[發(fā)明專利]一種生產(chǎn)烴類的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910239564.3
• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN111747820B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉罡;孫麗麗;王振維;盛在行;聶毅強;李少鵬;丁利偉;趙百仁
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石化工程建設(shè)有限公司
• 主分類號: C07C11/04
• 分類號: C07C11/04;C07C2/84
• 代理公司: 北京思創(chuàng)大成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11614
• 代理人: 高爽

本發(fā)明屬于石油化工領(lǐng)域，涉及一種生產(chǎn)烴類的方法。該方法包括：將富甲烷氣體與富氧氣體混合形成原料氣，所述原料氣在固定床反應(yīng)器中在催化劑作用下發(fā)生氧化偶聯(lián)反應(yīng)，得到反應(yīng)產(chǎn)品氣；其中，所述固定床反應(yīng)器采用多段催化劑床層串聯(lián)，相鄰兩段催化劑床層之間設(shè)置1～3級取熱措施，其中至少1級取熱措施采用蛇管取熱；至少一段催化劑床層處設(shè)置有注入口，注入物料包括富氧氣體以及可選的以下物質(zhì)：富甲烷氣體、CO、惰性氣體、水；注入口注入的所述富氧氣體自注入至到達催化劑床層的停留時間不大于100ms。采用本發(fā)明的方案，可以保證每段床層的反應(yīng)條件均在合適的范圍內(nèi)，既提高了目標(biāo)產(chǎn)品的總體收率也利于操作與控制。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油化工領(lǐng)域，更具體地，涉及一種生產(chǎn)烴類的方法。

背景技術(shù)

乙烯是世界上產(chǎn)量最大的化學(xué)產(chǎn)品之一，乙烯工業(yè)是石油化工產(chǎn)業(yè)的核心，乙烯產(chǎn)品占石化產(chǎn)品的75％以上，在國民經(jīng)濟中占有重要的地位。世界上已將乙烯產(chǎn)量作為衡量一個國家石油化工發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。

隨著國際原油價格的大幅波動和技術(shù)進步，為改變乙烯生產(chǎn)原料過分依賴于石油資源的狀況，生產(chǎn)乙烯原料發(fā)生了變化，以甲醇為原料生產(chǎn)乙烯的技術(shù)得到發(fā)展，成為新型煤化工技術(shù)中工業(yè)應(yīng)用廣泛的技術(shù)。

甲烷氧化偶聯(lián)制乙烯技術(shù)是生產(chǎn)乙烯的重要技術(shù)，它以天然氣為原料，只需一步反應(yīng)過程即可制得乙烯，具有很高的理論價值和經(jīng)濟價值。經(jīng)過30多年的研究，甲烷一步法制乙烯研究取得突破性進展，甲烷偶聯(lián)制乙烯工業(yè)示范裝置投產(chǎn)成功，正邁向工業(yè)化的前夕。這對破解乙烯行業(yè)原料來源瓶頸，降低生產(chǎn)成本，增強乙烯行業(yè)及下游產(chǎn)業(yè)的競爭力意義重大。

國內(nèi)外的研究開發(fā)以美國Siluria技術(shù)公司最為典型，Siluria通過使用生物模板精確合成納米線催化劑，開發(fā)出工業(yè)可行的甲烷直接制成乙烯催化劑。該催化劑可在低于傳統(tǒng)蒸汽裂解法操作溫度200-300℃的情況下在5-10個大氣壓下，高效催化甲烷轉(zhuǎn)化成乙烯。該技術(shù)使用于催化劑壽命延長，操作溫度大幅下降，但是對甲烷轉(zhuǎn)化率和乙烯收率并沒有實質(zhì)性突破。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)烴類的方法，具體為提供一種可靠的將甲烷轉(zhuǎn)化為富含高附加值烴類如乙烯等組分的產(chǎn)品的技術(shù)方案。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)烴類的方法，該方法包括：將富甲烷氣體與富氧氣體混合形成原料氣，所述原料氣在固定床反應(yīng)器中在催化劑作用下發(fā)生氧化偶聯(lián)反應(yīng)，得到至少包含CO、CO₂、乙烯、乙烷、碳三及以上組分的反應(yīng)產(chǎn)品氣；其中，

所述固定床反應(yīng)器采用多段催化劑床層串聯(lián)，相鄰兩段催化劑床層之間設(shè)置1～3級取熱措施，其中至少1級取熱措施采用蛇管取熱；

至少一段催化劑床層處設(shè)置有注入口，一般地，優(yōu)選在全部催化劑床層處均設(shè)置有注入口，也可以在除第一催化劑床層外的其他所有催化劑床層處設(shè)置注入口；注入物料包括富氧氣體以及可選的以下物質(zhì)：富甲烷氣體、CO、惰性氣體、水；注入口注入的所述富氧氣體自注入至到達床層的停留時間不大于100ms，優(yōu)選地，注入口注入的所述富氧氣體自注入至到達床層的停留時間不大于50ms。

通過設(shè)置注入口可進行物料分段注入，從而實現(xiàn)對工藝條件的靈活控制。發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，注入口的具體設(shè)置位置對于反應(yīng)有較大影響，相比設(shè)置于反應(yīng)器入口處的方式，將所述注入口設(shè)置于靠近催化劑床層處可更好地實現(xiàn)對工藝條件的控制，繼而提高甲烷轉(zhuǎn)化率和乙烯選擇性。所述“靠近催化劑床層處”既包括位于催化劑床層外的靠近催化劑床層處，也包括位于催化劑床層內(nèi)的靠近催化劑床層處。具體地，所述注入口的設(shè)置位置以滿足上述停留時間為限。通過控制上述停留時間，可減少甲烷燃燒帶來的原料損失，同時加速反應(yīng)進程，顯著降低熱爆炸風(fēng)險，提高工藝安全性。

根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，所述富甲烷氣體與富氧氣體的混合溫度為20～900℃。