乙醇催化脱水生产乙烯的方法技术

本发明专利技术涉及一种乙醇催化脱水生产乙烯的方法，主要解决以往技术中反应空速低，选择性低的技术问题。本发明专利技术通过采用以乙醇为原料，在反应温度为200～380℃，以表压计反应压力为0～2MPa，反应空速为0.1～8小时-1条件下，原料依次与复合床反应器中催化剂I和催化剂II接触，生成含乙烯的物流；其中，催化剂I为硅铝摩尔比SiO2/Al2O3为40～400的ZSM-5分子筛，催化剂II为硅铝摩尔比SiO2/Al2O3为20～300的ZSM-5分子筛，催化剂I和催化剂II的装填比例为0.1～8∶1的技术方案，较好地解决了该问题，可用于乙烯的工业生产中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种こ醇催化脱水生产こ烯的方法，特别是关于采用复合床分子筛催化剂进行こ醇脱水生产こ烯的方法。
技术介绍
こ烯是ー种极为重要的基本有机化工原料，こ烯エ业是石化エ业的基础，在国民经济中占有极为重要的地位。近几年来，随着聚こ烯等衍生物需求的迅速增长，对こ烯的需求逐年俱增。目前，こ烯主要通过天然气或轻质石油馏分为原料，采用蒸汽裂解エ艺制得，但随着天然气及轻质石油馏分价格持续走高，一些其它途径增产こ烯的方法成为关注的焦点。尤其是随着生物技术的快速发展，生物法制こ醇的技术不断完善，原料的来源日趋广泛，原料的成本也更趋合理，使得こ醇脱水制こ烯技术备受重视。こ醇脱水制こ烯技术具有 流程短、设备少、投资小、见效快以及较强的配套适应性和市场灵活性等特点。本专利技术所涉及的こ醇脱水制こ烯技术是ー种有竞争カ的エ艺技木。こ醇脱水制こ烯的主反应为CH3CH2OH — CH2 = CH2+H20即ー分子こ醇催化反应得到一分子こ烯及一分子水。当然こ醇催化脱水过程中也不可避免会发生ー些副反应如生成こ醚、こ醛、一氧化碳、ニ氧化碳、高碳烯烃等。文献《精细石油化工》1993年第I期，35 37页介绍了一种采用4人分子筛催化剂对低浓度こ醇制こ烯的研究，结果显示，当反应温度为250 280°C、液体空速为0. 5 0. 8小时'原料こ醇质量浓度为10%左右时，こ醇转化率为99%，こ烯选择性为97左右。但液体空速较低。文献《化学エ业与工程技木》1995年第16卷第2期，介绍了 NC1301型こ醇脱水制こ烯催化剂的研制，该催化剂主要活性组分为Y -Al2O3,在反应温度350 440°C，反应压カ彡0. 3MPa(绝压)，重量空速为0. 3 0. 6小时 ' こ烯选择性仅为97. 5%左右，空速较低。USP423475报道了こ醇脱水制こ烯技术，其采用氧化物催化剂，在反应温度320 450°C，空速为0. 4 0. 6小时―1条件下实现こ醇的转化。上述文献所涉及的技术存在的主要问题是こ烯选择性低，空速低的技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服以往技术中こ烯选择性低，空速低的技术问题，提供一种新的こ醇催化脱水生产こ烯的方法。该方法具有こ烯选择性高，空速高的优点。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下一种こ醇催化脱水生产こ烯的方法，以こ醇为原料，在反应温度为200 380°C，以表压计反应压カ为0 2MPa，反应空速为0. I 8小时―1条件下，原料依次与复合床反应器中催化剂I和催化剂II接触，生成含こ烯的物流；其中，催化剂I为硅铝摩尔比SiO2Al2O3为40 400的ZSM-5分子筛，催化剂II为硅铝摩尔比SiO2Al2O3为20 300的ZSM-5分子筛，且催化剂I的硅铝摩尔比大于催化剂II硅铝摩尔比，催化剂I和催化剂II的装填比例为0. I 8 I。上述技术方案中催化剂I的硅铝摩尔比SiO2Al2O3优选范围为40 300 ;催化剂II的硅铝摩尔比SiO2Al2O3优选范围为20 200 ;催化剂I的硅铝摩尔比优选大于催化剂II硅铝摩尔比10以上。反应温度优选范围为230 320°C，反应重量空速优选范围为0. 5 5小时' 以表压计反应压カ优选范围为0. I IMPa。原料中水与こ醇重量比的优选范围为0 10 1，更 优选范围为0. 5 5 I。こ醇催化脱水反应增产こ烯过程中，最理想的主要反应路线之ー是在低温下实现I分子こ醇反应得到I分子こ烯及I分子水。这ー方面可以降低能耗，提高技术的竞争力，同时，较低的反应温度对于避免こ醇催化脱水过程中可能发生的ー些副反应如生成こ醚、こ醒、一氧化碳、ニ氧化碳、高碳烯烃等，从而提高选择性。众所周知，こ醇脱水反应是吸热反应，另外，随着反应的进行，沿反应器轴向，こ醇的浓度逐渐降低，水的浓度逐渐升高，而对于分子筛催化剂而言，不同的硅铝比，其催化反应效果是有差异的，相比较而言，高的硅铝比的催化剂其催化效率相对弱，但可在相对高的温度下反应，相反的情况是低的硅铝比的催化剂其催化效率相对强，但可在相对低的温度下反应。本技术方案中依据こ醇催化脱水反应的特点，采用复合床反应器中依次装填催化剂I和催化剂II的ZSM-5分子筛为催化剂，且使催化剂I的硅铝摩尔比SiO2Al2O3大于催化剂II的硅铝摩尔比SiO2AI2O3，可使反应前段较高温度下及反应后段低温下的こ醇催化脱水反应均在较佳反应条件下进行，不仅提高了こ烯的选择性，同时保证反应在较高的空速下进行，提高了催化效率。另外，原料中加入一定比例的水，可降低こ醇催化脱水过程的绝热温降，一方面可保障催化剂合适的反应温度区间，同时对減少催化剂积碳，提高こ烯选择性有利。采用本专利技术的技术方案，以こ醇为原料，催化剂I为硅铝摩尔比SiO2AI2O3为100 400的ZSM-5分子筛，催化剂II为硅铝摩尔比SiO2Al2O3为20 300的ZSM-5分子筛，催化剂I和催化剂II的装填比例为0. I 8 1，在反应温度为200 380°C，以表压计反应压カ为0 2MPa，反应空速为0. I 8小时一1条件下，原料依次与复合床反应器中催化剂I和催化剂II接触，生成含こ烯的物流；其结果为こ醇转化率可达到100%，こ烯选择性可达到99 %以上，取得了较好的技术效果。下面通过实施例对本专利技术作进ー步阐述。具体实施例方式实施例I以こ醇为原料，催化剂I为硅铝摩尔比SiO2Al2O3为100的ZSM-5分子筛，催化剂II为硅铝摩尔比SiO2Al2O3为60的ZSM-5分子筛，催化剂I和催化剂II的装填比例为0.8 1，在反应温度为250°C，空速1.2小时'以表压计反应压カ为0. 02MPa条件下，原料依次与复合床反应器中催化剂I和催化剂II接触，生成含こ烯的物流；其结果为こ醇转化率为99.8%,こ烯选择性96. 3%0实施例2以こ醇为原料，催化剂I为硅铝摩尔比SiO2Al2O3为200的ZSM-5分子筛，催化剂II为硅铝摩尔比SiO2Al2O3为150的ZSM-5分子筛，催化剂I和催化剂II的装填比例为I 1，在反应温度为230°C，空速0. 5小时_\以表压计反应压カ0. 2MPa条件下，原料依次与复合床反应器中催化剂I和催化剂II接触，生成含こ烯的物流；其结果为こ醇转化率% 100%,こ烯选择性98. 3%0实施例3以こ醇为原料，催化剂I为硅铝摩尔比SiO2Al2O3为300的ZSM-5分子筛，催化剂II为硅铝摩尔比SiO2Al2O3为100的ZSM-5分子筛，催化剂I和催化剂II的装填比例为0. I I，在反应温度为280°C，空速2小时' 以表压计反应压カ0. 05MPa条件下，原料依次 与复合床反应器中催化剂I和催化剂II接触，生成含こ烯的物流；其结果为こ醇转化率% 100%,こ烯选择性99. 3%o实施例4以含水的こ醇为原料，催化剂I为硅铝摩尔比SiO2Al2O3为100的ZSM-5分子筛，催化剂II为硅铝摩尔比SiO2Al2O3为80的ZSM-5分子筛，催化剂I和催化剂II的装填比例为3 1，实验中使用的原料中水与こ醇质量比为5 1，在反应温度为300°C，空速5小时 ' 以表压计反应压カ0. 7MPa条件下，原料依次与复合床反应器中催化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种こ醇催化脱水生产こ烯的方法，以こ醇为原料，在反应温度为200 380°C，以表压计反应压カ为0 2MPa，反应空速为0. I 8小时一1条件下，原料依次与复合床反应器中催化剂I和催化剂II接触，生成含こ烯的物流； 其中，催化剂I为硅铝摩尔比SiO2Al2O3为40 400的ZSM-5分子筛，催化剂II为硅铝摩尔比SiO2Al2O3为20 300的ZSM-5分子筛，且催化剂I的硅铝摩尔比大于催化剂II硅铝摩尔比，催化剂I和催化剂II的装填比例为0. I 8 I。2.根据权利要求I所述こ醇催化脱水生产こ烯的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊涛，王万民，张惠明，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：