Conversion of ethanol-water mixture over industrial HZSM-5 catalyst.
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.
About the Authors
Yusuf Isa Makarfi
M.V. Lomonosov Moscow State University of Fine Chemical Technologies,86, Vernadskogo pr., Moscow 119571
Russian Federation
Russian Federation
V. F. Tretyakov
M.V. Lomonosov Moscow State University of Fine Chemical Technologies,86, Vernadskogo pr., Moscow 119571
Russian Federation
Russian Federation
N. A. Frantsuzova
M.V. Lomonosov Moscow State University of Fine Chemical Technologies,86, Vernadskogo pr., Moscow 119571
Russian Federation
Russian Federation
L. M. Koval
Томский Государственный университет
Russian Federation
Russian Federation
V. .I. Erofeev
Томский Государственный университет
Russian Federation
Russian Federation
A. A. Trushin
Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Третьяков, В. Ф. Моторные топлива из ненефтяного сырья / В. Ф. Третьяков, Т. Н. Бурдейная // Рос. хим. журн. (Журн. Рос. хим. об-ва им. Д. И. Менделеева). - 2003. - Т. 47, № 6. - С. 48-52.
2. Corma, A. Chemical routes for the transformation of biomass into chemicals / A. Corma, S. Iborra, A. Velty // Chem. Rev. - 2007. - Vol.107. - P. 2411-2502.
3. Van Haveren, J. Bulk chemicals from biomass / J. Van Haveren, E. L. Scott, J. Sanders // Biofuels, Bioprod. Bioref. - 2008. - Vol. 2. - P. 41-57.
4. Третьяков, В. Ф. Биоэтанол - стратегия развития топливного и нефтехимического комплекса // Хим. техника. - 2008. - № 1. - С. 8-12.
5. Current status of hydrogen production techniques by steam reforming of ethanol: a review / A. Haryanto [et al.] // Energy & Fuels. - 2005. - Vol. 19. - P. 2098-2106.
6. Schulz, J. Conversion of еthanol over Zeolite H-ZSM-5 / J. Schulz, F. Bandermann // Chem. Eng. Technol. - 1994. - Vol. 17. - P. 179-186
7. Study of operating variables in the transformation of aqueous ethanol into hydrocarbons on an HZSM-5 zeolite / A. T. Aguayo [et al.] // J. Chem. Technol. Biotechnol. - 2002. - Vol. 77. - P. 211-216.
8. Obtaining hydrocarbons from ethanol over iron-modified ZSM-5 zeolites / N. R. C. F. Machado [et al.] // Fuel. - 2005. -Vol. 84. - P. 2064-2070.
9. Ingram, C. W. On the formation of C3 hydrocarbons during the conversion of ethanol using H-ZSM-5 catalyst / C. W. Ingram, R. J. Lancashire // Catal. Lett. - 1995. - Vol. 31. - P. 395-403.
10. The hydrocarbon pool in ethanol-to-gasoline over HZSM-5 catalyst / R. Johansson [et al.] // Catal. Lett. - 2009. - Vol. 127. - P. 1-6.
11. Barthos, R. Decomposition and aromatization of ethanol on ZSM-based catalysts / R. Barthos, A. Szchenyi, F. Solymosi // J. Phys. Chem. B. - 2006. - Vol. 110. - P. 21816-21825.
12. Пат. 2,330,719 РФ, МПК С1. Катализатор для конверсии низкомолекулярных спиртов в высоко-октановых бензин и пропан-бутановую фракцию, способ его получения и способ конверсии низко-молекулярных спиртов в высокооктановый бензин и пропан-бутановую фракцию / В. И. Ерофеев, В. Ф. Третьяков, Л. М. Коваль, Н.В. Тихонова, А. С. Лермонтов, Т. Н. Бурдейная. - опубл. 10.08.08, Бюл. № 22.
13. Биоэтанол - сырье для получения компонентов моторных топлив и нефтехимических продуктов / В. Ф. Третьяков, Т. Н. Мастюнина, А. С. Лермонтов, Т. Н. Бурдейная // Катализ в промышленности. - 2006. - Т. 2, № 4. - С. 12-17.
14. Синтез моторных топлив из биоэтанола / В. Ф. Третьяков, А. С. Лермонтов, Ю. И. Макарфи, М. С. Якимова, Н. А. Французова, Л. М. Коваль, В. И. Ерофеев // Химия и технология топлив и масел. - 2008. - Т. 44, № 6. - С. 30-34.
Review
For citations:
Makarfi Yu.I., Tretyakov V.F., Frantsuzova N.A., Koval L.M., Erofeev V..., Trushin A.A. Conversion of ethanol-water mixture over industrial HZSM-5 catalyst. Fine Chemical Technologies. 2009;4(5):52-55. (In Russ.)
Views:
407
Email this article 
