RU2655927C1 - Способ неокислительной конверсии метана - Google Patents
Способ неокислительной конверсии метана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2655927C1 RU2655927C1 RU2017136957A RU2017136957A RU2655927C1 RU 2655927 C1 RU2655927 C1 RU 2655927C1 RU 2017136957 A RU2017136957 A RU 2017136957A RU 2017136957 A RU2017136957 A RU 2017136957A RU 2655927 C1 RU2655927 C1 RU 2655927C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- methane
- conversion
- pentane
- yield
- aromatic hydrocarbons
- Prior art date
Links
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 101
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 title claims abstract description 15
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 22
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims abstract description 6
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 abstract description 23
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 11
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- XSBJUSIOTXTIPN-UHFFFAOYSA-N aluminum platinum Chemical compound [Al].[Pt] XSBJUSIOTXTIPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 16
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 10
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 9
- 241001120493 Arene Species 0.000 description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 3
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 230000000155 isotopic effect Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical group [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 3
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 3
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 238000005899 aromatization reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 2
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 2
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000003348 petrochemical agent Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000012552 review Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 2
- IVORCBKUUYGUOL-UHFFFAOYSA-N 1-ethynyl-2,4-dimethoxybenzene Chemical compound COC1=CC=C(C#C)C(OC)=C1 IVORCBKUUYGUOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- -1 ethylene hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000011905 homologation Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical class C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005691 oxidative coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007353 oxidative pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
- C07C2/76—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation of hydrocarbons with partial elimination of hydrogen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/02—Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
- B01J21/04—Alumina
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/06—Silicon, titanium, zirconium or hafnium; Oxides or hydroxides thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
- B01J23/42—Platinum
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу неокислительной конверсии метана в реакторе идеального смешения, включающему активацию метана на алюмоплатиновом катализаторе при Т 20-550°С, с последующей подачей н-пентана. Способ характеризуется тем, что температура подачи пентана 480-550°С, а алюмоплатиновый катализатор содержит ZrO2 при следующем содержании компонентов, мас. %: Pt 0,3-0,6, ZrO2 0,4-1,0, Cl 0,9-1,1, Al2O3 - остальное. Технический результат - увеличение выхода целевых продуктов, а именно ароматических углеводородов, и селективности процесса по целевым продуктам. 6 пр., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, в частности к бескислородному получению углеводородов с большей молекулярной массой, чем метан, и может быть использовано для получения продуктов высокой химической ценности, таких как ароматические и С2+ - алифатические углеводороды, а также водорода.
Предпосылками для разработки методов конверсии метана служат как его огромные запасы в мире (входит в состав природного и попутного нефтяного газов, газа угольных пластов, гидратов метана), так и значительное снижение нефтяных ресурсов.
Химическое превращение природного газа можно разделить на термическое и термокаталитическое. К термическому относят, например, процесс термоокислительного пиролиза, направленный на получение ацетилена из метана. Однако в связи с крайне жесткими условиями проведения реакции (при температуре 1600°С выход ацетилена не превышает 32%) данный процесс не рассматривается как перспективный. Термокаталитическое превращение метана можно разделить в зависимости от условий проведения процесса на окислительное и неокислительное. Процессы превращения метана с использованием кислорода или соединений, содержащих кислород, направлены на получение кислородсодержащих углеводородов (альдегиды, спирты, эфиры) или углеводородов с содержанием углерода ≥2.
В начале 80-х годов предложен способ конверсии метана в этиленовые углеводороды путем его окислительной конденсации [Y. Amenomlya, V.I. Birss, M. Goledzinowski, J. Galuszka, Conversion of Methane by oxidative coupling // Catal. Rev.-Sci.Ing., 1990, V. 32(3), p. 163-227]. Способ не получил промышленного применения из-за высокой стоимости по сравнению с существующими методами получения этилена и низкого выхода С2-углеводородов (не выше 20-25%).
В промышленном масштабе реализовано двухстадийное превращение метана в окислительных условиях [Мордкович В., Синева Л., Кульчаковская Е., Асалиева Е. Четыре поколения технологии получения синтетического жидкого топлива на основе синтеза Фишера-Тропша. Исторический обзор // Катализ в нефтеперерабатывающей промышленности. 2015. Т. 15, №5. С. 23-45; Хасин А. Обзор известных технологий получения синтетических жидких углеводородов по методу Фишера-Тропша // Газохимия. 2008. №2. С. 28-36]. Общим существенным недостатком этих способов переработки природного газа является высокий уровень капитальных и энергетических затрат.
В последние годы все больше внимания уделяется неокислительной конверсии метана в ароматические углеводороды. В 1993 году Wang L. с соавторами впервые сообщили о дегидроароматизации (ДГА) СН4 в проточном реакторе при температурах выше 600°С и атмосферном давлении в присутствии цеолитных катализаторов (Mo/HZSM-5) в неокислительных условиях [Wang, L., Tao L., Xie М., Xu G. Dehydrogenation and aromatization of methane under non-oxidizing conditions // Catalysis Letters. V. 21. 1993. p. 35-41]. В настоящие время значительных успехов добились российские исследователи из Института химии нефти (конверсия метана достигает 18% за проход) [Коробицына Л., Арбузов Н., Восмериков А. Превращение метана в ароматические углеводороды на металлсодержащих цеолитах // Нефтепереработка и нефтехимия. 2013. №8. С. 18-21]. Однако серьезной проблемой остается многостадийность синтеза данных катализаторов и их быстрая дезактивация.
Известен двухстадийный способ переработки метана в парафины с числом атомов углерода ≥2 [Amariglio Н., Saint-Justb J., Amariglio A. Homologation of methane under non-oxidative conditions // Fuel Processing Technology. 1995. V. 42. P. 291-323; Koerts Т., Van Santen R. The reaction path for recombination of surface CHx species // Journal of Molecular Catalysis. 1991. V. 70. P. 119-127]. На первой стадии в реакторе проточного типа СН4 активируют при температурах 177-527°С с получением углеводородных фрагментов на поверхности катализатора и Н2. На второй стадии при Т 30-300°С в систему подают водород и фиксируют образование С1-С5 углеводородов. К основным недостаткам относятся низкая конверсия метана (не более 3 мас. %), выходы продуктов С2+ (не более 50% от превращенного СН4), большое содержание (до 10 мас. %) металла на поверхности носителя (SiO2, Al2O3, алюмосиликаты).
В заявке US 20100018901 предложено непрерывно подавать метан в зону реакции процесса риформинга совместно с нафтой (38-260°С) в массовом соотношении метан:нафта 0,03-0,10:1,00 и давлении менее 5000 кПа. Положительным эффектом данного метода является уменьшение выхода легких углеводородов, а именно метана из сырья (нафты). Однако данные об активации и превращении метана в углеводороды с большим молекулярным весом отсутствуют.
Известен способ производства высокооктановых компонентов моторных топлив путем совместного превращения метана и бензиновых фракций в условиях риформинга (Т 460-520°С, р 10-40 атм) в присутствии алюмоплатиновых катализаторов [патент RU 2135441]. К достоинствам данного метода относится увеличение выхода ароматических углеводородов за счет встраивания в их состав метана, а также рост октанового числа получаемого риформинг-бензина. Недостатком является также интенсивная дезактивация катализатора, что является одной из причин, препятствующей промышленному применению способа.
Наиболее близким к предлагаемому является способ конверсии метана в неокислительных условиях (Н.В. Виниченко, Д.В. Голинский, А.С. Белый, В.В. Пашков. Исследование каталитической активности Pt/Al2O3 в реакции совместного превращения метана и н-пентана // Химия в интересах устойчивого развития, 2015, №23, с. 701-704). Превращение метана в неокислительных условиях проводят в 2 этапа: изначально осуществляют активацию метана хемосорбцией на алюмоплатиновом катализаторе (Pt/Al2O3) при Т 20-550°С в реакторе идеального смешения с целью получения активных СНх-частиц, а затем в реакционную среду вводят н-пентан. Таким образом, совместное превращение метана, активированного данным способом, с н-пентаном приводит к увеличению выхода ароматических углеводородов в 8,8 раз по сравнению с индивидуальным превращением н-пентана в тех же условиях.
Целью изобретения является дальнейшее увеличение выхода целевых продуктов, а именно ароматических углеводородов, и селективности процесса по целевым продуктам.
Предлагаемый способ неокислительной конверсии метана в реакторе идеального смешения включает активацию метана на алюмоплатиновом катализаторе при Т 20-550°С, с последующей подачей н-пентана, и отличается тем, что температура подачи пентана 480-550°С, а алюмоплатиновый катализатор содержит ZrO2 при следующем содержании компонентов, мас. %: Pt 0,3-0,6; ZrO2 0,4-1,0; Cl 0,9-1,1 и A12O3 - остальное.
Подготовка катализатора перед работой заключается в восстановлении в токе осушенного водорода при 500°С в течение 1 часа в реакторе идеального смешения. Не снижая температуры, для удаления с поверхности катализатора слабосвязанного водорода, продувают аргоном в течение 2 часов, с последующим охлаждением до комнатной температуры. Далее в реактор подают смесь метан / аргон в соотношении 50/50 об. %. В ходе опыта фиксируют уменьшение концентрации метана в газовой фазе (аргон используют в качестве внутреннего стандарта) и увеличение содержания водорода, исходя из которых рассчитывают отношения СН4 и Н2 к Pt на поверхности катализатора. Состав газовой смеси анализируют на хроматографе КристалЛюкс - 4000 м с детектором по теплопроводности (катарометр).
Выбор н-пентана в качестве более высокомолекулярного углеводорода связан с отсутствием возможности прямой ароматизации, а образующиеся в реакционной среде арены могут быть получены взаимодействием активированных частиц СН4 с н-С5Н12. Анализ продуктов конверсии метана с н-пентаном проводят методом газовой хроматографии на хроматографе Цвет-800 с пламенно-ионизационным детектором.
Для оценки реакционной способности метана использовали обогащенный по углероду 13СН4. Количественное содержание стабильных изотопов углерода (13С и 12С) в сырье и продуктах определяли на магнитном масс-спектрометре DELTA V Advantage. Изотопный состав углерода (13С/12С) рассчитывали относительно международного стандарта VPDB (Vienna Pee Dee Belemnite), представляющего собой ископаемый карбонат кальция из окаменелости Belemnitella americana мелового возраста.
В таблице представлен состав катализаторов и результаты определения каталитических показателей. Значительное увеличение выхода ароматических углеводородов и селективности при одинаковых условиях проведения процесса достигается благодаря изменению состава катализатора, где снижение концентрации платины приводит к увеличению электронодефицитности данного металла на поверхности, а добавление диоксида циркония в носитель позволяет получить оптимальный состав кислотных центров. Кроме того, селективность по целевому продукту (ароматические углеводороды) повышается, в том числе, и за счет получения более активных углеводородных фрагментов из метана, о чем свидетельствует увеличение количества бензола, содержащего углерод 13С.
Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.
Пример 1. (по прототипу)
Испытываемый катализатор готовят следующим образом: исходный носитель γ-Al2O3 (полученный прокалкой гидроксида алюминия при 600°С) модифицируют водным раствором щавелевой кислоты в количестве 3 мас. %. На высушенный при Т 140°С и прокаленный в токе осушенного воздуха (Т 500°С) образец наносят платину в количестве 1 мас. % из раствора H2PtCl6 в смеси с кислотами-конкурентами: 1Н соляной (1 мас. %) и 1H уксусной (1,5 мас. %) кислотами. Высушенный при Т 120°С катализатор прокаливают в токе осушенного воздуха при Т 500°С, а затем восстанавливают в атмосфере водорода.
Активацию метана проводят хемосорбцией на приготовленном алюмоплатиновом катализаторе (Pt - 1 мас. %, Cl - 1,1 мас. %, остальное - оксид алюминия) в диапазоне температур 20-550°С при соотношении CH4/Pt=10/1 моль/моль (соотношение, соответствующее максимальному выходу ароматических углеводородов) в реакторе идеального смешения. После активации метана в реакционную среду подают н-пентан при соотношении C5H12/Pt=1/1 моль/моль (соотношение, позволяющее максимально встроить активированные частицы метана в состав образующихся аренов). Время протекания реакции - 1 минута. Количество метана, активированного хемосорбцией, составляет 12,0%, конверсия н-пентана равна 61,2%, выход аренов соответствует 14,2 мас. %, а селективность по целевому продукту (ароматические углеводороды) - 23,0%. Изотопный состав полученного бензола показывает, что 42% содержит 1 атом углерода 13С.
Пример 2. Аналогично примеру 1, но содержание Pt в катализаторе составляет 0,5 мас. %), а в составе носителя присутствует диоксид циркония (ZrO2) в количестве 0,5 мас. %.
Носитель заданного состава получают смешением гидроксида алюминия с гидроксидом циркония. Для пластификации используют водный раствор щавелевой кислоты (10 мас. %). Полученную массу формуют в экструдаты. Далее модифицированный носитель подвергают сушке при комнатной температуре в течение суток, а затем в сушильном шкафу при 140°С в течение часа. Высушенный носитель прокаливают при 600°С в муфеле при атмосферном давлении в токе осушенного воздуха.
Количество хемосорбированного метана составляет 17,0%, конверсия н-пентана равна 59,7%, выход аренов составляет 19,0 мас. %, а селективность по целевому продукту (ароматические углеводороды) - 31,8%.
Пример 3. Аналогично примеру 2, но в составе носителя диоксид циркония (ZrO2) присутствует в количестве 1,0 мас. %. Количество хемосорбированного метана составляет 16,0%, конверсия н-пентана равна 56,6%, выход аренов равен 17,5 мас. %, а селективность по целевому продукту (ароматические углеводороды) - 31,0%.
Пример 4. Аналогично примеру 2, но хемосорбцию метана и подачу н-пентана в реакционную среду осуществляют при более низкой температуре, равной 510°С. Количество хемосорбированного метана составляет 8,0%, конверсия н-пентана равна 42,5%, выход аренов составляет 11,0 мас. %, а селективность по целевому продукту (ароматические углеводороды) - 26,0%. Изотопный состав полученного бензола показывает, что 57% содержит 1 атом углерода 13С.
Пример 5. (для сравнения) Аналогично примеру 2, но в составе носителя диоксид циркония (ZrO2) присутствует в количестве 5 мас. %. Количество хемосорбированного метана составляет 16,5%, конверсия н-пентана равна 50,4%, выход аренов равен 14,7 мас. %, а селективность по целевому продукту (ароматические углеводороды) - 29,2%.
Пример 6. (для сравнения) Аналогично примеру 1, но содержание Pt в катализаторе составляет 0,6 мас. %. Количество хемосорбированного метана составляет 16,0%, конверсия н-пентана равна 58,4%, выход аренов составляет 17,1 мас. %, а селективность по целевому продукту (ароматические углеводороды) - 29,2%. Изотопный состав полученного бензола показывает, что 48% содержит 1 атом углерода 13С.
Таким образом, как следует из примеров и таблицы, предлагаемый способ неокислительной конверсии метана обеспечивает увеличение выхода целевых продуктов, а именно ароматических углеводородов, и селективности процесса по целевым продуктам.
Claims (2)
- Способ неокислительной конверсии метана в реакторе идеального смешения, включающий активацию метана на алюмоплатиновом катализаторе при Т 20-550°С, с последующей подачей н-пентана, отличающийся тем, что температура подачи пентана 480-550°С, а алюмоплатиновый катализатор содержит ZrO2 при следующем содержании компонентов, мас. %:
-
Pt 0,3-0,6 ZrO2 0,4-1,0 Cl 0,9-1,1 Al2O3 остальное.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017136957A RU2655927C1 (ru) | 2017-10-19 | 2017-10-19 | Способ неокислительной конверсии метана |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017136957A RU2655927C1 (ru) | 2017-10-19 | 2017-10-19 | Способ неокислительной конверсии метана |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2655927C1 true RU2655927C1 (ru) | 2018-05-30 |
Family
ID=62560067
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017136957A RU2655927C1 (ru) | 2017-10-19 | 2017-10-19 | Способ неокислительной конверсии метана |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2655927C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2408565C2 (ru) * | 2005-12-02 | 2011-01-10 | Эксонмобил Кемикэл Пейтентс Инк. | Получение ароматических углеводородов из метана |
RU2459789C2 (ru) * | 2006-04-21 | 2012-08-27 | Эксонмобил Кемикэл Пейтентс Инк. | Получение ароматических соединений из метана |
EA020383B1 (ru) * | 2009-04-06 | 2014-10-30 | Басф Се | Способ превращения природного газа в ароматические углеводороды с электрохимическим отделением водорода и с получением электрического тока и водорода |
US20160368836A1 (en) * | 2012-04-23 | 2016-12-22 | Shell Oil Company | Process for the aromatization of a methane-containing gas stream using zirconium hydrogen acceptor particles |
-
2017
- 2017-10-19 RU RU2017136957A patent/RU2655927C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2408565C2 (ru) * | 2005-12-02 | 2011-01-10 | Эксонмобил Кемикэл Пейтентс Инк. | Получение ароматических углеводородов из метана |
RU2459789C2 (ru) * | 2006-04-21 | 2012-08-27 | Эксонмобил Кемикэл Пейтентс Инк. | Получение ароматических соединений из метана |
EA020383B1 (ru) * | 2009-04-06 | 2014-10-30 | Басф Се | Способ превращения природного газа в ароматические углеводороды с электрохимическим отделением водорода и с получением электрического тока и водорода |
US20160368836A1 (en) * | 2012-04-23 | 2016-12-22 | Shell Oil Company | Process for the aromatization of a methane-containing gas stream using zirconium hydrogen acceptor particles |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sushkevich et al. | Design of a Metal‐Promoted Oxide Catalyst for the Selective Synthesis of Butadiene from Ethanol | |
RU2732247C1 (ru) | Катализатор для синтеза ароматических углеводородов и способ его получения | |
US11660587B2 (en) | Catalysts and process for liquid hydrocarbon fuel production | |
RU2715244C1 (ru) | Способ получения ароматических углеводородов | |
US20030105171A1 (en) | Modified zirconia support for catalyst for Fischer-Tropsch process | |
US11559795B2 (en) | Bimetallic catalysts supported on zeolites for selective conversion of n-butane to ethane | |
Fígoll et al. | Influence of the Chlorine Content on the Behavior of Catalysts for n-Heptane Reforming | |
US8906971B2 (en) | Catalysts and process for liquid hydrocarbon fuel production | |
Tronci et al. | Conversion of glucose and sorbitol in the presence of Ru/C and Pt/C catalysts | |
Li et al. | Vapor-phase deoxygenation of lactic acid to biopropionic acid over dispersant-enhanced molybdenum oxide catalyst | |
RU2391135C1 (ru) | Катализатор и способ получения олефинов из диметилового эфира в его присутствии | |
Nagai et al. | Oxidation of ethanol and acetaldehyde on silica-supported platinum catalysts: preparative and pretreatment effects on catalyst selectivity | |
RU2655927C1 (ru) | Способ неокислительной конверсии метана | |
RU2523801C1 (ru) | Способ получения ароматических углеводородов | |
Dossumov et al. | Oxidation of methane over polyoxide catalysts | |
Krylova et al. | Fischer-tropsch iron catalysts supported on fibrous carbon material | |
Winkelman et al. | Effect of alkali metal addition on catalytic performance of Ag/ZrO 2/SBA-16 catalyst for single-step conversion of ethanol to butadiene | |
RU2248341C1 (ru) | Катализатор, способ его приготовления и способ получения экологически чистого высокооктанового бензина | |
Xu et al. | Alkene and benzene derivate obtained from catalytic reforming of acetone-butanol-ethanol (ABE) from carbohydrates fermentation broth | |
RU2445158C2 (ru) | Катализатор и способ получения олефинов из диметилового эфира в его присутствии | |
RU2442650C1 (ru) | Катализатор, способ его приготовления и способ получения смеси углеводородов с низким содержанием ароматических соединений | |
RU2724902C1 (ru) | Высокоактивный катализатор дегидрирования алканов и способ его получения | |
RU2757738C1 (ru) | Способ получения уксусной кислоты (варианты) | |
Magomedova et al. | Effect of feedstock and gas atmosphere composition on selectivity and distribution of hydrocarbon groups in gasoline synthesis from oxygenates | |
US11492303B2 (en) | Processes for the conversion of mixed oxygenates feedstocks to hydrocarbon fuels |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20191017 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |