负压下进行甲烷氧化偶联反应的方法与流程

文档序号:37207842发布日期:2024-03-05 14:45阅读:17来源:国知局

本发明涉及甲烷氧化偶联反应,具体涉及一种负压下进行甲烷氧化偶联反应的方法。


背景技术:

1、近年来,随着石油资源的日趋耗尽,合理利用天然气资源越来越成为十分迫切的问题。人们已经研究了一系列利用天然气资源(甲烷)的过程,如从甲烷制合成气,甲烷氧化偶联,甲烷无氧化等。其中甲烷氧化偶联技术(ocm)工艺流程短,能耗和设备投入少,更加经济。同时考虑到产品的收率,工业化可行性等因素,甲烷氧化偶联制烯烃技术与其它方法相比具有更为明显的优势和工业应用前景。

2、经过多年来的研究,科学家们已经筛选了上千种甲烷氧化偶联反应的催化剂。其中中国科学院兰州化学物理研究所研制的na-w-mn/sio2催化剂是甲烷氧化偶联制乙烯的优良催化剂之一。虽然科学家们为提高甲烷氧化偶联催化剂的性能做了大量的工作,但是目前开发的催化剂c2(乙烯和乙烷)单程收率较低。因此ocm要想达到突破现在的瓶颈,除了高效高稳定性的催化剂外,反应工艺等也是需要努力的方向。

3、目前为止,现有技术报道的有关甲烷氧化偶联基本在高温常压下进行,多集中于常压下催化剂、反应工艺及机理的研究。cn105170138a公开了一种以二氧化硅为载体含有钠钾或钨、锰等的催化剂,该催化剂在甲烷氧化偶联常压反应中最高能得到36.8%的甲烷转化率和61.6%的碳二选择性。

4、有少量文献报道,li/mgo、srco3/sm2o3、na2wo4-mn/sio2等作为催化甲烷氧化偶联反应的催化剂时,在高于常压的压力下反应时,c2收率会下降,甚至会导致催化剂失活。j hlunsford在报告中提到当na2wo4-mn/sio2作为甲烷氧化偶联反应的催化剂时,对甲烷氧化偶联反应做了研究,在0.5mpa,800℃下得到13-14%的甲烷转化率和80%的c2选择性。中科院丑凌军小组发现na2wo4-mn/sio2催化剂在较高压力下依然具有甲烷氧化偶联反应性能,在0.6mpa,750℃下仍然可以得到16%的甲烷转化率和82%的c2+选择性。但从反应数据来看c2收率较低。

5、但至今为止各国学者还没有关于减压下甲烷氧化偶联反应的报道。


技术实现思路

1、甲烷氧化偶联是一个复杂反应,从目前研究结果来看,c2(碳二烃)收率一直停滞不前,如何提高c2收率成为研究者的主要目标。本发明为了实现上述目的提供了一种负压下进行甲烷氧化偶联反应的方法。

2、为了实现上述目的,本发明提供了一种负压下进行甲烷氧化偶联反应的方法,该方法包括:在负压下,将原料气与催化剂接触;

3、所述催化剂包括载体和负载在载体上的活性组分,所述活性组分包括na2wo4、mn和bi;相对于每100重量份的载体,所述na2wo4的含量为5-20重量份,mn含量为4-10重量份,bi含量为1-4重量份。

4、本发明采用特定组成的催化剂可以在负压下催化甲烷氧化偶联,相比于常压的条件,显著提高了催化剂的催化效果,尤其是碳二烃选择性和碳二烃收率。



技术特征:

1.一种负压下进行甲烷氧化偶联反应的方法,其特征在于,该方法包括:在负压下,将原料气与催化剂接触;

2.根据权利要求1所述的方法,其中,负压为-0.02mpa至-0.1mpa;

3.根据权利要求2所述的方法,其中,甲烷和氧气的体积比为2.2-4:1。

4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述催化剂的制备方法包括:

5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述催化剂的制备方法包括:

6.根据权利要求5所述的方法,其中,第一次焙烧的条件包括:温度为450-550℃,时间为1-5h;

7.根据权利要求5所述的方法,其中,所述钨酸钠、锰的可溶性盐、铋的可溶性盐和载体的用量使得所得催化剂中,相对于每100重量份的载体,所述na2wo4的含量为5-20重量份,mn含量为4-10重量份,bi含量为1-4重量份。

8.根据权利要求5所述的方法,其中,载体为sio2和/或al2o3;

9.根据权利要求8所述的方法,其中,相对于每克的载体,钨酸钠的溶液滴加速率为1-3ml/min;

10.根据权利要求5所述的方法,其中,锰的可溶性盐为锰的硝酸盐和/或锰的醋酸盐;

11.根据权利要求10所述的方法,其中,相对于每克的负载钨酸钠的载体,锰的可溶性盐和铋的可溶性盐的混合液滴加速率为1-2ml/min;


技术总结
本发明涉及甲烷氧化偶联反应技术领域,公开了一种负压下进行甲烷氧化偶联反应的方法,该方法包括:在负压下,将原料气与催化剂接触;所述催化剂包括载体和负载在载体上的活性组分,所述活性组分包括Na2WO4、Mn和Bi;相对于每100重量份的载体,所述Na2WO4的含量为5‑20重量份,Mn含量为4‑10重量份,Bi含量为1‑4重量份。本发明采用特定组成的催化剂可以在负压下催化甲烷氧化偶联,相比于常压的条件,显著提高了催化剂的催化效果,尤其是碳二烃选择性和碳二烃收率。

技术研发人员:赵清锐,韦力,武洁花,张明森,刘东兵
受保护的技术使用者:中国石油化工股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/3/4
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