[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

摘要

本发明公开了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。具体工艺为，将包含甲烷和氧气的原料气引入甲烷氧化偶联反应器，将甲烷和氧气催化反应生成CO、CO₂、H₂O和C₂H₄等，反应后的气体经过冷却、分离单元，分离出C₂H₄，得到主要含有CH₄，CO、CO₂、H₂的混合气，将该混合气体预热后引入干重整反应器，将CO₂和CH₄催化转化为合成气。离开重整反应器的气体经过冷却和分离过程后获得以CO、H₂为主的合成气，并将未反应的CO₂送回重整反应器入口。本发明将甲烷氧化偶联反应器包在甲烷干重整反应器外，反应空间独立，方便分离目标产物，因为甲烷氧化偶联制乙烯过程是放热反应，干重整制合成气是吸热反应，两个反应过程存在直接的传热，节省了大量的能源。

主权项

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。