CS258691A3 - Catalyst for lower hydrocarbons oxidation coupling - Google Patents

Catalyst for lower hydrocarbons oxidation coupling Download PDF

Info

Publication number
CS258691A3
CS258691A3 CS912586A CS258691A CS258691A3 CS 258691 A3 CS258691 A3 CS 258691A3 CS 912586 A CS912586 A CS 912586A CS 258691 A CS258691 A CS 258691A CS 258691 A3 CS258691 A3 CS 258691A3
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
catalyst
methane
oxygen
metal
nickel
Prior art date
Application number
CS912586A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Heinz Heinemann
Pedro R Pereira
Gabor A Somorjai
Original Assignee
Univ California
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ California filed Critical Univ California
Publication of CS258691A3 publication Critical patent/CS258691A3/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2/00Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
    • C07C2/76Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation of hydrocarbons with partial elimination of hydrogen
    • C07C2/82Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation of hydrocarbons with partial elimination of hydrogen oxidative coupling
    • C07C2/84Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation of hydrocarbons with partial elimination of hydrogen oxidative coupling catalytic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/76Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/78Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with alkali- or alkaline earth metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/02Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the alkali- or alkaline earth metals or beryllium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/02Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the alkali- or alkaline earth metals or beryllium
    • C07C2523/04Alkali metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper
    • C07C2523/74Iron group metals
    • C07C2523/745Iron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper
    • C07C2523/74Iron group metals
    • C07C2523/75Cobalt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2523/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00
    • C07C2523/70Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group C07C2521/00 of the iron group metals or copper
    • C07C2523/74Iron group metals
    • C07C2523/755Nickel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

11

Katalyzátor pro oxidační kopulaci nižších uhlovodíkůCatalyst for the oxidative coupling of lower hydrocarbons

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká katalyzátoru pro oxidační kopulaci uh-lovodíků, zvláště methanu, a především pro oxidační kopulaciv přítomnosti páry pro selektivní převáděni methanu na uhlo-vodíky se dvěma i více atomy uhlíku se selektivitou blížícíse 100 řas konversí a výtěžkem alespoň 8 ř a způsobu prová-dění takové. Oxidační kopulace za použití katalyzátoru podlevynálezu.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a catalyst for the oxidative coupling of hydrocarbons, in particular methane, and in particular to the oxidative coupling of steam for the selective conversion of methane to hydrocarbons having two or more carbon atoms with a selectivity close to 100 algae and a yield of at least about 8 and such events. Oxidation coupling using the catalyst of the invention.

Vynález vznikl v souvislosti s kontraktem DE-AC03-76SF00098mezi organizací United States Department of Energy a mezi ka-lifornskou universitou pro práci organizace lawrence Berkeleylaboratory, a proto má na vynález určitá práva organisaceUnited States Department of Energy.The invention has been developed in connection with the DE-AC03-76SF00098 contract between the United States Department of Energy and the Lawrence Berkeleylaboratory University of California, and therefore has certain rights of the United States Department of Energy.

Dosavadní stav techniky V chemickém průmyslu je dávno známo, že se mohou vyrábětuhlovodíky 3 větší délkou řetězce z tak zvané suroviny,zvláště z methanu a to je velice výhodné, zvláště proto, že jetak možná konverse v nadbytku dostupného plynného methanuz přírodního, zemního plynu na vyšší plynné nebo kapalné uh-lovodíky, kterých se může používat pro výrobu syntetickýchkapalných paliv a jiných obecných chemikálií pro chemickýprůmysl.BACKGROUND OF THE INVENTION It has long been known in the chemical industry that hydrocarbons 3 can be made of a longer chain length from a so-called raw material, especially methane, and this is particularly advantageous, especially since conversion in excess of available natural gas methane gas to higher levels is possible. gaseous or liquid hydrocarbons, which may be used for the production of synthetic liquid fuels and other general chemicals for the chemical industry.

Tomuto oboru věnují intenzivní pozornost mnozí výzkumnípracovníci, literatura z tohoto oboru je objemná a nabízí vel-ký počet způsobů včetně katalytických konverzí za použití růz-ných katalyzátorů. Je opravdu možné převádět methan na uhlo-vodíky s delším řetězcem v současné době, dosud popsané způ-soby mají však četné nedostatky, jako je nepříznivá ekonomi-ka, nadbytek vytvářených nečistot a nežádoucí parametry pro-cesů. 2 Při oxidační kopulaci methanu se jako hiavní parametryprocesu sledují selektivita, konverze a výtěžek. 3 vytváře-ním uhlovodíků, se dvema a více atomy uhlíku soupeří hlavně vy-tváření oxidu uhelnatého a oxidu uhličitého. Selektivitou serozumí žádoucí vytvořené uhlovodíky se dvěma, třemi nebo čtyř-mi /C2 / uhlíky jakožto procento celkového převáděného mate- riálu s 1 atomem uhlíku. HiŽši selektivita proto tedy zname-ná, že při procesu vzniklo vyšší množství oxidů CO . Přitomtedy 00χ znamená ztrátu suroviny a kyslíku, což je všakstejně důležité, znamená vytváření větších množství oxidů COjakožto nečistoty, která se musí odstraňovat z recyklovanéhonekonvertovaného methanu praním v alkalickém roztoku. Výrazem konverse se míní procento C^ suroviny, které zrea-guje při jednom průchodu reaktorem, to znamená, že konverse vy-jadřuje rozdíl mezi množstvím nezreagované C^ suroviny v pro-duktu a v počáteční vsázce. Heakčními prouukty při oxidační ko-pulaci jsou uhlovodíky se dvěma a více atomy uhlíku, voda a o-xidy uhlíku C0„. Velikost konverse je zpravidla v závislosti napoužívaném katalyzátoru a na charakteristikách reaktoru, jakožtaké na charakteristikách samotného procesu, a mění se tedy dourčité míry v závislosti na rychlosti průtoku, na množství ka-talyzátoru, na teplotě a v závislosti na podobných faktorech.Hodnoty konverse v případě způsobů, známých ze stavu techniky,a v případě známých reaktorů jsou zpravidla menší než přibliž-ně 50 /í. Proto je bezpodmínečně nutná cirkulace produktu reak-torem v dosud známých závodech. Jelikož zvyšování obsahu oxidůCO reakci ruší, je nutný stupeň odstraňování těchto oxidův případe všech kopulačních procesů s nízkými parametry se-lektivity, který obsahují všechny způsoby oxidační kopulace,známé ze stavu techniky. Výtěžek je definovnán jako součin selektivity a konver-se. ^'ento parametr vyjadřuje v procentech množství žádanéhouhlovodíku se dvěma nebo více atomy uhlíku, vytvořené z urči-tého množství suroviny v daném reaktoru a za daných provoz-ních podmínek. Důležitým parametrem pro hodnocení běžných způsobů je - 5 - poměrný výtěžek uhlovodíku se dvěma a/nebo více atomy uhlíku.Jako.žto důležité _se připomíná, že způsob, při kterém se dosa-huje 100^ selektivity může být lepší z hlediska celkovým ná-kladů, než proces s nižší selektivitou, i když se při takovém procese dosahuje vyšších výtěžků a konversívMany researchers pay close attention to this field, the literature in this field is voluminous and offers a large number of methods including catalytic conversions using different catalysts. Indeed, it is possible to convert methane to longer-chain hydrocarbons at present, however, the methods described so far have numerous drawbacks, such as adverse economics, excess impurities and undesirable process parameters. 2 In the oxidative coupling of methane, selectivity, conversion, and yield are observed as the fastest process parameters. 3 by forming hydrocarbons, with two or more carbon atoms, the formation of carbon monoxide and carbon dioxide mainly compete. By selectivity, the desired formed hydrocarbons having two, three or four / C2 / carbons are understood as the percentage of total converted carbon atom material. Hence, the higher selectivity means that a higher amount of CO oxides has been produced during the process. At the same time, 00χ means the loss of raw material and oxygen, which is, however, important, is the formation of larger amounts of CO as an impurity that has to be removed from the recycled methane by washing in an alkaline solution. The term conversion refers to the percentage of C ^ ^ raw material which reacts in a single pass through the reactor, i.e., the conversion indicates the difference between the amount of unreacted C ^ feed in the product and in the initial charge. The reaction coefficients in the oxidation co-ordinate are hydrocarbons having two or more carbon atoms, water and carbon oxides C0 '. As a rule, the amount of conversion is dependent on the catalyst used and the characteristics of the reactor, as well as the characteristics of the process itself, thus varying the rates depending on the flow rate, the amount of catalyst, the temperature, and the like. methods known in the art and, in the case of known reactors, are generally less than about 50. Therefore, the circulation of the product by the reactor in the known plants is absolutely necessary. Since the increase in the oxide content of the CO 2 reaction cancels, it is necessary to remove these oxides in the case of all low selectivity coupling processes that all prior art oxidative coupling processes contain. The yield is defined as the product of selectivity and conversion. This parameter is expressed as a percentage of the desired hydrocarbon with two or more carbon atoms formed from a certain amount of feedstock in a given reactor and under given operating conditions. An important parameter for evaluating conventional methods is - 5 - relative yield of a hydrocarbon with two and / or more carbon atoms.As important to note that the process of achieving 100 selectivity can be better in terms of overall cost than a process with lower selectivity, although higher yields and conversion rates are achieved in such a process

Podstata vynálezu nižších uhlo- -Podstatai.. katalyzátoru pro oxidační kopulaci' vodíků na vyšší uh.lovo.diky podle vynález'ů~je' 'v_tomyž'e-obsahu·------ je oxid kovu alkalické zeminy, oxid přechodového kovu a malémnožství oxidu alkalie.The subject-matter of the invention is a catalyst for the oxidative coupling of hydrogen to higher hydrocarbons according to the invention, in which the alkaline earth metal oxide, the transition metal oxide, is present. metal and small amounts of alkali oxide.

Vynález'se takétýká .způsobu oxidační kopulace.methanu,při kterém se dosahuje vyšší selektivity se zřetelem.na uhlo-vodíky se dvěma.a více atomy uhlíku. Vynález, s.e také týká, způ-sobu oxidační kopulace, při kterém je do nejvyšsí možné míryeliminováno vytváření oxidů uhlíku C(L· a zcela tedy odpadáThe invention also relates to a process for the oxidative coupling of methane in which a higher selectivity with respect to hydrocarbons having two and more carbon atoms is achieved. The invention also relates to a method of oxidative coupling in which the formation of carbon C oxides is eliminated to the highest possible extent (L < + >

A nutnost'tyto oxidy .odstraňovat.And the necessity of these oxides.

Vynález se .týká katalyzátorů, které podporují oxidačníkopulaci za dosahování vysoké selektivity a které jsou snadnovyrobitelné.The present invention relates to catalysts which promote oxidation copulation while achieving high selectivity and which are easy to produce.

Vynález se rovněž týká způsobu se zlepšenou ekonomikou sezřetelem na potřebu reagoncií, s minimalizocí potřeby kyslí-ku a používajícího pářu, takže je možno proces provádět bez-pečně pod teplotou vznítitelnosti. podrobnosti způsobu jsou zřejmé z dalšího popisu; výho-dou je možnost pracovat pří nižší teplotě, než jaká je přizpůsobech, známých ze stavu techniky, jak je pracovníkům v o boru zřejmé. zři způsobu se oxidační kopulace uhlovodíků s kratší dél·kou řetězce, zvláště methanu,, provádí tak, že se methan vedepřes katalyzátor, sestávající z oxidů alkalického kovu a kovu alkalické zeminy a přechodového kovu,, spolu s párou a s malýmmnožstvím kyslíku při poměrně nízkých teplotách v oboru 500až SOO °G. Optimální molovy poměr zaváděné plynné směsi je - 4 - methan : kyslík : voda přibližně 3 : 1 : 6y, 5. Tlak může míthodnotu okolí nebo se pracuje za přetlakup3450 -k?a Při způsobu je významným katalyzátor a způsob jeho pří- pravy. delektivita katalyzátoru je obecně větší než katalyzá-torů, známých ze stavu techniky, to znamená, že je 80 % nebo vyšší a v přípv podstatě 100 ,dě výhodných katalyzátorů podle vynálezu je/«. V tomto oboru závisí nastavení optimální. účinnosti značně na chemickém složení a na způsobu přípravykatalyzátoru. Výhodným katalyzátorem je směs vápníku, niklu,a drasíku ve formě oxidů v atomovém- poměru přibližně 2:1:0,01.The invention also relates to a process with an improved economy for the need for reagents, minimizing the need for oxygen and using steam, so that the process can be safely performed below the flammability temperature. details of the method are apparent from the following description; the advantage is the ability to work at a lower temperature than the prior art adaptations, as is apparent to those skilled in the art. In the process, the oxidative coupling of shorter chain length hydrocarbons, particularly methane, is carried out such that methane, along with a catalyst consisting of alkali metal and alkaline earth metal oxides and transition metal, together with steam and a small amount of oxygen at relatively low temperatures in the range of 500 to 100 ° G. The optimal molar ratio of the gaseous mixture introduced is - 4 - methane: oxygen: water about 3: 1: 6y, 5. The pressure can be of value to the environment or is carried out under overpressure of 3450 - and in the process is a significant catalyst and process for its preparation. the catalyst's deletion is generally greater than the prior art catalysts, i.e., 80% or more, and substantially 100, of the preferred catalysts of the present invention. The optimum setting depends on this field. efficiency considerably on the chemical composition and on the method of preparation of the catalyst. A preferred catalyst is a mixture of calcium, nickel, and the oxide in the form of oxides in an atomic ratio of about 2: 1: 0.01.

Katalyzátor se připravuje sušením , rozkladem a oxidacísměsných vodných roztoků dusičnanu vápenatého a nikelnatéhona vzduchu při zvýšených teplotách a přidáním malého množstvídusičnanu draselného v průběhu procesu. Optimální katalyzáto-ry se také mohou připravovat podobnými způsoby z odpovídají-cích hydroxidů.The catalyst is prepared by drying, decomposing and oxidizing the mixed aqueous solutions of calcium nitrate and nickel carbonate at elevated temperatures and adding a small amount of potassium nitrate during the process. Optimal catalysts can also be prepared by similar methods from the corresponding hydroxides.

Katalytické prostředky podle vynálezu jsou obecně výhod-nější než katalyzátory, známé ze stavu techniky, zvláště sezřetelem na svoji selektivitu. Podstatou vynálezu je vývojkatalyzátoru a způsobu jeho přípravy, přičemž se při použitítohoto katalyzátoru podle vynálezu dosahuje selektivity rovnénebo vyšší než 99 jelikož katalyzátor umožňuje oxidační ko-pulaci methanu bez vývoje oxidů uhlíku vzorce C0„, odpadá te-dy nutnost oddalování těchto oxidů uhlíku z produktu před je-ho recirkulací a izolací. Další popis katalyzátorů se zaměřu-je především na katalyzátory výhodné. 3e zřetelem na charakterizaci katalyzátorů podle vynálezua mechanismus kopulační reakce se připomíná, že v tomto smys-lu dokonalé vysvětlení chybí; zdá se však, že kopulační reak-ce probíhá na povrchu katalyzátoru a proces tedy nezahrnujereakce v plynné fázi na rozdíl od většiny způsobů, známýchse 3tavu techniky a popsaných. Studie bilance uhlíku, po-rovnávající vstup a výstup reaktoru, dokládají, že při na-startování reaktoru dochází ke ztrátám uhlíku. Uhlík se prav-děpodobně uhkládá na katalyzátoru a zdá se, že to je důle-žitý faktor procesu. - 5 -The catalyst compositions of the present invention are generally more preferred than those known in the art, particularly for their selectivity. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a catalyst and a process for the preparation thereof, wherein the catalyst of the present invention achieves a selectivity equal to or greater than 99 since the catalyst permits the oxidation of methane without the evolution of carbon oxides of the formula. its recirculation and insulation. A further description of the catalysts is particularly preferred for catalysts. In view of the characterization of the catalysts of the invention and the coupling reaction mechanism, it is recalled that a perfect explanation is lacking in this sense; however, the coupling reaction appears to occur on the surface of the catalyst and thus does not involve gas phase reactions, unlike most methods known in the art and described. Carbon balance studies, comparing reactor input and output, indicate that carbon loss occurs when the reactor is started. Carbon is probably deposited on the catalyst and this seems to be an important process factor. - 5 -

Jakožto složení katalyzátoru, při kterém se dosahuje 100-/;selektivity při parní oxiáa_ň.ní kopulaci methanu, se uvádísměs aktivovaných.oxidů vápníku, niklu a draslíku při jmeno-vitém atomovém poměru 2 : 1 ; 0,1. Přijatelná jsou malá množství oxidů uhlíku 00 , nežádou- Λ. cích je vsak i několik málo procent, jelikož při recirkulacitakové množství oxidů uhlíku 00 vzrůstá a produkt reaktoruje pak nutno čistit. Přijatelné kolísání složení katalyzátoruje následujícítpoměr Oa/f/i se může, měnit od 2 : 1 do přibliž-ně 4 : 1, poměr Itfi/K od přibližně 1 : 0,05 do přibližně 1 : 0,2.The catalyst composition, which achieves 100% selectivity in the methane vapor coupling, is the activated calcium, nickel, and potassium oxides at a 2: 1 atomic ratio; 0.1. Small amounts of carbon oxides 00 are not acceptable. however, it is even a few percent, since the recirculating amount of carbon oxides 00 increases and the reactor product then needs to be purified. Acceptable variations in the catalyst composition of the following is 0 and / or 1 may vary from 2: 1 to about 4: 1, with an Itfi / K ratio of from about 1: 0.05 to about 1: 0.2.

Jak shora uvedeno, vysrážení katalyzátoru může mít významunou roli při přípravě katalyzátoru žádoucích charakteristik.Zjistilo se, že následující způsob, přípravy vedek dosažení,,selektivity katalyzátoru.rovné nebo vyšší než 99 /· katalyzátor se může připravovat z vodných roztoků dusič-nanu vápenatého, dusičnanu nikélnatého a dusičnanu-draselné-ho. jJebo.se -katalyzátor může připravovat z hydroxidů, nebo uh-.licitanů.,. Zdá 'se, že je důležité, aby anionty v roztokuřby.ly.stejné.· Je'Výhodné vyrábět, katalyzátor,za,použití.vodných roz-toků dusičnanů jakožto výchozí látky. Z hydroxidů nebo uhli-čitanů se katalyzátor vyrábí stejným způsobem. Připraví se vodné roztoky dusičnanů s koncentrací tak vy-sokou, jak je jen možno se zřetelem na jejeich rozpustnost.Vhodná množství roztoků se smísí k dosažené požadovaného po-měru Oa/Wi. kůže se přimísit vhodné množství dusičnanu drasel-ného buč v této chvíli, nebo později, jak budě dále uvedeno.Směsný roztok se pak vysuší a rozloží se na vzduchu při teplo-tě přibližně 700 °0 za vzniku odpovídajících oxidů. ífebo se může roztok dusičnanu draselného přidávat do su-šené a rozkládané směsi oxidů vápníku a niklu, načeš se pro-vede. sušení a rozklad na vzduchu při teplotě 700 °0 po vytvo-ření práškovíté směsi, katalyzátoru se pak používá v této for-mě nebo se může peletizovat lisováním nebo vytlačováním. - 6 - řro vnášení do reaktoru, je uspokojující katalyzátor beznosiče a katalyzátor se tedy bez nosiče může používat. Můževsak být žádoucí použití inertního nosiče, jako například po-rézního keramického nosiče na bázi oxidu hlinitého nebo oxi-du křemičitého ke vzýšení povrchu a k umožnění transporstuvsázky přes Katalyzátor při vyšších prostorových rychlostecha vyšších konversích. Pro výrobu katalyzátoru na nosiči semateriál nosiče přidává do roztoku směsi před sušením, načežse postupuje, jak shora popsáno. Před použitím se katalyzátor musí aktivovat. Aktivace semůže provádět před vnesením katalyzátoru do reaktoru, nebo s vý-hodou zpracováním v reaktoru po naplnění avšak před zavedením vsázky. £ aktivaci se katalyzátor vystavuje působení kyslíku, "Sp, například přibližně 2 ml kyslíku na gram katalyzátoru, při. tep-lotě přibližně 680 °0. čas, po který se katalyzátor aktivuje, je důležitý v tomsmyslu, že aktivace po delší dobu zvyšuje konversi a také^zvy-šuje specifickou selektivitu pro uhlovodíky s vetší délkou ře-tězce a také oblivňuje poměr olefin/parafin, jak je zřejméz následující tabulky I·. katalyzátorům podle vynálezu se takuděluje schopnost převádět methan na uhlovodíky se 3 až 4 atomyuhlíku a aktivační stupeň je prostředkem k optimalizaci produk-ce žádaného druhu uhlovodíku. 7 -As noted above, precipitation of the catalyst can play a significant role in the preparation of the catalyst of desirable characteristics. It has been found that the following process, the preparation of catalysts to achieve a catalyst selectivity greater than or equal to 99%, can be prepared from aqueous calcium nitrate solutions, nickel nitrate and potassium nitrate. The catalyst may be prepared from hydroxides or carbonates. It is important that the anions in the solution be the same. It is preferable to produce the catalyst using aqueous nitrate solutions as starting material. From the hydroxides or carbonates, the catalyst is produced in the same manner. Aqueous solutions of nitrates are prepared with a concentration as high as possible with respect to their solubility. Suitable amounts of the solutions are mixed to achieve the desired O / W ratio. The appropriate solution is then dried and decomposed in air at about 700 ° C to form the corresponding oxides. Or, the potassium nitrate solution can be added to the dried and decomposed mixture of calcium and nickel oxides, followed by pro-injection. drying and decomposition in air at a temperature of 700 ° C after the formation of the powder mixture, the catalyst is then used in this form or it can be pelleted by compression or extrusion. In order to be introduced into the reactor, the catalyst of the carrier is satisfactory and the catalyst can therefore be used without the carrier. However, it may be desirable to use an inert carrier such as a porous alumina or silica support to increase the surface area and to allow the catalyst to pass through the catalyst at higher spatial speeds and higher conversions. To produce a supported catalyst, the carrier material is added to the solution of the mixture prior to drying, followed by the procedure described above. The catalyst must be activated before use. Activation may be carried out prior to introduction of the catalyst into the reactor, or preferably in a reactor after loading but before loading. Activation, the catalyst is exposed to oxygen, "Sp, for example, about 2 ml of oxygen per gram of catalyst, at a temperature of about 680 ° C, the time for which the catalyst is activated is important in that the activation for a longer time increases the conversion and also increases the specific selectivity for hydrocarbons with a greater chain length and also affects the olefin / paraffin ratio as shown in the following Table I. The catalysts of the present invention are rendered capable of converting methane to hydrocarbons having 3-4 carbon atoms and activating stage is a means to optimize the production of the desired hydrocarbon species.

Tabulka I,Table I,

Vliv aktivace in šitu na katalyzátorAktivace kyslíkem před reakcí·Effect of activation in situ on the catalystActivation by oxygen before reaction ·

1 - 8 - mechanistické studie a pokusy ukázaly, že shora popsanéspecifické katalyzátory vedou k téměř lOOyí selektivitě, selek-tivitu výrazné zlepšují, přičemž jsou tvořeny oxidy kovu al-kalické zeminy, přechodového kovu s příměsí malého množství oxidu alkalického'kovu. Dímto malým množstvím se míní méně než 1/20, nebo přibližně 1/20 až přibližně 1/10Q·, míněno hmotnost- ně se zřetelem na celkovou hmotnost katalyzátoru. Především jevýhodnou sxupinou kovu alkalických zemin pro katalyzátory pod-le vynálezu hořčík, vápník a barium; výhodným přechodovým ko-vem je Železo, kobalt a nikl; a výhodným alkalickým kovem jelithium, sodík a draslík. Jakožto výhodný molární poměr kovalkalické zeminy/přechodový kov uváděná hodnota se může měnit od přibližně 2 : 1 do přibližně 4:1, přičemž výhodný poměrmolární přechodový kov/alkalický kov je 1 : 0,05 až přibližně 1 * 0,2. Příprava katalyzátorů a jejich aktivace se provádějí stej-ným způsobem, jako je popsáno pro výhodný katalyzátor, to zna-mená, že se počáteční směs rozpustných solí kovu a stejných a-niontů, s výhodou nitrátů v přítomnosti nosiče nebo bez nosičesuší na vzduchu při teplotě 650 až 750 °0 k převedení dusičnanůna oxidy, načež se provádí aktivace kyslíkem po dobu 1 až přib-ližně 48 hodin při teplotě přibližně 700 °G. ha základě výzkumů se zdá, že kromě způsobu přípravy kata-lyzátoru, jak shora popsáno, mají na účinnost katalyzátoru důle-žitý vliv následující faktory: měření materiálové .bilance., u-kazuje, že v prdběhu nastartování oxidační kopulažní.reakce, sejeví nedostatek uhlíku, což je pravděpodobně způsobeno ukládá-ním uhlíku na povrch katalyzátoru. Jak je zřejmé z tabulky II,materiálová . bilance nedosahuje 100 % do dosažení přibližnětří hodin provozu.1-8 mechanistic studies and experiments have shown that the above-described specific catalysts result in almost 100% selectivity, selectivity significantly improves, wherein the oxides of the alkaline earth metal, the transition metal with a small amount of alkali oxide are formed. By this small amount is meant less than 1/20, or about 1/20 to about 1/10Q, by weight with respect to the total weight of the catalyst. In particular, the preferred alkaline earth metal oxide for the catalysts of the invention is magnesium, calcium and barium; the preferred transition metal is iron, cobalt, and nickel; and the preferred alkali metal is lithium, sodium and potassium. The preferred metal alkaline / transition metal molar ratio may vary from about 2: 1 to about 4: 1, with the preferred molar transition metal / alkali metal ratio being 1: 0.05 to about 1: 0.2. The preparation of the catalysts and their activation are carried out in the same manner as described for the preferred catalyst, that is, the initial mixture of soluble metal salts and the same anions, preferably nitrates in the presence or absence of a carrier, is airborne at a temperature of 650 to 750 ° C to convert the nitrate oxides, followed by oxygen activation for about 1 to about 48 hours at about 700 ° C. In addition to the method of preparing the catalyst as described above, the following factors seem to have an important effect on the efficiency of the catalyst: measurement of material balance, shows that a deficiency appears in the course of the oxidative coupling reaction. carbon, which is probably due to carbon deposition on the catalyst surface. As shown in Table II, material. the balance does not reach 100% until approximately three hours of operation.

Tabulka II čas /minuty/ . Bilance , uhlíku /// 25 70 50 95 100 98 200 100 400 100 - 9 - Dále má důležité působení při oxidační kopulační reakci voda, přičemž je selektivita procesu, výrazně ovlivněna, když-se při-způsobu, voda-nahradí. inertním plynem. V tabulce III . ..jsou uvedeny hodnoty pro postupy, kdy se pára nahradí heliem, ~a-jě~doložen dramaΐΊ7cXý-poIlTss-j’a'k_s'e’l~ekt ivrty_na_uh’lOvod-fk--- tak konverse, přičemž cojde k navrácení na původní hodnoty,když se helium opět nahradí párou.Table II Time / Minutes. Balance, Carbon /// 25 70 50 95 100 98 200 100 400 100 - 9 - Furthermore, water has an important effect in the oxidation coupling reaction, whereby the process selectivity is greatly influenced when the water-replaces process. inert gas. In Table III. values are given for the procedures whereby the steam is replaced by helium, demonstrating the dramatic effect of the conversion, whereby the conversion is restored to the original values when the helium is again replaced by steam.

.Tabulka III .'Po ba páry Teplota žedidlo min °C 85 600 pára 200' 600 helium 300 ’ 600 helium 400 600 pára..Table III .'Po steam Temperature Thinner min ° C 85 600 Steam 200 '600 Helium 300' 600 Helium 400 600 Steam.

Selektivita Konverze Výtěžekna uhiyvó^lk“me'thahu'~uhTovo'ďíku % 100 % 9,5 9,5 75 5,0. ' 5,8 15 2,1 0,5 90 11,0 9,9 . Studie fotoemise rentgenovými paprsky aktivních a inak-tivních katalyzátorů ukazují signály spojené s hydroxid,nátým· a s- vyššími „oxidačními „stupni., niklu..pro. aktivní, katalyzá-.. .tor" ve. srovnání s oxidem nikelnatým pro méně aktivní katalyzátor.Selectivity Conversion Yield of carbon monoxide carbonate% 100% 9.5 9.5 75 5.0. 5.8 15 2.1 0.5 90 11.0 9.9. Photoemission studies of X-rays of active and inactive catalysts show signals associated with hydroxide, coagulation, and higher "oxidation" levels. active, catalysed, compared to nickel oxide for a less active catalyst.

Způsob použití katalyzátorů podle vynálezu blíže objas-ňuje následující popis za pomoci připojených nákresů; na obr. 1 je schéma postupu; na obr. 2 materiálová i bilance. pro uhlíka užitkovost katalyzátoru v závislosti na Sase pro nejselek-tivnější katalyzátory na případu kopulace methanu v přítomnos-ti páry za standardních podmínek, přičemž na grafu znamenáodchylku, -ár KOaHiO a +++ podíly; na obr. 3 je znázorněn vlivteploty na Oa/Ni/X - 2:1:0,1 na příkladu oxidační kopulacemethanu v přítomnosti páry.The method of use of the catalysts according to the invention is explained in more detail by the following description with reference to the accompanying drawings; Fig. 1 is a process diagram; Fig. 2 shows both material and balance. for carbon, the performance of the catalyst as a function of the carbon for the most selective catalysts in the case of methane coupling in the presence of steam under standard conditions, with the graph showing the deviation, -a KOaHiO and +++ proportions; Fig. 3 shows the effect of temperature on Oa / Ni / X - 2: 1: 0.1 on the example of oxidative copulaemethane in the presence of steam.

Hlavním hlediskem použití katalyzátoru je převádění met-hanu na ethan a ethylen, jak všax shora uvedeno, je možno takpřipravovat i vyšší uhlovodíky v závislosti na předúpravě kata- lyzátoru je také mo^no pracovat s vyšším stupněm konverse.ioužití katalyzátoru může být také užitečné pro kopulaci uhlo-vodíků včetně methanu a olefinických nebo parafinických uhlo-vodíků s delším řetězcem za vzniku uhlovodíků s ještě delším řetězcem například s 3 až 10 atomy uhlíku. 10 nopulační reakce se provádí v reaktoru 10, přičemž surovi-na proudí přes katalyzátor v komoře 11, odklopené vyhřívacímiprostředky 12, čímž je možno řídit teplotu v reaktoru a udržo-vat ji na žádané výši. keaktor 10 je zpravidla vybaven přístro-ji k měření a k řízení tlaku, teploty a průtoku za použití či-del 15 pro řízení teploty, čidel 14 pro teplotu, tlakoměrů 14a průtokoměru 16.The main aspect of the use of the catalyst is the conversion of methane to ethane and ethylene, as above, even higher hydrocarbons can be prepared depending on the pretreatment of the catalyst, and a higher degree of conversion can also be used. coupling hydrocarbons including methane and olefinic or paraffinic hydrocarbon hydrocarbons to form longer hydrocarbon hydrocarbons having, for example, 3 to 10 carbon atoms. The reaction is carried out in a reactor 10, the feed stream passing through the catalyst in the chamber 11, which is opened by the heating means 12, thereby controlling the temperature in the reactor and maintaining it at the desired level. Typically, the reactor 10 is equipped with a measurement and control device for pressure, temperature and flow using temperature control elements 15, temperature sensors 14, flowmeter 14a, and flowmeter 16a.

Vstupem 17 do reaktoru 10.se zavádí vsázka, kterou je met-han, kyslík a pára, která se pak vede přes katalyzátor v komo-ře 11. Při znázorněném provedení se methan dodává z methanovébomby 18, kyslík z nádoby 19 pro kyslík a voda šnekovým čerpad-lem 20. Voda se převádí na páru v potrubí 21. V provozní jed-notce se methan, kyslík a pára mohou dodávat z běžných průmys-lových zdrojů. Jelikož 3e také jen frakce zavedené uhlovodíko- vé vsázky převede na vyšší uhlovodíky, je nutná recirkulace od-povídající frakce z výstupu reaktoru, jak je na obr. znázórně-.no řárkovanou Čárou 32, vedenou od výstupu 23 ke vstupu AI reak-toru 10. ' <·/Inlet 17 into the reactor 10 is charged with methane, oxygen and steam, which is then passed through the catalyst in chamber 11. In the embodiment shown, methane is supplied from methane bomb 18, oxygen from oxygen tank 19 by the screw pump 20. The water is transferred to steam in line 21. In the process unit, methane, oxygen and steam can be supplied from conventional industrial sources. Since only the fraction of introduced hydrocarbon feed is converted to higher hydrocarbons, recirculation of the corresponding fraction from the reactor outlet is required, as shown in Fig. 2 by a dotted line 32 extending from outlet 23 to inlet A1 of reactor 10. . '<· /

Produkt, odváděný výstupem 2g, se zavádí do expanderu 24.Voda se odděluje v nádobě 25 pro vodu. Ve výrobní jednotce1,· kdeje nutné oddělování oxidů uhlíku C0„, v důsledku použití ka- Λ "" talyzátoru majícího selektivitu menší než 100 se zařazujerecirkulační smyčka s běžnou pračkou pro tento účel. Produktse analyzuje a monitoruje kontrolními analytickými přístroji;podle znázorněného provedení jde o chromatografickou jednotku26, mající nádobu 27 a potrubí 28 s ventilem pro dodávání zná-mé kalibrační směsi 29. Při provozu se katalyzátor vnese do reak-toru a aktivuje se, jak shora uvedeno. Při provozu reaktoru se může používat dvou katalyzátorových komor 11 k umožněníkontinuálního provozu ve střídajících se komorách, to zname-ná, že se vsázka zpracovává v jedné komoře, zatímco se kata-lyzátor plní do druhé komory a aktivuje se ve druhé komoře.The product discharged through the outlet 2g is introduced into the expander 24. The water is separated in the water tank 25. In the production unit 1, where it is necessary to separate the carbon oxides C0, due to the use of a catalyst having a selectivity of less than 100, a recirculating loop is included with a conventional washing machine for this purpose. The product is analyzed and monitored by analytical control devices, as shown in the illustrated embodiment, as a chromatographic unit 26 having a container 27 and a valve 28 for supplying a known calibration mixture 29. In operation, the catalyst is introduced into the reactor and activated as described above. In the operation of the reactor, two catalyst chambers 11 may be used to allow continuous operation in alternating chambers, meaning that the batch is processed in one chamber while the catalyst is filled into the second chamber and activated in the second chamber.

Jak shora uvedeno, může se katalyzátor také aktivovat před za-vedením do komory, když je katalyzátor aktivován, teplota v re-aktoru se zvýší na 550 až 650 °0, pára se generuje zahřívánímpotrubí 21 na teplotu přibližně 140 °d a do reaktoru se za-As mentioned above, the catalyst can also be activated prior to introduction into the chamber when the catalyst is activated, the temperature in the reactor is raised to 550 to 650 ° C, steam is generated by heating the tube 21 to a temperature of about 140 ° d and into the reactor at -

*:v > ·_£ vádí methan, kyslík a pára. Složení vsázky, vyjádřené v so-lárních poměrech OH^/O^/^Q může být 2/1/4 aš b/l/8, přičemžse· jako'optimální-molární poměr uvádí 3~/l/č,5. Připomíná “sp,že se proces provádí pod hranicí výbušnosti methanu a kyslíku.Methane, oxygen and steam are added. The composition of the charge, expressed in saline ratios of OH 2 / O 2 / QQ, may be 2/1/4 to b / 1/8, with 3 / / l / n, 5 being the optimal molar ratio. It reminds us that the process is below the methane and oxygen explosion limits.

Použití páry snižuje spotre"bu—kysi-í-ku-a-umo-žnu-j-e—p-r-a-covat—při_.poměrně nízkých teplotách /způsoby, známé z literatury, -použí-vají teplot 705 až 900 °C/, což se považuje za velkou přednostpoužití katalyzátoru podle vynálezu, ale také umožňuje bezpeč-ný provoz. ' ‘ ' · Výhodná rychlost průtoku vsázky je přibližně 40 mol methanu-na 1* g katalyzátoru za hodinu.-Jak shora uvedeno, v průběhu star-tovací fáze reakce, ukazuje materiálová bilance uhlíku,’žé sepo dobu přibližně...tří hodin uhlík absorbuje, na katalyzátoru,ha obr. 2 je graf materiálové bilance v závislosti na-čase.Jakmile, se dosáhne 100/ uhlíkové, bilance,, je životnost'kataly-zátoru dlouhá, výtěžek uhlovodíku je konstantní po'dobu'ales-poň dvou dnů provozu. V průběhu předehřívání se může vytvořitmalé, avšak přípustné, množství oxidů uhlíku CG . Slepá zkouš-ka: ukázala,.., že se oxid uhličitý vyvíjí jako důsledek reakcív plynné fázi v předehřívací zóně a nelze ho přičítat"nižší se-lektivitě katalyzátoru. Porovnání slepých zkoušek na inertníchkeramických granulích a na katalyzátoru ukazuje, že konverse .v plynná fázi methanu na oxid uhličitý se ve skutečnosti 'sni-» . žuje katalyzátorem.The use of steam reduces the consumption of either oxygen and the ability to work at relatively low temperatures (known in the literature) using temperatures of 705 to 900 ° C, it is considered to be of great advantage to use the catalyst of the invention, but also to allow safe operation. The preferred feed rate is about 40 moles of methane per 1 g of catalyst per hour. the reaction shows the carbon material balance that carbon is absorbed for about three hours, on the catalyst, and FIG. 2 is the material balance graph versus time. the catalyst is long, the hydrocarbon yield is constant over a period of two days of operation, and small but permissible amounts of carbon oxides can form during preheating. develops as a pit gas phase reactions in the preheating zone and cannot be attributed to the " lower catalyst selectivity. A comparison of blank tests on inert ceramic granules and on the catalyst shows that the conversion of the methane gas to carbon dioxide is actually reduced. catalyst.

Ka obr. 3 je variace selektivity, konverse a výtěžku proCa/hí/K - 2:1:0,1 katalyzátor, jelikož se teplota zvýší z 600na 750 °0 a pak se sníží opět na 600 °C. Jak je zřejmé, selek-tivita se dramaticky sníží ze 100 % na méně než 10 / a pak jeopět-lepší než 30 /, když se teplota opět vrátí na 600 °C.Figure 3 is a variation of the selectivity, conversion, and yield of proCa / h 1 / K - 2: 1: 0.1 catalyst since the temperature rises from 600 ° to 750 ° and then decreases again to 600 ° C. As can be seen, the selectivity is dramatically reduced from 100% to less than 10% and then slightly better than 30% when the temperature returns to 600 ° C.

Vynález blíže objasňují, nijak však neomezují, následu-jící příklady praktického provedení. Příklady provedeni vynálezu Příklad 1 „řipraví se katalyzátor obsahující oxidy vápníku a niklu - 12 - v atomovém poměru 2 : 1 s roztoku dusičnanů vysušením na vzdu-chu, rozxladem dusičnanů nu oxidy na vzduchu při teplotě 700 0 a aktivací katalyzátoru v kyslíku při teplotě 680 0 po do-bu 20 hodin, katalyzátor se dávkuje do reaktoru a nechá sepřes nej přecházet snes methanu, kyslíku a vody v molovém po-měru 5 ! 1 ! b,5 při teplotě 600 °0 a za tlaku okolí, rychlos-tí 40 mol methanu na 1 g katalyzátoru za hodinu. Selektivitana vyšší uhlovodíky v produktu je přibližně 80 při přibližně10?« konversi methanu za výtěžku 8 uhlovodíků s 2 a 3 atomyuhlíku. Příklad 2 Připravuje se katalyzátor obsahující oxidy vápníku, niklua draslíku v atomovém poměru 2 : 1 : 0,1 z roztoku dusičnanů ' 4** vysušením dusičnanů vápníku a niklu na vzduchu, jejich roz-kladem na oxidy na vzduchu při teplotě 700 °0, přidáním rozto-ku dusičnanu draselného, opětným vysušením a rozkladem při tep-lotě. 700 °0 a aktivací katalyzátoru v proudu kyslíku při tep-lotě 600 °C po dobu 20 hodin, když se směs methanu, kyslíku a-vody vede v molovém poměru 3 : 1 : 6,5 pres tento katalyzátorpři teplotě 600 °0 a za tlaku okolí rychlostí 40 mol methanuna 1 g katalyzátoru za hodinu, je selektivita na uhlovodíky se2 a více atomy uhlíku v produktu 100?í> při konversi methanupřibližně 11 $ a za výtěžku uhlovodíků se dvěma a více atomyuhlíku 11 °/i. V- •;g&amp; Příklad 3 Připravuje se katalyzátor obsahující oxidy vápníku, niklua draslíku v atomovém poměru 4 : 1 : 0,1 způsobem, popsanýmv příkladu 2. Tento katalyzátor vykazuje stejnou konversi aselektivitu jako katalyzátor poule příkladu 2. - 15 - řříklad 4 Připravuje se 'katalyzátor obsahující, oxidy vápníku, 'niklua draslíku v atomovém ponoru 2:1: 0,1, způsoben, popsaným v příkladu 2 a aktivuje se v próudůTki'sl'í'ku_'při—teyi-otě—7GQ-°C po dobu.jedné hodiny. Iři zkoušení tohoto katalyzátoru prooxidační kopulaci methanu za podmínek, popsaných v příkladu 1,se dosahuje selektivity 100?i na uhlovodíky se dvěma a více a-_togy uhlíku a konverze methanu je pouze. 2 7’· Selektivita na uh- lovodíky se 2 atomy uhlíku je^^Š^^a’ na ůhTovodíky-'se--3~a-tuhlíku 2 %. loměr olefin/parafin v uhlovodících se 2 a více a-tony uhlíku je 0,2. příklad 5 Připravuje se katalyzátor podle příkladu 2 a aktivuje sepo dobu 40 hodin v proudu kyslíku při teplotě 660 °0. Iři pou-žití. tohoto katalyzátoru pr.o oxidační kopulaci methanu za .pod-mínek., popsaných'v-příkladu 1, se dosahuje selektivity ICO-na uhlovodíky se 2 a více atomy uhlíku, za konver.se methanu 9,5 fi· Selektivita nakuhlovodíky se 2 atomy uhlíku je 66./ a nauhlovodíky se 3 atomy uhlíku 11 / a se 4 atomy uhlíku 3 %·íomšr olefin/parafin je 0,6.The invention is illustrated by the following non-limiting examples. EXAMPLES Example 1 A catalyst comprising calcium and nickel oxides - 12 - was prepared in an atomic ratio of 2: 1 with a solution of nitrates by air drying, nitrate oxidation with oxides in air at 700 ° C and activation of the catalyst in oxygen at 680 ° C. 0 for 20 hours, the catalyst is fed into the reactor and allowed to pass through the methane, oxygen and water in a mole ratio of 5 to about 10 hours. 1! b, 5 at 600 ° C and ambient pressure, at a rate of 40 moles of methane per gram of catalyst per hour. The higher hydrocarbon selectivity in the product is about 80 at about 10? Methane conversion to yield 8 hydrocarbons of 2 and 3 carbon atoms. Example 2 A catalyst containing calcium oxides, nickel and potassium in an atomic ratio of 2: 1: 0.1 from a nitrate solution of 4 ** is prepared by drying the calcium and nickel nitrates in air, dissolving them into oxides in air at a temperature of 700 ° C, by adding potassium nitrate solution, re-drying and decomposing at room temperature. 700 ° C and activation of the catalyst in an oxygen stream at 600 ° C for 20 hours when the methane / oxygen / water mixture is passed in a molar ratio of 3: 1: 6.5 over this catalyst at 600 ° C and beyond at ambient pressure at 40 mol methane, 1 g of catalyst per hour, the selectivity for hydrocarbons having 2 and more carbon atoms in the product is 100% at a methane conversion of about 11 $ and yields hydrocarbons of two or more carbon atoms of 11%. V- •; g &amp; EXAMPLE 3 A catalyst containing calcium oxides, nickel and potassium in an atomic ratio of 4: 1: 0.1 is prepared as described in Example 2. This catalyst exhibits the same conversion of selectivity as that of Example 2. 15 - Example 4 A catalyst containing, calcium oxides, potassium nickel in an atomic immersion of 2: 1: 0.1, as described in Example 2, and activated in a 1-hour &lt; RTI ID = 0.0 &gt; 7GQ-C &lt; / RTI &gt; . While testing this catalyst for the oxidation coupling of methane under the conditions described in Example 1, selectivity of 100% to hydrocarbons with two and more carbon atoms is achieved and the methane conversion is only. 2 7 ’· The selectivity for hydrocarbons with 2 carbon atoms is ^ 2 ^ 2 and 2% for the hydrogen-3-a-carbon. The olefin / paraffin meter in hydrocarbons having 2 and more carbon atoms is 0.2. Example 5 The catalyst of Example 2 was prepared and activated in an oxygen stream at 660 ° C for 40 hours. Uses of use. of this catalyst for the oxidative coupling of methane as described in Example 1, selectivity of ICO-to-hydrocarbons having 2 or more carbon atoms is achieved, with methane conversion of 9.5 µg. carbon atoms are 66./ and C uhlíku uhlíkuod hydrocarbons of 4/3 carbon atoms / olefin / paraffin is 0.6.

Pracovníkům v oboru je zřejmé, že jsou možné, různé obměnyv rámci uvedeného vynálezu.It will be apparent to those skilled in the art that various variations are possible within the scope of the present invention.

Průmyslová. využitelnostIndustrial. usability

Směsný katalyzátor na bázi oxidů kovů, umožňující kon-versi methanu na ethan, ethylen a vyšší uhlovodíky pří teplotěpod 600 °0, v přítomnosti kyslíku a páry 60 až 100 % za kon-verse methanu nad 10Metal oxide composite catalyst allowing methane to ethane, ethylene and higher hydrocarbons at 600 ° C, in the presence of oxygen and steam of 60 to 100% over methane conversion

Claims (8)

- 14 - 3 h T 0 V É H {ÁJ?Lo^L4 Όi UJ I > o i _ t C --' CD < . Π <ř r··< ΓΠ o ~J rc -íS^é-y 1 J (X5, 1, katalyzátor pro oxidační kopulaci nižších uhlovodíků nauhlovodíky s delším řetězcem, vy s njá.Č u j í c í set í m , že obsahuje oxid kovu alkalické zeminy , oxid kovupřechodového a malé množství oxidu alkalického kovu. 2. katalyzátor podle nároku 1,· vyznačující se 't í m , že kov kovu alkalické zeminy je volen se soubo-ru zahrnujícího hořčík, vápník, stroncium a barium. - 3. katalyzátor podle nároku 1,vyznačuj ící se t í m , že přechodový kov je volen ze souboru zahrnují-cího železo, kobalt a nikl. 4. katalyzátor podle nároku 1, vyznačující''se t í m , že alkalický kov je volen ze souboru zahrnují-cího lithium, sodík a draslík. 3. katalyzátor podle nároku 1, vyznačujícíse t í m , že atomový poměr kovu alkalické zeminy k pře-chodovému kovu je přibližně 2 : 1 až přibližně 4:1a atomo-vý poměr přechodového kovu k alkalickému kovu je přibližně1 : 0,05 až 10 : 0,2.- 14 - 3 h T 0 H E L H L L L I L I C I C I C - 'CD <. Π <r <J · Γ Γ Γ J c c c c S S ^ é J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J J Γ The catalyst according to claim 1, wherein the metal of the alkaline earth metal is selected from the group consisting of magnesium, calcium, strontium and barium. 3. Catalyst according to claim 1, characterized in that the transition metal is selected from the group consisting of iron, cobalt and nickel. 3. The catalyst according to claim 1, wherein the atomic ratio of the alkaline earth metal to the transition metal is about 2: 1 to about 4: 1 and the atomic ratio of the transition metal. metal to alkali metal is about 1: 0.0 5 to 10: 0.2. 6. katalyzátor podle nároku 1,vyznačuj ícíse t í m , že katalyzátor je aktivován vystavením působe-ní kyslíku při zvýšených teplotách po dobu' 1 až 48 hodin. 7« katalyzátor podle nároku 6, vyznačujícíse t í m , že je aktivován při teplotě 700 °C. 8. katalyzátor podle nároku 1, vyznačujícíse· t í m t že katalyzátor je připravitelný míšením vodnnýchroztoků solí, obsahujících kationty kovu alkalické zeminy,přechodového kovu a alkalického kovu a stejné anionty, za-hříváním těchto roztoků v přítomnosti kyslíku do sucha, roz-kladem a oxidací uvedených produktů kovu alkalické zeminy,přechdového kovu a alkalického kovu. - 15 - ' ‘-9. " Katalyzátor podle nároku. 1, v y z n-a δ u J írc>í;se _.t_í m , že_anicntsm je dusičnan nebo hydroxid.r r.oí6. The catalyst of claim 1 wherein the catalyst is activated by exposure to oxygen at elevated temperatures for 1 to 48 hours. 7. The catalyst of claim 6, wherein said catalyst is activated at a temperature of 700 ° C. 8. The catalyst of claim 1 wherein the catalyst is obtainable by mixing aqueous solutions of salts containing alkaline earth metal cations, transition metal, and alkali metal and the same anions, by heating the solutions in the presence of oxygen to the solvent, and to a solution thereof. by oxidizing said products of alkaline earth metal, transition metal and alkali metal. - 15 - '-9. "Catalyst according to claim 1, wherein the catalyst is nitrate or hydroxide. 10.-Katalyzátor podle nároku 1, v y'z n a č.usj í c;íj—3--e---t—í-^-m—,—že—k-a-ta-l-y-zá-to-r—j-e^nanes.en-na^-p.o_vr.chu_po.r.é_zníh-0_,__L granulovaného a inertního substrátu. , ; Ί1. - Katalyzátor podle nároku. 1, vyznačují o.í.r. s e' t í-m > Že je peletizován. __ - !' «· <·V ' ' ·' ’ 1 ' t t. i * J . p10. Catalyst according to claim 1, wherein the catalyst is 3-e-t-1-m-, -a-t-ly-z-t-t It is applied to the granular and inert substrates. ,; Ί1. Catalyst according to claim. 1, characterized by o.i.r. It is pelletized. __ -! ' «· <· V '' · '' 1 't t i * J. p 12. Katalyzátor podle nároku? l~až~ir,"~v“ ý' z"h a_ó~u_’j~'í-...... c í se t í-m , že sestává ze směsi oxidů vápníku, nik-lu a draslíku.12. Catalyst as claimed? characterized in that it consists of a mixture of calcium, nickel and potassium oxides . 13. Katalyzátor podle nároku .12, vyznačuj í c íse t í m , že molovy poměr vápníku a niklu je přibližně2 i 1 až přibližně 4 i 1 a molovy poměr niklu a draslíku jepřibližně 1 : 0,05 až 1 : 0,2.Catalyst according to Claim 12, characterized in that the molar ratio of calcium to nickel is about 2 to about 4 and the molar ratio of nickel to potassium is about 1: 0.05 to 1: 0.2. 14. Způsob konverze methanu na parafiny, a' olefiny se 2a 3 atomy uhlíku a na. .uhlovodíky se 4 atomy uhlíku se se-lektivitou přibližně 80 ?&amp;, v y z n a č u j í c í setím, že se methan s příměsí kyslíku a páry při teplotě500 až 600 °C a za tlaku okolí nebo za přetlaku až 3450kPa vede přes katalyzátor na bázi oxidu kovu alkalické ze-miny, přechodového kovu a alkalického kovu podle nároku 1až 13.14. A process for converting methane to paraffins, and olefins having 2 to 3 carbon atoms and to. 4 carbon atoms having a selectivity of approximately 80%, wherein the oxygen and vapor admixture of methane at 500 to 600 ° C under ambient pressure or up to 3450 kPa pressure is passed through the catalyst based on alkaline earth metal, transition metal and alkali metal oxide according to claims 1 to 13. 15. Způsob podle nároku 14, vyznačující set í m , že je katalyzátor na bázi oxidů vápníku, niklu adraslíku.15. The method of claim 14, wherein the catalyst is a calcium oxide, nickel oxide and a potassium catalyst. 16. Způsob podle nároku 14, vyznačující setím , že je katalyzátor na bázi oxidů vápníku, niklu adraslíku v atomovém poměru přibližně 2 : 1 : 0,1, oxidova-ných v proudu kyslíku při teplotě 700 °0 po dobu 1 až 48hodin před použitím pro konversní reakci.16. The process of claim 14 wherein the calcium oxide nickel oxide catalyst is an atomic ratio of about 2: 1: 0.1, oxidized in an oxygen stream at 700 DEG C. for 1 to 48 hours prior to use. for a conversion reaction. 17. Způsob podle nároku 14» vyznačují se - .16 - t -í m , že se používá katalyzátoru na .bázi oxidů hořčíku, že-leza a sodíku. Iš. - .Způsob podle nároku 14, vyznačuj,ící s ,et í m , že molovy poměr methanu, kyslíku a páry je 2 : 1 : 4až 5 i 1 i 8. 19· Způsob podle nároku 18, vyznačuj í.cí setím, že molovy poměr methanu, kyslíku a páry- je přibližně3 : 1 i 6,3 a teplota je přibližně 600 °C.A process according to claim 14, characterized in that a catalyst is used for the base of magnesium oxide, iron oxide and sodium. Iš. A method according to claim 14, characterized in that the molar ratio of methane, oxygen and vapor is 2: 1: 4 to 5, 1, 8. the molar ratio of methane, oxygen and steam is about 3: 1 and 6.3 and the temperature is about 600 ° C.
CS912586A 1990-08-21 1991-08-21 Catalyst for lower hydrocarbons oxidation coupling CS258691A3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US57040890A 1990-08-21 1990-08-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS258691A3 true CS258691A3 (en) 1992-04-15

Family

ID=24279533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS912586A CS258691A3 (en) 1990-08-21 1991-08-21 Catalyst for lower hydrocarbons oxidation coupling

Country Status (7)

Country Link
CN (1) CN1061164A (en)
AU (1) AU8529091A (en)
CS (1) CS258691A3 (en)
MA (1) MA22262A1 (en)
MX (1) MX9100757A (en)
WO (1) WO1992003225A1 (en)
ZA (1) ZA916611B (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1049611C (en) * 1993-03-22 2000-02-23 吉林大学 Ceramic fibre loaded high temperature reaction catalyst
CN1054114C (en) * 1997-03-12 2000-07-05 天津大学 Electric field enhanced plasma catalytic synthesis of C2 hydrocarbon with natural gas
US7812201B2 (en) 2008-10-01 2010-10-12 Targa Resources, Inc. Process and catalyst for converting alkanes
US20200048164A1 (en) * 2016-10-21 2020-02-13 Sabic Global Technologies B.V. Stable catalysts for oxidative coupling of methane
CN114713282B (en) * 2021-01-05 2023-08-04 中国石油化工股份有限公司 Modification method of catalyst for preparing olefin from methanol

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3402022A (en) * 1965-01-04 1968-09-17 Universal Oil Prod Co Method for producing hydrogen and a catalyst therefor
US4009126A (en) * 1974-02-19 1977-02-22 Petro-Tex Chemical Corporation Catalyst for removing acetylenic impurities
US4450310A (en) * 1983-03-04 1984-05-22 The Standard Oil Company Conversion of methane to olefins and hydrogen
JPH0674215B2 (en) * 1987-12-11 1994-09-21 宇部興産株式会社 Hydrocarbon production method
US4956327A (en) * 1989-05-31 1990-09-11 Institute Of Gas Technology Mixed basic metal oxide/sulfide catalyst

Also Published As

Publication number Publication date
AU8529091A (en) 1992-03-17
MX9100757A (en) 1992-04-01
CN1061164A (en) 1992-05-20
MA22262A1 (en) 1992-04-01
WO1992003225A1 (en) 1992-03-05
ZA916611B (en) 1992-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4939311A (en) Catalysts for the oxidative conversion of methane to higher hydrocarbons
US5105046A (en) Oxidative conversion of lower alkanes to higher hydrocarbons via fluorine-containing materials
RU2516546C2 (en) Method of exploiting reactor for high-temperature conversion
RU2356876C2 (en) Olefine synthesis method
US5245109A (en) Hydrocarbon conversion
US5012028A (en) Process for upgrading light hydrocarbons using oxidative coupling and pyrolysis
US3186797A (en) Process for catalytically steam reforming hydrocarbons
US4368346A (en) Oxidative dehydrogenation of paraffins with a promoted cobalt catalyst
US5223471A (en) Fluorine-containing materials
EP0383906A1 (en) Catalysts for the oxidative conversion of methane to higher hydrocarbons
GB2194172A (en) Boron-promoted reducible metal oxides
JP2007290991A (en) Method for producing olefin from oxygen-containing compound
US20190283007A1 (en) Catalysts for soft oxidation coupling of methane to ethylene and ethane
US4886931A (en) Upgrading low molecular weight hydrocarbons
US6037305A (en) Use of Ce/Zr mixed oxide phase for the manufacture of styrene by dehydrogenation of ethylbenzene
CS258691A3 (en) Catalyst for lower hydrocarbons oxidation coupling
US10030204B1 (en) Metal ferrite oxygen carriers for gasification of solid carbonaceous fuel
US3849087A (en) Process for producing gases by the conversion of hydrocarbons
US5043505A (en) Oxidative coupling of aliphatic and alicyclic compounds and mixed basic metal oxide catalyst therefore
US4788372A (en) Methane conversion process
US4242104A (en) Cyclic process for producing methane with catalyst regeneration
US5480853A (en) Phosphorus/vanadium catalyst preparation
US11724247B2 (en) Bifunctional catalysts and systems and methods for oxidative dehydrogenation of alkanes to olefins and high-valued products
RU2341507C1 (en) Method of obtaining hydrocarbons c2-c3
EP0196541A1 (en) Methane conversion