1.生物乙醇一锅法高效合成乙烯和1,3-丁二烯的方法,包括步骤如下:
将催化剂装入反应器中,通入乙醇原料,于200-400℃,0.1-1.0MPa压力下,乙醇经催化反应得到混合产物,所得混合产物经分离得到乙烯和1,3-丁二烯。
2.根据权利要求1所述的生物乙醇一锅法高效合成乙烯和1,3-丁二烯的方法,其特征在于,所述的催化剂为酸碱性的氧化物MgO、ZnO、ZrO2、SiO2、Al2O3、Ta2O5中的一种或者两种以上的组合。
3.根据权利要求2所述的生物乙醇一锅法高效合成乙烯和1,3-丁二烯的方法,其特征在于,所述的催化剂的制备方法为:将氧化物前驱体溶于水中,得溶液,向上述溶液中加入过量氨水,搅拌反应,之后静置老化,经过滤、洗涤、干燥,得到催化剂前驱体;将所得催化剂前驱体煅烧,自然冷却至室温,得到催化剂。
4.根据权利要求3所述的生物乙醇一锅法高效合成乙烯和1,3-丁二烯的方法,其特征在于,所述的氧化物前驱体为Mg(NO3)2·6H2O、硝酸锌、硝酸氧锆水合物、正硅酸四乙酯、Al(NO3)3·9H2O、K2TaF7中的一种或者两种以上的组合;所述的溶液中氧化物前驱体的浓度为
0.2-2mol/L。
5.根据权利要求3所述的生物乙醇一锅法高效合成乙烯和1,3-丁二烯的方法,其特征在于,所述的氨水的质量分数为15-30%,所述氨水中NH3与氧化物前驱体的摩尔比为3-12:
1。
6.根据权利要求3所述的生物乙醇一锅法高效合成乙烯和1,3-丁二烯的方法,其特征在于,所述的搅拌反应时间为1-5h,优选为1h;
优选的,所述的静置老化时间为12-36h,进一步优选为24h;
优选的,所述的洗涤为用蒸馏水洗涤至中性;
优选的,所述的干燥为在100℃下干燥12h;
优选的,所述的煅烧温度为350-700℃,进一步优选为500℃,升温速率为2℃/min;煅烧时间为1-5h,进一步优选为3h。
7.根据权利要求1所述的生物乙醇一锅法高效合成乙烯和1,3-丁二烯的方法,其特征在于,在通入乙醇原料前,先向反应器中通入N2吹扫2h。
8.根据权利要求1所述的生物乙醇一锅法高效合成乙烯和1,3-丁二烯的方法,其特征在于,所述的乙醇原料为体积浓度≥95%的乙醇溶液,所述的乙醇原料的时空速为1-3h-1,优选为1.5-2.5h-1。
9.根据权利要求1所述的生物乙醇一锅法高效合成乙烯和1,3-丁二烯的方法,其特征在于,所述的反应温度为250-350℃;所述的反应时间为1-10h。
10.根据权利要求1所述的生物乙醇一锅法高效合成乙烯和1,3-丁二烯的方法,其特征在于,所述的分离步骤为:在反应器出口处,混合产物分为液体产物和气体产物,进行气液分离,得到的气体产物为乙烯和1,3-丁二烯混合物,之后将乙烯和1,3-丁二烯采用冷却液化方式分离。