[发明专利]通过催化部分氧化和裂化生产合成气和烯烃的集成间接热传递方法

权利要求书

1.一种生产合成气和烯烃的方法，所述方法包括：

(a)将催化部分氧化(CPO)反应物混合物进料至CPO反应区；其中CPO反应物混合物包含氧气、第一烃和任选的蒸汽；其中CPO反应物混合物的至少一部分通过放热的CPO反应在CPO反应区中反应以产生合成气；其中CPO反应区包含CPO催化剂；其中合成气包含氢气(H₂)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO₂)、水和未反应的第一烃，并且其中合成气的特征在于合成气的M比，其中M比是被定义为(H₂-CO₂)/(CO+CO₂)的摩尔比；

(b)将裂化区进料进料至裂化区，其中所述裂化区进料包含第二烃；其中第二烃的至少一部分在裂化区中进行吸热的裂化反应以产生裂化区产物料流；其中第一烃和第二烃相同或不同；其中裂化区产物料流包含烯烃、氢气和未反应的第二烃；和

(c)冷却CPO反应区；其中冷却CPO反应区包括通过CPO反应区和裂化区之间的热传递加热裂化区同时冷却CPO反应区。

2.如权利要求1所述的方法，其中共用外壳包括CPO反应区和裂化区两者。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述共用外壳进一步包括炉区；其中燃料料流在炉区中燃烧，为吸热的裂化反应提供额外的热量。

4.如权利要求2所述的方法，其中所述共用外壳进一步包括设置在其中的裂化反应器，其中所述裂化反应器的特征在于裂化反应器外表面和裂化反应器内表面，并且其中所述裂化反应器内表面限定裂化区。

5.如权利要求4所述的方法，其中加热裂化区包括加热设置在共用外壳内的裂化反应器内的裂化区进料。

6.如权利要求4所述的方法，其中所述裂化反应器包括设置在共用外壳内的一个或多个管；其中加热裂化区包括加热设置在共用外壳内的一个或多个管内的第二烃；其中CPO催化剂设置在共用外壳内；并且其中CPO催化剂位于所述一个或多个管的上方、所述一个或多个管的下方、所述一个或多个管的周围、所述一个或多个管上，或其组合。

7.如权利要求4所述的方法：

其中裂化反应器外表面不接触CPO催化剂；

其中CPO反应区与裂化区彼此相邻，并且其中CPO反应区与裂化区在空间上不重叠；

其中裂化反应器外表面的至少一部分接触所述CPO催化剂；

其中共用外壳包括设置在其中的CPO催化剂床，其中所述CPO催化剂床包括CPO催化剂，并且其中裂化反应器的至少一部分设置在CPO催化剂床内；和/或

其中CPO催化剂层涂覆裂化反应器外表面的至少一部分。

8.如权利要求4所述的方法，其中所述第二烃包括乙烷、丙烷、丁烷、石脑油、任选的甲烷，或其组合；并且其中所述烯烃包括乙烯。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述CPO反应区的特征在于选自由以下组成的组的至少一个CPO操作参数：约25℃至约600℃的CPO进料温度；约300℃至约1600℃的CPO流出物温度；约1巴至约90巴的CPO压力；约0.001毫秒(ms)至约5秒(s)的CPO接触时间；约0.5:1至约3:1的CPO反应物混合物中的碳与氧(C/O)摩尔比，其中C/O摩尔比是指反应物混合物中烃的碳(C)的总摩尔数除以反应物混合物中氧气(O₂)的总摩尔数；约0.01:1至小于约2.4:1的CPO反应物混合物中的蒸汽与碳(S/C)摩尔比，其中S/C摩尔比是指反应物混合物中水(H₂O)的总摩尔数除以反应物混合物中烃的碳(C)的总摩尔数；及其组合。

10.如权利要求1所述的方法，其中CPO反应区和裂化区之间的热传递提供CPO反应区中的近等温条件，其中所述近等温条件包括在整个CPO反应区和/或其催化剂床上的温度变化小于约±100℃，并且其中所述催化剂床包含CPO催化剂。