[发明专利]一种从碳氢化合物生成其它有机物的过程

说明书

本发明涉及化工领域中一种从碳氢化合物生成其它有机物的过程。

目前，甲烷作为天然气的主要组成部分是一种丰富的和重要的自然资源。然而，因为两种因素的限制，使它目前主要作为一种燃料而不能大规模作为化工原料来使用。首先，运输甲烷气体或液化天然气是不经济的，因此，必须将其转化为易于运输的原料或产品。第二，甲烷分子非常稳定，将其直接转化为可用的化工原料十分困难。已经开采出的甲烷超过90％以上被作为燃料来消耗掉了。同时，由于远距离传输天然气代价高昂，人们认为应该把天然气，也就是甲烷转化成更易于运输的液体燃料。作为化学工业的原料，甲烷具有两种主要用途，即用来生产甲醇和合成氨。在制取甲醇或者合成氨之前，甲烷必须首先被转化为一种合成气(H₂+CO)。显而易见，这种方法使得制作合成气过程成为甲烷转化的主要步骤。当今，合成气的主要生产方法是甲烷的水蒸汽重整。其反应方程式可表示为：

这种甲烷蒸汽重整相当大的缺点是它是一个吸热反应。此反应需要大量的能量输入才能完成。除了合成气方法之外，一些文献描述了一些其它的把甲烷转化成其它高分子量物质的方法。Mobil Oil Corporation申请了几个美国专利，揭示了用硫磺或者一些含硫化合物作为反应物，通过与甲烷的非催化反应来产生甲基中间物。此甲基中间物可被进一步转化成高分子量的碳氢化合物。在美国专利No.4,543,434中，张氏描述了一个含有下列步骤的过程：

这里，″[CH₂]″是具有至少两个碳原子的碳氢化合物。

韩氏等人在另一个Mobil专利(U.S.Patent No.4,864,073)中描述了一个在紫外光存在的条件下，将甲烷转化为CH₃SH的方法。反应的过程为：

()

第一个反应的选择性在81％左右。然而，其转化率非常低。

另一个和张氏相似的专利是韩氏等人发表的美国专利No.4,864,074。和张氏一样，甲烷和硫相接触，然而，过程的条件有所变化，从而，生成了CS₂或CH₃SH。这些含硫化合物会继续被转化成具有两个或更多碳原子的碳氢化合物。

其它能够将稳定的甲烷替代物转化成较重碳氢化合物的方法也已为人所知。米耐特等人发表的美国专利(No.4,804,797)描述了一个甲烷氯化过程。非哈博等人在美国专利(No.3,979,470)描述了一个类似的过程(专利中要求C₃碳氢化合物需被作为初始反应物)。

欧拉在美国专利(No.4,523,040)中描述了一个用固体强酸催化剂或者附着的VIII族金属(特别是铂和钯)进行气相甲烷卤化来生成甲基卤化物的方法。