一种乙炔加氢制备乙烯浆态床的液相溶剂及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及乙烯的工业生产领域，具体涉及一种乙炔加氢制备乙烯浆态床的液相 溶剂。
【背景技术】
[0002] 随着石油资源日益枯竭，发展煤化工为原料的化工过程成为替代石油化工路线的 重要过程，得到广泛关注，并取得快速发展。
[0003] 乙烯是石油化工中最重要的基础原料，被称为"石化工业之母"。广泛用于塑料、 润滑油、聚合物以及一些中间体，目前主要由石油或低碳烷烃通过裂解制取。在煤化工技术 中，以煤为原料通过电石工艺制取乙炔，已广泛应用，以乙炔为原料，在选择性加氢催化剂 作用下，通过加氢制备乙烯产品，可进一步拓展煤化工路线。且近些年来乙炔主要的下游产 品聚氯乙烯（PVC)已经供大于求，PVC产业利润不高，急需拓展乙炔下游产品产业链；而乙 烯下游产品聚乙烯价格随石油价格波动很大，且其他下游产品如乙二醇，丁二醇、丙烯酸、 聚乙烯醇等也有很好的经济价值。因此，开发乙炔加氢制乙烯的新工艺技术可以为乙烯工 业提供一种新原料来源，并降低乙烯对石油资源的依赖程度及乙烯生产成本，具有广阔的 应用前景。
[0004] 虽然乙炔选择加氢是当前的关注热点，但其研究内容主要应用于除去石油烃裂解 制备乙烯工艺过程中微量的乙炔（0. 01~5体积％ )，而对于专门以高浓度乙炔为原料的催 化选择加氢制乙烯工艺及催化剂则少有探索，相应的工业化大规模应用更是未见报道。
【发明内容】
[0005] 本发明旨在克服现有技术中存在的缺陷，提供一种浓度高、具良好的供氢能力、氢 自由基转移能力及溶解绿油能力的乙炔加氢制乙烯浆态床的液相溶剂。本发明提供的液相 溶剂能及时为催化剂活性中心吸附的乙炔加氢提供氢自由基，避免当反应温度过高或氢气 不足时，活性中心吸附的乙炔聚合生成绿油，避免了生成的绿油聚合物对催化剂的覆盖，从 而减少催化剂积碳与失活，延长催化剂寿命和装置开车时间，提高乙烯收率。
[0006] 本发明提供了一种乙炔加氢制乙烯浆态床的液相溶剂，所述液相溶剂包含离子液 体，供氢剂和供电子溶剂。
[0007] 所述离子液体为的用量为〇? 5~15份。所述离子液体选自[BM頂][BFJ、[BM頂] [TFA]、[BM頂][NTF2]、[BM頂][MeSOj、[BM頂][BuHP03]、[BMPyrr] [0AC]、[BMPyrr] [NTF2]、 [BMPyrr] [EtHP03]、[BM頂][EtHP03]中的一种或多种；优选为[BM頂][BFJ、[BMPyrr] [EtHP03]、[BMPyrr][0AC]中的一种或多种。
[0008] 所述供氢剂的用量为0. 5~10份。所述供氢剂选自环烷基芳烃类或/和石油煤 焦油高芳烃馏分油；所述环烷基芳烃为四氢萘、十氢萘、二氢蒽或茚满。所述供氢剂优选为 四氢萘、二氢蒽或石油煤焦油高芳烃馏分油。
[0009] 所述供电子溶剂的用量为75~105份。所述供电子溶剂选自乙二胺、吡啶、N-甲 基-2-吡咯烷酮、环己酮中的一种或多种；优选为N-甲基-2-吡咯烷酮或/和乙二胺。
[0010] 作为一种优选方案，本发明所述的液相溶剂包含以下重量份的成分：[BMIM] [BFJ10~15份，四氢萘8~10份，N-甲基-2-吡咯烷酮75~82份。
[0011] 作为第二种优选方案，本发明所述的液相溶剂包含以下重量份的成分：[BMIM] [BFJ2~5份，[BMPyrr] [EtHP03] 2~5份，二氢蒽8~10份，N-甲基-2-吡咯烷酮55~ 75份，乙二胺25~30份。
[0012] 作为第三种优选方案，本发明所述的液相溶剂包含以下重量份的成分：[BMPyrr] [0AC]4~10份，煤焦油高芳烃馏分油2~6份，N-甲基-2-吡咯烷酮85~94份。
[0013] 本发明进一步保护所述的液相溶剂在乙炔加氢制乙烯的浆态床工艺中的应用。
[0014] 所述应用可以包括以下步骤：取所述液相溶剂，装入浆态床中，将催化剂颗粒均匀 分散于液相溶剂中，将氢气与乙炔体积比为4:1的混合气以空速4000mL/gcat.h从衆态床 反应器底部通入，在压力0.IMPa、温度180°C条件下反应，从浆态床反应器顶部收集产物乙 稀。
[0015] 与现有技术相比，本发明可以实现以下显著效果：离子液体是一种优良的溶剂，具 有溶解绿油的能力，避免生成的绿油覆盖催化剂造成失活，绿油均匀分散在液相溶剂中从 而难于在催化剂表面积碳，延长了催化剂寿命和装置开车时间；供氢剂保证了液相溶剂中 氢自由基供给；供氢剂与供电子溶剂协同作用，能及时为催化剂吸附的乙炔加氢反应提供 氢自由基，避免催化剂吸附的乙炔聚合，提高了乙炔加氢制乙烯的选择性。
【具体实施方式】
[0016] 以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0017] 实施例1
[0018] 液相溶剂的组成：[BM頂][BFJ15g，四氢萘10g，N-甲基-2-吡咯烷酮75g。
[0019] 实施例2
[0020] 液相溶剂的组成：[BM頂][BFJ10g，四氢萘8g，N-甲基-2-吡咯烷酮82g。
[0021] 实施例3
[0022] 液相溶剂的组成：[BM頂][BFJ3g，[BMPyrr] [EtHP03] 3g，二氢蒽 5g，N-甲基-2-吡 咯烷酮60g，乙二胺29g。
[0023] 实施例4
[0024] 液相溶剂的组成：[BM頂][BFJ2g，[BMPyrr] [EtHP03] 2g，二氢蒽 8g，N-甲基-2-吡 咯烷酮75g，乙二胺30g。
[0025] 实施例5
[0026]液相溶剂的组成：[BM頂][BFJ5g，[BMPyrr] [EtHP03]5g，二氢蒽 10g，N-甲基-2-吡 咯烷酮55g，乙二胺25g。
[0027] 实施例6
[0028] 液相溶剂的组成：[BMPyrr] [OAC] 4g，煤焦油高芳烃馏分油2g，N-甲基-2-吡咯烷 酮 94g。
[0029] 实施例7
[0030] 液相溶剂的组成：[BMPyrr] [OAC] 10g，煤焦油高芳烃馏分油6g，N-甲基-2-吡咯烷 酮 85g。
[0031] 实施例8
[0032] 分别取各实施例所得液相溶剂100g，装入浆态床中，将催化剂颗粒（Pd-Bi/ a-A1203/贵金属/活性炭）均匀分散于液相溶剂中，将氢气与乙炔体积比为4:1的混合气 以空速4000mL/gcat.h从浆态床反应器底部通入，在压力0.IMPa、温度180°C条件下反应， 从浆态床反应器顶部收集产物乙烯。
[0033] 在相同条件下，以100g水（对比例1)或100gN-甲基吡咯烷酮（对比例2)作为 液相溶剂，生产乙烯。
[0034] 采用GC7900、FID检测器、毛细管柱及质谱仪，检测并计算乙炔转化率、乙烯收率、 乙炔转化率下降至95%所用的时间（即催化剂寿命）以及催化剂附着绿油量。
[0035] 表1:检测结果
[0036]
[0038] 在相同的反应条件下，本发明提供的乙炔加氢制乙烯浆态床的液相溶剂，其具有 较好的供氢能力、氢自由基转移能力及溶解绿油能力；极大的减少了绿油覆盖量并延长了 催化剂寿命。
[0039] 虽然，上文中已经用一般性说明、【具体实施方式】及试验，对本发明作了详尽的描 述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见 的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的 范围。
【主权项】
1. 一种乙炔加氢制乙烯浆态床的液相溶剂，其特征在于，所述液相溶剂包含以下重量 份的成分：离子液体0. 5~15份，供氢剂0. 5~10份和供电子溶剂75~105份。2. 根据权利要求1所述的液相溶剂，其特征在于，所述离子液体为[BM頂][BF4]、 [BM頂][TFA]、[BM頂][NTF 2]、[BMIM] [MeSO4]、[BM頂][BuHPO3]、[BMPyrr] [OAC]、[BMPyrr] [NTF2]、[BMPyrr] [EtHPO3]、[BM頂][EtHPO3]中的一种或多种； 优选为[BM頂][BFJ、[BMPyrr] [EtHP03]、[BMPyrr] [0AC]中的一种或多种。3. 根据权利要求1或2所述的液相溶剂，其特征在于，所述供氢剂为环烷基芳烃类或/ 和石油煤焦油高芳烃馏分油；所述环烷基芳烃为四氢萘、十氢萘、二氢蒽或茚满中的一种或 多种。4. 根据权利要求3所述的液相溶剂，其特征在于所述供氢剂为四氢萘、二氢蒽或石油 煤焦油高芳烃馏分油中的一种或多种。5. 根据权利要求1~4任意一项所述的液相溶剂，其特征在于，所述供电子溶剂为乙二 胺、吡啶、N-甲基-2-吡咯烷酮、环己酮中的一种或多种。6. 根据权利要求5所述的液相溶剂，其特征在于，所述供电子溶剂为N-甲基-2-吡咯 烷酮或/和乙二胺。7. 根据权利要求1所述的液相溶剂，其特征在于，所述的液相溶剂包含以下重量份的 成分：[BM頂][BF4] 10~15份，四氢萘8~10份，N-甲基-2-吡咯烷酮75~82份。8. 根据权利要求1所述的液相溶剂，其特征在于，所述的液相溶剂包含以下重量份的 成分：[BM頂][BF4] 2~5份，[BMPyrr] [EtHPO3] 2~5份，二氢蒽8~10份，N-甲基-2-吡 咯烷酮55~75份，乙二胺25~30份。9. 根据权利要求1所述的液相溶剂，其特征在于，所述的液相溶剂包含以下重量份的 成分：[BMPyrr] [0AC] 4~10份，煤焦油高芳烃馏分油2~6份，N-甲基-2-吡咯烷酮85~ 94份。10. 权利要求1~9任意一项所述的液相溶剂在乙炔加氢制乙烯的浆态床工艺中的应 用。
【专利摘要】本发明涉及一种乙炔加氢制乙烯浆态床的液相溶剂，所述液相溶剂包含以下重量份的成分：离子液体0.5～15份，供氢剂0.5～10份和供电子溶剂75～105份。本发明提供的液相溶剂具有良好的供氢能力、氢自由基转移能力及溶解绿油能力，极大的减少了绿油覆盖量并延长了催化剂寿命。本发明进一步保护所述液相溶剂在乙炔加氢制乙烯的浆态床工艺中的应用。
【IPC分类】C07C11/04, C07C5/09
【公开号】CN105037065
【申请号】CN201510484997
【发明人】余海鹏, 史雪君, 车中山, 吴道洪
【申请人】北京神雾环境能源科技集团股份有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月7日