甲烷氧化偶联制碳二以上烃催化剂的制作方法

专利名称：：甲烷氧化偶联制碳二以上烃催化剂的制作方法技术领域：：本发明属于甲烷氧化偶联制碳二以上烃催化技术。天然气中含有大量甲烷，如果能以其为原料生产C2及C2以上烃类等基础化工原料，则可节用油基烃类。满足对乙烯的需求。近十年来在世界范围内广泛地开展了这一研究工作。长春应用化学研究所于作龙等在1991年9月于成都召开的一碳化学会上报导了一种Li-La1-xMn-xO2-λ催化剂，用CH4∶O2∶N2＝2∶1∶7的混合气为原料气，在空速为15000h-1，温度为750℃的条件下得到C+2收率22%。厦门大学林国栋等在同一会议上报导了一种BaO-La2O3催化剂，用CH4∶O2∶N2为4∶1∶9∶6的原料气，于60000h-1，750℃下得C2烃收率17·3%。日本的TakahitoNishiyama等在CatalysisToday，6(1991)391-397上报导了一种Li2CO3-Ca(OH)2催化剂，在空速为1500h-1，800℃以CH4∶O2∶(N2+He)为2∶1∶68·3的混合气。在72小时内得到C2收率25·7%。本发明的目的在于开发一种有实用前景的，以氟化物为主的甲烷氧化偶联制C2烃新型催化剂。发明的详细说明本发明的催化剂是一种甲烷氧化偶联制碳二以上烃的催化剂，所说的催化剂含有一种氧化物，所说的氧化物可以选自碱土金属，特别是Mg、Ca、Sr、Ba的氧化物;也可以是稀土元素，特别是Ce、La、Sm的氧化物或者选自钍、锆氧化物。所说的催化剂还含有氟化物。所说的氟化物，也可以是稀土金属，特别是Ce、La、Sm的氟化物。所说的氟化物可以是单一种的氟化物，也可以是多种氟化物的混合物，氟化物含量为20%至98%，60%至98%更好，最好是90%～96%。氟化物可以由碱土或稀土元素的可溶盐以NH4F或HF水溶液沉淀相应的可溶盐制备，也可以用市售级氟化物。所说的催化剂是把计量的氟化物和计量的氧化物或可分解为氧化物的盐类混合碾磨均匀，再用去离子水调匀成糊状，于100℃烘干10小时。在500℃至1200℃之间焙烧2至6小时，较好的烧制温度为800℃至1000℃，最好是在850℃至900℃烧制4至6小时。制成需要的粒度，一般是40至80目。催化剂评价是在固定床反应器中，常压下，用CH4∶O2为3∶1的原料气，在无稀释气，空速为15000h-1条件下进行。反应温度可以在较大范围内变化，一般为550℃至700℃之间。C+2烃收率在12%至20%之间。本发明的催化剂可以在较低温度下用于甲烷氧化偶联反应。反应尾气中碳二烃含量高，无稀释气，易于分离，催化剂制作简单，强度好，催化剂性能稳定。下面由实施例对本发明作进一步说明。例11.8克BaF2加2克LaF3加1·25克ZrO2混合后碾磨，以去离子水调匀。100℃下烘干10小时，900℃下烧6小时，制成40～80目。以CH4∶O2为3∶1混合气作原料，在640℃常压下，催化剂用量为0.2ml，空速为15000h-1反应，尾气中乙烯含量为5.64%，乙烷含量为3.94%，C3含量0.8%，转化率32·36%，生成碳二烃选择性62·2%，收率20%。例21克BaO加1·2克Ia2O3以HNO3(50%)溶解后，加入相当量的NH4F(以能全部生成BaF2，IaF3为度)，加入ThO21·32克，在电炉上加热至干，900℃烧制6小时，制成40～80目。在实施例1的条件下600℃反应，尾气中C2H44.37%，C2H64·05%，碳三烃0·72%，CH4转化率30%。共碳二以上烃选择性57·2%，收率17·3%。实施例3至12的催化剂除催化反应温度不同外，其制备方法评价条件与实施例1相同。如下表所示。</tables>权利要求1.一种甲烷氧化偶联制碳二以上烃的催化剂，所说的催化剂含有一种氧化物，所说的氧化物可以选自碱土金属，特别是Mg、Ca、Sr、Ba的氧化物，也可以是稀土元素，特别是Ce、La、Sm的氧化物或者选自钍、锆氧化物，本发明的特征是所说的催化剂还含有氟化物，所说的氟化物可以是碱土金属，特别是Mg、Ca、Sr、Ba的氟化物，也可以是稀土金属，特别是Ce、La、Sm的氟化物，所说的氟化物可以是单一种的，也可以是两种氟化物的混合物，催化剂中氟化物含量为20%至98%，60%至98%更好，最好是90%～96%；所说的催化剂是将计量的氟化物加计量的氧化物磨匀，以去离子水调匀，100℃烘干10小时，在500℃至1200℃焙烧2至6小时，较好是在800℃至1000℃烧制4至6小时，最好是在900℃烧制6小时制成。2.根据权利要求1所述的催化剂，其特征是所说的碱土金属氟化物是MgF、CaF、SrF、BaF。3.根据权利要求1所述的催化剂，其特征是所说的稀土金属氟化物是CeF、LaF。4.根据权利要求1所述的催化物，其特征是所说的氟化物含量为60%至98%、90%～60%更好。全文摘要一种以碱土或稀土金属氟化物为主要成分配以少量碱土或稀土金属氧化物或ThO文档编号C07C2/82GK1068052SQ92105258公开日1993年1月20日申请日期1992年6月25日优先权日1992年6月25日发明者周小平,万惠霖,蔡俊修,蔡启瑞申请人:厦门大学