本发明专利技术提供了再生用于将甲烷转化为有用烃的过程中所使用的催化剂组
合物的方法。所述方法包括在所述催化剂组合物上施加电压。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
曱烷是天然气和沼气中的主要成分。全球天然气储量在不断提升。然而， 全球天然气储量的一个重要部分位于偏远地区，在所述偏远地区气体管道经常不能在经济上合理。天然气通常与在偏远的非现场区域(offsite location)与原 油共同产生，在那里将天然气再注入是不可行的。在偏远的区域，大量随与原 油一起采出的天然气，和在石油炼制和石化过程中产生的甲烷一样被燃烧了 。 由于曱烷被归类为温室气体，未来天然气和曱烷的燃烧可能被禁止或被限制。 因此，有可观量的天然气和曱烷可供被利用。利用这些来源的天然气和曱烷的不同技术已得到描述。例如，将天然气转 化为比气体更容易运输的液体的技术。多种用于转化曱烷为更高级的烃和芳香 族化合物的技术得到描述。费-托(FischerTropsch)反应为人所知已经有几十年了 。它包括从由水蒸 汽通过热煤来所获得一氧化碳和氢气的混合物(合成气)来合成液态(或气态) 的烃或它们的含氧衍生物。该合成在金属催化剂如铁、钴或镍存在的高温高压 下进行。费-托(Fischer Tropsch)反应以及随后的水煤气转换化学的总效率估 计在约15%，虽然它的确提供了一种用于煤原料液化的途径，但在目前理解的 水平和用于转化富含曱烷的原料为液体燃料的生产中，它尚不能胜任。一氧化碳加氢产生曱醇是可行的。曱醇，按严格气体到液体的定义表 述，似乎符合正常气态有毒的进料液化的目标期望。然而，出于多方面的考虑， 由于C-O键形式的存在，含氧分子已经放弃了它们显著百分比的化学能。真 正的曱烷到液体烃，，的过程可提供的最终产物是无法承受这些损失的。然而，另外一种曱垸利用的途径包括将烃分子卣化为卤代甲烷，并随后的 反应将该中间产物变为各种材料。如前，这种途径的效率和全部价格性能在商 业上是不可行的。这种卣化过程在C-X键的形成过程中，所储存化学能同样 会遭受下降。此外，面素组分不能满意地被视为是在这整个途径所获得的产品3中的最终用途(即再循环或以某些无毒、安全的形式来捕获)。普遍地能将曱烷转化为液体燃料的气体到液体的过程，是石油化工工业中的重要挑战。著名的有Karl Ziegler和Giulio Natta关于铝催化剂用于乙烯链增 长方面的工作，最终获得了 1963年的诺贝尔化学奖；George Olah在碳阳离子 技术上的工作，Olah先生因此获得了 1994年的诺贝尔化学奖；以及Peter Wasserschdd关于在离子液体介质中的过渡金属催化剂的研究工作。尽管当前描述了且可用的技术，但是还存在商业上可行的用于转化曱烷为 有用烃的方法的需求。本专利技术本专利技术通过提供用于转化曱烷为C5和更高级烃的催化剂组合物的再生方 法来满足上面所描述的需求，该催化剂组合物来自(或通过结合制备自)至少 (i) AlHnX'mRp，其中A1是铝，H是氢，每一个乂1是卣素且可以与任意其它 的X^目同或不同，每一个R是d至C4的烷基且可以与任意其它的R相同或 不同，n和m的每一个独立地为0、 1或2,以及p为1或2,所有这些使得 (n+m+p)=3;以及(ii) MvHqX2r，其中Nf是v价的金属，H是氢，每一个X2 是卣素且可以与任意其它的X^目同或不同，且q和r的每一个为0或0到v 且包括v的任意整数，所有这些使得(q+r)『，并且所述方法包括在所述催化 剂组合物上施加电压。所施加的电压可以从约0.1伏特到约5伏特。所述电压 可以施加约6秒钟到约10分钟。另外，或者与电子再生(即施加电压) 一起， 所述催化剂组合物可以通过升高的温度和/或化学过程(例如，用碱或氧化剂 处理)得到再生。根据本专利技术的方法再生的催化剂中，vr的化合价(即v)可以是零。所述催化剂组合物可以来自(或通过结合制备自)至少两种或两种以上所述的AlHnX、Rp,其中每一个AlHnX'mRp可以与任意其它的AlHnX'mRp相同或不同； 以及两种或两种以上所述的]VfHqX ，其中每一个MVHqX^可以与任意其它的 MVHqX^相同或不同。此外，根据本专利技术的方法再生的催化剂组合物可以来自(或通过结合制备自)至少AlHnXmRp和MvHqX2r，其中n和m的两者之一为 零，Mv是v价的金属，H是氲，每一个乂2是面素且可以与任意其它的乂2相 同或不同，以及q和r的每一个为0或0到v且包括v的任意整数，所有这些4C2到Ct烷烃转化为Cs和更高级烃。下列物质可以组合形成反应混合物并生成 C5和更高级的烃至少(i)包含H2和曱烷的流体，(ii) AlH。X、Rp，其中 Al是铝，H是氢，每一个X'是卣素且可以与任意其它的X'相同或不同，每 一个R是d ~ C4烷基且可以与任意其它的R相同或不同，n和m的每一个独 立地为0、l或2,以及p为l或2，所有这些使得(n+m+p)-3;以及(iii )MvHqX2r， 其中ivr是v价的金属，H是氢，每一个乂2是囟素且可以与任意其它的乂2相 同或不同，以及q和r的每一个为O或O到v且包括v的任意整数，所有这些 使得(q+r)芍。同样，下列物质可以结合形成反应混合物，并产生Cs和更高级 的烃。化合至少(i)包含H2和曱烷的流体，和或者(ii)两种或两种以上所述的AlHnX'mRp，其中每一个AlHnX、Rp可以与任意其它的AlHnX^Rp相同或不同；和/或两种或两种以上所述的MvHqX2r的催化剂组合物，其中每一个 ]VrHqX^可以与任意其它的VTHqX^相同或不同；或者(ii) AlHnX、Rp,其中 n和m的两者之一为零。根据本专利技术，反应混合物中的催化剂组合物可以再生。例如，(i)包括 H2和甲烷的流体，(ii) AlHnX、Rp (如上面已经定义的)，和(ii) MvHqX2r (如 上面已经定义的)可以结合形成包含催化剂组合物的反应混合物，并且在生成 C5和更高级烃的任何时间，可以在该反应混合物上施加电压从而在原位置再 生所述催化剂组合物。可选地，催化剂组合物可以从所述反应混合物中分离或者根据本专利技术再生。例如，(i)包括H2和曱烷(以及可能地多种C2到C4的烷烃)的流体，(ii) AlHnX、Rp (如上面已经定义的)，和(ii) MvHqX2r (如上 面已经定义的)可以结合以形成包含催化剂组合物的反应物，并且生成Cs和 更高级烃。所述催化剂组合物可以从反应混合物中分离，例如通过蒸馏去掉所 生成的Cs和更高级烃，剩下催化剂组合物。可以在如此分离的催化剂组合物 上施加电压从而再生所述催化剂组合物。对于熟悉这些的本领域技术人员，用于此处的术语已结合的(combined )，， 和结合(combining)的意思是成分都是已结合的(combined)或其一 加入到容器中与其它成分结合(combining )，，。根据本专利技术的方法再生的催化剂中的AlH。X、Rp的实例包括囟化铝，烷基5铝，和相关的化合物包括铝的水合物。根据本专利技术的方法再生的催化剂中的 MvHqX~的实例是过渡金属面化物、过渡金属氢化物和零价金属。合适的卣化铝和相关的化合物AlHnX、Rp包括，例如曱基铝氯化物 (AlMeCl2)、曱基铝溴化物(AlMeBr2)、单氯曱基铝氢化物(AlHMeCl)以 及单溴曱基铝氢化物(AlHMeBr)。其它合适的化本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种再生催化剂组合物的方法，所述催化剂组合物来自于： 至少（ｉ）ＡｌＨ↓［ｎ］Ｘ↑［１］↓［ｍ］Ｒ↓［ｐ］，其中，Ａｌ是铝，Ｈ是氢，每一个Ｘ↑［１］是卤素且可以与任意其它的Ｘ↑［１］相同或不同，每一个Ｒ是Ｃ↓［１］到Ｃ↓［４］的烷基且 可以与任意其它的Ｒ相同或不同，ｎ和ｍ的每一个独立地是０、１或２，以及ｐ是１或２，所有这些使得（ｎ＋ｍ＋ｐ）＝３，以及 （ｉｉ）Ｍ↑［ｖ］Ｈ↓［ｑ］Ｘ↑［２］↓［ｒ］，其中，Ｍ↑［ｖ］是ｖ价的金属，Ｈ是氢，每一个Ｘ↑［２］是卤素且可以与 任意其它的Ｘ↑［２］相同或不同，并且ｑ和ｒ的每一个是０或０到ｖ且包括ｖ的任意整数，所有这些使得（ｑ＋ｒ）＝ｖ， 该方法包括在所述催化剂组合物上施加电压。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.21 US 60/846,274;2006.11.29 US 60/867,7101.一种再生催化剂组合物的方法，所述催化剂组合物来自于至少(i)AlHnX1mRp，其中，Al是铝，H是氢，每一个X1是卤素且可以与任意其它的X1相同或不同，每一个R是C1到C4的烷基且可以与任意其它的R相同或不同，n和m的每一个独立地是0、1或2，以及p是1或2，所有这些使得(n+m+p)＝3，以及(ii)MvHqX2r，其中，Mv是...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔·D·索尔，泰森·J·霍尔，小乔治·温德姆·库克，约瑟夫·E·考里，
申请(专利权)人：雅宝公司，
类型：发明
国别省市：US
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