锡卢里亚甲烷氧化偶联制烯烃技术

甲烷氧化偶联(OCM)技术是一种直接用甲烷生产高价值产品烯烃的新技术。在1970—1990年，各机构就对甲烷氧化偶联技术进行了大量研究，主要集中在优化转化率和催化剂选择性方面。研究初期所用催化剂寿命短、活性低，需用高温和低压的条件，影响了工业化进程中经济上的可行性。

20世纪90年代开发的甲烷氧化偶联催化剂性能有以下4个特点：一是操作温度为820～920 ℃，通过单段绝热床层的转化率低，且需要复杂的反应器设计；二是体积流量大，需用大尺寸设备；三是催化剂活性低、催化剂用量大，需用多台反应器；四是催化剂寿命为10～100 h，需连续再生或更换，则反应器设计复杂。

锡卢里亚(Siluria)技术公司开发的是一种低温甲烷氧化偶联催化剂，能在单独一个绝热段操作，入口温度大大降低，操作压力大大提高。活化温度低于500 ℃，有较大的温度操作范围，能采用简单设计的反应器；在一定的压力范围内选择性好，工业应用时原料气的流量可以很大；催化剂活性高10～100倍，单系列装置规模大；催化剂寿命在两年以上，不需频繁再生和更换。

总之，Siluria催化剂克服了老催化剂的缺点，在工业操作条件下，催化剂性能好，装置碳效率在60%～80%，寿命超过两年，气时空速高，催化剂用量少。

Siluria催化剂的改进解决了甲烷氧化偶联工艺放大时催化剂瓶颈和反应器设计的选择问题。选择固定床还是流化床，绝热还是等温，关系到最终的技术与经济性能。

Siluria公司选择的甲烷氧化偶联反应器是与绝热热裂解集成在一起的单段绝热固定床反应器。这种反应器的设计流程是：甲烷和乙烷由顶部进入，氧气由上部进入，乙烷和丙烷由中部进入，反应产物由底部流出。

反应器上部是甲烷氧化偶联反应部分，装填固定的甲烷氧化偶联催化剂，把甲烷和乙烷转化为乙烯；反应器下部称之为后床层裂解(PBC)，占一小部分，提供适当的停留时间，利用上部甲烷氧化偶联床层放出的热量，进行乙烷和/或丙烷的绝热热解。在甲烷氧化偶联床层进行的反应是高度放热的，使反应流出物的温度提高几百开。在PBC部分，利用甲烷氧化偶联反应部分放出的热量裂解流出物中尚存的乙烷和送进PBC部分的乙烷和/或丙烷。

在一台反应器中把甲烷氧化偶联反应与PBC部分结合在一起，能得到最高的烯烃收率和热效率，同时投资和设备安装成本最低。

总体而言，甲烷氧化偶联工艺有以下两个重要特点：一是固定床绝热单一反应器设计，使甲烷氧化偶合工艺的复杂程度和投资强度减至最小，规模能力达到最大；二是甲烷氧化偶联(OCM)与PBC组合在一起，能使用多种原料，其范围是从纯甲烷到50∶50的甲烷、乙烷和/或丙烷。

甲烷氧化偶联制烯烃工艺可以与其他工艺相结合。如OCM工艺与丙烷脱氢装置组合，可将丙烷脱氢装置的废气用作主要原料。同样，可与蒸汽裂解装置组合，对脱甲烷塔料中的低碳烷烃进行转化。最近的工业应用是与原油直接制化学品工艺组合在一起。沙特阿美已宣布将甲烷氧化偶联组合在一起，作为原油制化学品工艺整体的一部分，使原油中的碳最大限度地转化为烯烃。甲烷氧化偶联制烯烃的灵活性和规模能力，因工艺和设备的协合作用，使所有这些组合方案的投资强度都进一步降低。