[发明专利]一种合成气一步法制取低碳烯烃的系统及方法

权利要求书

1.一种合成气一步法制取低碳烯烃的系统，其特征在于：包括依次连接的原料气预处理单元、反应单元、脱油及含氧烃单元、脱二氧化碳单元、干燥单元及吸附分离单元；还包括与反应单元连接的取热单元；吸附分离单元产生的合成气还通入至反应单元中；其中，所述的原料气预处理单元为变压吸附装置或膜分离装置，反应单元为反应器，脱油及含氧烃单元、脱二氧化碳单元均为洗涤塔，干燥单元为干燥罐，吸附分离单元为变压吸附装置。

2.一种合成气一步法制取低碳烯烃的方法，其特征在于：包括如下步骤：

原料气S1经原料气预处理单元调节氢气与一氧化碳配比，得到合成气S2，合成气S2中H₂/CO摩尔比值为1~5；

合成气S2经反应单元，在反应单元中催化剂作用下生成C2-C5低碳烯烃、C1-C10烃类产物和未转化的合成气-产物混合物S3；

合成气-产物混合物S3经脱油及含氧烃单元，经洗涤脱除重烃和含氧烃，得到合成气-产物混合物S4；

合成气-产物混合物S4经脱二氧化碳单元脱除二氧化碳，得到合成气-产物混合物S5；合成气-产物混合物S5中CO₂质量浓度＜1ppm；

合成气-产物混合物S5经干燥单元干燥脱水，得到脱水后合成气-产物混合物S6；

脱水后合成气-产物混合物S6经吸附分离单元将C2-C4混合烃与未转化的合成气进行分离，得到合成气S7和粗产品气S8；其中，合成气S7中包含有CO和H₂，粗产品气S8中包含有乙烯、丙烯及丁烯；粗产品气S8进入下游烯烃分离装置。

3.根据权利要求2所述一种合成气一步法制取低碳烯烃的方法，其特征在于：所述合成气S2还包括有合成气S7。

4.根据权利要求2或3所述合成气一步法制取低碳烯烃的方法，其特征在于：所述原料气S1组分为CO和H₂。

5.根据权利要求4所述合成气一步法制取低碳烯烃的方法，其特征在于：所述原料气预处理单元为变压吸附装置或膜分离装置。

6.根据权利要求5所述合成气一步法制取低碳烯烃的方法，其特征在于：所述反应单元为固定床反应器、流化床反应器或浆态床反应器；其中，反应单元的反应条件为：反应温度300-500℃，反应压力2.0-9.0MpaG，催化剂床层体积空速2000-10000 h^-1。

7.根据权利要求6所述合成气一步法制取低碳烯烃的方法，其特征在于：所述脱油及含氧烃单元为内置吸收液的洗涤塔，含氧烃包括甲醇、二甲醚、乙醇、丙醛和丙酮中的一种或多种；吸收液为脱盐水。

8.根据权利要求7所述合成气一步法制取低碳烯烃的方法，其特征在于：所述脱二氧化碳单元为洗涤塔；脱二氧化碳的脱除方法为醇胺法、碱洗法、物理溶剂法中的一种或多种；其中，醇胺法中使用的醇胺溶液包括一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、二异丙醇胺、二甘醇胺中的一种或多种；碱洗法中使用的碱液为NaOH溶液、KOH溶液中的一种或多种，溶液浓度5~40wt%。

9.根据权利要求8所述合成气一步法制取低碳烯烃的方法，其特征在于：所述脱水后合成气-产物混合物S6的组成为CO、H₂、CH₄、C2~C4烃、还包含有Ar、N₂、微量C5+重烃的一种或多种。

10.根据权利要求9所述合成气一步法制取低碳烯烃的方法，其特征在于：所述吸附分离单元采用变压吸附装置，变压吸附装置中使用的吸收剂用于吸附脱水后合成气-产物混合物S6中的C5+重烃、CH₄、C2~C4烃，得到合成气S7和粗产品气S8；其中，合成气S7中包含有CO和H₂，粗产品气S8组份为C2~C4烃，还包含有少量CO、H₂、CH₄及Ar、N₂中的一种或多种。