Катализатор для получения этилена и способ получения этилена с использованием этого катализатора


 


Владельцы патента RU 2523013:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского Российской академии наук (ИОХ РАН) (RU)

Изобретение относится к технологии переработки газообразного углеводородного сырья для получения этилена и касается катализатора и способа получения этилена путем окислительной конденсации метана. Катализатор содержит активную фазу, представляющую собой смесь оксидов церия (CeO2) и лантана (La2O3) либо оксид церия (CeO2) и оксид лантана (La2O3), нанесенные на носитель диоксид кремния (SiO2), и инертный материал, активно поглощающий СВЧ энергию, на основе карбида металла, взятого в массовом соотношении активной фазы и карбида металла (2-4):1, соответственно. В качестве карбида металла он содержит карбид вольфрама, тантала либо ниобия. Предложен также способ получения этилена путем окислительной конденсации метана в присутствии предлагаемого катализатора. Процесс ведут в проточном реакторе при атмосферном давлении при контактировании стационарного слоя катализатора, нагретого до температур 750-800°C в СВЧ излучении с мощностью до 45 Ватт, с потоком метано-воздушной смеси при соотношении СН42 в диапазоне 2-7/1, при скорости подачи газового сырья в диапазоне 40-150 мл/мин и загрузке катализатора 300 мг. Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание высокоэффективного катализатора, способного работать в условиях СВЧ излучения и позволяющего повысить селективность по этилену и производительность процесса, а также снизить его энергетические затраты. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 табл., 4 пр.

 

Изобретение относится к технологии переработки газообразного углеводородного сырья, например природного газа, шахтного метана и других метансодержащих газов, для получения этилена и касается, в частности, катализатора для получения этилена и способа получения этилена путем окислительной конденсации метана (ОКМ) с использованием этого катализатора. Изобретение может быть также использовано в области теплотехники и катализа, и, в частности, для подведения тепла к катализаторам при проведения высокотемпературных каталитических эндотермических и слабоэкзотермических реакций.

Реакции ОКМ посвящено огромное число публикаций и патентов с тех пор, как о ней впервые сообщил Митчелл в 1980 году [Алхазов Т.Г., Марголис Л.Я. // Высокоселективные катализаторы окисления углеводородов // М.: Химия, 1988. с.191]. Реакция ОКМ позволяет конвертировать метан в этилен - основной полупродукт нефтехимии. В настоящее время исследовательская часть по процессу ОКМ в принципе завершена - изучены механизмы реакции, исследованы различные катализаторы и предложены наиболее эффективные из них, разработаны принципиальные технологические схемы, просчитана экономика некоторых технологических цепочек. Однако процесс все еще далек от практической реализации, так как имеются проблемы, без решения которых процесс не может быть внедрен в производство. Одной из самых важных является проблема подвода тепла к катализатору, поскольку эта реакция слабоэкзотермическая каталитическая и протекает при высоких температурах (выше 700°C). Целевые реакции слабоэкзотермические и могут быть описаны уравнениями реакции:

1) 2СН4+O2 → С2Н4+2Н2О (АН°298=-33.7 ккал моль-1)
2) 4СН4+O2 → 2С2Н6+2H2O (АН°298=-21.1 ккал моль-1)

В ходе реакции помимо этилена образуются продукты (этан и в малой степени пропан, пропилен), более реакционноспособные, чем исходный метан. Поэтому те же катализаторы, которые способствуют окислению метана до этилена, благоприятствуют полному окислению продуктов реакции до оксидов углерода и воды и в связи с этим не удается получить высокую селективность по С2+углеводородам и в том числе по этилену. Следовательно, необходима разработка способов, предотвращающих последующее глубокое окисление желаемых продуктов реакции.

Все изученные катализаторы реакции ОКМ можно разделить на две большие группы: высокотемпературные на основе оксидов трудновосстанавливаемых металлов (Mn и W) и более низкотемпературные на основе оксидов редкоземельных металлов [Voskresenskaya E.N., Roguleva V.G., Anshits A.G. // Конденсация метана - новый процесс переработки природного газа// Catal. Rev. Sci. Eng., 1995. v. 37(1), p.101-143].

Сведения об оксидных катализаторах с эмпирической формулой M1aM2bM32O3+m приводятся в монографии [В.С.Арутюнов, О.В.Крылов // Окислительные превращения метана // М.: Наука, 1998], где описаны каталитические свойства смешанных оксидов, содержащих в различных соотношениях катионы редкоземельных - М1, щелочноземельных - М2 и щелочных металлов - М3. Наиболее эффективны системы, содержащие лантаноиды (La, Nd, Sm и в определенных комбинациях - также Се и Pr). Лучшие показатели по выходу продуктов ОКМ на катализаторах этого семейства достигают 18-19% при селективности выше 60%, однако они работают при более низкой температуре (650-800°C), по сравнению с системами, содержащими оксиды трудновосстанавливаемых металлов (800-900°C).

Известен способ (Патент РФ №2100334) получения олефинов с использованием катализаторов M1aM2bM32O3+m путем конверсии метана, содержащегося в метансодержащей газовой смеси, в высшие углеводороды на стадии окислительного сочетания (синоним ОКМ) в присутствии катализатора, воздуха и/или кислорода с молярным соотношением СН42 от 1 до 100, при температуре от 500 до 1000°C, давлении 0,01-10 атм и времени контакта 0,01-10 с. В описании упоминается, что при значительном содержании алканов С2+ (в основном этана) смесь рекомендуется сразу подавать на стадию дегидрирования. Таким образом, существенным недостатком заявленного способа является то, что для селективного получения этилена необходима дополнительная стадия дегидрирования преимущественно образующегоя этана.

Продолжаются исследования и других известных катализаторов ОКМ. Так, авторы работы [Amin N.A.S., Pheng S.E. // Influence of process variables and optimization of ethylene yield in oxidative coupling methane over Li/MgO catalyst // Chem. Engineering J., 2006, v. 116 (3), p.187-195] провели оптимизацию процесса на катализаторе Li/MgO. Максимальный выход этилена (8,14%) достигался при 840°C и объемной скорости подачи реакционной смеси ~20 л/г·ч при содержании кислорода в ней 18,9 об.%.

При изучении систем на основе СаО, модифицированных редкоземельными элементами (La, Nd, Yb), наиболее эффективен в ОКМ был катализатор Nd2O3-CaO (Nd/Ca=0,05), в присутствии которого конверсия метана составила 19,5% при селективности по С2+углеводородам 70,8% [Rane V.H., Chaudhari S.T., Choudhary V.R. // Oxidative coupling of methane over La-promoted CaO catalysts: Influence of precursors and catalyst preparation method// J.Chem. Technology and Biotechnology, 2006, v. 81 (2), p.208-215].

Поскольку реакция ОКМ - это высокотемпературная реакция, важной проблемой является проблема подвода тепла в зону реакции (к катализатору). В большинстве случаев технологически это решается предварительным нагревом газовой смеси до температур выше 800°С в огневых (печь) или электроподогревателях, что приводит к доболнительным проблемам с теплопередачей в змеевиках в связи с отложением углеродистых соединений (коксование). Учитывая это, приходится проводить реакцию в условиях, когда протекает высокоэкзотермическая реакция полного окисления метана с образованием диоксида углерода и воды (СН4+2O2=CO2+2H2O - АН°298= -191,8 ккал*моль-1), что существенно снижает селективность по С2+углеводородам, в т.ч по этилену.

Известен способ окислительной конверсии метана под воздействием СВЧ излучения с частотой 0,9 ГГц с получением этилена с использованием катализатора состава Mn-Na2WO4/SiO2 с содержанием вольфрама и марганца от 0,5 до 50 вес.% (патент РФ №2315802). В ходе процесса достигаются конверсия метана в диапазоне 80-95% и селективность по этилену в диапазоне 65-85%. Существенным недостатком предлагаемого способа является то, что для формирования неравновесной «холодной» СВЧ плазмы реакцию проводят при низком давлении рабочего газа (12 мм рт.ст.), что существенно снижает производительность процесса по целевому продукту (этилену). Кроме того, достигаемая конверсия метана 80-95% и кислорода 20-50% в условиях проведения реакции при используемом соотношении СН42=4/1 свидетельствует о том, что реакция преобладающе протекает в направлении пиролиза метана с образованием углерода (кокса). Еще одним существенным недостатком является то, что предлагаемые в изобретении смешанные оксидные катализаторы являются диэлектриками и для протекания реакции ОКМ необходима очень высокая мощность импульсной СВЧ волны (до 15 кВт), что приводит к существенным энергетическим затратам.

Известен катализатор для получения С2+углеводородов, в том числе и этилена, путем ОКМ, представляющий собой смесь оксидов церия и лантана и принятый нами за прототип [A.A.Greish, L.М.Glukhov, Е.D.Finashina, L.М.Kustov, Jae-Suk Sung, Ko-Yeon Choo, Tae-Hwan Kim // Peculiarities of oxidative coupling of methane in the redox cyclic mode on the catalysts with CeO2 and La2O3 // Mendeleev Communication (2010), V. 20, №1, p.28-30]. Смешанные оксидные катализаторы CeO2-La2O3 и катализаторы CeO2-La2O3/SiO2, нанесенные на силикагель, готовили методами соосаждения оксалатов церия и лантана и пропитки силикагеля по влагоемкости из водных растворов смеси нитратов церия и лантана, соответственно. В работе использовали периодическую подачу в реактор импульсов метана и воздуха, используя возможность того, что оксид CeO2 может выступать поставщиком решеточного кислорода для реакции ОКМ. Для достижения максимальной селективности по этилену (40,8%) на катализаторе 2%CeO2-8%La2O3/SiO2 требовалась дополнительная обработка катализатора импульсами водорода.

Заявленный способ имеет свои существенные недостатки. Так, импульсный режим проведения реакции приводит к существенному снижению производительности процесса по этилену, а импульсный ввод дополнительного реагента (водорода) осложняет аппаратурное оформление реакции, требуя наличия в технологической схеме дорогостоящих электро- или пневмопереключателей потоков.

Задачей настоящего изобретения является создание высокоэффективного катализатора для получения этилена путем окислительной конденсации метана, способного работать в условиях СВЧ излучения и позволяющего повысить селективность по этилену и производительность процесса, а также снизить его энергетические затраты.

Поставленная задача достигается предложенным катализатором, включающим активную фазу, представляющую собой смесь оксидов церия (CeO2) и лантана (La2O3), либо оксид церия (CeO2) и оксид лантана (La2O3), нанесенные на носитель диоксид кремния (SiO2), согласно изобретению катализатор дополнительно содержит инертный материал, активно поглощающий СВЧ энергию, на основе карбида металла, взятого в массовом соотношении активной фазы и карбида металла 2-4:1, соответственно.

В качестве карбида металла катализатор содержит карбид вольфрама, тантала или ниобия.

Способ приготовления катализатора для получения этилена в ходе реакции ОКМ включает соосаждение оксидов CeO2 и La2O3 из водного раствора смеси оксалатов церия и лантана в ходе добавления к раствору лимонной кислоты с последующей сушкой выпавшего осадка при 120°C в течение 2 часов и прокалкой на воздухе при 800°C в течение 4 часов, в результате чего получают композицию CeO2-La2O3 с суммарным содержанием 10-20 мас.% оксида церия и 80-90 мас.% оксида лантана. В случае же нанесения оксидов церия и лантана на носитель (SiO2) методом пропитки носителя водными растворами нитратов церия и лантана с последующей сушкой и прокалкой на воздухе получают композицию CeO2-La2O3/SiO2 с содержанием 1-2 мас.% оксида церия и 8-9 мас.% оксида лантана.

Полученные композиции (активная фаза катализатора) смешивают с инертным материалом на основе карбида металла, активно поглощающим СВЧ энергию, при массовом соотношении компонентов 2-4:1, соответственно.

Таким образом, предлагаемый катализатор представляет собой механическую смесь 2-х компонентов: 1) смешанной оксидной CeO2-La2O3 (или CeO2-La2O3/SiO2) композиции для процесса ОКМ, слабо поглощающей СВЧ излучение и 2) инертного материала, активно поглощающего и греющегося под воздействием СВЧ энергии до высоких температур, на основе карбидов металлов, взятых в массовом соотношении 2-4:1, соответственно. Катализатор, готовят в шаровой мельнице механическим смешением порошков CeO2-La2O3 (или CeO2-La2O3/SiO2) с карбидами вольфрама (WC), тантала (ТаС) или ниобия (NbC).

Предложен также способ получения этилена путем окислительной конденсации метана в присутствии предложенного катализатора. Процесс ведут в проточном реакторе при атмосферном давлении при контактировании стационарного слоя катализатора, нагретого до температур 750-800°C в СВЧ излучении низкой мощности (до 45 Ватт), с потоком метано-воздушной смеси с соотношением СН42 в диапазоне 2-7/1 при скорости подачи газового сырья в диапазоне 40-150 мл/мин и загрузке катализатора 300 мг.

В предлагаемом способе получения этилена подвод тепловой энергии к катализатору осуществляют с использованием СВЧ излучения, при этом корпус реактора выполнен из материала, не поглощающего СВЧ, например кварца.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание высокоэффективного катализатора для получения этилена путем окислительной конденсации метана, способного работать в условиях СВЧ излучения и позволяющего повысить селективность по этилену и производительность процесса при постоянной подаче газового сырья в широком диапазоне соотношений СН42=2-7/1, в отличие от импульсной подачи реагентов по прототипу.

Существенный результат, получаемый при реализации предлагаемого изобретения, состоит также в создании катализатора, позволяющего осуществить подвод тепловой энергии в предлагаемом способе получения этилена с использованием СВЧ излучения низкой мощности (до 45 Ватт), при которой в слое заявленного катализатора достигаются температуры, необходимые для осуществления высокотемпературной реакции ОКМ при соблюдении изотермичности слоя, при этом отпадает необходимость предварительного нагрева газового сырья в традиционных огневых или других подогревателях, что приводит к снижению энергозатрат при одновременном упрощении технологического оформления процесса. Изобретение иллюстрируется следующими примерами:

Пример 1. Катализатор готовят в 2 стадии. На 1-й стадии 2 г коммерческого силикагеля (С-120, Россия, с удельной поверхностью 120 м /г и размером гранул 0,25-0,5 мм) были при 20°C пропитаны 2 мл водного раствора смеси нитратов церия и лантана, содержащего 0,06 г Ce(NO3)3-6H2O и 0,54 г La(NO3)3-6H2O. Полученный образец был высушен при 120°C в течение 2 часов и прокален при 600°C в течение 4 часов. Полученная активная фаза катализатора имела состав 1%CeO2-9%La2O3/SiO2.

На 2-й стадии 2 г полученной выше композиции (CeO2-La2O3/SiO2) механически смешивают в шаровой мельнице с 1 г карбида вольфрама (WC). Порошок карбида вольфрама с удельной поверхностью 7 м2/г и средним размером гранул 55 нм, полученным методом плазмохимического синтеза.

Массовое соотношение компонентов l%CeO2-9%La2O3/SiO2 и WC в готовом катализаторе составило 2:1.

Пример 2. Катализатор готовили по примеру 1, за исключением того, что на первой стадии для пропитки силикагеля брали 0,12 г Ce(NO3)3- 6H2O и 0,48 г La(NO3)3-6H2O.

Полученная активная фаза катализатора имела состав 2%CeO2-8%La2O3/SiO2.

Пример 3. Катализатор также готовят в 2 стадии. На 1-й стадии при комнатной температуре проводили соосаждение оксидов церия и лантана из 100 мл водного раствора смеси оксалатов церия и лантана, содержащего 5 г Се2(C2O4)3·9H2O и 20 г La2(C2O4)3-9H2O, в ходе добавления к раствору до 10 мл лимонной кислоты. Далее выпавший осадок был отфильтрован, высушен на воздухе при 120°C в течение 2 часов и прокален при 800°C в течение 4 часов.

Полученная активная фаза катализатора имела состав 20%СеО2-80%La2O3. На 2-й стадии 4 г полученной выше композиции (CeO2-La2O3) механически смешивают в шаровой мельнице с 1 г карбида тантала (ТаС). Порошок карбида тантала с удельной поверхностью 35 м2/г и средним размером гранул 10 нм, полученным методом плазмохимического синтеза.

Массовое соотношение компонентов 20%СеО2-80%La2O3 и ТаС в готовом катализаторе составило 4:1.

Пример 4. Катализатор готовили по примеру 3, за исключением того, что на первой стадии в ходе соосаждения оксидов церия и лантана брали 2,5 г Се2(C2O4)3-9H2O и 22,5 г La2(C2O4)3- 9H2O.

Полученная активная фаза катализатора имела состав 10%СеО2-90%La2O3.

Катализаторы, полученные в примерах №1-4, испытывают в реакции ОКМ (таблица 1). Смесь метана и воздуха состава O2 - 8,5%, N2 - 32,3%, СН4 - 59,3% (СН4/O2=7/1) подавали при атмосферном давлении в проточный реактор (кварцевая трубка с внутренним диаметром 5,6 мм) со стационарным слоем катализатора скоростью 40-150 мл/мин. Загрузка катализатора составляла 300 мг.

Реактор помещали в СВЧ резонатор с регулируемой мощностью от 0 до 45 Ватт, работающий на частоте 5,7 Ггц, и нагревали катализатор в СВЧ поле до температур 750-800°C. Температуру слоя катализатора в реакторе измеряли с помощью термопары, помещенной в кварцевом стакане непосредственно в слой катализатора, а задавали необходимую температуру в катализаторе изменением мощности СВЧ излучения.

На выходе из реактора находилась охлаждаемая до 0°C ловушка для сбора образующейся воды. Газ на выходе из реактора (в % об.) анализировали на хроматографе модели 3700 с использованием петли фиксированного объема на колонке (3 м) HayeSep-Q (СО, СО2) и детектора катарометр, а у/в часть газа (СН4, С2Н4 и С2Н6) анализировали на набивной колонке (4 м) Polysorb с использованием пламенно-ионизационного детектора в изотермическом режиме при 30°С, соответственно.

В таблице 1 представлены примеры №3-10 - показатели СВЧ активированной реакции ОКМ при скорости подачи газового сырья 40 и 150 мл/мин в смесях состава: (1) O2 - 8,5%, N2 - 32,3%, СН4 - 59,3% (СН42=7/1); (2) O2 - 11,3%, N2-43,3%, СН4 - 45,4% (СН4/O2=4/1) и (3) O2 - 14,7%, N2-55,9%, СН4 - 29,4% (СН4/O2=2/1) на катализаторах, приготовленных по примерам 1 и 2, а также представлен сравнительный пример 10.

Таблица 1
№ примера Катализатор по примеру № Т. °C Соотношение СН42 в газовой смеси Селективность по этилену, % Конверсия СН4, % Производительность по этилену, г/г-Кт в час
3 1 750 7/1 60,8 11,2 0,40
800 54,6 19,7 0,64
4 1 750 4/1 58,4 16,3 0,43
800 51,1 27,0 0,63
5 1 750 2/1 50,0 21,9 0,32
800 42,9 32,3 0,41
6 3 750 7/1 54,1 10,2 0,33
800 47,9 17,4 0,49
7* 1 750 7/1 70,0 7,1 1,11
800 62,1 12,0 1,66
8 2 800 7/1 56,8 18,4 0,61
9 4 800 7/1 45,8 17,3 0,47
10 ** 120 2/1 0,005 0,5 Следы

*- результаты получены при скорости подачи газового сырья 150 мл/мин.

**- катализатор приготовлен по примеру №1, но без добавления карбида вольфрама (по прототипу), но испытан в условиях предлагаемого способа.

В таблице 2 представлены лучшие показатели реакции ОКМ на катализаторе 2%CeO2-8%La2O3/SiO2 без добавок карбидов металлов в условиях термического нагрева при 800°C (по прототипу) при импульсной подаче метана в токе инертного газа (азот - 40 мл/мин) в зависимости от объема импульса метана.

Таблица 2.
Объем импульса СН4, см3 Селективность по этилену, % Конверсия СН4, % Производительность по этилену, г/г-Кт в час
4 32,7 2,0 0,014
3 33,6 2,2 0,013
2 36,3 2,9 0,012
1 37,8 3,5 0,010
0,6 39,2 6,0 0,009
0,2 40,8 13,0 0,007

Сравнение показателей реакции ОКМ при температуре 800°C на катализаторах, полученных по предлагаемому способу (табл.1, примеры №3-9), и на катализаторе по прототипу (таблица 2) свидетельствует о том, что в настоящем изобретении при проведении реакции ОКМ в условиях СВЧ излучения достигаются более высокие значения конверсии метана и селективности по этилену. При этом, поскольку в настоящем изобретении реакция ОКМ проводится в постоянном токе реакционного газа, в отличие от импульсной подачи метана по прототипу, производительность по этилену существенно (на 2 порядка) выше и может достигать значений 1,66 г/г-Кт в час (табл.1, пример №7) при проведении реакции при повышенных расходах метано-воздушной смеси (150 мл/мин).

Существенным является то, что в условиях СВЧ облучения с мощностью 45 Ватт катализатор, приготовленный по прототипу без добавок карбидов металлов, способен нагреться только до температур около 120°С, при этом он практически не активен в реакции ОКМ с образованием этилена (конверсия метана не превышает 0,5%), а основным продуктом является диоксид углерода, образующийся в ходе реакции полного окисления метана (табл.1, пример 10).

Следует отметить, что с целью повышения селективности по этилену авторы в процессе ОКМ по прототипу (табл.2) перед подачей метана на окисленный катализатор подают малые импульсы водорода (0,04 см3), объясняя необходимость этой дополнительной процедуры тем, что они в ходе обработки водородом убирают часть неселективного решеточного кислорода в структуре оксида церия, приводящего к протеканию реакции полного окисления метана с образованием диоксида углерода. Это осложняет аппаратурное оформление реакции, требуя наличия в технологической схеме дорогостоящих электро- или пневмопереключателей потоков.

Таким образом, предлагаемый в настоящем изобретении способ проведения СВЧ активированной реакции ОКМ с использованием катализатора в виде механической смеси 2-х компонентов - смешанной оксидной композиции CeO2-La2O3 (или CeO2-La2O3/SiO2), слабо поглощающей СВЧ излучение, и карбидов вольфрама, тантала или ниобия, активно поглощающих СВЧ излучение и греющихся под воздействием СВЧ энергии, позволяет с высокой селективностью и производительностью получать этилен из метана в постоянном токе метано-воздушных смесей в широком диапазоне соотношений СН4/O2=2-7/1.

1. Катализатор для получения этилена путем окислительной конденсации метана, включающий активную фазу представляющую собой смесь оксидов церия (CeO2) и лантана (La2O3) либо оксид церия (CeO2) и оксид лантана (La2O3), нанесенные на носитель диоксид кремния (SiO2), отличающийся тем, что он дополнительно содержит инертный материал, активно поглощающий СВЧ энергию, на основе карбида металла, взятого в массовом соотношении активной фазы и карбида металла 2-4:1, соответственно.

2. Катализатор по п.1, отличающийся тем, что в качестве активной фазы он содержит оксид церия и оксид лантана при следующем соотношении компонентов, мас.%:
CeO2 - 10-20
La2O3 - 80-90

3. Катализатор по п.1, отличающийся тем, что в качестве активной фазы он содержит оксид церия и оксид лантана, нанесенные на носитель - диоксид кремния, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
CeO2 - 1-2
La2O3 - 8-9
SiO2 - остальное

4. Катализатор по п.1, отличающийся тем, что в качестве карбида металла он содержит карбид вольфрама, тантала либо ниобия.

5. Способ получения этилена путем окислительной конденсации метана в присутствии катализатора, отличающийся тем, что используют катализатор п.1 и процесс ведут в проточном реакторе при атмосферном давлении при контактировании стационарного слоя катализатора, нагретого до температур 750-800°C в СВЧ излучении с мощностью до 45 Ватт, с потоком метано-воздушной смеси при соотношении СН42 в диапазоне 2-7/1, при скорости подачи газового сырья в диапазоне 40-150 мл/мин и загрузке катализатора 300 мг.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу превращения метана в более высокомолекулярный углеводород (углеводороды), содержащий ароматический углеводород (углеводороды), в реакционной зоне.

Изобретение относится к способу производства этилена и электроэнергии из природного газа путем прямого окисления природного газа с последующей подачей отходящего газа на энергоустановку.

Изобретение относится к способу химической переработки смесей газообразных углеводородов (алканов) С1-С 6 в олефины С2-С3 (этилен и пропилен), заключающемуся в осуществлении реакций окислительной конденсации метана и пиролиза алканов С2-С6, характеризующемуся тем, что осуществляют окислительный пиролиз алканов С2 -С6, который проводят при температуре от 450°С до 850°С, давлении от 1 атм до 40 атм и подаче не более 15 об.% кислорода в присутствии оксидных катализаторов без предварительного разделения исходной смеси газообразных углеводородов (алканов) C1-С6 на составляющие компоненты и/или отделения метана, реакцию окислительной конденсации метана осуществляют в потоке метана, отделенного от продуктов окислительного пиролиза алканов С2-С6, в присутствии оксидных катализаторов при температуре от 700°С до 950°С, давлении от 1 атм до 10 атм и мольном соотношении метана и кислорода в интервале от 2:1 до 10:1, при этом выделение продуктов окислительной конденсации метана проводят совместно или частично совместно с выделением продуктов окислительного пиролиза алканов С2-С 6, а отделенные от реакционных газов метан, этан и алканы С3+ подвергают рециклу и направляют повторно на стадии окислительной конденсации метана и пиролиза алканов С2 -С6 соответственно.

Изобретение относится к способу превращения метана в этилен и этан в процессе его окислительного превращения, характеризующемуся тем, что в качестве катализаторов данного процесса используют смесь кварца с фталоцианиновыми комплексами магния, алюминия или марганца, причем способ проводят при температуре 700-800°С.

Изобретение относится к способу получения ацетилена окислительным пиролизом метана в присутствии кислорода и катализатора, характеризующемуся тем, что катализатор нагревают пропусканием через него электрического тока до температур 700-1200°С, в качестве катализатора используют термообработанный на воздухе при температурах 900-1100°С фехралевый сплав, а соотношение метан:кислород изменяют в интервале значений 5:1-15:1.

Изобретение относится к двум вариантам способа получения ароматических соединений, один из которых включает: стадию метанирования с контактом водородсодержащего газа с моноксидом углерода и/или диоксидом углерода в присутствии катализатора, вызывающего реакцию водорода, содержащегося в газе, с моноксидом углерода и/или диоксидом углерода и превращение этих компонентов в метан и воду; и стадию синтеза ароматического соединения с реакцией низшего углеводорода с метаном, получаемым на стадии метанирования, в присутствии катализатора с получением газа продуктов реакции, содержащего ароматические соединения и водород, причем ароматические соединения отделяют от газа продуктов реакции, получаемого на стадии синтеза ароматического соединения, и затем остающийся полученный водородсодержащий газ подают на стадию метанирования.

Изобретение относится к способу получения катализатора на основе перовскита для окислительной дегидроконденсации метана. .

Изобретение относится к способу получения углеводородов С 2-С3 высокотемпературным каталитическим окислительным превращением метана, заключающемуся в подаче в реактор, в который помещен катализатор, а свободный объем которого заполнен инертной насадкой, исходной газовой смеси, содержащей смесь метана и молекулярного кислорода, со скоростью 50000-70000 мл/г/ч, причем катализатор включает в свой состав ионы щелочного металла, марганца, вольфрама и оксид кремния при мольных соотношениях M:W:Mn:Si, где M - Na, или К, или Rb, или Cs, равных 1,8-2,2:1:1,9-2,3:89-92, и характеризуется присутствием в нем вольфрама в степени окисления W6+, марганца - в степенях окисления Mn 7+, Mn6+, Mn3+ , при этом катализатор получают путем термообработки при 200°С и последующего прокаливания при температуре 795-799°С исходной твердой порошкообразной смеси, состоящей из солей и/или оксидов вольфрама, марганца, щелочного металла и SiO2 , взятых в вышеуказанных мольных соотношениях в расчете на моль атомов вольфрама, марганца, щелочного металла и кремния.

Изобретение относится к области катализа. Описан способ приготовления катализатора для окислительной конденсации метана (ОКМ) до C2+ углеводородов, включающий нанесение марганца и вольфрамата натрия на носитель диоксид кремния путем его последовательной пропитки водными растворами нитрата марганца и затем вольфрамата натрия с последующей прокалкой на воздухе при температуре 800°C, в котором полученную композицию Mn - Na2WO4/SiO2 с суммарным содержанием марганца 1-2 мас.% и вольфрамата натрия 3-5 мас.% смешивают с инертным материалом, активно поглощающим СВЧ энергию, на основе карбида металла при массовом соотношении компонентов 2-4:1, соответственно.

Изобретение относится к способу превращения монооксида углерода в углеводороды С2 + в присутствии водорода и металлсодержащего катализатора в многотрубчатом реакторе, содержащем указанный катализатор, нанесенный на носитель на основе вспененного карбида кремния, осуществляемому в следующих рабочих условиях: WH (GHSV) изменяется от 100 до 5000 час-1 и WHSV изменяется от 1 до 100 час-1.

Изобретение относится к каталитической очистке выхлопных газов дизельного двигателя путем окисления углеродистых соединений до диоксида углерода и воды и восстановления оксидов азота до азота.

Изобретение относится к способу превращения монооксида углерода в углеводороды C2 + и к эффлюенту, полученному в результате указанного способа. .

Изобретение относится к изготовлению подложки со слоем легированного углеродом оксида титана, которая действует как реагирующий на видимый свет фотокатализатор. .

Изобретение относится к многофункциональному материалу со слоем легированного углеродом оксида титана и действующему как реагирующий на видимый свет фотокатализатор.
Изобретение относится к способу для прямого окисления в серу, каталитическим методом H2S, содержащегося в газе в небольшой концентрации, а также к катализатору для применения этого способа.

Изобретение относится к неорганической химии, в частности к получению высокопористых углеродных изделий, обладающих высокой сорбционной способностью и достаточной механической прочностью, необходимой для эксплуатации.

Изобретение относится к способам каталитической очистки газа от сероводорода путем его окисления в элементарную серу и может найти применение в газовой, нефтяной и нефтехимической промышленности.

Изобретение относится к композиции на основе оксидов циркония, церия и по меньшей мере одного редкоземельного элемента, отличного от церия, к способу ее получения и к ее применению для очистки выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания.
Наверх