[发明专利]一种催化反应器构型及制备和在无氧条件下催化甲烷直接合成乙烯的方法

摘要

本发明涉及一种催化反应器构型及制备和在无氧条件下催化甲烷直接合成乙烯的方法，所述反应器构型包括入口段I、预热段II、过渡段III、反应段IV和出口段V，除了预热段II和反应段IV外，入口段I、过渡段III和出口段V有无、视反应条件而定，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20～90％；乙烯选择性为65～95％；丙烯、丁烯选择性为5～25％；芳烃选择性为0～30％；零积碳。本发明具有催化剂寿命长(1000h)、催化剂高温(1700℃)下氧化还原和水热稳定性好、甲烷转化率和产物选择性高、零积碳、催化剂无需放大、工业化难度小、产物易于分离、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

一种催化反应器构型，其特征在于：至少包括预热段和反应段，所述反应段是指将活性组分直接晶格掺杂到石英管或碳化硅管内壁；或将活性组分晶格掺杂的Si基材料涂覆在石英管或碳化硅管内壁，会形成的掺杂物薄层，将内壁直接掺杂或涂覆掺杂的石英管或碳化硅管称为反应段；所述催化反应器构型视反应条件还包括位于预热段前端的入口段，或位于预热段和反应段之间的过渡段，或位于反应段后端的出口段，或者同时包括上述入口段、过渡段和出口段；将入口段、预热段、过渡段、反应段和出口段中的一段或多段分别制作连接。