[發(fā)明專利]甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710006746.7
• 申請日: 2017-01-05
• 公開（公告）號: CN106831291B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 堵祖蔭;吳曦;唐綺穎;徐爾玲
• 申請（專利權(quán)）人: 中石化上海工程有限公司;中石化煉化工程（集團）股份有限公司
• 主分類號: C07C2/84
• 分類號: C07C2/84;C07C7/00;C07C7/04;C07C11/04
• 代理公司: 上海碩力知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31251
• 代理人: 王法男

本發(fā)明涉及一種甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯的方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中較少涉及到的甲烷氧化偶聯(lián)方法生產(chǎn)乙烯的問題。本發(fā)明通過采用一種甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯的方法，通過采用多段固定床絕熱薄床層反應(yīng)器，段間設(shè)置急冷器以及溫度控制系統(tǒng)，將反應(yīng)器床層及其出口溫度控制在一定范圍，中間反應(yīng)氣經(jīng)各段固定床對應(yīng)的急冷換熱器換熱后快速冷卻至700～800℃，整個反應(yīng)過程總甲烷轉(zhuǎn)化率保證在24％以上，C2選擇性在73％以上；通過多股進料、膨脹機、精餾塔和冷箱及冷凍機之間高度熱集成技術(shù)等諸多節(jié)能手段降低能耗的技術(shù)方案較好地解決了上述問題，可用于甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯的方法。

背景技術(shù)

目前全球乙烯生產(chǎn)所用原料70％為石腦油，25％為天然氣，5％為煤炭。由于石腦油原料受制于石油供應(yīng)限制，煤炭利用過程環(huán)保問題比較突出，而天然氣資源尤其是頁巖氣、天然氣水合物等非常規(guī)天然氣資源不僅來源豐富，而且清潔環(huán)保，從長遠看天然氣制乙烯具有良好市場前景。隨著未來全球非常規(guī)天然氣資源的大規(guī)模發(fā)現(xiàn)與開采，以儲量相對豐富和價格低廉的天然氣替代石油生產(chǎn)乙烯及其下游產(chǎn)品顯得越來越重要，值得引起業(yè)內(nèi)的重視。

相比天然氣間接轉(zhuǎn)化法，甲烷氧化偶聯(lián)(OCM)制乙烯(天然氣直接轉(zhuǎn)化法)只需一步反應(yīng)即可將甲烷轉(zhuǎn)化成乙烯，具有很高的理論價值和經(jīng)濟價值，非常具有吸引力。從1982年起，國內(nèi)外先后進行OCM催化劑試制和反應(yīng)工藝研究，已研究過催化劑達2000種以上。近年來，國內(nèi)外研發(fā)機構(gòu)不斷對催化劑進行改進，并優(yōu)化反應(yīng)器和反應(yīng)條件，以實現(xiàn)以高選擇性獲得低碳烯烴的目的。國外甲烷氧化偶聯(lián)(OCM)技術(shù)的研究開發(fā)以美國錫盧里亞技術(shù)公司最為典型。通過使用生物模板精確合成納米線催化劑，錫盧里亞技術(shù)公司專有的甲烷氧化偶聯(lián)(OCM)技術(shù)可將甲烷在較低溫度下高性能地催化轉(zhuǎn)化成為乙烯。我國從80年代以來，許多研究單位對OCM技術(shù)的催化劑及反應(yīng)技術(shù)進行了開發(fā)研究，其中中科院蘭州化學(xué)物理研究所研制的Na₂WO₃-Mn/SiO₂催化劑轉(zhuǎn)化率及C2選擇性高，穩(wěn)定性好，具有良好的應(yīng)用前景。

甲烷氧化偶聯(lián)反應(yīng)的產(chǎn)物是一個以甲烷、乙烯等輕烴為主的多種氣體混合物，需要經(jīng)過分離過程，以脫除其它組分，得到乙烯產(chǎn)品和甲烷、乙烷等反應(yīng)循環(huán)物料。

CN102093157A公開了一種甲烷直接轉(zhuǎn)化制乙烯及合成氣的聯(lián)合工藝過程，提供由含甲烷原料直接轉(zhuǎn)化為乙烯，同時生產(chǎn)合成氣的聯(lián)合工藝方法。該發(fā)明克服了過去由甲烷直接制乙烯的以單一產(chǎn)物為目標(biāo)的局限，在甲烷高產(chǎn)率轉(zhuǎn)化為乙烯外，還考慮了甲烷的進一步利用，即高產(chǎn)率轉(zhuǎn)化為合成氣。該方法需要專用的乙烯吸附劑，采用變壓吸附法分離乙烯產(chǎn)品。

US2015/0368167A1公開了產(chǎn)生和分離乙烷和乙烯的工藝過程，甲烷氧化偶聯(lián)(OCM)反應(yīng)氣中含有乙烷和乙烯，通過分離單元的兩個精餾塔，得到富含C₂、富含甲烷和富含N₂三股物流。該方法流程復(fù)雜，尤其是第二分離塔的塔頂溫度達到-210℃，需要提供極低溫位的冷劑、設(shè)備制造成本高、實現(xiàn)工業(yè)化存在較大困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中較少涉及到的甲烷氧化偶聯(lián)方法生產(chǎn)乙烯的問題，提供一種新的甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯的方法。該方法具有乙烯回收率較高、能耗較低的優(yōu)點。

為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯的方法，包括如下步驟：