Гетерогенные катализаторы окислительного дегидрирования алканов или окислительного сочетания метана

1. Способ получения одного или более желаемых химических продуктов, включающий приведение гетерогенного катализатора, содержащего бор, нитрид или оба эти вещества, в контакт с кислородом и одним или более жидкими или газообразными реагентами, причем гетерогенный катализатор катализирует окислительное дегидрирование (ОДГ) одного или более жидких или газообразных реагентов или окислительное сочетание метана (ОСМ) с образованием одного или более желаемых химических продуктов.
2. Способ по п. 1, в котором ОДГ или ОСМ, катализируемые гетерогенным катализатором, имеют ненулевой порядок по кислороду.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором:
(а) гетерогенный катализатор катализирует окислительное дегидрирование (ОДГ) одного или более жидких или газообразных реагентов;
(б) один или более жидких или газообразных реагентов включают алкан или углеводород, содержащий алкильную группу; и
(с) один или более желаемых химических продуктов включают один или более олефинов или один или более углеводородов, содержащих алкенильную группу.
4. Способ по п. 3, в котором один или более жидких или газообразных реагентов включают алкан.
3
5
3
5
5. Способ по п. 4, в котором алкан представляет собой С-С н-алкан или С-С изоалкан.
3
4
3
4
6. Способ по п. 5, в котором алкан представляет собой С-С н-алкан или С-С изоалкан.
3
4
3
4
7. Способ по п. 6, в котором С-С н-алкан или С-С изоалкан выбран из группы, состоящей из пропана, н-бутана и изобутана, и в котором один или более желаемых химических продуктов выбраны из группы, состоящей из пропена, изобутена, 1-бутена, 2-бутена и бутадиена.
8. Способ по любому из пп. 4-7, в котором способ сохраняет более чем 70% селективность образования желаемых химических продуктов при конверсии алкана от 10 до 20%.
9. Способ по п. 8, в котором способ сохраняет более чем 77% селективность образования желаемых химических продуктов при конверсии алкана от 10 до 20%.
10. Способ по любому из пп. 3-9, в котором алкан представляет собой пропан, а желаемый химический продукт представляет собой пропен.
11. Способ по любому из пп. 3-10, в котором один или более желаемых химических продуктов дополнительно включают этилен.
2
12. Способ по п. 11, в котором способ обеспечивает более высокую селективность образования этилена, чем нежелательных побочных продуктов СО или CO.
13. Способ по п. 11 или 12, в котором способ обеспечивает совокупную селективность образования этилена и других желаемых продуктов, составляющую 90% или более.
14. Способ по п. 3, в котором один или более жидких или газообразных реагентов включают углеводород, содержащий алкильную группу.
15. Способ по п. 14, в котором углеводород, содержащий алкильную группу, представляет собой этилбензол, и в котором один или более желаемых химических продуктов включают стирол.
16. Способ по п. 1 или 2, в котором один или более жидких или газообразных реагентов включают метан, гетерогенный катализатор катализирует окислительное сочетание метана, и один или более желаемых химических продуктов включают этан и/или этилен.
17. Способ по п. 16, в котором гетерогенный катализатор приводят в контакт с природным газом.
18. Способ по любому из пп. 1-17, в котором гетерогенный катализатор включает бор- или нитридсодержащее соединение.
19. Способ по п. 18, в котором гетерогенный катализатор включает нитридсодержащее соединение.
20. Способ по п. 19, в котором нитридсодержащее соединение выбрано из группы, состоящей из В-нитрида, Si-нитрида, Ti-нитрида и Al-нитрида.
21. Способ по п. 18, в котором гетерогенный катализатор включает борсодержащее соединение.
22. Способ по п. 21, в котором борсодержащее соединение выбрано из группы, состоящей из В-нитрида, В-карбида, Ti-борида, Ni-борида и Nb-борида.
23. Способ по п. 18, где бор- или нитридсодержащее соединение представляет собой нитрид бора.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
24. Способ по п. 23, в котором нитрид бора имеет площадь поверхности примерно от 5 м/г до 550 м/г, примерно от 9 м/г до 550 м/г, примерно от 50 м/г до 550 м/г, примерно от 100 м/г до 500 м/г или примерно от 100 м/г до 200 м/г.
25. Способ по п. 22 или 23, в котором нитрид бора находится в форме гексагонального нитрида бора (h-BN), наносетей из нитрида бора (наносети из гексагонального нитрида бора (h-BN)), нанолистов из нитрида бора (BNNSs), нанолент из нитрида бора (BNNRs) или нанотрубок из нитрида бора (BNNTs).
26. Способ по любому из пп. 23-24, в котором нитрид бора дополнительно включает один или более атомов кислорода.
27. Способ по п. 26, в котором атомы кислорода ковалентно связаны с атомами бора, азота и/или другими атомами кислорода.
28. Способ по п. 26, в котором атомы кислорода связаны (функционализированы) с поверхностью нитрида бора.
29. Способ по любому из пп. 1-28, в котором гетерогенный катализатор включает оксинитрид.
30. Способ по любому из пп. 1-29, в котором гетерогенный катализатор одновременно не контактирует с азотом.
31. Способ по любому из пп. 1-30, в котором кислород и один или более жидких или газообразных реагентов находятся в потоке реагентов, который приводят в контакт с гетерогенным катализатором.
32. Способ по п. 31, в котором поток реагентов включает от 0% до 70% азота по объему.