[发明专利]一种联合烃类催化转化从乙醇生产乙烯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从乙醇生产乙烯的方法，更具体地说，本发明属于一种联合烃类催化转化从乙醇生产乙烯的方法。

背景技术

人类刚刚进入21世纪，全球石油的供需矛盾日益突出。随着各种石油石化产品需求量的增加，市场上原油价格持续走高。这种形势导致了以石油石化产品为原料的重要化工产品低碳烯烃(特别是乙烯、丙烯)、低分子醚(如二甲醚、乙醚等)的市场价格高居不下。因此，寻找其它替代原料如农林副产乙醇、由天然气或煤制得的甲醇生产低碳烯烃、低分子醚成为解决问题的一种选择。

从乙醇制备乙烯的方法是在合适的催化剂作用下，在140～400℃温度范围内发生脱水反应：CH₃CH₂OH→CH₂＝CH₂+H₂O。上世纪80年代初，印度和巴西建立了工业规模乙醇转化生产乙烯的装置，以硅-铝为催化剂，先后采用了固定床、流化床反应器形式。为了维持热平衡，在催化剂再生时要附加一部分燃料。

US6,441,261公开的方法是在在较高压力下，在磷铝硅分子筛催化剂上将含氧化合物(甲醇等)转化成低碳烯烃乙烯和丙烯。

US6,303,839和US5,914,433将含氧化合物(甲醇等)转化成低碳烯烃，将其中的丙烯和/或丁烯分馏出来进行裂化，从而提高乙烯和丙烯的产率。虽然上述方法也采用流化床操作，但是从其实施例数据来看，焦炭产率仅2％。焦炭产率低，系统热平衡难以维系，一般需要外部热量供应。

US6,049,017通过将含有碳4组分的产物分离并在非分子筛催化剂上转化成乙烯和丙烯的方法来增产低碳烯烃，该方法可用于催化裂化或甲醇脱水生产乙烯和丙烯工艺过程。

US4,148,835采用择型及其改性分子筛催化剂将醇类(特别是甲醇)转化成主要含低碳烯烃的产物，该专利没有提及工艺方法。

乙醇的脱水反应为吸热反应，需要在一定温度下完成。反应过程中虽然有结焦现象，但焦炭量不足以维持工艺过程的热量平衡。综上所述，现有技术均采用预热原料或外供燃料的方式提供热量，使得工艺过于复杂或能耗过高。

发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上提供一种联合烃类催化转化从乙醇生产乙烯的方法。

本发明提供的联合烃类催化转化从乙醇生产乙烯的方法包括下列步骤：

(1)、乙醇原料与含Y型沸石的催化剂接触，反应物流经分离得到积炭催化剂和目的产物乙烯；

(2)、烃类原料与含Y型沸石的催化剂接触，反应物流经分离得到待生催化剂和反应油气，油气进一步分离得到气体、汽油等产品；

(3)、步骤(1)的积炭催化剂部分或全部、步骤(2)的待生催化剂全部或部分进入再生器进行烧焦再生，再生催化剂分为两部分，其中一部分返回步骤(2)，另一部分冷却后返回步骤(1)。

本发明所述乙醇原料中乙醇的含量为50-100重％优选70-100重％更优选90-100重％，可以含有少量杂质如水、甲醇等。

所述烃类原料选自C4+烃类、原油、汽油、柴油、减压瓦斯油、焦化瓦斯油、脱沥青油、加氢尾油、常压渣油、减压渣油中的一种或一种以上的混合物，优选减压瓦斯油、焦化瓦斯油、脱沥青油、加氢尾油、常压渣油、减压渣油中的一种或一种以上的混合物。

所述含Y系列沸石的催化剂可以是不含无机氧化物和粘土的Y系列沸石和任选的其它分子筛，其中其它分子筛与Y系列沸石的重量比为0-10；优选含无机氧化物、粘土、Y系列沸石、任选的其它分子筛，其中其它分子筛与Y系列沸石的重量比为0-10，其它分子筛与Y系列沸石之和占催化剂总重量的10-60重％。

其中Y系列沸石包括Y型及其衍生或改性沸石，选自Y、HY、REY、REHY、USY、REUSY中的一种或一种以上的混合物。

所述其它分子筛选自中孔沸石、Beta沸石、SAPO分子筛中的一种或几种。

中孔沸石包括ZRP系列(稀土改性)、ZSP系列(铁改性)、ZSM系列沸石及其衍生或改性沸石，有关ZRP更为详尽的描述参见US5,232,675，ZSM系列沸石选自ZSM-5、ZSM-11、ZSM-12、ZSM-22、ZSM-23、ZSM-35、ZSM-38、ZSM-48和其它类似结构的沸石之中的一种或一种以上的混合物，有关ZSM-5更为详尽的描述参见US3,702,886。