Process for converting methane into a higher alkane mixture

Details Process for converting methane into a higher alkane mixture Process for converting methane into a higher alkane mixture

C - Chemistry, Metallurgy

07

C

C07C 6/10 (2006.01) C07C 9/08 (2006.01) C07C 9/10 (2006.01) C07C 9/14 (2006.01)

Patent

CA 2672449

The present invention relates to a process for converting methane into a higher alkane mixture, preferably a liquid alkane mixture, comprising (C3+) alkanes having 3 carbon atoms and more, preferably (C4+) alkanes having 4 carbon atoms, especially (C5+) alkanes having 5 carbon atoms and more. The process comprises: - a stage (1) comprising contacting methane with a metal catalyst (C1) capable of producing, in contact with alkane, reactions involving the splitting and recombining of C-C and/or C-H and/or C-metal bonds, so as to form by a non-oxidative methane coupling reaction a mixture (M1) comprising ethane and hydrogen, - preferably a stage (2) comprising fractionating the mixture (M1) so as to separate and to isolate the ethane, and - a stage (3) comprising, preferably simultaneously, (i) contacting the mixture (M1) or preferably the ethane isolated in stage (2) with a metal catalyst (C2) capable of producing, in contact with alkane, reactions involving the splitting and recombining of C-C and/or C-H and/or C-metal bonds, said catalyst being identical to or different from catalyst (C1), so as to form by simultaneous ethane self- and cross-metathesis reactions a mixture (M2) comprising methane and the higher alkane mixture, and (ii) fractionating the mixture (M2) so as to separate and to isolate said higher alkane mixture, preferably in liquid form, and particularly the methane which is preferably recycled into stage (1). The hydrogen produced in stage (1) is preferably separated and isolated in stage (2) and then used for various applications and stages, e.g. for producing thermal and/or electrical energies preferably employed to run the process.

La présente invention concerne un procédé de conversion du méthane en un mélange d'alcanes supérieurs, de préférence un mélange liquide d'alcanes, comprenant des alcanes en (C3+) possédant 3 atomes de carbone et plus, de préférence des alcanes en (C4+) possédant 4 atomes de carbone, plus particulièrement des alcanes en (C5+) possédant 5 atomes de carbone et plus. Le procédé comprend les opérations suivantes: (1) mise en contact du méthane avec un catalyseur métallique (C1) capable de produire, en contact avec un alcane, des réactions impliquant la séparation et la recombinaison de liaisons C-C et/ou C-H et/ou C-métal, afin de former par une réaction non-oxydante de couplage de méthane un mélange (M1) comprenant de l'éthane et de l'hydrogène; de préférence (2) fractionnement du mélange (M1) visant à séparer et à isoler l'éthane; et (3) avec, de préférence simultanément, (i) mise en contact du mélange (M1) ou de préférence l'éthane isolé dans l'étape (2) avec un catalyseur métallique (C2) capable de produire, en contact avec un alcane, des réactions impliquant la séparation et la recombinaison de liaisons C-C et/ou C-H et/ou C-métal, ledit catalyseur étant identique ou différent du catalyseur (C1), afin de former par des réactions simultanées de métathèse croisée et d'auto-métathèse d'éthane, un mélange (M2) comprenant du méthane et le mélange d'alcanes supérieurs, et (ii) fractionnement du mélange (M2) pour séparer et isoler ledit mélange d'alcanes supérieurs, de préférence sous forme liquide, et en particulier le méthane qui est de préférence recyclé dans l'étape (1). L'hydrogène produit dans l'étape (1) est de préférence séparé et isolé à l'opération (2), puis utilisé pour différentes applications et étapes, par exemple pour produire des énergies thermiques et/ou électriques, de préférence utilisées pour faire fonctionner le procédé.

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