專利名稱：：烴的合成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種將基本上由甲烷組成的一種常規(guī)氣態(tài)組合物轉(zhuǎn)化成一種至少所包含的大部分含有至少兩個碳原子的烴類材料的方法。而且，本發(fā)明涉及一種將基本上由甲烷組成的一種常規(guī)氣態(tài)組合物轉(zhuǎn)化成一種至少所包含的大部分烴類含有至少兩個碳原子的材料的裝置。此外，本發(fā)明涉及一種將基本上由常規(guī)氣態(tài)烴類組成的一種常規(guī)氣態(tài)混合物轉(zhuǎn)化成一種產(chǎn)物流的方法，其中，至少部分產(chǎn)物流包含常規(guī)液態(tài)烴類，并且涉及一種將基本上由常規(guī)氣態(tài)烴類組成的一種常規(guī)氣態(tài)混合物轉(zhuǎn)化成一種產(chǎn)物流的裝置，其中，至少部分產(chǎn)物流包含常規(guī)液態(tài)烴類。在過去的若干年里，學(xué)術(shù)界和工業(yè)界對發(fā)展將氣態(tài)烴類轉(zhuǎn)化成更有價(jià)值的高級烴類的方法的興趣不斷增大，特別是用于轉(zhuǎn)化以天然氣和甲烷作為其基本組成的氣態(tài)烴類。在本領(lǐng)域中，新研究的動力來自于相當(dāng)大的天然氣儲量和利用最近的氣體發(fā)現(xiàn)物的需要。如上所示，因?yàn)榧淄槭翘烊粴獾幕窘M分，所以主要研究活動已經(jīng)集中在甲烷的轉(zhuǎn)化上。將甲烷升級成高級烴類有兩條常用途徑，首先，在第一個步驟中，通過間接轉(zhuǎn)化主要需求的合成氣產(chǎn)物，接著，在第二步進(jìn)行直接轉(zhuǎn)化。一個主要難點(diǎn)，特別是對于直接轉(zhuǎn)化甲烷而言，是甲烷分子內(nèi)C-H鍵的高強(qiáng)度使甲烷分子非常穩(wěn)定，并且使其反應(yīng)具有高活化能?；罨淄橛泻芏喾椒?，例如光化學(xué)和電化學(xué)活化、激光誘導(dǎo)活化、輻射分解，以及催化活化或者甚至熱活化。但是如J．M．Fox在催化綜述-科學(xué)工程，35(1993)169-212中所報(bào)導(dǎo)的那樣(在此引入這些報(bào)導(dǎo)的所有目的是作為參考)，將甲烷直接轉(zhuǎn)化成高級烴類的合理結(jié)合尚未被發(fā)現(xiàn)。迄今為止，直接甲烷轉(zhuǎn)化作用的經(jīng)濟(jì)效益差、轉(zhuǎn)化率低，并且產(chǎn)量低，這使它們不適合于實(shí)際應(yīng)用。等離子體已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)是發(fā)展新工業(yè)方法和產(chǎn)品的一種萬能工具。等離子體的性能可以進(jìn)行調(diào)整，并且熱等離子體和非熱等離子體之間的顯著區(qū)別在于放電特性和應(yīng)用中。在熱等離子體中，氣體分子、離子和電子的能量分布表明，該體系處于熱平衡，因此接近于熱力學(xué)平衡。在放電區(qū)域中，所有顆粒的溫度是均勻的，并且非常高。此外，在等離子體空間和電極中，如果存在的話，都具有高能量通量。因此，熱等離子體經(jīng)常被稱為“熱等離子體”。熱等離子體尤其包括電弧放電。形成一種熱等離子體的一個基本條件是足夠高的工作壓力，通常超過10kPa。顆粒之間的大量碰撞，特別是電子和重陽離子或中性顆粒之間的碰撞，導(dǎo)致能量迅速地重新分布，這樣就達(dá)到了平衡。相反，非熱等離子體遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到熱力學(xué)平衡。非熱等離子體具有相對較低的氣體溫度和能量轉(zhuǎn)換速率。這樣，在這些等離子體中的電子的溫度通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于重離子和中性顆粒。因此，非熱等離子體也被稱為“冷等離子體”。這一類等離子體通常包括輝光放電和無聲放電。冷等離子體，特別是無聲氣體放電表明，它適合于大范圍的工業(yè)應(yīng)用。臭氧的產(chǎn)生，至今仍作為其最重要的工業(yè)應(yīng)用，被Eliasson等人描述于IEEETransactionsonPlasmaScience，第19卷(1991)，p309-323和1063-1077(在此引入這些報(bào)導(dǎo)的所有目的是作為參考)。值得注明地是，無聲放電的一個特性是存在一種電介質(zhì)。因此，無聲氣體放電也被稱為介電阻擋層放電。進(jìn)行長時間的甲烷等離子體熱解，以制備乙炔和碳黑，并含一種副產(chǎn)物氫氣。這種等離子體熱解通常需要一種熱等離子體。如上所示，借助于熱等離子體的轉(zhuǎn)化作用一般是高溫方法，并且常常需要額外的迅速驟冷步驟，以得到所需產(chǎn)物的充分選擇性。這就引入了一個復(fù)雜體系。由于反應(yīng)氣體的加熱和冷卻，大量的能量分別被消耗和浪費(fèi)掉，這樣就降低了能量效率，并使制造成本顯著增大。近年來，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，非熱等離子體對較低溫度和大氣壓下的甲烷活化很有效。因此，在L．M．Zhou，B．Xue，U．Kogelschatz和B．Eliasson于等離子體化學(xué)和等離子體加工，第18卷(1998)，No．3，375-393中的報(bào)告(對所有實(shí)用場合，在此引入這些報(bào)導(dǎo)作為參考)和DE19605547中，公開了一種通過對一種包含甲烷、氧氣和／或氮?dú)獾臍鈶B(tài)混合物進(jìn)行介電阻擋層放電來制備甲醇的方法。為了嘗試使選擇性向形成高級烴類的方向偏移，上述DE19605547的發(fā)明人進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)，其中，對純甲烷進(jìn)行了介電阻擋層放電(B．Eliasson，U．Kogelschatz，E．Killer和A．Bill于第11屆世界氫能研討會的會刊中，德國，Stuttgart，June23-28，1996，Vol．3，2449-2459；在此引入這些報(bào)導(dǎo)的所有目的是作為參考)。主要產(chǎn)物為氫氣和乙烷，并含少量的高級烴類。但是，特別是，在介電材料的表面形成了小顆粒狀的碳黑。碳黑的形成是很不合乎需要的，這是因?yàn)樗淖兞私殡娮钃鯇臃烹姷入x子體的性能，并且給長期操作帶來了許多不確定的現(xiàn)象。因此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種將基本上由甲烷組成的一種常規(guī)氣態(tài)組合物轉(zhuǎn)化成高級烴類產(chǎn)物的方法，特別是轉(zhuǎn)化成一種至少所包含的大部分烴類含有至少2個碳原子的材料，該方法可在低壓和低溫條件下經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行，并且優(yōu)選在周圍條件下進(jìn)行。本發(fā)明的另一目的在于提供一種將基本上由甲烷組成的一種常規(guī)氣態(tài)組合物以合適的產(chǎn)量，并且特別是以一種直接的方式轉(zhuǎn)化成高級烴產(chǎn)物的方法。本發(fā)明的另一目的在于提供一種將基本上由常規(guī)氣態(tài)烴類組成的常規(guī)氣態(tài)混合物轉(zhuǎn)化成至少部分包含常規(guī)液態(tài)烴類的產(chǎn)物的方法，該方法可在低壓和低溫條件下經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行。本發(fā)明的另一目的在于提供一種以合適的產(chǎn)量，由常規(guī)氣態(tài)烴類制備常規(guī)液態(tài)烴類的方法。本發(fā)明的另一目的在于一種將常規(guī)氣態(tài)烴類轉(zhuǎn)化成常規(guī)液態(tài)烴類的方法，其中，該液態(tài)烴類不含硫和重金屬元素。本發(fā)明的另一目的還在于提供一種通過介電阻擋層放電，將基本上由甲烷組成的一種常規(guī)氣態(tài)組合物轉(zhuǎn)化成一種至少所包含的大部分烴類含有至少2個碳原子的材料的方法，該方法基本上抑制了碳黑的形成。本發(fā)明的另一目的在于提供一種將基本上由常規(guī)氣態(tài)烴類組成的一種常規(guī)氣態(tài)混合物轉(zhuǎn)化成至少部分包含常規(guī)液態(tài)烴類的產(chǎn)物的方法，該方法基本上防止了碳黑的形成。本發(fā)明的另一目的在于提供一種可將基本上由甲烷和常規(guī)氣態(tài)烴類組成的一種常規(guī)氣態(tài)組合物分別轉(zhuǎn)化成高級烴類的裝置。本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將隨本說明書的描述而變得清晰。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明的第一個普通實(shí)施方案，通過權(quán)利要求1中所述的一種方法，可實(shí)現(xiàn)上述目的。因此，本發(fā)明提供了一種將基本上由甲烷組成的一種常規(guī)氣態(tài)組合物轉(zhuǎn)化成一種至少所包含的大部分烴類含有至少2個碳原子的材料的方法，該方法包括步驟為將上述常規(guī)氣態(tài)組合物裝入一個反應(yīng)器中，該反應(yīng)器包括第一電極裝置，第二電極裝置，以及位于上述第一和第二電極裝置之間的至少一層常規(guī)固體介電材料；在一種常規(guī)固體催化劑的存在下，將反應(yīng)器內(nèi)的常規(guī)氣態(tài)組合物進(jìn)行介電阻擋層放電；并且控制該介電阻擋層放電，以將上述常規(guī)氣態(tài)組合物轉(zhuǎn)化成至少所包含的大部分烴類含有至少2個碳原子的材料。在第二個普通實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了一種將基本上由常規(guī)氣態(tài)烴類組成的一種常規(guī)氣態(tài)混合物轉(zhuǎn)化成一種產(chǎn)物流的方法，其中，至少部分產(chǎn)物流包含常規(guī)液態(tài)烴類，該方法包括步驟為將常規(guī)氣態(tài)混合物裝入一個反應(yīng)器中，該反應(yīng)器包括第一電極裝置，第二電極裝置，以及位于上述第一和第二電極裝置之間的至少一層常規(guī)固體介電材料；在一種常規(guī)固體催化劑的存在下，將反應(yīng)器內(nèi)的常規(guī)氣態(tài)混合物進(jìn)行介電阻擋層放電；并且控制該介電阻擋層放電，以將上述常規(guī)氣態(tài)組合物轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物流，其中，至少部分產(chǎn)物流包含常規(guī)液態(tài)烴類。在第三個普通實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了一種將基本上由甲烷組成的一種常規(guī)氣態(tài)組合物轉(zhuǎn)化成一種至少所包含的大部分烴類含有至少2個碳原子的材料的裝置，如權(quán)利要求13所述。在第四個普通實(shí)施方案中，本發(fā)明提供了一種將基本上由常規(guī)氣態(tài)烴類組成的一種常規(guī)氣態(tài)混合物轉(zhuǎn)化成一種產(chǎn)物流的裝置，其中，至少部分產(chǎn)物流包含常規(guī)液態(tài)烴類，如權(quán)利要求18所述。這里，在任何一個數(shù)字前面所使用的術(shù)語“大約”表示偏差一般為土10％。對于沸點(diǎn)、沸騰范圍、物質(zhì)的物理狀態(tài)等的術(shù)語“常規(guī)”表示該值應(yīng)理解為已經(jīng)被校正為“常規(guī)條件”，即溫度為25℃，大氣壓為1013mbar。在此所使用的術(shù)語“層”指的是寬度基本上大于其厚度的任何一種平面層或彎曲層；一般而言，寬度∶厚度的比值至少為10∶1，并且通常以大于上述比值。在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語“烴類”代表由氫原子和碳原子組成的產(chǎn)物，并且基本上由飽和的脂族烴類如烷烴類，和／或不飽和脂族烴類如烯烴類和／或炔烴類組成。但是，也可以存在少量的環(huán)脂族烴類和／或芳香烴類。本發(fā)明所采用的基本上由甲烷組成的常規(guī)氣態(tài)組合物的實(shí)例特別是天然氣。我們知道，取決于地理來源，不同天然氣的組成是有變化的。特別是，由于地理來源的改變，在不同類型的天然氣中，除甲烷之外的副組分的性質(zhì)和濃度以及甲烷自身的濃度是不相同的。但是，因?yàn)樵谀切┎煌愋偷奶烊粴庵屑淄闈舛纫话愀哂诖蠹s75％，因此天然氣的地理來源及其特殊組成不是十分嚴(yán)格的，并且任何一種天然氣都可適用于本發(fā)明。此外，根據(jù)并屬于本發(fā)明范圍之列，可采用任何一種由工業(yè)過程得到的、基本上由甲烷組成的廢氣和排放氣體。一般而言，在此所用的一種“基本上由甲烷組成的組合物”指的是一種所含甲烷數(shù)量高于大約75Vol．-％的組合物。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施方案，上述常規(guī)氣態(tài)組合物基本上由純甲烷組成。在此所用的“基本上純”指的是純度至少為大約95Vol．-％，優(yōu)選至少約為98Vol．-％，并且更優(yōu)選至少約為99Vol．-％。根據(jù)本發(fā)明，分別由天然氣和甲烷制得的烴類一般不含如硫和／或重金屬元素這樣的污染物。與由石油制得的烴類相比，特別是當(dāng)上述烴類被用作燃料時，這類烴類具有很大的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)樘烊粴獾膬α勘仁痛蟮枚?，因此，無論是從經(jīng)濟(jì)的角度，還是從生態(tài)方面考慮，本發(fā)明都是非常有價(jià)值的。在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方案中，常規(guī)氣態(tài)組合物基本上不含氣態(tài)氧。在本文中，“基本上不含”表示在常規(guī)氣態(tài)組合物中氧氣的含量低于大約0．5Vol．-％，優(yōu)選低于0．1Vol．-％，最優(yōu)選低于0．01Vol．-％。但是，值得注意地是，不需要采取預(yù)防措施以明顯除去氣態(tài)氧氣或空氣，因此仍然可存在微量的氧氣或空氣，而并未脫離本發(fā)明的范圍。在原料中氧氣或含氧反應(yīng)物的缺乏，屬于上述范圍之列，增大了對所需高級烴類產(chǎn)物的選擇性。因此，為了使選擇性進(jìn)一步向生成高級烴類的方向偏移，優(yōu)選除去原料中的位于上述范圍之列的任何氧氣或含氧共反應(yīng)物。優(yōu)選的常規(guī)固體催化劑選自沸石、鋁磷酸鹽、硅鋁磷酸鹽、金屬鋁磷酸鹽和含羥基的金屬氧化物之一。上述典型的固體催化劑為選自沸石X、沸石Y、沸石A、沸石ZSM-5和沸石13X的一種沸石。在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方案中，上述常規(guī)固體催化劑包括選自金屬離子類，以及元素周期表中ⅠA、Ⅱa、ⅠB、Ⅱb和Ⅷ族元素之至少一種物質(zhì)。后面所提及的元素，即元素周期表中的堿、堿土元素以及鋅族、銅族和鐵族元素，可以以離子或原子的形式存在。上述常規(guī)固體催化劑是通過本領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的操作來合成的，例如在沸石情況下的任何一種類型的離子交換反應(yīng)。上述固體催化劑的實(shí)例為沸石NaY、NaX、NaA或Fe-ZSM-5。特別地是，將沸石用作常規(guī)固體催化劑抑制了碳黑的形成，尤其是抑制了在介電材料表面上碳黑的沉積作用，這樣就使介電阻擋層放電反應(yīng)器可以進(jìn)行長期操作。此外，利用沸石限制了烴鏈的生長。因此，使常規(guī)氣態(tài)烴類和／或液態(tài)烴類的產(chǎn)量增加，尤其是正常沸騰范圍大約為50℃-210℃的常規(guī)液態(tài)烴類。而且，應(yīng)用“形狀選擇催化劑”，例如沸石，可使形成支鏈烴類的趨勢增大，特別是代表一種高質(zhì)量燃料的常規(guī)液態(tài)支鏈烴類。另外，催化劑的作用，特別是沸石的作用包括化學(xué)吸附基本上由甲烷組成的氣態(tài)組合物和基本上由氣態(tài)烴類組成的氣態(tài)混合物。上述術(shù)語“形狀選擇催化劑”意欲指一種具有特殊結(jié)構(gòu)，以限制反應(yīng)分子和所形成的產(chǎn)物分子擴(kuò)散通過其框架結(jié)構(gòu)的催化劑。只有直徑小于該形狀選擇催化劑的開口或孔隙的分子才能通過該催化劑。此外，通過孔隙的大小和形狀，對反應(yīng)的可能過渡態(tài)給予了額外的限制。此外，將沸石用作常規(guī)固體催化劑的優(yōu)點(diǎn)是在該沸石的表面上具有高濃度的羥基，即在該沸石的外表面上和沸石的空腔內(nèi)。除了在沸石表面上的高濃度羥基外，沸石的一個重要特性是在沸石結(jié)構(gòu)內(nèi)所形成的天然庫侖場。在本文中，值得注意的是，羥基濃度和天然庫侖場的強(qiáng)度都是可以加以控制和調(diào)整的。一般而言，這兩個特點(diǎn)使沸石易于對一外部電場產(chǎn)生響應(yīng)，即在電學(xué)上更易于對該沸石進(jìn)行充電。根據(jù)本發(fā)明，控制介電阻擋層放電可以控制這些電荷和靜電場，因此，可以控制沸石在由一種氣態(tài)組合物向常規(guī)液態(tài)燃料的轉(zhuǎn)化作用中的活性和選擇性。在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方案中，從反應(yīng)器中回收包含常規(guī)液態(tài)烴類和常規(guī)氣態(tài)烴類的產(chǎn)物流，并且至少將上述產(chǎn)物流中的常規(guī)氣態(tài)烴類再循環(huán)回反應(yīng)器中。本發(fā)明的其它優(yōu)選實(shí)施方案被描述于所附權(quán)利要求書中。典型的操作溫度最高約為400℃的條件下，反應(yīng)器中的操作壓力范圍保持為大約0．01bar-30bar，優(yōu)選為大約0．1bar-10bar。優(yōu)選常規(guī)固體介電材料層的厚度約為0．1mm-5mm。在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方案中，第一電極裝置具有第一個有效電極表面，第二電極裝置具有第二個有效電極表面，至少一層常規(guī)固體介電材料覆蓋至少第一和第二電極裝置之一的至少一部分有效表面，常規(guī)固體催化劑覆蓋至少一部分常規(guī)固體介電層。一般而言，上述第一和第二電極裝置分別具有基本上為管狀的形式，第一和第二電極裝置之一形成一層外殼，同時，第一和第二電極裝置的另一電極裝置則形成一層內(nèi)殼；通過一種基本上為管狀的空隙，使內(nèi)殼遠(yuǎn)離外殼；至少一層常規(guī)固體介電材料被排列成基本上為管狀的形式，并且覆蓋至少一部分內(nèi)殼和／或外殼；上述常規(guī)固體催化劑被排列成基本上為管狀的形式，并且覆蓋上述至少一層常規(guī)固體電介質(zhì)的至少一部分。優(yōu)選上述管狀形式基本上為圓筒形。在本發(fā)明裝置的另一優(yōu)選實(shí)施方案中，第一和第二電極裝置分別裝有至少一種基本上為平面的結(jié)構(gòu)，通過至少一種基本上為平面的空隙，使第一電極遠(yuǎn)離第二電極裝置；至少一層常規(guī)固體電介質(zhì)具有至少一種基本上為平面的結(jié)構(gòu)，并且覆蓋至少一部分第一和／或第二電極裝置；常規(guī)固體催化劑具有至少一種基本上為平面的形式，并且覆蓋上述至少一層常規(guī)固體介電材料的至少一部分。一般而言，許多對第一和第二電極裝置被排列成基本上為平行的或堆積的構(gòu)型，形成大量的空隙，將這些空隙連接成一系列，以形成一條伸長的通道，用于分別通過基本上由甲烷組成的常規(guī)氣態(tài)組合物和基本上由常規(guī)氣態(tài)烴類組成的常規(guī)氣態(tài)混合物。為了更好地理解本發(fā)明的性質(zhì)和范圍，并且不局限于本發(fā)明，下面將參照附圖，更加詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案和細(xì)節(jié)。圖1是本發(fā)明一個優(yōu)選的介電阻擋層放電反應(yīng)器構(gòu)型的截面視圖簡圖。圖2是本發(fā)明另一優(yōu)選的介電阻擋層放電反應(yīng)器構(gòu)型的截面視圖簡圖。介電阻擋層放電是一種高壓、非平衡放電，它是當(dāng)被一種非導(dǎo)電介質(zhì)隔開的兩電極之間的氣體空間附加交流電壓時而發(fā)生的。圖1列出了本發(fā)明一介電阻擋層放電反應(yīng)器的截面視圖的示意圖。將高電壓交流發(fā)電機(jī)1與基本上均為圓筒形的第一電極2和第二接地電極3相連。上述電極一般由抗腐蝕金屬或合金、或者是至少覆蓋有一層導(dǎo)電物質(zhì)的材料制成。電極2形成一層內(nèi)殼，電極3形成一層外殼。介電層4通常為一種玻璃、石英或陶瓷管，其厚度大約為0．1mm-5mm，并且覆蓋電極2的有效表面。圖1所示的形狀選擇催化劑5也基本上為圓筒形，并且覆蓋介電層4。一般而言，介電管4被作為固體催化劑5的載體。因此，一般為粉末狀的固體催化劑5被放置在羊毛狀的、氣體可滲透的石英片中，并將其纏繞在介電管4的外表面周圍，即介電管4的表面朝向電極3。優(yōu)選用于本介電阻擋層放電反應(yīng)的其它催化劑支持方法被描述在DE197’35’785中(在此引入這些公開內(nèi)容的所有目的是作為參考)。明顯地是，固體催化劑的形狀和大小，即以粉沫的形式或者是作為不同尺寸的顆粒來應(yīng)用，以及支持催化劑的方式，即分別通過上述介電材料以及一種另外的載體，這些都可在本發(fā)明范圍內(nèi)得到改進(jìn)。將上述基本上由甲烷組成的常規(guī)氣態(tài)組合物和基本上由常規(guī)氣態(tài)烴類組成的常規(guī)氣態(tài)混合物分別通過基本上為圓筒形的放電空隙6，使之受到介電阻擋層放電的作用。上述介電阻擋層放電是通過在第一電極和第二電極裝置之間附加一種交流電壓來產(chǎn)生的。優(yōu)選該交流電壓的范圍大約為6kV-100kV，該交流電壓的頻率優(yōu)選大約為50Hz-1MHz。如上所示，在保持反應(yīng)器中的操作溫度最高為大約400℃的條件下，操作壓力范圍大約為0．01bar-30bar，優(yōu)選大約為0．1bar-10bar。優(yōu)選以大約為0．1立方米／4時-200立方米／小時的速率，分別將上述基本上由甲烷組成的常規(guī)氣態(tài)組合物和基本上由常規(guī)氣態(tài)烴類組成的常規(guī)氣態(tài)混合物通過反應(yīng)器。當(dāng)附加交流電場的振幅達(dá)到一個臨界值時，在氣體中開始出現(xiàn)斷裂，并且電流從一個電極流向另一電極。一旦在放電空隙的任何一個位置開始發(fā)生斷裂，電荷就聚集在電介質(zhì)上，并且導(dǎo)致形成一個相反的電場。該相反的電場削弱了空隙內(nèi)的外部電場，并且在短短的幾納秒之內(nèi)中斷電流，以形成微量放電。當(dāng)附加足夠高的交流電壓時，這種微量放電將大量產(chǎn)生。介電阻擋層放電的主要優(yōu)點(diǎn)為它結(jié)合了輝光放電的大量激發(fā)和電暈放電的高壓特性；整個電極區(qū)域?qū)Ψ烹姺磻?yīng)都是有效的。圖2列出了本發(fā)明介電阻擋層放電反應(yīng)器的另一優(yōu)選構(gòu)型。本實(shí)施方案的相應(yīng)電極、常規(guī)固體介電材料層和常規(guī)固體催化劑分別具有或者被設(shè)計(jì)成一種基本上為平面的形式。介電材料的實(shí)例為玻璃，如上所示，以及石英、陶瓷、ZrO2或Al2O3。其它未被列于圖1和圖2中的優(yōu)選介電阻擋層放電反應(yīng)器構(gòu)型是那些固體催化劑占據(jù)了放電空隙6的基本部分，或者是固體催化劑僅僅覆蓋一部分介電材料的構(gòu)型。實(shí)施例1原料氣，即甲烷，被加入到系統(tǒng)中，并順流流經(jīng)反應(yīng)器。操作條件如下流速為150毫升／分鐘，溫度為150℃，壓力為1bar，附加功率為500瓦。這樣就產(chǎn)生了一種介電阻擋層放電。所用催化劑為NaX沸石。在反應(yīng)器出口處的一個背壓力閥被用于調(diào)節(jié)壓力。一種含PoraplotQ柱子和裝有TCD檢測器的分子篩5APlot柱子的MTI(微型傳感器技術(shù)公司，M200H)雙模微氣體色譜法被用于檢測氣態(tài)產(chǎn)物。通過加熱線路加熱氣體樣品，以避免在將其加入GC之前的可能凝結(jié)作用。對液體樣品同樣也進(jìn)行氣體色譜分析。在實(shí)施例1中所形成的產(chǎn)物的分壓和選擇性列于表1。根據(jù)下列方程式，甲烷的轉(zhuǎn)化率為26．8％轉(zhuǎn)化率[CH4]={([CH4]in-[CH4]out)／[CH4]in}×100％產(chǎn)物的選擇性被定義如下選擇性[產(chǎn)物]={(產(chǎn)物的碳原子數(shù)×[產(chǎn)物]out)／已轉(zhuǎn)化的總碳數(shù)量}×100％表1．氣相中的產(chǎn)物分壓和選擇性<tablesid="table1"num="001"><table>產(chǎn)物氣相中的分壓(mbar)選擇性(％)C2H48．9106．854C2H628．46821．900C2H210．868．355C3H64．8985．652C3H818．63521．503C4H80．3620．556C4H103．9616．095I-C4H104．1366．363C5H100．2040．393C5H120．5521．0622-甲基丁烷2．6065．0122，2-二甲基丙烷0．5681．092C6H140．1930．446其它14．717</table></tables>如表1所列，對高級烴類的總選擇性為100％。大部分產(chǎn)物為常規(guī)氣態(tài)烴類，即包含最高為4個碳原子的烴類。特別地是，形成了含2-3個碳原子的烴類。應(yīng)注明的是，在表1中概括為“其它”的產(chǎn)物基本上為含6-11個碳原子的烴類。因此，用于汽油組分的總產(chǎn)量為21．3％，即含5-11個碳原子的烴類，其中大部分是支鏈烴類。后一點(diǎn)是很重要的，因?yàn)橹ф湡N類代表一種更好的燃料，可以減少發(fā)動機(jī)爆聲現(xiàn)象。雖然在此已經(jīng)描述了本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施方案和實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)清楚認(rèn)識到，本發(fā)明適合對所述實(shí)施方案進(jìn)行調(diào)整和改變，這并未脫離本發(fā)明的主旨和范圍。參考序號清單1高壓交流發(fā)電機(jī)2第一電極裝置3第二電極裝置4介電層，介電材料5放電隙6催化劑權(quán)利要求1．一種將基本上由甲烷組成的一種常規(guī)氣態(tài)組合物轉(zhuǎn)化成一種至少所包含的大部分烴類含有至少兩個碳原子的材料的方法；該方法包括步驟為將上述常規(guī)氣態(tài)組合物原料加入一個反應(yīng)器中，該反應(yīng)器包括第一電極裝置，第二電極裝置，以及位于上述第一和第二電極裝置之間的至少一層常規(guī)固體介電材料；在一種常規(guī)固體催化劑的存在下，將反應(yīng)器內(nèi)的上述常規(guī)氣態(tài)組合物進(jìn)行介電阻擋層放電；并且控制該介電阻擋層放電，以將上述常規(guī)氣態(tài)組合物轉(zhuǎn)化成至少所包含的大部分烴類含有至少兩個碳原子的上述材料。2．權(quán)利要求1的方法，其中，上述常規(guī)氣態(tài)組合物基本上由純甲烷組成。3．權(quán)利要求1或2的方法，其中，上述常規(guī)氣態(tài)組合物基本上不含氣態(tài)氧。4．權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其中，上述常規(guī)固體催化劑選自沸石、鋁磷酸鹽、硅鋁磷酸鹽、金屬鋁磷酸鹽和含羥基的金屬氧化物之一。5．權(quán)利要求4的方法，其中，上述沸石選自沸石X、沸石Y、沸石A、沸石ZSM-5和沸石13X之一。6．權(quán)利要求4或5的方法，其中，上述常規(guī)固體催化劑包括選自金屬離子類，以及元素周期表中ⅠA、Ⅱa、ⅠB、Ⅱb和Ⅷ族元素至少一種物質(zhì)。7．一種將基本上由常規(guī)氣態(tài)烴類組成的一種常規(guī)氣態(tài)混合物轉(zhuǎn)化成一種產(chǎn)物流的方法，其中，至少部分上述產(chǎn)物流包含常規(guī)液態(tài)烴類；該方法包括步驟為將上述常規(guī)氣態(tài)混合物加入一個反應(yīng)器中，該反應(yīng)器包括第一電極裝置，第二電極裝置，以及位于上述第一和第二電極裝置之間的至少一層常規(guī)固體介電材料；在一種常規(guī)固體催化劑的存在下，將上述反應(yīng)器內(nèi)的常規(guī)氣態(tài)混合物進(jìn)行介電阻擋層放電；并且控制該介電阻擋層放電，以將上述常規(guī)氣態(tài)混合物轉(zhuǎn)化成上述產(chǎn)物流，其中，至少部分產(chǎn)物流包含上述常規(guī)液態(tài)烴類。8．權(quán)利要求7的方法，其中，從反應(yīng)器中回收上述包含常規(guī)液態(tài)烴類和常規(guī)氣態(tài)烴類的產(chǎn)物流，并且，至少將上述產(chǎn)物流中的常規(guī)氣態(tài)烴類再循環(huán)回反應(yīng)器中。9．權(quán)利要求7或8的方法，其中，上述常規(guī)氣態(tài)組合物基本上不含氣態(tài)氧。10．權(quán)利要求7-9中任一項(xiàng)的方法，其中，上述常規(guī)固體催化劑選自沸石、鋁磷酸鹽、硅鋁磷酸鹽、金屬鋁磷酸鹽和含羥基的金屬氧化物之一。11．權(quán)利要求10的方法，其中，上述沸石選自沸石X、沸石Y、沸石A、沸石ZSM-5和沸石13X之一。12．權(quán)利要求10或11的方法，其中，上述常規(guī)固體催化劑包括選自金屬離子類，以及元素周期表中ⅠA、Ⅱa、ⅠB、Ⅱb和Ⅷ族元素的至少一種物質(zhì)。13．一種將基本上由甲烷組成的一種常規(guī)氣態(tài)組合物轉(zhuǎn)化成一種至少所包含的大部分烴類含有至少兩個碳原子的材料的裝置；上述裝置包括一種介電阻擋層放電反應(yīng)器，包括第一電極裝置，第二電極裝置和位于上述第一和第二電極裝置之間的至少一層常規(guī)固體介電材料；用于在上述第一和第二電極裝置之間附加交流電壓的裝置；用于將上述組合物加入到上述反應(yīng)器中的裝置；當(dāng)進(jìn)行上述介電阻擋層放電時，與上述常規(guī)氣態(tài)組合物接觸的一種常規(guī)固體催化劑；和用于控制上述介電阻擋層放電，以將上述常規(guī)氣態(tài)組合物轉(zhuǎn)化成至少所包含的大部分烴類含有至少兩個碳原子的上述材料的裝置。14．權(quán)利要求13的裝置，其中，上述常規(guī)氣態(tài)組合物基本上由純甲烷組成。15．權(quán)利要求13或14的裝置，其中，上述常規(guī)氣態(tài)組合物基本上不含氣態(tài)氧。16．權(quán)利要求13-15中任一項(xiàng)的裝置，其中，上述常規(guī)固體催化劑選自沸石、鋁磷酸鹽、硅鋁磷酸鹽、金屬鋁磷酸鹽和含有羥基的金屬氧化物之一，并且，其中上述沸石優(yōu)選選自沸石X、沸石Y、沸石A、沸石ZSM-5和沸石13X之一。17．權(quán)利要求16的裝置，其中，上述常規(guī)固體催化劑包括選自金屬離子類，以及元素周期表中ⅠA、Ⅱa、ⅠB、Ⅱb和Ⅷ族元素之一的至少一種物質(zhì)。18．一種將基本上由常規(guī)氣態(tài)烴類組成的一種常規(guī)氣態(tài)混合物轉(zhuǎn)化成一種產(chǎn)物流的裝置，其中，至少部分上述產(chǎn)物流包含常規(guī)液態(tài)烴類；上述裝置包括一種介電阻擋層放電反應(yīng)器，包括第一電極裝置，第二電極裝置和位于上述第一和第二電極裝置之間的至少一層常規(guī)固體介電材料；用于在上述第一和第二電極裝置之間附加交流電壓的裝置；用于將上述組合物加入到上述反應(yīng)器中的裝置；當(dāng)進(jìn)行上述介電阻擋層放電時，與上述常規(guī)氣態(tài)混合物接觸的一種常規(guī)固體催化劑；和用于控制上述介電阻擋層放電，以將上述常規(guī)氣態(tài)混合物轉(zhuǎn)化成上述產(chǎn)物流的裝置，其中至少上述產(chǎn)物流包含上述常規(guī)液態(tài)烴類。19．權(quán)利要求18的裝置，其中，上述常規(guī)氣態(tài)混合物基本上不含氣態(tài)氧。20．權(quán)利要求18或19的裝置，其中，上述常規(guī)固體催化劑選自沸石、鋁磷酸鹽、硅鋁磷酸鹽、金屬鋁磷酸鹽和含羥基的金屬氧化物之一，并且，其中上述沸石優(yōu)選選自沸石X、沸石Y、沸石A、沸石ZSM-5和沸石13X之一。21．權(quán)利要求20的裝置，其中，上述常規(guī)固體催化劑包括選自金屬離子類，以及元素周期表中ⅠA、Ⅱa、ⅠB、Ⅱb和Ⅷ族元素之一的至少一種物質(zhì)。全文摘要將基本上由甲烷組成的常規(guī)氣態(tài)組合物轉(zhuǎn)化成至少所包含的大部分烴類含至少兩個碳原子的材料的方法;包括將上述組合物裝入包括第一電極裝置,第二電極裝置及位于上述第一和第二電極裝置之間的至少一層常規(guī)固體介電材料的反應(yīng)器中;在常規(guī)固體催化劑的存在下,對反應(yīng)器內(nèi)的上述組合物進(jìn)行介電阻擋層放電;并且控制該介電阻擋層放電,以將上述常規(guī)氣態(tài)組合物轉(zhuǎn)化成至少所包含的大部分烴類含有至少兩個碳原子的材料。文檔編號C07C2/76GK1283602SQ0012254公開日2001年2月14日申請日期2000年8月7日優(yōu)先權(quán)日1999年8月5日發(fā)明者B·埃利爾森,E·基勒,C·－J·劉申請人:Abb研究有限公司