MIREA – Russian Technological University (RTU MIREA).
Abstract
This work is devoted to investigating the effects of ethanol space velocity and the composition of ethanol-water mixture on their conversion to hydrocarbons over the industrial 3%Zn/27%Al2O3/Fe-ZKE-G50 (Si/Fe = 550) catalyst. It was shown that at 350ºC, the relationship between ethanol space velocity and liquid hydrocarbons yield passes through a maximum at around 2h-1. Increasing ethanol space velocity to 5-10h-1 leads to increase in ethylene formation and a loss in selectivity for other hydrocarbons. Increasing the amount of water, drastically reduces the yield of liquid hydrocarbons. A high selectivity for C3-C4 hydrocarbons can be obtained using a mixture with ethanol to water ratio of 2:1. Further increase in water content leads to a decrease in the ethylene oligomerisation rate, consequently resulting in an increase in ethylene formation. Water addition to ethanol plays an important role in the overall process selectivity without altering the catalyst and technological equipment.В работе проведено комплексное исследование влияния объемной скорости подачи этанола и состава водно-этанольных смесей на их конверсию в углеводороды на промышленном катализаторе 3%Zn/27%Al2O3/Fe-ЦКЕ-Г50 (Si/Fe = 550). Установлено, что зависимость выхода жидких углеводородов при 350ºС от объемной скорости этанола проходит через максимум, соответствующий 2 ч-1. Увеличение скорости потока этанола до 5-10 ч-1 приводит к появлению значительных количеств этилена в составе продуктов реакции и, со временем, к потере селективности по другим углеводородам. Введение воды в состав реагентов резко снижает выход жидких углеводородных продуктов конверсии. При использовании этанольно-водных смесей с соотношением 2 : 1 основным продуктом конверсии является пропан-бутановая фракция. При дальнейшем увеличении содержания воды снижается скорость олигомеризации этиленовых фрагментов, приводя к значительному увеличению концентрации этилена в продуктах реакции. Введением дополнительных количеств воды можно варьировать селективность процесса в целом, не меняя катализатора и конструкции всей установки
