[发明专利]催化剂-碳化硅反应器及其在甲烷直接制烯烃反应中的应用

摘要

本发明涉及一种催化剂‑碳化硅反应器的制备及其在无氧条件下催化甲烷直接合成乙烯的方法，基于新型制备的碳化硅材质，利用该材质的良好的热导性能与化学反应惰性特性，基于该催化剂‑反应器，视反应条件，该过程实现了甲烷的零积碳和乙烯高选择性合成。本发明的甲烷的转化率为10～70％；烯烃选择性为40～95％；丙烯选择性为5～15％；芳烃选择性为0～40％；零积碳。该本发明具有催化剂寿命长(1000h)、催化剂高温(1700℃)下稳定性好、甲烷转化率和产物选择性高、零积碳、工业化难度小、过程重复性好、操作安全可靠等特点，具有广阔的工业应用前景。

主权项

1.催化剂‑碳化硅反应器的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一以碳化硅、金属元素、碳源、硅源、粘合剂为原料，混合后得得混合料1；步骤二将混合料1经塑形、焙烧，制得所述碳化硅反应器；步骤三碳化硅反应器担载作为催化剂的金属元素；所述步骤一和步骤三中，金属元素选自锂、钠、钾、镁、铝、钙、锶、钡、钇、镧、钛、锆、铈、铬、钼、钨、铼、铁、钴、镍、铜、锌、锗、铟、锡、铅、铋中至少一种；碳化硅的量大于等于50wt.％，小于等于99.9wt.％；金属元素的量大于等于0.0001wt.％，小于等于10wt.％；碳源的量大于等于0.0001wt.％，小于等于30wt.％；硅源的量大于等于0.0001wt.％，小于等于30wt.％；所述碳化硅为α‑SiC、β‑SiC粉体中的至少一种；所述金属元素存在的状态为氧化物、碳化物、氮化物、硅化物中的至少一种；所述碳源包括石墨、炭黑、活性炭、氮化碳中的至少一种；所述硅源包括固体硅源、液体硅源、金属硅化物中的至少一种；所述固体硅源包括二氧化硅、氮化硅、单质硅、金属硅化物中的至少一种；所述液体硅源为正硅酸四乙酯、硅溶胶中的至少一种；所述金属硅化物包括硅化钛、硅化锆、硅化钽、硅化钨、硅化钯、硅化铂、硅化钴、硅化钼、硅化铁、硅化镍中的至少一种。