[其他]用以氧化轉化有機化合物的物質組合物及轉化方法

無效

• 申請號: 86103206
• 申請日: 1986-05-12
• 公開（公告）號: CN1003162B
• 公開（公告）日: 1989-02-01
• 發明（設計）人: 約翰.亨利.科茨;詹姆斯.巴雷.基姆伯
• 申請（專利權）人: 菲利普石油公司
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 周中琦;戴真秀

本發明公開了一種固體組合物，此組合物主要由鈉，鉀，ⅠＡ族金屬或ⅠＡ族金屬和ⅡＡ族金屬，鈦，氧和，隨意地，鹵素和錫當中的至少一種所組成。其中，鈉，鉀，ⅠＡ族金屬或ⅡＡ族金屬中至少一種的量要超過該金屬、鈦和氧的電中性化合物中所存在的該金屬的任何量。上述組合物對于把有機化合物原料氧化轉化（尤其在含游離氧的氣體存在下）為有機化合物產品是特別有用的。還公開了這種轉化的方法。在最佳實施方案中，公開了把甲烷，例如天然氣，氧化轉化為較高級的烴類，尤其是乙烯和乙烷的方法。該方法把甲烷和含游離氧的氣體與ⅠＡ族金屬，ⅡＡ族金屬，或ⅠＡ族金屬和ⅡＡ族金屬，鈦，氧和，隨意地，鹵素和／或錫相接觸。

本發明涉及到一種改進的物質組合物。更具體地說，本發明涉及到一種用于將有機化合物原料氧化轉化為有機化合物產品，特別是在含游離氧氣體的存在下進行氧化轉化的固體接觸物質，以及這種轉化的方法，特別是把甲烷轉化為較高級烴類的方法。

為了把一些有機化合物和原料，特別是從石油資源中所得到的有機化合物和原料，轉化為在有機化學工業和石油化學工業中具有較高使用價值的有機化合物和原料，有許多轉化方法正在使用，并已提出了許多建議。

這種轉化的一條有希望的途徑是把有機化合物氧化轉化為其它有機化合物。然而，在許多情況下，這些氧化方法在工業上并不可行，這主要是由于它們能耗大，原料的轉化率低，對所需要的化合物的選擇性低，并且這些方法不適于連續操作。這些方法中的大多數是把原料與一種固體接觸材料進行接觸。然而，對于這些方法的特性，特別是接觸材料的功能及完成該功能的方式，在該技術領域中的工作者之間持有不同看法。例如，本技術領域的工作者們有時認為接觸物料的功能包括純粹的物理現象，如發生在固體材料表面上或內部的原子氧或分子氧的吸附-脫附過程;利用具有氧化-還原作用的多價金屬的氧化-還原過程;在固體材料上的吸附-脫附過程;自由基歷程等。因此，對于所利用的固體材料可以有“接觸材料”，“促進劑”，“活化劑”和“催化劑”幾種不同叫法。所以，為了避免功能上的區別，在本申請中將采用術語“固體接觸材料”或“固體接觸材料類”。

由于先有技術中的許多工藝所基于的理論是接觸材料起氧的吸附-脫附作用和氧化-還原作用等，這些工藝是采取在接觸物料上通過氧化性氣體，然后使原料與含有氧的接觸材料接觸，然后在接觸材料上再次通過含游離氧氣體使其重新活化或再生，如此循環操作。由于放熱反應和吸熱反應分別發生，這些工藝常常需要不希望的高溫，能量消耗大，又由于必須迅速循環，而使設備費用高，而且接觸材料的使用壽命比較短。

綜上所述可以明顯看出，用于氧化轉化有機化合物的接觸材料的適用性是無法預料的。因此，強烈需要開發用于此目的的新型的和改進型的接觸材料，并改進使用該接觸材料的工藝過程，尤其是降低所需溫度，降低能耗，使其能夠以連續方式進行操作，延長接觸材料的使用壽命，改進原料的轉化率并改進對所需要的產品的選擇性。

在用于有機化學工業和石油化學工業中的各種原料中，烯烴，例如乙烯和丙烯，是特別重要的，并已成為主要原料。其中乙烯是更為重要的化學原料，因為對乙烯原料的需要量約是丙烯原料的二倍。因此，需要研究用于將較便宜的原料轉化為乙烯的過程中的材料及轉化工藝。現在，幾乎只是用乙烷和丙烷，石腦油，以及在某些情況下用粗柴油的脫氫或熱解來生產乙烯。現在，大約75%的乙烯是通過對從天然氣中得到的乙烷和丙烷進行蒸汽裂化來生產的，因為天然氣體除含有甲烷外，還含有大約5%（體積）-大約60%（體積）烴類，主要是乙烷。然而，蒸汽裂化需要相當苛刻的條件，尤其是溫度要超過約1000℃，且如所指出的那樣，這些工藝能耗高。為了降低這些條件的苛刻程度，尤其是溫度，已經提出了許多催化熱解反應的建議。雖然這些工藝當中有一些事實上的確可降低條件的苛刻程度，但原料的轉化率和對乙烯的選擇性仍然是相當低的。在本技術領域中特別有意義的是甲烷氧化轉化為較高級烴類，特別是乙烯和乙烷，尤其是乙烯。但到現在為止，這些工藝會導致甲烷的轉化率低和對乙烯或乙烷的選擇性差。