[发明专利]乙烷部分氧化直接制乙烯氢甲酰化原料气用催化剂及工艺

说明书

本发明涉及一种添加贵金属的负载型金属复合氧化物催化剂及利用该催化剂进行乙烷部分氧化直接制得乙烯氢甲酰化原料气的反应工艺。

乙烷是天然气和油田气的重要组成部分，约占3-30％，炼厂干气中约含乙烷10-20％，乙烷通常用来生产乙烯，世界乙烯生产原料的30％为乙烷提供。目前工业上一般采用乙烷蒸汽裂解法生产乙烯，但能耗高，故成本居高不下，乙烷氧化脱氢法尚处于实验室研究阶段，其中许多研究单纯的追求乙烯的高收率，而对该反应主要副产物CO和H2的重视不够。

乙烯是制备聚乙烯等许多化工产品的重要中间体，其中通过乙烯氢甲酰化制备丙醛(丙醇)是一项重要的化工过程。一般传统的工艺流程可表示为：

L．D．Schmidt研究乙烷氧化脱氢发现产物中除了乙烯外，主要副产物为CO和H₂(J．Phys．Chem．1993，97，11815)。欧洲专利(EP0178853A₂)中以耐火砖，石英，金刚砂，碳化硅，陶瓷等为床层材料进行饱和轻烃与含氧气氛反应，发现产物中除C₂H₄，CO，H₂外还有C₂H₂，C₃，C₄等，组分较为复杂。L．H．Green等(Ing．Eng．Chem．Res_Vol．32，No．6，1993)从甲烷出发，将甲烷氧化偶联和部分氧化两个反应并联起来制备乙烯氢甲酰化原料气，并在常压下进行了乙烯氢甲酰化反应。

本发明旨在开发一种双功能催化剂及一种新的反应工艺路线，从乙烷出发，使之部分氧化直接得到适合于乙烯氢甲酰化的产物摩尔配比(C₂H₄／CO／H₂=1／1／1-2)，使传统的制备乙烯氢甲酰化原料气的两个反应在一步完成。

这一目标在本发明中得到很好的实现。

本发明使乙烷与气相氧(空气或氧气)反应，经一步反应直接制得乙烯氢甲酰化反应原料气，这一过程可表示为：

本发明的特点在于利用一种双功能催化剂，使乙烷部分氧化直接转化为具有适宜的组分配比的乙烯氢甲酰化原料气。为乙烷有效的转化为生产丙醛或丙醇的原料气提供了新的反应路线，该路线使丙醛或丙醇的生产工艺得以简化，具有显著的实用价值和经济效益。

下面由实施例和比较例作进一步说明，但本发明不限于此。

实施例1

取4．55g SiO₂载体(20-40目)，加入5ml浓度为0．05g／mlNa₂WO₄·2H₂O和2ml 0．05g／．ml Mn(NO₃)₂·6H₂O水溶液，混匀，室温下浸渍1h，363k烘干，973k焙烧6h，自然冷至室温，加入2．6ml浓度为0．0379g／ml的H₂PtCl₆水溶液，加适量的丙酮混匀，室温下浸渍1h，363k烘干，773k焙烧4h即制得催化剂2％Pt-2％Mn-5％Na₂WO₄／SiO₂。催化剂用量0．25ml，乙烷空速25000／h，C₂H₆／O₂／N₂=2／1／5，1073k测试结果：C₂H₆转化率80．4％，C原子选择性为：C₂H₄-56．87％，CO-28．84％，产物摩尔比C₂H₄／CO／H₂=1／1.04／1．93。

实施例2