[发明专利]一种氢气与乙烯的联产工艺和装置

权利要求书

1.一种氢气与乙烯的联产工艺，其特征在于，该工艺包括：将含甲烷的原料气进行甲烷脱氢反应，得到含有氢气、乙烯、重组分烃类和未反应的甲烷的产品气，再将所述产品气进行分离，得到氢气产品和乙烯产品；其中，所述产品气中氢气的含量为35体积％以上，所述分离包括以下步骤：

(a)将所述产品气中的重组分烃类分离，以得到重组分产品和含氢气、乙烯和甲烷的混合气一；

(b)将所述混合气一升压，再进行第一变压吸附分离，以得到含甲烷的富乙烯气和含氢气、甲烷的混合气二；

(c)将所述富乙烯气升压，再进行冷分离，以得到乙烯产品和甲烷尾气一；将所述混合气二进行第二变压吸附分离，以得到氢气产品和甲烷尾气二；

其中，所述含甲烷的原料气中甲烷的含量为80-100体积％。

2.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述重组分烃类含有苯和/或萘；所述甲烷脱氢反应的反应条件包括：温度为200-1500℃，压力为常压至3.0MPaG。

3.根据权利要求1所述的工艺，其中，步骤(b)中，所述升压使得混合气一的压力为1.0-6.0MPaG。

4.根据权利要求3所述的工艺，其中，步骤(b)中，所述升压使得混合气一的压力为1.5-4.5MPaG。

5.根据权利要求1所述的工艺，其中，步骤(c)中，所述升压使得富乙烯气的压力为1.0-4.0MPaG；所述冷分离的操作条件包括：温度为-140℃至30℃，压力为1.0-4.0MPaG。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的工艺，其中，所述工艺还包括：将所述甲烷尾气一进行升压，再循环用于所述甲烷脱氢反应或作为所述甲烷脱氢反应的燃料使用；和/或

将所述甲烷尾气二进行升压，再循环用于所述甲烷脱氢反应或作为所述甲烷脱氢反应的燃料使用。

7.根据权利要求6所述的工艺，其中，升压使得所述甲烷尾气一与所述甲烷尾气二的压力分别为0.05-0.5MPaG。

8.权利要求1-7中任意一项所述的氢气与乙烯的联产工艺使用的装置，其特征在于，该装置包括：反应单元(U1)和分离单元，所述反应单元(U1)用于使所述含甲烷的原料气进行甲烷脱氢反应，得到产品气，所述分离单元用于将所述产品气进行分离，得到氢气产品和乙烯产品；其中，所述分离单元包括按照物料流动方向依次设置的：重组分脱除单元(U2)、混合气一升压单元(U3)、第一变压吸附单元(U4)、富乙烯气升压单元(U5)和冷分离单元(U6)，所述第一变压吸附单元(U4)的下游还设置有第二变压吸附单元(U7)；所述富乙烯气升压单元(U5)与所述第一变压吸附单元(U4)的底部连接，所述第二变压吸附单元(U7)与所述第一变压吸附单元(U4)的顶部连接。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述装置还包括：设置在所述冷分离单元(U6)和/或第二变压吸附单元(U7)下游的甲烷升压单元(U8)。