甲烷氧化偶联反应器及其应用.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CN114425275A(43)申请公布日2022.05.03(21)申请号202010986560.4C07C9/06(2006.01)(22)申请日2020.09.18(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2页说明书8页附图2页(54)发明名称甲烷氧化偶联反应器及其应用(57)摘要本发明涉及催化领域，公开了甲烷氧化偶联反应器及其应用，该甲烷氧化偶联反应器包括：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所述内层壁与所述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60％；内层壁和中层壁的材质均为因康镍；任选地，反应器还包括装填于内层壁和中层壁之间的催化剂，催化剂的催化反应温度为450‑700℃。该反应器适于低温反应，并且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。CN114425275ACN114425275A权利要求书1/2页1.一种甲烷氧化偶联反应器，其特征在于，该甲烷氧化偶联反应器包括：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60％；所述内层壁和所述中层壁的材质均为因康镍；任选地，所述反应器还包括装填于所述内层壁和所述中层壁之间的催化剂，所述催化剂的催化反应温度为450-700℃。2.根据权利要求1所述的甲烷氧化偶联反应器，其中，所述内层壁和所述中层壁的开孔率各自独立地为60-85％；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；更优选的，所述第一开孔和所述第二开孔的直径不大于1mm，进一步优选为600-800微米。3.根据权利要求1或2所述的甲烷氧化偶联反应器，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中任意一项所述的甲烷氧化偶联反应器，其中，沿径向方向，所述内层壁和所述中层壁之间的距离为1-15mm。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的甲烷氧化偶联反应器，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；和/或，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1-5mm。6.一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1-5中任意一项所述的甲烷氧化偶联反应器，所述催化剂装填在所述内层壁和所述中层壁之间；所述催化反应温度为450-700℃。7.根据权利要求6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1：1-100，优选为1-16；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。8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述催化剂的平均粒径为1-2mm。9.根据权利要求6-8中任意一项所述的方法，其中，所述甲烷与所述氧气的体积比为1-10：1，优选为2-6：1。2CN114425275A权利要求书2/2页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：反应压力为0.001-0.05MPa，以甲烷和氧气计的反应气时空速为1000-100000mL/(g·h)。3CN114425275A说明书1/8页甲烷氧化偶联反应器及其应用技术领域[0001]本发明涉及催化领域，具体涉及甲烷氧化偶联反应器及其应用。背景技术[0002]乙烯是由两个碳原子和四个氢原子组成的化合物。两个碳原子之间以双键连接。乙烯存在于植物的某些组织、器官中，是由蛋氨酸在供氧充足的