甲烷液相部分氧化合成甲醇过程研究

【摘要】：以碘系列化合物为催化剂,在发烟硫酸溶剂中进行了甲烷液相选择性氧化制取甲醇。考察了催化剂种类、用量、反应温度、发烟硫酸浓度等工艺条件对反应收率的影响,探讨了甲烷液相选择性氧化的催化机理以及发烟硫酸中 SO3 含量的作用。实验结果表明,甲烷液相部分氧化的最佳催化剂为 I2,最佳的工艺条件为催化剂浓度为0.099 mol?L?1、反应温度 473K、发烟硫酸(SO350%(wt))、反应时间 3h。 在此条件下,甲烷转化的转化率可达 82.65%,选择性可达 70.43%。机理研究表明,甲烷在部分氧化反应中首先转化为硫酸单甲酯,然后进一步水解得到甲醇, 反应遵循亲电取代机理。发烟硫酸中的游离 SO3的作用就在于提供较好的亲电环境、反应的氧源以及亲核试剂。 【作者单位】： 西安交通大学化工系 西安交通大学化工系 西北大学化工学院 西北大学化工学院
【关键词】： 甲烷 液相选择氧化 碘化合物 发烟硫酸 催化机理
【基金】：陕西省教育厅专项基金(HG01304)。
【分类号】：TQ223
【正文快照】： 1 前 言 甲烷作为天然气的主要成分,是一碳化工最重要的原料,作为最不活泼的饱和烷烃(其 C-H 键的离解能高达 439kJ?mol?1),工业上对甲烷的利用均将其裂解转化为合成气(CO+H2)后再合成甲醇或合成氨。由于合成气生产时需采用苛刻的生产条件,使甲烷转化的生产成本

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