EA043578B1 - METHOD FOR PRODUCING METHANOL FROM SYNTHESIS GAS PRODUCED BY CATALYTIC PARTIAL OXIDATION INTEGRATED WITH CRACKING - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING METHANOL FROM SYNTHESIS GAS PRODUCED BY CATALYTIC PARTIAL OXIDATION INTEGRATED WITH CRACKING Download PDF

Info

Publication number
EA043578B1
EA043578B1 EA202191930 EA043578B1 EA 043578 B1 EA043578 B1 EA 043578B1 EA 202191930 EA202191930 EA 202191930 EA 043578 B1 EA043578 B1 EA 043578B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
stream
hydrogen
hydrocarbons
reactor
cpo
Prior art date
Application number
EA202191930
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сивадинарайана Чинта
Равичандер Нарайанасвами
Атул ПАНТ
Original Assignee
Эни С.П.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эни С.П.А. filed Critical Эни С.П.А.
Publication of EA043578B1 publication Critical patent/EA043578B1/en

Links

Description

Область техникиField of technology

Изобретение относится к способам производства метанола, более конкретно к способам производства метанола из синтез-газа, полученного путем каталитического частичного окисления (КЧО (СРО)) углеводородов, таких как метан.The invention relates to methods for producing methanol, more specifically to methods for producing methanol from synthesis gas obtained by catalytic partial oxidation (CPO) of hydrocarbons such as methane.

Уровень техникиState of the art

Синтетический газ (синтез-газ) представляет собой смесь, содержащую монооксид углерода (СО) и водород (H2), а также небольшие количества диоксида углерода (СО2), воды (H2O) и непрореагировавшего метана (CH4). Синтез-газ обычно используют в качестве промежуточного продукта при производстве метанола и аммиака, а также в качестве промежуточного продукта при создании синтетической нефти для использования в качестве смазочного материала или топлива. Синтез-газ обычно получают путем парового риформинга природного газа (паровой риформинг метана или ПРМ (SMR)), хотя для производства синтез-газа могут быть использованы другие углеводородные источники, такие как отходящие газы нефтеперерабатывающих заводов, сырье нафты, тяжелые углеводороды, каменный уголь, биомасса и др. ПРМ представляет собой эндотермический процесс и требует значительных затрат энергии для продвижения реакции. Традиционные эндотермические технологии, такие как ПРМ, дают синтез-газ с содержанием H2 больше, чем требуется для синтеза метанола. Как правило, ПРМ дает синтез-газ с отношением М, находящимся в интервале от 2,6 до 2,98, где отношение М представляет собой молярное отношение, определяемое как (H2-CO2)/(CO+CO2).Synthetic gas (syngas) is a mixture containing carbon monoxide (CO) and hydrogen (H2), as well as small amounts of carbon dioxide (CO2), water (H2O) and unreacted methane ( CH4 ). Synthesis gas is commonly used as an intermediate in the production of methanol and ammonia, and as an intermediate in the creation of synthetic petroleum for use as a lubricant or fuel. Syngas is typically produced by steam reforming natural gas (steam methane reforming or SMR), although other hydrocarbon sources can be used to produce syngas, such as refinery off-gases, naphtha feedstocks, heavy hydrocarbons, coal, biomass, etc. PRM is an endothermic process and requires significant energy input to promote the reaction. Traditional endothermic technologies, such as PRM, produce synthesis gas containing more H2 than required for methanol synthesis. Typically, the PMR produces synthesis gas with an M ratio ranging from 2.6 to 2.98, where the M ratio is a molar ratio defined as (H 2 -CO 2 )/(CO+CO 2 ).

В процессе автотермического риформинга (ATP (ATR)) часть природного газа сжигают в качестве топлива, чтобы продвинуть преобразование природного газа в синтез-газ, что приводит к относительно низким концентрациям водорода и относительно высоким концентрациям CO2. Обычные установки по производству метанола используют технологию комбинированного риформинга (КР (CR)), которая объединяет ПРМ с автотермическим риформингом (АТР), чтобы уменьшить количество водорода, присутствующего в синтез-газе. АТР дает синтез-газ с содержанием H2 ниже содержания, требуемого для синтеза метанола. Как правило, АТР дает синтез-газ с отношением М, находящимся в интервале от 1,7 до 1,84. По технологии КР объемный расход природного газа, подаваемого на ПРМ и АТР, может быть скорректирован для достижения отношения М всего синтез-газа от 2,0 до 2,06. Кроме того, синтез-газ КР имеет содержание H2 больше, чем содержание, требуемое для синтеза метанола. Более того, ПРМ представляет собой сильно эндотермический процесс, и эндотермичность технологии ПРМ требует сжигания топлива для продвижения синтеза синтез-газа. Следовательно, технология ПРМ снижает энергоэффективность процесса синтеза метанола.In the autothermal reforming (ATR) process, a portion of natural gas is burned as fuel to promote the conversion of natural gas to synthesis gas, resulting in relatively low concentrations of hydrogen and relatively high concentrations of CO2. Conventional methanol plants use combined reforming (CR) technology, which combines ATR with autothermal reforming (ATR) to reduce the amount of hydrogen present in the synthesis gas. ATP produces synthesis gas with an H2 content below that required for methanol synthesis. Typically, ATP produces synthesis gas with an M ratio ranging from 1.7 to 1.84. According to the CR technology, the volumetric flow rate of natural gas supplied to the PRM and ATP can be adjusted to achieve an M ratio of total synthesis gas from 2.0 to 2.06. In addition, the KR synthesis gas has a H2 content greater than that required for methanol synthesis. Moreover, PFP is a highly endothermic process, and the endothermic nature of PFP technology requires fuel combustion to promote syngas synthesis. Consequently, the PRM technology reduces the energy efficiency of the methanol synthesis process.

Синтез-газ также может быть произведен (не коммерческим образом) путем каталитического частичного окисления (КЧО (СРО) или КЧОк (СРОх)) природного газа. В процессе КЧО используют частичное окисление углеводородного сырья до синтез-газа, содержащего СО и H2. Процесс КЧО является экзотермическим, что устраняет необходимость во внешнем подведении тепла. Однако состав обычно производимого синтез-газа не подходит для синтеза метанола, например, вследствие пониженного содержания H2. Кроме того, поддержание желаемой активности и производительности катализатора в процессе КЧО может быть сложной задачей из-за повышенных или быстро растущих температур КЧО, приводящих к дезактивации катализатора. Реакция КЧО является экзотермической и может приводить к сильному повышению температуры слоя катализатора КЧО, что, в свою очередь, может привести к дезактивации катализатора. Таким образом, существует постоянная потребность в развитии производства синтез-газа с помощью процессов КЧО, которые управляют температурой реакции, а также дают синтезгаз, который приемлем для процесса производства метанола.Synthesis gas can also be produced (non-commercially) by catalytic partial oxidation (CPO (CPO) or CPOk (CPOx)) of natural gas. The COC process uses partial oxidation of hydrocarbon feedstock to synthesis gas containing CO and H2. The CPO process is exothermic, eliminating the need for external heat input. However, the composition of the commonly produced synthesis gas is not suitable for methanol synthesis, for example due to the reduced H2 content. In addition, maintaining the desired catalyst activity and performance during the CPR process can be challenging due to elevated or rapidly increasing CPR temperatures leading to catalyst deactivation. The CPO reaction is exothermic and can lead to a strong increase in the temperature of the CPO catalyst bed, which, in turn, can lead to deactivation of the catalyst. Thus, there is a continuing need to develop synthesis gas production through CPR processes that control the reaction temperature and also produce synthesis gas that is acceptable for the methanol production process.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Для подробного описания предпочтительных аспектов раскрытых способов далее дается ссылка на прилагаемые чертежи.For a detailed description of preferred aspects of the disclosed methods, reference is now made to the accompanying drawings.

Фиг. 1 показывает схему системы способа производства метанола.Fig. 1 shows a system diagram of a methanol production method.

Фиг. 2 представляет собой схему другой системы способа производства метанола.Fig. 2 is a diagram of another methanol production method system.

Фиг. 3 представляет собой схему еще одной системы способа производства метанола.Fig. 3 is a diagram of yet another methanol production method system.

Подробное описаниеDetailed description

В настоящем изобретении раскрыты способы производства синтез-газа и олефинов, включающие (а) подачу смеси реагентов каталитического частичного окисления (КЧО (СРО) или КЧОк (СРОх)) в реактор КЧО; где смесь реагентов КЧО содержит кислород, первые углеводороды и необязательно водяной пар; где, по меньшей мере, часть смеси реагентов КЧО взаимодействует посредством реакции КЧО в реакторе КЧО с получением выходящего потока реактора КЧО; где реактор КЧО содержит катализатор КЧО; где выходящий поток реактора КЧО содержит водород (H2), монооксид углерода (СО), диоксид углерода (CO2), воду и непрореагировавшие первые углеводороды; и где выходящий поток реактора КЧО характеризуется отношением М выходящего потока реактора КЧО, где отношение М представляет собой молярное отношение, определяемое как (H2-CO2)/(CO+CO2); (b) подачу исходного сырья крекингустановки в крекинг-установку с получением потока продуктов крекинг-установки, богатого водородом потока и потока извлечения углеводородов; где исходное сырье крекинг-установки содержит вторые углеводороды; где первые углеводороды и вторые углеводороды являются одинаковыми или разными; гдеThe present invention discloses methods for the production of synthesis gas and olefins, including (a) feeding a mixture of catalytic partial oxidation reagents (CPO (CPO) or CPO (CPOx)) into a CPO reactor; where the mixture of CPO reagents contains oxygen, first hydrocarbons and optionally water vapor; wherein at least a portion of the mixture of CPO reactants is reacted through a CPO reaction in a CPO reactor to produce a CPO reactor effluent; where the CPO reactor contains a CPO catalyst; where the effluent stream of the CPO reactor contains hydrogen (H2), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2), water and unreacted first hydrocarbons; and wherein the CPO reactor effluent is characterized by the ratio M of the CPO reactor effluent, wherein the ratio M is a molar ratio defined as (H 2 -CO 2 )/(CO+CO 2 ); (b) feeding the cracker feedstock to the cracker to produce a cracker product stream, a hydrogen-rich stream, and a hydrocarbon recovery stream; wherein the cracker feedstock contains second hydrocarbons; wherein the first hydrocarbons and the second hydrocarbons are the same or different; Where

- 1 043578 поток продуктов крекинг-установки содержит олефины; где богатый водородом поток содержит H2, метан и необязательно непрореагировавшие вторые углеводороды; и где поток извлечения углеводородов содержит С4+ углеводороды; и (с) введение в контакт, по меньшей мере, части выходящего потока реактора КЧО, по меньшей мере, с частью богатого водородом потока с получением обогащенного водородом синтез-газа, где обогащенный водородом синтез-газ характеризуется отношением М обогащенного водородом синтез-газа, и где отношение М обогащенного водородом синтез-газа больше, чем отношение М выходящего потока реактора КЧО. В некоторых аспектах богатый водородом поток может быть введен в узел извлечения водорода с получением обогащенного водородом потока и обогащенного углеводородами потока, где обогащенный водородом поток может быть дополнительно приведен в контакт с выходящим потоком реактора КЧО с получением обогащенного водородом синтез-газа. Поток извлечения углеводородов может быть подан в реактор КЧО. Первые углеводороды и/или вторые углеводороды могут содержать метан, этан, пропан, бутаны, нафту, природный газ, сжиженный природный газ, попутный газ, устьевой газ, обогащенный газ, парафины, сланцевый газ, сланцевые жидкости, отходящий газ флюид-каталитического крекинга (ФКК (FCC)), технологические газы нефтепереработки, дымовые газы, топливный газ из коллектора топливного газа или их комбинации; и олефины могут содержать этилен. Синтез-газ может быть использован в дальнейшем в процессе производства метанола.- 1 043578 the product stream of the cracking unit contains olefins; wherein the hydrogen-rich stream contains H2, methane and optionally unreacted second hydrocarbons; and wherein the hydrocarbon recovery stream contains C 4+ hydrocarbons; and (c) contacting at least a portion of the CPO reactor effluent with at least a portion of the hydrogen-rich stream to produce hydrogen-enriched synthesis gas, wherein the hydrogen-enriched synthesis gas is characterized by the ratio M of hydrogen-enriched synthesis gas, and where the ratio M of the hydrogen-enriched synthesis gas is greater than the ratio M of the effluent stream of the CPO reactor. In some aspects, the hydrogen-rich stream may be introduced into a hydrogen recovery unit to produce a hydrogen-rich stream and a hydrocarbon-rich stream, where the hydrogen-rich stream may be further contacted with the CPO reactor effluent to produce hydrogen-rich synthesis gas. The hydrocarbon recovery stream can be fed into the CPO reactor. The first hydrocarbons and/or the second hydrocarbons may contain methane, ethane, propane, butanes, naphtha, natural gas, liquefied natural gas, associated gas, wellhead gas, enriched gas, paraffins, shale gas, shale liquids, fluid catalytic cracking off-gas ( FCC), refinery process gases, flue gases, fuel gas from the fuel gas header, or combinations thereof; and olefins may contain ethylene. The synthesis gas can be used further in the methanol production process.

Чтобы скорректировать молярные отношения H2/CO синтез-газа до значений больше чем приблизительно 1,7-1,9, способы, раскрытые в данном изобретении, иллюстрируют способы повышения молярного отношения Н2/СО и/или уменьшения концентрации углеводородов в синтез-газе (например, снижения проскока метана). В одном аспекте отходящий газ паровой крекинг-установки, который имеет богатый водородом состав, может быть смешан с выходящим потоком реактора КЧО в любых подходящих пропорциях с получением обогащенного водородом синтез-газа, имеющего молярное отношение Н2/СО больше чем приблизительно 2,0. В другом аспекте отходящий газ паровой крекинг-установки, который имеет бедный по водороду состав, может быть смешан со свежим метаном или природным газом и подан в реактор КЧО вместе с кислородом. В таком аспекте остаточный H2, присутствующий в отходящем газе паровой крекинг-установки, может (1) повышать содержание H2 полученного синтез-газа и/или (2) повышать температуру реакции в слое катализатора КЧО за счет сгорания H2, где повышенная температура увеличивает скорость реакции КЧО, а также селективность по СО и H2. Быстро растущая температура в реакторе КЧО может быть исключена за счет крекинга этана в змеевиках, погруженных в слой катализатора КЧО. Технологическое тепло, производимое реакцией КЧО, может быть дополнительно использовано для крекинга этана в змеевиках, расположенных вне слоя катализатора КЧО.To adjust synthesis gas H2/CO molar ratios to values greater than about 1.7-1.9, the methods disclosed herein illustrate methods for increasing the H2 /CO molar ratio and/or decreasing the hydrocarbon concentration in the synthesis gas ( for example, reducing methane leakage). In one aspect, steam cracker effluent gas, which has a hydrogen-rich composition, can be mixed with the CPO reactor effluent in any suitable proportions to produce a hydrogen-rich synthesis gas having an H 2 /CO molar ratio of greater than about 2.0. In another aspect, steam cracker off-gas, which is hydrogen-poor, can be mixed with fresh methane or natural gas and fed into the CPR reactor along with oxygen. In such an aspect, the residual H2 present in the steam cracker off-gas can (1) increase the H2 content of the resulting synthesis gas and/or (2) increase the reaction temperature in the CPO catalyst bed due to the combustion of H2 , where the increased temperature increases the reaction rate of CPO, as well as selectivity for CO and H2. The rapidly rising temperature in the CPO reactor can be eliminated by cracking ethane in coils immersed in the CPO catalyst bed. The process heat produced by the CPO reaction can be further used to crack ethane in coils located outside the CPO catalyst bed.

За исключением рабочих примеров или иных указаний, все числа или выражения, относящиеся к количествам ингредиентов, условиям реакции и т.п., используемые в описании и формуле изобретения, следует понимать как модифицированные во всех случаях термином приблизительно. В изобретении раскрыты разные числовые интервалы. Поскольку эти интервалы являются непрерывными, они включают каждое значение между минимальным и максимальным значениями. Конечные точки всех интервалов, перечисляющих одну и ту же характеристику или компонент, можно комбинировать независимо и с включением указанной конечной точки. Если специально не указано иное, различные числовые интервалы, приведенные в этой заявке, являются приблизительными. Конечные точки всех интервалов, относящихся к одному и тому же компоненту или свойству, включают конечную точку и комбинируются независимо. Термин от больше чем 0 до количества означает, что названный компонент присутствует в некотором количестве, больше чем 0 и вплоть до и включая указанное более высокое количество.Except for working examples or other indications, all numbers or expressions referring to quantities of ingredients, reaction conditions, etc., used in the description and claims are to be understood as modified in all cases by the term approximately. The invention discloses different numerical intervals. Because these intervals are continuous, they include every value between the minimum and maximum values. The endpoints of all intervals that list the same characteristic or component can be combined independently to include the specified endpoint. Unless specifically stated otherwise, the various numerical ranges given in this application are approximate. The endpoints of all intervals that refer to the same component or property include the endpoint and are combined independently. The term greater than 0 to an amount means that the named component is present in an amount greater than 0 and up to and including said higher amount.

Термины a, an и the не обозначают ограничение количества, а скорее обозначают присутствие, по меньшей мере, одного из упомянутых элементов. Как используется в данном случае, формы единственного числа a an и the включают ссылки на множественное число.The terms a, an and the do not denote a limitation in quantity, but rather denote the presence of at least one of the mentioned elements. As used here, the singular forms a an and the include references to the plural.

Как используется в данном изобретении, их комбинации включают один или несколько из перечисленных элементов, необязательно вместе с подобным элементом, который не перечислен, например, включают комбинацию одного или нескольких названных компонентов необязательно с одним или несколькими другими компонентами, конкретно не названными, которые по сути имеют такую же функцию. Как используется в изобретении, термин комбинация включает смеси, сплавы, продукты реакции и т.п.As used in this invention, combinations thereof include one or more of the listed elements, optionally together with a similar element that is not listed, for example, include a combination of one or more named components, optionally with one or more other components, not specifically named, which essentially have the same function. As used herein, the term combination includes mixtures, alloys, reaction products, and the like.

Ссылка в описании на аспект, другой аспект, другие аспекты, некоторые аспекты и так далее означает, что конкретный элемент (например, признак, структура, свойство и/или характеристика), описанный в связи с аспектом, включена, по меньшей мере, в аспект, описанный в данном изобретении, и может присутствовать, а может и не присутствовать в других аспектах. Кроме того, следует понимать, что описанный элемент (элементы) можно комбинировать любым подходящим способом в разных аспектах.Reference in the description to an aspect, another aspect, other aspects, some aspects, and so on means that the particular element (e.g., feature, structure, property and/or characteristic) described in connection with the aspect is included in at least the aspect described in this invention, and may or may not be present in other aspects. In addition, it should be understood that the described element(s) can be combined in any suitable manner in various aspects.

Как используется в данном изобретении, термины ингибирование, или уменьшение, или предупреждение, или исключение, или любой вариант этих терминов включают любое измеряемое снижение или полное ингибирование для достижения желаемого результата. Как используется в данном изобретении, термин эффективный означает адекватный для достижения желаемого, ожидаемого или предполагаемого результата. Как используется в данном изобретении, термины содержащий (и любаяAs used in this invention, the terms inhibition, or reduction, or prevention, or elimination, or any variant of these terms include any measurable reduction or complete inhibition to achieve the desired result. As used herein, the term effective means adequate to achieve the desired, expected or intended result. As used in this invention, the terms containing (and any

- 2 043578 форма содержания, такая как содержат и содержит), имеющий (и любая форма наличия, такая как имеют и имеет), включающий (и любая форма включения, такая как включают и включает) или состоящий из (и любая форма составления, такая как состоят из и состоит из) являются включающими и открытыми и не исключают дополнительные, неперечисленные элементы или стадии способа.- 2 043578 form of content, such as contain and contains), having (and any form of presence, such as have and has), including (and any form of inclusion, such as include and includes) or consisting of (and any form of composition, such how consist of and consists of) are inclusive and open-ended and do not exclude additional, unlisted elements or method steps.

Если не определено иное, технические и научные термины, используемые в изобретении, имеют те же самые значения, которые обычно понимаются специалистом в данной области техники. Соединения описаны в изобретении с использованием стандартной номенклатуры. Например, любое положение, незамещенное какой-либо указанной группой, как следует понимать, имеет свою валентность, заполненную связью или атомом водорода. Тире (-), которое не находится между двумя буквами или символами, используют, чтобы показать точку присоединения для заместителя. Например, группа -СНО присоединена через атом углерода карбонильной группы. Как используется в данном изобретении, термины Сх углеводороды и Сх являются взаимозаменяемыми и относятся к любому углеводороду, имеющему хчисло атомов углерода (С). Например, оба термина С4 углеводороды и С4 относятся к любым углеводородам, имеющим точно 4 атома углерода, таким как н-бутан, изобутан, циклобутан, 1-бутен, 2-бутен, изобутилен, бутадиен и т.п., или их комбинациям. Как используется в данном изобретении, термин Сх+ углеводороды относится к любому углеводороду, имеющему равное или больше чем х число атомов углерода (С). Например, термин C2+ углеводороды относится к любым углеводородам, имеющим 2 или больше атомов углерода, таким как этан, этилен, C3, С4, С5 и т.д.Unless otherwise defined, technical and scientific terms used in the invention have the same meanings as commonly understood by one skilled in the art. The compounds are described in the invention using standard nomenclature. For example, any position unsubstituted by any specified group is understood to have its valence filled by a bond or hydrogen atom. A dash (-) that is not between two letters or symbols is used to show the attachment point for a substituent. For example, the -CHO group is attached through the carbon atom of the carbonyl group. As used herein, the terms Cx hydrocarbons and Cx are used interchangeably and refer to any hydrocarbon having x number of carbon atoms (C). For example, both the terms C 4 hydrocarbons and C 4 refer to any hydrocarbons having exactly 4 carbon atoms, such as n-butane, isobutane, cyclobutane, 1-butene, 2-butene, isobutylene, butadiene, etc., or their combinations. As used in this invention, the term C x+ hydrocarbons refers to any hydrocarbon having equal to or greater than x number of carbon atoms (C). For example, the term C2 + hydrocarbons refers to any hydrocarbons having 2 or more carbon atoms, such as ethane, ethylene, C3 , C4 , C5 , etc.

На фиг. 1 раскрыта система производства метанола 1000. Система производства метанола 1000 обычно включает реактор каталитического частичного окисления (КЧО или КЧОк) 100; метанольный реактор 200; газожидкостной сепаратор 300; дистилляционный узел 400; первый узел извлечения водорода (H2) 500; и крекинг-установку 600. На фиг. 2 раскрыта система производства метанола 2000. Система производства метанола 2000 обычно включает реактор КЧО 100; метанольный реактор 200; газожидкостный сепаратор 300; дистилляционный узел 400; первый узел извлечения H2 500; и крекинг-установку 600. На фиг. 3 раскрыта система производства метанола 3000. Система производства метанола 3000 обычно включает реактор КЧО 100; метанольный реактор 200; газожидкостный сепаратор 300; дистилляционный узел 400; первый узел извлечения H2 500; крекинг-установку 600; и второй узел извлечения H2 700. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью данного описания, компоненты системы производства метанола, показанные на фиг. 1-3, могут находиться в сообщении по текучей среде друг с другом (что показано с помощью соединяющих линий, указывающих направление потока текучей среды) через любые подходящие трубопроводы (например, трубы, потоки и т.д.). Общие ссылочные позиции относятся к общим компонентам, представленным на одной или нескольких фигурах, и описание конкретного компонента обычно применимо к соответствующим фигурам, на которых присутствует компонент, за исключением случаев, указанных в данном изобретении.In fig. 1 discloses a methanol production system 1000. The methanol production system 1000 typically includes a catalytic partial oxidation reactor (CPR or CPR) 100; methanol reactor 200; gas-liquid separator 300; distillation unit 400; first hydrogen extraction unit (H 2 ) 500; and cracker 600. In FIG. 2 discloses a methanol production system 2000. The methanol production system 2000 typically includes a KCHO reactor 100; methanol reactor 200; gas-liquid separator 300; distillation unit 400; first extraction unit H 2 500; and cracker 600. In FIG. 3, a methanol production system 3000 is disclosed. The methanol production system 3000 typically includes a KCHO reactor 100; methanol reactor 200; gas-liquid separator 300; distillation unit 400; first extraction unit H 2 500; cracking unit 600; and a second H2 extraction assembly 700. As will be appreciated by one skilled in the art and with the benefit of this description, the components of the methanol production system shown in FIG. 1-3 may be in fluid communication with each other (as indicated by connecting lines indicating the direction of fluid flow) through any suitable conduits (eg, pipes, streams, etc.). General reference numerals refer to the common components represented in one or more figures, and the description of a particular component generally applies to the corresponding figures in which the component appears, except as specified in this invention.

В одном аспекте способ, раскрытый в данном изобретении, может включать стадию взаимодействия посредством реакции КЧО смеси реагентов КЧО 10 в реакторе КЧО 100 с получением выходящего потока реактора КЧО (например, синтез-газа); где смесь реагентов КЧО 10 содержит углеводороды (например, первые углеводороды, вторые углеводороды) и кислород; где реактор КЧО 100 содержит катализатор КЧО; и где выходящий поток реактора КЧО (например, синтез-газ) содержит водород (H2), монооксид углерода (СО), диоксид углерода (CO2), воду и непрореагировавшие углеводороды (например, непрореагировавшие первые углеводороды, непрореагировавшие вторые углеводороды). Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью данного описания, в зависимости от состава смеси реагентов КЧО 10 состав получаемого выходящего потока реактора КЧО (например, синтез-газа), извлекаемого из реактора КЧО 100, может меняться.In one aspect, the method disclosed in this invention may include the step of reacting by reacting a mixture of CSC reactants 10 in a CRC reactor 100 to produce a CRC reactor effluent (eg, synthesis gas); where the mixture of reagents KCHO 10 contains hydrocarbons (for example, first hydrocarbons, second hydrocarbons) and oxygen; where the KChO reactor 100 contains the KChO catalyst; and wherein the CPO reactor effluent stream (eg, synthesis gas) contains hydrogen (H 2 ), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2), water, and unreacted hydrocarbons (eg, unreacted first hydrocarbons, unreacted second hydrocarbons). As will be appreciated by one skilled in the art and with the benefit of this description, depending on the composition of the reactant mixture of the CPO 10, the composition of the resulting CPO reactor effluent (eg, synthesis gas) extracted from the CPO reactor 100 may vary.

Например, и в соответствии с конфигурацией системы производства метанола 1000 на фиг. 1, смесь реагентов КЧО может содержать O2, первые углеводороды, необязательно, по меньшей мере, часть потока извлечения углеводородов 71 (например, С4+ углеводороды) и необязательно водяной пар; и выходящий поток реактора КЧО 15 может быть извлечен из реактора КЧО 100, где выходящий поток реактора КЧО 15 содержит H2, СО, CO2, воду и непрореагировавшие углеводороды (например, первые углеводороды и необязательно С4+ углеводороды). В качестве другого примера и в соответствии с конфигурацией системы производства метанола 2000 на фиг. 2, смесь реагентов КЧО может содержать O2, первые углеводороды, по меньшей мере, часть бедного водородом потока 72 (например, H2, CH4, необязательно вторые углеводороды, такие как С2_3 углеводороды), необязательно, по меньшей мере, часть потока извлечения углеводородов 71 (например, С4+ углеводороды) и необязательно водяной пар; и синтез-газ 17 может быть извлечен из реактора КЧО 100, где синтез-газ 17 содержит H2, СО, CO2, воду и непрореагировавшие углеводороды (например, CH4, первые углеводороды, необязательно вторые углеводороды, необязательно С4+ углеводороды). В качестве еще одного примера и в соответствии с конфигурацией системы 3000 производства метанола на фиг. 3, смесь реагентов КЧО может содержать кислород, первые углеводороды, необязательно, по меньшей мере, часть потока извлечения углеводородов 71 (например, С4+ углеводороды), необязательно, по меньшей мере, часть обогащенного углеводородами потока 76 (например, метан, необязательно вторые углеводороды, такие как С2_3 углеводороды) и необязательно водяной пар; и синтез-газ 18 может быть извлечен из реактора КЧО 100, где синтез-газ 18 содержит Н2, СО, CO2, воду иFor example, and in accordance with the configuration of the methanol production system 1000 in FIG. 1, the CPO reactant mixture may contain O2, first hydrocarbons, optionally at least a portion of hydrocarbon recovery stream 71 (eg, C4+ hydrocarbons), and optionally water vapor; and the effluent of the reactor 15 can be recovered from the reactor 100, where the effluent of the reactor 15 contains H 2 , CO, CO 2 , water and unreacted hydrocarbons (eg, first hydrocarbons and optionally C 4+ hydrocarbons). As another example, and in accordance with the configuration of the methanol production system 2000 in FIG. 2, the CPO reactant mixture may contain O 2 , first hydrocarbons, at least a portion of the hydrogen-poor stream 72 (e.g., H 2 , CH 4 , optionally second hydrocarbons such as C 2 - 3 hydrocarbons), optionally at least a portion of the hydrocarbon recovery stream 71 (eg, C 4+ hydrocarbons) and optionally water vapor; and the synthesis gas 17 can be recovered from the CPO reactor 100, where the synthesis gas 17 contains H2, CO, CO2, water and unreacted hydrocarbons (eg, CH4, first hydrocarbons, optionally second hydrocarbons, optionally C4+ hydrocarbons). As another example, and in accordance with the configuration of the methanol production system 3000 in FIG. 3, the CPO reactant mixture may contain oxygen, first hydrocarbons, optionally at least a portion of hydrocarbon recovery stream 71 (e.g., C4+ hydrocarbons), optionally at least a portion of hydrocarbon-enriched stream 76 (e.g., methane, optionally second hydrocarbons, such as C 2 _ 3 hydrocarbons) and optionally water vapor; and the synthesis gas 18 can be extracted from the KCHO reactor 100, where the synthesis gas 18 contains H 2 , CO, CO2, water and

- 3 043578 непрореагировавшие углеводороды (например, первые углеводороды, необязательно метан, необязательно вторые углеводороды, необязательно С4+ углеводороды).- 3 043578 unreacted hydrocarbons (for example, first hydrocarbons, optionally methane, optionally second hydrocarbons, optionally C 4+ hydrocarbons).

Как правило, реакция КЧО основывается на частичном сгорании топлива, такого как различные углеводороды, и в случае метана КЧО может быть представлено уравнением (1):Typically, the reaction of the CPR is based on the partial combustion of fuels such as various hydrocarbons, and in the case of methane, the CPR can be represented by equation (1):

CH4+I/2O2 2СО+2Н2 (1)CH4+I/2O2 2СО+2Н 2 (1)

Без намерения быть связанными какой-либо теорией, следует отметить, что могут иметь место побочные реакции наряду с реакцией КЧО, изображенной в уравнении (1); и такие побочные реакции могут давать CO2 и H2O, например, за счет сгорания углеводородов, что представляет собой экзотермическую реакцию. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, и без намерения быть связанными какой-либо теорией, реакция КЧО, представленная уравнением (1), может давать синтез-газ с молярным отношением водорода к монооксиду углерода (H2/CO), имеющим теоретический стехиометрический предел 2,0. Без намерения быть связанными с какой-либо теорией следует отметить, что теоретический стехиометрический предел 2,0 для молярного отношения H2/CO означает, что реакция КЧО, представленная уравнением (1), дает 2 моля H2 на каждый 1 моль СО, то есть, молярное отношение H2/CO (2 моля Н2/моль СО) - 2. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, теоретический стехиометрический предел 2,0 для молярного отношения H2/CO в реакции КЧО практически не может быть достигнут, так как реагенты (например, углеводороды, кислород), а также продукты (например, H2, СО) подвергаются побочным реакциям при условиях, используемых для реакции КЧО. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, и без намерения быть связанными какой-либо теорией, в присутствии кислорода СО и H2 могут быть окислены до СО2 и Н2О, соответственно. Относительные количества (например, состав) СО, H2, CO2 и Н2О могут быть дополнительно изменены за счет смещения равновесия реакции конверсии водяного газа (WGS), что будет обсуждено более подробно позднее. Побочные реакции, которые могут иметь место в реакторе КЧО 100, могут оказывать прямое воздействие на отношение М произведенного синтез-газа (например, выходящего потока реактора КЧО, выходящего потока синтез-газа, синтез-газа 17, синтез-газа 18), где отношение М представляет собой молярное отношение, определяемое как (Н2-СО2)/(СО+СО2). При отсутствии любой побочной реакции (теоретически) реакция КЧО, представленная уравнением (1), приводит к синтез-газу с отношением М 2,0. Однако наличие побочных реакций (на практике) снижает H2 и повышает CO2, что приводит к синтез-газу с отношением М ниже 2,0.Without intending to be bound by any theory, it should be noted that side reactions may occur along with the COC reaction depicted in equation (1); and such side reactions can produce CO2 and H2O, for example through the combustion of hydrocarbons, which is an exothermic reaction. As will be appreciated by one skilled in the art and by use of this description, and without intending to be bound by any theory, the CPO reaction represented by equation (1) can produce synthesis gas with a molar ratio of hydrogen to carbon monoxide (H2/ CO), having a theoretical stoichiometric limit of 2.0. Without intending to be bound by any theory, it should be noted that the theoretical stoichiometric limit of 2.0 for the H2/CO molar ratio means that the CCO reaction represented by equation (1) produces 2 moles of H2 for every 1 mole of CO, that is, the H2/CO molar ratio (2 mol H 2 /mol CO) is 2. As will be appreciated by one skilled in the art and from this description, the theoretical stoichiometric limit of 2.0 for the H2/CO molar ratio in the CCO reaction is practically not can be achieved because reactants (eg hydrocarbons, oxygen) as well as products (eg H2, CO) undergo side reactions under the conditions used for the CPO reaction. As will be appreciated by one skilled in the art and by this description, and without intending to be bound by any theory, in the presence of oxygen, CO and H2 can be oxidized to CO 2 and H 2 O, respectively. The relative amounts (eg composition) of CO, H 2 , CO 2 and H 2 O can be further altered by shifting the equilibrium of the water gas shift (WGS) reaction, which will be discussed in more detail later. Side reactions that may occur in the CPO reactor 100 can have a direct effect on the M ratio of the synthesis gas produced (e.g., CPO reactor effluent, synthesis gas effluent, synthesis gas 17, synthesis gas 18), where the ratio M is a molar ratio defined as (H 2 -CO 2 )/(CO+CO 2 ). In the absence of any side reaction (theoretically), the CPO reaction represented by equation (1) results in synthesis gas with an M ratio of 2.0. However, the presence of side reactions (in practice) reduces H2 and increases CO2, resulting in synthesis gas with an M ratio below 2.0.

Кроме того, и без намерения быть связанными с какой-либо теорией следует отметить, что реакция КЧО, показанная в уравнении (1), представляет собой экзотермическую гетерогенную каталитическую реакцию (то есть умеренно экзотермическую реакцию) и она протекает в одном блоке реактора, таком как реактор КЧО 10 (в отличие от более чем одного реакторного блока, как в случае традиционных процессов производства синтез-газа, таких как комбинации парового риформинга метана (ПРМ) с автотермическим риформингом (АТР)). Хотя можно проводить частичное окисление углеводородов в виде гомогенной реакции в отсутствие катализатора, процесс гомогенного частичного окисления углеводородов влечет за собой избыточные температуры, длительное время пребывания, а также избыточное образование кокса, что сильно снижает управляемость реакции частичного окисления и может не давать синтезгаз желаемого качества в одном реакторном блоке. Кроме того, без намерения быть связанными с какойлибо теорией следует отметить, что реакция КЧО довольно устойчива к химическому отравлению, и как таковая она позволяет использовать широкий спектр углеводородного сырья, включая некоторое серосодержащее углеводородное сырье; это в некоторых случаях может увеличить срок службы катализатора и производительность. Напротив, традиционные процессы АТР имеют более жесткие требования по сырью, например, с точки зрения содержания примесей в сырье (например, сырье для АТР подвергают десульфуризации), а также углеводородного состава (например, в АТР преимущественно используют СН4обогащенное сырье).Additionally, and without intending to be bound by any theory, it should be noted that the CPO reaction shown in equation (1) is an exothermic heterogeneous catalytic reaction (i.e., a moderately exothermic reaction) and it occurs in a single reactor unit such as KChO 10 reactor (as opposed to more than one reactor block, as is the case with traditional synthesis gas production processes, such as combinations of steam methane reforming (SMR) with autothermal reforming (ATR)). Although it is possible to carry out partial oxidation of hydrocarbons as a homogeneous reaction in the absence of a catalyst, the process of homogeneous partial oxidation of hydrocarbons entails excessive temperatures, long residence times, and excessive coke formation, which greatly reduces the controllability of the partial oxidation reaction and may not produce synthesis gas of the desired quality in one reactor block. In addition, without intending to be bound by any theory, it should be noted that the CPO reaction is quite resistant to chemical poisoning, and as such it allows the use of a wide range of hydrocarbon feedstocks, including some sulfur-containing hydrocarbon feedstocks; this can in some cases increase catalyst life and performance. In contrast, traditional ATP processes have more stringent requirements for raw materials, for example, in terms of the content of impurities in the feedstock (for example, ATP feedstock is subjected to desulfurization), as well as hydrocarbon composition (for example, CH 4 enriched feedstock is predominantly used in ATP).

В одном аспекте углеводороды (например, первые углеводороды, вторые углеводороды), подходящие для использования в реакции КЧО, раскрытой в данном изобретении, могут включать метан (СН4), этан, пропан, бутаны, нафту, природный газ, природный газоконденсат, нефтяной промысловый газ, попутный газ, обогащенный газ, парафины, сланцевый газ, сланцевые жидкости, отходящий газ флюидкаталитического крекинга (ФКК), технологические газы нефтепереработки, дымовые газы, топливный газ из коллектора топливного газа и т.п., или их комбинации. Углеводороды (например, первые углеводороды, вторые углеводороды) могут включать любой подходящий углеводородный источник и могут содержать Q-C6 углеводороды, а также некоторые более тяжелые углеводороды.In one aspect, hydrocarbons (e.g., first hydrocarbons, second hydrocarbons) suitable for use in the COC reaction disclosed in this invention may include methane (CH 4 ), ethane, propane, butanes, naphtha, natural gas, natural gas condensate, oil field gas, associated gas, enriched gas, paraffins, shale gas, shale liquids, fluid catalytic cracking (FCC) off-gas, refinery process gases, flue gases, fuel gas from a fuel gas header, etc., or combinations thereof. Hydrocarbons (eg, first hydrocarbons, second hydrocarbons) may include any suitable hydrocarbon source and may contain Q-C6 hydrocarbons as well as some heavier hydrocarbons.

В одном аспекте смесь реагентов КЧО 10 может содержать природный газ. Как правило, природный газ состоит преимущественно из метана, но также может содержать этан, пропан и более тяжелые углеводороды (например, изобутан, н-бутан, изопентан, н-пентан, гексаны и др.), а также очень небольшие количества азота (N2), кислорода, CO2, соединений серы и/или воды. Природный газ может быть предоставлен из ряда источников, включая, но без ограничения ими, газовые месторождения, нефтяные месторождения, угольные месторождения, месторождения гидравлического разрыва пласта, биомассу, газ из органических отходов и т.п., или их комбинации. В некоторых аспектах смесь реагентов КЧО 10 можетIn one aspect, the reactant mixture CCO 10 may comprise natural gas. Typically, natural gas consists predominantly of methane, but may also contain ethane, propane and heavier hydrocarbons (e.g. isobutane, n-butane, isopentane, n-pentane, hexanes, etc.), as well as very small amounts of nitrogen (N2 ), oxygen, CO2, sulfur compounds and/or water. Natural gas may be provided from a number of sources, including, but not limited to, gas fields, oil fields, coal fields, hydraulic fracturing fields, biomass, landfill gas, and the like, or combinations thereof. In some aspects, the KCHO 10 reagent mixture may

- 4 043578 содержать СН4 и О2.- 4 043578 contain CH 4 and O2.

Природный газ может содержать любое подходящее количество метана. В некоторых аспектах природный газ может содержать биогаз. Например, природный газ может содержать приблизительно от 45 до 80 мол.% метана, приблизительно от 20 до 55 мол.% диоксида углерода и меньше чем приблизительно мол.% N2.Natural gas may contain any suitable amount of methane. In some aspects, natural gas may contain biogas. For example, natural gas may contain from about 45 to 80 mol% methane, from about 20 to 55 mol% carbon dioxide, and less than about mol% N2.

В одном аспекте природный газ может содержать СН4 в количестве, равном или больше чем приблизительно 45 приблизительно 50, приблизительно 55, приблизительно 60, приблизительно 65, приблизительно 70, приблизительно 75, приблизительно 80, приблизительно 82, приблизительно 84, приблизительно 86, приблизительно 88, приблизительно 90, приблизительно 91, приблизительно 92, приблизительно 93, приблизительно 94, приблизительно 95, приблизительно 96, приблизительно 97, приблизительно 98 или приблизительно 99 мол.%In one aspect, natural gas may contain CH 4 in an amount equal to or greater than about 45, about 50, about 55, about 60, about 65, about 70, about 75, about 80, about 82, about 84, about 86, about 88 , about 90, about 91, about 92, about 93, about 94, about 95, about 96, about 97, about 98 or about 99 mol.%

В некоторых аспектах углеводороды (например, первые углеводороды), подходящие для использования в реакции КЧО, раскрытой в данном изобретении, могут содержать C1-C6 углеводороды, N2 (например, приблизительно от 0,1 до 15, или же приблизительно от 0,5 до 11, или же приблизительно от 1 до 7,5, или же приблизительно от 1,3 до 5,5 мол.%), и CO2 (например, приблизительно от 0,1 до 2, или же приблизительно от 0,2 до 1 или же приблизительно от 0,3 до 0,6 мол.%). Например, углеводороды (например, первые углеводороды), подходящие для использования в реакции КЧО, раскрытой в данном изобретении, могут содержать C1 углеводород (приблизительно от 89 до 92 мол.%), С2 углеводороды (приблизительно от 2,5 до 4 мол.%); C3 углеводороды (приблизительно от 0,5 до 1,4 мол.%); С4 углеводороды (приблизительно от 0,5 до 0,2 мол.%); С5 углеводороды (приблизительно 0,06 мол.%); и C6 углеводороды (приблизительно 0,02 мол.%); и необязательно N2 (приблизительно от 0,1 до 15 мол.%), CO2 (приблизительно от 0,1 до 2 мол.%), или как N2 (приблизительно от 0,1 до 15 мол.%), так и CO2 (приблизительно от 0,1 до 2 мол.%).In some aspects, hydrocarbons (e.g., first hydrocarbons) suitable for use in the CPO reaction disclosed in this invention may contain C1-C6 hydrocarbons, N2 (e.g., about 0.1 to 15, or about 0.5 to 11, or about 1 to 7.5, or about 1.3 to 5.5 mol.%), and CO2 (for example, about 0.1 to 2, or about 0.2 to 1 or approximately 0.3 to 0.6 mol.%). For example, hydrocarbons (e.g., first hydrocarbons) suitable for use in the CPO reaction disclosed in this invention may contain C1 hydrocarbons (about 89 to 92 mol.%), C 2 hydrocarbons (about 2.5 to 4 mol. %); C3 hydrocarbons (about 0.5 to 1.4 mol%); C 4 hydrocarbons (about 0.5 to 0.2 mol%); C 5 hydrocarbons (approximately 0.06 mol%); and C6 hydrocarbons (approximately 0.02 mol%); and optionally N2 (about 0.1 to 15 mol.%), CO2 (about 0.1 to 2 mol.%), or both N2 (about 0.1 to 15 mol.%) and CO2 ( approximately 0.1 to 2 mol.%).

Кислород, используемый в смеси реагентов КЧО 10, может содержать 100% кислорода (по существу чистый O2), кислород-газ (который может быть получен посредством процесса мембранного разделения), технический кислород (который может содержать некоторое количество воздуха), обогащенный кислородом воздух, кислородсодержащие газообразные соединения (например, NO), кислородсодержащие смеси (например, О2/СО2, O2/H2O, O2/H2O2/H2O), генераторы окси-радикалов (например, СН3ОН, CH2O), генераторы гидроксильных радикалов и т.п., или их комбинации.The oxygen used in the KCHO 10 reagent mixture may contain 100% oxygen (essentially pure O2), oxygen gas (which can be produced through a membrane separation process), industrial oxygen (which may contain some air), oxygen-enriched air, oxygen-containing gaseous compounds (for example, NO), oxygen-containing mixtures (for example, O 2 /CO 2 , O 2 /H 2 O, O 2 /H 2 O 2 /H 2 O), oxy-radical generators (for example, CH3OH, CH2O ), hydroxyl radical generators, etc., or combinations thereof.

В одном аспекте смесь реагентов КЧО 10 может быть охарактеризована молярным отношением углерода к кислороду (С/О) меньше чем приблизительно 3:1, или же меньше чем приблизительно 2,6:1, или же меньше чем приблизительно 2,4:1, или же меньше чем приблизительно 2,2:1, или же меньше чем приблизительно 2:1, или же меньше чем приблизительно 1,9:1, или же равным или больше чем приблизительно 2:1, или же равным или больше чем приблизительно 2,2:1, или же равным или больше чем приблизительно 2,4:1, или же равным или больше чем приблизительно 2,6:1, или же приблизительно от 0,5:1 до 3:1, или же приблизительно от 0.7:1 до 2,5:1, или же приблизительно от 0,9:1 до 2,2:1, или же приблизительно от 1:1 до 2:1, или же приблизительно от 1,1:1 до 1,9:1, или же приблизительно от 2:1 до 3:1, или же приблизительно от 2,2:1 до 3:1, или же приблизительно от 2,4:1 до 3:1, или же приблизительно от 2,6:1 до 3:1, где молярное отношение С/О относится к всем молям углерода (С) углеводородов в смеси реагентов, поделенным на все моли кислорода (O2) в смеси реагентов. Например, когда единственным источником углерода в смеси реагентов КЧО 10 является СН4, молярное отношение СН42 является таким же, как молярное отношение С/О. В качестве другого примера, когда смесь реагентов КЧО 10 содержит другие источники углерода помимо СН4, такие как этан (C2H6), пропан (C3H8), бутаны (С4Н10) и др., молярное отношение С/О учитывает моли углерода в каждом компоненте (например, 2 моля С в 1 моле C2H6, 3 моля С в 1 моле C3H8, 4 моля С в 1 моле С4Н10 и т.д.). Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, молярное отношение С/О в смеси реагентов КЧО 10 может быть скорректировано вместе с другими технологическими параметрами реактора (например, температурой, давлением, скоростью потока и др.) для получения синтез-газа желаемого состава (например, синтез-газа с желаемым молярным отношением H2/CO; синтез-газа с желаемым содержанием СО2 и др.). Молярное отношение С/О в смеси реагентов КЧО 10 может быть скорректировано, чтобы обеспечить пониженное количество непрореагировавших углеводородов в синтез-газе. Молярное отношение С/О в смеси реагентов КЧО 10 может быть скорректировано на основании температуры выходящего потока КЧО, чтобы понизить (например, минимизировать) содержание непрореагировавших углеводородов произведенного синтез-газа (например, выходящего потока реактора КЧО 15; выходящего потока синтез-газа; синтез-газа 17; синтез-газа 18). Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, когда синтез-газ в дальнейшем используют в процессе производства метанола, непрореагировавшие углеводороды, присутствующие в синтез-газе, могут нежелательно накапливаться в реакционном контуре метанола, тем самым снижая эффективность процесса производства метанола.In one aspect, the CCO reactant mixture 10 can be characterized by a carbon to oxygen (C/O) molar ratio of less than about 3:1, or less than about 2.6:1, or less than about 2.4:1, or or less than about 2.2:1, or less than about 2:1, or less than about 1.9:1, or equal to or greater than about 2:1, or equal to or greater than about 2, 2:1, or equal to or greater than about 2.4:1, or equal to or greater than about 2.6:1, or from about 0.5:1 to 3:1, or from about 0.7: 1 to 2.5:1, or about 0.9:1 to 2.2:1, or about 1:1 to 2:1, or about 1.1:1 to 1.9: 1, or about 2:1 to 3:1, or about 2.2:1 to 3:1, or about 2.4:1 to 3:1, or about 2.6: 1 to 3:1, where the C/O molar ratio refers to all moles of carbon (C) hydrocarbons in the reactant mixture divided by all moles of oxygen (O 2 ) in the reactant mixture. For example, when the only carbon source in a mixture of CCHO 10 reagents is CH 4 , the CH 4 /O 2 molar ratio is the same as the C/O molar ratio. As another example, when a mixture of reagents KCHO 10 contains other carbon sources in addition to CH 4 , such as ethane (C 2 H 6 ), propane (C3H8), butanes (C 4 H 10 ), etc., the C/O molar ratio takes into account moles of carbon in each component (for example, 2 moles of C in 1 mole of C2H6, 3 moles of C in 1 mole of C3H8, 4 moles of C in 1 mole of C4H10 , etc.). As will be appreciated by one skilled in the art and by reference to this description, the C/O molar ratio in the CPO 10 reactant mixture can be adjusted along with other reactor process parameters (e.g., temperature, pressure, flow rate, etc.) to obtain synthesis gas of the desired composition (for example, synthesis gas with the desired molar ratio of H 2 /CO; synthesis gas with the desired CO 2 content, etc.). The C/O molar ratio in the KChO 10 reagent mixture can be adjusted to provide a reduced amount of unreacted hydrocarbons in the synthesis gas. The C/O molar ratio of the KCHO 10 reactant mixture can be adjusted based on the temperature of the KCHO effluent stream to reduce (e.g., minimize) the unreacted hydrocarbon content of the produced synthesis gas (e.g., KCHO 15 reactor effluent; synthesis gas effluent; synthesis -gas 17; synthesis gas 18). As will be appreciated by one skilled in the art and with the benefit of this description, when synthesis gas is subsequently used in a methanol production process, unreacted hydrocarbons present in the synthesis gas may undesirably accumulate in the methanol reaction loop, thereby reducing the efficiency of the process. methanol production.

В одном аспекте часть углеводородов (например, первые углеводороды, вторые углеводороды) в смеси реагентов КЧО 10 может подвергаться реакции термического разложения до углерода (С) и H2, например, как представлено уравнением (2):In one aspect, a portion of the hydrocarbons (e.g., first hydrocarbons, second hydrocarbons) in the reactant mixture CCO 10 may undergo a thermal decomposition reaction to carbon (C) and H 2 , for example, as represented by equation (2):

- 5 043578- 5 043578

CH4 -+ C+2H2 (2)CH4 -+ C+2H 2 (2)

Реакция разложения углеводородов, таких как метан, усиливается при повышенных температурах и повышает содержание H2 в выходящем потоке реактора КЧО (например, в синтез-газе). Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, и без намерения быть связанными какой-либо теорией, хотя процентное содержание углеводородов в смеси реагентов КЧО 10, которая подвергается реакции разложения (например, реакции разложения, представленной уравнением (2)), растет с увеличением молярного отношения С/О в смеси реагентов КЧО 10, часть углеводородов может подвергаться реакции разложения до углерода (С) и H2 даже при относительно низких молярных отношениях С/О в смеси реагентов КЧО 10 (например, молярном отношении С/О в смеси реагентов КЧО 10 меньше чем приблизительно 2:1).The decomposition reaction of hydrocarbons such as methane is enhanced at elevated temperatures and increases the H2 content in the CPO reactor effluent (eg, synthesis gas). As will be appreciated by one of ordinary skill in the art and by the use of this description, and without intending to be bound by any theory, although the percentage of hydrocarbons in the CPO 10 reactant mixture that undergoes a decomposition reaction (e.g., the decomposition reaction represented by Equation (2) )), increases with increasing C/O molar ratio in the KChO 10 reagent mixture, some hydrocarbons can undergo a decomposition reaction to carbon (C) and H 2 even at relatively low C/O molar ratios in the KChO 10 reagent mixture (for example, the molar ratio C/O in the mixture of reagents KCHO 10 is less than approximately 2:1).

Реакция КЧО представляет собой экзотермическую реакцию (например, гетерогенную каталитическую реакцию; экзотермическую гетерогенную каталитическую реакцию), которую обычно проводят в присутствии катализатора КЧО, содержащего каталитически активный металл, то есть, металл, активный для катализа реакции КЧО. Каталитически активный металл может содержать благородный металл (например, Pt, Rh, Ir, Pd, Ru, Ag и т.п., или их комбинации); неблагородный металл (например, Ni, Co, V, Мо, Р, Fe, Cu и т.п., или их комбинации); редкоземельные элементы (например, La, Ce, Nd, Eu и т.п., или их комбинации); их оксиды; и т.п.; или их комбинации. Как правило, благородный металл представляет собой металл, который устойчив к коррозии и окислению в содержащей воду среде. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, компоненты катализатора КЧО (например, металлы, такие как благородные металлы, неблагородные металлы, редкоземельные элементы) могут быть разделены по фазе или объединены в одной и той же фазе.The CPO reaction is an exothermic reaction (eg, heterogeneous catalytic reaction; exothermic heterogeneous catalytic reaction) which is typically carried out in the presence of a CPO catalyst containing a catalytically active metal, that is, a metal active in catalyzing the CPO reaction. The catalytically active metal may comprise a noble metal (eg, Pt, Rh, Ir, Pd, Ru, Ag, etc., or combinations thereof); base metal (for example, Ni, Co, V, Mo, P, Fe, Cu, etc., or combinations thereof); rare earth elements (eg La, Ce, Nd, Eu, etc., or combinations thereof); their oxides; and so on.; or combinations thereof. Generally, a noble metal is a metal that is resistant to corrosion and oxidation in a water-containing environment. As will be appreciated by one skilled in the art and with the help of this description, the components of the CPO catalyst (eg, metals, such as noble metals, base metals, rare earth elements) can be phase separated or combined in the same phase.

В одном аспекте катализаторы КЧО, приемлемые для использования в настоящем изобретении, могут представлять собой катализаторы на подложке и/или катализаторы без подложки. В некоторых аспектах катализаторы на подложке могут содержать подложку, где подложка может быть каталитически активной (например, подложка может катализировать реакцию КЧО). Например, каталитически активная подложка может включать металлическую ткань или проволочную сетку (например, Pt ткань или проволочную сетку); каталитически активный металлический монолитный катализатор; и др. В других аспектах катализаторы на подложке могут содержать подложки, где подложка может быть каталитически неактивной (например, подложка не может катализировать реакцию КЧО), такие как SiO2, карбид кремния (SiC), оксид алюминия, каталитически неактивная монолитная подложка; и др. В еще одних аспектах катализаторы на подложке могут содержать каталитически активную подложку и каталитически неактивную подложку.In one aspect, CPO catalysts suitable for use in the present invention may be supported catalysts and/or unsupported catalysts. In some aspects, supported catalysts may comprise a support, where the support may be catalytically active (eg, the support may catalyze a CPO reaction). For example, the catalytically active support may include metal fabric or wire mesh (eg, Pt fabric or wire mesh); catalytically active metal monolithic catalyst; and others. In other aspects, supported catalysts may comprise supports where the support may be catalytically inactive (eg, the support cannot catalyze the CPO reaction), such as SiO 2 , silicon carbide (SiC), alumina, catalytically inactive monolithic support; and others. In still other aspects, supported catalysts may comprise a catalytically active support and a catalytically inactive support.

В некоторых аспектах катализатор КЧО может быть нанесен тонким покрытием на подложку, причем подложка может быть каталитически активной или неактивной, и где подложка может быть монолитом, пеной, частицами катализатора неправильной формы и др.In some aspects, the CPO catalyst may be thinly coated on a support, wherein the support may be catalytically active or inactive, and where the support may be a monolith, foam, irregularly shaped catalyst particles, etc.

В некоторых аспектах катализатор КЧО может представлять собой монолит, пену, порошок, частицу и др. Неограничивающие примеры форм для частиц катализатора КЧО, приемлемых для использования в настоящем изобретении, включают цилиндрическую, дискообразную, сферическую, пластинчатую, эллипсоидную, равновеликую, неправильную, кубическую, игольчатую форму и т.п., или их комбинации.In some aspects, the CPO catalyst may be a monolith, foam, powder, particle, etc. Non-limiting examples of shapes for CPO catalyst particles suitable for use in the present invention include cylindrical, disk-shaped, spherical, plate-like, ellipsoidal, equal-area, irregular, cubic, needle-shaped, etc., or combinations thereof.

В некоторых аспектах подложка содержит неорганический оксид, альфа-, бета- или тета-оксид алюминия (Al2O3), активированный Al2O3, диоксид кремния (SiO2), диоксид титана (TiO2), оксид магния (MgO), оксид циркония (ZrO2), оксид лантана (III) (La2O3), оксид иттрия (III) (Y2O3), оксид церия (IV) (СеО2), цеолиты, ZSM-5, оксиды перовскита, оксиды гидротальцита и т.п., или их комбинации.In some aspects, the support comprises an inorganic oxide, alpha, beta or theta aluminum oxide (Al 2 O 3 ), activated Al 2 O 3 , silicon dioxide (SiO 2 ), titanium dioxide (TiO 2 ), magnesium oxide (MgO) , zirconium oxide (ZrO 2 ), lanthanum (III) oxide (La 2 O 3 ), yttrium (III) oxide (Y 2 O 3 ), cerium (IV) oxide (CeO 2 ), zeolites, ZSM-5, perovskite oxides , hydrotalcite oxides, etc., or combinations thereof.

Способы КЧО, реакторы КЧО, катализаторы КЧО и конфигурации каталитического слоя КЧО, приемлемые для использования в настоящем изобретении, более подробно описаны в предварительной заявке на патент США № 62/522910, направленной 21 июня 2017 г. (Международная заявка № РСТ/1В2О18/О54475, поданная 18 июня 2018 г.) под названием Improved Reactor Designs for Heterogeneous Catalytic Reactions, и в предварительной заявке на патент США № 62/521831, поданной 19 июня 2017 г. (Международная заявка № РСТ/Ш2018/054470, поданная 18 июня 2018 г.) под названием An Improved Process for Syngas Production for Petrochemical Applications, каждая из которых включена в данное изобретение посредством ссылки во всей полноте.CSC processes, CSC reactors, CSC catalysts, and CSC catalytic bed configurations suitable for use in the present invention are described in more detail in US Provisional Patent Application No. 62/522910, filed June 21, 2017 (International Application No. PCT/1B2O18/O54475 , filed June 18, 2018) entitled Improved Reactor Designs for Heterogeneous Catalytic Reactions, and in US Provisional Patent Application No. 62/521831, filed June 19, 2017 (International Application No. PCT/Ш2018/054470, filed June 18, 2018 d.) entitled An Improved Process for Syngas Production for Petrochemical Applications, each of which is incorporated herein by reference in its entirety.

В одном аспекте реактор КЧО, подходящий для использования в настоящем изобретении (например, реактор КЧО 100), может включать трубчатый реактор, проточный реактор непрерывного действия, изотермический реактор, адиабатический реактор, реактор с неподвижным слоем, реактор с псевдоожиженным слоем, реактор с барботажным слоем, реактор с циркуляционным слоем, реактор с кипящим слоем, реактор типа ротационной печи и т.п., или их комбинации.In one aspect, a CPO reactor suitable for use in the present invention (e.g., a CPO 100 reactor) may include a tubular reactor, a continuous flow reactor, an isothermal reactor, an adiabatic reactor, a fixed bed reactor, a fluidized bed reactor, a bubble bed reactor , circulating bed reactor, fluidized bed reactor, rotary kiln type reactor, etc., or combinations thereof.

В некоторых аспектах реактор КЧО 100 может быть охарактеризован, по меньшей мере, одним рабочим параметром КЧО, выбранным из группы, состоящей из температуры реактора КЧО (например, температуры слоя катализатора КЧО); температуры подачи КЧО (например, температуры смеси реагентов КЧО); целевой температуры выходящего потока КЧО; давления КЧО (например, давление реактора КЧО); времени контакта КЧО (например, времени контакта реактора КЧО); молярного отношения С/О вIn some aspects, the CPO reactor 100 can be characterized by at least one CPO operating parameter selected from the group consisting of CPO reactor temperature (eg, CPO catalyst bed temperature); the temperature of the CCHO supply (for example, the temperature of the mixture of CCHO reagents); target temperature of the CCHO outlet stream; pressure of the reactor (for example, the pressure of the reactor of the reactor); contact time of the CWC (for example, contact time of the CWC reactor); molar ratio C/O in

- 6 043578 смеси реагентов КЧО; молярного отношения водяного пара к углероду (П/S (S/C)) в смеси реагентов КЧО, где молярное отношение S/C означает общее количество молей воды (H2O) в смеси реагентов, поделенное на общее количество молей углерода (С) углеводородов в смеси реагентов; и их комбинаций. Применительно к настоящему описанию температура выходящего потока КЧО представляет собой температуру синтез-газа (например, выходящего потока реактора КЧО 15, выходящего потока синтез-газа; синтез-газа 17; синтез-газа 18), измеренную в точке, где синтез-газ выходит из реактора КЧО (реактор КЧО 100), например, температуру синтез-газа, измеренную на выходе из реактора КЧО, температура выходящего потока синтез-газа, температура выхода выходящего потока синтез-газа. Применительно к настоящему описанию температура выходящего потока КЧО (например, целевая температура выходящего потока КЧО) считается рабочим параметром. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью данного описания, выбор рабочих параметров для реактора КЧО, таких как температура подачи КЧО; давление КЧО; время контакта КЧО; молярное отношение С/О в смеси реагентов КЧО; молярное отношение П/С в смеси реагентов КЧО; и т.д. определяет температуру выходящего потока синтез-газа (например, выходящего потока реактора КЧО 15, выходящего потока синтез-газа; синтезгаза 17; синтез-газа 18), а также состав выходящего потока синтез-газа (например, выходящего потока реактора КЧО 15, выходящего потока синтез-газа; синтез-газа 17; синтез-газа 18). Кроме того, как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью настоящего описания, мониторинг температуры выходящего потока КЧО может обеспечить обратную связь для изменения других рабочих параметров (например, температуры подачи КЧО; давления КЧО; времени контакта КЧО; молярного отношения С/О в смеси реагентов КЧО; молярного отношение П/С в смеси реагентов КЧО; и т.д.) по мере необходимости, чтобы температура выходящего потока КЧО соответствовала целевой температуре выходящего потока КЧО. Кроме того, как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью данного описания, целевая температура выходящего потока КЧО представляет собой желаемую температуру выходящего потока КЧО, а температура выходящего потока КЧО (например, измеренная температура выходящего потока КЧО, фактическое значение температуры выходящего потока КЧО) может совпадать или не совпадать с целевой температурой выходящего потока КЧО. В аспектах, где температура выходящего потока КЧО отличается от целевой температуры выходящего потока КЧО, один или несколько рабочих параметров КЧО (например, температура подачи КЧО; давление КЧО; время контакта КЧО; молярное отношение С/О в смеси реагентов КЧО; молярное отношение П/С в смеси реагентов КЧО; и т.д.) могут быть скорректированы (например, изменены), чтобы температура выходящего потока КЧО соответствовала (например, была такой же, совпадала с) целевой температуре выходящего потока КЧО. Реактор КЧО 100 может работать при любых подходящих рабочих параметрах, которые могут обеспечивать синтез-газ желаемого состава (например, синтез-газ с желаемым молярным отношением H2/CO; синтез-газ с желаемым содержанием CO2 и т.д.).- 6 043578 mixture of reagents KChO; the molar ratio of water vapor to carbon (P/S (S/C)) in a mixture of reagents of CPO, where the molar ratio S/C means the total number of moles of water (H2O) in the mixture of reagents divided by the total number of moles of carbon (C) of hydrocarbons in mixtures of reagents; and their combinations. As used herein, the temperature of the CPO effluent stream is the temperature of the synthesis gas (e.g., CPO reactor effluent 15, synthesis gas effluent; synthesis gas 17; synthesis gas 18) measured at the point where the synthesis gas exits KChO reactor (KChO 100 reactor), for example, the synthesis gas temperature measured at the outlet of the KChO reactor, the temperature of the outlet synthesis gas stream, the temperature of the outlet synthesis gas stream. For purposes of the present disclosure, the CSF effluent temperature (eg, the target CSF effluent temperature) is considered an operating parameter. As will be appreciated by one skilled in the art and with the help of this description, the selection of operating parameters for the CSF reactor, such as the CSF feed temperature; CCH pressure; CWC contact time; molar C/O ratio in the mixture of CCHO reagents; molar ratio P/S in the mixture of CCHO reagents; etc. determines the temperature of the outlet stream of synthesis gas (for example, the outlet stream of the KChO 15 reactor, the outlet stream of synthesis gas; synthesis gas 17; synthesis gas 18), as well as the composition of the outlet stream of synthesis gas (for example, the outlet stream of the KChO 15 reactor, the outlet stream synthesis gas; synthesis gas 17; synthesis gas 18). In addition, as one skilled in the art will appreciate and with the benefit of the present disclosure, monitoring the temperature of the CSF effluent stream can provide feedback for changes in other operating parameters (e.g., CSF feed temperature; CSF pressure; CSF contact time; C molar ratio /O in the mixture of CSC reagents; molar ratio of P/S in the mixture of CSC reagents; etc.) as necessary to ensure that the temperature of the CSC effluent stream corresponds to the target temperature of the CSC effluent stream. In addition, as will be understood by one skilled in the art and with the aid of this description, the target CSF effluent temperature is the desired CSF effluent temperature, and the CSF effluent temperature (e.g., the measured CSF effluent temperature, the actual effluent temperature) CCHO flow) may or may not coincide with the target temperature of the CCHO outlet stream. In aspects where the temperature of the CSF effluent stream differs from the target temperature of the CSF effluent stream, one or more operating parameters of the CSF (e.g., CSF supply temperature; CSF pressure; CSF contact time; C/O molar ratio of the CSF reagent mixture; P/M molar ratio C in the mixture of CSC reagents; etc.) can be adjusted (for example, changed) so that the temperature of the CSC effluent stream corresponds to (for example, is the same, coincides with) the target temperature of the CSC effluent stream. The CPO reactor 100 can be operated at any suitable operating parameters that can provide synthesis gas of the desired composition (eg, synthesis gas with a desired H2/CO molar ratio; synthesis gas with a desired CO2 content, etc.).

Реактор КЧО 100 может быть охарактеризован температурой подачи КЧО приблизительно от 25 до 600, или же приблизительно от 25 до 500, или же приблизительно от 25 до 400, или же приблизительно от 50 до 400, или же приблизительно от 100 до 400°C. В аспектах, где смесь реагентов КЧО содержит водяной пар, температура подачи КЧО может достигать приблизительно 600, или же приблизительно 575, или же приблизительно 550, или же приблизительно 525°C. В аспектах, где смесь реагентов КЧО не содержит водяной пар, температура подачи КЧО может достигать приблизительно 450, или же приблизительно 425, или же приблизительно 400, или же приблизительно 375°C. Реактор КЧО 100 может быть охарактеризован температурой выходящего потока КЧО (например, целевой температурой выходящего потока КЧО), равной или больше чем приблизительно 300, приблизительно 600, приблизительно 700°C, приблизительно 750, приблизительно 800, приблизительно 850, или же приблизительно от 300 до 1600, или же приблизительно от 600 до 1400, или же приблизительно от 600 до 1300, или же приблизительно от 700 до 1200, или же приблизительно от 750 до 1150, или же приблизительно от 800 до 1125 или, с другой стороны, приблизительно от 850 до 1100°C.The CPO reactor 100 may have a CPO feed temperature of about 25 to 600, or about 25 to 500, or about 25 to 400, or about 50 to 400, or about 100 to 400°C. In aspects where the CPO reactant mixture contains water vapor, the CPO feed temperature may reach about 600, or about 575, or about 550, or about 525°C. In aspects where the CPO reactant mixture does not contain steam, the CPO feed temperature may reach about 450, or about 425, or about 400, or about 375°C. The CSF reactor 100 may be characterized by a CSF effluent temperature (e.g., a target CSF effluent temperature) equal to or greater than about 300, about 600, about 700°C, about 750, about 800, about 850, or about 300 to 1600, or approximately 600 to 1400, or approximately 600 to 1300, or approximately 700 to 1200, or approximately 750 to 1150, or approximately 800 to 1125, or, on the other hand, approximately 850 up to 1100°C.

В одном аспекте реактор КЧО 100 может быть охарактеризован любой подходящей температурой реактора и/или температурой слоя катализатора. Например, реактор КЧО 100 может характеризоваться температурой реактора и/или температурой слоя катализатора равной или больше чем приблизительно 300, приблизительно 600, приблизительно 700, приблизительно 750, приблизительно 800 или приблизительно 850, или, с другой стороны, приблизительно от 300 до 1600, или же приблизительно от 600 до 1400, или же приблизительно от 600 до 1300, или же приблизительно от 700 до 1200, или же приблизительно от 750 до 1150, или же приблизительно от 800 до 1125, или, с другой стороны, приблизительно от 850 до 1100°C.In one aspect, the CPO reactor 100 can be characterized by any suitable reactor temperature and/or catalyst bed temperature. For example, the CPO reactor 100 may have a reactor temperature and/or catalyst bed temperature equal to or greater than about 300, about 600, about 700, about 750, about 800, or about 850, or, alternatively, about 300 to 1600, or from about 600 to 1400, or from about 600 to 1300, or from about 700 to 1200, or from about 750 to 1150, or from about 800 to 1125, or, on the other hand, from about 850 to 1100 °C.

Реактор КЧО 100 может работать при любом подходящем температурном режиме, который может обеспечить синтез-газ желаемого состава (например, синтез-газ с желаемым молярным отношением H2CO; синтез-газ с желаемым содержанием CO2 и т.д.). Реактор КЧО 100 может работать в адиабатических условиях, неадиабатических условиях, изотермических условиях, почти изотермических условиях и т.д. Применительно к настоящему описанию термин неадиабатические условия относится к условиям процесса, при которых реактор подвергается внешнему теплообмену или теплопередаче (например, реактор нагревают или реактор охлаждают), что может представлять собой прямой теплообмен и/или неThe CPO reactor 100 can be operated at any suitable temperature condition that can provide synthesis gas of the desired composition (eg, synthesis gas with a desired H2CO molar ratio; synthesis gas with a desired CO2 content, etc.). The KChO 100 reactor can operate under adiabatic conditions, non-adiabatic conditions, isothermal conditions, nearly isothermal conditions, etc. As used herein, the term non-adiabatic conditions refers to process conditions in which the reactor is subjected to external heat exchange or heat transfer (e.g., the reactor is heated or the reactor is cooled), which may be direct heat exchange and/or not

- 7 043578 прямой теплообмен. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, термины прямой теплообмен и непрямой теплообмен известны специалисту в данной области техники. Напротив, термин адиабатические условия относится к условиям процесса, при которых реактор не подвергается внешнему теплообмену (например, реактор не нагревают или реактор не охлаждают). Как правило, внешний теплообмен подразумевает внешнюю систему теплообмена (например, систему охлаждения, систему обогрева), которая требует ввода и/или вывода энергии. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, внешняя теплопередача также может быть результатом теплопотерь из слоя катализатора (или реактора) из-за радиационной теплопередачи, теплопроводности, конвекционной теплопередачи и т.п., или их комбинаций. Например, слой катализатора может участвовать в теплообмене с внешней средой и/или с зонами реактора перед слоем и/или после слоя катализатора.- 7 043578 direct heat exchange. As will be appreciated by one skilled in the art and from this description, the terms direct heat transfer and indirect heat transfer are known to one skilled in the art. In contrast, the term adiabatic conditions refers to process conditions in which the reactor is not subject to external heat exchange (eg, the reactor is not heated or the reactor is not cooled). Typically, external heat exchange refers to an external heat exchange system (eg, cooling system, heating system) that requires energy input and/or output. As one skilled in the art will appreciate and with the benefit of this description, external heat transfer can also result from heat loss from the catalyst (or reactor) bed due to radiative heat transfer, conduction, convection heat transfer, and the like, or combinations thereof. For example, the catalyst bed may participate in heat exchange with the external environment and/or with the reactor zones upstream and/or downstream of the catalyst bed.

Применительно к настоящему описанию термин изотермические условия относится к условиям процесса (например, рабочим параметрам КЧО), которые позволяют поддерживать практически постоянной температуру реактора и/или слоя катализатора (например, изотермическую температуру), которая может быть определена как температура, которая меняется меньше чем приблизительно на ±10, приблизительно на ±9, приблизительно на ±8, приблизительно на ±7, приблизительно на ±6, приблизительно на ±5, приблизительно на ±4, приблизительно на ±3, приблизительно на ±2 или приблизительно на ±1°C по всему реактору и/или слою катализатора соответственно. Кроме того, применительно к настоящему описанию термин изотермические условия относится к условиям процесса (например, рабочим параметрам КЧО), эффективным для получения синтез-газа желаемого состава (например, с желаемым молярным отношением Н2/СО, желаемым содержанием CO2 и т.д.), где изотермические условия включают изменение температуры меньше чем приблизительно на ±10°C по всему реактору и/или слою катализатора. Реактор КЧО 100 может работать при любых подходящих рабочих параметрах, которые могут обеспечивать изотермические условия.As used herein, the term isothermal conditions refers to process conditions (e.g., CPO operating parameters) that allow the temperature of the reactor and/or catalyst bed to be maintained substantially constant (e.g., isothermal temperature), which can be defined as a temperature that varies less than approximately ±10, approximately ±9, approximately ±8, approximately ±7, approximately ±6, approximately ±5, approximately ±4, approximately ±3, approximately ±2 or approximately ±1°C throughout the reactor and/or catalyst bed, respectively. Additionally, as used herein, the term isothermal conditions refers to process conditions (e.g., CPO operating parameters) effective to produce synthesis gas of the desired composition (e.g., desired H2 /CO molar ratio, desired CO2 content, etc. ), where isothermal conditions include a temperature change of less than about ±10°C throughout the reactor and/or catalyst bed. The KCHO 100 reactor can be operated at any suitable operating parameters that can provide isothermal conditions.

Применительно к настоящему описанию термин почти изотермические условия относится к условиям процесса (например, рабочим параметрам КЧО), которые позволяют поддерживать почти постоянной температуру реактора и/или слоя катализатора (например, почти изотермическую температуру), которая может быть определена как температура, которая меняется меньше чем приблизительно на ±100, приблизительно на ±90, приблизительно на ±80, приблизительно на ±70, приблизительно на ±60, приблизительно на ±50, приблизительно на ±40, приблизительно на ±30, приблизительно на ±20, приблизительно на ±10, приблизительно на ±9, приблизительно на ±8, приблизительно на ±7, приблизительно на ±6, приблизительно на ±5, приблизительно на ±4, приблизительно на ±3, приблизительно на ±2 или приблизительно на ±1°C по всему реактору и/или слою катализатора, соответственно. В некоторых аспектах почти изотермические условия допускают изменение температуры меньше чем приблизительно на ±50, или же меньше чем приблизительно на ±25, или же меньше чем приблизительно на ±10°C по всему реактору и/или слою катализатора. Кроме того, применительно к настоящему описанию термин почти изотермические условия следует понимать как включающий изотермические условия.As used herein, the term near-isothermal conditions refers to process conditions (e.g., CPO operating parameters) that allow the temperature of the reactor and/or catalyst bed to be maintained nearly constant (e.g., near-isothermal temperature), which can be defined as a temperature that varies less than approximately ±100, approximately ±90, approximately ±80, approximately ±70, approximately ±60, approximately ±50, approximately ±40, approximately ±30, approximately ±20, approximately ±10 , approximately ±9, approximately ±8, approximately ±7, approximately ±6, approximately ±5, approximately ±4, approximately ±3, approximately ±2, or approximately ±1°C throughout the reactor and/or a catalyst layer, respectively. In some aspects, near isothermal conditions allow a temperature change of less than about ±50, or less than about ±25, or less than about ±10°C throughout the reactor and/or catalyst bed. Additionally, as used herein, the term near-isothermal conditions should be understood to include isothermal conditions.

Кроме того, применительно к настоящему описанию термин почти изотермические условия относится к условиям процесса (например, рабочим параметрам КЧО), эффективным для получения синтезгаза желаемого состава (например, с желаемым молярным отношением H2/CO), желаемым содержанием CO2 и т.д.), при этом почти изотермические условия включают изменение температуры меньше чем приблизительно на ±100°C по всему реактору и/или слою катализатора.Additionally, as used herein, the term near-isothermal conditions refers to process conditions (e.g., CPO operating parameters) effective to produce synthesis gas of the desired composition (e.g., desired H2/CO molar ratio, desired CO2 content, etc.) , where near isothermal conditions include a temperature change of less than about ±100°C throughout the reactor and/or catalyst bed.

В одном аспекте способ, раскрытый в данном изобретении, может включать проведение реакции КЧО в почти изотермических условиях с получением синтез-газа, где почти изотермические условия включают изменение температуры меньше чем приблизительно на ±100°C по всему реактору и/или слою катализатора. Реактор КЧО 100 может работать при любых подходящих рабочих параметрах, которые могут обеспечивать почти изотермические условия. Почти изотермические условия могут быть обеспечены с помощью ряда переменных процесса и катализатора, таких как температура (например, теплообмен или теплопередача), давление, скорость потока газа, конфигурация реактора, конфигурация слоя катализатора, состав слоя катализатора, площадь поперечного сечения реактора, ступенчатость подачи газа, впрыскивание подачи газа, состав подачи газа и т.п., или их комбинации. Как правило, и без намерения быть связанными с какой-либо теорией, термины теплопередача или теплообмен относят к тепловой энергии, обмениваемой или передаваемой между двумя системами (например, двумя реакторами, такими как реактор КЧО и реактор крекинга), и термины теплопередача или теплообмен используют в изобретении взаимозаменяемо.In one aspect, the method disclosed in this invention may include conducting a CPO reaction under near isothermal conditions to produce synthesis gas, where near isothermal conditions include a temperature change of less than about ±100°C throughout the reactor and/or catalyst bed. The KCHO 100 reactor can be operated at any suitable operating parameters that can provide near isothermal conditions. Near isothermal conditions can be achieved by a number of process and catalyst variables such as temperature (e.g. heat exchange or heat transfer), pressure, gas flow rate, reactor configuration, catalyst bed configuration, catalyst bed composition, reactor cross-sectional area, gas staging , gas supply injection, gas supply composition, etc., or combinations thereof. Generally, and without intending to be bound by any theory, the terms heat transfer or heat exchange refer to thermal energy exchanged or transferred between two systems (for example, two reactors such as a CPR reactor and a cracking reactor), and the terms heat transfer or heat exchange are used interchangeable in the invention.

В некоторых аспектах достижение целевой температуры выходящего потока КЧО и/или почти изотермических условий может быть обеспечено за счет теплообмена или теплопередачи. Теплообмен может включать нагревание реактора или охлаждение реактора. В одном аспекте достижение целевой температуры выходящего потока КЧО и/или почти изотермических условий может быть обеспечено за счет охлаждения реактора. В другом аспекте достижение целевой температуры выходящего потока КЧО и/или почти изотермических условий может быть обеспечено за счет нагревания реактора. В некоторыхIn some aspects, achieving a target CSF effluent temperature and/or near isothermal conditions can be achieved through heat exchange or heat transfer. Heat exchange may involve heating the reactor or cooling the reactor. In one aspect, achieving a target CSF effluent temperature and/or near isothermal conditions can be achieved by cooling the reactor. In another aspect, achieving a target CSF effluent temperature and/or near isothermal conditions can be achieved by heating the reactor. In some

- 8 043578 аспектах достижение целевой температуры выходящего потока КЧО и/или почти изотермических условий может быть обеспечено прямым теплообменом и/или непрямым теплообменом. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, термины прямой теплообмен и непрямой теплообмен известны специалисту в данной области. Теплообмен может включать внешний теплообмен, внешнее охлаждение охлаждающей жидкостью, реакционное охлаждение, охлаждение жидким азотом, криогенное охлаждение, электрическое нагревание, электродуговое нагревание, микроволновое нагревание, радиационное нагревание, сжигание природного газа, солнечное нагревание, инфракрасное нагревание, использование разбавителя в смеси реагентов КЧО и т.п., или их комбинации. Например, реакционное охлаждение может быть выполнено путем проведения эндотермической реакции в охлаждающем змеевике/рубашке, связанных с реактором (например, расположенных внутри реактора).- 8 043578 aspects, achieving the target temperature of the CPO outlet stream and/or near isothermal conditions can be achieved by direct heat exchange and/or indirect heat exchange. As will be appreciated by one skilled in the art and from this description, the terms direct heat transfer and indirect heat transfer are known to one skilled in the art. Heat transfer may include external heat exchange, external coolant cooling, reaction cooling, liquid nitrogen cooling, cryogenic cooling, electrical heating, electric arc heating, microwave heating, radiation heating, natural gas combustion, solar heating, infrared heating, use of a diluent in the COC reagent mixture, and etc., or combinations thereof. For example, reaction cooling can be accomplished by conducting an endothermic reaction in a cooling coil/jacket associated with the reactor (eg, located within the reactor).

В некоторых аспектах достижение целевой температуры выходящего потока КЧО и/или почти изотермических условий может быть обеспечено за счет отведения технологического тепла из реактора КЧО. В других аспектах достижение целевой температуры выходящего потока КЧО и/или почти изотермических условий может быть обеспечено путем подачи тепла в реактор КЧО. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, реактор КЧО может нуждаться как в нагревании, так и охлаждении для достижения целевой температуры выходящего потока КЧО и/или почти изотермических условий.In some aspects, achieving a target CSF effluent temperature and/or near isothermal conditions can be achieved by removing process heat from the CSF reactor. In other aspects, achieving a target CSF effluent temperature and/or near isothermal conditions can be achieved by introducing heat into the CSF reactor. As will be appreciated by one skilled in the art and with the help of this description, the CSF reactor may require both heating and cooling to achieve a target CSF effluent temperature and/or near isothermal conditions.

В одном аспекте теплообмен или теплопередача может включать введение охлаждающего агента, такого как разбавитель, в реактор (например, реактор КЧО 100), чтобы снизить температуру реактора и/или температуру слоя катализатора, при этом повышая температуру охлаждающего агента и/или меняя фазу охлаждающего агента. Охлаждающий агент может быть реакционноспособным или инертным. Охлаждающий агент может находиться в жидком состоянии и/или парообразном состоянии. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, охлаждающий агент может действовать как замедлитель воспламенения, например, за счет снижения температуры внутри реактора, изменения состава газовой смеси, уменьшения сгорания углеводородов до CO2 и т.п.In one aspect, heat exchange or heat transfer may include introducing a cooling agent, such as a diluent, into a reactor (e.g., a KCHO 100 reactor) to reduce the temperature of the reactor and/or the temperature of the catalyst bed, while increasing the temperature of the cooling agent and/or changing the phase of the cooling agent . The cooling agent may be reactive or inert. The coolant may be in a liquid and/or vapor state. As will be appreciated by one skilled in the art and by reference to this description, the coolant may act as a flame retardant, for example by lowering the temperature within the reactor, changing the composition of the gas mixture, reducing the combustion of hydrocarbons to CO2, and the like.

В некоторых аспектах смесь реагентов КЧО 10 может дополнительно содержать разбавитель, причем разбавитель способствует достижению целевой температуры выходящего потока КЧО и/или почти изотермических условий посредством теплообмена, как раскрыто в данном изобретении. Разбавитель может содержать воду, водяной пар, инертные газы (например, аргон), азот, диоксид углерода и т.п., или их комбинации. Обычно разбавитель инертен по отношению к реакции КЧО, например, разбавитель не участвует в реакции КЧО. Однако, как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью настоящего описания, некоторые разбавители (например, вода, водяной пар, диоксид углерода и т.д.) могут вступать в химические реакции, отличные от реакции КЧО, внутри реактора и могут менять состав получаемого синтез-газа, как будет более подробно описано ниже в данном изобретении; при этом другие разбавители (например, азот (N), аргон (Ar)) могут не участвовать в реакциях, которые меняют состав получаемого синтез-газа. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью настоящего описания, разбавитель может быть использован для изменения состава получаемого синтез-газа. Разбавитель может присутствовать в смеси реагентов КЧО 10 в любом подходящем количестве.In some aspects, the CPO reactant mixture 10 may further comprise a diluent, wherein the diluent helps achieve a target CPO effluent temperature and/or near isothermal conditions through heat exchange as disclosed herein. The diluent may contain water, steam, inert gases (eg, argon), nitrogen, carbon dioxide, etc., or combinations thereof. Typically, the diluent is inert to the COC reaction, for example, the diluent does not participate in the COC reaction. However, as one skilled in the art will appreciate and with the benefit of this disclosure, some diluents (e.g., water, steam, carbon dioxide, etc.) may undergo chemical reactions other than the CPO reaction within the reactor and can change the composition of the resulting synthesis gas, as will be described in more detail below in this invention; however, other diluents (for example, nitrogen (N), argon (Ar)) may not participate in reactions that change the composition of the resulting synthesis gas. As will be appreciated by one skilled in the art and with the benefit of the present disclosure, a diluent can be used to change the composition of the resulting synthesis gas. The diluent may be present in the KCHO 10 reagent mixture in any suitable amount.

В одном аспекте достижение целевой температуры выходящего потока КЧО и/или почти изотермических условий может быть обеспечено за счет отведения технологического тепла (Qout) из реактора КЧО 100, например, охлаждением реактора КЧО 100, например, за счет нагревания реактора крекинга и/или нагревания воды для производства пара. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью данного описания, положительное значение Q, выходящего наружу (по направлению стрелки 13), означает, что тепло передается от этого конкретного реактора, например, этот конкретный реактор охлаждают. Например, Qout 13 на фиг. 1-3 указывает на то, что тепло передается от реактора КЧО 100 (например, реактор КЧО 100 охлаждают), например, на процесс крекинга и/или процесс производства пара, соответственно. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью данного описания, положительное значение Q, входящего внутрь (по направлению стрелки 13'), означает тепло, передаваемое конкретной системе/узлу/реактору, например, эти конкретные систему/узел/реактор нагревают.In one aspect, achieving a target CPO effluent temperature and/or near isothermal conditions can be achieved by removing process heat (Q out ) from the CPO reactor 100, for example by cooling the CPO reactor 100, for example by heating the cracking reactor and/or heating water for steam production. As one skilled in the art will appreciate and with the benefit of this description, a positive value of Q coming out (in the direction of arrow 13) means that heat is being transferred from that particular reactor, for example, that particular reactor is being cooled. For example, Qout 13 in FIG. 1-3 indicates that heat is transferred from the CPO reactor 100 (eg, the CPO reactor 100 is cooled), for example, to a cracking process and/or a steam production process, respectively. As will be understood by one skilled in the art, and with the aid of this description, a positive value of Q going in (in the direction of arrow 13') means heat transferred to a particular system/assembly/reactor, e.g., that particular system/assembly/reactor heated.

В некоторых аспектах теплопередача может включать охлаждение реактора КЧО 100 при одновременном нагревании реактора крекинга (например, реактора крекинга в крекинг-установке 600), где реактор крекинга необязательно может производить этилен путем крекинга этана. В одном аспекте сырье крекинг-установки 60 может быть подано в реактор крекинга, где сырье крекинг-установки включает вторые углеводороды, такие как алканы (например, этан, пропан, бутаны, нафта и т.п., или их комбинации); где, по меньшей мере, часть вторых углеводородов подвергается эндотермической реакции крекинга в реакторе крекинга с образованием потока продуктов реактора крекинга; и где поток продуктов реактора крекинга содержит олефины (например, этилен), водород и непрореагировавшие алканы. В других аспектах теплопередача может включать охлаждение реактора КЧО 100 при одновременном нагревании воды для получения пара. В некоторых аспектах реактор КЧО 100 может представлять собой реактор с водяным охлаждением. Реактор КЧО 100 может иметь внутренние и/или внешние охлаждающие элеменIn some aspects, heat transfer may include cooling the CPO reactor 100 while simultaneously heating a cracking reactor (eg, the cracking reactor in cracker 600), where the cracking reactor may optionally produce ethylene by cracking ethane. In one aspect, the cracker feed 60 may be fed to a cracking reactor, wherein the cracker feed includes second hydrocarbons such as alkanes (eg, ethane, propane, butanes, naphtha, and the like, or combinations thereof); wherein at least a portion of the second hydrocarbons undergo an endothermic cracking reaction in a cracking reactor to form a cracking reactor product stream; and wherein the cracking reactor product stream contains olefins (eg, ethylene), hydrogen, and unreacted alkanes. In other aspects, heat transfer may include cooling the CCH reactor 100 while heating water to produce steam. In some aspects, the KCHO reactor 100 may be a water-cooled reactor. The KChO 100 reactor may have internal and/or external cooling elements

- 9 043578 ты для преобразования воды в водяной пар. Например, трубопроводы для преобразования воды в водяной пар могут быть использованы в качестве внутренних охлаждающих элементов в реакторе КЧО 100, где часть технологического тепла от реакции КЧО нагревает воду внутри таких трубопроводов, тем самым превращая воду в водяной пар. В качестве другого примера может быть использована внешняя охлаждающая рубашка для преобразования воды в водяной пар. Более подробно интеграция процесса КЧО с процессами крекинга и/или производства пара описана в предварительных заявках на патент США № 62/787620, поданной 2 января 2019 г. под названием Catalyst Activity Management in Catalytic Partial Oxidation, и № 62/810629, поданной 26 февраля 2019 г. под названием An Integrated Process for the Production of Syngas and Olcfins by Catalytic Partial Oxidation and Cracking), каждая из которых полностью включена в настоящее изобретение посредством ссылки.- 9 043578 you for converting water into water vapor. For example, water-to-steam pipelines can be used as internal cooling elements in a KCHO 100 reactor, where some of the process heat from the KCHO reaction heats the water inside such pipelines, thereby converting the water into steam. As another example, an external cooling jacket can be used to convert water into steam. Integration of the CPO process with cracking and/or steam production processes is described in more detail in US provisional patent applications No. 62/787620, filed January 2, 2019, entitled Catalyst Activity Management in Catalytic Partial Oxidation, and No. 62/810629, filed February 26 2019 entitled An Integrated Process for the Production of Syngas and Olfins by Catalytic Partial Oxidation and Cracking), each of which is incorporated by reference in its entirety.

В некоторых аспектах теплопередача (например, теплопередача, которая обеспечивает достижение целевой температуры выходящего потока КЧО и/или почти изотермических условий) исключает теплопередачу с выходящим потоком синтез-газа (например, выходящим потоком реактора КЧО 15, выходящим потоком синтез-газа; синтез-газом 17; синтез-газом 18) после выходящего потока синтез-газа (например, выходящего потока реактора КЧО 15, выходящего потока синтез-газа; синтез-газа 17; синтезгаза 18), покидающего реактор КЧО (например, реактор КЧО 100). В других аспектах теплопередача (например, теплопередача, которая обеспечивает достижение целевой температуры выходящего потока КЧО и/или почти изотермических условий) может включать теплопередачу с выходящим потоком синтез-газа (например, потоком реактора КЧО 15, выходящим потоком синтез-газа; синтез-газом 17 синтезгазом 18) после выходящего потока синтез-газа (например, выходящего потока реактора КЧО 15, выходящего потока синтез-газа; синтез-газа 17; синтез-газа 18), покидающего реактор КЧО (например, реактор КЧО 100).In some aspects, heat transfer (e.g., heat transfer that achieves a target CPO effluent temperature and/or near isothermal conditions) eliminates heat transfer to the synthesis gas effluent (e.g., CPO 15 reactor effluent, synthesis gas effluent, synthesis gas 17; synthesis gas 18) after the effluent stream of synthesis gas (for example, the effluent stream of the KChO reactor 15, the effluent stream of synthesis gas; synthesis gas 17; synthesis gas 18) leaving the KChO reactor (for example, the KChO reactor 100). In other aspects, heat transfer (e.g., heat transfer that achieves a target CPO effluent temperature and/or near isothermal conditions) may include heat transfer with a synthesis gas effluent stream (e.g., CPO 15 reactor effluent, synthesis gas effluent, synthesis gas 17 by synthesis gas 18) after the effluent stream of synthesis gas (for example, the effluent stream of the KChO reactor 15, the effluent stream of synthesis gas; synthesis gas 17; synthesis gas 18) leaving the KChO reactor (for example, the KChO reactor 100).

Реактор КЧО 100 может быть охарактеризован давлением КЧО (например, давлением в реакторе, измеренным на выходе или выпуске из реактора) равным или больше чем приблизительно 1, приблизительно 10, приблизительно 20, приблизительно 25, приблизительно 30, приблизительно 35 бар(изб.), приблизительно 40 или приблизительно 50 бар(изб.), или, с другой стороны, меньше чем приблизительно 30, приблизительно 25, приблизительно 20 или приблизительно 10, или же приблизительно от 1 до 90, или же приблизительно от 1 до 70, или же приблизительно от 1 до 40, или же приблизительно от 1 до 30, или же приблизительно от 1 до 25, или же приблизительно от 1 до 20, или же приблизительно от 1 до 10, или же приблизительно от 20 до 90, или же приблизительно от 25 до 85, или, с другой стороны, приблизительно от 30 до 80 бар(изб.).The CPR reactor 100 may be characterized by a CPR pressure (e.g., reactor pressure measured at the outlet or outlet of the reactor) equal to or greater than about 1, about 10, about 20, about 25, about 30, about 35 bar(g), about 40 or about 50 bar(g), or, on the other hand, less than about 30, about 25, about 20 or about 10, or about 1 to 90, or about 1 to 70, or about from 1 to 40, or from about 1 to 30, or from about 1 to 25, or from about 1 to 20, or from about 1 to 10, or from about 20 to 90, or from about 25 to 85, or, on the other hand, from approximately 30 to 80 bar(g).

Реактор КЧО 100 может быть охарактеризован временем контакта КЧО приблизительно от 0,001 миллисекунды (мсек) до 5 секунд (с), или же приблизительно от 0,001 мс до 1 с, или же приблизительно от 0,001 до 100 мс, или же приблизительно от 0,001 до 10, или же приблизительно от 0,001 до 5, или, с другой стороны, приблизительно от 0,01 до 1,2 мс. Обычно время контакта в реакторе, содержащем катализатор, относится к среднему количеству времени, которое соединение (например, молекула этого соединения) проводит в контакте с катализатором (например, в слое катализатора), например, среднее количество времени, которое требуется соединению (например, молекуле этого соединения), чтобы пройти через слой катализатора. Применительно к настоящему описанию время контакта меньше чем приблизительно 5 мс может быть названо миллисекундным режимом (МСР (MSR)); и способ КЧО или реакция КЧО, описанные в данном изобретении, характеризующиеся временем контакта меньше чем приблизительно 5 мсек, могут быть названы способом или реакцией КЧО с миллисекундным режимом (МСР-КЧО), соответственно. В некоторых аспектах реактор КЧО 100 может быть охарактеризован временем контакта приблизительно от 0,001 до 5 мс или, с другой стороны, приблизительно от 0,01 до 1,2 мс.The CCO reactor 100 can be characterized by a CCO contact time of approximately 0.001 milliseconds (ms) to 5 seconds (s), or approximately 0.001 ms to 1 s, or approximately 0.001 to 100 ms, or approximately 0.001 to 10. or from about 0.001 to 5, or, on the other hand, from about 0.01 to 1.2 ms. Typically, contact time in a reactor containing a catalyst refers to the average amount of time that a compound (e.g., a molecule of that compound) spends in contact with the catalyst (e.g., a catalyst bed), e.g., the average amount of time it takes a compound (e.g., a molecule of this compound) to pass through the catalyst bed. As used herein, contact times of less than about 5 ms may be referred to as millisecond mode (MSR); and the CSC method or CSC reaction described in the present invention, characterized by a contact time of less than about 5 ms, may be called a millisecond mode CSC method or reaction (MSR-CSC), respectively. In some aspects, the CPO reactor 100 may have a contact time of about 0.001 to 5 ms, or, alternatively, about 0.01 to 1.2 ms.

Все раскрытые в изобретении рабочие параметры КЧО применимы во всех раскрытых в изобретении вариантах, если не указано иное. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, каждый рабочий параметр КЧО может быть скорректирован для получения желаемого качества синтез-газа, такого как синтез-газ желаемого состава (например, синтез-газ с желаемым молярным отношением H2/CO, синтез-газ с желаемым содержанием СО2 и др.). Например, рабочие параметры КЧО могут быть скорректированы, чтобы обеспечить повышенное содержание H2 синтез-газ F. В качестве другого примера, рабочие параметры КЧО могут быть отрегулированы для обеспечения пониженного содержания CO2 синтез-газ F. В качестве еще одного примера, рабочие параметры КЧО могут быть скорректированы для получения пониженного содержания непрореагировавших углеводородов (например, непрореагировавшего CH4) в синтез-газе.All operating parameters of the CFC disclosed in the invention are applicable in all embodiments disclosed in the invention, unless otherwise indicated. As one skilled in the art will appreciate and with the help of this description, each operating parameter of the CPR can be adjusted to produce a desired quality of synthesis gas, such as a synthesis gas of a desired composition (for example, a synthesis gas with a desired H 2 molar ratio /CO, synthesis gas with the desired CO 2 content, etc.). For example, the operating parameters of the EPC may be adjusted to provide increased H 2 content of synthesis gas F. As another example, the operating parameters of the EPC may be adjusted to provide reduced CO 2 content of synthesis gas F. As another example, the operating parameters The NOR can be adjusted to produce a reduced content of unreacted hydrocarbons (eg unreacted CH 4 ) in the synthesis gas.

В одном аспекте смесь реагентов КЧО 10 может дополнительно содержать разбавитель, такой как вода и/или водяной пар, CO2, N2, аргон и т.д. Реактор КЧО 100 может работать в любых подходящих рабочих условиях (например, рабочих параметрах КЧО), которые могут обеспечивать выходящий поток реактора КЧО (например, синтез-газ) желаемого состава (например, желаемое молярное отношение Н2/СО; желаемое содержание CO2 и т.д.); например, реактор КЧО 100 может работать с введением в реактор КЧО 100 воды и/или водяного пара и необязательно CO2.In one aspect, the CCO reagent mixture 10 may further comprise a diluent such as water and/or steam, CO 2 , N 2 , argon, etc. The CPO reactor 100 can be operated under any suitable operating conditions (e.g., CPO operating parameters) that can provide the CPO reactor effluent (e.g., synthesis gas) of the desired composition (e.g., desired H2/CO molar ratio; desired CO2 content, etc.). d.); for example, the KCHO reactor 100 can be operated by introducing water and/or steam and optionally CO 2 into the KCHO reactor 100.

Когда в реакторе присутствует углерод (например, кокс; С, образующийся в результате реакцииWhen carbon is present in the reactor (for example, coke; C resulting from the reaction

- 10 043578 разложения, представленной уравнением (2)), разбавитель вода и/или водяной пар могут реагировать с углеродом и генерировать дополнительные количества СО и H2, например, как представлено уравнением (3):- 10 043578 decomposition represented by equation (2)), the diluent water and/or steam can react with carbon and generate additional amounts of CO and H 2 , for example, as represented by equation (3):

С+Н2О # СО+Н2 (3)C+H 2 O # CO+H 2 (3)

Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью настоящего описания, присутствие воды и/или водяного пара в реакторе КЧО 100 может уменьшить количество кокса в реакторе КЧО 100.As will be appreciated by one skilled in the art and with the benefit of the present description, the presence of water and/or steam in the CPO reactor 100 can reduce the amount of coke in the CPO reactor 100.

Кроме того, как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью настоящего описания, вода и/или водяной пар могут быть использованы для изменения состава получаемого синтез-газа в выходящем потоке реактора КЧО (например, в синтез-газе). Водяной пар может реагировать с метаном, например, как представлено уравнением (4):Additionally, as one skilled in the art will appreciate and with the benefit of the present disclosure, water and/or steam can be used to change the composition of the resulting synthesis gas in the CPO reactor effluent (eg, synthesis gas). Water vapor can react with methane, for example, as represented by equation (4):

СН4+Н2О СО+ЗН2 (4)CH4+H 2 O CO+ZN 2 (4)

В одном аспекте разбавитель, содержащий воду и/или водяной пар, может повышать содержание H2 полученного выходящего потока реактора КЧО (например, синтез-газа). Например, в аспектах, где смесь реагентов КЧО 10 содержит разбавитель воду и/или водяной пар, получаемый выходящий поток реактора КЧО (например, синтез-газ) может быть охарактеризован молярным отношением H2 к СО, которое увеличивается по сравнению с молярным отношением H2 к СО выходящего потока реактора КЧО (например, синтез-газа), получаемого в аналогичном во всем остальном процессе, проводимом со смесью реагентов, содержащей углеводороды и кислород, без разбавителя воды и/или водяного пара. Без намерения быть связанными какой-либо теорией считают, что реакция риформинга (например, представленная уравнением (4)) является эндотермической реакцией. Реакция риформинга, представленная уравнением (4), может отводить часть технологического тепла (например, тепла, производимого экзотермической реакцией КЧО, представленной уравнением (1)).In one aspect, a diluent containing water and/or steam can increase the H 2 content of the resulting CPO reactor effluent (eg, synthesis gas). For example, in aspects where the CPO reactant mixture 10 contains the diluent water and/or steam, the resulting CPO reactor effluent (e.g., synthesis gas) may be characterized by a molar ratio of H 2 to CO that is increased relative to the molar ratio of H 2 to the CO of the effluent stream of the CPO reactor (for example, synthesis gas), obtained in an otherwise similar process, carried out with a mixture of reagents containing hydrocarbons and oxygen, without the diluent of water and/or water vapor. Without intending to be bound by any theory, the reforming reaction (eg, represented by equation (4)) is believed to be an endothermic reaction. The reforming reaction represented by Equation (4) can remove a portion of the process heat (eg, the heat produced by the exothermic CPO reaction represented by Equation (1)).

В присутствии воды и/или водяного пара в реакторе КЧО 100 СО может реагировать с водой и/или водяным паром с образованием CO2 и H2 посредством реакции конверсии водяного газа (WGS), например, как представлено уравнением (5):In the presence of water and/or steam in the reactor, KCHO 100 CO can react with water and/or steam to form CO2 and H2 through a water gas shift (WGS) reaction, for example, as represented by equation (5):

СО+Н2О # СО22 (5)CO + H 2 O # CO 2 + H 2 (5)

Хотя реакция WGS может увеличить молярное отношение H2/CO синтез-газа, производимого в реакторе КЧО 100, она также дает CO2.Although the WGS reaction can increase the H2/CO molar ratio of the synthesis gas produced in the KChO 100 reactor, it also produces CO 2 .

В одном аспекте реактор КЧО 100 может работать при молярном отношении П/С в смеси реагентов КЧО 10 меньше чем приблизительно 2,4:1, приблизительно 2:1, приблизительно 1,5:1, приблизительно 1:1, приблизительно 0,8:1, приблизительно 0,5:1, или, с другой стороны, приблизительно от 0,01:1 до менее чем 2,4:1, или же приблизительно от 0,05:1 до 2:1, или же приблизительно от 0,1:1 до 1,5:1, или же приблизительно от 0,15:1 до 1:1 или, с другой стороны, приблизительно от 0,2:1 до 0,8:1. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, водяной пар, который вводят в реактор для использования в качестве разбавителя в реакции КЧО, раскрытой в изобретении, присутствует в значительно меньших количествах, чем количества водяного пара, используемого в процессах парового риформинга (например, ПРМ), и как таковой способ производства синтез-газа, раскрытый в данном изобретении, может давать синтез-газ с меньшими количествами H2 по сравнению с количествами H2 в синтез-газе, полученном посредством ПРМ.In one aspect, the CPO reactor 100 can be operated at a P/S molar ratio of the CPO 10 reactant mixture of less than about 2.4:1, about 2:1, about 1.5:1, about 1:1, about 0.8: 1, about 0.5:1, or, on the other hand, from about 0.01:1 to less than 2.4:1, or from about 0.05:1 to 2:1, or from about 0 .1:1 to 1.5:1, or about 0.15:1 to 1:1 or, on the other hand, about 0.2:1 to 0.8:1. As will be appreciated by one skilled in the art and by reference to this description, the steam that is introduced into the reactor for use as a diluent in the CPO reaction disclosed in the invention is present in significantly smaller quantities than the quantities of steam used in the processes steam reforming (eg, SMR), and as such, the synthesis gas production method disclosed in this invention can produce synthesis gas with lower amounts of H 2 compared to the amounts of H 2 in synthesis gas produced by SMR.

Молярное отношение П/С в смеси реагентов КЧО 10 может быть отрегулировано на основании желаемой температуры выходящего потока КЧО (например, целевой температуры выходящего потока КЧО), чтобы увеличить (например, максимизировать) содержание Н2 выходящего потока реактора КЧО (например, синтез-газа). Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, реакция (4), которая потребляет водяной пар в реакторе КЧО, является предпочтительной по сравнению с реакцией конверсии водяного газа (WGS) (5) в реакторе КЧО 100, поскольку реакция (4) позволяет увеличить содержание H2 в выходящем потоке реактора КЧО (например, в синтез-газе), а также отношение М выходящего потока реактора КЧО (например, синтез-газа), где отношение М представляет собой молярное отношение, определяемое как (Н2-СО2)/(СО+СО2). Кроме того, как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью данного описания, реакция (4) превращает воду и СО как в Н2, так и в СО2.The P/S molar ratio of the CPO reactant mixture 10 can be adjusted based on the desired CPO effluent temperature (e.g., target CPO effluent temperature) to increase (e.g., maximize) the H 2 content of the CPO reactor effluent (e.g., synthesis gas ). As will be appreciated by one skilled in the art and from this description, reaction (4), which consumes water vapor in the CPO reactor, is preferred over the water gas shift (WGS) reaction (5) in the CPO 100 reactor because reaction (4) allows the H2 content of the CPO reactor effluent (e.g., synthesis gas) to be increased, as well as the M ratio of the CPO reactor effluent (e.g., synthesis gas), where the M ratio is a molar ratio, defined as ( H 2 -CO 2 )/(CO+CO 2 ). In addition, as one skilled in the art will appreciate and from this description, reaction (4) converts water and CO into both H 2 and CO 2 .

В одном аспекте количество метана, который реагирует согласно реакции (3) в реакторе КЧО 100, меньше количества метана, который реагирует согласно реакции (1) в реакторе КЧО 100. В одном аспекте меньше чем приблизительно 50, или же меньше чем приблизительно 40, или же меньше чем приблизительно 30, или же меньше чем приблизительно 20 или, с другой стороны, меньше чем приблизительно 10 мол.% углеводородов (например, метана) реагируют с водяным паром в реакторе КЧО 100.In one aspect, the amount of methane that reacts according to reaction (3) in the reactor CPO 100 is less than the amount of methane that reacts according to reaction (1) in the reactor CPO 100. In one aspect, less than about 50, or less than about 40, or less than about 30, or less than about 20, or, on the other hand, less than about 10 mol.% of hydrocarbons (for example, methane) react with water vapor in the KCHO 100 reactor.

Без намерения быть связанными какой-либо теорией, считают, что присутствие воды и/или водяного пара в реакторе КЧО 100 меняет воспламеняемость смеси реагентов КЧО 10, тем самым обеспечивая более широкий практический интервал молярных отношений С/О в смеси реагентов КЧО 10. Кроме того, и без намерения быть связанными какой-либо теорией считают, что присутствие воды и/или водяного пара в реакторе КЧО 100 позволяет использовать более низкие молярные отношения С/О в смеси реагентов КЧО 10. Более того, и без намерения быть связанными какой-либо теорией считают, что присутствиеWithout intending to be bound by any theory, it is believed that the presence of water and/or steam in the KCHO 100 reactor changes the flammability of the KCHO 10 reactant mixture, thereby providing a wider practical range of C/O molar ratios in the KCHO 10 reactant mixture. In addition, , and without intending to be bound by any theory, it is believed that the presence of water and/or steam in the KChO 100 reactor allows the use of lower C/O molar ratios in the KChO 10 reactant mixture. Moreover, and without intending to be bound by any theory theory believes that the presence

- 11 043578 воды и/или водяного пара в реакторе КЧО 100 позволяет эксплуатировать реактор КЧО 100 при относительно высоких давлениях.- 11 043578 water and/or water vapor in the KChO 100 reactor allows the KChO 100 reactor to be operated at relatively high pressures.

Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью данного описания, введение воды и/или водяного пара в реактор КЧО 100 может привести к увеличению количества непрореагировавших углеводородов в выходящем потоке реактора КЧО (например, в синтез-газе). Кроме того, как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью данного описания, в способах производства метанола, как правило, в синтез-газе допускаются ограниченные количества непрореагировавших углеводородов.As will be appreciated by one skilled in the art and with the benefit of this description, the introduction of water and/or steam into the CPO reactor 100 can result in an increase in the amount of unreacted hydrocarbons in the CPO reactor effluent (eg, synthesis gas). Additionally, as will be appreciated by one skilled in the art and with the benefit of this description, methanol production processes typically allow limited amounts of unreacted hydrocarbons in the synthesis gas.

В некоторых аспектах выходящий поток реактора КЧО (например, синтез-газ) может содержать меньше чем приблизительно 7,5, или же меньше чем приблизительно 5 или, с другой стороны, меньше чем приблизительно 2,5 мол.% углеводородов (например, непрореагировавших углеводородов, непрореагировавшего СН4). В таких аспектах выходящий поток реактора КЧО может быть получен в способе КЧО, в котором используют воду и/или водяной пар. В таких аспектах выходящий поток реактора КЧО может быть использован для синтеза метанола.In some aspects, the CPO reactor effluent stream (e.g., synthesis gas) may contain less than about 7.5, or less than about 5, or, alternatively, less than about 2.5 mole percent hydrocarbons (e.g., unreacted hydrocarbons). , unreacted CH4). In such aspects, the CPO reactor effluent can be produced in a CPO process that uses water and/or steam. In such aspects, the CPO reactor effluent can be used for methanol synthesis.

Кроме того, поскольку кислород присутствует в смеси реагентов КЧО 10, углерод, присутствующий в реакторе (например, кокс; С, образующийся в результате реакции разложения, представленной уравнением (2)), также может реагировать с кислородом, например, как представлено уравнением (6):In addition, since oxygen is present in the reactant mixture of KCHO 10, carbon present in the reactor (for example, coke; C produced by the decomposition reaction represented by equation (2)) can also react with oxygen, for example, as represented by equation (6 ):

С+О2 СО2 (6)C+O 2 CO 2 (6)

Когда в реакторе присутствует углерод (например, кокс; С, образующийся в результате реакции разложения, как представлено уравнением (2)), CO2 (например, введенный в реактор КЧО 100 как часть смеси реагентов КЧО 10 и/или полученный по реакции, представленной уравнением (6)) может реагировать с С, например, как представлено уравнением (7):When carbon is present in the reactor (e.g., coke; C produced by the decomposition reaction as represented by equation (2)), CO 2 (e.g., introduced into the KCHO 100 reactor as part of the KCHO 10 reactant mixture and/or produced by the reaction represented by equation (6)) can react with C, for example, as represented by equation (7):

С+СО2 # 2СО (7), тем самым уменьшая количество CO2 в получаемом выходящем потоке реактора КЧО (например, в синтез-газе). Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью данного описания, присутствие CO2 в реакторе КЧО 100 может уменьшить количество кокса в реакторе КЧО 100.C+CO 2 # 2CO (7), thereby reducing the amount of CO 2 in the resulting CPO reactor effluent (for example, in synthesis gas). As will be appreciated by one skilled in the art and with the aid of this description, the presence of CO 2 in the CPO 100 reactor can reduce the amount of coke in the CPO 100 reactor.

Кроме того, CO2 может реагировать с СН4 в реакции сухого риформинга, например, как представлено уравнением (8):Additionally, CO2 can react with CH4 in a dry reforming reaction, for example, as represented by equation (8):

СН4+СО2 2СО+2Н2 (8), тем самым уменьшая количество CO2 в получаемом выходящем потоке реактора КЧО (например, в синтез-газе). Без намерения быть связанными какой-либо теорией считают, что реакция сухого риформинга (например, представленная уравнением (8)), является эндотермической реакцией (например, сильно эндотермической реакцией). Реакция сухого риформинга может отводить часть технологического тепла (например, тепла, производимого экзотермической реакцией КЧО, например, представленной уравнением (1)).CH 4 +CO 2 2CO+2H 2 (8), thereby reducing the amount of CO 2 in the resulting effluent stream of the CPO reactor (for example, in synthesis gas). Without intending to be bound by any theory, the dry reforming reaction (eg, represented by equation (8)) is believed to be an endothermic reaction (eg, a highly endothermic reaction). The dry reforming reaction can remove a portion of the process heat (eg, the heat produced by the exothermic CPO reaction, such as represented by equation (1)).

В одном аспекте разбавитель, содержащий CO2, может увеличивать содержание СО в получаемом выходящем потоке реактора КЧО (например, в синтез-газе). Например, в аспектах, где смесь реагентов КЧО 10 содержит разбавитель CO2, выходящий поток реактора КЧО (например, синтез-газ) может быть охарактеризован молярным отношением H2 к СО, которое уменьшается по сравнению с молярным отношением H2 к СО в выходящем потоке реактора КЧО (например, в синтез-газе), получаемом в аналогичном во всем остальном процессе, проводимом со смесью реагентов, содержащей углеводороды и кислород, без разбавителя CO2. Без намерения быть связанными какой-либо теорией считают, что CO2 может реагировать с коксом внутри реактора КЧО 100 и генерировать дополнительный СО, например, как представлено уравнением (7). Кроме того, и без намерения быть связанными какой-либо теорией считают, что CO2 может участвовать в реакции сухого риформинга метана, тем самым генерируя дополнительные количества СО и H2, например, как представлено уравнением (8). Сухой риформинг метана обычно сопровождается реакцией между CO2 и H2, которая приводит к образованию дополнительных количеств СО и воды.In one aspect, the CO2 containing diluent can increase the CO content of the resulting CPO reactor effluent (eg, synthesis gas). For example, in aspects where the CPO reactant mixture 10 contains a CO 2 diluent, the CPO reactor effluent (e.g., synthesis gas) may be characterized by a molar ratio of H 2 to CO that is reduced compared to the molar ratio of H 2 to CO in the reactor effluent. COC (for example, in synthesis gas) obtained in an otherwise similar process, carried out with a mixture of reagents containing hydrocarbons and oxygen, without the diluent CO 2 . Without intending to be bound by any theory, it is believed that CO 2 can react with coke inside the KCHO 100 reactor and generate additional CO, for example, as represented by equation (7). Additionally, and without intending to be bound by any theory, it is believed that CO 2 may participate in the dry reforming reaction of methane, thereby generating additional amounts of CO and H 2 , for example, as represented by equation (8). Dry reforming of methane is usually accompanied by a reaction between CO 2 and H 2 , which leads to the formation of additional quantities of CO and water.

Использование CO2 в смеси реагентов КЧО 10 может преимущественно снижать количество углеводородов, превращенных в CO2 в реакторе КЧО 100, например, в результате реакции горения. Без намерения быть связанными какой-либо теорией и согласно принципу Ле Шателье, равновесие реакции сухого риформинга углеводородов будет смещено в сторону потребления CO2 с увеличением количества CO2 в смеси реагентов, что позволяет превратить в синтез-газ большее количество углеводородов.The use of CO2 in the KChO 10 reactant mixture can advantageously reduce the amount of hydrocarbons converted to CO 2 in the KChO 100 reactor, for example, as a result of a combustion reaction. Without intending to be bound by any theory, and according to Le Chatelier's principle, the equilibrium of a dry hydrocarbon reforming reaction will shift toward consuming CO 2 with an increase in the amount of CO 2 in the reactant mixture, allowing more hydrocarbons to be converted into synthesis gas.

Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью настоящего описания, обедненный CO2 синтез-газ имеет более высокое отношение М, чем богатый CO2 синтез-газ: чем ниже содержание CO2 в синтез-газе, тем выше отношение М синтез-газа. Содержание CO2 в синтез-газе может быть скорректировано, как более подробно описано в находящейся на одновременном рассмотрении предварительной заявке на патент США № 62/787574, поданной 2 января 2019 г. под названием Hydrogen Enrichment in Syngas Produced via Catalytic Partial Oxidation); которая включена в настоящее изобретение посредством ссылки во всей полноте.As one skilled in the art will appreciate, and with the benefit of the present disclosure, CO2-depleted synthesis gas has a higher M ratio than CO2-rich synthesis gas: the lower the CO 2 content of the synthesis gas, the higher the M synthesis gas ratio. gas. The CO 2 content of the synthesis gas can be adjusted, as described in more detail in co-pending US Provisional Patent Application No. 62/787574, filed January 2, 2019, entitled Hydrogen Enrichment in Syngas Produced via Catalytic Partial Oxidation); which is incorporated herein by reference in its entirety.

В одном аспекте выходящий поток реактора КЧО (например, синтез-газ) может быть извлечен изIn one aspect, the CPO reactor effluent (e.g., synthesis gas) can be recovered from

- 12 043578 реактора КЧО 100, где выходящий поток реактора КЧО (например, синтез-газ) содержит H2, СО, воду,- 12 043578 of the KChO 100 reactor, where the outlet stream of the KChO reactor (for example, synthesis gas) contains H2, CO, water,

CO2 и непрореагировавшие углеводороды (например, непрореагировавшие первые углеводороды, непрореагировавший метан, необязательно непрореагировавшие вторые углеводороды, необязательно непрореагировавшие С4+ углеводороды).CO2 and unreacted hydrocarbons (eg, unreacted first hydrocarbons, unreacted methane, optionally unreacted second hydrocarbons, optionally unreacted C4 + hydrocarbons).

В соответствии с конфигурацией системы производства метанола 1000 на фиг. 1 выходящий поток реактора КЧО 15 может содержать Н2, СО, СО2, воду и непрореагировавшие углеводороды (например, первые углеводороды и необязательно С4+ углеводороды). Выходящий поток реактора КЧО 15, как раскрыто в изобретении, может быть охарактеризован молярным отношением Н2/СО больше чем приблизительно 1,6, или же больше чем приблизительно 1,7, или же больше чем приблизительно 1,8, или же больше чем приблизительно 1,9 или, с другой стороны, больше чем приблизительно 2,0. В некоторых аспектах выходящий поток реактора КЧО 15, как раскрыто в данном изобретении, может быть охарактеризован молярным отношением Н2/СО приблизительно от 1,6 до 2,3, или же приблизительно от 1,7 до 2,2 или, с другой стороны, приблизительно от 1,8 до 2,1. В одном аспекте выходящий поток реактора КЧО 15 может быть охарактеризован отношением М, равным или больше чем приблизительно 1,6, или же равным или больше чем приблизительно 1,7, или же равным или больше чем приблизительно 1,8, или же приблизительно от 1,6 до 2,3, или же приблизительно от 1,7 до 2,2 или, с другой стороны, приблизительно от 1,8 до 2,2.According to the configuration of the methanol production system 1000 in FIG. 1, the effluent stream of the KCHO reactor 15 may contain H2, CO, CO2, water and unreacted hydrocarbons (for example, first hydrocarbons and optionally C 4+ hydrocarbons). The effluent of the CPO reactor 15, as disclosed herein, may have an H 2 /CO molar ratio of greater than about 1.6, or greater than about 1.7, or greater than about 1.8, or greater than about 1.9 or, on the other hand, greater than about 2.0. In some aspects, the effluent of the CPO reactor 15 as disclosed herein may have a H2/CO molar ratio of about 1.6 to 2.3, or about 1.7 to 2.2, or, alternatively, approximately 1.8 to 2.1. In one aspect, the effluent stream of the CPO reactor 15 can be characterized by an M ratio equal to or greater than about 1.6, or equal to or greater than about 1.7, or equal to or greater than about 1.8, or from about 1 .6 to 2.3, or approximately 1.7 to 2.2 or, on the other hand, approximately 1.8 to 2.2.

В соответствии с конфигурацией системы производства метанола 2000 на фиг. 2 синтез-газ 17 может содержать Н2, СО, СО2, воду и непрореагировавшие углеводороды (например, метан, первые углеводороды, необязательно вторые углеводороды, необязательно C4+ углеводороды). Синтез-газ 17, как описано в данном изобретении, может быть охарактеризован молярным отношением Н2/СО больше чем приблизительно 1,7, или же больше чем приблизительно 1,8, или же больше чем приблизительно 1,9, или же больше чем приблизительно 2,0 или, с другой стороны, больше чем приблизительно 2,1. В одном аспекте синтез-газ 17 может быть охарактеризован отношением М, равным или больше чем приблизительно 1,7, или же равным или больше чем приблизительно 2,0, или же равным или больше чем приблизительно 2,1, или же приблизительно от 1,7 до 2,4, или же приблизительно от 1,8 до 2,2 или, с другой стороны, приблизительно от 1,9 до 2,1.According to the configuration of the methanol production system 2000 in FIG. 2, synthesis gas 17 may contain H 2 , CO, CO 2 , water and unreacted hydrocarbons (eg, methane, first hydrocarbons, optionally second hydrocarbons, optionally C 4+ hydrocarbons). Synthesis gas 17 as described herein may have a H2/CO molar ratio of greater than about 1.7, or greater than about 1.8, or greater than about 1.9, or greater than about 2 .0 or, on the other hand, greater than about 2.1. In one aspect, the synthesis gas 17 can be characterized by an M ratio equal to or greater than about 1.7, or equal to or greater than about 2.0, or equal to or greater than about 2.1, or from about 1. 7 to 2.4, or approximately 1.8 to 2.2 or, on the other hand, approximately 1.9 to 2.1.

В соответствии с конфигурацией системы производства метанола 3000 на фиг. 3 синтез-газ 18 может содержать H2, СО, СО2, воду и непрореагировавшие углеводороды (например, первые углеводороды, необязательно метан, необязательно вторые углеводороды, необязательно С4+ углеводороды). Синтез-газ 18, описанный в данном изобретении, может быть охарактеризован молярным отношением H2/CO больше чем приблизительно 1,7, или же больше чем приблизительно 1,8, или же больше чем приблизительно 1,9, или же больше чем приблизительно 2,0 или, с другой стороны, больше чем приблизительно 2,1. В одном аспекте синтез-газ 18 может быть охарактеризован отношением М, равным или больше чем приблизительно 1,7, или же равным или больше чем приблизительно 2,0, или же равным или больше чем приблизительно 2,1, или же приблизительно от 1,7 до 2,4, или же приблизительно от 1,8 до 2,2 или, с другой стороны, приблизительно от 1,9 до 2,1.According to the configuration of the methanol production system 3000 in FIG. 3, synthesis gas 18 may contain H 2 , CO, CO 2 , water, and unreacted hydrocarbons (eg, first hydrocarbons, optionally methane, optionally second hydrocarbons, optionally C 4+ hydrocarbons). The synthesis gas 18 described in this invention may have a H 2 /CO molar ratio of greater than about 1.7, or greater than about 1.8, or greater than about 1.9, or greater than about 2 .0 or, on the other hand, greater than about 2.1. In one aspect, the synthesis gas 18 can be characterized by an M ratio equal to or greater than about 1.7, or equal to or greater than about 2.0, or equal to or greater than about 2.1, or from about 1. 7 to 2.4, or approximately 1.8 to 2.2 or, on the other hand, approximately 1.9 to 2.1.

В некоторых аспектах выходящий поток реактора КЧО и/или синтез-газ (например, выходящий поток реактора КЧО 15, синтез-газ 17, синтез-газ 18) может быть использован в расположенном ниже по потоку процессе (например, при производстве метанола) без дополнительной обработки для обогащения водородом (Н2) выходящего потока реактора КЧО и/или синтез-газа, соответственно.In some aspects, the CPO reactor effluent and/or synthesis gas (e.g., CPO reactor effluent 15, synthesis gas 17, synthesis gas 18) can be used in a downstream process (e.g., methanol production) without additional processing for enrichment of hydrogen (H 2 ) reactor effluent and/or synthesis gas, respectively.

В других аспектах, выходящий поток реактора КЧО и/или синтез-газ (например, выходящий поток реактора КЧО 15, синтез-газ 17, синтез-газ 18) могут быть дополнительно переработаны перед использованием выходящего потока реактора КЧО и/или синтез-газа (например, выходящего потока реактора КЧО 15, синтез-газа 17, синтез-газа 18) в расположенном ниже по потоку процессе, таком как производство метанола. Выходящий поток реактора КЧО и/или синтез-газ (например, выходящий поток реактора КЧО 15, синтез-газ 17, синтез-газ 18) могут быть переработаны для обогащения его по содержанию H2; например, путем введения в контакт выходящего потока реактора КЧО и/или синтез-газа (например, выходящего потока реактора КЧО 15, синтез-газа 17, синтез-газа 18) с дополнительным (например, вспомогательным) H2 (например, с потоком водорода 51; богатым водородом потоком 70; обогащенным водородом потоком 75).In other aspects, the CPO reactor effluent and/or synthesis gas (e.g., CPO reactor effluent 15, synthesis gas 17, synthesis gas 18) can be further processed before using the CPO reactor effluent and/or synthesis gas ( for example, KCHO reactor effluent 15, synthesis gas 17, synthesis gas 18) in a downstream process such as methanol production. The KChO reactor effluent and/or synthesis gas (for example, the KChO reactor effluent 15, synthesis gas 17, synthesis gas 18) can be processed to enrich it in H 2 content; for example, by contacting the KCHO reactor effluent and/or synthesis gas (for example, the KCHO reactor effluent 15, synthesis gas 17, synthesis gas 18) with additional (for example, auxiliary) H 2 (for example, with a hydrogen stream 51; hydrogen-rich stream 70; hydrogen-rich stream 75).

Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью настоящего описания, хотя выходящий поток реактора КЧО и/или синтез-газ (например, выходящий поток реактора КЧО 15, синтез-газ 17, синтез-газ 18) может быть охарактеризован с молярным отношением H2/CO больше чем приблизительно 1,8, которое может быть приемлемо для синтеза метанола, выходящий поток реактора КЧО и/или синтез-газ (например, выходящий поток реактора КЧО 15, синтез-газ 17, синтез-газ 18) могут быть переработаны для дальнейшего повышения содержания H2. Кроме того, как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью данного описания, выходящий поток реактора КЧО и/или синтез-газ (например, выходящий поток реактора КЧО 15, синтез-газ 17, синтез-газ 18) могут быть подвергнуты минимальной переработке, такой как извлечение непрореагировавших углеводородов, разбавителя, воды и т.д., без существенного изменения молярного отношения H2/CO в выходящем потоке реактора КЧО и/или синтез-газе (например, в выходящем потоке 15 реактора КЧО, синтез- 13 043578 газе 17, синтез-газе 18). Например, вода может быть конденсирована и отделена от выходящего потока реактора КЧО и/или синтез-газа (например, выходящего потока реактора КЧО 15, синтез-газа 17, синтезгаза 18), например, в конденсаторе.As will be appreciated by one skilled in the art and with the benefit of the present description, although the CPO reactor effluent and/or synthesis gas (e.g., CPO reactor effluent 15, synthesis gas 17, synthesis gas 18) can be characterized with an H 2 /CO molar ratio greater than about 1.8, which may be acceptable for methanol synthesis, CPO reactor effluent and/or synthesis gas (e.g., CPO reactor effluent 15, synthesis gas 17, synthesis gas 18) can be processed to further increase H2 content. Additionally, as one skilled in the art will appreciate and with the help of this description, the CPO reactor effluent and/or synthesis gas (e.g., CPO reactor effluent 15, synthesis gas 17, synthesis gas 18) may be undergo minimal processing, such as recovery of unreacted hydrocarbons, diluent, water, etc., without significantly changing the H2/CO molar ratio in the CPO reactor effluent and/or synthesis gas (for example, in the CPO reactor effluent 15, synthesis 13 043578 gas 17, synthesis gas 18). For example, water can be condensed and separated from the CPO reactor effluent and/or synthesis gas (eg, CPO reactor effluent 15, synthesis gas 17, synthesis gas 18), for example, in a condenser.

В одном аспекте описанный в изобретении способ может дополнительно включать (i) извлечение, по меньшей мере, части непрореагировавших углеводородов (например, непрореагировавших первых углеводородов, необязательно непрореагировавшего метана, необязательно непрореагировавших вторых углеводородов, необязательно непрореагировавших С4+ углеводородов) из выходящего потока реактора КЧО и/или синтез-газа (например, выходящего потока реактора КЧО 15, синтез-газа 17, синтез-газа 18) с получением извлеченных углеводородов; и (ii) рециркуляцию, по меньшей мере, части извлеченных углеводородов в реакторе КЧО 100. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, хотя в процессах КЧО могут быть достигнуты довольно высокие конверсии (например, конверсии равные или больше чем приблизительно 90%), непрореагировавшие углеводороды могут быть извлечены и рециркулированы назад в реактор КЧО 100. В некоторых аспектах, по меньшей мере, часть извлеченных углеводородов может быть использована в качестве топлива (например, для предварительного нагревания смеси реагентов КЧО; для нагревания реактора крекинга) и/или подана в крекинг-установку 600.In one aspect, the method described in the invention may further comprise (i) recovering at least a portion of the unreacted hydrocarbons (e.g., unreacted first hydrocarbons, optionally unreacted methane, optionally unreacted second hydrocarbons, optionally unreacted C4 + hydrocarbons) from the CPO reactor effluent stream and/or synthesis gas (for example, the effluent of the KChO reactor 15, synthesis gas 17, synthesis gas 18) to obtain recovered hydrocarbons; and (ii) recycling at least a portion of the recovered hydrocarbons in the CPO reactor 100. As will be appreciated by one skilled in the art and with the benefit of this description, although fairly high conversions can be achieved in CPO processes (e.g., conversions equal to or greater than about 90%), the unreacted hydrocarbons may be recovered and recycled back to the CCH reactor 100. In some aspects, at least a portion of the recovered hydrocarbons may be used as fuel (e.g., to preheat the CCH reactant mixture; to heat the reactor cracking) and/or fed to cracking unit 600.

В одном аспекте выходящий поток реактора КЧО и/или синтез-газ (например, выходящий поток реактора КЧО 15, синтез-газ 17, синтез-газ 18) могут иметь содержание CO2 меньше чем приблизительно 7, или же меньше чем приблизительно 6, или же меньше чем приблизительно 5, или же меньше чем приблизительно 4, или же меньше чем приблизительно 3, или же меньше чем приблизительно 2, или же меньше чем приблизительно 1, или же приблизительно от 0,1 до 7, или же приблизительно от 0,25 до 5 или, с другой стороны, приблизительно от 0,5 до 3 мол.% Например, побочные реакции, представленные уравнениями (7) и/или (8), могут приводить к выходящему потоку реактора КЧО и/или синтез-газу (например, выходящему потоку реактора КЧО 15, синтез-газу 17, синтез-газу 18), который имеет содержание CO2 приблизительно от 0,1 до 7 мол.%In one aspect, the CPO reactor effluent and/or synthesis gas (e.g., CPO reactor effluent 15, synthesis gas 17, synthesis gas 18) may have a CO2 content of less than about 7, or less than about 6, or less than about 5, or less than about 4, or less than about 3, or less than about 2, or less than about 1, or from about 0.1 to 7, or from about 0.25 to 5 or, on the other hand, from about 0.5 to 3 mol.% For example, the side reactions represented by equations (7) and/or (8) can lead to the CPO reactor effluent and/or synthesis gas (for example , the effluent of the KChO reactor 15, the synthesis gas 17, the synthesis gas 18), which has a CO2 content of approximately 0.1 to 7 mol.%

В одном аспекте выходящий поток реактора КЧО и/или синтез-газ (например, выходящий поток реактора КЧО 15, синтез-газ 17, синтез-газ 18) могут иметь содержание углеводородов меньше чем приблизительно 10, или же меньше чем приблизительно 7,5, или же меньше чем приблизительно 5, или же меньше чем приблизительно 4, или же меньше чем приблизительно 3, или же меньше чем приблизительно 2, или же меньше чем приблизительно 1, или же меньше чем приблизительно 0,1 или, с другой стороны, меньше чем приблизительно 0,01 мол.%In one aspect, the CPO reactor effluent and/or synthesis gas (e.g., CPO reactor effluent 15, synthesis gas 17, synthesis gas 18) may have a hydrocarbon content of less than about 10, or less than about 7.5. or less than about 5, or less than about 4, or less than about 3, or less than about 2, or less than about 1, or less than about 0.1, or, on the other hand, less than about 0.01 mol.%

В некоторых аспектах, например, как показано на фиг. 1 и 3, описанный в изобретении способ может включать стадию подачи сырья крекинг-установки 60 в крекинг-установку 600 с получением потока продуктов крекинг-установки 65, богатого водородом потока 70 и потока извлечения углеводородов 71. В других аспектах, например, как показано на фиг. 2, описанный в изобретении способ может включать стадию подачи сырья крекинг-установки 60 в крекинг-установку 600 с получением потока продуктов крекинг-установки 65, бедного водородом потока 72 и потока извлечения углеводородов 71.In some aspects, such as shown in FIG. 1 and 3, the process described in the invention may include the step of feeding a cracker feed 60 to a cracker 600 to produce a cracker product stream 65, a hydrogen-rich stream 70, and a hydrocarbon recovery stream 71. In other aspects, for example, as shown in fig. 2, the method described in the invention may include the step of feeding cracker feed 60 to cracker 600 to produce cracker product stream 65, hydrogen-lean stream 72, and hydrocarbon recovery stream 71.

В одном аспекте крекинг-установка 600 включает реактор крекинга и узел разделения. В некоторых аспектах, например, как показано на фиг. 1 и 3, сырье крекинг-установки 60 может быть введено в реактор крекинга с получением потока продуктов реактора крекинга, где, по меньшей мере, часть потока продуктов реактора крекинга может быть введена в узел разделения с получением потока продуктов крекинг-установки 65, богатого водородом потока 70 и потока извлечения углеводородов 71. В других аспектах, например, как показано на фиг. 2, сырье крекинг-установки 60 может быть введено в реактор крекинга с получением потока продуктов реактора крекинга, где, по меньшей мере, часть потока продуктов реактора крекинга может быть введена в узел разделения с получением потока продуктов крекингустановки 65, бедного водородом потока 72 и потока извлечения углеводородов 71.In one aspect, cracker 600 includes a cracking reactor and a separation unit. In some aspects, such as shown in FIG. 1 and 3, cracker 60 feed may be introduced into a cracker reactor to produce a cracker reactor product stream, where at least a portion of the cracker reactor product stream may be introduced into a separation unit to produce a hydrogen-rich cracker product stream 65 stream 70 and hydrocarbon recovery stream 71. In other aspects, for example, as shown in FIG. 2, cracker feed 60 may be introduced into a cracker reactor to produce a cracker product stream, where at least a portion of the cracker reactor product stream may be introduced into a separation unit to produce a cracker product stream 65, a hydrogen-poor stream 72, and a hydrocarbon extraction 71.

Крекинг-установка 600 может включать любую подходящую крекинг-установку, выполненную с возможностью превращения насыщенных углеводородов (например, алканов) в олефины. Например, крекинг-установка 600 может включать любой подходящий реактор крекинга, выполненный с возможностью превращения сырья крекинг-установки 60, содержащего вторые углеводороды (например, насыщенные углеводороды, алканы), в поток продуктов реактора крекинга, содержащий олефины. Неограничивающие примеры крекинг-установок (например, реакторов крекинга), подходящих для использования в настоящем изобретении, включают установку термического крекинга (например, реактор термического крекинга), установку каталитического крекинга (например, реактор каталитического крекинга), установку парового крекинга (например, реактор парового крекинга) и т.п., или их комбинации. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью данного описания, процессы термического крекинга, каталитические термические процессы, процессы парового крекинга и т.п. или их комбинации известны специалисту в данной области.Cracker unit 600 may include any suitable cracker unit configured to convert saturated hydrocarbons (eg, alkanes) to olefins. For example, cracker 600 may include any suitable cracking reactor configured to convert cracker 60 feedstock containing second hydrocarbons (eg, saturated hydrocarbons, alkanes) into a cracker reactor product stream containing olefins. Non-limiting examples of cracking units (e.g., cracking reactors) suitable for use in the present invention include a thermal cracking unit (e.g., a thermal cracking reactor), a catalytic cracking unit (e.g., a catalytic cracking reactor), a steam cracking unit (e.g., a steam cracking reactor), cracking), etc., or combinations thereof. As will be appreciated by one skilled in the art and by reference herein, thermal cracking processes, catalytic thermal processes, steam cracking processes, and the like. or combinations thereof are known to one skilled in the art.

Без намерения быть связанными какой-либо теорией считают, что крекинг относится к эндотермической реакции, которая превращает алканы в олефины и водород. Обычно, как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, в реактор крекинга должно быть подано тепло (например, тепловая энергия), чтобы провести реакцию крекинга, в результате которой обра- 14 043578 зуются олефины. В некоторых аспектах, по меньшей мере, часть тепла, которое использует реактор крекинга, может быть предоставлена реактором КЧО 100, как раскрыто в данном изобретении. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, технологического тепла реактора КЧО 100 может быть недостаточно для предоставления всего тепла, необходимого для реактора крекинга. В одном аспекте может быть сожжен поток топлива для подачи дополнительного тепла, необходимого для реактора крекинга.Without intending to be bound by theory, cracking is believed to refer to an endothermic reaction that converts alkanes to olefins and hydrogen. Typically, as one skilled in the art will appreciate and by reference to this description, heat (eg, thermal energy) must be supplied to the cracking reactor to effect the cracking reaction that produces olefins. In some aspects, at least a portion of the heat that the cracking reactor uses can be provided by the CCC reactor 100, as disclosed in this invention. As will be appreciated by one skilled in the art, and with the help of this description, the process heat of the KCHO reactor 100 may not be sufficient to provide all the heat required for the cracking reactor. In one aspect, a fuel stream may be burned to provide additional heat needed for the cracking reactor.

В некоторых аспектах реактор крекинга может включать узел газового крекинга (например, реактор газового крекинга). Например, в аспектах, где сырье крекинг-установки 60 содержит этан и/или пропан, реактор крекинга может включать узел газового крекинга.In some aspects, the cracking reactor may include a gas cracking unit (eg, a gas cracking reactor). For example, in aspects where the feedstock of cracker 60 contains ethane and/or propane, the cracking reactor may include a gas cracker unit.

В других аспектах реактор крекинга может включать узел жидкого крекинга (например, реактор жидкого крекинга). Например, в аспектах, где сырье крекинг-установки 60 содержит С4+ углеводороды, такие как бутаны, фракции нафты (например, сырье нафты) и т.п., или их комбинации, реактор крекинга может включать узел жидкого крекинга.In other aspects, the cracking reactor may include a fluid cracking unit (eg, a fluid cracking reactor). For example, in aspects where the feedstock of cracker 60 contains C 4+ hydrocarbons, such as butanes, naphtha fractions (eg, naphtha feedstock), and the like, or combinations thereof, the cracking reactor may include a fluid cracking unit.

В одном аспекте вторые углеводороды, подходящие для подачи в крекинг-установку, как раскрыто в данном изобретении, могут включать насыщенные углеводороды, такие как алканы. Неограничивающие примеры вторых углеводородов, подходящих для подачи в крекинг-установку, как раскрыто в изобретении, могут включать алканы, этан, пропан, бутаны, нафту и т.п., или их комбинации. В некоторых аспектах первые углеводороды и вторые углеводороды могут быть одними и теми же. Например, исходная нафта может быть введена в реактор крекинга, а также в реактор КЧО. В других аспектах первые углеводороды и вторые углеводороды могут быть разными. В качестве другого примера, этан (например, вторые углеводороды) может быть введен в реактор крекинга, а метан (например, первые углеводороды) может быть введен в реактор КЧО.In one aspect, second hydrocarbons suitable for supply to a cracker as disclosed herein may include saturated hydrocarbons such as alkanes. Non-limiting examples of second hydrocarbons suitable for supply to a cracker as disclosed herein may include alkanes, ethane, propane, butanes, naphtha, and the like, or combinations thereof. In some aspects, the first hydrocarbons and the second hydrocarbons may be the same. For example, the feed naphtha can be introduced into the cracking reactor, as well as into the CPO reactor. In other aspects, the first hydrocarbons and the second hydrocarbons may be different. As another example, ethane (eg, second hydrocarbons) may be introduced into a cracking reactor, and methane (eg, first hydrocarbons) may be introduced into a COC reactor.

В некоторых аспектах узел разделения крекинг-установки 600 может включать любой подходящий узел разделения, который выполнен с возможностью разделять поток продуктов реактора крекинга на поток продуктов крекинг-установки 65, богатый водородом поток 70 и поток извлечения углеводородов 71. В других аспектах блок разделения крекинг-установки 600 может включать любой подходящий узел разделения, который выполнен с возможностью разделять поток продуктов реактора крекинга на поток продуктов крекинг-установки 65, бедный водородом поток 72 и поток извлечения углеводородов 71.In some aspects, the cracker separation unit 600 may include any suitable separation unit that is configured to separate the cracking reactor product stream into a cracker product stream 65, a hydrogen-rich stream 70, and a hydrocarbon recovery stream 71. In other aspects, the cracker separation unit 65 unit 600 may include any suitable separation unit that is configured to separate the cracking reactor product stream into a cracker product stream 65, a hydrogen-lean stream 72, and a hydrocarbon recovery stream 71.

Поток продуктов реактора крекинга содержит олефины (например, этилен, а также пропен, бутены и т.д.), H2, метан и непрореагировавшие вторые углеводороды (например, алканы, этан, пропан, бутаны, нафту и т.п., или их комбинации). Например, в узле разделения крекинг-установки 600 могут быть использованы газожидкостное разделение, дистилляция, криогенная дистилляция, экстракционная дистилляция, селективная адсорбция, селективная абсорбция и т.п., или их комбинации. Узел разделения крекинг-установки 600 может включать газожидкостный сепаратор, дистилляционную колонну, криогенную дистилляционную колонну, тарельчатую и/или насадочную разделительную колонну, компрессор, теплообменник, градирню, узел адсорбции с перепадом давления (PSA) и т.д.The cracking reactor product stream contains olefins (eg, ethylene, but also propene, butenes, etc.), H 2 , methane, and unreacted secondary hydrocarbons (eg, alkanes, ethane, propane, butanes, naphtha, etc., or their combinations). For example, the separation unit of cracker 600 may employ gas-liquid separation, distillation, cryogenic distillation, extractive distillation, selective adsorption, selective absorption, and the like, or combinations thereof. The separation unit of the cracker 600 may include a gas-liquid separator, a distillation column, a cryogenic distillation column, a tray and/or packed separation column, a compressor, a heat exchanger, a cooling tower, a pressure swing adsorption (PSA) unit, etc.

Узел разделения крекинг-установки 600 может включать газожидкостной сепаратор. В одном аспекте поток продуктов реактора крекинга может быть введен в газожидкостный сепаратор с получением потока извлечения углеводородов (например, потока извлечения углеводородов 71) и первого потока газа. Газожидкостный сепаратор крекинг-установки 600 может включать любой подходящий газожидкостный сепаратор, выполненный с возможностью разделения потока продуктов реактора крекинга на поток жидкости (например, поток извлечения углеводородов, такой как поток извлечения углеводородов 71) и первый поток газа. Например, газожидкостный сепаратор крекинг-установки 600 может включать парожидкостный сепаратор, испарительный барабан, газоотделитель, сборник конденсата, приемный сепаратор компрессора и т.д. Поток жидкости может быть извлечен из газожидкостного сепаратора крекинг-установки 600 в виде кубового потока. Поток жидкости, извлеченный из газожидкостного сепаратора крекинг-установки 600, может содержать С4+ углеводороды, такие как бутаны, бутены, бутадиен, пентан, пентены, гексаны, гексены, бензол, толуол, ксилол и т.п., или их комбинации. Первый поток газа может быть извлечен из газожидкостного сепаратора крекинг-установки 600 в виде верхнего потока. Первый поток газа, извлеченный из газожидкостного сепаратора крекинг-установки 600, может содержать H2, метан, этан, этилен, пропан, пропилен, CO2, СО и т.п., или их комбинации. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью данного описания, состав потока продуктов реактора крекинга, состав потока жидкости и состав первого потока газа зависят от множества факторов, таких как состав сырья крекинг-установки 60, тип крекинг-установки, рабочие условия крекингустановки и т.д.The cracker separation unit 600 may include a gas-liquid separator. In one aspect, the cracking reactor product stream may be introduced into a gas-liquid separator to produce a hydrocarbon recovery stream (eg, hydrocarbon recovery stream 71) and a first gas stream. The gas-liquid separator of cracker 600 may include any suitable gas-liquid separator configured to separate the cracking reactor product stream into a liquid stream (eg, a hydrocarbon recovery stream, such as hydrocarbon recovery stream 71) and a first gas stream. For example, the gas-liquid separator of cracker 600 may include a vapor-liquid separator, a flash drum, a gas separator, a condensate collector, a compressor inlet separator, etc. The liquid stream may be recovered from the gas-liquid separator of the cracker 600 as a bottoms stream. The liquid stream recovered from the gas-liquid separator of cracker 600 may contain C4+ hydrocarbons such as butanes, butenes, butadiene, pentane, pentenes, hexanes, hexenes, benzene, toluene, xylene, and the like, or combinations thereof. The first gas stream may be recovered from the gas-liquid separator of the cracker 600 as an overhead stream. The first gas stream recovered from the gas-liquid separator of cracker 600 may contain H 2 , methane, ethane, ethylene, propane, propylene, CO 2 , CO, and the like, or combinations thereof. As will be appreciated by one skilled in the art and with the aid of this description, the composition of the cracking reactor product stream, the composition of the liquid stream, and the composition of the first gas stream depend on a variety of factors, such as the feed composition of the cracker 60, the type of cracker, the operating cracking unit conditions, etc.

В некоторых аспектах, по меньшей мере, часть олефинов и/или ароматических углеводородов может быть извлечена из потока жидкости с получением олефинов и/или ароматических углеводородов, соответственно, и потока извлечения углеводородов 71. В одном аспекте, по меньшей мере, часть 71а потока извлечения углеводородов 71 может быть подана в реактор КЧО 100. В одном аспекте, по меньшей мере, часть потока извлечения углеводородов 71 может быть использована в качестве топлива (например, для предварительного нагревания смеси реагентов КЧО; для нагревания реактора крекинга) и/или подана в крекинг-установку 600.In some aspects, at least a portion of the olefins and/or aromatic hydrocarbons may be recovered from the liquid stream to produce olefins and/or aromatic hydrocarbons, respectively, and a hydrocarbon recovery stream 71. In one aspect, at least a portion 71a of the recovery stream hydrocarbons 71 may be fed to the reactor reactor 100. In one aspect, at least a portion of the hydrocarbon recovery stream 71 may be used as fuel (e.g., to preheat the mixture of reactants of the reactor; to heat the cracking reactor) and/or fed to the cracker - setting 600.

- 15 043578- 15 043578

В одном аспекте первый поток газа может быть дополнительно подвергнут одной или нескольким стадиям разделения для извлечения олефинов (например, потока продуктов крекинг-установки 65). В одном аспекте первый поток газа может быть разделен на второй поток газа и поток продуктов крекингустановки 65, например, с использованием любого подходящего способа разделения, такого как дистилляция, криогенная дистилляция, экстракционная дистилляция, селективная адсорбция, селективная абсорбция и т.п., или их комбинации. Поток продуктов крекинг-установки 65 может содержать олефины, такие как этилен и/или пропилен. В одном аспекте второй поток газа может содержать Н2, CH4, этан, пропан, CO2, СО и т.п., или их комбинации.In one aspect, the first gas stream may be further subjected to one or more separation steps to recover olefins (eg, the product stream of cracker 65). In one aspect, the first gas stream may be separated into a second gas stream and a product stream of cracker 65, for example, using any suitable separation method such as distillation, cryogenic distillation, extractive distillation, selective adsorption, selective absorption, and the like, or their combinations. The product stream of cracker 65 may contain olefins such as ethylene and/or propylene. In one aspect, the second gas stream may comprise H2, CH4 , ethane, propane, CO2, CO, and the like, or combinations thereof.

В некоторых аспектах поток продуктов крекинг-установки 65 может содержать олефины, такие как этилен, пропен, бутены и т.п., или их комбинации. Например, поток продуктов крекинг-установки 65 может содержать олефины, которые были извлечены из первого потока газа. В других аспектах поток продуктов крекинг-установки 65 может дополнительно содержать другие ненасыщенные углеводороды, такие как бутадиен, С5_6 олефины, С6_8 ароматические углеводороды и т.д. Например, поток продуктов крекинг-установки 65 может содержать олефины и другие ненасыщенные углеводороды, которые были извлечены из потока жидкости. Поток продуктов крекинг-установки 65 может быть также подвергнут дополнительным процессам очистки или разделения, например, для извлечения одного или нескольких компонентов. Например, этилен может быть извлечен из потока продуктов крекинг-установки 65, причем этилен может быть в дальнейшем использован в процессе полимеризации.In some aspects, the product stream of cracker 65 may contain olefins such as ethylene, propene, butenes, and the like, or combinations thereof. For example, the product stream of cracker 65 may contain olefins that were recovered from the first gas stream. In other aspects, the product stream of cracker 65 may further contain other unsaturated hydrocarbons, such as butadiene, C5_6 olefins , C6_8 aromatic hydrocarbons, etc. For example, the product stream of cracker 65 may contain olefins and other unsaturated hydrocarbons that have been recovered from the liquid stream. The product stream of cracker 65 may also be subjected to additional purification or separation processes, for example, to recover one or more components. For example, ethylene can be recovered from the product stream of cracker 65, which ethylene can be further used in the polymerization process.

В аспектах, где реактор крекинга включает установку газового крекинга, такую как установка для крекинга этана и/или установка для крекинга пропана, второй поток газа может содержать довольно большие количества H2 (например, приблизительно от 5 до 65, или же приблизительно от 15 до 60 или, с другой стороны, приблизительно от 25 до 55 мас.% H2 из расчета на общую массу второго потока газа), и второй поток газа может быть назван богатым водородом потоком применительно к настоящему описанию (например, богатым водородом потоком 70). Богатый водородом поток (например, богатый водородом поток 70) может содержать довольно низкие количества углеводородов, таких как метан, непрореагировавшие углеводороды (например, этан, пропан) или их комбинации. Например, богатый водородом поток (например, богатый водородом поток 70) может содержать приблизительно от 35 до 95, или же приблизительно от 40 до 85 или, с другой стороны, приблизительно от 45 до 75 мас.% углеводородов (например, метана и необязательно этана и/или пропана) из расчета на общую массу богатого водородом потока (например, богатого водородом потока 70).In aspects where the cracking reactor includes a gas cracker, such as an ethane cracker and/or a propane cracker, the second gas stream may contain fairly large amounts of H2 (e.g., about 5 to 65, or about 15 to 60). or, alternatively, about 25 to 55 weight percent H2 based on the total weight of the second gas stream), and the second gas stream may be referred to as a hydrogen-rich stream as used herein (eg, hydrogen-rich stream 70). The hydrogen-rich stream (eg, hydrogen-rich stream 70) may contain fairly low amounts of hydrocarbons, such as methane, unreacted hydrocarbons (eg, ethane, propane), or combinations thereof. For example, a hydrogen-rich stream (e.g., hydrogen-rich stream 70) may contain from about 35 to 95, or from about 40 to 85, or alternatively from about 45 to 75 weight percent hydrocarbons (e.g., methane and optionally ethane). and/or propane) based on the total weight of the hydrogen-rich stream (eg, hydrogen-rich stream 70).

В аспектах, где реактор крекинга включает установку жидкого крекинга, такую как установка для крекинга нафты, второй поток газа может содержать довольно низкие количества H2 (например, приблизительно от 0,1 до 25, или же приблизительно от 0,5 до 15 или, с другой стороны, приблизительно от 1 до 10 мас.% Н2 из расчета на общую массу второго потока газа), и второй поток газа может быть назван бедным водородом потоком применительно к настоящему описанию (например, бедный водородом поток 72). Бедный водородом поток (например, бедный водородом поток 72) может содержать довольно большие количества углеводородов, таких как метан, непрореагировавшие углеводороды (например, этан, пропан) или их комбинации. Например, бедный водородом поток (например, бедный водородом поток 72) может содержать приблизительно от 75 до 99,9, или же приблизительно от 85 до 99,5, или, с другой стороны, приблизительно от 85 до 99,5, или же от 90 до 99 мас.% углеводородов (например, метана и необязательно этана и/или пропана) из расчета на общую массу бедного водородом потока (например, бедного водородом потока 72).In aspects where the cracking reactor includes a fluid cracker, such as a naphtha cracker, the second gas stream may contain fairly low amounts of H2 (for example, from about 0.1 to 25, or from about 0.5 to 15 or, with on the other hand, from about 1 to 10 wt.% H 2 based on the total weight of the second gas stream), and the second gas stream may be referred to as a hydrogen-lean stream as used herein (eg, hydrogen-lean stream 72). The hydrogen-poor stream (eg, hydrogen-poor stream 72) may contain fairly large amounts of hydrocarbons, such as methane, unreacted hydrocarbons (eg, ethane, propane), or combinations thereof. For example, a hydrogen lean stream (eg, hydrogen lean stream 72) may contain from about 75 to 99.9, or from about 85 to 99.5, or alternatively from about 85 to 99.5, or from 90 to 99 wt.% hydrocarbons (eg, methane and optionally ethane and/or propane) based on the total weight of the hydrogen-lean stream (eg, hydrogen-lean stream 72).

В одном аспекте, по меньшей мере, часть бедного водородом потока 72 может быть подана в реактор КЧО 100. В одном аспекте, по меньшей мере, часть бедного водородом потока 72 может быть использована в качестве топлива (например, для предварительного нагревания смеси реагентов КЧО, для нагревания реактора крекинга) и/или подана в крекинг-установку 600.In one aspect, at least a portion of the hydrogen-poor stream 72 may be supplied to the CSF reactor 100. In one aspect, at least a portion of the hydrogen-lean stream 72 may be used as fuel (e.g., to preheat a mixture of CSF reactants, to heat the cracking reactor) and/or fed to the cracking unit 600.

Хотя настоящее описание подробно обсуждено в контексте обедненного водородом потока, извлеченного из крекинг-установки, который вводят в реактор КЧО, следует понимать, что любой подходящий бедный водородом поток может быть введен в реактор КЧО, где такой обедненный водородом поток содержит довольно низкие количества Н2 (например, приблизительно от 0,1 до 25, или же приблизительно от 0,5 до 15 или, с другой стороны, приблизительно от 1 до 10 мас.% Н2 из расчета на общую массу бедного водородом потока), а также довольно большие количества углеводородов (например, приблизительно от 75 до 99,9, или же приблизительно от 85 до 99,5, или же приблизительно от 90 до 99 мас.% углеводородов из расчета на общую массу бедного водородом потока). Например, бедный водородом поток может содержать поток газа из крекинг-установки, поток газа с нефтеперерабатывающего завода, поток топливного газа, топливный газ из коллектора топливного газа или их комбинации.While the present disclosure is discussed in detail in the context of a hydrogen-lean cracker recovery stream being introduced into a CPO reactor, it should be understood that any suitable hydrogen-lean stream may be introduced into a CPO reactor where such hydrogen-lean stream contains fairly low amounts of H 2 (e.g., about 0.1 to 25, or about 0.5 to 15, or alternatively, about 1 to 10 weight percent H 2 based on the total weight of the hydrogen-lean stream), and also quite large the amount of hydrocarbons (eg, about 75 to 99.9, or about 85 to 99.5, or about 90 to 99 weight percent hydrocarbons, based on the total weight of the hydrogen-poor stream). For example, the hydrogen-poor stream may comprise a cracker gas stream, a refinery gas stream, a fuel gas stream, fuel gas from a fuel gas header, or combinations thereof.

В одном аспекте, например, как показано на фиг. 1, по меньшей мере, часть 70b богатого водородом потока 70 может быть введена во второй узел извлечения водорода 700 (например, узел PSA, узел мембранного разделения, узел криогенного разделения и т.п., или их комбинации), чтобы дополнительно пополнить содержание Н2 богатого водородом потока 70, например, для извлечения Н2 из богатого водородом потока 70.In one aspect, for example, as shown in FIG. 1, at least a portion 70b of the hydrogen-rich stream 70 may be introduced into a second hydrogen recovery unit 700 (e.g., a PSA unit, a membrane separation unit, a cryogenic separation unit, etc., or combinations thereof) to further replenish the H2 content. hydrogen-rich stream 70, for example, to recover H2 from hydrogen-rich stream 70.

В одном аспекте, например, как показано на фиг. 1 и 3, по меньшей мере, часть 70с богатого водоIn one aspect, for example, as shown in FIG. 1 and 3, at least part of 70c rich water

- 16 043578 родом потока 70 может быть введена в первый узел извлечения водорода 500 (например, узел PSA, узел мембранного разделения, узел криогенного разделения и т.п., или их комбинации), чтобы дополнительно пополнить содержание Н2 богатого водородом потока 70; например, для извлечения Н2 из богатого водородом потока 70. В таком аспекте богатый водородом поток 70 может быть сжат перед подачей в первый узел извлечения водорода 500. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью настоящего описания, контуры производства метанола работают при довольно повышенных давлениях (например, приблизительно 70-100 бар(изб.)), и как такие потоки (например, по меньшей мере, часть 70с богатого водородом потока 70), которые вводят в реакционный контур метанола, должны быть сжаты, чтобы удовлетворить требования по давлению для контура производства метанола.- 16 043578 a stream 70 may be introduced into the first hydrogen recovery unit 500 (eg, a PSA unit, a membrane separation unit, a cryogenic separation unit, etc., or combinations thereof) to further replenish the H2 content of the hydrogen-rich stream 70; for example, to recover H2 from the hydrogen-rich stream 70. In such an aspect, the hydrogen-rich stream 70 may be compressed before being supplied to the first hydrogen recovery unit 500. As will be appreciated by one skilled in the art, and with reference to the present description, methanol production loops operate at fairly elevated pressures (e.g., approximately 70-100 bar(g)), and how such streams (e.g., at least a portion 70c of hydrogen-rich stream 70) that are introduced into the methanol reaction loop must be compressed to satisfy pressure requirements for the methanol production loop.

В некоторых аспектах первый узел извлечения водорода 500 и второй узел извлечения водорода 700 могут представлять собой один и тот же узел извлечения водорода. В других аспектах первый узел извлечения водорода 500 и второй узел извлечения водорода 700 могут представлять собой разные узлы извлечения водорода.In some aspects, the first hydrogen recovery assembly 500 and the second hydrogen recovery assembly 700 may be the same hydrogen recovery assembly. In other aspects, the first hydrogen extraction unit 500 and the second hydrogen extraction unit 700 may be different hydrogen extraction units.

В некоторых аспектах, по меньшей мере, часть 70b богатого водородом потока 70 может быть разделена на обогащенный водородом поток 75 и обогащенный углеводородами поток 76 на втором узле извлечения водорода 700. Обогащенный водородом поток 75 содержит, по меньшей мере, часть H2 богатого водородом потока 70 и необязательно углеводороды (например, углеводороды, которые присутствовали в богатом водородом потоке 70, такие как метан, и необязательно этан и/или пропан). Обогащенный углеводородами поток 76 содержит, по меньшей мере, часть углеводородов (например, метан и необязательно этан и/или пропан) богатого водородом потока 70 и необязательно водород. В одном аспекте количество H2 в обогащенном водородом потоке 75 больше, чем количество H2 в богатом водородом потоке 70. В одном аспекте количество углеводородов в обогащенном углеводородами потоке 76 больше, чем количество углеводородов в богатом водородом потоке 70.In some aspects, at least a portion 70b of the hydrogen-rich stream 70 may be separated into a hydrogen-rich stream 75 and a hydrocarbon-rich stream 76 at a second hydrogen recovery unit 700. The hydrogen-rich stream 75 contains at least a portion of the H2 hydrogen-rich stream 70 and optionally hydrocarbons (eg, hydrocarbons that were present in the hydrogen-rich stream 70, such as methane, and optionally ethane and/or propane). The hydrocarbon-rich stream 76 contains at least a portion of the hydrocarbons (eg, methane and optionally ethane and/or propane) of the hydrogen-rich stream 70 and optionally hydrogen. In one aspect, the amount of H2 in hydrogen-rich stream 75 is greater than the amount of H2 in hydrogen-rich stream 70. In one aspect, the amount of hydrocarbons in hydrocarbon-rich stream 76 is greater than the amount of hydrocarbons in hydrogen-rich stream 70.

В одном аспекте, по меньшей мере, часть 76а обогащенного углеводородами потока 76 может быть подана в реактор КЧО 100. В одном аспекте, по меньшей мере, часть обогащенного углеводородами потока 76 может быть использована в качестве топлива (например, для предварительного нагревания смеси реагентов КЧО; для нагревания реактора крекинга) и/или подана в крекинг-установку 600.In one aspect, at least a portion 76a of the hydrocarbon-enriched stream 76 may be supplied to the CSF reactor 100. In one aspect, at least a portion of the hydrocarbon-enriched stream 76 may be used as a fuel (e.g., to preheat the CSF reactant mixture ; to heat the cracking reactor) and/or supplied to the cracking unit 600.

В некоторых аспектах, по меньшей мере, часть 71а потока извлечения углеводородов 71 и/или, по меньшей мере, часть богатого водородом потока 70 могут быть поданы в реактор КЧО 100, например, посредством смеси реагентов КЧО 10. Поток извлечения углеводородов 71 и/или богатый водородом поток 70 могут предоставлять дополнительные (например, вспомогательные) углеводороды для участия в реакции КЧО в реакторе КЧО 100.In some aspects, at least a portion 71a of the hydrocarbon recovery stream 71 and/or at least a portion of the hydrogen-rich stream 70 may be supplied to the CER reactor 100, for example, through a mixture of CRC reactants 10. The hydrocarbon recovery stream 71 and/or The hydrogen-rich stream 70 may provide additional (e.g., auxiliary) hydrocarbons to participate in the CPO reaction in the CPO reactor 100.

В других аспектах, например, как показано на фиг. 2, по меньшей мере, часть 71а потока извлечения углеводородов 71 и/или, по меньшей мере, часть бедного водородом потока 72 могут быть поданы в реактор КЧО 100, например, посредством смеси реагентов КЧО 10. Поток извлечения углеводородов 71 и/или бедный водородом поток 72 могут предоставлять дополнительные (например, вспомогательные) углеводороды для участия в реакции КЧО в реакторе КЧО 100.In other aspects, for example, as shown in FIG. 2, at least a portion 71a of the hydrocarbon recovery stream 71 and/or at least a portion of the hydrogen-poor stream 72 may be supplied to the reactor 100, for example, through a mixture of reactants of the reactor 10. The hydrocarbon recovery stream 71 and/or the hydrogen-poor stream 72 may provide additional (eg, auxiliary) hydrocarbons to participate in the CPO reaction in CPO reactor 100.

В еще одних аспектах, например, как показано на фиг. 3, по меньшей мере, часть 71а потока извлечения углеводородов 71 и/или, по меньшей мере, часть 76а обогащенного углеводородами потока 76 могут быть поданы в реактор КЧО 100, например, посредством смеси реагентов КЧО 10. Поток извлечения углеводородов 71 и/или обогащенный углеводородами поток 76 могут предоставлять дополнительные (например, вспомогательные) углеводороды для участия в реакции КЧО в реакторе КЧО 100.In still other aspects, for example, as shown in FIG. 3, at least a portion 71a of the hydrocarbon recovery stream 71 and/or at least a portion 76a of the hydrocarbon-enriched stream 76 may be supplied to the CER reactor 100, for example, through a mixture of CRC reagents 10. The hydrocarbon recovery stream 71 and/or enriched hydrocarbons, stream 76 may provide additional (e.g., auxiliary) hydrocarbons to participate in the CPO reaction in CPO reactor 100.

Водород (H2), присутствующий в смеси реагентов КЧО 10 (например, в богатом водородом потоке 70, бедном водородом потоке 72, обогащенном углеводородами потоке 76), может сгорать в реакторе КЧО 100 в присутствии кислорода, тем самым дополнительно повышать температуру внутри реактора КЧО 100. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, контролируемое повышение температуры внутри реактора КЧО (в отличие от неконтролируемой быстро растущей температуры) может повысить селективность процесса КЧО по СО и H2, тем самым обеспечивая получаемый выходящий поток реактора КЧО и/или синтез-газ (например, выходящий поток реактора КЧО 15, синтез-газ 17, синтез-газ 18) с повышенным молярным отношением H2/CO (например, равным или больше чем приблизительно 2,0). Дополнительное технологическое тепло, генерируемое в процессе КЧО за счет введения H2 в реактор КЧО 100, может быть также использовано для нагревания реактора крекинга, как показано в данном изобретении. Однако, как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, количество H2, которое может быть введено в реактор КЧО 100, диктуется (например, регулируется) возможностью управления (например, возможностью регулировать) тепло в реакторе КЧО, чтобы предупредить неконтролируемые быстро растущие температуры.Hydrogen (H2) present in the KCHO 10 reactant mixture (e.g., hydrogen-rich stream 70, hydrogen-poor stream 72, hydrocarbon-rich stream 76) can burn in the KCHO 100 reactor in the presence of oxygen, thereby further increasing the temperature inside the KCHO 100 reactor As will be appreciated by one skilled in the art, and by reference to this description, a controlled increase in temperature within the CPR reactor (as opposed to an uncontrolled, rapidly increasing temperature) can increase the CO and H2 selectivity of the CPR process, thereby providing the resulting CPR reactor effluent. and/or synthesis gas (eg, CCHO reactor effluent 15, synthesis gas 17, synthesis gas 18) with an increased H2/CO molar ratio (eg, equal to or greater than about 2.0). Additional process heat generated in the CPO process by introducing H 2 into the CPO reactor 100 can also be used to heat the cracking reactor, as shown in this invention. However, as will be appreciated by one skilled in the art and by reference to this description, the amount of H 2 that can be introduced into the CPO reactor 100 is dictated (e.g., controlled) by the ability to control (e.g., the ability to regulate) the heat in the CPO reactor, to prevent uncontrollable rapidly rising temperatures.

В одном аспекте смесь реагентов КЧО 10 может содержать H2 в количестве меньше чем приблизительно 20, или же меньше чем приблизительно 17,5, или же меньше чем приблизительно 15, или же меньше чем приблизительно 14, или же меньше чем приблизительно 12,5, или же меньше чем приблизительно 10 или, с другой стороны, меньше чем приблизительно 5 мол.%In one aspect, the reagent mixture CCO 10 may contain H2 in an amount of less than about 20, or less than about 17.5, or less than about 15, or less than about 14, or less than about 12.5, or less than about 10 or, on the other hand, less than about 5 mol.%

В одном аспекте богатый водородом поток 70 может быть подан в реактор КЧО 100 в количестве, эффективном для обеспечения меньше чем приблизительно 20 или, с другой стороны, меньше чем при- 17 043578 близительно 14 мол.% H2 в смеси реагентов КЧО 10.In one aspect, the hydrogen-rich stream 70 may be supplied to the CPR reactor 100 in an amount effective to provide less than about 20 or, alternatively, less than about 14 mole percent H2 in the CCR reactant mixture 10.

В одном аспекте бедный водородом поток 72 может быть подан в реактор КЧО 100 в количестве, эффективном для обеспечения меньше чем приблизительно 20 или, с другой стороны, меньше чем приблизительно 14 мол.% H2 в смеси реагентов КЧО 10.In one aspect, the hydrogen-poor stream 72 may be supplied to the FCC reactor 100 in an amount effective to provide less than about 20 or, alternatively, less than about 14 mole percent H2 in the FCC reactant mixture 10.

В одном аспекте обогащенный углеводородами поток 76 может быть подан в реактор КЧО 100 в количестве, эффективном для обеспечения меньше чем приблизительно 20 или, с другой стороны, меньше чем приблизительно 14 мол.% H2 в смеси реагентов КЧО 10.In one aspect, the hydrocarbon-enriched stream 76 may be supplied to the reactor reactor 100 in an amount effective to provide less than about 20 or, alternatively, less than about 14 mole percent H2 in the reactant mixture of the reactant 10.

В аспектах, где поток извлечения углеводородов и/или богатый водородом поток вводят в реактор КЧО 100, отношение М и/или молярное отношение H2/CO выходящего потока реактора КЧО 15 может быть больше, чем отношение М и/или молярное отношение H2/CO, соответственно, синтез-газа, получаемого в аналогичном во всем остальном процессе, в котором смесь реагентов КЧО подают в реактор КЧО без потока извлечения углеводородов и/или без богатого водородом потока.In aspects where a hydrocarbon recovery stream and/or a hydrogen-rich stream is introduced into the CPO reactor 100, the M ratio and/or H2/CO mole ratio of the CPO reactor 15 effluent stream may be greater than the M ratio and/or H2/CO mole ratio, respectively, synthesis gas produced in an otherwise similar process in which a mixture of CPO reactants is fed to the CPO reactor without a hydrocarbon recovery stream and/or without a hydrogen-rich stream.

В аспектах, где поток извлечения углеводородов и/или бедный водородом поток вводят в реактор КЧО 100, отношение М и/или молярное отношение H2/CO синтез-газа 17 может быть больше, чем отношение М и/или молярное отношение H2/CO, соответственно, синтез-газа, получаемого в аналогичном во всем остальном процессе, в котором смесь реагентов КЧО подают в реактор КЧО без потока извлечения углеводородов и/или без бедного водородом потока.In aspects where a hydrocarbon recovery stream and/or a hydrogen-poor stream is introduced into the CPO reactor 100, the M ratio and/or H2/CO molar ratio of the synthesis gas 17 may be greater than the M ratio and/or H2 /CO molar ratio, respectively, synthesis gas produced in an otherwise similar process in which the mixture of CPO reactants is fed to the CPO reactor without the hydrocarbon recovery stream and/or without the hydrogen-poor stream.

В аспектах, где поток извлечения углеводородов и/или обогащенный углеводородами поток вводят в реактор КЧО 100, отношение М и/или молярное отношение Н2/СО синтез-газа 18 может быть больше, чем отношение М и/или молярное отношение H2/CO, соответственно, синтез-газа, получаемого в аналогичном во всем остальном процессе, в котором смесь реагентов КЧО подают в реактор КЧО без потока извлечения углеводородов и/или без обогащенного углеводородами потока.In aspects where a hydrocarbon recovery stream and/or a hydrocarbon-enriched stream is introduced into the CPO reactor 100, the M ratio and/or H2/CO molar ratio of the synthesis gas 18 may be greater than the M ratio and/or H2 /CO molar ratio, respectively, synthesis gas produced in an otherwise similar process in which a mixture of CPO reactants is fed to the CPO reactor without a hydrocarbon recovery stream and/or without a hydrocarbon-enriched stream.

В одном аспекте, по меньшей мере, часть потока извлечения углеводородов 71 и/или, по меньшей мере, часть обедненного углеводородами потока 72 могут быть рециркулированы в реактор крекинга, например, через сырье крекинг-установки 60. В одном аспекте, по меньшей мере, часть потока извлечения углеводородов 71 и/или, по меньшей мере, часть обедненного углеводородами потока 72 может быть использована в качестве топлива, например, для нагревания реактора крекинга и/или предварительного нагревания смеси реагентов КЧО.In one aspect, at least a portion of the hydrocarbon recovery stream 71 and/or at least a portion of the hydrocarbon-lean stream 72 may be recycled to the cracking reactor, such as through cracker feed 60. In one aspect, at least a portion of the hydrocarbon recovery stream 71 and/or at least a portion of the hydrocarbon-lean stream 72 may be used as a fuel, for example, to heat a cracking reactor and/or preheat the CPO reactant mixture.

В одном аспекте, по меньшей мере, часть потока извлечения углеводородов 71 и/или, по меньшей мере, часть обогащенного углеводородами потока 76 могут быть рециркулированы в реактор крекинга, например, через сырье крекинг-установки 60. В одном аспекте, по меньшей мере, часть потока извлечения углеводородов 71 и/или, по меньшей мере, часть обогащенного углеводородами потока 76 могут быть использованы в качестве топлива, например, для нагревания реактора крекинга и/или предварительного нагревания смеси реагентов КЧО.In one aspect, at least a portion of the hydrocarbon recovery stream 71 and/or at least a portion of the hydrocarbon-rich stream 76 may be recycled to the cracking reactor, for example, through cracker feed 60. In one aspect, at least a portion of the hydrocarbon recovery stream 71 and/or at least a portion of the hydrocarbon-enriched stream 76 may be used as a fuel, for example, to heat a cracking reactor and/or preheat the CPO reactant mixture.

В одном аспекте, по меньшей мере, часть богатого водородом потока 70 может быть введена в контакт, по меньшей мере, с частью выходящего потока реактора КЧО 15 с получением обогащенного водородом синтез-газа 16, например, как показано на фиг. 1. Молярное отношение H2/CO в обогащенном водородом синтез-газе 16 больше, чем молярное отношение H2/CO выходящего потока реактора КЧО 15. Отношение М обогащенного водородом синтез-газа 16 больше, чем отношение М выходящего потока реактора КЧО 15.In one aspect, at least a portion of the hydrogen-rich stream 70 can be contacted with at least a portion of the effluent stream of CPO reactor 15 to produce hydrogen-rich synthesis gas 16, for example, as shown in FIG. 1. The H2/CO molar ratio in the hydrogen-enriched synthesis gas 16 is greater than the H2 /CO molar ratio of the effluent stream of the KChO reactor 15. The M ratio of the hydrogen-enriched synthesis gas 16 is greater than the M ratio of the effluent stream of the KChO reactor 15.

В другом аспекте, по меньшей мере, часть синтез-газа 18 может быть введена в контакт, по меньшей мере, с частью обогащенного водородом потока 75 и необязательно, по меньшей мере, с частью 70а богатого водородом потока 70 с получением обогащенного водородом синтез-газа 19, например, как показано на фиг. 3. Молярное отношение H2/CO в обогащенном водородом синтез-газе 19 больше, чем молярное отношение H2/CO в синтез-газе 18. Отношение М обогащенного водородом синтез-газа 19 больше, чем отношение М синтез-газа 18.In another aspect, at least a portion of the synthesis gas 18 may be contacted with at least a portion of the hydrogen-rich stream 75 and optionally at least a portion 70a of the hydrogen-rich stream 70 to produce a hydrogen-rich synthesis gas. 19, for example, as shown in FIG. 3. The H2/CO molar ratio of hydrogen-enriched synthesis gas 19 is greater than the H2/CO molar ratio of synthesis gas 18. The M ratio of hydrogen-enriched synthesis gas 19 is greater than the M ratio of synthesis gas 18.

Обогащенный водородом синтез-газ 16, 19, как описано в данном изобретении, может быть охарактеризован молярным отношением H2/CO больше чем приблизительно 1,8, или же больше чем приблизительно 1,9, или же больше чем приблизительно 2,0, или же больше чем приблизительно 2,1 или, с другой стороны, больше чем приблизительно 2,2. В одном аспекте обогащенный водородом синтез-газ 16, 19, как описано в данном изобретении, может быть охарактеризован отношением М, равным или больше чем приблизительно 1,8, или же равным или больше чем приблизительно 2,0, или же равным или больше чем приблизительно 2,1, или же приблизительно от 1,8 до 2,4, или же приблизительно от 1,9 до 2,3 или, с другой стороны, приблизительно от 2,0 до 2,2.The hydrogen-enriched synthesis gas 16, 19 as described herein may have a H2/CO molar ratio of greater than about 1.8, or greater than about 1.9, or greater than about 2.0, or greater than about 2.1 or, on the other hand, greater than about 2.2. In one aspect, the hydrogen-enriched synthesis gas 16, 19, as described in this invention, can be characterized by an M ratio equal to or greater than about 1.8, or equal to or greater than about 2.0, or equal to or greater than about 2.1, or about 1.8 to 2.4, or about 1.9 to 2.3, or, on the other hand, about 2.0 to 2.2.

В одном аспекте обогащенный водородом синтез-газ 16, 19, как раскрыто в данном изобретении, может содержать СО2 в количестве меньше чем приблизительно 7, или же меньше чем приблизительно 6, или же меньше чем приблизительно 5, или же меньше чем приблизительно 4, или же меньше чем приблизительно 3, или же меньше чем приблизительно 2, или же меньше чем приблизительно 1, или же приблизительно от 0,1 до 7, или же приблизительно от 0,25 до 5 или, с другой стороны, приблизительно от 0,5 до 3 мол.% Количество CO2 в обогащенном водородом синтез-газе 16 может быть меньше количества CO2 в выходящем потоке реактора КЧО 15. Количество CO2 в обогащенном водородом синтез-газе 19 может быть меньше количества СО2 в синтез-газе 18. Как будет понятно специалисту в данной областиIn one aspect, the hydrogen-enriched synthesis gas 16, 19 as disclosed herein may contain less than about 7 CO2, or less than about 6, or less than about 5, or less than about 4, or less than about 3, or less than about 2, or less than about 1, or from about 0.1 to 7, or from about 0.25 to 5, or, on the other hand, from about 0.5 up to 3 mol.% The amount of CO2 in the hydrogen-enriched synthesis gas 16 may be less than the amount of CO 2 in the effluent of the KChO reactor 15. The amount of CO 2 in the hydrogen-enriched synthesis gas 19 may be less than the amount of CO 2 in the synthesis gas 18. How will be clear to a person skilled in the art

- 18 043578 техники, а также с помощью данного описания, водород-содержащие потоки, извлеченные из крекингустановки 600, могут иметь пониженное содержание CO2 по сравнению с выходящим потоком реактора- 18 043578 technology, as well as using this description, the hydrogen-containing streams recovered from the cracker 600 may have a reduced CO2 content compared to the reactor effluent

КЧО 100. Следовательно, объединение водород-содержащих потоков, извлеченных из крекинг-установкиCOR 100. Therefore, the combination of hydrogen-containing streams extracted from the cracking unit

600, с выходящим потоком из реактора КЧО 100 может привести к потоку с пониженным содержанием600, with reactor effluent 100 CPO may result in a reduced content stream

CO2 по сравнению с выходящим потоком из реактора КЧО 100.CO 2 compared to the effluent from the KChO 100 reactor.

В одном аспекте обогащенный водородом синтез-газ 16, 19, как раскрыто в данном изобретении, может содержать углеводороды в количестве меньше чем приблизительно 5, или же меньше чем приблизительно 4, или же меньше чем приблизительно 3, или же меньше чем приблизительно 2, или же меньше чем приблизительно 1, или же меньше чем приблизительно 0,1 или, с другой стороны, меньше чем приблизительно 0,01 мол.% Количество углеводородов в обогащенном водородом синтез-газе 16 может быть меньше количества углеводородов в выходящем потоке реактора КЧО 15. Количество углеводородов в обогащенном водородом синтез-газе 19 может быть меньше количества углеводородов в синтез-газе 18. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью данного описания, водород-содержащие потоки, извлеченные из крекинг-установки 600, могут иметь пониженное содержание углеводородов по сравнению с выходящим потоком из реактора КЧО 100. Следовательно, объединение водород-содержащих потоков, извлеченных из крекинг-установки 600, с выходящим потоком из реактора КЧО 100, может привести к потоку с пониженным содержанием углеводородов по сравнению с выходящим потоком из реактора КЧО 100.In one aspect, the hydrogen-enriched synthesis gas 16, 19 as disclosed herein may contain hydrocarbons in an amount of less than about 5, or less than about 4, or less than about 3, or less than about 2, or less than about 1, or less than about 0.1 or, on the other hand, less than about 0.01 mol.% The amount of hydrocarbons in the hydrogen-enriched synthesis gas 16 may be less than the amount of hydrocarbons in the effluent of the reactor 15. The amount of hydrocarbons in the hydrogen-enriched synthesis gas 19 may be less than the amount of hydrocarbons in the synthesis gas 18. As will be appreciated by one skilled in the art and with the benefit of this description, the hydrogen-containing streams recovered from the cracker 600 may have reduced hydrocarbon content compared to the effluent from the reactor 100. Therefore, combining hydrogen-containing streams recovered from the cracker 600 with the effluent from the reactor 100 can result in a stream with a reduced hydrocarbon content compared to the effluent from reactor KCHO 100.

В аспектах, где синтез-газ (например, синтез-газ 17, 18; обогащенный водородом синтез-газ 16, 19) характеризуется отношением М приблизительно от 1,8 до 2,2, синтез-газ может быть в дальнейшем использован при производстве метанола (СН3ОН).In aspects where the synthesis gas (e.g., synthesis gas 17, 18; hydrogen-enriched synthesis gas 16, 19) has an M ratio of about 1.8 to 2.2, the synthesis gas can be further used in the production of methanol (CH 3 OH).

В одном аспекте способ производства метанола, раскрытый в данном изобретении, может включать введение, по меньшей мере, части синтез-газа (например, синтез-газа 17, синтез-газа 18, обогащенного водородом синтез-газа 16, обогащенного водородом синтез-газа 19 или их комбинаций) в метанольный реактор 200 с получением выходящего потока метанольного реактора 30; где выходящий поток метанольного реактора 30 содержит метанол, воду, Н2, СО, CO2 и углеводороды. Метанольный реактор 200 может представлять собой любой реактор, подходящий для реакции синтеза метанола из СО и H2, такой как, например, реактор с тонким струйным слоем, реактор с псевдоожиженным слоем, суспензионный реактор, петлевой реактор, охлаждаемый многотрубный реактор и т.п., или их комбинации.In one aspect, the method for producing methanol disclosed in this invention may include introducing at least a portion of synthesis gas (e.g., synthesis gas 17, synthesis gas 18, hydrogen rich synthesis gas 16, hydrogen rich synthesis gas 19 or combinations thereof) into methanol reactor 200 to produce methanol reactor effluent 30; wherein the effluent of methanol reactor 30 contains methanol, water, H 2 , CO, CO 2 and hydrocarbons. The methanol reactor 200 may be any reactor suitable for the synthesis reaction of methanol from CO and H2, such as, for example, a thin trickle bed reactor, a fluidized bed reactor, a slurry reactor, a loop reactor, a cooled multi-tubular reactor, and the like. or combinations thereof.

Обычно СО и Н2 могут быть превращены в метанол, например, как представлено уравнением (9): СО+Н2 СН3ОН (9)Typically, CO and H 2 can be converted to methanol, for example, as represented by equation (9): CO+H 2 CH 3 OH (9)

Также CO2 и Н2 также могут быть превращены в метанол, например, как представлено уравнением (10):Also CO2 and H2 can also be converted into methanol, for example, as represented by equation (10):

СО2+ЗН2 # СН3ОН+Н2О (10)CO 2 + ZN 2 # CH 3 OH + H 2 O (10)

Без намерения быть связанными какой-либо теорией считают, что чем ниже содержание CO2 в синтез-газе, тем меньше количество воды, произведенной в метанольном реакторе 200. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, синтез-газ, полученный с помощью ПРМ, имеет довольно высокое содержание Н2 (по сравнению с содержанием Н2 в синтез-газе, произведенном с помощью КЧО), а синтез-газ с повышенным содержанием Н2 может способствовать превращению CO2 в метанол, например, как представлено уравнением (10), что, в свою очередь, может приводить к повышенному содержанию воды в потоке сырого метанола (например, в потоке сырого метанола 40).Without intending to be bound by any theory, it is believed that the lower the CO2 content of the synthesis gas, the less the amount of water produced in the methanol reactor 200. As will be appreciated by one skilled in the art and by the use of this description, the synthesis gas , produced using PRM, has a fairly high H 2 content (compared to the H 2 content of synthesis gas produced using CPR), and synthesis gas with increased H 2 content can promote the conversion of CO 2 to methanol, for example, as represented by equation (10), which in turn may result in increased water content in the crude methanol stream (eg, crude methanol stream 40).

Синтез метанола из СО, СО2 и Н2 является каталитическим процессом и чаще всего его проводят в присутствии катализаторов на основе меди. Метанольный реактор 200 может содержать катализатор для производства метанола, такой как любой подходящий коммерческий катализатор, используемый для синтеза метанола. Неограничивающие примеры катализаторов для производства метанола, подходящих для использования в метанольном реакторе 200 в настоящем изобретении, включают Cu, Cu/ZnO, Cu/ThO2, Cu/Zn/Al2O3, Cu/ZnO/Al2O3, Cu/Zr и т.п., или их комбинации.The synthesis of methanol from CO, CO 2 and H 2 is a catalytic process and is most often carried out in the presence of copper-based catalysts. Methanol reactor 200 may contain a catalyst for the production of methanol, such as any suitable commercial catalyst used for the synthesis of methanol. Non-limiting examples of methanol production catalysts suitable for use in the methanol reactor 200 in the present invention include Cu, Cu/ZnO, Cu/ThO 2 , Cu/Zn/Al 2 O 3 , Cu/ZnO/Al 2 O 3 , Cu/ Zr, etc., or combinations thereof.

В одном аспекте способ производства метанола, раскрытый в данном изобретении, может включать стадию разделения, по меньшей мере, части выходящего потока метанольного реактора 30 на поток сырого метанола 40 и поток пара 50; где поток сырого метанола 40 содержит метанол и воду; где поток пара 50 содержит H2, СО, CO2 и углеводороды (например, первые углеводороды и/или вторые углеводороды). Выходящий поток метанольного реактора 30 может быть разделен на поток сырого метанола 40 и поток пара 50 в газожидкостном сепараторе 300, таком как парожидкостный сепаратор, испарительный барабан, газоотделитель, сборник конденсата, приемный сепаратор компрессора и т.д.In one aspect, the methanol production method disclosed in this invention may include the step of separating at least a portion of the effluent stream of methanol reactor 30 into a crude methanol stream 40 and a steam stream 50; wherein the crude methanol stream 40 contains methanol and water; wherein the steam stream 50 contains H 2 , CO, CO 2 and hydrocarbons (eg, first hydrocarbons and/or second hydrocarbons). The effluent stream of methanol reactor 30 may be separated into a crude methanol stream 40 and a vapor stream 50 in a gas-liquid separator 300, such as a vapor-liquid separator, a flash drum, a gas separator, a condensate collector, a compressor suction separator, etc.

В одном аспекте способ производства метанола, раскрытый в данном изобретении, может включать стадию разделения, по меньшей мере, части потока 40 сырого метанола в дистилляционном узле 400 на поток метанола 45 и поток воды 46, при этом дистилляционный узел 400 включает одну или несколько дистилляционных колонн. Поток воды 46 содержит воду и остаточный метанол. Обычно одна или несколько дистилляционных колонн могут разделять компоненты потока сырого метанола 40 на основе их точек кипения. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью настоящего описания, чем выше содержание воды в потоке сырого метанола 40, тем больше дистилляционныхIn one aspect, the methanol production method disclosed in this invention may include the step of separating at least a portion of the crude methanol stream 40 in the distillation unit 400 into a methanol stream 45 and a water stream 46, wherein the distillation unit 400 includes one or more distillation columns . Water stream 46 contains water and residual methanol. Typically, one or more distillation columns may separate components of the crude methanol stream 40 based on their boiling points. As will be appreciated by one skilled in the art and with the benefit of the present disclosure, the higher the water content of the crude methanol stream 40, the greater the distillation

- 19 043578 колонн необходимо для очистки метанола.- 19 043578 columns are needed for methanol purification.

В одном аспекте поток метанола 45 может содержать метанол в количестве равном или больше чем приблизительно 95, или же равном или больше чем приблизительно 97,5, или же равном или больше чем приблизительно 99 или, с другой стороны, равным или больше чем приблизительно 99,9 мас.% из расчета на общую массу потока метанола 45.In one aspect, methanol stream 45 may contain an amount of methanol equal to or greater than about 95, or equal to or greater than about 97.5, or equal to or greater than about 99, or alternatively equal to or greater than about 99, 9 wt.% based on the total weight of the methanol stream 45.

В одном аспекте способ производства метанола, раскрытый в данном изобретении, может включать стадию разделения, по меньшей мере, части потока пара 50 на поток водорода 51 и поток остаточного газа 52; где поток водорода 51 содержит, по меньшей мере, часть H2 потока пара 50; где поток остаточного газа 52 содержит СО, CO2 и углеводороды (например, первые углеводороды и/или вторые углеводороды). Поток пара 50 может быть разделен на поток водорода 51 и поток остаточного газа 52 в узле извлечения водорода 500, таком как узел PSA, узел мембранного разделения, узел криогенного разделения и т.п., или их комбинации. В некоторых аспектах, по меньшей мере, часть 70с богатого водородом потока 70 может быть введена в первый узел извлечения водорода 500.In one aspect, the method for producing methanol disclosed in this invention may include the step of separating at least a portion of the steam stream 50 into a hydrogen stream 51 and a tail gas stream 52; wherein the hydrogen stream 51 contains at least a portion of the H 2 steam stream 50; wherein the tail gas stream 52 contains CO, CO2 and hydrocarbons (eg, first hydrocarbons and/or second hydrocarbons). The steam stream 50 may be divided into a hydrogen stream 51 and a residual gas stream 52 in a hydrogen recovery unit 500, such as a PSA unit, a membrane separation unit, a cryogenic separation unit, or the like, or combinations thereof. In some aspects, at least a portion 70c of the hydrogen-rich stream 70 may be introduced into the first hydrogen recovery unit 500.

В одном аспекте способ производства метанола, раскрытый в данном изобретении, может включать рециркуляцию, по меньшей мере, части 51а потока водорода 51 в метанольный реактор 200, например, посредством подачи синтез-газа в реактор 200 метанола.In one aspect, the methanol production method disclosed in this invention may include recycling at least a portion 51a of the hydrogen stream 51 to the methanol reactor 200, for example, by supplying synthesis gas to the methanol reactor 200.

В некоторых аспектах, по меньшей мере, часть потока остаточного газа 52 может быть удалена. В других аспектах, по меньшей мере, часть потока остаточного газа 52 может быть использована в качестве топлива, например, для предварительного нагревания смеси реагентов КЧО 10, нагревания реактора крекинга в крекинг-установке 600 и т.п., или их комбинации.In some aspects, at least a portion of the residual gas stream 52 may be removed. In other aspects, at least a portion of the tail gas stream 52 can be used as a fuel, for example, to preheat the reactant mixture of the CCC 10, heat the cracking reactor in the cracker 600, etc., or a combination thereof.

В других аспектах, по меньшей мере, часть 52а потока остаточного газа 52 может быть подана в реактор КЧО 100. В других аспектах, по меньшей мере, часть потока остаточного газа 52 может быть подана в реактор крекинга.In other aspects, at least a portion 52a of the tail gas stream 52 may be supplied to the CCC reactor 100. In other aspects, at least a portion of the tail gas stream 52 may be supplied to the cracking reactor.

В одном аспекте способ производства метанола и олефинов, раскрытый в данном изобретении, может включать стадии (а) подачи сырья крекинг-установки 60 в крекинг-установку 600 с получением потока продуктов крекинг-установки 65, богатого водородом потока 70 и поток извлечения углеводородов 71; где сырье крекинг-установки 60 содержит вторые углеводороды; где поток продуктов крекингустановки 65 содержит олефины; где богатый водородом поток 70 содержит H2, метан и необязательно непрореагировавшие вторые углеводороды; и где поток извлечения углеводородов 71 содержит С4+ углеводороды; (b) введение, по меньшей мере, части 70b богатого водородом потока 70 во второй узел извлечения водорода 700 с получением обогащенного водородом потока 75 и обогащенного углеводородами потока 76; где обогащенный водородом поток 75 содержит, по меньшей мере, часть H2 богатого водородом потока 70; и где обогащенный углеводородами поток 76 содержит, по меньшей мере, часть углеводородов богатого водородом потока 70; (с) подачу смеси реагентов каталитического частичного окисления (КЧО) 10 в реактор КЧО 100; где смесь реагентов КЧО 10 содержит кислород, первые углеводороды, необязательно, по меньшей мере, часть 71а потока извлечения углеводородов 71 и/или, по меньшей мере, часть 76а обогащенного углеводородами потока 76 и необязательно водяной пар; где первые углеводороды и вторые углеводороды являются одинаковыми или разными; где, по меньшей мере, часть углеводородов в смеси реагентов КЧО взаимодействует посредством реакции КЧО в реакторе КЧО 100 с получением синтез-газа 18; где углеводороды в смеси реагентов КЧО содержат первые углеводороды, необязательно метан, необязательно вторые углеводороды и необязательно С4+ углеводороды; где реактор КЧО 100 содержит катализатор КЧО; где синтез-газ 18 содержит H2, СО, CO2, воду и непрореагировавшие углеводороды, где синтез-газ 18 характеризуется отношением М синтез-газа 18, где отношение М представляет собой молярное отношение, определяемое как (H2-CO2)/(CO+CO2); и где синтез-газ 18 характеризуется молярным отношением H2 к СО (H2/CO) синтез-газа 18; (d) введение в контакт, по меньшей мере, части синтез-газа 18, по меньшей мере, с частью обогащенного водородом потока 75 с получением обогащенного водородом синтез-газа 19; причем обогащенный водородом синтез-газ 19 характеризуется отношением М обогащенного водородом синтез-газа 19, где отношение М обогащенного водородом синтез-газа 19 больше, чем отношение М синтез-газа 18; где обогащенный водородом синтез-газ 19 характеризуется молярным отношением H2/CO обогащенного водородом синтез-газа 19, и где молярное отношение H2/CO обогащенного водородом синтез-газа 19 больше, чем молярное отношение Н2/СО синтез-газа 18; (е) введение, по меньшей мере, части обогащенного водородом синтез-газа 19 в метанольный реактор 200 с получением выходящего потока метанольного реактора 30; где выходящий поток метанольного реактора 30 содержит метанол, воду, H2, СО, CO2, метан, первые углеводороды и необязательно вторые углеводороды и/или С4+ углеводороды; (f) разделение, по меньшей мере, части выходящего потока метанольного реактора 30 на поток сырого метанола 40 и поток пара 50; где поток сырого метанола 40 содержит метанол и воду; и где поток пара 50 содержит Н2, СО, CO2, метан, первые углеводороды и необязательно вторые углеводороды и/или С4+ углеводороды; (g) введение, по меньшей мере, части потока пара 50 в первый узел извлечения водорода 500 с получением потока водорода 51 и потока остаточного газа 52, где поток водорода 51 содержит, по меньшей мере, часть H2 потока пара 50, и где поток остаточного газа 52 содержит СО, CO2, метан, первые углеводороды и необязательно вторые углеводороды и/или С4+ углеводороды; (h) рециркуляцию, по меньшей мере, части 51а потока водорода 51 в ме- 20 043578 танольный реактор 200; (i) необязательно рециркуляцию, по меньшей мере, части 52а потока остаточного газа 52 в реакторе КЧО 100; (j) разделение, по меньшей мере, части потока сырого метанола 40 на поток метанола 45 и поток воды 46 в дистилляционном узле 400; и (k) необязательно охлаждение 13 реактора КЧО 100; где охлаждение 13 реактора КЧО 100 включает нагревание 13' крекинг-установки 600 при одновременном охлаждении 13 КЧО-реактора 100 за счет теплопередачи между реактором КЧО 100 и крекинг-установкой 600. В таком аспекте отношение М обогащенного водородом синтез-газа 19 может быть равно или больше чем приблизительно 1,8, а молярное отношение H2/CO в обогащенном водородом синтез-газе 19 может быть больше чем приблизительно 2,0. В таком аспекте вторые углеводороды могут содержать этан, где крекинг-установка 600 может включать крекинг-установку этана, и где олефины содержат этилен.In one aspect, the method for producing methanol and olefins disclosed in this invention may include the steps of (a) feeding a cracker 60 feedstock to a cracker 600 to produce a cracker product stream 65, a hydrogen-rich stream 70, and a hydrocarbon recovery stream 71; wherein the cracker 60 feedstock contains second hydrocarbons; wherein the product stream of cracker 65 contains olefins; wherein the hydrogen-rich stream 70 contains H 2 , methane and optionally unreacted second hydrocarbons; and wherein the hydrocarbon recovery stream 71 contains C 4+ hydrocarbons; (b) introducing at least a portion 70b of the hydrogen-rich stream 70 into a second hydrogen recovery unit 700 to produce a hydrogen-rich stream 75 and a hydrocarbon-rich stream 76; wherein the hydrogen-rich stream 75 contains at least a portion of the H2 hydrogen-rich stream 70; and wherein the hydrocarbon-rich stream 76 contains at least a portion of the hydrocarbons of the hydrogen-rich stream 70; (c) feeding a mixture of catalytic partial oxidation (CPO) reagents 10 into the CPO reactor 100; wherein the reactant mixture of the COC 10 contains oxygen, first hydrocarbons, optionally at least a portion 71a of the hydrocarbon recovery stream 71 and/or at least a portion 76a of the hydrocarbon-enriched stream 76, and optionally water vapor; wherein the first hydrocarbons and the second hydrocarbons are the same or different; wherein at least a portion of the hydrocarbons in the mixture of CPO reagents react through the CPO reaction in the CPO reactor 100 to produce synthesis gas 18; where the hydrocarbons in the mixture of CCHO reagents contain first hydrocarbons, optionally methane, optionally second hydrocarbons and optionally C 4+ hydrocarbons; where the KChO reactor 100 contains the KChO catalyst; wherein the synthesis gas 18 contains H 2 , CO, CO 2 , water and unreacted hydrocarbons, where the synthesis gas 18 is characterized by the ratio M of the synthesis gas 18, where the M ratio is a molar ratio defined as (H 2 -CO 2 )/ (CO+CO 2 ); and wherein the synthesis gas 18 is characterized by the molar ratio of H2 to CO (H2/CO) of the synthesis gas 18; (d) contacting at least a portion of the synthesis gas 18 with at least a portion of the hydrogen-enriched stream 75 to produce a hydrogen-enriched synthesis gas 19; wherein the hydrogen-enriched synthesis gas 19 is characterized by the M ratio of the hydrogen-enriched synthesis gas 19, wherein the M ratio of the hydrogen-enriched synthesis gas 19 is greater than the M ratio of the synthesis gas 18; wherein the hydrogen-enriched synthesis gas 19 is characterized by the H2 /CO molar ratio of the hydrogen-enriched synthesis gas 19, and wherein the H2/CO molar ratio of the hydrogen-enriched synthesis gas 19 is greater than the H2/CO molar ratio of the hydrogen-enriched synthesis gas 18; (e) introducing at least a portion of the hydrogen-enriched synthesis gas 19 into the methanol reactor 200 to produce a methanol reactor effluent 30; wherein the effluent stream of methanol reactor 30 contains methanol, water, H2, CO, CO2, methane, first hydrocarbons and optionally second hydrocarbons and/or C 4+ hydrocarbons; (f) separating at least a portion of the effluent stream of methanol reactor 30 into a crude methanol stream 40 and a steam stream 50; wherein the crude methanol stream 40 contains methanol and water; and wherein the steam stream 50 contains H2, CO, CO2, methane, first hydrocarbons and optionally second hydrocarbons and/or C 4+ hydrocarbons; (g) introducing at least a portion of the steam stream 50 into the first hydrogen recovery unit 500 to produce a hydrogen stream 51 and a residual gas stream 52, wherein the hydrogen stream 51 contains at least a portion of the H2 of the steam stream 50, and where the residual gas stream gas 52 contains CO, CO 2 , methane, first hydrocarbons and optionally second hydrocarbons and/or C 4+ hydrocarbons; (h) recycling at least a portion 51a of the hydrogen stream 51 to the methanol reactor 200; (i) optionally recycling at least a portion 52a of the tail gas stream 52 in the CPO reactor 100; (j) separating at least a portion of the crude methanol stream 40 into a methanol stream 45 and a water stream 46 in a distillation unit 400; and (k) optionally cooling 13 the reactor KCHO 100; wherein the cooling 13 of the CPO reactor 100 includes heating 13' of the cracker 600 while simultaneously cooling 13 of the CPO reactor 100 due to heat transfer between the CPO reactor 100 and the cracker 600. In such an aspect, the ratio M of the hydrogen-enriched synthesis gas 19 may be equal to or greater than about 1.8, and the H 2 /CO molar ratio in hydrogen-enriched synthesis gas 19 may be greater than about 2.0. In such an aspect, the second hydrocarbons may comprise ethane, wherein the cracker 600 may include an ethane cracker, and wherein the olefins comprise ethylene.

В одном аспекте способ, раскрытый в данном изобретении, может включать настройку модульной системы для производства олефинов и метанола, где модульная система может включать крекингустановку (например, крекинг-установку 600); узел КЧО (например, реактор КЧО 100); и узел производства метанола. Каждый узел модульной системы может быть установлен на подвижной платформе (например, на модульном основании) и может быть транспортирован и размещен на площадке нефтяной или газовой скважины для производства олефинов и метанола. Каждый узел модульной системы, установленный на подвижной платформе, может быть преимущественно перемещен в удаленные места, например удаленное место с устьями газодобывающих скважин (например, устьями скважин для добычи природного газа и/или попутного газа и т.д.). Часть газообразных углеводородов в удаленном месте может быть превращена в синтез-газ с последующим синтезом метанола, и в этом случае от удаленного места выгодно транспортировать жидкий метанол (в отличие от природного газа, попутного газа и т.д.). Жидкостные трубопроводы обычно более выгодны по сравнению с газопроводами. В некоторых аспектах полученные олефины можно сжимать, хранить, транспортировать и т.д.In one aspect, the method disclosed in this invention may include setting up a modular system for the production of olefins and methanol, where the modular system may include a cracker (eg, cracker 600); KChO unit (for example, KChO 100 reactor); and a methanol production unit. Each unit of the modular system can be installed on a movable platform (for example, on a modular base) and can be transported and placed at the site of an oil or gas well for the production of olefins and methanol. Each unit of the modular system mounted on a movable platform can advantageously be moved to remote locations, such as a remote location with gas production wellheads (eg, natural gas and/or associated gas wellheads, etc.). Some of the gaseous hydrocarbons at a remote location can be converted into synthesis gas followed by methanol synthesis, in which case it is advantageous to transport liquid methanol (as opposed to natural gas, associated gas, etc.) from the remote location. Liquid pipelines are usually more cost effective than gas pipelines. In some aspects, the resulting olefins can be compressed, stored, transported, etc.

В варианте осуществления настройка, по меньшей мере, одной модульной системы для переработки неиспользуемого труднодоступного газа на участке ствола скважины может включать транспортировку каждого узла модульной системы к участку ствола скважины, где каждый узел можно транспортировать одновременно, последовательно или в их комбинации относительно других узлов. Соответственно, размер и конфигурация каждого узла будут такими, чтобы облегать транспортировку на буровую площадку. Например, узел для обслуживания на наземных участках может иметь размеры и конфигурацию для наземного транспорта (например, для размещения на прицепе или модульном основании) в качестве стандартного или негабаритного транспортного средства с тягачом и прицепом. Узел для обслуживания на морских площадках может иметь размер и конфигурацию для перевозки на судне (например, для размещения на барже или модульном основании). При необходимости каждый узел можно хранить в стволе скважины. Каждый узел может быть размещен и/или позиционирован на буровой площадке в виде совместного структурного размещения или расположения (в том числе на различных отметках, если это необходимо, например, для ускорения гравитационного потока).In an embodiment, setting up at least one modular system for processing unused tight gas at a wellbore site may include transporting each assembly of the modular system to a wellbore site, where each assembly may be transported simultaneously, sequentially, or in combination thereof relative to other assemblies. Accordingly, the size and configuration of each unit will be such as to facilitate transportation to the well site. For example, a ground service unit may be sized and configured for ground transportation (eg, to be mounted on a trailer or modular base) as a standard or oversized tractor-trailer vehicle. The offshore service unit may be sized and configured to be transported on a vessel (eg, to be placed on a barge or modular base). If necessary, each unit can be stored in the wellbore. Each node can be placed and/or positioned on the well site in a joint structural placement or arrangement (including at different elevations if necessary, for example, to accelerate gravity flow).

В одном аспекте способ производства синтез-газа и олефинов, раскрытый в данном изобретении, преимущественно может показывать улучшения по одной или нескольким характеристикам процесса по сравнению с другим аналогичным во всем остальном процессом, который интегрирует реактор КЧО с крекинг-установкой. В способе, раскрытом в данном изобретении, может быть выгодно использовать отходящий газ крекинг-установки, обогащенный углеводородами, в качестве сырья для реактора КЧО, а также богатый водородом отходящий газ крекинг-установки для увеличения содержания H2 выходящего потока реактора КЧО. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, так как реакция КЧО является экзотермической, требуется очень небольшая подача тепла в виде сжигания топлива (например, для предварительного нагревания реагентов в реакционной смеси, которую подают на участок производства синтез-газа) по сравнению с обычным паровым риформингом. По существу, описанный здесь способ производства синтез-газа может преимущественно давать меньше CO2 из-за сжигания топлива по сравнению с паровым риформингом.In one aspect, the synthesis gas and olefins production process disclosed in this invention may advantageously exhibit improvements in one or more process characteristics compared to another otherwise similar process that integrates a CPO reactor with a cracker. In the process disclosed in this invention, it may be advantageous to use hydrocarbon-rich cracker off-gas as feed to the CPO reactor, as well as hydrogen-rich cracker off-gas to increase the H 2 content of the CPO reactor effluent. As will be appreciated by one skilled in the art and from this description, since the CPO reaction is exothermic, very little heat input in the form of combustion of fuel is required (for example, to preheat the reactants in the reaction mixture that is supplied to the synthesis production site). gas) compared to conventional steam reforming. As such, the synthesis gas production method described herein can advantageously produce less CO2 due to fuel combustion compared to steam reforming.

Кроме того, описанный здесь способ может утилизировать технологическое тепло реактора КЧО для нагревания крекинг-установки, тем самым предотвращая быстро растущие температуры в реакторе КЧО (например, в слое катализатора КЧО), которые приводят к дезактивации катализатора. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью данного описания, работа реактора КЧО при относительно низком отношении С/О (например, меньше чем приблизительно 2:1) может привести к быстро растущим температурам, и, следовательно, отведение тепла из реактора КЧО преимущественно может обеспечивать работу реактораIn addition, the method described herein can utilize process heat from the CPO reactor to heat the cracker, thereby preventing rapidly rising temperatures in the CPO reactor (eg, in the CPO catalyst bed) that lead to catalyst deactivation. As will be appreciated by one skilled in the art and with the aid of this description, operating a CPO reactor at a relatively low C/O ratio (e.g., less than about 2:1) can result in rapidly rising temperatures, and therefore heat being removed from reactor KChO can primarily ensure the operation of the reactor

КЧО при относительно низких отношениях С/О.CNC at relatively low C/O ratios.

В одном аспекте богатый водородом поток 70 может быть преимущественно смешан со смесью реагентов КЧО 10, так что полученная смесь реагентов КЧО 10 имеет содержание H2 меньше чем приблизительно 20 мол.% или, с другой стороны, меньше чем приблизительно 14 мол.%, что дает возможность использовать углеводороды в богатом водородом потоке 70 в реакции КЧО. Как будет понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью настоящего описания, богатый водородом поток 70 получают, когда реактор крекинга представляет собой крекинг-установку этана. Кроме того, как будетIn one aspect, the hydrogen-rich stream 70 may advantageously be mixed with a mixture of reactants of the CSC 10 such that the resulting mixture of reactants of the CSC 10 has an H2 content of less than about 20 mol.% or, on the other hand, less than about 14 mol.%, resulting in the ability to use hydrocarbons in the hydrogen-rich stream 70 in the CPO reaction. As will be appreciated by one skilled in the art and with the benefit of the present disclosure, a hydrogen-rich stream 70 is produced when the cracking reactor is an ethane cracker. Moreover, how will

- 21 043578 понятно специалисту в данной области техники, а также с помощью этого описания, крекинг сырья, отличного от этана, приводит к выходящему потоку крекинг-установки, который имеет низкое содержание H2 в отходящем газе, что приводит к получению бедного водородом потока (например, бедного водородом потока 72). В одном аспекте бедный водородом поток 72 может быть преимущественно смешан со смесью реагентов КЧО 10, при этом полученная смесь реагентов КЧО 10 имеет содержание H2 меньше чем приблизительно 20 или, с другой стороны, меньше чем приблизительно 14 мол.%- 21 043578 will be understood by one skilled in the art and by this description, cracking of feedstocks other than ethane results in a cracker effluent stream that has a low H2 content in the offgas, resulting in a hydrogen-poor stream (eg , hydrogen-poor stream 72). In one aspect, the hydrogen-poor stream 72 may advantageously be mixed with a mixture of CPO reactants 10, wherein the resulting mixture of CPO reactants 10 has an H2 content of less than about 20 or, alternatively, less than about 14 mole percent.

В одном аспекте отходящий газ крекинг-установки (например, богатый водородом поток 70) имеет более высокое содержание H2, чем бедные водородом потоки, полученные в результате крекинга сырья, отличного от этана, и как таковой богатый водородом поток 70 может быть подвергнут разделению H2 и непрореагировавших углеводородов, что может быть выполнено с использованием существующего узла разделения водорода (например, первого узла извлечения H2 500) в метанольном контуре или с помощью отдельного узла (например, второго узла извлечения H2 700). Водород (H2), извлеченный в узлах извлечения водорода 500, 700, может быть предпочтительно рециркулирован 51а, 75 на вход метанольного контура, а непрореагировавшие углеводороды могут быть преимущественно рециркулированы 52а, 76а в реакторе КЧО 100. Как раскрыто в данном изобретении, в аспектах, где отходящий газ крекингустановки этана (например, богатый водородом поток 70) вводят непосредственно (например, без разделения, без извлечения водорода) в подачу реактора КЧО (например, в смесь реагентов КЧО 10), полученная смесь реагентов КЧО 10 может иметь содержание H2 меньше чем приблизительно 20 или, с другой стороны, меньше чем приблизительно 14 мол.% в объединенной подаче в реактор КЧО.In one aspect, the cracker off-gas (eg, hydrogen-rich stream 70) has a higher H2 content than hydrogen-poor streams resulting from cracking feedstocks other than ethane, and as such, the hydrogen-rich stream 70 can be subjected to H2 separation and unreacted hydrocarbons, which can be accomplished using an existing hydrogen separation unit (eg, first H2 extraction unit 500) in the methanol loop or using a separate unit (eg, second H2 extraction unit 700). Hydrogen (H 2 ) recovered in hydrogen recovery units 500, 700 may preferably be recycled 51a, 75 to the inlet of the methanol loop, and unreacted hydrocarbons may be preferably recycled 52a, 76a in the CCH reactor 100. As disclosed in this invention, in aspects where the ethane cracker off-gas (e.g., hydrogen-rich stream 70) is introduced directly (e.g., without separation, without hydrogen recovery) into the CPO reactor feed (e.g., into the CPO 10 reactant mixture), the resulting CPO 10 reactant mixture may have less H2 content than about 20 or, on the other hand, less than about 14 mol.% in the combined feed to the CPO reactor.

В одном аспекте способ производства синтез-газа и олефинов, раскрытый в данном изобретении, может преимущественно включать введение, по меньшей мере, части 70с богатого водородом потока 70 после сжатия в первый узел извлечения H2 500 метанольного контура. В таком аспекте способ производства синтез-газа и олефинов, раскрытый в данном изобретении, может преимущественно включать введение, по меньшей мере, части 52а остатка в виде потока 52 из части продувочного потока из первого узла извлечения H2 500 в реактор КЧО 100 посредством смеси реагентов КЧО 10. В таком аспекте углеводороды в богатом водородом потоке 70 будут в меньшей степени накапливаться или не будут накапливаться в метанольном контуре, что уменьшает размер оборудования метанольного контура. В таком аспекте углеводороды в богатом водородом потоке 70 могут быть успешно превращены в синтез-газ в реакторе КЧО 100. В таком аспекте второй узел извлечения H2 (например, второй узел извлечения H2 700) может быть успешно исключен. Дополнительные преимущества способов производства синтез-газа и/или метанола, раскрытых в данном изобретении, могут быть очевидны специалисту в данной области, рассматривающему это описание.In one aspect, the method for producing synthesis gas and olefins disclosed in this invention may advantageously include introducing at least a portion 70c of the hydrogen-rich post-compression stream 70 into the first H 2 recovery unit 500 of the methanol loop. In such an aspect, the method for producing synthesis gas and olefins disclosed in this invention may advantageously include introducing at least a portion 52a of the residue as stream 52 from a portion of the purge stream from the first H 2 recovery unit 500 into the CPO reactor 100 through a mixture of reagents BER 10. In such an aspect, hydrocarbons in the hydrogen-rich stream 70 will accumulate less or not in the methanol loop, thereby reducing the size of the methanol loop equipment. In such an aspect, the hydrocarbons in the hydrogen-rich stream 70 can be advantageously converted to synthesis gas in the CPO reactor 100. In such an aspect, the second H2 recovery assembly (eg, the second H2 recovery assembly 700) can be advantageously eliminated. Additional advantages of the methods for producing synthesis gas and/or methanol disclosed in this invention may be apparent to one of ordinary skill in the art upon reviewing this disclosure.

Примеры.Examples.

Поскольку объект изобретения описан в целом, следующие примеры даны как частные варианты осуществления изобретения и демонстрируют его практическое применение и преимущества. Понятно, что примеры даны для иллюстрации и не предназначены для ограничения каким-либо образом описания прилагаемой формулы изобретения.Since the subject matter of the invention has been described in general, the following examples are given as specific embodiments of the invention and demonstrate its practical application and advantages. It is understood that the examples are given for illustration purposes and are not intended to limit in any way the description of the appended claims.

Пример 1.Example 1.

Выходы от крекинга легкого углеводородного сырья посредством обычного процесса крекинга (например, процесса газового крекинга) представлены в табл.Yields from cracking light hydrocarbon feedstocks through a conventional cracking process (eg, gas cracking process) are presented in Table.

Типичные выходы для легкого углеводородного сырьяTypical yields for light hydrocarbon feedstocks

Этан (%) Ethane (%) Пропан(%) Propane(%) Бутан (%) Butane (%) Конверсия за проход Conversion per pass 60 60 90 90 95 95 Выход за проход (% масс.) Yield per pass (wt.%) CO/CO2/H2SCO/ CO2 / H2S 0,20 0.20 0,2 0.2 0,4 0.4 н2 n 2 3,5 3.5 1,5 1.5 1,0 1.0 сн4 dn 4 4,3 4.3 23,8 23.8 22,5 22.5 С2Н2 С2Н2 0,2 0.2 0,7 0.7 0,5 0.5 С2Н4 C 2 H 4 47,7 47.7 36,5 36.5 34,5 34.5 С2Н6 C 2 H 6 40,0 40.0 3,2 3.2 4,5 4.5 СзШ SzSh 0,05 0.05 0,5 0.5 0,4 0.4 СзНб SzNb 1,15 1.15 14,7 14.7 16,5 16.5 с3н8 from 3 to 8 0,4 0.4 10,0 10.0 0,4 0.4 с4н6 from 4 to 6 1,4 1.4 2,65 2.65 3,5 3.5 с4н8 from 4 to 8 0,15 0.15 1,15 1.15 3,2 3.2 С4НюS 4 Nude 0,25 0.25 Н.о. But. 3,4 3.4 с5+ from 5+ 0,7 0.7 5,1 5.1 9,2 9.2 ВСЕГО TOTAL 100 100 100 100 100 100 Итоговый выход этилена, включая потоки рецикла Final ethylene yield including recycle streams 80 80 45,5 45.5 38,4 38.4

Дополнительное описание.Additional description.

Первый аспект, который представляет собой способ производства синтез-газа и олефинов, включающий (а) подачу смеси реагентов каталитического частичного окисления (КЧО) в реактор КЧО; где смесь реагентов КЧО содержит кислород, первые углеводороды и необязательно водяной пар; где, поThe first aspect, which is a method for producing synthesis gas and olefins, comprising (a) feeding a mixture of catalytic partial oxidation (CPO) reactants into a CPO reactor; where the mixture of CPO reagents contains oxygen, first hydrocarbons and optionally water vapor; where, by

- 22 043578 меньшей мере, часть смеси реагентов КЧО взаимодействует посредством реакции КЧО в реакторе КЧО с получением выходящего потока реактора КЧО; где реактор КЧО содержит катализатор КЧО; где выходящий поток реактора КЧО содержит водород (Н2), монооксид углерода (СО), диоксид углерода (CO2), воду и непрореагировавшие первые углеводороды; и где выходящий поток реактора КЧО характеризуется отношением М выходящего потока реактора КЧО, где отношение М представляет собой молярное отношение, определяемое как (Н2-СО2)/(СО+СО2); (b) подачу сырья крекинг-установки в крекингустановку с получением потока продуктов крекинг-установки, богатого водородом потока и потока извлечения углеводородов; где сырье крекинг-установки содержит вторые углеводороды; где первые углеводороды и вторые углеводороды являются одинаковыми или разными; где поток продуктов крекингустановки содержит олефины; где богатый водородом поток содержит H2, метан и необязательно непрореагировавшие вторые углеводороды; и где поток извлечения углеводородов содержит С4+ углеводороды; и (с) введение в контакт, по меньшей мере, части выходящего потока реактора КЧО, по меньшей мере, с частью богатого водородом потока с получением обогащенного водородом синтез-газа; где обогащенный водородом синтез-газ характеризуется отношением М обогащенного водородом синтез-газа, и где отношение М обогащенного водородом синтез-газа больше, чем отношение М выходящего потока реактора КЧО.- 22 043578 at least a portion of the mixture of CPO reactants is reacted through the CPO reaction in the CPO reactor to produce the CPO reactor effluent; where the CPO reactor contains a CPO catalyst; where the effluent stream of the CPO reactor contains hydrogen (H2), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2), water and unreacted first hydrocarbons; and wherein the CPO reactor effluent is characterized by the ratio M of the CPO reactor effluent, wherein the ratio M is a molar ratio defined as (H2- CO2 )/(CO+CO2); (b) feeding the cracker feedstock to the cracker to produce a cracker product stream, a hydrogen-rich stream, and a hydrocarbon recovery stream; where the cracker feedstock contains second hydrocarbons; wherein the first hydrocarbons and the second hydrocarbons are the same or different; wherein the cracker product stream contains olefins; wherein the hydrogen-rich stream contains H2, methane and optionally unreacted second hydrocarbons; and wherein the hydrocarbon recovery stream contains C 4+ hydrocarbons; and (c) contacting at least a portion of the CPO reactor effluent with at least a portion of the hydrogen-rich stream to produce hydrogen-rich synthesis gas; wherein the hydrogen-enriched synthesis gas is characterized by an M ratio of the hydrogen-enriched synthesis gas, and wherein the M ratio of the hydrogen-enriched synthesis gas is greater than the M ratio of the CPO reactor effluent.

Второй аспект, который представляет собой способ первого аспекта, в котором первые углеводороды и/или вторые углеводороды содержат метан, этан, пропан, бутаны, нафту, природный газ, природный газоконденсат, попутный газ, устьевой газ, обогащенный газ, парафины, сланцевый газ, сланцевые жидкости, отходящий газ флюид-каталитического крекинга (ФКК), технологические газы нефтепереработки, дымовые газы, топливный газ из коллектора топливного газа или их комбинации; и где олефины содержат этилен.The second aspect, which is a method of the first aspect, in which the first hydrocarbons and/or the second hydrocarbons comprise methane, ethane, propane, butanes, naphtha, natural gas, natural gas condensate, associated gas, wellhead gas, rich gas, paraffins, shale gas, shale fluids, fluid catalytic cracking (FCC) off-gas, refinery process gases, flue gases, fuel gas from a fuel gas header, or combinations thereof; and where the olefins contain ethylene.

Третий аспект, который представляет собой способ любого из первого и второго аспектов, в котором обогащенный водородом синтез-газ содержит диоксид углерода в количестве приблизительно от 0,25 до 5 мол.%The third aspect, which is a process of any of the first and second aspects, wherein the hydrogen-enriched synthesis gas contains carbon dioxide in an amount of from about 0.25 to 5 mole percent.

Четвертый аспект, который представляет собой способ по любому из аспектов с первого по третий, в котором крекинг-установка включает реактор крекинга и узел разделения; и где способ дополнительно включает охлаждение реактора КЧО; где охлаждение реактора КЧО включает нагревание реактора крекинга при одновременном охлаждении реактора КЧО за счет теплопередачи между реактором КЧО и реактором крекинга.The fourth aspect, which is a method according to any of the first to third aspects, wherein the cracking unit includes a cracking reactor and a separation unit; and where the method further includes cooling the reactor of the CCHO; where cooling the CPO reactor includes heating the cracking reactor while simultaneously cooling the CPO reactor due to heat transfer between the CPO reactor and the cracking reactor.

Пятый аспект, который представляет собой способ по любому из аспектов с первого по четвертый, в котором реактор КЧО характеризуется, по меньшей мере, одним рабочим параметром КЧО, выбранным из группы, состоящей из температуры подачи КЧО приблизительно от 25 до 600°C; температуры выходящего потока КЧО приблизительно от 300 до 1600°C; давления КЧО приблизительно от 1 до 90 бар(изб); времени контакта КЧО приблизительно от 0,001 миллисекунды (мсек) до 5 секунд (сек); молярного отношения углерода к кислороду (С/О) в смеси реагентов КЧО приблизительно от 0,5:1 до 3:1, где молярное отношение С/О означает общее количество молей углерода (С) углеводородов в смеси реагентов, поделенное на общее количество молей кислорода (O2) в смеси реагентов; молярного отношения водяного пара к углероду (П/С) в смеси реагентов КЧО приблизительно от 0,01:1 до меньше чем 2,4:1, где молярное отношение П/С означает общее количество молей воды (H2O) в смеси реагентов, поделенное на общее количество молей углерода (С) углеводородов в смеси реагентов; и их комбинаций.The fifth aspect, which is a method according to any of the first to fourth aspects, wherein the CPO reactor is characterized by at least one CPO operating parameter selected from the group consisting of a CPO feed temperature of about 25 to 600° C.; temperature of the CCHO outlet stream is approximately from 300 to 1600°C; CCH pressure from approximately 1 to 90 bar(g); CCO contact time is approximately from 0.001 milliseconds (ms) to 5 seconds (sec); The molar ratio of carbon to oxygen (C/O) in the reactant mixture is approximately 0.5:1 to 3:1, where the molar ratio C/O means the total number of moles of carbon (C) hydrocarbons in the reactant mixture divided by the total number of moles oxygen (O 2 ) in the mixture of reagents; the molar ratio of water vapor to carbon (W/C) in the CWC reactant mixture is from approximately 0.01:1 to less than 2.4:1, where the molar ratio P/C means the total number of moles of water (H 2 O) in the reactant mixture , divided by the total number of moles of carbon (C) hydrocarbons in the reactant mixture; and their combinations.

Шестой аспект, который представляет собой способ по любому из аспектов с первого по пятый, в котором отношение М обогащенного водородом синтез-газа равно или больше чем приблизительно 1,8.The sixth aspect, which is a method according to any of the first to fifth aspects, wherein the M ratio of the hydrogen-enriched synthesis gas is equal to or greater than about 1.8.

Седьмой аспект, который представляет собой способ по любому из аспектов с первого по шестой, в котором обогащенный водородом синтез-газ характеризуется молярным отношением водорода к монооксиду углерода (H2/CO) больше чем приблизительно 2,0; и где молярное отношение H2/CO в обогащенном водородом синтез-газе больше, чем молярное отношение H2/CO выходящего потока реактора КЧО.The seventh aspect, which is a method according to any of the first to sixth aspects, wherein the hydrogen-enriched synthesis gas has a hydrogen to carbon monoxide (H2/CO) molar ratio of greater than about 2.0; and where the H2/CO molar ratio in the hydrogen-enriched synthesis gas is greater than the H2/CO molar ratio of the CPO reactor effluent.

Восьмой аспект, который представляет собой способ по любому из аспектов с первого по седьмой, дополнительно включающий (i) введение, по меньшей мере, части обогащенного водородом синтез-газа в метанольный реактор с получением выходящего потока метанольного реактора; где выходящий поток метанольного реактора содержит метанол, воду, H2, СО, CO2, метан, первые углеводороды и необязательно вторые углеводороды; (ii) разделение, по меньшей мере, части выходящего потока метанольного реактора на поток сырого метанола и поток пара; где поток сырого метанола содержит метанол и воду; и где поток пара содержит Н2, СО, CO2, метан, первые углеводороды и необязательно вторые углеводороды; (iii) введение, по меньшей мере, части потока пара в первый узел извлечения водорода с получением потока водорода и потока остаточного газа, где поток водорода содержит, по меньшей мере, часть водорода потока пара, и где поток остаточного газа содержит СО, CO2, метан, первые углеводороды и необязательно вторые углеводороды; (iv) рециркуляцию, по меньшей мере, части потока водорода в метанольный реактор; и (v) разделение, по меньшей мере, части потока сырого метанола на поток метанола и поток воды.The eighth aspect, which is a method according to any of the first to seventh aspects, further comprising (i) introducing at least a portion of the hydrogen-enriched synthesis gas into the methanol reactor to produce a methanol reactor effluent; wherein the methanol reactor effluent contains methanol, water, H 2 , CO, CO 2 , methane, first hydrocarbons, and optionally second hydrocarbons; (ii) separating at least a portion of the methanol reactor effluent stream into a crude methanol stream and a steam stream; wherein the crude methanol stream contains methanol and water; and wherein the steam stream contains H 2 , CO, CO 2 , methane, first hydrocarbons and optionally second hydrocarbons; (iii) introducing at least a portion of the steam stream into a first hydrogen recovery unit to produce a hydrogen stream and a tail gas stream, wherein the hydrogen stream contains at least a portion of the hydrogen of the steam stream, and where the tail gas stream contains CO, CO2, methane, first hydrocarbons and optionally second hydrocarbons; (iv) recycling at least a portion of the hydrogen stream to the methanol reactor; and (v) separating at least a portion of the crude methanol stream into a methanol stream and a water stream.

Девятый аспект, который представляет собой способ восьмого аспекта, в котором (1), по меньшей мере, часть потока остаточного газа продувают, используют в качестве топлива, подают в реактор КЧОThe ninth aspect, which is the method of the eighth aspect, in which (1) at least a portion of the residual gas stream is purged, used as fuel, supplied to the CPO reactor

- 23 043578 на стадии (а) или их комбинации; и/или (2) по меньшей мере, часть потока извлечения углеводородов рециркулируют в крекинг-установку, используют в качестве топлива, подают в реактор КЧО на стадии (а) или их комбинации.- 23 043578 at stage (a) or a combination thereof; and/or (2) at least a portion of the hydrocarbon recovery stream is recycled to the cracker, used as fuel, fed to the CPO reactor in step (a), or combinations thereof.

Десятый аспект, который представляет собой способ производства синтез-газа и олефинов, включающий (а) подачу сырья крекинг-установки в крекинг-установку с получением потока продуктов крекинг-установки, бедного водородом потока и потока извлечения углеводородов; где сырье крекингустановки содержит вторые углеводороды; где поток продуктов крекинг-установки содержит олефины; где бедный водородом поток содержит Н2, метан и необязательно непрореагировавшие вторые углеводороды; и где поток извлечения углеводородов содержит С4+ углеводороды; и (b) подачу смеси реагентов каталитического частичного окисления (КЧО) в реакторе КЧО; где смесь реагентов КЧО содержит кислород, первые углеводороды, по меньшей мере, часть бедного водородом потока и необязательно водяной пар и/или, по меньшей мере, часть потока извлечения углеводородов; где первые углеводороды и вторые углеводороды являются одинаковыми или разными; где, по меньшей мере, часть углеводородов в смеси реагентов КЧО взаимодействует посредством реакции КЧО в реакторе КЧО с получением синтезгаза; где углеводороды в смеси реагентов КЧО содержат первые углеводороды, метан и необязательно вторые углеводороды и/или С4+ углеводороды; где реактор КЧО содержит катализатор КЧО; где синтезгаз содержит H2, CO, CO2, воду и непрореагировавшие углеводороды; где синтез-газ характеризуется отношением М синтез-газа, где отношение М представляет собой молярное отношение, определяемое как (Н2-СО2)/(СО+СО2); и где синтез-газ характеризуется молярным отношением водорода к монооксиду углерода (Н2/СО) синтез-газа.The tenth aspect, which is a method for producing synthesis gas and olefins, comprising (a) feeding a cracker feedstock to a cracker to produce a cracker product stream, a hydrogen-lean stream, and a hydrocarbon recovery stream; where the raw material of the cracking unit contains second hydrocarbons; wherein the cracker product stream contains olefins; wherein the hydrogen-poor stream contains H 2 , methane and optionally unreacted second hydrocarbons; and wherein the hydrocarbon recovery stream contains C 4+ hydrocarbons; and (b) feeding a mixture of catalytic partial oxidation (CPO) reactants into the CPO reactor; wherein the mixture of CPO reagents contains oxygen, first hydrocarbons, at least a portion of the hydrogen-poor stream, and optionally water vapor and/or at least a portion of the hydrocarbon recovery stream; wherein the first hydrocarbons and the second hydrocarbons are the same or different; wherein at least a portion of the hydrocarbons in the mixture of CPO reagents are reacted through a CPO reaction in a CPO reactor to produce synthesis gas; where the hydrocarbons in the mixture of CCHO reagents contain first hydrocarbons, methane and optionally second hydrocarbons and/or C 4+ hydrocarbons; where the CPO reactor contains a CPO catalyst; where the synthesis gas contains H 2 , CO, CO 2 , water and unreacted hydrocarbons; wherein the synthesis gas is characterized by a synthesis gas ratio M, wherein the M ratio is a molar ratio defined as (H 2 -CO 2 )/(CO+CO 2 ); and wherein the synthesis gas is characterized by a molar ratio of hydrogen to carbon monoxide (H 2 /CO) of the synthesis gas.

Одиннадцатый аспект, который представляет собой способ десятого аспекта, в котором (1) отношение М синтез-газа равно или больше чем приблизительно 1,8; и/или (2) молярное отношение H2/CO синтез-газа больше чем приблизительно 2,0.The eleventh aspect, which is the method of the tenth aspect, wherein (1) the M ratio of the synthesis gas is equal to or greater than about 1.8; and/or (2) the H2/CO molar ratio of the synthesis gas is greater than about 2.0.

Двенадцатый аспект, который представляет собой способ по любому из десятого и одиннадцатого аспектов, в котором смесь реагентов СРО содержит водород в количестве меньше чем приблизительно 20 мол.%The twelfth aspect, which is a method according to any of the tenth and eleventh aspects, wherein the mixture of CPO reactants contains hydrogen in an amount of less than about 20 mol.%

Тринадцатый аспект, который представляет собой способ по любому из аспектов с десятого по двенадцатый, в котором отношение М и/или молярное отношение H2/CO синтез-газа больше, чем отношение М и/или молярное отношение H2/CO, соответственно, синтез-газа, полученного в аналогичном во всем остальном процессе, в котором смесь реагентов КЧО подают в реактор КЧО без бедного водородом потока.The thirteenth aspect, which is a method according to any of the tenth to twelfth aspects, wherein the M ratio and/or H 2 /CO molar ratio of the synthesis gas is greater than the M ratio and/or H 2 /CO molar ratio, respectively, synthesis -gas obtained in an otherwise similar process, in which a mixture of CPO reagents is fed into the CPO reactor without a hydrogen-poor stream.

Четырнадцатый аспект, который представляет собой способ по любому из аспектов от десятого по двенадцатый, дополнительно включающий (i) введение, по меньшей мере, части синтез-газа в метанольный реактор с получением выходящего потока метанольного реактора; где выходящий поток метанольного реактора содержит метанол, воду, H2, СО, CO2, метан, первые углеводороды и необязательно вторые углеводороды и/или С4+ углеводороды; (ii) разделение, по меньшей мере, части выходящего потока метанольного реактора на поток сырого метанола и поток пара; где поток сырого метанола содержит метанол и воду; и где поток пара содержит H2, СО, CO2, метан, первые углеводороды и необязательно вторые углеводороды и/или С4+ углеводороды; (iii) введение, по меньшей мере, части потока пара в первый узел извлечения водорода с получением потока водорода и потока остаточного газа, где поток водорода содержит, по меньшей мере, часть водорода потока пара, и где поток остаточного газа содержит СО, CO2, метан, первые углеводороды и необязательно вторые углеводороды и/или С4+ углеводороды; (iv) рециркуляцию, по меньшей мере, части потока водорода в метанольный реактор; (v) разделение, по меньшей мере, части потока сырого метанола на поток метанола и поток воды; и (vi) необязательно рециркуляцию, по меньшей мере, части потока остаточного газа в реакторе КЧО.The fourteenth aspect, which is the method of any of the tenth to twelfth aspects, further comprising (i) introducing at least a portion of the synthesis gas into a methanol reactor to produce a methanol reactor effluent; wherein the methanol reactor effluent contains methanol, water, H2, CO, CO2, methane, first hydrocarbons and optionally second hydrocarbons and/or C4+ hydrocarbons; (ii) separating at least a portion of the methanol reactor effluent stream into a crude methanol stream and a steam stream; wherein the crude methanol stream contains methanol and water; and wherein the steam stream contains H 2 , CO, CO 2 , methane, first hydrocarbons and optionally second hydrocarbons and/or C 4+ hydrocarbons; (iii) introducing at least a portion of the steam stream into a first hydrogen recovery unit to produce a hydrogen stream and a tail gas stream, wherein the hydrogen stream contains at least a portion of the hydrogen of the steam stream, and where the tail gas stream contains CO, CO 2 , methane, first hydrocarbons and optionally second hydrocarbons and/or C 4+ hydrocarbons; (iv) recycling at least a portion of the hydrogen stream to the methanol reactor; (v) separating at least a portion of the crude methanol stream into a methanol stream and a water stream; and (vi) optionally recirculating at least a portion of the tail gas stream in the CPO reactor.

Пятнадцатый аспект, который представляет собой способ производства метанола и олефинов, включающий (а) подачу сырья крекинг-установки в крекинг-установку с получением потока продуктов крекинг-установки, богатого водородом потока и потока извлечения углеводородов; где сырье крекингустановки содержит вторые углеводороды; где поток продуктов крекинг-установки содержит олефины; где богатый водородом поток содержит H2, метан и необязательно непрореагировавшие вторые углеводороды; и где поток извлечения углеводородов содержит С4+ углеводороды; (b) введение, по меньшей мере, части богатого водородом потока во второй узел извлечения водорода с получением обогащенного водородом потока и обогащенного углеводородами потока; где обогащенный водородом поток содержит, по меньшей мере, часть H2 богатого водородом потока; и где обогащенный углеводородами поток содержит, по меньшей мере, часть углеводородов богатого водородом потока; (с) подачу смеси реагентов каталитического частичного окисления (КЧО) в реакторе КЧО; где смесь реагентов КЧО содержит кислород, первые углеводороды, необязательно, по меньшей мере, часть потока извлечения углеводородов и/или, по меньшей мере, часть обогащенного углеводородами потока и необязательно водяной пар; где первые углеводороды и вторые углеводороды являются одинаковыми или разными; где, по меньшей мере, часть углеводородов в смеси реагентов КЧО взаимодействует посредством реакции КЧО в реакторе КЧО с получением синтез-газа; где углеводороды в смеси реагентов КЧО содержат первые углеводороды, необязательно метан, необязательно вторые углеводороды и необязательно С4+ углеводороды; гдеThe fifteenth aspect, which is a method for producing methanol and olefins, comprising (a) feeding a cracker feedstock to a cracker to produce a cracker product stream, a hydrogen-rich stream, and a hydrocarbon recovery stream; where the raw material of the cracking unit contains second hydrocarbons; wherein the cracker product stream contains olefins; wherein the hydrogen-rich stream contains H 2 , methane and optionally unreacted second hydrocarbons; and wherein the hydrocarbon recovery stream contains C 4+ hydrocarbons; (b) introducing at least a portion of the hydrogen-rich stream into a second hydrogen recovery unit to produce a hydrogen-rich stream and a hydrocarbon-rich stream; wherein the hydrogen-rich stream contains at least a portion of the H 2 hydrogen-rich stream; and wherein the hydrocarbon-rich stream contains at least a portion of the hydrocarbons of the hydrogen-rich stream; (c) feeding a mixture of catalytic partial oxidation (CPO) reactants into the CPO reactor; wherein the mixture of CPO reagents contains oxygen, first hydrocarbons, optionally at least a portion of the hydrocarbon recovery stream and/or at least a portion of the hydrocarbon-enriched stream, and optionally water vapor; wherein the first hydrocarbons and the second hydrocarbons are the same or different; wherein at least a portion of the hydrocarbons in the CPO reactant mixture are reacted through a CPO reaction in a CPO reactor to produce synthesis gas; where the hydrocarbons in the mixture of CCHO reagents contain first hydrocarbons, optionally methane, optionally second hydrocarbons and optionally C 4+ hydrocarbons; Where

- 24 043578 реактор КЧО содержит катализатор КЧО; где синтез-газ содержит Н2, СО, СО2, воду и непрореагировавшие углеводороды; где синтез-газ характеризуется отношением М синтез-газа, где отношение М представляет собой молярное отношение, определяемое как (Н2-СО2)/(СО+СО2); и где синтез-газ характеризуется молярным отношением H2 к СО (H2/CO) синтез-газа; (d) введение в контакт, по меньшей мере, части синтез-газа, по меньшей мере, с частью обогащенного водородом потока с получением обогащенного водородом синтез-газа; где обогащенный водородом синтез-газ характеризуется отношением М обогащенного водородом синтез-газа, где отношение М обогащенного водородом синтез-газа больше, чем отношение М синтез-газа; где обогащенный водородом синтез-газ характеризуется молярным отношением H2/CO обогащенного водородом синтез-газа, и где молярное отношение H2/CO обогащенного водородом синтез-газа больше, чем молярное отношение H2/CO синтез-газа; (е) введение, по меньшей мере, части обогащенного водородом синтез-газа в метанольный реактор с получением выходящего потока метанольного реактора; где выходящий поток метанольного реактора содержит метанол, воду, H2, СО, СО2, метан, первые углеводороды и необязательно вторые углеводороды и/или С4+ углеводороды; (f) разделение, по меньшей мере, части выходящего потока метанольного реактора на поток сырого метанола и поток пара; где поток сырого метанола содержит метанол и воду; и где поток пара содержит H2, СО, CO2, метан, первые углеводороды и необязательно вторые углеводороды и/или C4+ углеводороды; (g) введение, по меньшей мере, части потока пара в первый узел извлечения водорода с получением потока водорода и потока остаточного газа, где поток водорода содержит, по меньшей мере, часть H2 потока пара, и где поток остаточного газа содержит СО, СО2, метан, первые углеводороды и необязательно вторые углеводороды и/или С4+ углеводороды; (h) рециркуляцию, по меньшей мере, части потока водорода в метанольный реактор; (i) необязательно рециркуляцию, по меньшей мере, части потока остаточного газа в реакторе КЧО; (j) разделение, по меньшей мере, части потока сырого метанола на поток метанола и поток воды; и (к) необязательно охлаждение реактора КЧО; где охлаждение реактора КЧО включает нагревание крекинг-установки при одновременном охлаждении реактора КЧО за счет теплопередачи между реактором КЧО и крекинг-установкой.- 24 043578 KChO reactor contains a KChO catalyst; where the synthesis gas contains H2, CO, CO2, water and unreacted hydrocarbons; wherein the synthesis gas is characterized by a synthesis gas ratio M, wherein the M ratio is a molar ratio defined as (H 2 -CO 2 )/(CO+CO 2 ); and wherein the synthesis gas is characterized by the molar ratio of H2 to CO (H2/CO) of the synthesis gas; (d) contacting at least a portion of the synthesis gas with at least a portion of the hydrogen-enriched stream to produce a hydrogen-enriched synthesis gas; wherein the hydrogen-enriched synthesis gas is characterized by an M ratio of the hydrogen-enriched synthesis gas, wherein the M ratio of the hydrogen-enriched synthesis gas is greater than the M ratio of the synthesis gas; wherein the hydrogen-enriched synthesis gas is characterized by an H2/CO molar ratio of the hydrogen-enriched synthesis gas, and wherein the H2/CO molar ratio of the hydrogen-enriched synthesis gas is greater than the H2/CO molar ratio of the synthesis gas; (e) introducing at least a portion of the hydrogen-enriched synthesis gas into the methanol reactor to produce a methanol reactor effluent; wherein the methanol reactor effluent stream contains methanol, water, H2, CO, CO2, methane, first hydrocarbons and optionally second hydrocarbons and/or C 4+ hydrocarbons; (f) separating at least a portion of the methanol reactor effluent stream into a crude methanol stream and a steam stream; wherein the crude methanol stream contains methanol and water; and wherein the steam stream contains H 2 , CO, CO 2 , methane, first hydrocarbons and optionally second hydrocarbons and/or C 4+ hydrocarbons; (g) introducing at least a portion of the steam stream into a first hydrogen recovery unit to produce a hydrogen stream and a tail gas stream, wherein the hydrogen stream contains at least a portion of the H 2 steam stream, and where the tail gas stream contains CO, CO 2 , methane, first hydrocarbons and optionally second hydrocarbons and/or C 4+ hydrocarbons; (h) recycling at least a portion of the hydrogen stream to the methanol reactor; (i) optionally recirculating at least a portion of the tail gas stream in the CPO reactor; (j) separating at least a portion of the crude methanol stream into a methanol stream and a water stream; and (j) optionally cooling the CCHO reactor; where cooling the CPO reactor includes heating the cracking unit while simultaneously cooling the CPO reactor due to heat transfer between the CPO reactor and the cracking unit.

Шестнадцатый аспект, который представляет собой способ пятнадцатого аспекта, в котором отношение М обогащенного водородом синтез-газа равно или больше чем приблизительно 1,8, и где молярное отношение H2/CO обогащенного водородом синтез-газа больше чем приблизительно 2,0.The sixteenth aspect, which is the method of the fifteenth aspect, wherein the M ratio of the hydrogen-enriched synthesis gas is equal to or greater than about 1.8, and wherein the H2/CO molar ratio of the hydrogen-enriched synthesis gas is greater than about 2.0.

Семнадцатый аспект, который представляет собой способ по любому из пятнадцатого и шестнадцатого аспектов, в котором каждый из первого узла извлечения водорода и второго узла извлечения водорода может независимо включать узел адсорбции с перепадом давления (PSA), узел мембранного разделения, узел криогенного разделения или их комбинации.The seventeenth aspect, which is a method according to any of the fifteenth and sixteenth aspects, wherein each of the first hydrogen recovery unit and the second hydrogen recovery unit may independently include a pressure swing adsorption (PSA) unit, a membrane separation unit, a cryogenic separation unit, or combinations thereof .

Восемнадцатый аспект, который представляет собой способ по любому из аспектов с пятнадцатого по семнадцатый, в котором вторые углеводороды содержат этан; где крекинг-установка включает крекинг-установку этана; и где олефины содержат этилен.The eighteenth aspect, which is the method of any one of the fifteenth to seventeenth aspects, wherein the second hydrocarbons comprise ethane; wherein the cracking unit includes an ethane cracking unit; and where the olefins contain ethylene.

Девятнадцатый аспект, который представляет собой способ производства синтез-газа, включающий подачу смеси реагентов каталитического частичного окисления (КЧО) в реакторе КЧО; где смесь реагентов КЧО содержит кислород, первые углеводороды, по меньшей мере, часть бедного водородом потока и необязательно водяной пар; где бедный водородом поток содержит H2, метан и необязательно C2-3 углеводороды; где, по меньшей мере, часть углеводородов в смеси реагентов КЧО взаимодействует посредством реакции КЧО в реакторе КЧО с получением синтез-газа; где углеводороды в смеси реагентов КЧО содержат первые углеводороды, метан и необязательно C2_3 углеводороды; где реактор КЧО содержит катализатор КЧО; где синтез-газ содержит Н2, СО, CO2, воду и непрореагировавшие углеводороды; и где смесь реагентов КЧО содержит H2 в количестве меньше чем приблизительно 15 мол.%The nineteenth aspect, which is a method for producing synthesis gas, including supplying a mixture of catalytic partial oxidation (CPO) reactants in a CPO reactor; wherein the mixture of CPO reagents contains oxygen, first hydrocarbons, at least a portion of the hydrogen-poor stream, and optionally water vapor; wherein the hydrogen-poor stream contains H2, methane and optionally C2-3 hydrocarbons; wherein at least a portion of the hydrocarbons in the CPO reactant mixture are reacted through a CPO reaction in a CPO reactor to produce synthesis gas; where the hydrocarbons in the mixture of CCHO reagents contain the first hydrocarbons, methane and optionally C 2 _ 3 hydrocarbons; where the CPO reactor contains a CPO catalyst; where the synthesis gas contains H2, CO, CO2, water and unreacted hydrocarbons; and wherein the mixture of CPO reagents contains H2 in an amount of less than about 15 mol.%

Двадцатый аспект, который представляет собой способ девятнадцатого аспекта, в котором бедный водородом поток содержит поток газа из крекинг-установки, поток газа с нефтеперерабатывающего завода, поток топливного газа, топливный газ из коллектора топливного газа или их комбинации.The twentieth aspect, which is a method of the nineteenth aspect, wherein the hydrogen-poor stream comprises a cracker gas stream, a refinery gas stream, a fuel gas stream, fuel gas from a fuel gas header, or combinations thereof.

Для целей подачи данной заявки на национальном уровне в США все публикации и патенты, упомянутые в этом описании, полностью включены в настоящее изобретение посредством ссылки для описания и раскрытия конструкций и методологий, описанных в этих публикациях, которые могли бы быть использованы в связи со способами настоящего изобретения. Любые публикации и патенты, обсуждаемые здесь, предоставлены исключительно для их раскрытия до даты подачи настоящей заявки. Ничто в данном изобретении не следует толковать как признание того, что изобретатели не имеют права датировать такое изобретение задним числом в силу предшествующего изобретения.For purposes of this U.S. domestic filing, all publications and patents mentioned in this specification are hereby incorporated by reference in their entirety to describe and disclose the designs and methodologies described in those publications that could be used in connection with the methods hereof. inventions. Any publications and patents discussed herein are provided solely for their disclosure prior to the filing date of this application. Nothing in this invention should be construed as an admission that inventors are not entitled to backdate such an invention by virtue of a prior invention.

В любой заявке, поданной в Ведомство США по патентам и товарным знакам, предоставляется реферат этой заявки с целью удовлетворения требований 37 CFR § 1.72 и цели, изложенной в 37 CFR § 1.72 (b), чтобы позволить Ведомству США по патентам и товарным знакам и общественности в целом быстро определить на основе беглого просмотра характер и суть технического раскрытия. Следовательно, реферат этой заявки не предназначен для использования при толковании объема формулы изобретения или для ограничения объема предмета, раскрытого в данном изобретении. Более того, любые заголовки, которые могут быть использованы в данном изобретении, также не предназначены для использования с целью толкования объема формулы изобретения или с целью ограничения объема предмета, раскрытогоAny application filed with the United States Patent and Trademark Office shall provide an abstract of that application to satisfy the requirements of 37 CFR § 1.72 and the purpose of 37 CFR § 1.72(b) to enable the United States Patent and Trademark Office and the public In general, quickly determine, based on a quick review, the nature and essence of the technical disclosure. Accordingly, the abstract of this application is not intended to be used in interpreting the scope of the claims or to limit the scope of the subject matter disclosed in this invention. Moreover, any headings that may be used in this invention are also not intended to be used for the purpose of construing the scope of the claims or for the purpose of limiting the scope of the subject matter disclosed.

--

Claims (25)

в данном изобретении. Любое использование прошедшего времени для описания примера, иначе обозначенного как конструктивный или пророческий, не предназначено для отражения того, что конструктивный или пророческий пример действительно был приведен в исполнение.in this invention. Any use of the past tense to describe an example otherwise designated as constructive or prophetic is not intended to reflect that the constructive or prophetic example was actually brought to pass. Хотя представлены и описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения, их модификации могут быть выполнены специалистом в данной области без отклонения от идей настоящего изобретения. Описанные в изобретении варианты осуществления являются только типичными и не предназначены для ограничения. Возможны многие изменения и модификации раскрытого изобретения, которые находятся в пределах объема изобретения.Although preferred embodiments of the invention have been presented and described, modifications thereof may be made by one skilled in the art without deviating from the teachings of the present invention. The embodiments described in the invention are only exemplary and are not intended to be limiting. Many changes and modifications to the disclosed invention are possible and are within the scope of the invention. Соответственно, объем защиты не ограничен приведенным выше описанием, а ограничен только приведенной ниже формулой изобретения, причем этот объем включает все эквиваленты объекта формулы изобретения. Каждый пункт формулы включен в описание как вариант осуществления настоящего изобретения. Таким образом, формула изобретения является дополнительным описанием и дополнением к подробному описанию настоящего изобретения. Описания всех патентов, патентных заявок и публикаций, цитируемых в данном изобретении, включены в изобретение посредством ссылки.Accordingly, the scope of protection is not limited by the above description, but is limited only by the claims below, which scope includes all equivalents of the subject matter of the claims. Each claim is included in the description as an embodiment of the present invention. Thus, the claims are intended to further describe and supplement the detailed description of the present invention. The descriptions of all patents, patent applications and publications cited in this invention are incorporated herein by reference. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ производства синтез-газа и олефинов, включающий:1. A method for producing synthesis gas and olefins, including: (a) подачу смеси реагентов каталитического частичного окисления (КЧО) в реакторе КЧО; где смесь реагентов КЧО содержит кислород и первые углеводороды; где, по меньшей мере, часть смеси реагентов КЧО взаимодействует посредством реакции КЧО в реакторе КЧО с получением выходящего потока реактора КЧО; где реактор КЧО содержит катализатор КЧО; где выходящий поток реактора КЧО содержит водород (Н2), монооксид углерода (СО), диоксид углерода (CO2), воду и непрореагировавшие первые углеводороды; и где выходящий поток реактора КЧО характеризуется отношением М выходящего потока реактора КЧО, где отношение М представляет собой молярное отношение, определяемое как (Н2-СО2)/(СО+СО2);(a) feeding a mixture of catalytic partial oxidation (CPO) reactants into the CPO reactor; where the mixture of CPO reagents contains oxygen and the first hydrocarbons; wherein at least a portion of the mixture of CPO reactants is reacted through a CPO reaction in a CPO reactor to produce a CPO reactor effluent; where the CPO reactor contains a CPO catalyst; where the effluent stream of the CPO reactor contains hydrogen (H2), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2), water and unreacted first hydrocarbons; and wherein the CPO reactor effluent is characterized by the ratio M of the CPO reactor effluent, wherein the ratio M is a molar ratio defined as (H2-CO2)/(CO+CO2); (b) подачу сырья крекинг-установки в крекинг-установку с получением потока продуктов крекингустановки, богатого водородом потока и потока извлечения углеводородов; где сырье крекинг-установки содержит вторые углеводороды; где первые углеводороды и вторые углеводороды являются одинаковыми или разными; где поток продуктов крекинг-установки содержит олефины; где богатый водородом поток содержит водород и метан; и где поток извлечения углеводородов содержит С4+ углеводороды; и (c) введение в контакт, по меньшей мере, части выходящего потока реактора КЧО, по меньшей мере, с частью богатого водородом потока с получением обогащенного водородом синтез-газа, где обогащенный водородом синтез-газ характеризуется отношением М обогащенного водородом синтез-газа, и где отношение М обогащенного водородом синтез-газа больше, чем отношение М выходящего потока реактора КЧО.(b) feeding the cracker feedstock to the cracker to produce a cracker product stream, a hydrogen-rich stream, and a hydrocarbon recovery stream; where the cracker feedstock contains second hydrocarbons; wherein the first hydrocarbons and the second hydrocarbons are the same or different; wherein the cracker product stream contains olefins; wherein the hydrogen-rich stream contains hydrogen and methane; and wherein the hydrocarbon recovery stream contains C 4+ hydrocarbons; and (c) contacting at least a portion of the CPO reactor effluent with at least a portion of the hydrogen-rich stream to produce hydrogen-enriched synthesis gas, wherein the hydrogen-enriched synthesis gas is characterized by the ratio M of hydrogen-enriched synthesis gas, and where the ratio M of the hydrogen-enriched synthesis gas is greater than the ratio M of the effluent stream of the CPO reactor. 2. Способ по п.1, в котором смесь реагентов КЧО содержит кислород, первые углеводороды и необязательно водяной пар.2. The method according to claim 1, in which the mixture of CPO reagents contains oxygen, first hydrocarbons and optionally water vapor. 3. Способ по п.1, в котором богатый водородом поток содержит водород, метан и необязательно непрореагировавшие вторые углеводороды.3. The method of claim 1, wherein the hydrogen-rich stream contains hydrogen, methane, and optionally unreacted second hydrocarbons. 4. Способ по п.1, в котором первые углеводороды и/или вторые углеводороды содержат метан, этан, пропан, бутаны, нафту, природный газ, природный газоконденсат, попутный газ, устьевой газ, обогащенный газ, парафины, сланцевый газ, сланцевые жидкости, отходящий газ флюид-каталитического крекинга (ФКК), технологические газы нефтеперерабатывающих заводов, дымовые газы, топливный газ из коллектора топливного газа или их комбинации; и где олефины содержат этилен.4. The method according to claim 1, in which the first hydrocarbons and/or second hydrocarbons contain methane, ethane, propane, butanes, naphtha, natural gas, natural gas condensate, associated gas, wellhead gas, enriched gas, paraffins, shale gas, shale liquids , fluid catalytic cracking (FCC) off-gas, refinery process gases, flue gases, fuel gas from a fuel gas header, or combinations thereof; and where the olefins contain ethylene. 5. Способ по п.1, в котором обогащенный водородом синтез-газ содержит диоксид углерода в количестве приблизительно от 0,25 до 5 мол.%.5. The method of claim 1, wherein the hydrogen-enriched synthesis gas contains carbon dioxide in an amount of about 0.25 to 5 mol%. 6. Способ по п.1, в котором крекинг-установка включает реактор крекинга и узел разделения; и где способ дополнительно включает охлаждение реактора КЧО; где охлаждение реактора КЧО включает нагревание реактора крекинга при одновременном охлаждении реактора КЧО за счет теплопередачи между реактором КЧО и реактором крекинга.6. The method according to claim 1, in which the cracking unit includes a cracking reactor and a separation unit; and where the method further includes cooling the reactor of the CCHO; where cooling the CPO reactor includes heating the cracking reactor while simultaneously cooling the CPO reactor due to heat transfer between the CPO reactor and the cracking reactor. 7. Способ по п.1, в котором реактор КЧО характеризуется, по меньшей мере, одним рабочим параметром КЧО, выбранным из группы, состоящей из температуры подачи КЧО приблизительно от 25 до 600°C; температуры выходящего потока КЧО приблизительно от 300 до 1600°C; давления КЧО приблизительно от 1 до 90 бар(изб.); времени контакта КЧО приблизительно от 0,001 миллисекунды (мс) до 5 секунд (с); молярного отношения углерода к кислороду (С/О) в смеси реагентов КЧО приблизительно от 0,5:1 до 3:1, где молярное отношение С/О означает общее количество молей углерода (С) углеводородов в смеси реагентов, поделенное на общее количество молей кислорода (О2) в смеси реагентов; молярного отношения водяного пара к углероду (П/С) в смеси реагентов КЧО приблизительно от 0,01:1 до меньше чем 2,4:1, где молярное отношение П/С означает общее количество молей воды (Н2О) в смеси реагентов, поделенное на общее количество молей углерода (С) углеводородов в смеси реагентов; и их комбинации.7. The method according to claim 1, in which the CPO reactor is characterized by at least one CPO operating parameter selected from the group consisting of a CPO supply temperature of approximately 25 to 600°C; temperature of the CCHO outlet stream is approximately from 300 to 1600°C; CCO pressure from approximately 1 to 90 bar(g); CCO contact time is approximately from 0.001 milliseconds (ms) to 5 seconds (s); The molar ratio of carbon to oxygen (C/O) in the reactant mixture is approximately 0.5:1 to 3:1, where the molar ratio C/O means the total number of moles of carbon (C) hydrocarbons in the reactant mixture divided by the total number of moles oxygen (O2) in the mixture of reagents; the molar ratio of water vapor to carbon (W/C) in the CWC reactant mixture is from approximately 0.01:1 to less than 2.4:1, where the molar ratio P/C means the total number of moles of water (H 2 O) in the reactant mixture , divided by the total number of moles of carbon (C) hydrocarbons in the reactant mixture; and their combinations. 8. Способ по п.1, в котором отношение М обогащенного водородом синтез-газа равно или больше8. The method according to claim 1, in which the ratio M of the hydrogen-enriched synthesis gas is equal to or greater - 26 043578 чем приблизительно 1,8.- 26 043578 than approximately 1.8. 9. Способ по п.1, в котором обогащенный водородом синтез-газ характеризуется молярным отношением водорода к монооксиду углерода (Н2/СО) больше чем приблизительно 2,0; и где молярное отношение Н2/СО обогащенного водородом синтез-газа больше, чем молярное отношение Н2/СО выходящего потока реактора КЧО.9. The method of claim 1, wherein the hydrogen-enriched synthesis gas has a hydrogen to carbon monoxide (H2/CO) molar ratio of greater than about 2.0; and where the H 2 /CO molar ratio of the hydrogen-enriched synthesis gas is greater than the H 2 /CO molar ratio of the CPO reactor effluent. 10. Способ по п.1, дополнительно включающий:10. The method according to claim 1, additionally including: (i) введение, по меньшей мере, части обогащенного водородом синтез-газа в метанольный реактор с получением выходящего потока метанольного реактора; где выходящий поток метанольного реактора содержит метанол, воду, водород, монооксид углерода, диоксид углерода, метан, первые углеводороды и необязательно вторые углеводороды;(i) introducing at least a portion of the hydrogen-enriched synthesis gas into the methanol reactor to produce a methanol reactor effluent; wherein the methanol reactor effluent stream contains methanol, water, hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, methane, first hydrocarbons and optionally second hydrocarbons; (ii) разделение, по меньшей мере, части выходящего потока метанольного реактора на поток сырого метанола и поток пара; где поток сырого метанола содержит метанол и воду; и где поток пара содержит водород, монооксид углерода, диоксид углерода, метан, первые углеводороды и необязательно вторые углеводороды;(ii) separating at least a portion of the methanol reactor effluent stream into a crude methanol stream and a steam stream; wherein the crude methanol stream contains methanol and water; and wherein the steam stream contains hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, methane, first hydrocarbons and optionally second hydrocarbons; (iii) введение, по меньшей мере, части потока пара в первый узел извлечения водорода с получением потока водорода и потока остаточного газа, где поток водорода содержит, по меньшей мере, часть водорода потока пара, и где поток остаточного газа содержит монооксид углерода, диоксид углерода, метан, первые углеводороды и необязательно вторые углеводороды;(iii) introducing at least a portion of the steam stream into the first hydrogen recovery unit to produce a hydrogen stream and a tail gas stream, wherein the hydrogen stream contains at least a portion of the hydrogen of the steam stream, and where the tail gas stream contains carbon monoxide, dioxide carbon, methane, first hydrocarbons and optionally second hydrocarbons; (iv) рециркуляцию, по меньшей мере, части потока водорода в метанольный реактор; и (v) разделение, по меньшей мере, части потока сырого метанола на поток метанола и поток воды.(iv) recycling at least a portion of the hydrogen stream to the methanol reactor; and (v) separating at least a portion of the crude methanol stream into a methanol stream and a water stream. 11. Способ по п.10, в котором (1), по меньшей мере, часть потока остаточного газа продувают, используют в качестве топлива, подают в реактор КЧО на стадии (а) или их комбинации; и/или (2), по меньшей мере, часть потока извлечения углеводородов рециркулируют в крекинг-установку, используют в качестве топлива, подают в реактор КЧО на стадии (а) или их комбинации.11. The method according to claim 10, in which (1), at least part of the residual gas stream is purged, used as fuel, supplied to the CPO reactor in step (a) or combinations thereof; and/or (2) at least a portion of the hydrocarbon recovery stream is recycled to the cracker, used as fuel, fed to the CPO reactor in step (a), or combinations thereof. 12. Способ производства синтез-газа и олефинов, включающий:12. A method for producing synthesis gas and olefins, including: (a) подачу сырья крекинг-установки в крекинг-установку с получением потока продуктов крекингустановки, бедного водородом потока и потока извлечения углеводородов; где сырье крекинг-установки содержит вторые углеводороды; где поток продуктов крекинг-установки содержит олефины; где бедный водородом поток содержит водород и метан; и где поток извлечения углеводородов содержит С4+ углеводороды; и (b) подачу смеси реагентов каталитического частичного окисления (КЧО) в реакторе КЧО; где смесь реагентов КЧО содержит кислород, первые углеводороды, по меньшей мере, часть бедного водородом потока и/или, по меньшей мере, часть потока извлечения углеводородов; где первые углеводороды и вторые углеводороды являются одинаковыми или разными; где, по меньшей мере, часть углеводородов в смеси реагентов КЧО взаимодействует посредством реакции КЧО в реакторе КЧО с получением синтез-газа; где углеводороды в смеси реагентов КЧО содержат первые углеводороды, и метан; где реактор КЧО содержит катализатор КЧО; где синтез-газ содержит водород (Н2), монооксид углерода (СО), диоксид углерода (CO2), воду и непрореагировавшие углеводороды; где синтез-газ характеризуется отношением М синтез-газа, где отношение М представляет собой молярное отношение, определяемое как (Н2СО2)/(СО+СО2); и где синтез-газ характеризуется молярным отношением водорода к монооксиду углерода (Н2/СО) синтез-газа.(a) feeding the cracker feedstock to the cracker to produce a cracker product stream, a hydrogen-poor stream, and a hydrocarbon recovery stream; where the cracker feedstock contains second hydrocarbons; wherein the cracker product stream contains olefins; wherein the hydrogen-poor stream contains hydrogen and methane; and wherein the hydrocarbon recovery stream contains C 4+ hydrocarbons; and (b) feeding a mixture of catalytic partial oxidation (CPO) reactants into the CPO reactor; wherein the mixture of CPO reagents contains oxygen, first hydrocarbons, at least a portion of the hydrogen-poor stream, and/or at least a portion of the hydrocarbon recovery stream; wherein the first hydrocarbons and the second hydrocarbons are the same or different; wherein at least a portion of the hydrocarbons in the CPO reactant mixture are reacted through a CPO reaction in a CPO reactor to produce synthesis gas; where the hydrocarbons in the mixture of CCHO reagents contain the first hydrocarbons and methane; where the CPO reactor contains a CPO catalyst; where the synthesis gas contains hydrogen (H2), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2), water and unreacted hydrocarbons; wherein the synthesis gas is characterized by a synthesis gas ratio M, wherein the M ratio is a molar ratio defined as (H 2 CO 2 )/(CO+CO 2 ); and wherein the synthesis gas is characterized by a molar ratio of hydrogen to carbon monoxide (H 2 /CO) of the synthesis gas. 13. Способ по п.12, в котором смесь реагентов КЧО содержит кислород, первые углеводороды, по меньшей мере, часть бедного водородом потока и необязательно водяной пар и/или, по меньшей мере, часть потока извлечения углеводородов.13. The method of claim 12, wherein the mixture of CPO reagents contains oxygen, first hydrocarbons, at least a portion of the hydrogen-poor stream, and optionally water vapor and/or at least a portion of the hydrocarbon recovery stream. 14. Способ по п.12, в котором углеводороды в смеси реагентов КЧО содержат первые углеводороды, метан и необязательно вторые углеводороды и/или С4+ углеводороды.14. The method according to claim 12, in which the hydrocarbons in the mixture of CCHO reagents contain first hydrocarbons, methane and optionally second hydrocarbons and/or C4+ hydrocarbons. 15. Способ по п.12, в котором бедный водородом поток содержит водород, метан и необязательно непрореагировавшие вторые углеводороды.15. The method of claim 12, wherein the hydrogen-poor stream contains hydrogen, methane, and optionally unreacted second hydrocarbons. 16. Способ по п.12, в котором (1) отношение М синтез-газа равно или больше чем приблизительно 1,8; и/или (2) молярное отношение Н2/СО синтез-газа больше чем приблизительно 2,0.16. The method of claim 12, wherein (1) the synthesis gas M ratio is equal to or greater than about 1.8; and/or (2) the H 2 /CO synthesis gas molar ratio is greater than about 2.0. 17. Способ по п.12, в котором смесь реагентов КЧО содержит водород в количестве меньше чем приблизительно 2 0 мол.%.17. The method of claim 12, wherein the mixture of CPO reagents contains hydrogen in an amount of less than about 20 mol%. 18. Способ по п.12, в котором отношение М и/или молярное отношение Н2/СО синтез-газа больше, чем отношение М и/или молярное отношение Н2/СО, соответственно, синтез-газа, получаемого в аналогичном во всем остальном процессе, в котором в реактор КЧО подают смесь реагентов КЧО без бедного водородом потока.18. The method according to claim 12, in which the M ratio and/or molar ratio H2/CO of the synthesis gas is greater than the ratio M and/or molar ratio H2 /CO, respectively, of the synthesis gas obtained in an otherwise similar a process in which the CPO reactor is fed with a mixture of CPO reagents without a hydrogen-poor stream. 19. Способ по п.12, дополнительно включающий:19. The method according to claim 12, additionally including: (i) введение, по меньшей мере, части синтез-газа в метанольный реактор с получением выходящего потока метанольного реактора; где выходящий поток метанольного реактора содержит метанол, воду, водород, монооксид углерода, диоксид углерода, метан, первые углеводороды и необязательно вторые углеводороды и/или С4+ углеводороды;(i) introducing at least a portion of the synthesis gas into the methanol reactor to produce a methanol reactor effluent; wherein the methanol reactor effluent stream contains methanol, water, hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, methane, first hydrocarbons and optionally second hydrocarbons and/or C 4+ hydrocarbons; (ii) разделение, по меньшей мере, части выходящего потока метанольного реактора на поток сырого(ii) separating at least a portion of the methanol reactor effluent stream into a crude stream - 27 043578 метанола и поток пара; где поток сырого метанола содержит метанол и воду; и где поток пара содержит водород, монооксид углерода, диоксид углерода, метан, первые углеводороды и необязательно вторые углеводороды и/или С4+ углеводороды;- 27 043578 methanol and steam flow; wherein the crude methanol stream contains methanol and water; and wherein the steam stream contains hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, methane, first hydrocarbons and optionally second hydrocarbons and/or C 4+ hydrocarbons; (iii) введение, по меньшей мере, части потока пара в первый узел извлечения водорода с получением потока водорода и потока остаточного газа, где поток водорода содержит, по меньшей мере, часть водорода потока пара, и где поток остаточного газа содержит монооксид углерода, диоксид углерода, метан, первые углеводороды и необязательно вторые углеводороды и/или С4+ углеводороды; (iv) рециркуляцию, по меньшей мере, части потока водорода в метанольный реактор;(iii) introducing at least a portion of the steam stream into the first hydrogen recovery unit to produce a hydrogen stream and a tail gas stream, wherein the hydrogen stream contains at least a portion of the hydrogen of the steam stream, and where the tail gas stream contains carbon monoxide, dioxide carbon, methane, first hydrocarbons and optionally second hydrocarbons and/or C 4+ hydrocarbons; (iv) recycling at least a portion of the hydrogen stream to the methanol reactor; (v) разделение, по меньшей мере, части потока сырого метанола на поток метанола и поток воды; и (vi) необязательно рециркуляцию, по меньшей мере, части потока остаточного газа в реактор КЧО.(v) separating at least a portion of the crude methanol stream into a methanol stream and a water stream; and (vi) optionally recycling at least a portion of the residual gas stream to the CPO reactor. 20. Способ производства метанола и олефинов, включающий:20. A method for the production of methanol and olefins, including: (a) подачу сырья крекинг-установки в крекинг-установку с получением потока продуктов крекингустановки, богатого водородом потока и потока извлечения углеводородов; где сырье крекинг-установки содержит вторые углеводороды; где поток продуктов крекинг-установки содержит олефины; где богатый водородом поток, содержит водород и метан; и где поток извлечения углеводородов содержит С4+ углеводороды;(a) feeding the cracker feedstock to the cracker to produce a cracker product stream, a hydrogen-rich stream, and a hydrocarbon recovery stream; where the cracker feedstock contains second hydrocarbons; wherein the cracker product stream contains olefins; where the hydrogen-rich stream contains hydrogen and methane; and wherein the hydrocarbon recovery stream contains C 4+ hydrocarbons; (b) введение, по меньшей мере, части богатого водородом потока во второй узел извлечения водорода с получением обогащенного водородом потока и обогащенного углеводородами потока; где обогащенный водородом поток содержит, по меньшей мере, часть водорода богатого водородом потока; и где обогащенный углеводородами поток содержит, по меньшей мере, часть углеводородов богатого водородом потока;(b) introducing at least a portion of the hydrogen-rich stream into a second hydrogen recovery unit to produce a hydrogen-rich stream and a hydrocarbon-rich stream; wherein the hydrogen-rich stream contains at least a portion of the hydrogen of the hydrogen-rich stream; and wherein the hydrocarbon-rich stream contains at least a portion of the hydrocarbons of the hydrogen-rich stream; (c) подачу смеси реагентов каталитического частичного окисления (КЧО) в реакторе КЧО; где смесь реагентов КЧО содержит кислород и первые углеводороды; где первые углеводороды и вторые углеводороды являются одинаковыми или разными; где, по меньшей мере, часть углеводородов в смеси реагентов КЧО взаимодействует посредством реакции КЧО в реакторе КЧО с получением синтез-газа; где углеводороды в смеси реагентов КЧО содержат первые углеводороды; где реактор КЧО содержит катализатор КЧО; где синтез-газ содержит водород (Н2), монооксид углерода (СО), диоксид углерода (СО2), воду и непрореагировавшие углеводороды; где синтез-газ характеризуется отношением М синтезгаза, где отношение М представляет собой молярное отношение, определяемое как (Н2-СО2)/(СО+СО2); и где синтез-газ характеризуется молярным отношением водорода к монооксиду углерода (Н2/СО) синтезгаза;(c) feeding a mixture of catalytic partial oxidation (CPO) reactants into the CPO reactor; where the mixture of CPO reagents contains oxygen and the first hydrocarbons; wherein the first hydrocarbons and the second hydrocarbons are the same or different; wherein at least a portion of the hydrocarbons in the CPO reactant mixture are reacted through a CPO reaction in a CPO reactor to produce synthesis gas; where the hydrocarbons in the mixture of CCHO reagents contain the first hydrocarbons; where the CPO reactor contains a CPO catalyst; where the synthesis gas contains hydrogen (H 2 ), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ), water and unreacted hydrocarbons; where the synthesis gas is characterized by the ratio M of the synthesis gas, where the ratio M is a molar ratio defined as (H 2 -CO 2 )/(CO+CO 2 ); and wherein the synthesis gas is characterized by a molar ratio of hydrogen to carbon monoxide (H 2 /CO) of the synthesis gas; (d) введение в контакт, по меньшей мере, части синтез-газа, по меньшей мере, с частью обогащенного водородом потока с получением обогащенного водородом синтез-газа; где обогащенный водородом синтез-газ характеризуется отношением М обогащенного водородом синтез-газа, где отношение М обогащенного водородом синтез-газа больше, чем отношение М синтез-газа; где обогащенный водородом синтез-газ характеризуется молярным отношением Н2/СО обогащенного водородом синтез-газа, и где молярное отношение Н2/СО обогащенного водородом синтез-газа больше, чем молярное отношение Н2/СО синтез-газа;(d) contacting at least a portion of the synthesis gas with at least a portion of the hydrogen-enriched stream to produce a hydrogen-enriched synthesis gas; wherein the hydrogen-enriched synthesis gas is characterized by an M ratio of the hydrogen-enriched synthesis gas, wherein the M ratio of the hydrogen-enriched synthesis gas is greater than the M ratio of the synthesis gas; wherein the hydrogen-enriched synthesis gas is characterized by a H2/CO molar ratio of the hydrogen-enriched synthesis gas, and wherein the H2/CO molar ratio of the hydrogen-enriched synthesis gas is greater than the H2 /CO molar ratio of the synthesis gas; (e) введение, по меньшей мере, части обогащенного водородом синтез-газа в метанольный реактор с получением выходящего потока метанольного реактора; где выходящий поток метанольного реактора содержит метанол, воду, водород, монооксид углерода, диоксид углерода, метан и первые углеводороды;(e) introducing at least a portion of the hydrogen-enriched synthesis gas into the methanol reactor to produce a methanol reactor effluent; wherein the methanol reactor effluent contains methanol, water, hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, methane and first hydrocarbons; (f) разделение, по меньшей мере, части выходящего потока метанольного реактора на поток сырого метанола и поток пара; где поток сырого метанола содержит метанол и воду; и где поток пара содержит водород, монооксид углерода, диоксид углерода, метан и первые углеводороды;(f) separating at least a portion of the methanol reactor effluent stream into a crude methanol stream and a steam stream; wherein the crude methanol stream contains methanol and water; and wherein the steam stream contains hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, methane and the first hydrocarbons; (g) введение, по меньшей мере, части потока пара в первый узел извлечения водорода с получением потока водорода и потока остаточного газа, где поток водорода содержит, по меньшей мере, часть водорода потока пара, и где поток остаточного газа содержит монооксид углерода, диоксид углерода, метан и первые углеводороды;(g) introducing at least a portion of the steam stream into a first hydrogen recovery unit to produce a hydrogen stream and a tail gas stream, wherein the hydrogen stream contains at least a portion of the hydrogen of the steam stream, and where the tail gas stream contains carbon monoxide, dioxide carbon, methane and first hydrocarbons; (h) рециркуляцию, по меньшей мере, части потока водорода в метанольный реактор; и (j) разделение, по меньшей мере, части потока сырого метанола на поток метанола и поток воды.(h) recycling at least a portion of the hydrogen stream to the methanol reactor; and (j) separating at least a portion of the crude methanol stream into a methanol stream and a water stream. 21. Способ по п.20, в котором богатый водородом поток содержит водород, метан и необязательно непрореагировавшие вторые углеводороды.21. The method of claim 20, wherein the hydrogen-rich stream comprises hydrogen, methane, and optionally unreacted second hydrocarbons. 22. Способ по п.20, в котором смесь реагентов КЧО содержит кислород, первые углеводороды, необязательно содержит, по меньшей мере, часть потока извлечения углеводородов и/или, по меньшей мере, часть обогащенного углеводородами потока и необязательно водяной пар.22. The method according to claim 20, in which the mixture of CPO reagents contains oxygen, first hydrocarbons, optionally contains at least a portion of the hydrocarbon recovery stream and/or at least a portion of the hydrocarbon-enriched stream, and optionally water vapor. 23. Способ по п.20, в котором углеводороды в смеси реагентов КЧО содержат первые углеводороды, необязательно метан, необязательно вторые углеводороды и необязательно С4+ углеводороды.23. The method according to claim 20, in which the hydrocarbons in the mixture of CPO reagents contain first hydrocarbons, optionally methane, optionally second hydrocarbons and optionally C4+ hydrocarbons. 24. Способ по п.20, в котором выходящий поток метанольного реактора содержит метанол, воду, водород, монооксид углерода, диоксид углерода, метан, первые углеводороды и необязательно вторые углеводороды и/или С4+ углеводороды.24. The process of claim 20, wherein the methanol reactor effluent comprises methanol, water, hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, methane, first hydrocarbons and optionally second hydrocarbons and/or C4+ hydrocarbons. 25. Способ по п.20, в котором поток пара содержит водород, монооксид углерода, диоксид углерода, метан, первые углеводороды и необязательно вторые углеводороды и/или С4+ углеводороды.25. The method of claim 20, wherein the steam stream contains hydrogen, carbon monoxide, carbon dioxide, methane, first hydrocarbons and optionally second hydrocarbons and/or C 4+ hydrocarbons. --
EA202191930 2019-01-17 2019-12-31 METHOD FOR PRODUCING METHANOL FROM SYNTHESIS GAS PRODUCED BY CATALYTIC PARTIAL OXIDATION INTEGRATED WITH CRACKING EA043578B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US62/793,606 2019-01-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA043578B1 true EA043578B1 (en) 2023-06-01

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20170057378A (en) Method for converting methane to ethylene and in situ transfer of exothermic heat
US20220081380A1 (en) Methanol production process from syngas produced by catalytic partial oxidation integrated with cracking
US11932537B2 (en) Integrated indirect heat transfer process for the production of syngas and olefins by catalytic partial oxidation and cracking
US20220169502A1 (en) Production of synthesis gas and of methanol
WO2020176650A1 (en) Integrated indirect heat transfer process for the production of syngas and olefins by catalytic partial oxidation and catalytic selective dehydrogenation
US20210387934A1 (en) Methanol production process with higher carbon utilization by co2 recycle
EA043578B1 (en) METHOD FOR PRODUCING METHANOL FROM SYNTHESIS GAS PRODUCED BY CATALYTIC PARTIAL OXIDATION INTEGRATED WITH CRACKING
WO2020176647A1 (en) An integrated direct heat transfer process for the production of methanol and olefins by catalytic partial oxidation and catalytic selective dehydrogenation
US11834394B2 (en) Methanol production process with increased energy efficiency
EA044090B1 (en) METHOD FOR PRODUCING METHANOL WITH HIGHER CARBON RECYCLING DUE TO CO2 RECYCLING
EA044126B1 (en) METHOD OF METHANOL PRODUCTION
EA044653B1 (en) PRODUCTION OF SYNTHESIS GAS AND METHANOL
EA041955B1 (en) METHOD FOR PRODUCING HYDROGEN-DEFERENT SYNTHESIS GAS FOR SYNTHESIS PROCESSES
EA044713B1 (en) METHOD FOR PRODUCING METHANOL WITH INCREASED ENERGY EFFICIENCY
CA3126824A1 (en) Methanol production process
WO2020191117A1 (en) An integrated direct heat transfer process for the production of methanol and olefins by catalytic partial oxidation and cracking
CN113614024A (en) Method for producing hydrogen-depleted synthesis gas for use in synthesis process
CN113614025A (en) Process for producing hydrogen-depleted synthesis gas for acetic acid synthesis and dimethyl ether synthesis
EA042919B1 (en) METHOD FOR PRODUCING HYDROGEN-DEFERENT SYNTHESIS GAS FOR ACETIC ACID SYNTHESIS AND DIMETHYL ETHER SYNTHESIS