一種基于碳基材料的乙醇合成乙烯的方法
【專利摘要】一種基于碳基材料的乙醇合成乙烯的方法，包括如下步驟：（1）將乙醇原料經(jīng)過(guò)130-150oC汽化區(qū)通入反應(yīng)區(qū)中；（2）在反應(yīng)區(qū)內(nèi)，在碳基催化劑的存在下使乙醇通過(guò)脫水反應(yīng)轉(zhuǎn)化為富含乙烯的氣相低碳烴組分；（3）通過(guò)急冷分離，回收氣相乙烯組分。該方法是以非化石資源為原料，在碳基催化材料存在下生產(chǎn)乙烯的新方法，可降低乙烯生產(chǎn)對(duì)一次性消耗化石原料（烴類、石腦油）的依賴。
【專利說(shuō)明】一種基于碳基材料的乙醇合成乙烯的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于資源化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種由乙醇合成乙烯的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]乙烯作為重要的基本化工原料，其生產(chǎn)技術(shù)具有戰(zhàn)略意義。目前，乙烯的生產(chǎn)是以石油資源為原料，通過(guò)熱裂解和催化裂解等反應(yīng)過(guò)程中獲得。這兩類技術(shù)過(guò)程成熟，并有廣泛的工業(yè)應(yīng)用。但是，兩類所使用的原料皆為一次性、不可再生的化石原料。隨著全球范圍內(nèi)化石能源的日益枯竭，開(kāi)發(fā)以可再生原料為基礎(chǔ)的乙烯生產(chǎn)技術(shù)具有極其重要的戰(zhàn)略意義。
[0003]本發(fā)明發(fā)現(xiàn)基于碳基材料的乙醇脫水轉(zhuǎn)化過(guò)程。相比通常的固體酸催化劑材料的乙醇脫水過(guò)程，碳基材料在水熱穩(wěn)定性和乙烯產(chǎn)物選擇性兩方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種基于碳基材料的乙醇合成乙烯的方法，該方法是以乙醇原料為反應(yīng)原料在碳基材料存在下生產(chǎn)乙烯的新方法。 [0005]本發(fā)明提供一種基于碳基材料的乙醇合成乙烯的方法，包括如下步驟:
[0006](I)將乙醇原料經(jīng)過(guò)130-150° C汽化區(qū)通入反應(yīng)區(qū)中；
[0007](2)在反應(yīng)區(qū)內(nèi)，在碳基催化劑的存在下使乙醇通過(guò)脫水反應(yīng)轉(zhuǎn)化為富含乙烯的氣相低碳烴組分；
[0008]( 3 )通過(guò)急冷分離，回收氣相乙烯組分。
[0009]本發(fā)明的上述方法中，所述的步驟(1)中的乙醇類原料為下述2種物質(zhì)的一種:乙醇、生物質(zhì)發(fā)酵未精餾乙醇。
[0010]本發(fā)明的上述方法中，所述的步驟(2)中在反應(yīng)區(qū)中的反應(yīng)條件為固定床反應(yīng)器，壓力0.1-0.5MPa，溫度250-450° C，原料重量空速0.5-1.5小時(shí)'
[0011]本發(fā)明的上述方法中，所述的步驟(2)中的催化劑為碳基催化材料。
[0012]本發(fā)明的上述方法中，所述的乙醇的質(zhì)量百分含量大于99%;所述的生物質(zhì)發(fā)酵未精餾乙醇中，乙醇的質(zhì)量百分含量為85-90%，水的質(zhì)量百分含量為10-15%。
[0013]本發(fā)明的上述方法中，所述的碳基催化材料的特點(diǎn)為:比表面積在350_600m2/g，總孔容在 0.8-2.0cm3/g。
[0014]本發(fā)明的上述方法中，所述的碳基催化材料由下述方法所得:高比表面積>600m2/g、大孔容1.0cmVg的活性碳材料在硝酸溶液、硫酸、或者硝酸-硫酸的混合溶液中加熱處理1-6小時(shí)。
[0015]本發(fā)明提供的由乙醇合成乙烯的方法，所述碳基催化材料的制備方法為以及包含氧化鋁或/和氧化鋅的多級(jí)孔分子篩催化劑的制備方法為:高比表面積(>600m2/g)、大孔容(1.0cm3/g)的活性碳材料在硝酸溶液、硫酸、或者硝酸-硫酸的混合溶液中加熱處理1-6小時(shí)。上述碳基催化材料可以用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的?！揪唧w實(shí)施方式】
[0016]下面的實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明予以進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不因此而限制本發(fā)明。
[0017]實(shí)施例1
[0018]將200g活性碳在60%質(zhì)量硝酸中65° C處理3.5小時(shí)，水洗，100° C干燥，在氮?dú)鈿夥罩?00° C干燥4小時(shí)，制得催化劑A。
[0019]實(shí)施例2
[0020]將160g活性碳在30%質(zhì)量硝酸-60%質(zhì)量硫酸混和溶液中70° C處理3小時(shí)，水洗，110° C干燥，在氮?dú)鈿夥罩?60° C干燥6小時(shí)，制得催化劑B。
[0021]實(shí)施例3
[0022]將150g活性碳在30%質(zhì)量硝酸-65%質(zhì)量硫酸混和溶液中72° C處理3小時(shí)，水洗，110° C干燥，在氮?dú)鈿夥罩?40° C干燥6小時(shí)，制得催化劑C。
[0023]實(shí)施例4
[0024]將180g活性碳在30%質(zhì)量硝酸-65%質(zhì)量硫酸混和溶液中63° C處理6小時(shí)，水洗，110° C干燥，在氮?dú)鈿夥罩?40° C干燥6小時(shí)，制得催化劑D。
[0025]實(shí)施例5
[0026]將180g活性碳在600轉(zhuǎn)速/分鐘條件下，球磨處理3小時(shí)后，在30%質(zhì)量硝酸-65%質(zhì)量硫酸混和溶液中63° C處理6小時(shí)，水洗，110° C干燥，在氮?dú)?br> 【權(quán)利要求】
1.一種基于碳基材料的乙醇合成乙烯的方法，包括如下步驟: (1)將乙醇原料經(jīng)過(guò)130-150°C汽化區(qū)通入反應(yīng)區(qū)中； (2)在反應(yīng)區(qū)內(nèi)，在碳基催化劑的存在下使乙醇通過(guò)脫水反應(yīng)轉(zhuǎn)化為富含乙烯的氣相低碳烴組分； (3)通過(guò)急冷分離，回收氣相乙烯組分。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(1)中的乙醇類原料為下述2種物質(zhì)的一種:乙醇、生物質(zhì)發(fā)酵未精餾乙醇。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中在反應(yīng)區(qū)中的反應(yīng)條件為固定床反應(yīng)器，壓力0.1-0.5MPa，溫度250-450° C，原料重量空速0.5-L 5小時(shí)'
4.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中的催化劑為碳基催化材料。
5.權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的乙醇的質(zhì)量百分含量大于99%;所述的生物質(zhì)發(fā)酵未精餾乙醇中，乙醇的質(zhì)量百分含量為85-90%，水的質(zhì)量百分含量為10-15%。
6.權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述的碳基催化材料的特點(diǎn)為:比表面積在350-600m2/g，總孔容在 0.8-2.0cmVgo
7.權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述碳基催化材料由下述方法所得:高比表面積>600m2/g、大孔容1.0cmVg的活性碳材料在硝酸溶液、硫酸、或者硝酸-硫酸的混合溶液中加熱處理1-6小時(shí)。`
【文檔編號(hào)】C07C11/04GK103833503SQ201210472621
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月20日
【發(fā)明者】曲彬 申請(qǐng)人:大連鑫五洲石油儀器有限公司