[发明专利]基于Fe基催化剂的丙烯生产方法

说明书

技术领域

本发明属于合成丙烯化合物领域，具体涉及一种由乙醇合成丙烯的方法。

背景技术

丙烯是基本化工原料，广泛应用于各种化学工业过程。目前，丙烯的生产是以石油资源为原料，通过石脑油热裂解、催化裂解、丙烷脱氢等反应过程中获得。这些过程成熟，并有广泛的工业应用。但是，原料皆依赖于为一次性、不可再生的化石原料。随着全球范围内化石能源的日益枯竭，开发以可再生原料为基础的丙烯生产技术具有战略意义。

本发明发现基于金属修饰催化剂的乙醇转化过程。相比传统的化石原料，乙醇（乙醇、甲醇）在原料供应、生产过程的二氧化碳排放方面具有明显的优势。因此，本发明开发以乙醇为原料的过程，以提供一条具有可持续性、全新的丙烯生产过程。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于金属修饰催化剂合成丙烯的方法。

本发明首先提供一种基于Fe基催化剂的丙烯生产方法，是在催化剂存在条件下以含乙醇原料转化生产丙烯，其中所述的催化剂是基于Fe基的催化剂。

优选的技术方案中上述本发明的丙烯生产方法中所述的基于Fe基的催化剂是Fe修饰的载体催化剂，其中的载体催化剂是ZSM-5分子筛、Al₂O₃或SiO₂-Al₂O₃。更为优选的，是所述的Fe与载体催化剂的质量比为3~20:100。

本发明所述的丙烯生产方法优选使用乙醇或含水乙醇为原料。其中的乙醇一般指99wt%以上的乙醇原料；含水乙醇优选使用乙醇含量85~90wt%乙醇-水混合物。

本发明所述的丙烯生产方法优选以固定床反应器进行，反应压力0.1~1.5MPa，反应温度400~700°C，原料重量空速0.1~3.0小时^-1。所述的反应压力优选0.1~0.5MPa。所述的反应温度优选410~600°C。

本发明所述的丙烯生产方法中，催化剂的制备方法是：按照预设的质量比，将载体催化剂浸入含有可溶性Fe盐的溶液中，浸渍处理1~3h，然后于100~130°C烘干，并于450~600°C下焙烧2~5小时。即得本发明所述的催化剂。

本发明发现基于金属修饰催化剂的乙醇转化过程。相比传统的化石原料，乙醇（乙醇、甲醇）在原料供应、生产过程的二氧化碳排放方面具有明显的优势。因此，本发明开发以乙醇为原料的过程，以提供一条具有可持续性、全新的丙烯生产过程。

具体实施方式

下面的实施例将对本发明予以进一步的说明，但并不因此而限制本发明。

实施例1

取100g SiO₂，充分研磨后，放入100ml含有23g硝酸铁的水溶液中浸渍1小时，120°C烘干后，500°C焙烧3h，制得催化剂A。

实施例2

取50gAl₂O₃，充分研磨后，放入100mL含有5g硝酸铁的水溶液中浸渍2小时，120°C烘干后，550°C焙烧3h，制得催化剂B。

实施例3

取Si/Al为40的100g ZSM-5分子筛，充分研磨后，放入100ml含有24g硝酸铁的水溶液中浸渍3小时，130°C烘干后，500°C焙烧3h，制得催化剂C。

实施例4

取100gAl₂O₃，充分研磨后，放入100ml含有30g氯化铁的水溶液中浸渍1小时，100°C烘干后，600°C焙烧3h，制得催化剂D。

实施例5

将催化剂筛分成40~60目，质量为20g，装填到不锈钢反应器中，反应温度为400~600°C，压力为0.1~0.5MPa，反应前将催化剂在N2气氛中510°C活化处理1h，然后降到反应温度后开始进样，乙醇原料经过预热（130~150°C）进入反应器，反应空速为0.5~3.0h^-1，反应条件和结果见表1。

表1含铁催化剂上乙醇制取丙烯的反应结果