一种乙醇制取芳烃化合物的方法技术

本申请公开了一种乙醇制取芳烃化合物的方法，将含有乙醇和一氧化碳的原料与酸性分子筛催化剂在反应区中接触反应，得到芳烃化合物；其中，所述酸性分子筛催化剂不含有金属元素。该方法提高并稳定芳烃选择性，延长催化剂单程寿命。一氧化碳气氛下乙醇芳构化失活的催化剂经过多次重生后性能无明显下降。化剂经过多次重生后性能无明显下降。

【技术实现步骤摘要】
一种乙醇制取芳烃化合物的方法


[0001]本申请涉及一种乙醇制取芳烃化合物的方法，属于化工催化领域。

技术介绍

[0002]芳烃尤其是苯(Benzene)，甲苯(Toluene)和二甲苯(Xylene)，统称为BTX，是产量和规模仅次于乙稀和丙烯的重要有机化工原料，其衍生物广泛用于燃料、石化、化纤、塑料和橡胶等化工产品和精细化工品。
[0003]目前芳烃主要以石油为原料进行生产，其中世界范围内70％的BTX芳烃来自炼油厂的催化重整工艺单元。催化重整技术是以石脑油为原料，采用半再生和连续再生重整的工艺类型，催化重整一般采用含铂催化剂。催化重整的典型工艺代表为UOP公司的CCR platformer工艺和IFP公司的Aromizer工艺。另外，石油路线的芳烃生产工艺还有汽油加氢技术、芳烃抽提技术、重芳烃轻质化技术以及轻烃芳构化技术。
[0004]随着社会的不断发展，世界上对芳烃的需求量不断增长，然而石油资源日益紧张造成芳烃尤其是BTX的价格居高不下。鉴于中国“富煤贫油”的能源结构现状，大力发展煤化工路线制芳烃具有非常重要的意义。
[0005]在传统的乙醇制芳烃反应中，由于烯烃生成芳烃伴随着氢转移反应，一定会有大量烷烃生成，抑制芳烃选择性，因此采用锌、镓、银等金属助剂改性的酸性ZSM-5分子筛催化剂使烷烃脱氢，从而提高芳烃选择性。然而高温条件下金属容易升华或聚集，芳烃选择性下降快，催化剂寿命短，BTX选择性不高，催化剂重生后性能下降明显等因素制约其在工业上的应用。

技术实现思路

[0006]根据本申请的一个方面，提供了一种乙醇制取芳烃化合物的方法，该方法将含有乙醇和一氧化碳的原料通过载有不含金属元素的酸性分子筛的催化剂的反应区，在一定的反应条件下反应制备芳烃。乙醇芳构化反应中加入一氧化碳，能提高并稳定芳烃选择性，延长催化剂单程寿命。一氧化碳气氛下乙醇芳构化失活的催化剂经过多次重生后性能无明显下降。
[0007]所述乙醇制取芳烃化合物的方法，其特征在于，将含有乙醇和一氧化碳的原料与酸性分子筛催化剂在反应区中接触反应，得到芳烃化合物；
[0008]其中，所述酸性分子筛催化剂不含有金属元素。
[0009]可选地，所述一氧化碳和所述乙醇的摩尔比为≥1:1。
[0010]可选地，所述一氧化碳和所述乙醇的摩尔比为20:1～100:1。
[0011]可选地，所述一氧化碳和所述乙醇的摩尔比为20:1～40:1。
[0012]可选地，所述酸性分子筛催化剂选自RHO构型酸性分子筛、CHA构型酸性分子筛、FER构型酸性分子筛、MFI构型酸性分子筛、MOR构型酸性分子筛、FAU构型酸性分子筛、EMT构型酸性分子筛中的至少一种。
[0013]可选地，所述酸性分子筛催化剂选自氢型ZSM-5分子筛、氢型ZSM-35分子筛、氢型MOR分子筛中的至少一种。
[0014]可选地，所述酸性分子筛催化剂是不经过金属助剂浸渍、离子交换和物理混合等改性的分子筛。
[0015]可选地，所述酸性分子筛催化剂是不经过金属助剂浸渍、离子交换和物理混合的氢型ZSM-5分子筛。
[0016]可选地，所述氢型ZSM-5分子筛具有微米结构、纳米结构、微孔结构、介孔-微孔结构中的一种或几种。
[0017]可选地，所述酸性分子筛催化剂中硅和铝的原子比为Si/Al＝3～200。
[0018]可选地，所述酸性分子筛催化剂中硅和铝的原子比为Si/Al＝4～200。
[0019]可选地，所述酸性分子筛催化剂中硅和铝的原子比为Si/Al＝10～40。
[0020]可选地，所述酸性分子筛催化剂中硅和铝的原子比为Si/Al＝19～30。
[0021]可选地，所述反应的反应条件为：
[0022]反应温度为350～550℃，反应压力为0.5～10MPa。
[0023]可选地，所述反应的反应条件为：
[0024]反应温度为390～480℃，反应压力为3～7MPa。
[0025]可选地，反应温度的上限选自550℃、500℃、480℃、450℃或400℃，反应温度的下限选自350℃、390℃、400℃或450℃。
[0026]可选地，反应压力的上限选自10Mpa、7Mpa、5Mpa或3Mpa，反应压力的下限选自0.5Mpa、1Mpa、2Mpa或3Mpa。
[0027]可选地，所述反应的时间为5～100h。
[0028]优选地，所述反应时间为5h。
[0029]可选地，所述乙醇的质量空速为0.01～20h-1
。
[0030]优选地，所述乙醇的质量空速为0.3～3h-1
。
[0031]可选地，所述乙醇的质量空速的上限选自20h-1
、15h-1
、10h-1
、5h-1
或3h-1
，所述乙醇的质量空速的下限选自0.01h-1
、0.3h-1
、1h-1
、2h-1
或3h-1
。
[0032]可选地，所述酸性分子筛催化剂经重生处理后的寿命≥1000h。
[0033]可选地，所述酸性分子筛催化剂经重生处理后的寿命≥1100h。
[0034]可选地，所述酸性分子筛催化剂经重生处理后的寿命≥1200h。
[0035]可选地，所述酸性分子筛催化剂的重生方法包括：将失活的催化剂在含有氧气和氮气的混合气存在下，高温处理。
[0036]可选地，所述酸性分子筛催化剂在含有氧气和氮气的混合气下重生处理后的寿命≥1000h。
[0037]可选地，所述反应区包含一个反应器或多个通过串联和/或并联方式连接的反应器。
[0038]可选地，所述反应器是实现连续反应的固定床反应器、移动床反应器或流化床反应器。
[0039]优选地，所述反应器为固定床反应器。
[0040]所述反应器为一个或多个固定床反应器。采用连续反应的形式。固定床反应器可
以为一个，也可以为多个。当采用多个固定床反应器时，反应器之间可以是串联、并联、或者串联与并联相结合的形式。
[0041]根据本申请的乙醇制取芳烃化合物的方法，乙醇转化率达到100％。
[0042]根据本申请的乙醇制取芳烃化合物的方法，芳烃化合物的选择性大于40％。
[0043]可选地，芳烃化合物的选择性大于60％。
[0044]优选地，芳烃化合物的选择性大于70％。
[0045]根据本申请的乙醇制取芳烃化合物的方法，BTX选择性大于30％。
[0046]可选地，BTX选择性大于55％。
[0047]优选地，BTX选择性大于65％。
[0048]本申请中，“芳烃化合物”时指含有苯环结构的碳氢化合物。
[0049]“BTX”是指苯—甲苯—二甲苯的混合物。
[0050]本申请能产生的有益效果包括：
[0051]1)本申请所提供的乙醇制取芳烃化合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种乙醇制取芳烃化合物的方法，其特征在于，将含有乙醇和一氧化碳的原料与酸性分子筛催化剂在反应区中接触反应，得到芳烃化合物；其中，所述酸性分子筛催化剂不含有金属元素。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一氧化碳和所述乙醇的摩尔比为≥1:1；优选地，所述一氧化碳和所述乙醇的摩尔比为20:1～100:1。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸性分子筛催化剂选自RHO构型酸性分子筛、CHA构型酸性分子筛、FER构型酸性分子筛、MFI构型酸性分子筛、MOR构型酸性分子筛、FAU构型酸性分子筛、EMT构型酸性分子筛中的至少一种。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述酸性分子筛催化剂选自氢型ZSM-5分子筛、氢型ZSM-35分子筛、氢型MOR分子筛中的至少一种。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸性分子筛催化剂中硅和铝的原子比为Si/Al＝3...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈之旸，刘中民，朱文良，倪友明，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：