[發(fā)明專利]負載型催化劑及其制備方法和甲烷氧化偶聯(lián)制備烯烴的方法

在審

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• 申請日: 2018-11-22
• 公開（公告）號: CN111203210A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設計）人: 趙清銳;張明森;柯麗;武潔花;韋力
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;B01J37/02;C07C11/04;C07C2/84
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇;李婉婉

本發(fā)明涉及催化劑領域，公開了一種負載型甲烷氧化偶聯(lián)反應催化劑及其制備方法和應用。其中，該方法包括：(1)將載體BaTiO₃浸漬于含有偏鎢酸銨、硝酸錳和硝酸鈉的水溶液中；(2)將經(jīng)步驟(1)后得到的固體進行焙燒。采用本發(fā)明提供的一步浸漬法制備甲烷氧化偶聯(lián)反應催化劑的新技術，操作簡單，避免了需要兩次浸漬的操作，減少了制備步驟，且催化劑性能優(yōu)良，節(jié)約了大量的人力、物力和時間。

技術領域

本發(fā)明涉及催化劑領域，具體地，涉及一種負載型催化劑及其制備方法和甲烷氧化偶聯(lián)制備烯烴的方法。

背景技術

甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯和乙烷是天然氣、頁巖氣和煤層氣優(yōu)化利用的最有效直接的途徑之一。但由于甲烷分子化學上非常穩(wěn)定，活化C-H鍵需要較為苛刻的條件，使得甲烷氧化偶聯(lián)反應成為一個極具挑戰(zhàn)性的課題。

甲烷氧化偶聯(lián)反應技術的核心是催化劑的研究與開發(fā)，研究的催化劑已達2000多種，涉及的元素包括周期表中除零族以外的所有元素，堿金屬、過度金屬氧化物等顯示出較佳的催化性能。

CN103657640B公開了一種以鈦酸鋇為載體以Na₂WO₄和Mn等為活性中心的催化劑，該催化劑在甲烷氧化偶聯(lián)反應中能獲得31.8％的甲烷轉化率和72.7％的碳二選擇性。在現(xiàn)有的以Na₂WO₄和Mn等為活性中心的催化劑的制備報道中，由于原料鎢酸鈉和硝酸錳在浸漬時共混會形成沉淀，影響浸漬效果，通常采用分步浸漬法制備。但是，采用分布浸漬法，至少需要兩次浸漬的操作，制備過程復雜，浪費大量的人力、物力和時間。

因此，如何制備以Na、W和Mn為活性組分，BaTiO₃為載體的負載型催化劑還需要研究和開發(fā)。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術中采用分步浸漬法制備以Na₂WO₄和Mn等為活性中心的催化劑的制備過程復雜，浪費大量的人力、物力和時間，以及制備的催化劑的催化效果不好的缺陷，而提供一種負載型催化劑及其制備方法和甲烷氧化偶聯(lián)制備烯烴的方法，采用本發(fā)明提供的一步浸漬法制備甲烷氧化偶聯(lián)反應用催化劑的新技術，操作簡單，避免了需要兩次浸漬的操作，減少了制備步驟，且所制備的催化劑性能優(yōu)良，節(jié)約了大量的人力、物力和時間。

本發(fā)明第一方面提供了一種負載型催化劑的制備方法，其中，該方法包括：

(1)將載體BaTiO₃浸漬于含有偏鎢酸銨、硝酸錳和硝酸鈉的水溶液中；

(2)將經(jīng)步驟(1)后得到的固體進行焙燒。

本發(fā)明第二方面提供了一種由前述所述方法制備得到的負載型催化劑，其中，所述負載型催化劑包括載體以及負載在所述載體上的活性組分Na、W和Mn，其中，所述載體為BaTiO₃，且以所述載體的總重量為基準，Na元素的含量為0.3-1.2重量％，W元素的含量為1.2-4.8％，Mn元素的含量為1-5％。

本發(fā)明第三方面提供了一種甲烷氧化偶聯(lián)制備烯烴的方法，該方法包括：在前述所述的催化劑存在下，將甲烷和氧氣進行甲烷氧化偶聯(lián)反應。

采用本發(fā)明的技術方案，采用一步浸漬法將Na、W和Mn作為活性組分負載在載體BaTiO₃上，由于有多組分的協(xié)同作用而性能優(yōu)良，使得所制備的負載型甲烷氧化偶聯(lián)反應催化劑的催化活性提高，有利于甲烷的轉化。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

具體實施方式