[发明专利]甲烷氧化偶联催化剂及其制备方法和甲烷氧化偶联制备乙烯的方法

说明书

本发明涉及乙烯制备领域，具体地，涉及一种甲烷氧化偶联催化剂及其制备方法和甲烷氧化偶联制备乙烯的方法。该甲烷氧化偶联催化剂的载体为氧化镧和/或二氧化硅，该催化剂的活性组分为选自第IA族金属元素和第IIA族金属元素中的两种以上。本发明的上述甲烷氧化偶联催化剂能够在中低温下催化反应且甲烷转化率和C²⁺收率高，具有优异的工业利用价值。

技术领域

本发明涉及乙烯制备领域，具体地，涉及一种甲烷氧化偶联催化剂及其制备方法和甲烷氧化偶联制备乙烯的方法。

背景技术

乙烯作为最重要的基础有机化工原料，长期以来，它的生产一直依赖于石油裂解路线，由此产生的环境污染等问题日趋严重。近年来，原油价格持续攀升，引发乙烯裂解原料价格的上涨，同时乙烯裂解原料的供不应求现象也十分突出。面对这一现状，世界各国都在调节能源利用结构，并不断寻找新的乙烯生产路线。天然气作为一种重要能源，丰富的储量为其在化工方面的利用提供了良好的保证。同时，国际上为适应21世纪全球能源和石油化工原料结构转变的需求，将天然气替代石油合成烯烃是重要的研究方向之一。

目前，从天然气出发制取乙烯的方法有直接法和间接法。直接法有氧化偶联、氯化偶联、直接脱氢法等；间接法是先将天然气转化为合成气，再由合成气制烯烃，包括改良F-T法、甲醇裂解制烯烃等方法。

从天然气出发，若采用部分氧化制合成气/合成气制甲醇/甲醇制烯烃三步法(POM/GTM/MTO)制取乙烯，不但反应过程步骤繁多，而且要先把氧原子插入再取出，是非原子经济反应，从技术、资源利用、环境保护等方面考虑，多步法都不是经济合理的选择，而天然气即甲烷氧化偶联制乙烯(OCM)是最直接的方法，因此几十年来，OCM一直是世界各国科学家研究的重点。

CN1389293A公开了一种加压条件下甲烷氧化偶联制乙烯催化剂，该催化剂以二氧化硅为载体，活性组分由Mn₂O₃、Na₂WO₄和SnO₂组成，活性组分的含量为10-20wt％。试验结果表明，该催化剂最高能够获得24.1％的C²⁺烃收率，但其反应过程需在加压条件下进行，且其需要在较高的反应温度(例如需要在700℃以上，基本在780℃左右)下才能进行，对反应器材质要求较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够在中低温下催化反应甲烷氧化偶联催化剂及其制备方法和甲烷氧化偶联制备乙烯的方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种甲烷氧化偶联催化剂，该催化剂的载体为氧化镧和/或二氧化硅，该催化剂的活性组分为选自第IA族金属元素和第IIA族金属元素中的两种以上。

本发明还提供了一种甲烷氧化偶联催化剂的制备方法，该方法包括：将载体浸渍上活性组分而后进行焙烧；

其中，所述载体为氧化镧和/或二氧化硅，所述活性组分为选自第IA族金属元素和第IIA族金属元素中的两种以上。

本发明还提供了由上述方法制得的甲烷氧化偶联催化剂。

本发明还提供了一种甲烷氧化偶联制备乙烯的方法，该方法包括采用上述甲烷氧化偶联催化剂作为催化剂。

本发明的上述甲烷氧化偶联催化剂能够在中低温下催化反应且甲烷转化率和C²⁺收率高，具有优异的工业利用价值。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。