一種超臨界相中合成乙醇的方法
2023-05-05 16:07:41
專利名稱：一種超臨界相中合成乙醇的方法
技術領域：
本發明屬於乙醇的合成方法，具體地說，涉及一種超臨界相中合成乙醇的方法。
乙醇是重要的有機溶劑和基本化工原料，用於製造乙醛，丁二烯，乙胺等並衍生出醫藥、染料、塗料、香料、洗滌劑、合成橡膠和農藥等產品的許多中間體。當前，乙醇可由糧食發酵法和乙烯水合法製得。根據我國國情，由煤炭或天然氣出發，通過合成氣，間接製取以乙醇為主的C2含氧化合物，是一條理想的潛在工藝路線。關於這一過程，國內外已進行了長時間的研究，其中中科院大連化學物理研究所研製的以合成氣為原料的銠基催化劑合成乙醇，已完成了30噸/年的中試實驗，在反應溫度為312℃，反應壓力為8.2MPa，合成氣空速為16000h-1條件下進行反應，結果表明，Rh/SiO2催化劑在製得含氧化合物中乙醇含量較低。
本發明的發明目的是提供一種生成物的含氧化合物中乙醇含量高的合成氣合成乙醇的方法。
本發明的主要技術特徵在於把反應條件控制在超臨界相中進行反應。
超臨界流體是對比溫度和對比壓力大於1的流體。這種流體具有許多獨特的性質，如密度介於氣體和液體之間、具有很強的溶解性、較大的擴散係數以及較小的粘度等，而且這些性質可隨溫度或壓力的微小變化產生較大改變，能夠實現對體系傳質、傳熱性質進行方便的調節。目前，國內外研究的超臨界技術用於催化反應有正已烯的異構化、甲苯脫氫、甲烷異構化、F-T合成和甲醇的合成等。其結果表明超臨界流體能夠影響反應的速率常數、熱力學平衡甚至反應機理，從而影響反應的轉化率和目的產物的選擇性。另外，超臨界流體還能延緩催化劑的失活速度，提高催化劑的穩定性，本發明就是利用了超臨界流體的這些特性來抑制合成C2含氧化合物的過程中烷烴的生成，使產物的含氧化合物中的乙醇含量增高，達到發明的目的。
本發明的合成方法是採用Rh-Mn/SiO2催化劑，以合成氣為原料，在超臨界相中進行合成。
如上所述的Rh-Mn/SiO2催化劑是中國科學院大連化物所研製的工業化催化劑。
如上所述選用的超臨界反應介質可以是C6-C11的正構烷烴，C6-C14的異構烷烴，環戊烷，環已烷及其支鏈衍生物等。
如上所述的超臨界相是超臨界介質與合成氣的摩爾比是(0.3-5)∶1，原料氣空速1.500-20.000h-1，反應溫度根據所選用的超臨界介質的臨界溫度來確定，一般為介質臨界溫度的1.0-1.5倍，反應壓力是所選用超臨界介質臨界壓力的1.0-1.5倍。
如上所述的合成氣是煤基合成氣或天然氣。
本發明與現有技術相比具有如下優點1．生成副產品少，含氧化合物的碳數選擇性由氣相反應的20-30％，提高50％左右。
2．利用現有的反應流程和催化劑，僅僅改變反應器耐壓強度和操作條件。
3．尾氣中烷烴等惰性組分明顯減少，用於循環反應，大幅度降低了操作能耗。
實施例1採用上述催化劑經純H2於350℃還原後，降溫320℃，並同時通入合成氣和超臨界反應介質正庚烷，反應介質和反應物的摩爾比為1，保持反應壓力為6.0MPa(P/Pc=1.11)，反應溫度為320℃(T/Tc=1.09)合成氣空速為3000h-1。每4小時取反應產物分析。結果如下
實施例2反應前催化劑的處理條件如[實施例1]，以環已烷為超臨界反應介質，反應介質和反應物的摩爾比為1.5，反應壓力7.0MPa，(P/Pc=1)反應溫度300℃(T/Tc=1.02)，合成氣空速為3000h-1。每4小時取反應產物分析，結果如下表
實施例3反應前催化劑處理條件如[實施例1]，以正已烷為超臨界反應介質，反應介質和反應物的摩爾比為2，反應壓力為9.0MPa(P/Pc=1.11)，反應溫度320℃(T/Tc=1.18)，合成氣空速為750h-1，每4小時取反應產物進行分析，結果如下表
實施例4反應前催化劑處理條件如[實施例1]，以正辛烷為超臨界反應介質，反應介質和反應物的摩爾比為1，反應壓力6.0MPa(P/Pc=1.25)反應溫度300℃(T/Tc=1.01)合成氣空速為3000h-1。每4小時取反應物進行分析，結果如下表
權利要求
1．一種超臨界相中合成乙醇的方法，其特徵在於採用Rh-Mn/SiO2催化劑，以合成氣為原料，在超臨界相中進行合成。
2．如權利要求1所述的一種超臨界相中合成乙醇的方法，其特徵在於所述的超臨界反應介質是C6-C11的正構烷烴，C6-C14的異構烷烴，環戊烷，環己烷及其支鏈衍生物。
3．如權利要求1所述的一種超臨界相中合成乙醇的方法，其特徵在於所述的超臨界相是超臨界介質與合成氣的摩爾比是0.3-5∶1，原料氣空速1.500-20.000h-1反應溫度是超臨界介質臨界溫度的1.0-1.5倍，反應壓力是超臨界介質臨界壓力的1.0-1.5倍。
4．如權利要求1所述的一種超臨界相中合成乙醇的方法，其特徵在於所述的合成氣是煤基合成氣或天然氣。
全文摘要
一種超臨界相中合成乙醇的方法是採用Rh－Mn/SiO
文檔編號C07C29/48GK1295056SQ9912128
公開日2001年5月16日 申請日期1999年11月4日 優先權日1999年11月4日
發明者孫予罕, 王秀芝, 常傑, 魏偉, 陳小平, 任傑 申請人:中國科學院山西煤炭化學研究所