PDF《徐摇 锋, 朱丽华, 侯凤才, 沈摇 斌》

文章编号: 0253鄄2409(2012)09鄄1098鄄05 摇 收稿日期: 2012鄄03鄄06;

修回日期: 2012鄄06鄄01.

摇 基金项目: 国家自然科学基金(51004045);

黑龙江省教育厅科学技术研究项目(12511481). 摇 联系作者: 徐锋(1979鄄), 男, 博士研究生, 主要从事瓦斯防治及利用方面的研究. Tel: 15846610605;

E鄄mail: xufeng79_79@ 163. com. 摇 本文的英文电子版由 Elsevier 出版社在 ScienceDirect 上出版(http:/ / www. sciencedirect. com/ science/ journal/ 18725813). 醋酸溶液中 Pd(OAc)2 鄄对苯醌鄄CO 催化甲烷选择氧化制甲醇 徐摇 锋, 朱丽华, 侯凤才, 沈摇 斌 (黑龙江科技学院 安全工程学院, 黑龙江 哈尔滨摇 150027) 摘摇 要: 考察了 Pd(OAc)2 鄄对苯醌鄄CO 催化剂体系中甲烷有氧选择氧化制甲醇反应的性能. 结果表明,在Pd(OAc)2 用量为

100 滋mol 时,该催化剂体系中对苯醌和 CO 的最佳用量分别是

1 000 滋mol 和0.

4 MPa. 在讨论反应温度、反应时间及反应溶 剂对甲烷选择氧化影响的基础上,得出在原料气组成为 2.

5 MPa 甲烷+0.

4 MPa 氧气+0.

4 MPa 氮气及最佳催化剂用量的条件 下,该催化剂体系选择性催化氧化甲烷的适宜工艺条件为反应温度

130 益、反应时间

3 h、溶剂中 CH3 COOH 与H2 O 的体积比 为4颐1. 在此工艺条件下,目标产物甲醇的生成量为

1 650 滋mol. 关键词: 醋酸;

Pd(OAc)2 ;

对苯醌;

CO;

选择氧化;

甲烷;

甲醇 中图分类号: O643. 32摇摇文献标识码: A Selective oxidation of methane to methanol in acetic acid solvent with Pd(OAc)2 鄄p鄄benzoquinone鄄CO catalyst system XU Feng, ZHU Li鄄hua, HOU Feng鄄cai, SHEN Bin (Department of Safety Engineering &

Technology, Heilongjiang Institute of Science &

Technology, Harbin摇150027, China) Abstract:Selective aerobic oxidation of methane to methanol was carried out in an acetic acid solvent with Pd(OAc)2 鄄p鄄benzoquinone鄄CO catalyst system;

the effects of reaction temperature, time and solvent on the methane oxidation were investigated. The results showed that when the amount of Pd(OAc)2 is

100 滋mol, the optimum amounts of p鄄benzoquinone and CO in the catalyst system are

1 000 滋mol and 0.

4 MPa, respectively. With a feed of 2.

5 MPa CH4 + 0.

4 MPa O2 + 0.

4 MPa N2 , the optimal reaction conditions are

130 益, reaction time of

3 h, and volume ratio of CH3 COOH to H2 O being 4;

under such conditions, the yield of methanol reaches

1 650 滋mol in a

250 mL reactor. Key words: acetic acid;

Pd(OAc)2 ;

p鄄benzoquinone;

CO;

selective oxidation;

methane;

methanol 摇摇甲烷部分氧化制甲醇是甲烷催化转化研究的热 点和难点[1] . 文献报道[2] ,H2 O2 、K2 S2 O8 、KMnO4 等氧化剂在适当条件下均可氧化甲烷生成甲醇. 然而,从环境保护及原料来源角度出发,分子氧无疑是 甲烷转化最理想的氧化剂. 分子氧选择氧化甲烷制 甲醇的研究一直倍受研究者的关注. 文献[3,4] 以O2 为氧化剂、Pd(OAc)2 为催化剂,在CF3 COOH 的水 溶液中于

80 益 条件下选择性氧化甲烷为甲醇. Yamanaka 等[5] 发现,在CF3 COOH 中以 EuCl3 鄄Zn 为催化剂时,分子氧可以氧化甲烷制甲醇. 该研究 在CH4 压力为 1.

0 MPa、O2 压力为 0.

4 MPa、反应 温度为

313 K 条件下,获得 0. 8% 的CH3 OH 收率. An 等[6] 以Pd ( OAc )2 为甲烷活化中心在CF3 COOH 介质中,在80 益、5.

5 MPa ( CH4 颐O2 =