專利名稱：乙醇脫水以制備乙烯的方法
乙醇脫水以制備乙烯的方法本發(fā)明涉及在磷鎢酸催化劑的存在下用包含乙醇的原料制備乙烯的方法。乙烯是重要的日用化學(xué)品和單體，傳統(tǒng)上它是用原油衍生的烴通過(guò)蒸汽裂化或催化裂化制備。但是，因?yàn)樵褪怯邢薜馁Y源，所以有興趣發(fā)現(xiàn)可使用不衍生自原油的原料制備乙烯的替代的、經(jīng)濟(jì)可行的方法。近年來(lái)對(duì)用于制備乙烯的替代原料材料的探索已導(dǎo)致用醇比如甲醇和乙醇制備乙烯，所述醇可通過(guò)例如糖、淀粉和/或纖維素材料的發(fā)酵制備，或者可用合成氣制備。US 5，177，114公開(kāi)將天然氣轉(zhuǎn)化為汽油級(jí)液態(tài)烴和/或烯烴的方法，通過(guò)將天然氣轉(zhuǎn)化為合成氣，并將合成氣轉(zhuǎn)化為粗甲醇和/或二甲醚，進(jìn)一步將粗甲醇/ 二甲醚轉(zhuǎn)化為汽油和烯烴。US 5，817，906描述用包含醇和水的粗氧化原料制備輕烯烴的方法。該方法采用兩個(gè)反應(yīng)階段。首先，用蒸餾反應(yīng)將醇轉(zhuǎn)化為醚。然后接著將醚送至含有金屬鋁硅酸鹽催化劑的氧化轉(zhuǎn)化區(qū)以制備輕烯烴流。US 4，398，050描述混合醇流的合成和純化以得到乙醇和丙醇的混合物，接著將其在 0. 05-0. IMPa, 350-500°C脫水(實(shí)施例 I)。US4, 398，050 具體公開(kāi) Al2O3' Si02、TiO2'AlPO4和Ca3(PO4)2作為合適的脫水催化劑的實(shí)例，并公開(kāi)堿化氧化鋁或磷酸鈣作為優(yōu)選的催化劑。EP 1792885公開(kāi)用包含乙醇的原料制備乙烯的方法。公開(kāi)了基于雜多酸的催化劑適合用于乙醇原料的脫水。WO 2008/138775A1公開(kāi)一種或多種醇的脫水方法，該方法包含在一種或多種醚的存在下使一種或多種醇與負(fù)載的雜多酸催化劑接觸。WO 2008/062157A1公開(kāi)負(fù)載的雜多酸催化劑；在所述催化劑的存在下用含氧物制備鏈烯的方法；和所述催化劑在以較高產(chǎn)率用含氧物制備鏈烯同時(shí)減少鏈烷形成的方法中的用途。使包含乙醇的原料脫水以制備乙烯的主要缺點(diǎn)之一是共同形成C4化合物(如丁烯和丁烷)；這是因?yàn)橐阎狢4化合物明顯增加制備純化乙烯產(chǎn)物(即適用于聚合物制造的產(chǎn)物)的復(fù)雜性和成本。例如，在工業(yè)上實(shí)施的將烴原料催化裂化以制備烯烴用于聚合物制造是資本密集方法，相當(dāng)大比例的成本涉及除去烯烴產(chǎn)物中的C4化合物。在比如巴西和印度的國(guó)家，已在商業(yè)上以小規(guī)模和每次送料高轉(zhuǎn)化來(lái)實(shí)施將乙醇脫水為乙烯；它顯示為選擇性方法，但對(duì)于直接將乙烯用于制備聚乙烯，仍產(chǎn)生不可接受水平的C4化合物。本發(fā)明的目的是提供在C4選擇性方面改良的方法，用于在雜多酸催化劑的存在下用包含乙醇的原料制備乙烯。本發(fā)明由此提供制備乙烯的方法，其包含使包含乙醇的原料與負(fù)載的磷鎢酸催化劑在210°C -270°c溫度范圍和I. 5MPa-2. 5MPa壓力范圍下接觸。
優(yōu)選用于本發(fā)明方法的負(fù)載的磷鎢催化劑是負(fù)載的磷鎢酸催化劑，其中在測(cè)試條件A下磷鎢酸催化劑的性能滿足下列不等式
權(quán)利要求
1.制備乙烯的方法，其包含將包含乙醇的原料與磷鎢酸催化劑在210°c-270°c溫度范圍和I. 5MPa-2. 5MPa壓力范圍下接觸，其中磷鎢酸催化劑是負(fù)載的磷鎢酸催化劑，且其中在測(cè)試條件A下磷鎢酸催化劑的性能滿足下列不等式
2.權(quán)利要求I的方法，其中磷鎢酸具有700-8500的分子量范圍。
3.權(quán)利要求I或權(quán)利要求2的方法，其中磷鎢酸催化劑選自 18-鎢磷酸-H6 [P2W18O62I-XH2O 12-鎢磷酸-H3 [Pff12O40]. XH2O 及其偏鹽或混合物。
4.權(quán)利要求3的方法，其中磷鎢酸選自 18-鎢磷酸-H6 [P2W18O62I-XH2O 12-鎢磷酸-H3 [Pff12O40]. XH2O 和偏鹽 鎢磷酸一鉀-KH2 [Pff12O40]. XH2O 鎢磷酸一銨-[NH4] H2 [Pff12O40]. XH2O 鎢磷酸一鈉-NaH2 [Pff12O40]. XH2O 鎢磷酸一銫-CsH2 [Pff12O40]. XH2O 18-鎢磷酸的一鉀鹽-KH5[P2W18O62] ·χΗ20 18-鎢磷酸的一銨鹽-[NH4]H5[P2W18O62]. XH2O 18-鎢磷酸的一鈉鹽-NaH5[P2W18O62] ·χΗ20 18-鎢磷酸的一銫鹽-CsH5[P2W18O62] ·χΗ20 或其混合物。
5.權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的方法，其中磷鎢酸是 12-鎢磷酸-H3 [Pff12O40]. XH2O。
6.權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)的方法，其中包含乙醇的原料與磷鎢酸催化劑接觸時(shí)的溫度和壓力選為使得該方法在氣相狀態(tài)下操作。
7.權(quán)利要求6的方法，其中所述壓力低于包含乙醇的原料和該方法的產(chǎn)物組合物兩者的露點(diǎn)壓力至少O. IMPadP /或，所述溫度高于包含乙醇的原料和該方法的產(chǎn)物組合物兩者的露點(diǎn)溫度至少10°C。
8.權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)的方法，其中包含乙醇的原料與磷鎢酸催化劑接觸時(shí)的溫度范圍是 220°C -260°C。
9.權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的方法，其中包含乙醇的原料與磷鎢酸催化劑接觸時(shí)的壓力范圍是 I. 6MPa-2. 4MPa。
10.權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的方法，其中至少部分包含乙醇的原料可以是包含乙醇的組合物，所述組合物用包含烴的進(jìn)料流通過(guò)包含下列步驟的方法制備 (a)在合成氣反應(yīng)器中用包含烴的進(jìn)料流制備碳氧化物和氫的混合物，和 (b)在合適的微粒催化劑存在下在反應(yīng)器中在200-400°C溫度范圍和在5-20MPa壓力范圍下，將來(lái)自步驟(a)的所述碳氧化物和氫的混合物轉(zhuǎn)化為包含乙醇的組合物。
11.磷鎢酸在用包含乙醇的原料制備乙烯的方法中的用途，用于提供與相同方法條件下使用硅鎢酸基催化劑相比減小的向C4烴化合物的選擇性。
全文摘要
本發(fā)明涉及在磷鎢酸催化劑的存在下，用包含乙醇的原料制備乙烯的方法。
文檔編號(hào)C07C11/04GK102625788SQ201080037338
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月19日
發(fā)明者S·R·帕廷頓 申請(qǐng)人:英國(guó)石油有限公司