本发明专利技术涉及一种从合成气生产烯烃的改良工艺。处理原材料以生产由H2、CO和CO2组成的合成气。合成气中的H2和CO比例为1:1。合成气与至少一种第一催化剂接触，生成由二甲醚(DME)和未转化CO2、H2及CO组成的中间气流。未转化H2和CO再循环至第一催化剂段，部分分离的CO2再循环用于生产合成气。剩余中间气流与至少一种第二催化剂接触，生产由烯烃、H2O、甲烷、乙烷和丙烷组成的第二气流。分离H2O、甲烷、乙烷和丙烷，获得烯烃。分离的甲烷、乙烷和丙烷继续再循环以生产合成气。改良工艺的CAPEX和OPEX得以降低。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种用合成气生产烯烃的改良工艺
本专利技术涉及一种用合成气生产烯烃的改良工艺。
技术介绍
合成气通常是氢气(H2)和一氧化碳(CO)的混合物。但是，由于工艺效率低，伴随合成气还会生产出二氧化碳(CO2)。合成气可以用于多种应用，如生产甲醇、二甲醚(DME)、烯烃、氨和尿素，加热，产生蒸气以及发电。可以利用甲烷或天然气、液体燃料或固体燃料(如煤、焦炭、生物质、固体废料等)生产合成气。以下反应或工艺介绍合成气的生产：i.蒸气转化：CH4+H2O＝CO+3H2；ii.部分氧化：2CH4+O2＝2CO+4H2；iii.煤气化：3C+O2+H2O＝3CO+H2；iv.干转化：CH4+CO2＝2CO+2H2；v.水煤气变换反应：合成气中的H2和CO比例根据使用的原材料，以及用于生产合成气的工艺或反应条件而不同。图1显示从合成气生产烯烃的传统工艺流程图。合成气(1)首先转化为甲醇(3)，然后将甲醇转化为烯烃。对于甲醇生产，采用的合成气(1)比例为H2与CO2:1。将合成气(1)引入水煤气变换反应器/段(50)，可以增加其中的H2比例。由于生产合成气(1)过程中产生大量CO2(2)，为了满足2:1的H2与CO比例，需要从合成气(1)分离CO2(2)。因此，将来自水煤气变换反应器/段(50)的合成气(1)引入分离器(100)。分离CO2(2)后，将仅含少量CO2的合成气(1)引入反应器(200)以生产甲醇(3)。下面介绍生产甲醇(3)的反应：2H2+CO＝CH3OH(甲醇)将甲醇(3)引入反应器(300)，对甲醇(3)脱氢，从而在反应器(300)内形成由烯烃(5)、未转化DME(6)和H2O(7)组成的蒸气(4)。进一步将蒸气(4)引入分离器(400)，从蒸气(4)分离未转化DME(6)和H2O(7)以获得烯烃(5)。分离的H2O(7)和未转化DME(6)可进一步分别用于生产合成气(1)和烯烃(5)。此外，此过程中产生大量CO2，原因包括：·合成气中存在CO2；·含有少量H2和大量CO的合成气需要转化为H2与CO2:1的合成气。可以通过水煤气变换来实现，其中CO与水反应生成H2，CO2作为副产物。需要单独工艺设备以从合成气分离二氧化碳。此外，由于合成气中存在大量CO2，从合成气分离二氧化碳所需的能量更多。这增加了传统烯烃生产工艺的资本性支出(CAPEX)和运营性支出(OPEX)。此外，H2与CO2:1的合成气需要在特定温度(300℃到400℃)和压力(60bar到90bar)下将合成气转化为甲醇，因此需要反应器来生产甲醇。而且，要在反应器内实现特定温度和压力条件，需要不同工艺设备，如加热器和压缩机。这进一步增加了传统烯烃生产工艺的资本性支出(CAPEX)和运营性支出(OPEX)。因此，需要一种减少产生并有可能利用CO2的烯烃生产工艺。此外，需要一种降低工艺CAPEX和OPEX的烯烃生产工艺，减少在不同温度和压力条件下工作的反应器数量。专利技术目的本专利技术的一些目的如下，并通过以下至少一种具体实施方式满足。本专利技术的一个目的是提供一种减少CO2产生的工艺。本专利技术的另一个目的是提供一种耗能更少并消除中间过程设备/工艺条件的工艺。本专利技术的另一个目的是在DME生产后分离CO2以减少分离需要的能量。本专利技术的另一个目的是充分利用分离的蒸气(如CO2、己烷、乙烷和丙烷)生产合成气。本专利技术的另一个目的是提供一种CAPEX和OPEX更低的烯烃生产工艺。以下描述中，本专利技术的其他目的和优势将得以进一步明确，但这些描述并不意图限制本专利技术的范围。技术优势和经济意义以上介绍的本专利技术具有多个技术优势，包括但不局限于实现一种以下改良工艺：·减少烯烃生产工艺中CO2的产生；·在烯烃生产中利用CO2；·减少分离产物需要的能量；·减少分离CO2需要的能量；·减少水煤气变换反应，减少工艺中的H2O循环；·降低烯烃生产的CAPEX和OPEX。本专利技术借助附带具体实施方式说明，这些具体实施方式不限制本专利技术的范围和界限。完全通过实施例和示意图形式进行说明。通过参照下列描述中的非限定性具体实施方式，对此处具体实施方式及其各种特征和有利细节进行说明。其中省去了对已知组分及处理技术的描述，以避免不必要地使本专利技术的具体实施方式模糊不清。上述具体实施方式的描述充分披露本专利技术中具体实施方式的一般性，在没有脱离一般概念的前提下，其他人可以很容易地运用现有知识修改和/或调整此类具体实施方式的各种应用。因此，这些调整和修改应被确定为包含在与所披露的具体实施方式相当的含义和范围内。应当理解为，本文采用的措辞和术语是为了描述而非限制的目的。因此，虽然文中的具体实施方式描述的是首选具体实施方式，熟知本领域的技术人员认识到在所描述的具体实施方式的精神与范围内，可以对文中的具体实施方式进行修改
技术实现思路
本专利技术设计一种从H2、CO和CO2组成的合成气生产烯烃的工艺。通常合成气(第一气流)中的H2和CO比例为1:1。合成气在预先确定的温度和预先确定的压力下与至少一种第一催化剂接触，生成由二甲醚(DME)和未转化CO2、H2及CO组成的中间气流。未转化H2和CO再循环至第一催化剂段，部分分离的CO2再循环用于生产合成气。剩余中间气流在预先确定的温度和预先确定的压力下与第二催化剂接触，生产由烯烃、H2O、甲烷、乙烷和丙烷组成的第二气流。从第二气流分离H2O、甲烷、乙烷和丙烷，获得烯烃。分离的CO2、H2O、甲烷、乙烷和丙烷继续再循环以生产合成气。烯烃是乙烯和丙烯中的至少一种。本专利技术的工艺减少CO2的产生。本专利技术的工艺还降低整个工艺的CAPEX和OPEX。附图说明图1为生产烯烃的传统工艺流程图；图2为按照本专利技术生产烯烃的流程图。具体实施方式表1提供本专利技术工艺要素及相应参考字母：表1合成气中2:1比例的H2与CO导致产生过量CO2和过量使用H2O。此外，考虑到甲醇生产工艺的经济可行性，原料气中的CO2应尽可能少或没有。因此，需要完全分离或去除CO2。分离CO2需要更大的分离装置，消耗大量能量，设备尺寸导致流过所有设备的H2O量增加，从而提高整个工艺的CAPEX和OPEX。因此，本专利技术提供一种烯烃生产的改良工艺，减少CO2的生产，降低整个工艺的CAPEX和OPEX。参考图2说明烯烃生产工艺。原材料(a)在气体发生器/转化器(R)中反应，通常温度300℃到1000℃，压力1kg/cm2到80kg/cm2，产生第一气流(b)，即H2、CO和CO2组成的合成气，其中H2和CO的比例为1:1。原材料(a)可以是煤、焦炭、生物质、天然气或液体燃料中的至少一种。在本专利技术的工艺中，合成气生产过程中产生的CO2量显著减少。此外，相比传统甲醇工艺，本专利技术采用单步骤二甲醚(DME)生产工艺，可应对原料气中的大量CO2。因此，此阶段无需在单独工艺设备中从合成气(b)分离CO2。第一气流，即合成气(b)直接引入DME反应器(D)，合成气(b)与DME反应器(D)中的第一催化剂接触，通常温度100℃到400℃，压力1kg/cm2到60kg/cm2，产生由二甲醚(DME)和未转化CO2、H2及CO组成的中间气流(c)。由于CO2浓度相对更高，可以用更少能量从中间气流(c)分离CO2和未转化H2及CO。由于用于分离CO2的工艺设备重本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种从合成气生产系统的改良工艺，所述改良工艺包括以下步骤：a)在温度300℃到1000℃和压力1kg/cm2到80kg/cm2下处理原材料，获得第一气流，其中含有H2、CO和CO2组成的合成气，所述合成气中的H2和CO比例为1:1，所述原材料为从煤、焦炭、生物质、天然气和液体燃料组成的组中选择的至少一种；b)在温度100℃到400℃和压力1kg/cm2到60kg/cm2下将所述合成气与至少一种第一催化剂接触，产生由二甲醚(DME)、未转化CO2、H2和CO组成的中间气流，其中所述至少一种催化剂从氧化铬、氧化锌和氧化铝组成的组中选择。c)从所述中间气流分离一部分CO2、H2和CO，将分离的CO2再循环至步骤(a)以生产所述合成气，将分离的H2和CO再循环至步骤(b)以生产所述DME；d)在温度200℃到600℃和压力0.5kg/cm2到10kg/cm2下将所述中间气流与至少一种第二催化剂接触，产生由烯烃、H2O、甲烷、乙烷和丙烷组成的第二气流，其中所述至少一种第二催化剂为ZSM‑5；e)从所述第二气流分离H2O、甲烷、乙烷和丙烷，获得所述烯烃；f)将分离的CO2、甲烷、乙烷和丙烷再循环至转化步骤，生产所述合成气。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.29 IN 2016210223221.一种从合成气生产系统的改良工艺，所述改良工艺包括以下步骤：a)在温度300℃到1000℃和压力1kg/cm2到80kg/cm2下处理原材料，获得第一气流，其中含有H2、CO和CO2组成的合成气，所述合成气中的H2和CO比例为1:1，所述原材料为从煤、焦炭、生物质、天然气和液体燃料组成的组中选择的至少一种；b)在温度100℃到400℃和压力1kg/cm2到60kg/cm2下将所述合成气与至少一种第一催化剂接触，产生由二甲醚(DME)、未转化CO2、H2和CO组成的中间气流，其中所述至少一种催化剂从氧化铬、氧化锌和氧化铝组成的组中选择。c)从所述中间气流分离一部分CO...
【专利技术属性】
技术研发人员：尤加尔·巴哈德兰沙卡·哈特，普拉温·巴德瑞奥·卡兰特，贾杨特·维斯奴·科卡，什里达尔·巴哈沙德拉·丁安卡，
申请(专利权)人：瑞来斯实业公司，
类型：发明
国别省市：印度,IN
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