專利名稱：甲烷動能合成乙烯的制作方法
技術領域：
本發明是甲烷(CH4)直接合成乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)的新技術。
背景技術：
目前，甲烷直接合成乙烯的方法是氧化偶聯法，甲烷在催化劑作用下部分氧化，反應放出熱量并使甲烷分子活化，產生的自由基偶聯生成乙烯。
甲烷直接合成乙炔的方法是熱裂解法，甲烷氣體加熱至高溫然后迅速冷卻，反應產生乙炔。
發明內容
目前的甲烷合成乙烯和乙炔的反應均屬于熱合成反應，需要在較高的溫度下進行，采用外部加熱或自身反應放熱的方法使反應物分子活化并促成反應進行，熱合成反應的同時發生逆反應即熱分解反應，在較高溫度下部分氧化難以控制很容易發生深度氧化，因此反應的選擇性不高，產物的產率不高。
本發明的技術方案是甲烷氣體以很高的相對速度進行對撞，甲烷分子具有很高的動能，兩個甲烷分子高速碰撞后兩個碳原子形成雙鍵或叁鍵結合在一起，同時在碰撞中脫落四個氫原子或六個氫原子，生成乙烯或乙炔。
或者使甲烷氣體以很高的相對速度沖擊炭粉，甲烷分子具有很高的動能，甲烷分子和炭分子高速碰撞后，甲烷中的碳原子和炭粉中的碳原子形成雙鍵結合在一起，炭粉在反應器中由于劇烈的碰撞、摩擦、剪切而粉碎到微米級，炭分子高度活化，強大的機械應力使炭分子中的碳碳鍵斷裂，碳原子脫離炭分子并與甲烷中的碳原子結合生成乙烯。如果氣流速度進一步加大，甲烷分子動能進一步提高，甲烷分子中的碳原子與炭粉中活化游離的碳原子以參健結合，同時脫落兩個氫原子生成乙炔。
本發明的有益效果是，反應的效率高，基本上不發生逆反應，產物的產率高。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明圖1是甲烷氣體高速對撞生成乙烯圖2是甲烷氣體高速對撞生成乙炔圖3是甲烷氣體與炭粉高速對撞生成乙烯圖4是甲烷氣體與炭粉高速對撞生成乙炔具體實施方式
在圖1、圖2中，將脫除水分和雜質的液化天然氣或壓縮天然氣(主要成分是甲烷)用耐高壓的管式加熱器加熱至高壓，通過反應器中的拉瓦爾噴嘴產生超音速氣流，采用兩個噴嘴相對布置，產生的高速甲烷氣流對撞后生成乙烯和氫氣，提高甲烷氣壓，加大對撞速度，生成乙炔和氫氣，采用壓縮冷卻液化或溶劑吸收使乙烯或乙炔從產物氣體中分離，即可得到乙烯或乙炔成品。
在圖3、圖4中，將脫除水分和雜質的液化天然氣或壓縮天然氣用耐高壓的管式加熱器加熱成高壓氣體，通過反應器中的拉瓦爾噴嘴產生超音速氣流，采用幾個噴嘴相對布置，產生的高速甲烷氣流挾帶炭粉高速對撞，生成乙烯，提高甲烷氣壓，加大對撞速度，生成乙炔和氫氣，用溶劑吸收使乙炔從反應氣體中分離，即可得到乙炔成品。
權利要求
1.一種甲烷直接合成乙烯或乙炔的技術，其特征是甲烷氣體以每秒150米至5500米的相對速度進行對撞。
2.一種甲烷和炭粉直接合成乙烯或乙炔的技術，其特征是甲烷氣體以每秒150米至5500米的相對速度與炭粉對撞。
全文摘要
一種甲烷直接合成乙烯或乙炔的技術。使甲烷氣體以每秒150米至5500米的相對速度對撞，可直接合成乙烯或乙炔；使甲烷氣體以每秒150米至5500米的相對速度與炭粉對撞，可直接合成乙烯或乙炔。
文檔編號C07C11/24GK101092316SQ200610091969
公開日2007年12月26日 申請日期2006年6月20日 優先權日2006年6月20日
發明者高文科 申請人:高文科