專利名稱：用于烴的氧化偶聯(lián)的催化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及可用于烴反應(yīng)的催化劑。
背景技術(shù)：
甲烷是天然氣的主要組分。雖然天然氣可用作燃料，但天然氣資源路途遙遠(yuǎn)，運(yùn)輸甲烷往往也不經(jīng)濟(jì)。運(yùn)輸天然氣的一種方法是將天然氣液化，然而，甲烷的沸點(diǎn)很低，液化不僅困難，而且費(fèi)用高。為尋找新的、經(jīng)濟(jì)的途徑利用此能源，人們開(kāi)展了研究。一種可能的解決方案是將甲烷轉(zhuǎn)化為更高級(jí)的烴，如乙烷或乙烯。乙烯及更高級(jí)的烴更容易液化和遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，也可作為有價(jià)值的產(chǎn)品。例如，乙烯是一種有價(jià)值的產(chǎn)品， 因?yàn)樗捎糜谏a(chǎn)苯乙烯，并具有其它許多用途，如生產(chǎn)聚乙烯、乙醇、乙二醇和聚氯乙烯。傳統(tǒng)上，乙烯主要是從烴例如乙烷、丙烷、丁烷或石腦油的熱裂解獲得的。乙烯還可以從各種精煉工藝產(chǎn)生并回收。從這些來(lái)源得到的乙烯可能還包含各種不需要的產(chǎn)物， 包括二烯烴和乙炔，從乙烯中分離掉它們的成本較高。分離方法可包括例如萃取蒸餾和乙炔選擇性加氫重新生成乙烯。生產(chǎn)較純的乙烯的熱裂解和分離技術(shù)會(huì)帶來(lái)顯著的生產(chǎn)成本。因此，與一些傳統(tǒng)路徑相比，用甲烷生產(chǎn)乙烯可能會(huì)降低乙烯生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式是一種催化劑，它包含(A)至少一種選自下組的元素鑭系元素、Mg、Ca以及周期表第4族元素(Ti、& 和Hf)。所述催化劑還包含(B)至少一種選自下組的元素周期表第1族元素Li、Na、K、I b、CS，第3族元素(包括La和Ac)和第5_15 族元素；(C)至少一種選自下組的元素第1族元素Li、Na、K、I b、Cs，以及元素Ca、Sr和Ba; 以及(D)氧。其中若周期表第1族元素用于(B)，則不能用于(C)。選自(A)的元素可為催化劑的40重量％ -90重量％。選自⑶的元素可為催化劑的0.01重量％-40重量％。選自(C)的元素可為催化劑的0.01重量％-40重量％。(D) 中的氧可為催化劑的10重量％ -45重量％?？赏ㄟ^(guò)將催化劑加熱到升高的溫度如高于750°C來(lái)焙燒催化劑。所述催化劑可在反應(yīng)器中用于甲烷的氧化偶聯(lián)。對(duì)于0CM，溫度可以是500-750°C， 任選600-750°C。甲烷與氧氣的摩爾比可以是1 1-100 1，任選4 1-80 1。所述催化劑也可在反應(yīng)器中用于甲苯的氧化甲基化。對(duì)于0ΜΤ，溫度可以是500-800°C，任選550-700°C。甲烷與氧氣的摩爾比可以是1 1-100 1，任選 4 1-80 1。甲烷與甲苯的摩爾比可以是1 1-50 1，任選8 1-30 1。對(duì)于OCM和OMT及其它的烴偶聯(lián)和交叉偶聯(lián)反應(yīng)，一些反應(yīng)條件如溫度的調(diào)整可用來(lái)控制產(chǎn)物的選擇性。調(diào)節(jié)溫度還可改變氧化偶聯(lián)的放熱特性。


圖1是在比較例A中進(jìn)行的OMT試驗(yàn)的數(shù)據(jù)圖，包括轉(zhuǎn)化率和選擇性。圖2是來(lái)自實(shí)施例C中進(jìn)行的OMT試驗(yàn)的甲苯轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的圖示。圖3是從實(shí)施例C中進(jìn)行的OMT試驗(yàn)得到的各種產(chǎn)物的選擇性的圖示。圖4是在實(shí)施例D中進(jìn)行的OMT試驗(yàn)的數(shù)據(jù)圖，包括轉(zhuǎn)化率和選擇性。圖5是在實(shí)施例E中進(jìn)行的OCM試驗(yàn)的數(shù)據(jù)圖，包括轉(zhuǎn)化率和選擇性。圖6是在實(shí)施例E中進(jìn)行的OMT試驗(yàn)的數(shù)據(jù)圖，包括轉(zhuǎn)化率和選擇性。
具體實(shí)施例方式氧化偶聯(lián)反應(yīng)的結(jié)果受許多因素影響，如反應(yīng)條件，進(jìn)料來(lái)源和含量，以及反應(yīng)器設(shè)計(jì)。反應(yīng)所用的催化劑可以是最重要的因素之一。反應(yīng)效果可用轉(zhuǎn)化率、選擇性和產(chǎn)率來(lái)衡量。轉(zhuǎn)化率是指反應(yīng)物(例如甲烷、甲苯)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的百分?jǐn)?shù)。選擇性是指催化劑對(duì)混合物中特定化合物的相對(duì)活性。選擇性用特定產(chǎn)物相對(duì)于所有其它產(chǎn)物的比例來(lái)定量化。包含負(fù)載金屬或金屬組合的基材的催化劑可用于催化烴類反應(yīng)，如甲烷的氧化偶聯(lián)(OCM)或烴的交叉偶聯(lián)，如甲苯的氧化甲基化(OMT)。催化劑的制備方法、催化劑的預(yù)處理以及反應(yīng)條件會(huì)影響OCM、OMT及類似工藝的轉(zhuǎn)化率、選擇性和產(chǎn)率。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，本發(fā)明的催化劑可包含基材、一種或多種促進(jìn)劑和氧。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，本發(fā)明的催化劑可包含占催化劑40重量％-90重量％的基材，所述基材由一種或多種A組元素組成鑭系(La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Th、Yb、 Lu)、Mg、Ca和周期表第4族元素(Ti、Zr和Hf)。所述基材負(fù)載占催化劑0. 01重量％ -40 重量％的第一促進(jìn)劑，所述第一促進(jìn)劑選自一種或多種B組元素Li、Na、K、Rb、Cs以及周期表第3族(包括La和Ac)和第5-15族元素。所述基材還負(fù)載占催化劑0. 01重量％ -40 重量％的第二促進(jìn)劑，所述第二促進(jìn)劑選自一種或多種C組元素Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr 和Ba。若周期表第1族元素(Li、Na、K、Rb、Cs)用作來(lái)自B組的催化元素，則不能用作來(lái)自C組的催化元素。所述催化劑還包括D組，該組由氧組成，占10重量％-45重量％。所有百分?jǐn)?shù)都是相對(duì)于焙燒后的催化劑而言的。A、B、C和D各組分別有至少一種元素包含在所述催化劑中，且在上述范圍內(nèi)。在焙燒步驟之后，最終催化劑組合物中至少90重量％的催化劑由A、B、C組元素和氧組成。任選在焙燒步驟之后，最終催化劑中至少95重量％的催化劑由A、B、C和D各組元素組成。最終催化劑中可能存在殘余陰離子，例如硝酸根、鹵離子、硫酸根和醋酸根。催化劑的活性、堿性、壽命及其它特性可以變化。這種變化可受A、B、C和D各組元素的選擇及它們各自在催化劑中的含量影響。組成催化劑的各元素可得自任何合適的來(lái)源，如其元素形式或者有機(jī)或無(wú)機(jī)化合物或配位絡(luò)合物，如碳酸鹽、氧化物、氫氧化物、硝酸鹽、醋酸鹽、氯化物、磷酸鹽、硫化物和磺酸鹽。所述元素和/或化合物可用本領(lǐng)域已知的用來(lái)制備這種材料的任何合適的方法制備。
本文所用術(shù)語(yǔ)“基材”并不意味著此組分一定不具有活性，而其它金屬和/或促進(jìn)劑才是活性物質(zhì)。相反，所述基材可以是催化劑的活性部分。術(shù)語(yǔ)“基材”的意思僅僅是所述基材占有顯著的量，一般占整個(gè)催化劑重量的40重量％或更多。促進(jìn)劑各自占催化劑重量的0. 01重量％ -40重量％，任選0. 01重量％ -10重量％。若組合一種以上的促進(jìn)劑，它們一般總共占催化劑重量的0. 01重量％ -50重量％。催化劑組合物中的元素可通過(guò)任何合適的來(lái)源提供，如元素形式、鹽、配位化合物等。在本發(fā)明中，通過(guò)添加載體材料改進(jìn)催化劑的物理性質(zhì)是可能的?？稍诖呋瘎┙M合物中加入粘結(jié)劑材料、擠出助劑或其它添加劑，或者將最終的催化劑組合物加入提供載體結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)化材料。例如，最終的催化劑組合物可用包含氧化鋁或鋁酸鹽骨架的結(jié)構(gòu)化材料負(fù)載。這種粘結(jié)劑材料、擠出助劑、結(jié)構(gòu)化材料或其它添加劑及其各自的焙燒產(chǎn)物的含量不算在本文所述A-D組的所述百分?jǐn)?shù)范圍之內(nèi)。作為另一個(gè)例子，可包含A-D組中所含元素的粘結(jié)劑材料可加入催化劑組合物中。焙燒之后，這些元素可發(fā)生改變，如通過(guò)氧化而發(fā)生改變，氧化會(huì)增加最終催化劑結(jié)構(gòu)中氧的相對(duì)含量。粘結(jié)劑材料中的元素和焙燒產(chǎn)物不算在本文所述A-D組的所述百分?jǐn)?shù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的催化劑與其它成分如粘結(jié)劑、擠出助劑、結(jié)構(gòu)化材料或其它添加劑及其相應(yīng)的焙燒產(chǎn)物的組合包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。一方面，本發(fā)明是用于制備OCM、OMT或另一氧化偶聯(lián)反應(yīng)的氧化催化劑的方法。 在一個(gè)實(shí)施方式中，所述催化劑可通過(guò)組合選自A組中至少一種元素的基材與選自B組的至少一種促進(jìn)劑元素、選自C組的至少一種促進(jìn)劑元素及D組的氧來(lái)制備。本發(fā)明不受催化劑制備方法的限制，所有合適的方法均應(yīng)視為落在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。特別有效的技術(shù)是用來(lái)制備固體催化劑的那些技術(shù)。常規(guī)方法包括從水性、有機(jī)或組合溶液-分散體共沉淀， 浸漬，干混，濕混，等等，它們可單獨(dú)或以各種組合形式使用。一般地，任何方法均可使用，只要它能提供含有效量的指定組分的物質(zhì)組合物。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，所述基材通過(guò)初濕浸漬法負(fù)載促進(jìn)劑?？扇芜x使用其它浸漬技術(shù)，如浸泡、孔體積浸漬或滲濾(percolation)。也可使用替代方法，如離子交換、洗涂(wash coat)、沉淀和形成凝膠。制備催化劑的各種方法和程序列于J. Haber、J. H. Block和B. Dolmon發(fā)表在1995年第67卷第8/9期《國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)》international Union of Pure and Applied Chemistry)第 1257-1306 頁(yè)上的技術(shù)報(bào)告《催化劑表征的方法和程序手冊(cè)》(Manual of Methods and Procedures for Catalyst Characterization),其完整內(nèi)容結(jié)合于此。在一個(gè)實(shí)施方式中，基材可以是A組中一種或多種元素的金屬氧化物?？捎糜诒景l(fā)明的氧化物基材的一個(gè)例子是氧化鎂(MgO)。氧化物基材可商購(gòu)或者在實(shí)驗(yàn)室制備。例如，金屬氧化物可通過(guò)在最高達(dá)750°C的升高的溫度下熱分解其相應(yīng)的鹽來(lái)制備。對(duì)制備氧化物基材的前體鹽的選擇可能對(duì)最終催化劑的性能有些影響。當(dāng)制備的是漿料、沉淀等時(shí)，它們一般要進(jìn)行干燥，干燥溫度通常足以使水或其它載劑揮發(fā)，如在100-250°C。不管各組分如何組合，也不管各組分的來(lái)源，干燥的組合物一般在不含氧的氣體存在下焙燒，通常在約300-900°C的溫度下焙燒I-M小時(shí)。焙燒可在含氧氣氛中進(jìn)行，或者在還原性氣氛或惰性氣氛中進(jìn)行。視催化劑的情況，催化劑預(yù)處理可能有必要，也可能沒(méi)有必要。在一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明涉及OCM、OMT或另一氧化偶聯(lián)反應(yīng)所用的氧化催化劑的預(yù)處理。制備好的催化劑可經(jīng)研磨、壓制和過(guò)篩，然后裝入反應(yīng)器。反應(yīng)器可以是本領(lǐng)域用于制備催化劑顆粒的任何已知類型的反應(yīng)器，如固定床、流化床或搖動(dòng)床反應(yīng)器。反應(yīng)器裝置可任選包含循環(huán)流?？扇芜x使用惰性材料如石英碎屑支承催化劑床，并將催化劑置于床內(nèi)。對(duì)于預(yù)處理，可用空氣流，如100毫升/分鐘的空氣流將反應(yīng)器加熱至升高的溫度，如800-900°C，并在這些條件下保持一段時(shí)間，如1-3小時(shí)。然后，將反應(yīng)器冷卻至反應(yīng)器的運(yùn)行溫度附近，例如 500-650°C，或者任選降至大氣溫度或者其它所需溫度。反應(yīng)器可保持在惰性吹掃氣如氦氣之下。另一方面，本發(fā)明涉及用于OCM、OMT或另一氧化偶聯(lián)反應(yīng)的反應(yīng)條件。有多個(gè)參數(shù)會(huì)影響反應(yīng)結(jié)果，包括進(jìn)料組成、烴反應(yīng)物與氧氣的摩爾比、溫度、壓力、連續(xù)運(yùn)行時(shí)間、 制備方法、粒度、孔隙率、表面積、接觸時(shí)間等。幾乎每個(gè)反應(yīng)條件都可能有一個(gè)最適合氧化偶聯(lián)的數(shù)值范圍。一般要采取措施提高轉(zhuǎn)化率和選擇性。對(duì)于甲烷的氧化偶聯(lián)，進(jìn)料物質(zhì)可包括甲烷和氧源。氧是氧化偶聯(lián)必需的進(jìn)料組分。甲烷可得自天然氣或者有機(jī)來(lái)源，如廢物發(fā)酵分解。無(wú)論何種來(lái)源，用于OMT的甲烷不應(yīng)包含可能對(duì)氧化偶聯(lián)反應(yīng)造成顯著干擾或不利影響的污染物。氧源可以是適合為反應(yīng)區(qū)供氧的任何來(lái)源，如純氧、富氧空氣或空氣。含氧氣體不應(yīng)包含可能顯著干擾氧化偶聯(lián)反應(yīng)的任何污染物。也可使用氧的替代來(lái)源，如硝基苯、一氧化二氮或其它含氧化合物。雖然可能顯著干擾氧化偶聯(lián)反應(yīng)的污染物應(yīng)當(dāng)避免，但添加痕量反應(yīng)調(diào)節(jié)劑可能是有益的。可用反應(yīng)調(diào)節(jié)劑來(lái)控制或改變具體催化劑上的轉(zhuǎn)化率、其選擇性或活性，或者因應(yīng)特定的反應(yīng)條件使用反應(yīng)調(diào)節(jié)劑?？捎玫姆磻?yīng)調(diào)節(jié)劑的非限制性例子包括氯、乙烯和一氧化碳?？稍谶M(jìn)料中加入惰性稀釋劑，如氦氣和氮?dú)?，用?lái)調(diào)節(jié)氣體分壓。任選地，可在進(jìn)料流中加入CO2或水(蒸汽)，因?yàn)檫@些組分可能具有有益的性質(zhì)，如防止積焦。氧化偶聯(lián)反應(yīng)壓力一般可為l-200pSia或更高。就本發(fā)明而言，反應(yīng)壓力不是限制性因素，任何合適的條件均視為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。氧化偶聯(lián)反應(yīng)溫度一般可為500_800°C，任選600_750°C。就本發(fā)明而言，反應(yīng)溫度不是限制性因素，任何合適的條件均視為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。甲烷與氧氣的摩爾比可以是 1 1-100 1，任選 4 1-80 1。任何合適的空速均視為在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。本文所用空速應(yīng)定義為空速= [進(jìn)料蒸氣流量(厘米7小時(shí))]/[催化劑重量(克)]。采用標(biāo)準(zhǔn)參比溫度和壓力(72° F 和14. 7psia)，在這些條件下將液體如甲苯換算為進(jìn)料蒸氣流量。例如將0. 076厘米7分鐘的液態(tài)甲苯換算為摩爾數(shù)，然后利用22. 4升/摩爾(假定它是理想氣體)將其換算為16 厘米7分鐘的蒸氣流量?？账僖话憧蔀?5000-100000厘米3克―1小時(shí)―1，任選20000-85000 厘米3克―1小時(shí)Λ此范圍表示的是如固定床反應(yīng)器的可能的空速。當(dāng)然，改變催化劑組成、惰性材料用量等可改變空速，使之超出此范圍。同樣，將反應(yīng)器從固定床變成另一種替代的設(shè)計(jì)，如流化床，也會(huì)明顯改變相對(duì)空速，并且它可能超出上述范圍。所給空速范圍不是對(duì)本發(fā)明的限制，任何合適的條件均視為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。對(duì)于甲苯的氧化甲基化及其它涉及烴的交叉偶聯(lián)，反應(yīng)條件可類似于針對(duì)甲烷的氧化偶聯(lián)所描述的那些條件。當(dāng)然，進(jìn)料成分不同。對(duì)于0ΜΤ，進(jìn)料包括甲苯以及甲烷和氧。 將甲苯氣化并引入反應(yīng)器的方法包括讓氧氣和甲烷氣體混合物通過(guò)反應(yīng)管進(jìn)口正前方的甲苯蒸氣飽和器，或者用注射泵將液態(tài)甲苯打入氣流，使其在預(yù)熱區(qū)O50-300°C)氣化，然后再進(jìn)入反應(yīng)器。甲烷與氧氣的摩爾比可以是1 1-100 1，任選4 1-80 1。甲烷與甲苯的摩爾比可以是1 1-50 1，任選8 1-30 1。溫度可以是300-900°C，任選 350-750 O。以下反應(yīng)式1-2是在反應(yīng)器中OCM催化劑上可發(fā)生的反應(yīng)。所述反應(yīng)式還同時(shí)顯示了其焓變，即反應(yīng)熱。如反應(yīng)式1-2所示，在OCM過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)是放熱的。反應(yīng)式1 :2CH4+0. 5 O2----->C2H6+H20 ； ΔΗ = -174. 2 千焦 / 摩爾反應(yīng)式2 :C2H6+0. 5 O2----->C2H4+H20 ； ΔΗ = -103. 9 千焦 / 摩爾以下實(shí)施例的目的是讓人更好地理解本發(fā)明的某些方面和實(shí)施方式，而不是為了對(duì)本發(fā)明的范圍作出任何限制。比較例A制備了包含MgO基材且用Ba促進(jìn)的氧化催化劑。Ba/MgO催化劑用于甲烷的氧化偶聯(lián)和甲苯的氧化甲基化。所述催化劑包含5重量％的Ba，利用初濕浸漬法，用硝酸鋇(6. 53 克)[西格瑪阿爾德里奇公司(Sigma Aldrich),98.0% ]和MgO (23. 46克)[費(fèi)舍爾公司 (Fisher), 99% ]在水溶液中制備。所得混合物在120°C干燥3小時(shí)，然后在850°C空氣中焙燒1小時(shí)。對(duì)催化劑進(jìn)行研磨、壓制，過(guò)篩至20-40目大小020-841微米)，將0.577克催化劑裝入石英反應(yīng)器，用石英棉塞和石英碎屑固定催化劑床。預(yù)處理催化劑時(shí)，在100毫升 /分鐘的空氣中將反應(yīng)器加熱至850°C，保持2小時(shí)。然后在氦氣中將反應(yīng)器冷卻至600°C， 預(yù)備進(jìn)行OCM和OMT實(shí)驗(yàn)。做了兩項(xiàng)OCM試驗(yàn)。在一項(xiàng)試驗(yàn)中，反應(yīng)器溫度為600°C ；在另一項(xiàng)試驗(yàn)中，反應(yīng)器溫度為650°C。除溫度外，所有反應(yīng)條件在兩項(xiàng)試驗(yàn)中均保持不變。氧源是空氣。甲烷與氧氣的摩爾比是5 1。氣體總流量是500厘米7分鐘Q50厘米7分鐘空氣和250厘米 7分鐘甲烷)，空速是51993厘米3克―1小時(shí)―1。下表顯示了兩項(xiàng)試驗(yàn)的結(jié)果。本文所用術(shù)語(yǔ)"C2選擇性”是乙炔、乙烷和乙烯的累積選擇性。表1. Ba/MgO催化劑上的OCM結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種催化劑，它包含(A)至少一種選自下組的元素鑭系元素、Mg、Ca以及周期表第4族元素(Ti、^ 和Hf)；(B)至少一種選自下組的元素周期表第1族元素Li、Na、K、Rb、Cs，第3族元素(包括 La和Ac)和第5-15族元素；(C)至少一種選自下組的元素第1族元素Li、Na、K、Rb、Cs，以及元素Ca、Sr和Ba;以及⑶氧；其中若周期表第1族元素用于(B)，則不能用于(C)。
2.如權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于，在(A)中選擇的所述至少一種元素是催化劑的40重量％ -90重量％。
3.如權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于，在(B)中選擇的所述至少一種元素是催化劑的0.01重量％ -40重量％。
4.如權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于，在(C)中選擇的所述至少一種元素是催化劑的0.01重量％-40重量％。
5.如權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于，(D)中的氧是催化劑的10重量％-45重量％。
6.如權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于，所述催化劑在組合各元素之后焙燒。
7.如權(quán)利要求6所述的催化劑，其特征在于，所述焙燒包括加熱至高于750°C。
8.如權(quán)利要求6所述的催化劑，其特征在于，所述催化劑能夠催化甲烷的氧化偶聯(lián)，所述氧化偶聯(lián)在反應(yīng)器中于500-750°C的溫度下發(fā)生。
9.如權(quán)利要求6所述的催化劑，其特征在于，所述催化劑能夠催化甲烷的氧化偶聯(lián)，所述氧化偶聯(lián)在反應(yīng)器中，在甲烷與氧氣的摩爾比為1 1-100 1的條件下發(fā)生。
10.如權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于，所述催化劑能夠催化由甲烷和甲苯組成的烴的氧化偶聯(lián)，所述甲烷與甲苯的氧化偶聯(lián)產(chǎn)物包含乙苯和苯乙烯。
11.如權(quán)利要求10所述的催化劑，其特征在于，所述甲烷與甲苯的氧化偶聯(lián)的進(jìn)料包含甲烷、甲苯和氧氣或氧源。
12.如權(quán)利要求11所述的催化劑，其特征在于，所述甲烷與甲苯的氧化偶聯(lián)在反應(yīng)器中于500-800°C的溫度下發(fā)生。
13.如權(quán)利要求11所述的催化劑，其特征在于，所述甲烷與甲苯的氧化偶聯(lián)在反應(yīng)器中，在甲烷與氧氣的摩爾比為1 1-100 1的條件下發(fā)生。
14.如權(quán)利要求11所述的催化劑，其特征在于，所述甲烷與甲苯的氧化偶聯(lián)在反應(yīng)器中，在甲烷與甲苯的摩爾比為1 1-50 1的條件下發(fā)生。
15.如權(quán)利要求14所述的催化劑，其特征在于，所述催化劑在用于烴的氧化偶聯(lián)之前預(yù)處理至高于750°C。
16.如權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于，利用催化劑得到的反應(yīng)產(chǎn)物可通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度來(lái)調(diào)節(jié)。
17.如權(quán)利要求1所述的催化劑，其特征在于，利用催化劑得到的反應(yīng)產(chǎn)物可通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)空速來(lái)調(diào)節(jié)。
18.一種催化劑，它包含(A)至少一種選自下組的元素鑭系元素、Mg、Ca以及周期表第4族元素(Ti、& 和Hf)， 來(lái)自㈧的元素是催化劑的40重量％ -90重量％ ；(B)至少一種選自下組的元素周期表第1族元素Li、Na、K、Rb、Cs，第3族元素(包括 La和Ac)和第5-15族元素，來(lái)自(B)的元素是催化劑的0. 01重量％ -40重量％ ；(C)至少一種選自下組的元素第1族元素Li、Na、K、Rb、Cs，以及元素Ca、Sr和Ba，來(lái)自(C)的元素是催化劑的0. 01重量％ -40重量％ ；以及(D)占催化劑的10重量％-45重量％的氧；其中若周期表第1族元素用于(B)，則不能用于(C)；以及所述催化劑在將各元素組合之后焙燒。
19.如權(quán)利要求18所述的催化劑，其特征在于，所述催化劑能夠催化甲烷的氧化偶聯(lián)， 生成乙烷和乙烯。
20.如權(quán)利要求18所述的催化劑，其特征在于，所述催化劑能夠催化甲烷與甲苯的氧化偶聯(lián)，生成乙苯和苯乙烯。
全文摘要
一種催化劑，它包含(A)至少一種選自下組的元素鑭系元素、Mg、Ca以及周期表第4族元素(Ti、Zr和Hf)；(B)至少一種選自下組的元素周期表第1族元素Li、Na、K、Rb、Cs，第3族元素(包括La和Ac)和第5-15族元素；(C)至少一種選自下組的元素第1族元素Li、Na、K、Rb、Cs，以及元素Ca、Sr和Ba；以及(D)氧。
文檔編號(hào)C07C2/00GK102471182SQ201080029107
公開(kāi)日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月29日
發(fā)明者J·R·巴特勒, J·托爾曼, S·欽塔 申請(qǐng)人:弗納技術(shù)股份有限公司