反应器及其在甲烷氧化偶联制备碳二烃中的应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114425276A(43)申请公布日2022.05.03(21)申请号202010989114.9C07C9/06(2006.01)(22)申请日2020.09.18B01J23/34(2006.01)(71)申请人中国石油化工股份有限公司地址100728北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人中国石油化工股份有限公司北京化工研究院(72)发明人武洁花薛伟张明森刘东兵(74)专利代理机构北京润平知识产权代理有限公司11283代理人王崇李婉婉(51)Int.Cl.B01J8/02(2006.01)C07C2/84(2006.01)C07C11/04(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图2页(54)发明名称反应器及其在甲烷氧化偶联制备碳二烃中的应用(57)摘要本发明涉及催化领域，公开了反应器及其在甲烷氧化偶联制备碳二烃中的应用，该反应器包括：内层壁，内层壁设置有第一开孔；中层壁，中层壁保持间隔地套设在内层壁外，并且内层壁和中层壁活动连接使得内层壁与中层壁形成的腔体的体积能够调节，中层壁设置有第二开孔；外层壁，外层壁保持间隔地套设在中层壁外；其中，内层壁和中层壁的开孔率相同或不同且均不小于50％；内层壁和中层壁的材质相同或不同且各自独立地选自石英、氧化铝和陶瓷中的至少一种。该反应器能够避免副反应的发生，提高反应的转化率，提高反应产物的收率和选择性，易于工业化应用。CN114425276ACN114425276A权利要求书1/1页1.一种反应器，其特征在于，该反应器包括：内层壁，所述内层壁设置有第一开孔；中层壁，所述中层壁保持间隔地套设在所述内层壁外，并且所述内层壁和所述中层壁活动连接使得所述内层壁与所述中层壁形成的腔体的体积能够调节，所述中层壁设置有第二开孔；外层壁，所述外层壁保持间隔地套设在所述中层壁外；其中，所述内层壁和所述中层壁的开孔率相同或不同且均不小于50％；所述内层壁和所述中层壁的材质相同或不同且各自独立地选自石英、氧化铝和陶瓷中的至少一种。2.根据权利要求1所述的反应器，其中，所述内层壁和所述中层壁的开孔率各自独立地为50-80％；和/或，所述第一开孔和所述第二开孔的形状相同或不同且各自独立地为规则或不规则形状；优选地，所述第一开孔和所述第二开孔的形状相同且均为圆形；更优选地，所述第一开孔和所述第二开孔的直径不大于500微米，进一步优选为50-500微米。3.根据权利要求1或2所述的反应器，其中，所述中层壁保持间隔地同轴套设在所述内层壁外；和/或，所述外层壁保持间隔地同轴套设在所述中层壁外。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的反应器，其中，所述内层壁和所述中层壁的厚度比为1：0.2-5；优选地，所述内层壁的厚度为2-5mm。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的反应器，其中，沿径向方向，所述内层壁和所述中层壁之间的距离为1-10mm。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的反应器，其中，所述内层壁和所述中层壁上相对设置有至少两对用于固定卡片的结构，所述内层壁通过卡片和所述中层壁活动连接，使得所述内层壁与所述中层壁形成的腔体的体积能够沿轴向方向调节。7.一种甲烷氧化偶联制备碳二烃的方法，其特征在于，该方法包括：将甲烷和氧气引入反应器中与催化剂接触进行催化反应，其中，所述反应器为权利要求1-6中任意一项所述的反应器，所述催化剂装填在所述内层壁和所述中层壁之间。8.根据权利要求7所述的方法，其中，在使用上述反应器时，沿径向方向所述内层壁和所述中层壁之间的距离与沿轴向方向的催化剂的装填高度之比为1：0.25-10，优选为1：1-9；和/或，在所述中层壁和所述外层壁之间装填有惰性材料；优选地，所述惰性材料选自石英砂、陶瓷和氧化铝中的至少一种。9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述催化剂的平均粒径为300-500微米；和/或，所述甲烷与所述氧气的摩尔比为1-10：1，优选为2-5:1。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述催化反应的条件包括：反应温度为750-850℃，反应压力为0.001-0.05MPa，以甲烷和氧气计的反应气时空速为5000-100000mL/(g·h)。2CN114425276A说明书1/8页反应器及其在甲烷氧化偶联制备碳二烃中的应用技术领域[0001]本发明涉及催化领域，具体涉及反应器及其在甲烷氧化偶联制备碳二烃中的应用。背景技术[0002]甲烷氧化偶联制乙烯、乙烷由于其学术意义和潜在的巨大经济价值，是目前催化领域最具挑战性也是最受关注的研究课题之一。自从1982年Keller和Bhasin的论文报道以来，就一直是催化、化学工业、石油天然气领域关注的焦点，并且在1992年前后其研究活跃程度达到了一个高峰，之后一段时间的