[發(fā)明專利]生物乙醇一鍋法高效合成乙烯和1,3-丁二烯的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010135365.0
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111302885B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發(fā)明（設計）人: 高美香;肖加奇
• 申請（專利權）人: 齊魯工業(yè)大學
• 主分類號: C07C11/04
• 分類號: C07C11/04;C07C11/167;C07C1/24;C07C1/207;C07C7/00;B01J23/06;B01J23/20
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 王素平

本發(fā)明提供了一種生物乙醇一鍋法高效合成乙烯和1,3?丁二烯的方法，包括步驟：將催化劑裝入反應器中，通入乙醇原料，于200?400℃，0.1?1.0MPa壓力下，乙醇經催化反應得到混合產物，所得混合產物經分離得到乙烯和1,3?丁二烯，所述的催化劑為酸堿性的氧化物MgO、ZnO、ZrO₂、SiO₂、Al₂O₃、Ta₂O₅中的一種或者兩種以上的組合。本發(fā)明所用催化劑價廉易得、合成方法簡單、綠色環(huán)保，用于生物乙醇一鍋法制備乙烯和1，3?丁二烯具有環(huán)境友好、條件溫和、催化性能優(yōu)異等特點。本發(fā)明的方法，所得乙烯和1，3?丁二烯的選擇性達98％以上，且副產物單一，簡單易分離。

技術領域

本發(fā)明涉及一種生物乙醇一鍋法高效合成乙烯和1,3-丁二烯的方法，屬于化工生產技術領域。

背景技術

乙烯和1,3-丁二烯作為重要的有機化工原料，在工業(yè)上均有著廣泛的應用。乙烯是合成纖維、合成橡膠、合成塑料(聚乙烯及聚氯乙烯)的重要原料，在石油路線大規(guī)模生產乙烯之前，乙醇脫水路線是工業(yè)上獲得乙烯的主要方法。截止目前，巴西、印度、秘魯?shù)葞讉€國家仍有中小型規(guī)模的乙醇脫水裝置，目前主要通過輕油蒸汽熱裂解來生產乙烯。但是，近年來，隨著石油資源的日益匱乏和價格的上漲，以及環(huán)保的要求越來越高，需要開發(fā)新的替代路線來制備乙烯。

1,3-丁二烯是合成橡膠的重要單體，主要用于合成丁苯、丁腈、氯丁、順丁、丁吡以及聚丁二烯橡膠等。也可以用來生產環(huán)丁砜、丁二醇、己二醇、己二腈、尼龍-66等。其中，合成橡膠工業(yè)是1,3-丁二烯最重要的應用領域，其消費量占全球1,3-丁二烯消費總量的80％以上。目前，隨著汽車行業(yè)、國防軍事等行業(yè)的大量需求，合成橡膠工業(yè)的發(fā)展具有重要的工業(yè)價值和戰(zhàn)略意義，國內外市場1,3-丁二烯的需求量也在持續(xù)穩(wěn)定的增長，1,3-丁二烯的生產與消費引起了廣泛的關注。目前，工業(yè)上生產1,3-丁二烯的方法主要有兩種，一種是乙烯副產抽提法，以石腦油為原料裂解制乙烯在大量生產乙烯和丙烯的同時還可以副產得到C4餾分，從C4餾分中抽提得到1,3-丁二烯，該方法制備丁二烯，由于原料廉價，是目前1,3-丁二烯生產的主要方法；另一種是丁烯/丁烷脫氫法，以煉油廠的C4餾分為原料，通過脫氫生產1,3-丁二烯。但是丁烯/丁烷脫氫法制備丁二烯的原料來自煉油廠的C4餾分，乙烯副產抽提法的原料來源于石腦油裂解制乙烯的副產C4餾分，兩種制備方法原料的來源均依靠石油資源，因此石油資源對1,3-丁二烯的發(fā)展起到了很大的制約作用。然而，近些年隨著石油資源的日益緊缺，石油價格的不斷上漲，利用石油路線生產1,3-丁二烯的工藝過程勢必會受到影響，而具有戰(zhàn)略意義的合成橡膠工業(yè)的發(fā)展也必然會受到不利影響。

近些年來，生物乙醇技術得到了快速的發(fā)展，可以通過谷物、蔗糖、木薯等作物來制備乙醇，乙醇的來源逐漸豐富，為乙醇下游產品的發(fā)展帶來了強大的生命力。以可再生的生物乙醇替代煤、石油等不可再生資源作為一些重要的有機化工產品的生產原料，是一條有著重要價值的研究方向。如以乙醇為原料制乙醛、乙烯、乙酸乙酯，乙醇重整制氫，發(fā)展燃料乙醇以替代部分不可再生的能源等等，這些方面都有了廣泛的研究并取得了長足的進步。因此，發(fā)展非石油路線的雙烯烴生產工藝，尋找可再生的替代原料制備乙烯和1,3-丁二烯，具有重大意義。隨著生物乙醇的發(fā)展，乙醇成本的降低，乙醇制備乙烯或1,3-丁二烯的過程引起了人們的關注。