CN100500290C - 一种适用于乙醇脱水制乙烯的高效催化剂制备方法 - Google Patents
一种适用于乙醇脱水制乙烯的高效催化剂制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100500290C CN100500290C CNB2007100096822A CN200710009682A CN100500290C CN 100500290 C CN100500290 C CN 100500290C CN B2007100096822 A CNB2007100096822 A CN B2007100096822A CN 200710009682 A CN200710009682 A CN 200710009682A CN 100500290 C CN100500290 C CN 100500290C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ethanol
- catalyst
- dehydration
- ethylene
- hzsm
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明涉及一种适用于乙醇脱水制备乙烯的催化剂制备方法,特别是低浓度乙醇流化床脱水制备乙烯的高效催化剂制备方法。特征是在质量分数为3.7%的H3PO4中,加入偏钒酸铵,使P/V的原子数比为7.5,再加入HZSM-5,室温下搅拌3~4h,使HZSM-5表面上负载有V、P。反应物于110~150℃下烘干,在260~380℃下焙烧3h,即得催化剂产品。利用本发明所述的催化剂,流化床反应器中,液体乙醇通过反应器的底部汽化进入催化剂层中,乙醇在反应器中的转化率达到96.9%,乙烯的选择性达到96.5%。反应过程温度低、催化选择性高、寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于乙醇脱水制备乙烯的催化剂制备方法,特别是低浓度乙醇流化床脱水制备乙烯的高效催化剂制备方法。
背景技术
第一次世界大战前,欧洲开发了固定床乙醇脱水制乙烯工艺,并在许多国家进行工业化。随着石油和天然气等烃类热裂解生产乙烯的工艺技术的成熟,烃类热裂解很快就取代了乙醇脱水的工艺。近几年,国际市场油价连续攀升,而自2006年以来,国际市场油价已多次刷新历史最高纪录,多次越过每桶80美元的高限。原油价格的暴涨,裂解法乙烯的生产成本急剧上升,石油烃生产的乙烯销售价大体每吨在800-1100美元。我国是一个矿物能源十分短缺的国家,已探明的原油储量仅占世界储量的2.4%。能源短缺已经成为制约我国经济发展的重要因素之一。2004年我国进口原油和成品油达到1.4亿吨,对外依存度超过40%。从长远来看,我们只有通过节约能源、开发新的可再生替代能源才能保障能源安全。
而随着国内外专家对生物可再生能源的研究和发展,可再生能源中的生物质能源,特别是生物乙醇所占比重越来越大,它不仅可作为化石能源的一种替代,而且为乙醇脱水制取乙烯提供了充足的原料,具有环境友好、可再生和资源十分丰富的优势。如果乙醇原料价格控制在每吨3000元以下,加上其他生产成本,每吨乙烯成本价可维持在700-800美元,因此乙醇生产乙烯的路线再次引起各国的重视,研究与开发新型的催化剂也成为国际研究的热点。
乙醇脱水制乙烯过程所涉及的催化剂有:白土、活性氧化铝、氧化钍、氧化硅、磷酸、硫酸、氧化锆、磷酸钙、铝酸锌、沸石、Al2O3/SiO2、Al2O3/Cr2O3、Al2O3-MgO/SiO2、MgO-Al2O3、CdO等。国内外目前均在开发分子筛类型催化剂以降低反应温度,如用分子筛催化剂取代活性氧化铝/磷酸催化剂,其中ZSM-5沸石分子筛,由于它的高比表面积、择形催化性能、独特的表面酸性,是目前研究的热点。对ZSM-5分子筛的酸性质及孔结构的调节可通过添加助剂、表面修饰以及水热处理等方法进行,其中以离子交换改性为主要手段。Mao R L V.等对ZSM-5催化剂的脱水性能进行了深入研究,合成了各种不同硅铝比的ZSM-5催化剂,在400-800℃间用水蒸气活化处理,并通过直接负载或浸渍锌锰镧锶离子等,可适用于浓度很低的生物乙醇(体积分数2%-10%),另外将CF3SO3H(TFA)掺入到HZSM上后,使反应温度可降到175-225℃。Uytterhoeven等、Jacobs等对ZSM系列分子筛的脱水性能进行了研究,制备了可适用于无水乙醇和有水乙醇脱水反应的催化剂。但分子筛催化剂的工业应用报道尚很少,仅见中石化四川维尼纶厂有关于分子筛催化脱水的工业应用报道。
开发反应温度低、催化选择性高、寿命长、适合低浓度乙醇脱水和流化床反应器的催化剂是目前催化剂发展的一个重要研究方向。
发明内容
本发明的目的是提供一种反应温度低、催化选择性高、寿命长适合低浓度乙醇脱水和适合流化床反应器的高效催化剂。其主要特征是在质量分数为3.7%的H3PO4中,加入偏钒酸铵,使P/V=7.5(原子数),再加入HZSM-5(Si/Al=25),室温下搅拌3~4h,使HZSM-5表面上负载有V、P。生成物于110~150℃下烘干,在260~380℃下焙烧3h,即得催化剂产品。
本发明所述的H3PO4、偏钒酸铵、HZSM-5用量比为7~15mL∶0.035g~0.075g∶4~10g.
利用本发明所述的催化剂,流化床反应器中,液体乙醇通过反应器的底部汽化进入催化剂层中,乙醇在反应器中的转化率达到96.9%,乙烯的选择性达到96.5%。反应过程温度低、催化选择性高、寿命长。
下面结合具体的实施例对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
实施例1
取100mL质量分数为3.7%的H3PO4放置于装有温度计、搅拌器烧瓶中,加入0.5克的偏钒酸铵粉末,搅拌使其充分溶解混合,再加入Si/Al=25的HZSM-550克,室温下搅拌3h进行表面负载反应。反应结束后,控制110℃进行烘干,在320℃下焙烧3h,即得到本发明所述的适用于乙醇脱水制乙烯的催化剂。
利用本实施例制备的催化剂,乙醇在流化床反应器中的转化率达到97.9%,乙烯的选择性达到96.8%。
实施例2
取100mL质量分数为3.7%的H3PO4放置于装有温度计、搅拌器烧瓶中,加入0.5克的偏钒酸铵粉末,搅拌使其充分溶解混合,再加入Si/Al=25的HZSM-550克,室温下搅拌3.5h进行表面负载反应。反应结束后,控制150℃进行烘干,在260℃下焙烧3h,即得到本发明所述的适用于乙醇脱水制乙烯的催化剂。
利用本实施例制备的催化剂,乙醇在流化床反应器中的转化率达到96.9%,乙烯的选择性达到97.2%。
实施例3
取100mL质量分数为3.7%的H3PO4放置于装有温度计、搅拌器烧瓶中,加入0.5克的偏钒酸铵粉末,搅拌使其充分溶解混合,再加入Si/Al=25的HZSM-550克,室温下搅拌4h进行表面负载反应。反应结束后,控制130℃进行烘干,在300℃下焙烧3h,即得到本发明所述的适用于乙醇脱水制乙烯的催化剂。
利用本实施例制备的催化剂,乙醇在流化床反应器中的转化率达到98.3%,乙烯的选择性达到96.7%。
Claims (5)
1、一种适用于乙醇脱水制乙烯的高效催化剂制备方法,其特征是在质量分数为3.7%的H3PO4中,加入偏钒酸铵,再加入HZSM-5,室温下搅拌3~4h,经反应后的生成物进行烘干、焙烧,其中H3PO4、偏钒酸铵、HZSM-5用量比为7~15mL:0.035g~0.075g∶4~10g。
2、根据权利要求1所述的适用于乙醇脱水制乙烯的高效催化剂制备方法,其特征是所用的HZSM-5分子筛的Si/Al=25。
3、根据权利要求1所述的适用于乙醇脱水制乙烯的高效催化剂制备方法,其特征是生成物于110~150℃下烘干。
4、根据权利要求1所述的适用于乙醇脱水制乙烯的高效催化剂制备方法,其特征是生成物在260~380℃下焙烧3h。
5、根据权利要求1所述的适用于乙醇脱水制乙烯的高效催化剂制备方法,其特征是加入偏钒酸铵后,使P/V原子数比为7.5。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB2007100096822A CN100500290C (zh) | 2007-10-22 | 2007-10-22 | 一种适用于乙醇脱水制乙烯的高效催化剂制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB2007100096822A CN100500290C (zh) | 2007-10-22 | 2007-10-22 | 一种适用于乙醇脱水制乙烯的高效催化剂制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101143336A CN101143336A (zh) | 2008-03-19 |
CN100500290C true CN100500290C (zh) | 2009-06-17 |
Family
ID=39206171
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNB2007100096822A Expired - Fee Related CN100500290C (zh) | 2007-10-22 | 2007-10-22 | 一种适用于乙醇脱水制乙烯的高效催化剂制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN100500290C (zh) |
-
2007
- 2007-10-22 CN CNB2007100096822A patent/CN100500290C/zh not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
BZMS-5分子筛催化剂乙醇脱水制乙醚. 王文国等.福建师范大学学报(自然科学版),第13卷第1期. 1997 |
BZMS-5分子筛催化剂乙醇脱水制乙醚. 王文国等.福建师范大学学报(自然科学版),第13卷第1期. 1997 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101143336A (zh) | 2008-03-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101491772A (zh) | 用于石脑油催化裂解的催化剂 | |
CN102838131B (zh) | Sapo-34分子筛及其制备方法 | |
CN102557073A (zh) | 制备sapo-34分子筛的方法、sapo-34分子筛及其应用 | |
CN101429085B (zh) | 制备丙烯、乙烯轻烯烃的方法 | |
JP2014516769A (ja) | バイオマスを液体燃料と化学品に熱触媒変換するための改良された触媒 | |
CN101412932B (zh) | 一种制取甲醇合成气的耐硫变换工艺 | |
CN101279284B (zh) | 催化裂解制乙烯丙烯的催化剂 | |
CN101844087B (zh) | 一种甲醇转化制丙烯催化剂的制备方法 | |
CN101274285A (zh) | 乙醇催化脱水制乙烯 | |
CN101347746B (zh) | 用于石脑油催化裂解制烯烃的催化剂 | |
CN110511776A (zh) | 一种生物质热解生产生物汽柴油的装置以及方法 | |
CN103897753B (zh) | 一种介孔分子筛制备生物航空燃油的方法 | |
CN101659588A (zh) | 一种乙醇脱水制乙烯和催化裂化的组合工艺方法及装置 | |
CN105602612B (zh) | 一种利用高温气冷堆对生物原油进行加氢精制的方法 | |
CN101579638B (zh) | 一种乙醇脱水制乙烯用催化剂及其制备方法 | |
CN100500290C (zh) | 一种适用于乙醇脱水制乙烯的高效催化剂制备方法 | |
CN101564696A (zh) | 一种由乙醇一步法制芳烃的反应工艺及催化剂 | |
CN101428233B (zh) | 用于催化裂解的催化剂 | |
CN103289724B (zh) | 一种甲醇缩聚制备烷基化汽油的方法 | |
CN106975514A (zh) | 一种改性工业石油裂解催化剂、制法及其应用 | |
WO2015020827A1 (en) | Catalysts for thermo-catalytic conversion of biomass, and methods of making and using | |
CN101683621A (zh) | 用于固定床催化裂解制低碳烯烃的催化剂 | |
CN112457874A (zh) | 按原料类型的多区分区耦合床层控制多级催化裂解的方法 | |
CN101348408A (zh) | 制乙烯丙烯的石脑油催化裂解方法 | |
CN110404579A (zh) | 含氧化合物选择性加氢脱氧催化剂及其制备方法和应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090617 Termination date: 20161022 |