[发明专利]内表面附着二氧化硅的反应器及其制备方法和甲烷氧化偶联制碳二烃的方法

权利要求书

1.一种内表面附着二氧化硅的反应器，其特征在于，该反应器包括不锈钢反应管和附着在不锈钢反应管内表面的二氧化硅薄膜，其中，二氧化硅薄膜的厚度为0.5-15μm，二氧化硅薄膜在不锈钢反应管内表面的覆盖率大于等于60％；

所述反应器还包括填充于不锈钢反应管腔体内的催化剂，所述催化剂包括载体和负载在所述载体上的活性组分，其中，所述载体选自二氧化硅和/或钛酸钡；所述活性组分包括第一活性组分和第二活性组分，所述第一活性组分为Na₂WO₄和/或K₂WO₄，所述第二活性组分为Mn的氧化物。

2.根据权利要求1所述的反应器，其中，所述二氧化硅薄膜的厚度为1-8μm，所述二氧化硅薄膜在不锈钢反应管内表面的覆盖率为80-90％。

3.根据权利要求1或2所述的反应器，其中，以重量百分比计，不锈钢反应管材质的元素组成包括12-30wt％的铬、5-20wt％的镍、0.5-5wt％的锰、0.1-2wt％的硅、0-8wt％的微量元素和痕量元素、0-2wt％的碳和60-95wt％的铁；

优选地，以重量百分比计，不锈钢反应管材质的元素组成包括16-18wt％的铬、10-14wt％的镍、1-3wt％的锰、0.5-1wt％的硅、0-4wt％的微量元素和0-0.3wt％痕量元素、0-0.2wt％的碳和70-90wt％的铁；

优选地，所述微量元素选自钛、钼、铌和钒中的至少一种，更优选选自钛和/或钼；

优选地，所述痕量元素选自硫和/或磷。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的反应器，其中，所述催化剂中，相对于100g的载体，W的含量为3-40g，Mn的含量1-20g，Na和/或K的含量为0.5-10g；

优选地，所述催化剂中，相对于100g的载体，W的含量为5-30g，Mn的含量3-15g，Na和/或K的含量为1-5g。

5.一种制备权利要求1-4中任意一项所述反应器的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)在不锈钢反应管内表面附着二氧化硅薄膜，得到反应器前体；

(2)在所述反应器前体内填充催化剂段，得到所述反应器。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，步骤(1)中，附着二氧化硅薄膜的方式为：将待涂覆材料与不锈钢反应管的内表面接触；

和/或，所述待涂覆材料为硅酸酯类化合物；

和/或，所述接触的条件包括：温度为500-900℃，优选为650-800℃；时间为1-10h，优选为3-7h；

和/或，所述接触在空气的存在下进行；

优选地，相对于横截面直径为10mm的不锈钢反应管，所述空气的流速为200-1000mL/min，更优选为300-850mL/min；

和/或，所述待涂覆材料的用量使得附着在不锈钢反应管内表面的二氧化硅薄膜的厚度为0.5-15μm，优选为1-8μm；所述待涂覆材料的用量所述二氧化硅薄膜在不锈钢反应管内表面的覆盖率大于等于60％，优选为80-90％；

和/或，所述待涂覆材料选自四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷和四丙氧基硅烷中的至少一种，优选选自四乙氧基硅烷和/或四丙氧基硅烷；

和/或，步骤(2)中，相对于腔体体积为20cm³的不锈钢反应管，所述催化剂段的填充量为0.1-0.5g，优选为0.15-0.3g。

7.一种甲烷氧化偶联制碳二烃的方法，其特征在于，该方法包括：将甲烷和氧气引入权利要求1-4中任意一项所述的反应器中，进行氧化偶联反应。