Способ получения высших парафиновых углеводородов с -с Советский патент 1980 года по МПК C07C9/00 

1

Изобретение относится к оьласти ; химии и нефтехимии, а именно к спобобу превращения метана в жидкие углеводороды,; преимущественно парафины - использование которых мо- 5 жет быть весьма разнообразным и как компонента топлива (дизельного, реактивного) , и как сырья для других химических процессов, в том числе для производства водородаО

24Н20:

12СОу+

37Нг I

Мзвестнб, что в с;вязи с возникшей в последнее время проблемой транспортирования природного газа из отдапеи-15 ных и труднодоступных месторождений был предложен способ, согласно которому предполагалось прев ащать метан (природный газ) в метиловый спирт со строительством соответствующего про- 20 изводства вблизи месторождений газа. Производство метанола из природного газа, не считая стадий очистки, включает следующие основные стади г высокотемпературная конверсия 25 метана с паром на никель-алюминиевых катализаторах; среднетемпературная конверсия синтез газа до содержания углерода около 15-20%; синтез метанола под давлением до 250-300 ат, тем- 30

пературе около на цинкхромовом И аналогичном катализаторе; разделение метанола-сырца с целью по.)тучёния чистого метанола.

Возможен другой путь превращения метана в жидкие продукты метиловый спирт - получение углеводородов из синтез-газа по методу Фишера 2. Первые две стадии зтого процесса аналогичны предыдущему. Третья стадия синтез углеводородов на НикелЬ-ториевых, кобальт-ториевых и т.п. катализаторах под давлением до 100 ат, темПературе около .

Наиболее близким к изобретению по технической сущностИ и достигаемому результату является способ получения высших парафиновых углеводородов Сс) - CJ путем конверсии метана при с использованием в качестве катализатора соединения типа - 5ЪР,г 3 .

Метан при в автоклаве с десятикратным избытком раствора - StiFg дает первичный стабильный триметилкарбоний ион и нерастворимый в (SO2) полимерный продукт.

Выход целевых продуктов очень мал. Целью изобретения является увеличение выхода иелевых продуктов. Поставленная цель достигается описываемым спотгобом получения высших парафиновых углеводородов Ср - тем конверсии метана с использованием в качестве катализатора цеолита типа No Ч и процесс, проводят в контакте с кипящим слоем катализатора при 200400°С. Предпочтительными условиями являются использование в качестве катализатора цеолита типа Na, содержа щего 4-4,4 вес.% смеси окислов редкоземельных элементов. .Отличительными, признаками способа являются использование в качестве ка тализатора цеолита типа МаЧ и проведение процесса в контакте, с кипящим слоем катализатора при 200-400°С. Сущность данного способа состоит в следующем. Процесс конверсии метана проводят в реакторе с кипящим слоем катализатора при 200-400 0, нормальном давлеНИИ, при весовых скоростях 0,5-1,0 ч Физико-химические свойства применявшихся катализаторов приведены в табл. 1. В основном это промышленные образцы катализаторов, а введенные в них Р.З.Э. представляют собой смес окислов редкоземельных элементов (ла таноидов) в пересчете на . В связи с тем, что активность катализаторов падает примерно в 3 раза за 1 ч работы, в примерах приведены средние данные за 10 мин работы ката лизатора. При этом имеется в виду, что реализация процесса на данном этапе возможна в реакторе с кипящим слоем катализатора и непрерывной регенерацией . Физико-химические свойств Пример. В реактор загружат 1 г измельченного до фракции 0,5-0,25 мм цеолитосодержащего катгспизатора РУ-10, проводят предварительную обработку катализатора в токе азота 2 ч при 500°С, снижают температуру до , подают метан с весовой скоростью 0,6 и включают вибрирующее устройство, обеспечивающее Перемешивание катализатора с газами. Средний выход жидких парафиновых углеводородов за 10 мин работы катализатора 78,5 вес.%, выхЬд водорода 9,4 вес.%, остальное - непревращенный метан, который при необходимости может быть возвращен на переработку. Примеры, полученные в аналогичных условиях предварительной подготовки катализаторов, приведены в табл. 2. Величины показателей преломления жидких продуктов также удовлетворительно согласуются с показателями преломления индивидуальных парафинов . По данным хроматографического анализа жидкие продукты состоят из парафинов - С для катализатора 1 в примерно равных соотношениях, С - ДЛЯ катализатора II. По данным ИК-спектроскопии полученные продукты состоят в основном из углеводородов нормального строения. Таким образом, представленные примеры показывают, что на наиболее активном из изученных катализаторов достигается выход жидких углеводородов около 80 вес.% от поданного метана. Образующийся водород может быть использован для энергетических целей, а в более благоприятных условиях - в качестве ценного сырья для химии и нефтехимии. Т а б л и ц а 1 ализатора конверсии метана

с добавкой Р.З.Э.

84,20 11,30 0,31 0,30 4,00 РУ-10 -II 85,48 10,40 11 То же цеокар ill Цесшитосодержащий без Р.З.Э. . АШНЦ-388,10 10,10 IV Аморфный фирмы Ketjen 85,95.14,0 Добавки Р.З.Э. предстаВлйют тЙОбЬй (лантаноидов) и лаются в составе к

NaY

10,2

223 0,62 0,28 4,44 .438 15,0 NaY 0,9 0,7 О 256 15,0 NaY .„ ,, 0,05 О О540 ОсМесь окислов редкоземельных элементов атализатора в пересчете )Формула изобретения 1.Способ получения высших парафи новых углеводородов Cq - . путем fcoHBepcHH метана при повышенной темп ратуре с использованием катализатора отличающийс я тем, что с целью увеличения выхода целевых продуктов, в качестве катализатора используют цеолит типа NO и процесс проводят в контакте с кипящим слоем катализатора при 200-400°С. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве катализатора используют цеолит типа Hai, содержащий 4-4,4 вес.% смеси окислов редкоземельных металлов. Источники информации, принятые JBO внимание при экспертизе 1. Справочник азотчика, т. 1, М., Химия, 1967. 2.Раппопорт И.Б. Искусственное жидкое топливо. М., Гостоптехиздат, 1955. 3. Olah G.A., Klopman G., Schlosberq R. Jof Amer Chem Soc. 91, 3261, 1УЬУ (прототип).