乙醇制乙烯技术研究

天然气化工(C1化学与化工)013年第38卷乙醇制乙烯技术研究张华西,赵国强,陈晓华,蒋贵仲(西南化工研究设计院有限公司工业排放气综合利用国家重点实验室,四川成都610225)摘要:以新型的金属改良氧化铝(y氧化铝M)为催化剂研究乙醇脱水制备乙烯技术。在360℃、乙醇液体空速2h工艺条件下,乙醇的单程转化率>98%,乙烯的选择性>98%,乙烯收率>96%。进行了100h寿命实验,催化剂活性和选择性保持良好关键词:乙醇脱水;乙烯;技术研究;催化剂中图分类号:TQ2l211Q231:0Q426文献标识码A文章编号:10019219(2013)0562-02乙烯作为最重要的基本有机化工原料之一和1实验部分石油化工的龙头产品,被称为“石油化工之母”,其工业生产的规模、产量和技术与水平已成为一个国11实验原料家化学工业发展水平的重要标志。随着经济的不断乙醇,工业品,≥95%;y-氧化铝,工业品,≥发展,我国已经成为能源与资源的需求大国,特别99%;助剂金属M,分析纯,≥99%12实验仪器是我国乙烯的需求量近10多年来以平均每年20%的高速度增长,而乙烯及其下游衍生物的国内市场单管固定床反应器,稳压阀气体质量流量计,的满足率平均不到50%。现阶段我国石油乙烯工业水洗罐、碱洗罐,平流泵,铂电阻温度计,DCS控制是受国际油价影响,原料短缺;二是国内乙烯生系统,安捷伦7820气相色谱仪。产能力不足,造成了以乙烯为原料的下游产品的大13催化剂制备量进口。2013年我国乙烯当量需求预计约为3400取粒径为3mm的y氧化铝球,浸渍质量分数万t,而产量预计仅有1700万t,缺口巨大。0.3%的金属M,放入干燥箱90℃干燥2h,再120℃乙烯生产有以下几条路线:(1)通过轻质油、乙烘2h,然后置于马弗炉中升温至500℃焙烧2h即烷、丙烷等裂解生产乙烯;(2)以甲醇为原料通过得所需催化剂。14工艺试验MTO的方法制乙烯;(3)以乙醇为原料通过催化脱水制乙烯。目前,大部分乙烯是通过轻质油等石油衍乙醇脱水制乙烯工艺流程示意图如图1。反应生物生产的,但石油是不可再生资源,已渐趋枯竭,原料液乙醇经计量泵计量后,经汽化阀进入内装因而利用可再生的生物质乙醇制取乙烯是一个必10mL的金属M改性的y氧化铝催化剂的100mL然的趋势符合可持续发展战略。尤其是随着生物固定床反应器,在360℃、液体空速2h条件下进行技术的快速发展以及非粮生物乙醇制备技术的突反应,反应产物经水洗罐去掉副产物乙醚等部分水破将使得乙醇来源日趋广泛原料成本也将趋于溶物或易凝物,然后进入碱洗塔,洗涤除去CO2等酸性气体得到产品气乙烯。产物用气相色谱分析。合理,这必将有利于乙醇制乙烯技术的推广目前,乙醇制乙烯与石油乙烯相比经济性上尚有欠缺,但其规模灵活,投资省,原料储运方便,在特定的场合具有一定的适用性。本研究开发了新型的乙醇制乙烯催化剂及相应的工艺技术。反应器碱洗罐乙特罈计量泉汽化阀中国煤化工收稿日期:201305-13;作者简介:张华西(1977),男,博土,高CNMH图级工程师,电话02885964943,电邮 hezhang9805@163c0m第5期张华西等:乙醇制乙烯技术研究632结果与讨论2.1转化率、选择性和产品质量98.5GC分析结果(图2)表明,反应产物除了产品乙jz-juiesiy烯外,还有副产物甲烷、乙烷、乙醚、丙烯、2-丁烯、异97.5丁烯和1,3-丁二烯等生成。96.095.5selectivityCHCH(. CH cIt-cuCuCnCu9I-CHCH(H.95001002003004005006007008009001000时间/hCHCH-CI. CIICII-ClICIL图4反应时间对乙烯选择性的影响N图2乙醇制乙烯产物Gc图反应粗产物先用水洗除去副产物乙醚和未反970严应的乙醇等水溶物和易凝物后进入碱洗塔,洗涤掉96CO2等酸性气体,得到产品气乙烯质量分数>9%。要得到更高纯度的产品则需要进行深冷分离。乙醇950的单程转化率>98%,乙烯的选择性>98%,乙烯收01002003004005006007008009001000时间/h率>96%图5反应时间对乙烯收率的影响22寿命实验进行了100h寿命实验,结果如图3-图5所3结论示结果表明考察期内乙烯的选择性>98%,乙醇单采用新型自制y氧化铝M催化剂进行乙醇脱程转化率>98%收率>96%催化剂活性保持良好水制乙烯工艺技术研究,在360℃、乙醇液体空速2h9: HIIIIIIIIIIIT条件下,乙醇的单程转化率>98%,乙烯的选择性>98%,乙烯收率>96%。在1000h的寿命实验期内,催化剂活性保持良好具有较好的工业应用前景。597.5参考文献[]顾志华.乙醇制乙烯技术现状及展望门化工进展,2006,lTTUTIII25(8:847-8512]古共伟积极发展石油替代化学品技术门天然气化工1002003004005006007008009001000(Cl化学与化工)2007,32(5:51-57时间h3] agenor二氧化碳微藻转化合成乙醇技术门天然气化图3反应时间对乙醇转化率的影响工(C化学与化工)2012,37(4:24Research of a process for production of ethylene from ethanolZHANG Hua-xi, ZHAO Guo-qiang, CHEN Xiao huG, JIANG Gui-zhong(State Key lory of Industrial Vent Gas Reuse, the Southwest Research Institute of Chemical Industry Co, Ltd, Chengdu610225, China)Abstract: A process for production of ethylene from ethanol using a novel metal modified alumina (y-Al OyM)as catalyst waresearched. Under the operation conditions of 360C and ethanol liquid space velocity of 2h the once-through conversion of ethanol,the selectivity to ethylene and the yield of ethylene were above 98%, 98%and 96中国煤化工 y and selectivitycould be well maintained in the 1000 hours life testCNMHGKey words: ethanol dehydration; ethylene; process research; catalyst