[发明专利]一种合成气直接转化制芳烃联产甲烷的方法

权利要求书

1.一种合成气直接转化制芳烃联产甲烷的方法，其特征在于：在一个反应器中放置催化剂，通入合成气进行反应，反应压力为0.1-3Mpa，将甲烷化和甲烷无氧芳构化两个反应耦合进行，实现反应体系的热量及产物反应物耦合，在200-500℃条件下一步制备直接得到芳烃；

所述催化剂包括至少一种甲烷化活性组分及至少一种甲烷无氧芳构化活性组分，其载体为分子筛；

所述催化剂的甲烷化活性组分，包括如下活性组分纳米颗粒中的一种或多种：Co、Ni、Ru、Pt、Pd、Rh；所述催化剂的甲烷无氧芳构化活性组分，包括如下元素的氧化物、还原态颗粒、碳化物中的一种或多种：Mo、W、Re、Fe、Cr、V、Zn；所述分子筛是如下分子筛中的一种或多种：HZSM-5分子筛、Hβ分子筛、Silicate-1分子筛、MCM-41分子筛、MCM-22分子筛、HMS分子筛、 SBA-15分子筛、HY分子筛、SAPO-34分子筛、TS-1分子筛。

2.根据权利要求1所述的合成气直接转化制芳烃联产甲烷的方法，其特征在于，具体制备步骤如下：

1）将催化剂置于反应器中；

2）升温，在反应器的温度升至150-500℃时通入氢气将催化剂还原，即进行甲烷化反应前的活化,还原压力为0.1-1Mpa，还原空速为5000-30000ml/g.cat.h；

3）待催化剂还原0.5-10h后，将反应器温度控制在200-500℃，将合成气通入反应器中进行反应，反应压力为0.1-3Mpa，空速为1000-10000ml/g.cat.h。

3.根据权利要求2所述的合成气直接转化制芳烃联产甲烷的方法，其特征在于：步骤2）中，催化剂还原的温度为200-400℃；步骤3）中，反应器中反应的温度为250-450℃。

4.根据权利要求1或2所述的合成气直接制芳烃联产甲烷的方法，其特征在于：合成气为CO和H₂的混合气，其分压比为CO：H₂=1: 0.5- 5。

5.根据权利要求1或2所述的合成气直接转化制芳烃联产甲烷的方法，其特征在于：所述催化剂中还包括助剂；所述助剂是如下元素的氧化物、还原态颗粒或金属合金中的一种或多种：Mn、Cu、Zr、Mg、Cr、Zn、Ce、K、Al、Ag、Pd、Pt、Ru、Rh。

6.根据权利要求1或2所述的合成气直接转化制芳烃联产甲烷的方法，其特征在于：所述活性组分与分子筛的结合方式为如下的一种或多种：将活性组分前驱体直接浸渍于分子筛上，或者取含有硅、铝、钛、磷的负载型或共沉淀催化剂作为合成分子筛的前驱体，经水热合成制备分子筛负载活性组分的催化剂；每种活性组分的负载量为1-20 wt %。

7.根据权利要求1或2所述的合成气直接转化制芳烃联产甲烷的方法，其特征在于：所述分子筛为普通分子筛或多级孔分子筛；所述分子筛的硅铝比范围为10-100；不同的活性组分同时负载于同一载体，或者负载于不同的载体。

8.根据权利要求1或2所述的合成气直接转化制芳烃联产甲烷的方法，其特征在于：所述催化剂为装填一种或多种同时具有甲烷化和甲烷无氧芳构化的两种活性的催化剂，或者在物理混合后，同时装填多种仅具有甲烷化和仅具有甲烷无氧芳构化单一催化活性的催化剂；所述反应器为固定床反应器、流化床反应器或浆态床反应器。