[发明专利]用于氧化偶合的含银催化剂

说明书

本发明是在美国政府支持下按照与能源部鉴署的合同No.DE-AC22-87PC79817完成的，在本发明中政府具有一定的权利。

本发明涉及用于低分子量烷烃氧化偶合转化为较高分子量烃的催化剂和使用该催化剂的方法。

人们寻求低分子量烷烃，例如甲烷，转化成具有较大价值的高分子量烃的方法，转化低分子量烷烃的方案之一是氧化偶合。例如，G.E.keller和M.M.Bhasin在《催化杂志》，第73卷，第9至19页（1982）中描述甲烷可以转化为，例如乙烯。继keller等人的出版物之后，许多研究者在基本专利和公开文献中又披露了有关低级烷烃氧化偶合方法和用于该方法的催化剂的技术。

为使氧化偶合方法在经济上具有吸引力，该方法应能够提供好的低级烷烃转化率和所需较高分子量烃的选择性。由于转化率和选择性可以由催化剂来改善，所以许多研究者都致力于氧化偶合催化剂方法的研究。

即使使用了催化剂，在氧化偶合方法中为获得所期望的烃转化率仍需要高温。在氧化偶合过程中使用的高温则需要特殊的构造材料，并会对催化剂的稳定性产生不利的影响。因此，人们寻求显示出改善活性而对较高级烃的选择性没有不利影响的催化剂。

氧化偶合过程的两种常用类型是序列、或脉冲式过程和共同进料过程。序列过程的特征在于交替循环含氧气体和含烷烃气体，与催化剂接触，这种过程通常具有较高级烃的高选择性，但却有在循 环催化剂系统中操作复杂、在过程中趋于生成较少所需的高分子量产物和在催化剂上形成积炭因而需要再生的缺点。因此，从操作的角度看，共同进料过程，即，含氧物料和烷烃同时加入含有催化剂的反应区域的过程是更可取的。

为了使共同进料过程在经济上具有吸引力，尤其为了生产大量的基础化学产品，例如乙烯和乙烷（C2′S），不仅烷烃的转化率和高级烃相对于燃烧产物，例如二氧化碳和一氧化碳的选择性应该高，而且催化剂应显示有在高性能下相对长的寿命。

许多催化剂被研究者建议用于氧化偶合过程，这些催化剂包括含有碱金属和/或碱土金属的催化剂。碱金属和碱土金属被建议以氧化物、碳酸盐和卤化物形式使用。其他组分，例如，铼、钨、铜、铋、铅、锡、铁、镍、锌、铟、钒、钯、铂、铱、铀、锇、铑、锆、钛、镧、铝、铬、钴、铍、锗、锑、镓、锰、钇、铈、镨、（和其他稀土氧化物）、钐、钼、铊、钍、镉、硼和其他组分一起也被建议用作氧化偶合催化剂。参见，例如，美国专利No.4450310;4443646;4499324;4443645;4443648;4172810;4205194;4239658;4523050;4442647;4499323;4443644;4444984;4659668;4704487;4777313;4780449;国际专利公开WO86/07351，欧洲专利申请189079（1986）;206042（1986）;206044（1986）和177327（1985），澳大利亚专利NO.52925（1986），Moriyama等人的“在促进的氧化镁上的甲烷氧化二聚，重要因素”，Chem.SOC.Japan，Chem.Lett.，1165（1986），和Emesh等人的“在第ⅢA.ⅣA和ⅤA族金属氧化物上的甲烷氧化偶合”，J.Phys.Chem，Vol.90  4785（1986）。