[发明专利]一种甲烷氧化偶联制乙烯与甲烷干重整制合成气的耦合工艺

权利要求书

1.一种甲烷氧化偶联制乙烯与甲烷干重整制合成气的耦合工艺，其特征是：将包含甲烷和氧气的原料气（1）引入至甲烷氧化偶联反应器（2），在催化剂的作用下进行甲烷氧化偶联反应，将甲烷和氧气催化转化生成CO、CO₂、H₂O、C₂H₆和C₂H₄，反应后的气体经过甲烷氧化偶联冷却单元（3）分离出水分后，进入乙烯分离单元（4）分离出乙烯、乙烷及高沸点烃类产物，剩余的混合气体经过预热单元（5）预热，然后引入至甲烷干重整反应器（6），离开甲烷干重整反应器（6）的气体经过甲烷干重整冷却单元（7）除去水分后，经过合成气分离单元（8）将合成气分离，同时将未反应的二氧化碳分离，与乙烯分离单元（4）出口得到的混合气体混合，送至预热单元（5），继续用于生产合成气，同时，添加补充CO₂（9），调节生产合成气的甲烷与二氧化碳的摩尔比；甲烷氧化偶联反应器（2）内发生的甲烷氧化偶联过程与甲烷干重整反应器（6）内发生的甲烷干重整过程处于两个独立的空间，甲烷氧化偶联反应器（2）将甲烷干重整反应器（6）包裹住，进行热量的耦合，保持传热关系。

2.如权利要求1所述的一种甲烷氧化偶联制乙烯与甲烷干重整制合成气的耦合工艺，其特征是：包含甲烷和氧气的原料气（1）经过包含甲烷的原料气与包含氧气的原料气预先混合得到，或者由包含甲烷的原料气与包含氧气的原料气直接通入甲烷氧化偶联反应器（2）得到。

3.如权利要求1所述的一种甲烷氧化偶联制乙烯与甲烷干重整制合成气的耦合工艺，其特征是：所述甲烷氧化偶联反应器（2）为列管式固定床反应器或流化床反应器。

4.如权利要求1所述的一种甲烷氧化偶联制乙烯与甲烷干重整制合成气的耦合工艺，其特征是：所述甲烷干重整反应器（6）为列管式固定床反应器或流化床反应器。

5.如权利要求1所述的一种甲烷氧化偶联制乙烯与甲烷干重整制合成气的耦合工艺，其特征是：甲烷和氧气的原料气（1）包括：纯甲烷或富甲烷气，纯氧气或含氧气体；甲烷原料气来源于天然气、油田气、炼厂气、焦炉气、和沼气中的一种或几种气体混合物。

6.如权利要求1所述的一种甲烷氧化偶联制乙烯与甲烷干重整制合成气的耦合工艺，其特征是：甲烷氧化偶联制乙烯的反应过程中，其催化剂粒径在10～500μm。

7.如权利要求1所述的一种甲烷氧化偶联制乙烯与甲烷干重整制合成气的耦合工艺，其特征是：在甲烷氧化偶联反应器（2）内的反应过程中，所述甲烷与氧气的摩尔比为2:1～10:1；反应温度为600～900℃；压力为0～1MPa；原料气空速为1000～100000ml·g^-1·h^-1。

8.如权利要求1所述的一种甲烷氧化偶联制乙烯与甲烷干重整制合成气的耦合工艺，其特征是：在甲烷、二氧化碳干重整反应器操作过程中，甲烷与二氧化碳的摩尔比为1:1-1.5:1；反应温度为600～900℃；压力为0～3MPa；原料气空速为1000～100000ml·g^-1·h^-1。