一种乙醇脱水制乙烯催化剂的低温再生方法技术

本发明专利技术公开了一种乙醇脱水制乙烯催化剂的低温再生方法，所述低温再生方法包括以下步骤：将失活催化剂与氧化剂进行接触处理，所述氧化剂为含有高氯酸、高氯酸盐和H2O2中至少一种氧化物的水溶液或蒸汽；通入再生处理气体对失活催化剂进行再生处理，所述再生处理气体包括含氧气体、臭氧和稀释气体并且所述再生处理气体中的氧气含量为0.2～21％，其中，再生处理时的催化剂床层温度为80～300℃；以高纯氮气吹扫催化剂床层降温并控制反应器中的氧气含量降至0.5％以下，结束再生获得再生后的乙醇脱水制乙烯催化剂。本发明专利技术的低温再生方法大大降低了催化剂再生温度，进而降低装置投资和操作费用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于催化剂的
，更具体地讲，涉及一种乙醇脱水制乙烯催化剂的低温再生方法。
技术介绍
乙烯是重要的石油化工基础原料，可用以生产多种重要有机化工原料。然而由于石油供应的紧缺，原油价格的上涨以及传统石油路线生产乙烯带来的环境问题，非传统石油路线生产乙烯将有很大的市场前景。目前，乙醇脱水制乙烯催化剂主要包括Al2O3和分子筛两种体系催化剂，其中前者反应温度高(370℃～470℃)，生产装置投资和能耗均较高。中国专利CN103157503A公开了一种乙醇脱水制乙烯分子筛催化剂，其骨架硅铝摩尔比可在较大范围内调控，同时具有强酸和弱酸中心，对反应产物有较高的活性和选择性，且其反应温度较低(220℃～280℃)，该技术的工业装置只要采用常规导热油就可满足工艺条件，该技术大大降低了工业生产装置的能耗和操作费用。但分子筛催化剂酸性较强，容易产生积碳并覆盖催化剂活性位造成催化剂失活，每隔一段时间必须对催化剂进行再生，该专利技术中提供的再生方法必须通入空气或氧气升温至500℃才能再生完全，再生温度较高，装置投资较高，且长期高温再生会破坏分子筛晶格，从而形成骨架缺陷，同时高温烧炭很容易引起催化剂表面活性组分烧结造成催化剂不能再生恢复初始活性。综上所述，以上原因将最终导致分子筛催化剂的活性和稳定性下降，同时会缩短其使用寿命，因此有必要提供一种更优的催化剂再生方法。
技术实现思路
为了解决现有乙醇脱水制乙烯分子筛类催化剂再生温度较高删去问题，本专利技术的目的是提供一种乙醇脱水制乙烯催化剂的低温再生方法。本专利技术提供了一种乙醇脱水制乙烯催化剂的低温再生方法，所述低温再生方法包括以下步骤：A、将失活催化剂与氧化剂进行接触处理，所述氧化剂为含有高氯酸、高氯酸盐和H2O2中至少一种氧化物的水溶液或蒸汽；B、通入再生处理气体对失活催化剂进行再生处理，所述再生处理气体包括含氧气体、臭氧和稀释气体并且所述再生处理气体中的氧气含量为0.2～21％，其中，再生处理时的催化剂床层温度为80～300℃；C、以高纯氮气吹扫催化剂床层降温并控制反应器中的氧气含量降至0.5％以下，结束再生获得再生后的乙醇脱水制乙烯催化剂。根据本专利技术乙醇脱水制乙烯催化剂的低温再生方法的一个实施例，所述失活催化剂为在乙醇脱水制乙烯过程中使用并失去活性的改性分子筛催化剂，其中，当乙醇转化率下降至96％以下，则判定为催化剂失去活性。根据本专利技术乙醇脱水制乙烯催化剂的低温再生方法的一个实施例，所述高氯酸盐为KClO4、NaClO4和NH4ClO4中的至少一种。根据本专利技术乙醇脱水制乙烯催化剂的低温再生方法的一个实施例，所述氧化剂的用量为失活催化剂重量的1～150％，优选为10～50％；所述氧化剂中氧化物的浓度为1～60wt％，优选为10～20wt％。根据本专利技术乙醇脱水制乙烯催化剂的低温再生方法的一个实施例，所述接触处理时的催化剂床层温度为80～300℃，所述接触处理的时间为3～30小时。根据本专利技术乙醇脱水制乙烯催化剂的低温再生方法的一个实施例，所述再生处理气体中的臭氧浓度为10～500ppm。根据本专利技术乙醇脱水制乙烯催化剂的低温再生方法的一个实施例，所述稀释气体为氮气或水蒸汽。根据本专利技术乙醇脱水制乙烯催化剂的低温再生方法的一个实施例，所述再生吹扫处理是从再生处理气体中的氧气含量为0.2～1％开始，在逐步提高催化剂床层温度的同时逐步提高再生处理气体中的氧气含量至5～21％并进行阶段式的再生吹扫处理，其中，控制再生处理的时间为3～30小时。根据本专利技术乙醇脱水制乙烯催化剂的低温再生方法的一个实施例，所述再生吹扫处理具体包括以下子步骤：控制催化剂床层温度为100～150℃并控制氧气含量为0.2～1％，吹扫0.5～5小时；控制催化剂床层温度为150～200℃并控制氧气含量为0.2～1％，吹扫0.5～5小时；控制催化剂床层温度为150～200℃并控制氧气含量在1～2％，吹扫0.5～5小时；控制催化剂床层温度为200～300℃并控制氧气含量在1～2％，吹扫0.5～5小时；控制催化剂床层温度为200～300℃并控制氧气含量为2～5％，吹扫0.5～5小时；控制催化剂床层温度为200～300℃并控制氧气含量为5～21％，吹扫0.5～5小时，至此完成步骤B的再生处理。本专利技术采用低温方法对积碳失活的分子筛催化剂进行再生，与现有高温(>500℃)再生技术相比，本专利技术的有益效果在于:(1)在较低温度下就实现催化剂再生，常规导热油等介质均可满足工业需求，从而大大降低了装置投资和操作费用；(2)在较低温度下对催化剂实现烧炭再生，避免催化剂表面活性元素烧结，保证催化剂具备更长的使用寿命。具体实施方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。概括地讲，本专利技术的乙醇脱水制乙烯催化剂的低温再生方法是先将失活后的催化剂与含有氧化物的氧化剂接触，随后再通入含有氧气和臭氧的再生吹扫气体并在80～300℃的低温下进行再生处理，由此获得再生催化剂。本专利技术的低温再生方法适用于乙醇脱水制乙烯的分子筛催化剂。具体地，本专利技术中涉及的失活催化剂为在乙醇脱水制乙烯过程中使用并失去活性的改性分子筛催化剂，其中，当乙醇转化率下降至96％以下，则判定为催化剂失去活性。具体地，根据本专利技术的示例性实施例，所述乙醇脱水制乙烯催化剂的低温再生方法包括以下多个步骤。步骤A：将失活催化剂与氧化剂进行接触处理，其中，氧化剂为含有高氯酸、高氯酸盐和H2O2中至少一种氧化物的水溶液或蒸汽。先将失活催化剂与包含氧化物的氧化剂进行接触处理，在80～150℃的温度下灼烧，可以达到清除催化剂上焦炭前身物，同时使得后续100～300℃含氧气体处理时，改性分子筛结构可以得到更好的保护。其中，高氯酸盐可以为KClO4、NaClO4和NH4ClO4中的至少一种。在进行氧化剂接触处理时，控制氧化剂的用量为失活催化剂重量的1～150％，优选为10～50％；所使用的氧化剂中氧化物的浓度为1～60wt％，优选为10～20wt％。浓度过高会导致再生后的催化剂选择性降低。浓度过低，则多次再生之后催化剂活性也会降低，导致催化剂寿命降低。并且，控制接触处理时的催化剂床层温度为80～300℃，同时控制接触处理的时间为3～10小时。实际操作的时候，当氧化剂为气态时，可以直接将失活的催化剂床层降温至80～300℃，然后通入上述氧化剂进行3～10小时的接触处理；当氧化剂为液态时，可以将失活的催化剂床层取出并与氧化剂进行接触处理，随后再进行重新装填。步骤B：通入再生处理气体对失活催化剂进行再生处理，其中，再生处理气体包括含氧气体、臭氧和稀释气体并且再生处理气体中的氧气含量为0.2～21％，其中，再生处理时的催化剂床层温度为100～300℃。在乙醇脱水制乙烯的生产过程中，伴随着某些副反应，随着运转时间的延长，一些高分子副产物沉积在催化剂表面，堵塞了催化剂微孔、覆盖了催化剂的酸活性中心，导致催化剂活性逐渐降低，其中积碳是催化剂失活的主要原因。通入再生处理气体进行再生处本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乙醇脱水制乙烯催化剂的低温再生方法，其特征在于，所述低温再生方法包括以下步骤：A、将失活催化剂与氧化剂进行接触处理，所述氧化剂为含有高氯酸、高氯酸盐和H2O2中至少一种氧化物的水溶液或蒸汽；B、通入再生处理气体对失活催化剂进行再生处理，所述再生处理气体包括含氧气体、臭氧和稀释气体并且所述再生处理气体中的氧气含量为0.2～21％，其中，再生处理时的催化剂床层温度为80～300℃；C、以高纯氮气吹扫催化剂床层降温并控制反应器中的氧气含量降至0.5％以下，结束再生获得再生后的乙醇脱水制乙烯催化剂。

【技术特征摘要】
1.一种乙醇脱水制乙烯催化剂的低温再生方法，其特征在于，所述低温再生方法包括以下步骤：A、将失活催化剂与氧化剂进行接触处理，所述氧化剂为含有高氯酸、高氯酸盐和H2O2中至少一种氧化物的水溶液或蒸汽；B、通入再生处理气体对失活催化剂进行再生处理，所述再生处理气体包括含氧气体、臭氧和稀释气体并且所述再生处理气体中的氧气含量为0.2～21％，其中，再生处理时的催化剂床层温度为80～300℃；C、以高纯氮气吹扫催化剂床层降温并控制反应器中的氧气含量降至0.5％以下，结束再生获得再生后的乙醇脱水制乙烯催化剂。2.根据权利要求1所述的乙醇脱水制乙烯催化剂的低温再生方法，其特征在于，所述失活催化剂为在乙醇脱水制乙烯过程中使用并失去活性的改性分子筛催化剂，其中，当乙醇转化率下降至96％以下，则判定为催化剂失去活性。3.根据权利要求1所述的乙醇脱水制乙烯催化剂的低温再生方法，其特征在于，所述高氯酸盐为KClO4、NaClO4和NH4ClO4中的至少一种。4.根据权利要求1所述的乙醇脱水制乙烯催化剂的低温再生方法，其特征在于，所述氧化剂的用量为失活催化剂重量的1～150％，优选为10～50％；所述氧化剂中氧化物的浓度为1～60wt％，优选为10～20wt％。5.根据权利要求1所述的乙醇脱水制乙烯催化剂的低温再生方法，其特征在于，所述接触处理时的催化剂床层温度为80～300℃，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘相米，谭亚南，韩伟，何霖，程牧曦，吴砚会，艾珍，
申请(专利权)人：西南化工研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51