[其他]甲烷轉(zhuǎn)化

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86103789
• 申請日: 1986-06-03
• 公開（公告）號: CN86103789A
• 公開（公告）日: 1986-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 詹姆斯·巴利·基姆伯;約翰·亨利·科茨
• 申請（專利權(quán)）人: 菲利普石油公司
• 主分類號: C07C2/84
• 分類號: C07C2/84;C07C9/06;C07C11/04
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利代理部
• 代理人: 穆德俊,唐躍

本發(fā)明涉及甲烷的轉(zhuǎn)化，更具體地講，本發(fā)明涉及甲烷轉(zhuǎn)化成高級烴。本發(fā)明的另一具體方面涉及將甲烷轉(zhuǎn)化成乙烯和乙烷。

烯烴化物，如乙烯和丙烯已成為有機化Ⅰ和石油化Ⅰ的主要原料，由于乙烯作為原料的需求量大約是丙烯的兩倍，故乙烯已成為更重要的化工原料，這樣所生產(chǎn)的乙烯作為原料就相對的供應(yīng)不足了。

已經(jīng)提出了許多種采用不同工藝，用不同原料來生產(chǎn)乙烯的建議。

目前，幾乎完全采用乙烷、丙烷和石腦油，有時也采用汽油脫氫或熱裂介方法生產(chǎn)乙烯。大約75%的乙烯是以天然氣中的乙烷和丙烷為原料采用蒸汽裂介法生產(chǎn)的。然而除甲烷外，天然氣中只含有很少量的其它烴類化合物。一般只含有百分之5的其它烴類化合物偶爾才達(dá)到百分之60，這時其中主要是乙烷。典型的天然氣含乙烷量不高于12到15%。此外由于可供使用的乙烷和丙烷的含量相對較低，要從天然氣中分離出這些成分是一個復(fù)雜和昂貴的過程，通常包括壓縮、膨脹、低溫技術(shù)以及它們的組合。

這就迫切期望用資源豐富的甲烷生產(chǎn)乙烯，但是甲烷分子比其它脂肪族化合物分子穩(wěn)定，因此用它生產(chǎn)乙烯比較困難，目前用甲烷做原料生產(chǎn)的乙烯量還不大。

有關(guān)甲烷或天然氣經(jīng)熱裂解或脫氫轉(zhuǎn)化成高級烴化合物的工作有過報導(dǎo)，但是，條件相當(dāng)苛刻。特別是溫度要求超過1000℃，此外，由于反應(yīng)為強吸熱反應(yīng)故能耗很高。為了降低對反應(yīng)條件特別是溫度的苛刻要求，提出了許多催化裂化反應(yīng)方案。其中的一些方法雖然事實上降低了對溫度的要求，但甲烷的轉(zhuǎn)化率和乙烯的選擇性仍然很低。

另一種很有希望的方法是甲烷或天然氣氧化轉(zhuǎn)化為高級烴化合物，不過，這些技術(shù)仍處于開發(fā)階段，由于觀點分歧和缺乏對工藝的全面了解使實驗難于進行。例如，大部分該領(lǐng)域工作者認(rèn)為工藝為“氧化偶合”。但也有人不同意對氧的作用，以及如何起作用的解釋。因此本發(fā)明方法回避了氧化偶合這一術(shù)語，不考慮氧化的作用或其起作用的方式，只涉及甲烷的氧化轉(zhuǎn)化。這些工藝采用常規(guī)的甲烷與固體物質(zhì)相接觸的方法，這些接觸物質(zhì)的實質(zhì)、作用和起作用的方式，在理論上也有各種各樣的解釋。例如，該領(lǐng)域工作者認(rèn)為接觸物質(zhì)的作用是一種純物理現(xiàn)象，在一些場合下為吸附-解吸，無論是分子氧還有原子氧，無論是在固體物質(zhì)表面，還是在其內(nèi)部均是如此。也有人認(rèn)為是使用具有氧化-還原作用的變價金屬進行氧化-還原反應(yīng)，以及在固體物質(zhì)上烴化合物的吸附-解吸作用，自由基機理等理論。因此，本發(fā)明方法使用的固體物質(zhì)涉及“接觸物質(zhì)”、“促進劑”、“活化劑”和“催化劑”。為了避免按功能進行分類，本專利申請書使用術(shù)語“固體接觸物質(zhì)”。

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，甲烷氧化轉(zhuǎn)化可生成各種產(chǎn)物，很容易生成二氧化碳、一氧化碳和/或水以及與二氧化碳、一氧化碳和水化合后生成的甲醇、甲醛和其它烴類氧化物、高級烴化合物、特別是乙烯和乙烷，或者不生成，或者生成量很少，直到現(xiàn)在還不能工業(yè)化。高級烴如乙烯和乙烷，特別是乙烯的選擇性很差。這種工藝的甲烷轉(zhuǎn)化率也很低。

綜上所述可以清楚地看出，特別合適的接觸物質(zhì)尚無法預(yù)言。除了取決于接觸物質(zhì)的類型外，甲烷的轉(zhuǎn)化率和具體產(chǎn)物的選擇性還取決于反應(yīng)條件和反應(yīng)進行的方式。很難預(yù)言以什么樣的條件，什么樣的操作方式，才能取得高轉(zhuǎn)化率和具體產(chǎn)物的高選擇性。

本發(fā)明目的是：

ⅰ：提供一種改進甲烷轉(zhuǎn)化的方法。

ⅱ：提供一種改進的甲烷氧化轉(zhuǎn)化方法。

ⅲ：提供一種改進甲烷氧化轉(zhuǎn)化率的方法。

ⅳ：提供一種改進高級烴化合物選擇性的甲烷氧化轉(zhuǎn)化方法。

ⅴ：提供一種改進轉(zhuǎn)化率和高級烴化合物選擇性的甲烷氧化轉(zhuǎn)化方法。

ⅵ：提供一種改進乙烯和乙烷選擇性的甲烷氧化轉(zhuǎn)化方法。

ⅶ：提供一種改進轉(zhuǎn)化率和乙烯與乙烷選擇性的甲烷氧化轉(zhuǎn)化方法。

ⅷ：提供一種改進乙烯選擇性的甲烷氧化轉(zhuǎn)化方法。

ⅸ：提供一種改進轉(zhuǎn)化率和乙烯選擇性的甲烷氧化轉(zhuǎn)化方法。

ⅹ：提供一種使用廉價原料的甲烷氧化轉(zhuǎn)化方法。

ⅹⅰ：提供一種能在比較溫和的條件下進行的甲烷氧化轉(zhuǎn)化方法。

ⅹⅱ：提供一種供甲烷氧化轉(zhuǎn)化使用的改進的接觸物質(zhì)。

本發(fā)明的上述的和其它的目的及其優(yōu)點將在下面加以敘述：

根據(jù)本發(fā)明，甲烷可轉(zhuǎn)化成高級烴特別是乙烯和己烷方法是：

令含有甲烷的原料與含有游離氧的氣體和固體接觸物質(zhì)相接觸，包括：

（a）至少含有一種選自ⅠA族和ⅡA族金屬的組分;

（b）至少含有一種選自含有磷酸根和含有磷酸根化合物的組分;以及