甲烷氧化偶合方法和系统技术方案

本申请涉及甲烷氧化偶合方法和系统。本公开内容提供了天然气和石油化工加工系统，其包括甲烷氧化偶合反应器系统，该系统将工艺输入和输出集成以将各个系统的不同输入和输出协作地用于从天然气和其他烃原料生产高级烃。本公开内容还提供了用于甲烷氧化偶合(OCM)以生成含有至少两个碳原子的烃化合物(C

【技术实现步骤摘要】
甲烷氧化偶合方法和系统本申请是申请日为2016年3月17日，申请号为201680025279.6，专利技术名称为“甲烷氧化偶合方法和系统”的申请的分案申请。交叉引用本申请要求提交于2015年3月17日的美国临时专利申请第62/134,508号、提交于2015年3月31日的美国临时专利申请第62/141,177号、提交于2015年4月24日的美国临时专利申请第62/152,706号、提交于2015年7月1日的美国申请第14/789,953号、提交于2015年7月8日的美国临时专利申请第62/190,182号、提交于2015年7月21日的美国临时专利申请第62/195,237号和提交于2016年2月26日的美国临时专利申请第62/300,287号的权益，其每一个均通过引用整体并入本文用于所有目的。
技术介绍
用于化学生产的基础设施遍布全世界。这种基础设施几乎在各大洲均有部署，涉及广泛的行业，并采用了相似或颇为不同的技术的多种不同实现方式。
技术实现思路
本公开内容提供了用于使甲烷在甲烷氧化偶合(“OCM”)工艺中反应以产生产物的系统和方法，该产物包括具有两个或更多个碳原子的烃化合物(本文中也称为“C2+化合物”)。本公开内容的OCM系统和方法可与诸如甲醇(MeOH)生产、氯气(Cl2)和氢氧化钠(NaOH)生产(例如，氯碱工艺)、氯乙烯单体(VCM)生产、氨(NH3)生产、具有合成气的工艺(例如，氢气(H2)与一氧化碳(CO)任意比例的混合物)或烯烃衍生物生产等多种化学工艺集成。本公开内容的一个方面提供了用于甲烷氧化偶合(OCM)以生成含有至少两个碳原子的烃化合物(C2+化合物)的方法，其包括：(a)将氧气(O2)、甲烷(CH4)和乙烷(C2H6)注入OCM反应器中，其中该OCM反应器包含用于促进OCM反应的OCM催化剂，并且其中C2H6在OCM催化剂床内的浓度为至少约3mol％；以及(b)在该OCM反应器中的OCM催化剂的帮助下进行OCM反应，以将CH4转化成作为产物流的一部分的C2+化合物。在本文提供的方面的一些实施方案中，C2H6在OCM催化剂床的入口处的浓度为至少约3mol％。在本文提供的方面的一些实施方案中，将至少一部分C2H6在与CH4分开的情况下注入OCM反应器中。在本文提供的方面的一些实施方案中，所述方法进一步包括增加或减少在(a)中注入的CH4的量，以在注入期间将C2H6的浓度维持在+/-0.2mol％以内。在本文提供的方面的一些实施方案中，所述产物流包含乙烷。在本文提供的方面的一些实施方案中，所述方法进一步包括将产物流中的至少一部分乙烷再循环至OCM反应器。本公开内容的一个方面提供了用于生成含有至少两个碳原子(C2+化合物)的烃化合物的甲烷氧化偶合(OCM)系统，该系统包含OCM反应器，该OCM反应器(i)接收氧气(O2)、甲烷(CH4)和乙烷(C2H6)，其中C2H6在该OCM反应器入口处的浓度为至少约3mol％，并且(ii)使CH4和O2反应以产生包含该C2+化合物的产物流。在本文提供的方面的一些实施方案中，将至少一部分的C2H6在与CH4分开的情况下注入OCM反应器中。在本文提供的方面的一些实施方案中，所述系统进一步包含这样的控制系统，其增加或减少由OCM反应器接收的CH4的量，以在接收期间将C2H6的浓度维持在+/-0.2mol％以内。在本文提供的方面的一些实施方案中，所述产物流进一步包含乙烷。在本文提供的方面的一些实施方案中，将产物流中的至少一部分乙烷再循环至OCM反应器。本公开内容的方面提供了用于甲烷氧化偶合(OCM)以生成含有至少两个碳原子的烃化合物(C2+化合物)的方法，其包括：(a)将氧气(O2)、甲烷(CH4)和乙烷(C2H6)注入OCM反应器中，其中C2H6的浓度为至少约3mol％；以及(b)在该OCM反应器中的OCM催化剂的帮助下进行OCM反应，以将CH4转化成作为产物流的一部分的C2+化合物。在本文提供的方面的一些实施方案中，将至少一些C2H6在与CH4分开的情况下注入OCM反应器中。在本文提供的方面的一些实施方案中，所述方法进一步包括增加或减少在(a)中注入的CH4的量，以在注入期间将C2H6的浓度维持在+/-0.2mol％以内。在本文提供的方面的一些实施方案中，所述产物流包含乙烷，并且其中将产物流中的至少一部分乙烷再循环至OCM反应器。本公开内容的方面提供了用于生产甲醇(MeOH)和含有至少两个碳原子的烃化合物(C2+化合物)的方法，其包括：(a)将甲烷(CH4)和氧气(O2)引导至甲烷氧化偶合(OCM)反应器中，以产生包含C2+化合物、一氧化碳(CO)和/或二氧化碳(CO2)以及未反应CH4的产物流；(b)从该产物流中富集CO和/或CO2，以生成富CO和/或CO2流；(c)将该富CO和/或CO2流引导至MeOH反应器以产生MeOH；(d)从该产物流中富集未反应CH4，以产生富CH4流；以及(e)将至少一部分该富CH4流引导至产生氢气(H2)以及CO和/或CO2的蒸汽甲烷重整器(SMR)。在本文提供的方面的一些实施方案中，所述方法进一步包括将SMR中产生的CO和/或CO2引导至MeOH反应器。在本文提供的方面的一些实施方案中，将来自产物流的全部CO和/或CO2和来自SMR的全部CO和/或CO2在MeOH反应器中转化成MeOH。在本文提供的方面的一些实施方案中，将未反应CH4作为燃料提供至SMR。在本文提供的方面的一些实施方案中，将未反应CH4作为原料提供至SMR，并且其中该SMR将未反应CH4转化成CO和CO2中的至少一种以及H2，以供在MeOH反应器中转化为MeOH。在本文提供的方面的一些实施方案中，至少约95％的甲烷被转化成MeOH或C2+产物。在本文提供的方面的一些实施方案中，所述方法进一步包括将C2+化合物提供至裂化或精炼该C2+化合物的裂化器。在本文提供的方面的一些实施方案中，由SMR消耗的甲烷的至少80％来自富CH4流。在本文提供的方面的一些实施方案中，所述方法进一步包括将一部分富CH4流引导至裂化器。在本文提供的方面的一些实施方案中，由SMR和裂化器消耗的甲烷的至少80％来自富CH4流。在本文提供的方面的一些实施方案中，所述方法进一步包括将至少一部分富CH4流引导至甲烷消耗工艺。在本文提供的方面的一些实施方案中，由SMR、裂化器和甲烷消耗工艺消耗的甲烷的至少80％来自富CH4流。在本文提供的方面的一些实施方案中，所述产物流包含CO。在本文提供的方面的一些实施方案中，所述产物流包含CO2。在本文提供的方面的一些实施方案中，所述产物流包含CO和CO2。本公开内容的方面提供了用于生产甲醇(MeOH)和含有至少两个碳原子的烃化合物(C2+化合物)的系统，该系统包含：甲烷氧化偶合(OCM)反应器，其(i)接收甲烷(CH4)和氧气(O2)并且(ii)使CH4和O2反应以产生包含该C2+化合物、一氧化碳(CO)和/或二氧化碳(CO2)以及未反应CH4的产物流；MeOH反应器，其(i)接收从该产物流富集的CO和/或CO2并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于生产丙烯的方法，该方法包括：/n(a)将甲烷(CH

【技术特征摘要】
20150317 US 62/134,508;20150331 US 62/141,177;20151.一种用于生产丙烯的方法，该方法包括：
(a)将甲烷(CH4)和氧气(O2)引导至甲烷氧化偶合(OCM)反应器中，该甲烷氧化偶合(OCM)反应器使所述CH4和所述O2反应以产生包含含有两个或更多个碳原子的烃化合物(C2+化合物)的OCM产物流，该烃化合物包括乙烯；
(b)将所述OCM产物流引导至分离单元中，该分离单元产生含有来自所述OCM产物流的乙烯的乙烯流；
(c)将来自所述乙烯流的乙烯的第一部分引导至二聚反应器中，该二聚反应器使所述乙烯在二聚反应中反应以产生包含丁烯化合物的丁烯流；
(d)将所述丁烯流引导至C4分离单元，该C4分离单元产生含有来自所述丁烯流的丁烯-2的丁烯-2流；以及
(e)将所述丁烯-2流和来自所述乙烯流的乙烯的第二部分引导至复分解反应器中，该复分解反应器使所述丁烯-2和所述乙烯反应以产生包含C2+化合物的复分解产物流，该C2+化合物包括丙烯。


2.如权利要求1所述的方法，其进一步包括将所述复分解产物流引导至C2分离单元中，该C2分离单元分离所述复分解产物流以产生包含C2化合物的C2流和...

【专利技术属性】
技术研发人员：圭多·拉达埃利，罗伯特·布里奇斯，胡默拉·A·拉菲克，苏奇亚·杜加尔，斯里尼瓦斯·乌达吉里，乔尔·希泽荣，杰勒德·麦考密克，比宾库马尔·帕特尔，萨蒂什·拉卡帕特里，
申请(专利权)人：鲁玛斯技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US