[发明专利]甲烷或高级烃热解步骤的新工艺整合以生产乙烯和甲醇和/或氢

权利要求书

1.一种生产乙烯和甲醇的方法，包括：

(a)将第一燃料气流和氧化剂气体引至燃烧区以产生燃烧产物；

(b)将第一反应物混合物引至第一反应区，其中，所述第一反应物混合物包括烃流和至少一部分所述燃烧产物，其中，所述烃流包括天然气和/或高级烃，并且其中，所述燃烧产物将烃流加热至对热解反应有效的温度；

(c)使至少一部分所述第一反应物混合物通过热解反应发生反应并产生热解反应产物，其中，所述热解反应产物包括：未转化烃、乙炔、乙烯、一氧化碳(CO)、氢气(H₂)、水(H₂O)和二氧化碳(CO₂)；

(d)将至少一部分所述热解反应产物引至二氧化碳去除单元以产生CO₂流和无CO₂产物流，其中，所述CO₂流包括CO₂和H₂O，并且其中，所述无CO₂产物流包括：未转化烃、乙炔、乙烯、CO和H₂；

(e)使第一部分所述无CO2产物流与非质子极性溶剂在乙炔吸收单元中接触以产生乙炔溶液和第一气流，其中，所述非质子极性溶剂吸收所述第一部分所述无CO2产物流的至少一部分乙炔以产生乙炔溶液，其中，所述乙炔溶液包括所述第一部分所述无CO2产物流的至少一部分所述乙炔，并且其中，所述第一气流包括：未转化烃、乙烯、CO和H₂；

(f)使至少一部分所述乙炔溶液与第二部分所述无CO₂产物流在液相加氢反应器中接触以产生氢化产物，其中，所述无CO₂产物流使乙炔溶液的至少一部分所述乙炔发生氢化，以产生乙烯，其中，所述氢化产物包括：非质子极性溶剂、未转化烃、乙烯、CO和H₂；

(g)将至少一部分所述氢化产物分离成非质子极性溶剂流和第二气流，其中，所述非质子极性溶剂流包括所述氢化产物的至少一部分所述非质子极性溶剂，并且其中，所述第二气流包括：未转化烃、乙烯、CO和H₂；

(h)将至少一部分所述第二气流分离成乙烯流和第三气流，其中，所述第三气流包括：未转化烃、CO和H₂，以及

(i)将至少一部分第一气流和/或至少一部分第三气流引至第二反应区以产生甲醇和第二燃料气流。

2.如权利要求1所述的方法，还包括在将所述热解反应产物引至二氧化碳去除单元的步骤(d)之前，将至少一部分所述热解反应产物压缩至约150psig至约300psig的第一压力范围。

3.如权利要求2所述的方法，还包括在使所述乙炔溶液与第二部分所述无CO₂产物流接触的步骤(f)之前，将第二部分所述无CO₂产物流的至少一部分压缩至约200psig至约350psig的第二压力范围。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，将至少一部分所述非质子极性溶剂流再循环至所述乙炔吸收单元。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述非质子极性溶剂流包括N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、丙酮或其组合。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，一部分所述第一气流、一部分所述第三气流、至少一部分所述第二燃气流或其组合被(i)再循环至所述燃烧区作为所述第一燃料气流；和/或(ii)用作除所述第一燃料气流之外的燃料流。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，所述第一反应物混合物的特征在于温度为等于或大于约700℃。

8.权利要求1-7中任一项的方法，其中，所述第一反应区的特征在于停留时间为约0.1毫秒(ms)至约100ms。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中，所述第一气流的特征在于H₂/CO摩尔比为约1.5：1至约3.0：1。