甲烷氧化偶联反应和乙烷催化脱氢反应耦合制备乙烯的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及甲烷氧化偶联反应领域，公开了一种甲烷氧化偶联反应和乙烷催化脱氢反应耦合制备乙烯的方法和系统，该方法在含有至少两层套管的固定床套管反应器中进行，在所述套管的至少一个管中装填用于所述甲烷氧化偶联反应的催化剂A，用于进行甲烷氧化偶联反应；并且在与其相邻的管中装填用于乙烷催化脱氢反应的催化剂B，用于进行乙烷催化脱氢反应，该方法包括：将含有甲烷和氧气的反应物料I引入至装填有所述催化剂A的管中，进行所述甲烷氧化偶联反应；将含有乙烷的反应物料II引入至装填有所述催化剂B的反应管中，进行所述乙烷催化脱氢反应。本发明专利技术解决了目前甲烷氧化反应高温时撤热困难的难题，降低了高温飞温的风险。降低了高温飞温的风险。

【技术实现步骤摘要】
甲烷氧化偶联反应和乙烷催化脱氢反应耦合制备乙烯的方法和系统


[0001]本专利技术涉及甲烷氧化偶联反应领域，具体地，涉及一种甲烷氧化偶联反应和乙烷催化脱氢反应耦合制备乙烯的方法和系统。

技术介绍

[0002]乙烯是石油化学工业的重要基石，主要用于生产聚乙烯、环氧乙烷、氯乙烯、苯乙烯等化工产品。乙烯作为最重要的基础有机化工原料，长期以来，它的生产一直依赖于石油裂解路线，由此产生的环境污染等问题日趋严重。近年来，原油价格持续攀升，引发乙烯裂解原料价格的上涨，同时乙烯裂解原料的供不应求现象也十分突出，面对这一现状，世界各国都在调节能源利用结构，并不断寻找新的乙烯生产路线。
[0003]生产乙烯的理论上可行的最有效的方法是甲烷氧化偶联，甲烷是天然气中最丰富的的组分，与其他原料相比，具有价格便宜优势。因此，甲烷氧化偶联(OCM)成为各国研究的重点，
[0004]在OCM催化剂体系研究中，以二氧化硅为载体，钨酸钠和锰为活性组分的负载型催化剂是性能最好的体系之一，但是，通常的催化剂都是在高温下才能发生反应，反应温度在750-850℃甚至更高，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种甲烷氧化偶联反应和乙烷催化脱氢反应耦合制备乙烯的方法，其特征在于，该方法在含有至少两层套管的固定床套管反应器中进行，在所述套管的至少一个管中装填用于所述甲烷氧化偶联反应的催化剂A，用于进行所述甲烷氧化偶联反应，所述催化剂A的反应温度不低于700℃；并且在与其相邻的管中装填用于乙烷催化脱氢反应的催化剂B，用于进行所述乙烷催化脱氢反应，所述催化剂B选自Pt/SiO2、Pt-In/SiO2、Pt/Mg(Al)O、Pt-Sn/Mg(Al)O、Pt-Ir/Mg(Al)O、Pt-Sn/Mg(Ga)(Al)O、Pt-Zn/ETS-2、Cr/BaZrO3、Cr/BaCeO3、Cr/MCM-41、Ga/HZSM-5、P-Mo/ZSM-5、Pd-In/SiO2中的至少一种；该方法包括：将含有甲烷和氧气的反应物料I引入至装填有所述催化剂A的管中，进行所述甲烷氧化偶联反应；将含有乙烷的反应物料II引入至装填有所述催化剂B的反应管中，进行所述乙烷催化脱氢反应；所述固定床套管反应器的材质使得进行所述甲烷氧化偶联反应和进行所述乙烷催化脱氢反应的管之间能够进行热量传递。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述催化剂A的反应温度为750-900℃；优选地，所述催化剂B的反应温度为500-750℃，更优选为550-650℃。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述催化剂A中含有载体和负载在所述载体上的活性组分，所述活性组分包括锰元素、钨元素、碱金属元素，以及所述活性组分中任选还包括稀土金属元素；优选地，以所述催化剂A的总重量计，所述锰元素的含量为1-10重量％，所述钨元素的含量为2-20重量％，所述碱金属元素的含量为0.5-5重量％，所述稀土金属元素的含量为0-1重量％；优选地，在所述催化剂A中，所述活性组分包括锰元素、钨元素、钠元素，以及所述活性组分中任选还包括稀土金属元素；所述载体选自二氧化硅、氧化铝、钛酸钡、分子筛、方石英和堇青石中的至少一种。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述催化剂A选自钨酸钠-锰/二氧化硅、钨酸钠-锰-稀土金属/二氧化硅、钨酸钠-锰/钛酸钡、钨酸钠-锰-稀土金属/钛酸钡中的至少一种。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，所述催化剂A和所述催化剂B的装填重量比为1：0.1-10，优选为1：0.2-5，更...

【专利技术属性】
技术研发人员：武洁花，薛伟，冯静，张明森，刘东兵，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：