[发明专利]将烃进料转化为用于多种应用的C2不饱和烃和合成气组合物的工艺

说明书

将烃转化为C2和C3不饱和烃的综合工艺包括烃的燃烧和裂化、甲烷的干式氧化重整和乙炔的催化氢化。在综合工艺中形成的反应产物可以在转化烃原料的工艺中分配和再循环。

技术领域

本公开涉及烃的生产。更具体地，本公开涉及将烃转化为C2(两个碳)不饱和烃和合成气产物。

背景技术

复杂的烃——包括诸如乙炔和乙烯的烯烃——可用于广泛的产品和应用。将较低分子量的含碳分子转化为较高分子量的传统方法很多。在天然气冷凝物和石油馏分——包括甲烷，乙烷和较大的烃——的转化中已经通过热解制备了不饱和烃。一种通常称为裂化的工艺利用相当大量的能量来提供不饱和产物。最普遍的方法涉及氧化偶联、部分氧化或裂解。氧化裂解工艺(氧化热裂解工艺，oxidative pyrolysis processes)中的诸如二氧化碳和合成气的副产物，的产生可影响总体不饱和烃产物。

发明内容

如本文更详细描述的，本公开提供了用于生产C2(两个碳)不饱和烃和合成气的工艺、设备和系统。描述了热解、甲烷干式氧化重整(dry oxidative reforming)和乙炔的催化氢化(催化加氢，catalytic hydrogenation)的综合工艺。本公开的方面允许产生的二氧化碳产物经历氧化干式重整工艺。产生的二氧化碳的消耗可以改变(shift)综合工艺的反应产物的摩尔比，以增加产生的不饱和烃和合成气的量。

在一个方面，方法可以包括：使烃原料经受氧化裂解工艺以至少形成乙炔、二氧化碳产物和第一合成气产物；氢化乙炔以形成乙烯和氢化产物中的一种或多种；和通过氧化干式重整工艺将形成的二氧化碳产物的至少部分转化为至少第二合成气产物，其中第一合成气产物接近2：1的氢气与一氧化碳比例，以及其中第二合成气产物接近1.5的氢气与一氧化碳比例。

附图说明

并入于本说明书中并构成其部分的附图示出了若干方面，并与描述一起用于解释本公开的原理。

图1显示了甲烷至乙炔转化反应与甲烷干式氧化重整反应的综合反应方案。

图2显示了甲烷至乙炔转化反应与乙炔氢化和甲烷干式氧化重整反应的综合反应器框图。

图3显示了甲烷至乙炔转化反应与乙炔氢化和甲烷干式氧化重整反应的综合工艺框图。

本公开的额外优点将部分地在下面的描述中陈述的，并且部分地将从描述中显而易见，或者可以通过实践本公开而习得。借助于所附权利要求中特别指出的要素和组合，将实现和获得本公开的优点。

具体实施方式

不饱和的C2-C3烃可以通过各种烃的氧化热转化来制备。通常，通过裂化饱和的C2-C3烃的混合物来制备不饱和烃。与裂化相关的工艺通常消耗大量能量(例如，约45千卡能量每摩尔(kcal/mol)甲烷)以实现烃的转化。进一步，除了所期望的C2-C3(2至3个碳)不饱和碳产物之外，裂化工艺可伴随产生大量二氧化碳。需要额外的分离工艺使期望的不饱和C2-C3产物与二氧化碳分离。本公开可包括甲烷的燃烧/裂化、甲烷的干式氧化重整、和产生的乙炔的催化氢化中的一种或多种，以利用二氧化碳副产物并提高整体工艺的碳效率。

在各个方面，本公开提供了将饱和烃转化为不饱和烃的工艺的综合。综合工艺(integrated processes)可以将烃原料向乙炔的氧化热转化与乙炔氢化和干式氧化甲烷重整(也描述为甲烷氧化干式重整)工艺结合，以利用在氧化热转化中产生的二氧化碳。具体地，生产不饱和C2烃的方法可包括使烃原料经受氧化裂解工艺以至少形成乙炔、二氧化碳产物和第一合成气产物。