[发明专利]一种光伏多晶硅切割废料作为催化剂无氧条件直接转化甲烷制乙烯、芳烃和氢气的方法

摘要

本发明涉及一种光伏多晶硅切割废料作为催化剂在无氧连续流动条件下催化甲烷直接制乙烯、芳烃和氢气的方法，该过程实现了廉价光伏多晶硅切割废料的经济利用，所得产物均为工业所需的基础化工原材料。在固定床反应模式下，反应温度为750～1200℃；反应压力为常压；反应原料气的质量空速为1000～30000mL/g/h。甲烷的转化率为3～30％；烯烃选择性为10～30％；芳烃选择性为10～50％；该方法充分利用了会造成大气污染的光伏多晶硅切割废料，催化剂来源广泛，价格低廉，且产物易于分离、过程重复性好、操作安全可靠。

主权项

一种甲烷无氧直接制烯烃的方法，其特征在于：反应原料气为甲烷或甲烷和惰性气氛气体的混合气体；惰性气氛气体为氮气、氦气、氖气、氩气、氪气中的一种或二种以上，惰性气氛气体在反应原料气中的体积含量为0～95％；反应原料气体中甲烷的体积含量为5～100％；将甲烷直接催化转化为烯烃，同时联产芳烃和氢气，反应模式为流化床、移动床或固定床；所采用的催化剂为经过机械切割的光伏含铁多晶硅废料催化剂；所述烯烃为乙烯、丙烯、丁烯中的一种或二种以上；所述芳烃为苯、甲苯、对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、乙苯、萘中的一种或二种以上；所述的光伏含铁多晶硅废料催化剂，其物理形态为棕褐色粉末，主要成分为碳化硅、铁、聚乙二醇和硅粉，各组分的重量比例为碳化硅：47～52％、铁：4～6％、聚乙二醇：1～2％和硅粉：40～48％。