[發(fā)明專利]從甲烷生產(chǎn)烷基化的芳烴

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580044000.0
• 申請日: 2005-12-02
• 公開（公告）號: CN101124184A
• 公開（公告）日: 2008-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: L·L·伊艾希諾;E·L·斯塔文斯;G·D·莫爾;M·J·溫森特
• 申請（專利權(quán)）人: 埃克森美孚化學(xué)專利公司
• 主分類號: C07C2/76
• 分類號: C07C2/76;C07C2/66;C10G50/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 龍傳紅

技術(shù)領(lǐng)域

本申請描述一種用于從甲烷、特別是從天然氣生產(chǎn)芳烴的方法。

背景技術(shù)

芳烴，特別是苯、甲苯、乙苯和二甲苯，在石化工業(yè)中是重要的日常化學(xué)品。目前，最常見地通過多種方法從基于石油的進(jìn)料生產(chǎn)芳烴，包括催化重整和催化裂化。然而，由于石油進(jìn)料的世界供應(yīng)減少，尋找芳烴的替代來源的需要正在增長。

一種可能的芳烴的替代來源是甲烷，它是天然氣和生物氣的主要成分。天然氣的世界儲量不斷提高而且目前發(fā)現(xiàn)的天然氣多于石油。由于伴隨著大體積天然氣運(yùn)輸?shù)膯栴}，大多數(shù)與石油一起生產(chǎn)的天然氣被燃燒和浪費(fèi)掉，特別是在偏遠(yuǎn)地區(qū)。因此天然氣中所含的烷烴直接向高級烴類如芳烴的轉(zhuǎn)化是特別有吸引力的提升天然氣的方法，只要伴隨的技術(shù)難題能夠得以克服即可。

大多數(shù)用于將甲烷轉(zhuǎn)化成液體烴類的方法包括首先將甲烷轉(zhuǎn)化成合成氣，H₂和CO的共混物。合成氣的生產(chǎn)是耗資和能量密集的；因此不需要生成合成氣的路線是優(yōu)選的。

對于將甲烷轉(zhuǎn)化成高級烴類已經(jīng)提出許多替代的方法。一種這樣的方法包括甲烷催化氧化偶合成烯烴，接著該烯烴催化轉(zhuǎn)化成液態(tài)烴類，包括芳烴在內(nèi)。例如，美國專利No.5,336,825公開了用于甲烷氧化轉(zhuǎn)化成包含芳烴的汽油烴類的兩步方法。在第一步中，在500℃-1000℃的溫度下用稀土金屬促進(jìn)的堿土金屬氧化物催化劑，在游離氧的存在下使甲烷轉(zhuǎn)化成乙烯和少量的C₃和C₄烯烴。然后在含有高二氧化硅的五硅環(huán)沸石(pentasil?zeolite)的酸性固體催化劑上使第一步中形成的乙烯和高級烯烴轉(zhuǎn)化成汽油液態(tài)烴類。

甲烷通過高溫還原偶合的脫氫芳構(gòu)化也已經(jīng)作為用于將甲烷提升成高級烴類、特別是乙烯、苯和萘的路線提出。因而，例如，美國專利No.4,727,206公開一種用于生產(chǎn)富含芳烴的液體的方法，其中在沒有氧存在以及600℃-800℃的溫度下，通過使甲烷與含有鋁硅酸鹽的催化劑組合物接觸進(jìn)行，所述鋁硅酸鹽的二氧化硅與氧化鋁的摩爾比至少為5∶1而且負(fù)載有(i)鎵或其化合物以及(ii)來自元素周期表第VIIB族的金屬或其化合物。

美國專利No.5,026,937公開一種用于甲烷的芳構(gòu)化方法，其包括使含有超過0.5mo1％氫和50mol％甲烷的進(jìn)料流在轉(zhuǎn)化條件下進(jìn)入反應(yīng)區(qū)的步驟，該反應(yīng)區(qū)具有至少一個(gè)包含ZSM-5和含磷氧化鋁的固體催化劑床，所述轉(zhuǎn)化條件包括550℃-750℃的溫度、小于10個(gè)絕對大氣壓(1000kPaa)的壓力和400-7,500hr^-1的氣時(shí)空速。該產(chǎn)物流出物據(jù)稱包含甲烷、氫、至少3mol％C₂烴和至少5mol％C₆-C₈芳烴。在除去C₄+級分的冷凝之后，提出用低溫技術(shù)分離產(chǎn)物流出物中的氫和輕質(zhì)烴(甲烷、乙烷、乙烯等)。

美國專利No.5,936,135公開一種用于低級烷烴如甲烷或乙烷轉(zhuǎn)化成芳烴的低溫、非氧化的方法。在該方法中，將低級烷烴與高級烯烴或鏈烷烴如丙烯或丁烯混合，并在300℃-600℃的溫度、1000-100000cm³g^-1hr^-1的氣時(shí)空速和1-5個(gè)大氣壓(100-500kPa)的壓力下，使該混合物與經(jīng)預(yù)處理的雙官能五硅環(huán)沸石催化劑、如GaZSM-5接觸。該催化劑的預(yù)處理包括在400℃-800℃的溫度、1-5個(gè)大氣壓(100-500kPa)的壓力和至少500cm³g^-1hr^-1的氣時(shí)空速下，使催化劑與氫和水蒸汽的混合物接觸至少0.5hr的時(shí)間，然后在400℃-800℃的溫度、至少200cm³g^-1hr^-1的氣時(shí)空速和1-5個(gè)大氣壓(100-500kPa)的壓力下，使該催化劑與空氣或氧氣接觸至少0.2hr的時(shí)間。

美國專利Nos.6,239,057和6,426,442公開一種從低碳數(shù)烴諸如甲烷生產(chǎn)較高碳數(shù)的烴例如苯的方法，通過使該低碳數(shù)烴與含有多孔載體如ZSM-5的催化劑接觸進(jìn)行，在該多孔載體上分散有錸和促進(jìn)劑金屬如鐵、鈷、釩、錳、鉬、鎢或其混合物。向進(jìn)料中加入CO或CO₂據(jù)稱提高苯的收率和催化劑的穩(wěn)定性。