天然氣化工(C1化學(xué)與化工)013年第38卷乙醇制乙烯技術(shù)研究張華西,趙國(guó)強(qiáng),陳曉華,蔣貴仲(西南化工研究設(shè)計(jì)院有限公司工業(yè)排放氣綜合利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川成都610225)摘要:以新型的金屬改良氧化鋁(y氧化鋁M)為催化劑研究乙醇脫水制備乙烯技術(shù)。在360℃、乙醇液體空速2h工藝條件下,乙醇的單程轉(zhuǎn)化率>98%,乙烯的選擇性>98%,乙烯收率>96%。進(jìn)行了100h壽命實(shí)驗(yàn),催化劑活性和選擇性保持良好關(guān)鍵詞:乙醇脫水;乙烯;技術(shù)研究;催化劑中圖分類號(hào):TQ2l211Q231:0Q426文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào):10019219(2013)0562-02乙烯作為最重要的基本有機(jī)化工原料之一和1實(shí)驗(yàn)部分石油化工的龍頭產(chǎn)品,被稱為“石油化工之母”,其工業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模、產(chǎn)量和技術(shù)與水平已成為一個(gè)國(guó)11實(shí)驗(yàn)原料家化學(xué)工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷乙醇,工業(yè)品,≥95%;y-氧化鋁,工業(yè)品,≥發(fā)展,我國(guó)已經(jīng)成為能源與資源的需求大國(guó),特別99%;助劑金屬M(fèi),分析純,≥99%12實(shí)驗(yàn)儀器是我國(guó)乙烯的需求量近10多年來(lái)以平均每年20%的高速度增長(zhǎng),而乙烯及其下游衍生物的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)單管固定床反應(yīng)器,穩(wěn)壓閥氣體質(zhì)量流量計(jì),的滿足率平均不到50%。現(xiàn)階段我國(guó)石油乙烯工業(yè)水洗罐、堿洗罐,平流泵,鉑電阻溫度計(jì),DCS控制是受國(guó)際油價(jià)影響,原料短缺;二是國(guó)內(nèi)乙烯生系統(tǒng),安捷倫7820氣相色譜儀。產(chǎn)能力不足,造成了以乙烯為原料的下游產(chǎn)品的大13催化劑制備量進(jìn)口。2013年我國(guó)乙烯當(dāng)量需求預(yù)計(jì)約為3400取粒徑為3mm的y氧化鋁球,浸漬質(zhì)量分?jǐn)?shù)萬(wàn)t,而產(chǎn)量預(yù)計(jì)僅有1700萬(wàn)t,缺口巨大。0.3%的金屬M(fèi),放入干燥箱90℃干燥2h,再120℃乙烯生產(chǎn)有以下幾條路線:(1)通過(guò)輕質(zhì)油、乙烘2h,然后置于馬弗爐中升溫至500℃焙燒2h即烷、丙烷等裂解生產(chǎn)乙烯;(2)以甲醇為原料通過(guò)得所需催化劑。14工藝試驗(yàn)MTO的方法制乙烯;(3)以乙醇為原料通過(guò)催化脫水制乙烯。目前,大部分乙烯是通過(guò)輕質(zhì)油等石油衍乙醇脫水制乙烯工藝流程示意圖如圖1。反應(yīng)生物生產(chǎn)的,但石油是不可再生資源,已漸趨枯竭,原料液乙醇經(jīng)計(jì)量泵計(jì)量后,經(jīng)汽化閥進(jìn)入內(nèi)裝因而利用可再生的生物質(zhì)乙醇制取乙烯是一個(gè)必10mL的金屬M(fèi)改性的y氧化鋁催化劑的100mL然的趨勢(shì)符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。尤其是隨著生物固定床反應(yīng)器,在360℃、液體空速2h條件下進(jìn)行技術(shù)的快速發(fā)展以及非糧生物乙醇制備技術(shù)的突反應(yīng),反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)水洗罐去掉副產(chǎn)物乙醚等部分水破將使得乙醇來(lái)源日趨廣泛原料成本也將趨于溶物或易凝物,然后進(jìn)入堿洗塔,洗滌除去CO2等酸性氣體得到產(chǎn)品氣乙烯。產(chǎn)物用氣相色譜分析。合理,這必將有利于乙醇制乙烯技術(shù)的推廣目前,乙醇制乙烯與石油乙烯相比經(jīng)濟(jì)性上尚有欠缺,但其規(guī)模靈活,投資省,原料儲(chǔ)運(yùn)方便,在特定的場(chǎng)合具有一定的適用性。本研究開發(fā)了新型的乙醇制乙烯催化劑及相應(yīng)的工藝技術(shù)。反應(yīng)器堿洗罐乙特罈計(jì)量泉汽化閥中國(guó)煤化工收稿日期:201305-13;作者簡(jiǎn)介:張華西(1977),男,博土,高CNMH圖級(jí)工程師,電話02885964943,電郵 hezhang9805@163c0m第5期張華西等:乙醇制乙烯技術(shù)研究632結(jié)果與討論2.1轉(zhuǎn)化率、選擇性和產(chǎn)品質(zhì)量98.5GC分析結(jié)果(圖2)表明,反應(yīng)產(chǎn)物除了產(chǎn)品乙jz-juiesiy烯外,還有副產(chǎn)物甲烷、乙烷、乙醚、丙烯、2-丁烯、異97.5丁烯和1,3-丁二烯等生成。96.095.5selectivityCHCH(. CH cIt-cuCuCnCu9I-CHCH(H.95001002003004005006007008009001000時(shí)間/hCHCH-CI. CIICII-ClICIL圖4反應(yīng)時(shí)間對(duì)乙烯選擇性的影響N圖2乙醇制乙烯產(chǎn)物Gc圖反應(yīng)粗產(chǎn)物先用水洗除去副產(chǎn)物乙醚和未反970嚴(yán)應(yīng)的乙醇等水溶物和易凝物后進(jìn)入堿洗塔,洗滌掉96CO2等酸性氣體,得到產(chǎn)品氣乙烯質(zhì)量分?jǐn)?shù)>9%。要得到更高純度的產(chǎn)品則需要進(jìn)行深冷分離。乙醇950的單程轉(zhuǎn)化率>98%,乙烯的選擇性>98%,乙烯收01002003004005006007008009001000時(shí)間/h率>96%圖5反應(yīng)時(shí)間對(duì)乙烯收率的影響22壽命實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了100h壽命實(shí)驗(yàn),結(jié)果如圖3-圖5所3結(jié)論示結(jié)果表明考察期內(nèi)乙烯的選擇性>98%,乙醇單采用新型自制y氧化鋁M催化劑進(jìn)行乙醇脫程轉(zhuǎn)化率>98%收率>96%催化劑活性保持良好水制乙烯工藝技術(shù)研究,在360℃、乙醇液體空速2h9: HIIIIIIIIIIIT條件下,乙醇的單程轉(zhuǎn)化率>98%,乙烯的選擇性>98%,乙烯收率>96%。在1000h的壽命實(shí)驗(yàn)期內(nèi),催化劑活性保持良好具有較好的工業(yè)應(yīng)用前景。597.5參考文獻(xiàn)[]顧志華.乙醇制乙烯技術(shù)現(xiàn)狀及展望門化工進(jìn)展,2006,lTTUTIII25(8:847-8512]古共偉積極發(fā)展石油替代化學(xué)品技術(shù)門天然氣化工1002003004005006007008009001000(Cl化學(xué)與化工)2007,32(5:51-57時(shí)間h3] agenor二氧化碳微藻轉(zhuǎn)化合成乙醇技術(shù)門天然氣化圖3反應(yīng)時(shí)間對(duì)乙醇轉(zhuǎn)化率的影響工(C化學(xué)與化工)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中國(guó)煤化工 y and selectivitycould be well maintained in the 1000 hours life testCNMHGKey words: ethanol dehydration; ethylene; process research; catalyst