而限制本专利技术。实施例1取Si/Al为35的1000gZSM-5分子筛,充分研磨后,放入1L含有100gNa2CO3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;取干燥分子筛100g,加入100ml0.1mol/L稀磷酸溶液,干燥,460°C焙烧,制得催化剂A。实施例2取Si/Al为43的500gZSM-5分子筛,充分研磨后,放入0.5L含有25gNaOH的水溶液中处理1小时,然后以硝酸铵溶液在80-90℃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;取干燥分子筛100g,加入100ml0.15mol/L稀磷酸溶液,干燥,490°C焙烧,制得催化剂B。实施例3取Si/Al为40的500gZSM-5分子筛,充分研磨后,放入1.0L含有40gNaOH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,加入100ml0.20mol/L稀磷酸溶液,干燥,460°C焙烧,制得催化剂C。实施例4取Si/Al为45的500gZSM-5分子筛,充分研磨后,放入1.0L含有30gNaOH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120g分子筛,加入100ml0.10mol/L稀磷酸溶液,干燥,460°C焙烧,制得催化剂D。实施例5取Si/Al为29的500gZSM-5分子筛,充分研磨后,放入1.0L含有30gNaOH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110g分子筛,加入100ml0.16mol/L稀磷酸溶液,干燥,520°C焙烧,制得催化剂E。实施例6取Si/Al为30的500gZSM-5分子筛,充分研磨后,放入1.0L含有60gNaOH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150g分子筛,加入100ml0.16mol/L稀磷酸溶液,干燥,530°C焙烧,制得催化剂F。实施例7将催化剂筛分成40-60目,质量为20g,装填到不锈钢反应器中,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基于磷修饰介孔分子筛催化剂的乙醇制乙烯的反应结果序号123456催化剂ABCDEF原料乙醇乙醇乙醇90wt%乙醇90wt%乙醇90wt%乙醇反应压力0.1MPa0.3MPa0.2MPa0.5MPa0.5MPa0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于磷修饰介孔分子筛的乙烯合成方法,具体如下:将乙醇类原料经过130‑150°C汽化区通入反应区中;在反应区内,在磷修饰介孔分子筛催化剂的存在下使乙醇通过脱水反应转化为富含乙烯的气相低碳烃组分;通过急冷分离,回收气相乙烯组分。

【技术特征摘要】
1.一种基于磷修饰介孔分子筛的乙烯合成方法,具体如下:将乙醇类原
料经过130-150°C汽化区通入反应区中;在反应区内,在磷修饰介孔分子筛催
化剂的存在下使乙醇通过脱水反应转化为富含乙烯的气相低碳烃组分;通过急
冷分离,回收气相乙烯组分。
2.权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的乙醇类原料为下述2种
物质的一种:乙醇、生物质发酵未精馏乙醇。
3.权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的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。
4.权利要求1所述的方法,其特征在于,所述的催化剂为磷修饰介孔分
子筛;分子筛为ZSM-5,分子筛中Si/Al摩尔比在2...

【专利技术属性】
技术研发人员:曲彬
申请(专利权)人:大连鑫五洲石油仪器有限公司
类型:发明
国别省市:辽宁;21

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1