申请/专利权人：中海石油气电集团有限责任公司

申请日：2022-05-12

公开（公告）日：2024-06-25

公开（公告）号：CN114736095B

主分类号：C07C11/04

分类号：C07C11/04;C07C4/06;C07C2/84;C07C7/00;C07C7/148;C01B3/36;C01B3/50;C01B3/56

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.25#授权;2022.07.29#实质审查的生效;2022.07.12#公开

摘要：本发明公开了一种天然气催化氧化制氢和烯烃的方法。所述方法包括如下步骤：LNG经梯级换热后气化得到甲烷；甲烷与氧气混合后进行甲烷氧化偶联反应；产生的产品气经第一高温换热后进行催化裂化制烯烃反应；催化裂化制烯烃反应产生的产品气经第二高温换热后进行CO变换反应；产生的产品气经中温换热后依次进行CO2胺洗和干燥；经上述处理的产品气进行梯级换热得到混合气；混合气进行膜分离，得到的甲烷与LNG混合作为原料气，得到的氢气经变压吸附提纯。本发明方法耦合了氧化偶联过程与LNG冷能利用过程，既能实现甲烷向氢的能量转化，又能充分利用甲烷中的碳生成高附加值工业烯烃产品，通过LNG深冷换热完成甲烷、烯烃、CO2和H2的分离，是甲烷高附加值利用的重要途径。

主权项：1.一种天然气催化氧化制氢和烯烃的方法，包括如下步骤：S1、LNG经梯级换热后气化得到甲烷；所述梯级换热为三级低温换热；所述LNG经所述三级低温换热后的温度为-130~-100℃，液态中富含C2C3组分进行中烃分离处理；所述甲烷经二级低温换热后的温度为-90℃~-100℃，经一级低温换热后的温度为-60℃；经所述梯级换热后的甲烷依次进行中温换热、第二高温换热和第一高温换热后与氧气混合作为原料气；经所述中温换热后升温至120℃，经所述第二高温换热后升温至330~540℃，经所述第一高温换热后升温至600~700℃；S2、所述甲烷与氧气混合后进行甲烷氧化偶联反应；所述甲烷与所述氧气的进料体积比为2~4，压力为3~5MPa；所述甲烷氧化偶联反应的温度为700~900℃；S3、所述甲烷氧化偶联反应产生的产品气经第一高温换热后进行催化裂化制烯烃反应；所述催化裂化制烯烃反应的温度为600~800℃，压力为3~5MPa；S4、所述催化裂化制烯烃反应产生的产品气经第二高温换热后进行CO变换反应；所述CO变换反应包括依次进行的CO高温变换反应和CO低温变换反应；所述CO高温变换反应的温度为300-400℃，压力为2~4MPa，所述CO低温变换反应的温度为180~280℃，压力为2~4MPa；S5、所述CO变换反应产生的产品气经中温换热后依次进行CO2胺洗和干燥，以分别脱除CO2和水分；S6、经步骤S5处理的产品气进行梯级换热，得到C3+组分、C2组分和甲烷与H2的混合气；所述混合气进行膜分离，得到的甲烷与所述LNG混合作为原料气，得到的氢气经变压吸附提纯；所述梯级换热为三级低温换热；所述产品气经一级低温换热后的温度为-40~-50℃，经二级低温换热后的温度为-80~-90℃，同时得到所述C3+组分，经三级低温换热后的温度为-100~-120℃，同时得到所述C2组分。

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