RU2447048C1 - Combined method of producing ethylene and derivatives thereof and electrical energy from natural gas - Google Patents

Combined method of producing ethylene and derivatives thereof and electrical energy from natural gas Download PDF

Info

Publication number
RU2447048C1
RU2447048C1 RU2010142090/04A RU2010142090A RU2447048C1 RU 2447048 C1 RU2447048 C1 RU 2447048C1 RU 2010142090/04 A RU2010142090/04 A RU 2010142090/04A RU 2010142090 A RU2010142090 A RU 2010142090A RU 2447048 C1 RU2447048 C1 RU 2447048C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
methane
ethylene
natural gas
gas
heat
Prior art date
Application number
RU2010142090/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Сергеевич Арутюнов (RU)
Владимир Сергеевич Арутюнов
Михаил Юрьевич Синев (RU)
Михаил Юрьевич Синев
Павел Андреевич Шафрановский (RU)
Павел Андреевич Шафрановский
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "ШАГ"
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 Закрытое акционерное общество "ШАГ" filed Critical Закрытое акционерное общество "ШАГ"
Priority to RU2010142090/04A priority Critical patent/RU2447048C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2447048C1 publication Critical patent/RU2447048C1/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to a method of producing ethylene and electrical energy from natural gas through direct oxidation of natural gas and then feeding the waste gas into an electric power installation. The method involves feeding the initial stream of natural gas to the step for synthesis of ethylene via oxidative condensation of methane, which is carried out in the presence of oxide catalysts at temperature 700°C-950°C, pressure 1-10 atm and molar ratio of methane to oxygen in the interval from 2:1 to 10:1. Further, ethylene, the remaining portion of the gas stream containing unreacted methane and combustible products hydrogen and CO are extracted from the reaction mixture and fed into the electric power installation in which electrical energy and heat are regenerated. Energy, which is released during synthesis of ethylene via oxidative condensation of methane in form of heat content of vapour and other heat carriers, is recycled together with energy generated by the electric power installation, which is powered by natural methane gas which has not reacted in the ethylene synthesis reactor.
EFFECT: method provides economic and technological advantages compared to existing production processes.
5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики и технологии основного органического синтеза, а именно к технологии производства этилена и его производных, и может быть использовано в энергетике и химической промышленности.The invention relates to the field of energy and the technology of basic organic synthesis, namely to the production technology of ethylene and its derivatives, and can be used in the energy and chemical industries.

Современные процессы производства многих крупнотоннажных продуктов основного органического синтеза сопровождаются как большими затратами энергии, так и интенсивным энерговыделением, и часто базируются на том же углеводородном сырье, которое используется для производства электроэнергии. Поэтому все большее распространение получают комбинированные (интегрированные) энергохимические процессы производства (когенерации) химических продуктов и энергии.Modern processes for the production of many large-tonnage products of basic organic synthesis are accompanied by both large energy expenditures and intense energy release, and are often based on the same hydrocarbon feedstock used for electricity production. Therefore, combined (integrated) energy-chemical processes for the production (cogeneration) of chemical products and energy are becoming more widespread.

Известен процесс одновременного производства (когенерации) метанола и электроэнергии, включающий получение синтез-газа, состоящего из H2, CO, CO2 и небольших количеств метана, на установке риформинга путем подачи низших углеводородов, в т.ч. природного газа, и пара на установку риформинга, разделение синтез-газа на два потока, один из которых используется в качестве сырья для одной или нескольких реакций синтеза метанола, и/или диметилового эфира, и/или других оксигенатов, в то время как другой поток подается в один или более реакторов для проведения реакции конверсии водяного газа, в результате которой образуется поток газа, состоящий в основном из H2 и CO2, подвергающийся затем сепарации на два потока, состоящие из H2 и CO2, соответственно, причем по крайней мере 5% содержащего Н2 потока подается в реактор синтеза метанола, а остальная часть содержащего Н2 потока - на одну или более установок генерации тепла или другие потребляющие Н2 процессы. (Патент США №6809121, МПК C07C 29/151; C10G 2/00, опубл. 26.10.2004 г.)A known process for the simultaneous production (cogeneration) of methanol and electricity, including the production of synthesis gas, consisting of H 2 , CO, CO 2 and small amounts of methane, is reformed by feeding lower hydrocarbons, incl. natural gas, and steam to the reforming unit, the separation of synthesis gas into two streams, one of which is used as raw material for one or more synthesis reactions of methanol and / or dimethyl ether and / or other oxygenates, while the other stream fed to one or more reactors for the water gas conversion reaction, resulting in the formation of a gas stream consisting mainly of H 2 and CO 2 , then subjected to separation into two streams consisting of H 2 and CO 2 , respectively, with at least at least 5% containing H 2 the stream is fed to a methanol synthesis reactor, and the remainder of the H 2 containing stream is fed to one or more heat generation units or other H 2 consuming processes. (US Patent No. 6809121, IPC C07C 29/151; C10G 2/00, publ. 10/26/2004)

Известен комбинированный способ производства электроэнергии и жидкого синтетического топлива с использованием газотурбинных и парогазовых установок.A combined method of producing electricity and liquid synthetic fuel using gas turbine and combined cycle plants is known.

Способ включает частичное окисление углеводородного топлива в потоке сжатого воздуха, отбираемого за компрессором высокого давления газотурбинной установки с последующим дожиманием, получение синтез-газа, его охлаждение и экологическую очистку, подачу полученного синтез-газа в однопроходной реактор синтеза жидкого синтетического топлива с частичным превращением синтез-газа в жидкое топливо. Оставшийся в реакторе синтеза жидкого синтетического топлива энергетический газ выводят в камеру сгорания газотурбинной установки, при этом степень превращения синтез-газа выбирают из условия поддержания температуры рабочего тела на входе в газовую турбину в зависимости от типа газотурбинной установки, используемой для производства электроэнергии, а последующее дожимание воздуха, отбираемого за компрессором высокого давления газотурбинной установки, осуществляют с помощью детандера, приводимого в действие энергетическим газом, подогреваемым за счет охлаждения синтез-газа перед реактором синтеза. (Патент РФ №2250872, МПК C01B 3/32, C10L 3/10, F01K 23/10, опубл. 27.04.2005 г.)The method includes partial oxidation of hydrocarbon fuel in a stream of compressed air taken after a high-pressure compressor of a gas turbine unit with subsequent booster, synthesis gas, its cooling and environmental cleaning, supplying the resulting synthesis gas to a single-pass liquid synthetic fuel synthesis reactor with partial conversion of synthesis gas gas to liquid fuel. The energy gas remaining in the liquid synthetic fuel synthesis reactor is discharged into the combustion chamber of the gas turbine installation, while the degree of conversion of the synthesis gas is selected from the condition of maintaining the temperature of the working fluid at the inlet of the gas turbine depending on the type of gas turbine used to generate electricity, and subsequent booster air taken after the high-pressure compressor of a gas turbine installation is carried out using an expander driven by energy gas, heated by cooling the synthesis gas in front of the synthesis reactor. (RF patent No. 2250872, IPC C01B 3/32, C10L 3/10, F01K 23/10, publ. 04/27/2005)

Недостатком известных способов является сложность получения и дальнейшей подготовки синтез-газа и связанная с этим высокая технологическая сложность всего процесса, исключающая возможность его применения для малотоннажных производств и в составе энергоустановок средней и малой мощности.A disadvantage of the known methods is the difficulty of obtaining and further preparing synthesis gas and the associated high technological complexity of the whole process, which excludes the possibility of its use for small-tonnage productions and as a part of power plants of medium and low power.

Известен комбинированный способ производства электроэнергии и синтетического жидкого топлива в составе парогазовой установки.Known is a combined method of producing electricity and synthetic liquid fuel as part of a combined cycle plant.

Способ включает сжатие воздуха в основном и дожимном компрессорах, частичное окисление углеводородсодержащего топлива в реакторе, охлаждение реакционной смеси, получение метанола, расширение продуктов неполного окисления с подачей их в камеру сгорания газовой турбины. При этом углеводородсодержащее топливо проходит последовательное окисление при температуре 380-450°C и давлении 4,5-10 МПа с последующим охлаждением реакционной смеси в холодильнике-конденсаторе конденсатом паротурбинной установки. Отделение метанола от жидких продуктов окисления осуществляют в ректификационной колонне. Обеспечение заданной температуры газа на входе в газовую турбину осуществляется принимаемым числом реакторных установок синтеза метанола либо подмешиванием исходного углеводородсодержащего топлива в камеру сгорания газовой турбины. (Патент РФ №2356877, МПК C07C 27/12, C07C 31/04, опубл. 27.05.2009 г.)The method includes compressing the air in the main and booster compressors, partial oxidation of the hydrocarbon-containing fuel in the reactor, cooling the reaction mixture, producing methanol, expanding the products of incomplete oxidation with feeding them to the combustion chamber of a gas turbine. In this case, the hydrocarbon-containing fuel undergoes sequential oxidation at a temperature of 380-450 ° C and a pressure of 4.5-10 MPa, followed by cooling of the reaction mixture in a condenser refrigerator with condensate from a steam turbine plant. The separation of methanol from liquid oxidation products is carried out in a distillation column. A predetermined temperature of the gas at the entrance to the gas turbine is provided by the accepted number of methanol synthesis reactor units or by mixing the initial hydrocarbon-containing fuel into the combustion chamber of the gas turbine. (RF patent No. 2356877, IPC C07C 27/12, C07C 31/04, published on 05.27.2009)

Недостатком известного способа является низкая степень превращения исходных углеводородов в целевой продукт - метанол, которая не превышает 1-2% при селективности выше 70%. При более глубоких степенях превращения селективность по метанолу снижается до нуля.The disadvantage of this method is the low degree of conversion of the starting hydrocarbons to the target product is methanol, which does not exceed 1-2% with a selectivity above 70%. At deeper degrees of conversion, methanol selectivity decreases to zero.

Известен интегрированный процесс производства жидких продуктов Фишера-Тропша (синтетических жидких углеводородов) и производства электроэнергии с низким уровнем выбросов CO2. Установка, реализующая известный способ, включает получение синтез-газа, разделение воздуха, синтез продуктов Фишера-Тропша, извлечение CO и генерацию электроэнергии на основе комбинированного парогазового цикла (Патент США №6976362, МПК C01B 3/32, опубл. 20.12.2005 г.).The integrated process for the production of Fischer-Tropsch liquid products (synthetic liquid hydrocarbons) and the production of electricity with low CO 2 emissions is known. An installation that implements the known method includes the production of synthesis gas, air separation, the synthesis of Fischer-Tropsch products, CO extraction and power generation based on the combined steam and gas cycle (US Patent No. 6976362, IPC C01B 3/32, publ. December 20, 2005 )

Недостатком известного процесса является большое число стадий, связанных с получением и дальнейшей подготовкой синтез-газа, и, как следствие, его высокая металлоемкость и технологическая сложность, исключающая возможность применения для малотоннажных производств и энергоустановок средней и малой мощности. Кроме того, продукты синтеза Фишера-Тропша фактически являются синтетическим аналогом сырой нефти и требуют дальнейшей переработки в топлива или химические продукты. При наличии более дешевых природных нефтепродуктов их производство, даже с учетом их более высоких экологических характеристик, может быть экономически оправдано только в отдельных случаях.A disadvantage of the known process is the large number of stages associated with the production and further preparation of synthesis gas, and, as a result, its high metal consumption and technological complexity, which excludes the possibility of application for small-tonnage productions and power plants of medium and low power. In addition, Fischer-Tropsch synthesis products are in fact a synthetic analogue of crude oil and require further processing into fuels or chemical products. In the presence of cheaper natural petroleum products, their production, even taking into account their higher environmental characteristics, can be economically justified only in individual cases.

Более перспективным является интегрированное производство электроэнергии и таких универсальных и энергоемких продуктов, как этилен и продукты его переработки (жидкие углеводороды, этиловый спирт, полиэтилен). Этилен входит в число основных крупнотоннажных продуктов органического синтеза и является основой производства большинства продуктов основного и тонкого органического синтеза. Кроме того, с использованием процесса олигомеризации этилен может быть переработан в синтетическое топливо и масла, аналогичные традиционным ГСМ, получаемым из нефти, и "синтетическую нефть" - смесь жидких продуктов, легко транспортируемую традиционными способами (наливной транспорт, трубопроводы) и перерабатываемую на обычных нефтеперерабатывающих предприятиях. Этиловый спирт (этанол) сам является жидким горючим продуктом и рассматривается в качестве перспективного энергоносителя для различных применений. Полимеры на основе этилена (например, различные виды и марки полиэтилена, сополимеры с другими мономерами) являются основными видами пластиков, используемых повсеместно. По этим причинам создание высокоэффективных и экономичных технологий получения этилена и продуктов его переработки является одной из главных задач современной химической промышленности.More promising is the integrated production of electricity and such versatile and energy-intensive products as ethylene and its products (liquid hydrocarbons, ethyl alcohol, polyethylene). Ethylene is one of the main large-scale products of organic synthesis and is the basis for the production of most products of basic and fine organic synthesis. In addition, using the oligomerization process, ethylene can be processed into synthetic fuels and oils similar to traditional fuels and lubricants derived from oil, and “synthetic oil” - a mixture of liquid products that can be easily transported by traditional methods (bulk transport, pipelines) and processed into conventional refineries enterprises. Ethyl alcohol (ethanol) is itself a liquid combustible product and is considered as a promising energy carrier for various applications. Ethylene-based polymers (for example, various types and brands of polyethylene, copolymers with other monomers) are the main types of plastics used universally. For these reasons, the creation of highly efficient and economical technologies for the production of ethylene and its products is one of the main tasks of the modern chemical industry.

По существующим и реализованным в промышленности технологиям этилен получается главным образом пиролизом различного углеводородного сырья (нафта, пропан-бутановая фракция, этан и др.). Это резко ограничивает сырьевую базу производства этилена. Кроме того, эти процессы являются эндотермическими, т.е. требуют для своего осуществления подвода значительного количества энергии, что дополнительно понижает их эффективность и делает их малоэффективными при небольших объемах производства.According to the technologies existing and implemented in industry, ethylene is obtained mainly by the pyrolysis of various hydrocarbon feedstocks (naphtha, propane-butane fraction, ethane, etc.). This sharply limits the raw material base of ethylene production. In addition, these processes are endothermic, i.e. require for their implementation the supply of a significant amount of energy, which further reduces their efficiency and makes them ineffective with small volumes of production.

В настоящее время большой интерес вызывают прямые, минуя стадию получения синтез-газа, процессы получения различных продуктов из природного газа (метана), основанные на его окислительных превращениях. Такие процессы имеют ряд преимуществ: простота технологической схемы, отсутствие химических стадий, протекающих с поглощением энергии, возможность одновременной с производством целевого продукта генерации тепла.Currently, direct interest, bypassing the stage of synthesis gas production, is the process of obtaining various products from natural gas (methane) based on its oxidative transformations. Such processes have several advantages: the simplicity of the technological scheme, the absence of chemical stages that occur with the absorption of energy, the possibility of simultaneous production of the target product of heat generation.

В частности, известен процесс получения этилена по реакции окислительной конденсации метана (ОКМ), протекающей в присутствии оксидных катализаторов при температурах 700-900°C с подачей кислорода (воздуха) ниже стехиометрического соотношения (0,1-0,3 объема O2 на 1 объем метана). Этот процесс является экзотермическим, т.е. протекает с выделением энергии, и не требует для осуществления основной реакции металлоемкого оборудования. (B.C.Арутюнов, О.В.Крылов. Окислительные превращения метана, М.: Наука, 1998 г., 361 стр.)In particular, the process of producing ethylene is known from the oxidative condensation of methane (OKM), which takes place in the presence of oxide catalysts at temperatures of 700-900 ° C with a supply of oxygen (air) below the stoichiometric ratio (0.1-0.3 volume of O 2 per 1 volume of methane). This process is exothermic, i.e. proceeds with the release of energy, and does not require metal-intensive equipment to carry out the main reaction. (BCArutyunov, O.V. Krylov. Oxidative transformations of methane, Moscow: Nauka, 1998, 361 pp.)

Основным недостатком данного процесса является относительно низкий выход целевого продукта - этилена - за один проход реакционной смеси (не выше 14-15%) и высокий расход сырья (природного газа) на получение целевого продукта.The main disadvantage of this process is the relatively low yield of the target product, ethylene, in one pass of the reaction mixture (not higher than 14-15%) and the high consumption of raw materials (natural gas) to obtain the target product.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание высокоэффективного и экономичного способа получения этилена и продуктов его переработки путем совмещения их производства методом прямого газофазного окисления природного газа с выработкой электро- и тепловой энергии на энергоустановке.The technical problem to which the claimed invention is directed is to create a highly efficient and economical method for producing ethylene and products of its processing by combining their production by direct gas-phase oxidation of natural gas with the generation of electric and thermal energy in a power plant.

Поставленная техническая задача решается тем, что в способе производства этилена и электроэнергии из природного газа путем прямого окисления природного газа с последующей подачей отходящего газа на энергоустановку, заключающемся в том, что исходный поток природного газа направляют на стадию синтеза этилена по реакции окислительной конденсации метана, которую осуществляют в присутствии оксидных катализаторов при температуре от 700°C до 950°C, давлении от 1 атм до 10 атм и мольном соотношении метана к кислороду в интервале от 2:1 до 10:1, далее выделяют из реакционной смеси этилен, остальную часть газового потока, включающего не прореагировавший метан, и горючие продукты водород и CO направляют на энергоустановку, в которой осуществляют выработку электроэнергии и тепла; энергию, выделяющуюся в процессе получения этилена по реакции окислительной конденсации метана в виде теплосодержания пара и других теплоносителей, утилизируют совместно с энергией, вырабатываемой энергоустановкой, которая питается природным газом метаном, не прореагировавшим в реакторе синтеза этилена.The stated technical problem is solved by the fact that in the method of producing ethylene and electricity from natural gas by direct oxidation of natural gas, followed by the supply of exhaust gas to the power plant, which consists in the fact that the initial stream of natural gas is sent to the stage of ethylene synthesis by the oxidative condensation of methane, which carried out in the presence of oxide catalysts at a temperature of from 700 ° C to 950 ° C, a pressure of from 1 ATM to 10 ATM and a molar ratio of methane to oxygen in the range from 2: 1 to 10: 1, then in fissioning ethylene from the reaction mixture, the remainder of the gaseous stream comprising unreacted methane and combustible products are hydrogen and CO is directed to power generation in which power generation is carried out and heat; the energy released in the process of ethylene production by the oxidative condensation of methane in the form of the heat content of steam and other heat carriers is utilized together with the energy generated by the power plant, which is fed by natural gas with methane that has not reacted in the ethylene synthesis reactor.

Кроме того, осуществляют выделение этана и высших углеводородов из потока горючих газов, который направляют на энергоустановку, где осуществляют выработку электроэнергии и тепла; выделенные этан и высшие углеводороды направляют на стадию синтеза этилена по реакции окислительной конденсации метана.In addition, they carry out the separation of ethane and higher hydrocarbons from the flow of combustible gases, which are sent to a power plant, where they generate electricity and heat; the separated ethane and higher hydrocarbons are sent to the stage of ethylene synthesis by the oxidative condensation of methane.

Кроме того, оксидный катализатор выбирают из группы: оксиды щелочноземельных элементов Mg, Ca, Sr, Ba, оксиды редкоземельных элементов La, Ce, Nd, Sm или их смеси, промотированные добавками щелочных элементов (Li, Na, K, Rb, Cs), Sb, Bi и/или Pb, нанесенные на носители Al2O3, SiO2, TiO2, ZrO2, HfO2, алюминаты, силикаты щелочноземельных элементов, силикаты редкоземельных элементов.In addition, the oxide catalyst is selected from the group: oxides of alkaline earth elements Mg, Ca, Sr, Ba, oxides of rare-earth elements La, Ce, Nd, Sm, or mixtures thereof, promoted by additives of alkaline elements (Li, Na, K, Rb, Cs), Sb, Bi and / or Pb supported on Al 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , HfO 2 supports, aluminates, alkaline earth element silicates, rare earth silicates.

Кроме того, состав оксидного катализатора выбирают в соответствии с эмпирической формулойIn addition, the composition of the oxide catalyst is selected in accordance with the empirical formula

M1aM2bM32O3+m, гдеM 1 a M 2 b M 3 2 O 3 + m , where

M1 - щелочноземельный элемент, выбранный из группы Mg, Ca, Sr, Ba (или их комбинация);M 1 is an alkaline earth element selected from the group Mg, Ca, Sr, Ba (or a combination thereof);

M2 - щелочной элемент, выбранный из группы Li, Na, K, Rb, Cs (или их комбинация);M 2 is an alkaline element selected from the group Li, Na, K, Rb, Cs (or a combination thereof);

M3 - редкоземельный элемент, выбранный из группы La, Ce, Nd, Sm (или их комбинация);M 3 is a rare earth element selected from the group La, Ce, Nd, Sm (or a combination thereof);

a - грамм-атомный показатель элемента, значение которого выбирают от 0,005 до 250;a is the gram-atomic index of the element, the value of which is selected from 0.005 to 250;

b - грамм-атомный показатель элемента, значение которого выбирают от 0 до 20;b is the gram-atomic index of the element, the value of which is selected from 0 to 20;

m - стехиометрический коэффициент, определяемый соотношением компонентов M1, M2 и M3.m is a stoichiometric coefficient determined by the ratio of the components M 1 , M 2 and M 3 .

Кроме того, состав оксидного катализатора выбирают в соответствии с эмпирической формулойIn addition, the composition of the oxide catalyst is selected in accordance with the empirical formula

NaXWYMZSiO2+n, гдеNa X W Y M Z SiO 2 + n , where

M - химический элемент Mn или Ce,M is a chemical element of Mn or Ce,

X, Y, Z - грамм-атомные соотношения элементов, из которых значение X выбирают от 0,01 до 0,4; значение Y выбирают от 0,005 до 0,2; значение Z выбирают от 0,005 до 0,4.X, Y, Z - gram-atomic ratios of elements, from which the value of X is chosen from 0.01 to 0.4; the value of Y is selected from 0.005 to 0.2; Z value is selected from 0.005 to 0.4.

Технический результат, достижение которого обеспечивается реализацией всей заявляемой совокупности существенных признаков, заключаетсяThe technical result, the achievement of which is ensured by the implementation of the entire claimed combination of essential features, is

- в совмещении производства ценных соединений методом прямого газофазного окисления природного газа с выработкой электро- и тепловой энергии на энергоустановке,- in combining the production of valuable compounds by the method of direct gas-phase oxidation of natural gas with the generation of electric and thermal energy at a power plant,

- в снижении удельного расхода природного газа на производство этилена и его производных.- in reducing the specific consumption of natural gas for the production of ethylene and its derivatives.

Также с учетом того, что отходящий газ процесса получения этилена и его производных полностью используется для выработки энергии, а вырабатываемый в экзотермических реакциях окисления пар утилизируется вместе с паром, вырабатываемом самой энергоустановкой, суммарная эффективность полезного использования углеводородного сырья в таком интегрированном энергохимическом процессе будет близка к максимально возможной.Also, given that the exhaust gas from the process for producing ethylene and its derivatives is fully used for energy production, and the steam generated in exothermic oxidation reactions is utilized together with the steam generated by the power plant itself, the total efficiency of the useful use of hydrocarbon raw materials in such an integrated energy-chemical process will be close to as much as possible.

Заявляемое изобретение поясняется рисунком, где на фиг.1 представлен пример работающей на природном газе энергоустановки, на которой может быть реализован заявляемый способ. Представленный пример не ограничивает использование иного оборудования, предназначенного для тех же целей, на котором может быть реализован способ.The invention is illustrated in the figure, where figure 1 presents an example of a natural gas-fired power plant, which can be implemented in the inventive method. The presented example does not limit the use of other equipment designed for the same purposes on which the method can be implemented.

Фиг.1 содержит следующие позиции:Figure 1 contains the following positions:

1 - реактор окислительной конденсации метана (ОКМ);1 - reactor for oxidative condensation of methane (OKM);

2 - закалочно-испарительный теплообменный аппарат (генератор пара высокого давления);2 - quenching-evaporative heat exchanger (high pressure steam generator);

3 - теплообменный аппарат, в котором газовая смесь охлаждается до ~30°C с конденсацией основной части реакционной воды;3 - heat exchanger, in which the gas mixture is cooled to ~ 30 ° C with condensation of the main part of the reaction water;

4 - компрессор реакционного газа;4 - a compressor of the reaction gas;

5 - узел этаноламиновой очистки;5 - site ethanolamine purification;

6 - узел щелочной промывки, осушки и охлаждения до минус 100°C с помощью пропиленового и этиленового холодильных циклов;6 - site alkaline washing, drying and cooling to minus 100 ° C using propylene and ethylene refrigeration cycles;

7 - турбодетандер;7 - turboexpander;

8 - колонна низкотемпературной ректификации (выделения этан-этиленовой фракции);8 - a column of low-temperature distillation (separation of ethane-ethylene fraction);

9 - колонна низкотемпературной ректификации (выделения этилена-сырца);9 - a column of low temperature distillation (separation of raw ethylene);

10 - колонна низкотемпературной ректификации (выделения метана);10 - a column of low-temperature distillation (methane emission);

11 - рекуперативный теплообменный аппарат «газ-газ».11 - recuperative heat exchanger gas-gas.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом.The inventive method is as follows.

Природный газ из газопровода, содержащий 98% метана и поступающий на электростанцию в объеме 60 тыс. м3/ч, нагревают в рекуперативном теплообменнике «газ-газ» 11 теплом отходящих из реактора 1 газов до 450°C и подают на вход реактора 1, в котором происходит превращение части метана в этилен и другие продукты за счет протекания каталитической реакции окислительной конденсации метана с выделением тепла.Natural gas from the gas pipeline, containing 98% methane and entering the power plant in the amount of 60 thousand m 3 / h, is heated in a recuperative gas-gas heat exchanger 11 by heat of the gases leaving the reactor 1 to 450 ° C and fed to the inlet of the reactor 1, in which a part of methane is converted to ethylene and other products due to the catalytic oxidative condensation of methane with the release of heat.

Для повышения эффективности использования тепла реакционных газов исходный природный газ подается в трубное пространство теплообменника 11, а горячие реакционные газы - противотоком в межтрубное пространство того же теплообменника.To increase the heat utilization efficiency of the reaction gases, the source natural gas is supplied to the tube space of the heat exchanger 11, and the hot reaction gases are fed countercurrently into the annulus of the same heat exchanger.

Реакцию окислительной конденсации метана в реакторе 1 проводят в присутствии оксидных катализаторов при температуре от 700°C до 950°C, предпочтительно от 750°C до 900°C, давлении от 1 атм до 10 атм, предпочтительно от 1 атм до 3 атм, и мольном соотношении метана к кислороду в интервале от 2:1 до 10:1.The oxidative condensation reaction of methane in the reactor 1 is carried out in the presence of oxide catalysts at a temperature of from 700 ° C to 950 ° C, preferably from 750 ° C to 900 ° C, a pressure of from 1 atm to 10 atm, preferably from 1 atm to 3 atm, and the molar ratio of methane to oxygen in the range from 2: 1 to 10: 1.

Оксидный катализатор выбирают из группы: оксиды щелочноземельных элементов Mg, Ca, Sr, Ba, оксиды редкоземельных элементов La, Ce, Nd, Sm или их смеси, промотированные добавками щелочных элементов (Li, Na, K, Rb, Cs), Sb, Bi и/или Pb, нанесенные на носители Al2O3, SiO2, TiO2, ZrO2, HfO2, алюминаты, силикаты щелочноземельных элементов, силикаты редкоземельных элементов.The oxide catalyst is selected from the group: oxides of alkaline earth elements Mg, Ca, Sr, Ba, oxides of rare-earth elements La, Ce, Nd, Sm, or mixtures thereof, promoted by additives of alkaline elements (Li, Na, K, Rb, Cs), Sb, Bi and / or Pb supported on carriers Al 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , HfO 2 , aluminates, silicates of alkaline earth elements, silicates of rare earth elements.

При этом состав оксидного катализатора выбирают в соответствии с эмпирической формулой:The composition of the oxide catalyst is selected in accordance with the empirical formula:

M1aM1bM32O3+m, гдеM 1 a M 1 b M 3 2 O 3 + m , where

M1 - щелочноземельный элемент, выбранный из группы Mg, Ca, Sr, Ba (или их комбинация);M 1 is an alkaline earth element selected from the group Mg, Ca, Sr, Ba (or a combination thereof);

M2 - щелочной элемент, выбранный из группы Li, Na, K, Rb, Cs (или их комбинация);M 2 is an alkaline element selected from the group Li, Na, K, Rb, Cs (or a combination thereof);

M3 - редкоземельный элемент, выбранный из группы La, Ce, Nd, Sm (или их комбинация);M 3 is a rare earth element selected from the group La, Ce, Nd, Sm (or a combination thereof);

a - грамм-атомный показатель элемента, значение которого выбирают от 0,005 до 250;a is the gram-atomic index of the element, the value of which is selected from 0.005 to 250;

b - грамм-атомный показатель элемента, значение которого выбирают от 0 до 20;b is the gram-atomic index of the element, the value of which is selected from 0 to 20;

m - стехиометрический коэффициент, определяемый соотношением компонентов M1, M2 и M3.m is a stoichiometric coefficient determined by the ratio of the components M 1 , M 2 and M 3 .

Кроме того, состав оксидного катализатора выбирают в соответствии с эмпирической формулойIn addition, the composition of the oxide catalyst is selected in accordance with the empirical formula

NaXWYMZSiO2+n, гдеNa X W Y M Z SiO 2 + n , where

M - химический элемент Mn или Ce,M is a chemical element of Mn or Ce,

X, Y, Z - грамм-атомные соотношения элементов, из которых значение X выбирают от 0,01 до 0,4; значение Y выбирают от 0,005 до 0,2; значение Z выбирают от 0,005 до 0,4.X, Y, Z - gram-atomic ratios of elements, from which the value of X is chosen from 0.01 to 0.4; the value of Y is selected from 0.005 to 0.2; Z value is selected from 0.005 to 0.4.

Катализаторы процесса окислительной конденсации метана с получением этилена являются известными из предыдущего уровня техники, в частности публикации B.C.Арутюнов, О.В.Крылов. Окислительные превращения метана, М.: Наука, 1998 г., 361 стр., где описаны каталитические свойства смешанных оксидов, содержащих в различных соотношениях катионы редкоземельных, щелочноземельных и щелочных металлов, и дана подробная библиография (ссылки на патенты и научные публикации). Совокупность этих данных показывает, что наиболее эффективны системы, содержащие первые члены ряда лантаноидов (La, Nd, Sm и в определенных комбинациях - также Ce и Pr). Лучшие показатели по выходу продуктов ОКМ на катализаторах этого семейства (подтвержденные независимо многими авторами) достигают 18-19% при селективности выше 60%. На стр. 245 той же монографии описаны оксидные катализаторы, соответствующие эмпирической формуле NaXWYMnZSiO2+n и впервые предложенные в работе [Fang X.P., Li S.B., Lin J.Z. J. Mol. Catal. (China), v.6, 1992, p.225]. Эти катализаторы (например, состава 20%Na2WO4+5%Mn/SiO2) позволяют получить наиболее высокий подтвержденный выход продуктов ОКМ (20-22%), но при более высокой температуре (850-900°C по сравнению с оптимумом для систем, содержащих лантаноиды - 750-850°C).Catalysts for the process of oxidative condensation of methane to produce ethylene are known from the prior art, in particular the publication BC Arutyunov, O.V. Krylov. Oxidative transformations of methane, Moscow: Nauka, 1998, 361 pages, which describes the catalytic properties of mixed oxides containing cations of rare earth, alkaline earth, and alkali metals in various ratios, and a detailed bibliography is provided (references to patents and scientific publications). The totality of these data shows that the systems containing the first members of a series of lanthanides (La, Nd, Sm and, in certain combinations, also Ce and Pr) are most effective. The best indicators for the yield of OKM products on catalysts of this family (independently confirmed by many authors) reach 18-19% with a selectivity above 60%. On page 245 of the same monograph, oxide catalysts are described that correspond to the empirical formula Na X W Y Mn Z SiO 2 + n and were first proposed in [Fang XP, Li SB, Lin JZJ Mol. Catal. (China), v.6, 1992, p.225]. These catalysts (for example, with a composition of 20% Na 2 WO 4 + 5% Mn / SiO 2 ) provide the highest confirmed yield of OKM products (20-22%), but at a higher temperature (850-900 ° C compared to the optimum for systems containing lanthanides - 750-850 ° C).

Все интервалы параметров предложенного способа указаны в предельно допустимых значениях, выбор параметров способа за пределами заявленных интервалов значений не обеспечивает достижения указанного технического результата.All parameter ranges of the proposed method are indicated in the maximum permissible values, the choice of method parameters outside the declared ranges of values does not ensure the achievement of the specified technical result.

Выходящий из реактора 1 газовый поток, обладающий высоким теплосодержанием и содержащий целевой продукт химического превращения - этилен, подвергают охлаждению и разделению, причем выделяющееся в процессе охлаждение тепло используют для подогрева исходного метана в аппарате 11 и генерации высокопотенциального пара в закалочно-испарительном теплообменном аппарате (генератор пара высокого давления) 2. Теплосодержание пара, образующегося в закалочно-испарительном теплообменном аппарате 2, утилизируют в энергоустановке совместно с теплом, получаемым при сгорании непрореагировавшего метана и горючих газов, образовавшихся при окислении части метана в реакторе 1 окислительной конденсации метана (ОКМ). Прошедший закалочно-испарительный теплообменный аппарат 2 поток реакционных газов поступает в теплообменный аппарат 3, в котором осуществляют охлаждение и отделение основного количества реакционной воды в виде конденсата. После охлаждения до 30°C реакционную смесь через компрессор 4 реакционного газа подают в узел 5 этаноламиновой очистки, где отделяется основное количество CO2. В узле 6 осуществляют доочистку потока щелочной промывкой, осушку и охлаждение до температуры минус 100°C с помощью пропиленового и этиленового холодильных циклов. В узле 6 происходит выделение топливного газа, в который уходят водород, оксид углерода, азот, остатки кислорода и небольшая часть метана. Этот поток дросселируется до давления 0.3-0.5 МПа через турбодетандер 7 и подается на энергоустановку. В колонне 8 низкотемпературной ректификации выделяют основную часть непрореагировавшего метана, который также подают на энергоустановку.The gas stream leaving the reactor 1 having a high heat content and containing the target product of the chemical conversion, ethylene, is subjected to cooling and separation, and the heat generated during the cooling process is used to heat the initial methane in the apparatus 11 and generate high potential steam in the quenching-evaporative heat exchanger (generator high pressure steam) 2. The heat content of steam generated in the quenching-evaporative heat exchanger 2 is disposed of in a power plant together with heat Obtained by the combustion of methane and unreacted combustible gases formed by the oxidation of methane in the reactor part 1 of oxidative coupling of methane (OCM). The quenching-evaporation heat exchanger 2 passed through the reaction gas stream enters the heat exchanger 3, in which the bulk of the reaction water is cooled and separated in the form of condensate. After cooling to 30 ° C, the reaction mixture is fed through the reaction gas compressor 4 to the ethanolamine treatment unit 5, where most of the CO 2 is separated. In node 6, the stream is treated with alkaline washing, drying and cooling to a temperature of minus 100 ° C using propylene and ethylene refrigeration cycles. In node 6, fuel gas is released, into which hydrogen, carbon monoxide, nitrogen, oxygen residues and a small part of methane are emitted. This flow is throttled to a pressure of 0.3-0.5 MPa through a turboexpander 7 and fed to the power plant. In the low temperature distillation column 8, the main part of unreacted methane is isolated, which is also fed to the power plant.

Из куба колонны 8 выводится фракция C2+, которая поступает в колонну 9. Кубовый остаток из этой колонны, который состоит в основном из этана и углеводородов С3+, возвращают в реактор 1. Из верхней части колонны 9 выводится газ, содержащий в основном этилен и остаточный метан. Эта смесь разделяется в колонне 10 на этилен-сырец, поступающий на узел переработки, и метан, который подается на энергоустановку.The C 2+ fraction is discharged from the bottom of column 8, which enters column 9. The bottom residue from this column, which consists mainly of ethane and C 3+ hydrocarbons, is returned to reactor 1. From the upper part of column 9, gas containing mainly ethylene and residual methane. This mixture is separated in column 10 into raw ethylene fed to the processing unit and methane fed to the power plant.

Процесс генерации электроэнергии на установках различных типов с использованием метана (главного компоненты природного газа) является известным. В качестве энергоустановки в заявляемом интегрированном процессе может быть использован любой известный тип энергоустановки, производящий тепло и/или электроэнергию из природного газа (см., например, С.В.Цанев, В.Д.Буров, А.Н.Ремезов. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций. Под ред. Цанева С.В. Издательство МЭИ, 2002 г., 579 стр.).The process of generating electricity in various types of plants using methane (the main component of natural gas) is well known. As a power plant in the claimed integrated process, any known type of power plant that produces heat and / or electricity from natural gas can be used (see, for example, S.V. Tsanev, V.D. Burov, A.N. Remezov. Gas turbine and combined-cycle plants of thermal power plants, edited by S. Tsanev, MPEI Publishing House, 2002, 579 pages).

Узел переработки этилена может представлять собой совокупность аппаратов, в которых происходит его тонкая очистка и доведение до товарной кондиции, либо реактор, в котором осуществляется превращение этилена в иные целевые продукты (жидкие углеводороды, этанол и др.), и аппараты выделения и очистки этих продуктов.The ethylene processing unit can be a set of devices in which it is refined and brought to market condition, or a reactor in which ethylene is converted into other target products (liquid hydrocarbons, ethanol, etc.), and devices for the isolation and purification of these products .

При осуществлении дальнейшей химической переработки этилена в продукты его олигомеризации ("синтетическая нефть", жидкое топливо, базовые масла), или полимеризации и сополимеризации (полимеры и пластики), или гидратации (этанол), или алкилирования (стирол, другие мономеры; присадки к топливам), энергию, выделяющуюся в процессе химической переработки этилена в виде теплосодержания пара и других теплоносителей утилизируют совместно с энергией, вырабатываемой энергоустановкой, которая питается природным газом метаном, не прореагировавшим в реакторе синтеза этилена, и энергией, полученной на стадии синтеза этилена по реакции окислительной конденсации метана.In the further chemical processing of ethylene into products of its oligomerization ("synthetic oil", liquid fuel, base oils), or polymerization and copolymerization (polymers and plastics), or hydration (ethanol), or alkylation (styrene, other monomers; fuel additives ), the energy released during the chemical processing of ethylene in the form of the heat content of steam and other heat carriers is disposed of together with the energy generated by the power plant, which is fed by natural gas with unreacted methane ethylene synthesis reactor and the energy obtained ethylene synthesis step of oxidative coupling of methane reaction.

Стадии выделения/разделения, реализуемые в приведенном примере в аппаратах 5, 6, 8, 9, 10, могут осуществляться методами химической, криогенной, адсорбционной, абсорбционной обработки и/или с использованием мембранных устройств.The stages of separation / separation, implemented in the above example in the apparatus 5, 6, 8, 9, 10, can be carried out by chemical, cryogenic, adsorption, absorption processing and / or using membrane devices.

Отличие предложенного способа от известных процессов заключается в том, чтоThe difference between the proposed method and the known processes is that

(а) производство этилена, как первичного продукта, включается в схему подготовки газа для энергоустановки;(a) the production of ethylene as a primary product is included in the gas treatment scheme for a power plant;

(б) не прореагировавший в реакторе синтеза этилена метан не подвергается рециркуляции, сбросу или сжиганию на факеле, а направляется в энергоблок (энергоустановку) для производства тепла и электроэнергии;(b) methane that does not react in the ethylene synthesis reactor is not recycled, discharged, or flared, but is sent to a power unit (power plant) to produce heat and electricity;

(в) тепловая энергия (в виде теплосодержания пара и других теплоносителей), выделяющаяся в процессе получения этилена по реакции окислительной конденсации метана и в процессах последовательной переработки этилена в его производные (олиго- или полимеризация, гидратация в этанол), утилизируется совместно с энергией, вырабатываемой энергоустановкой, которая питается природным газом (метаном), не прореагировавшим в реакторе синтеза этилена.(c) thermal energy (in the form of the heat content of steam and other coolants) released during the production of ethylene by the oxidative condensation of methane and in the process of sequential processing of ethylene into its derivatives (oligo- or polymerization, hydration to ethanol) is utilized together with energy, a power plant that is powered by natural gas (methane) that has not reacted in an ethylene synthesis reactor.

Заявляемый способ производства этилена и его производных в интегрированном процессе на основе прямого парциального окисления природного газа с последующей подачей отходящего газа на энергоустановку позволяет получить существенные экономические и технологические преимущества по сравнению с известными технологическими процессами их производства.The inventive method for the production of ethylene and its derivatives in an integrated process based on direct partial oxidation of natural gas with the subsequent supply of exhaust gas to a power plant allows to obtain significant economic and technological advantages compared with the known technological processes of their production.

Снижение удельного расхода природного газа на производство этилена и его производных достигается за счет использования на стадии получения и выделения этилена и его производных тепловой и электрической энергии, полученной на энергоустановке. Это исключает необходимость включения в технологическую схему маломощных тепло- и электрогенераторов, имеющих более низкую удельную энергоэффективность.Reducing the specific consumption of natural gas for the production of ethylene and its derivatives is achieved through the use at the stage of production and separation of ethylene and its derivatives from the heat and electric energy received at the power plant. This eliminates the need to include low-power heat and power generators with lower specific energy efficiency in the technological scheme.

Кроме того, ввиду исключения из схемы стадии рециркуляции непрореагировавшего метана и возможности ведения окисления исходного сырья воздухом, а не кислородом, снижается общее энергопотребление на стадии получения этилена, что также приводит к повышению удельной эффективности процесса в пересчете на исходный природный газ (метан), который в данном процессе может рассматриваться как сырье и энергоноситель одновременно.In addition, due to the exclusion of unreacted methane from the recirculation stage from the scheme and the possibility of oxidizing the feedstock with air rather than oxygen, the overall energy consumption at the ethylene production stage decreases, which also leads to an increase in the specific efficiency of the process in terms of the feedstock natural gas (methane), which in this process, it can be considered as raw material and energy carrier at the same time.

Совмещение производства ценных соединений с высокой добавленной стоимостью с выработкой электро- и тепловой энергии на энергоустановке позволяет практически полностью устранить негативное влияние на экономические показатели процессов получения этилена и его производных прямым окислением природного газа его главных недостатков - высокого расхода метана на производство целевого продукта и низкую экономическую эффективность процесса. При этом полностью сохраняются такие их привлекательные качества, как технологическая простота, низкие капитальные и операционные затраты и возможность использования воздуха в качестве окислителя. Включение производства химических продуктов (этилена и его производных) в технологическую схему энергоустановки позволяет получить значительный экономический эффект.The combination of the production of valuable compounds with high added value with the generation of electric and thermal energy at a power plant can almost completely eliminate the negative impact on the economic indicators of the processes of producing ethylene and its derivatives by direct oxidation of natural gas, its main disadvantages - high methane consumption for the production of the target product and low economic process efficiency. At the same time, their attractive qualities, such as technological simplicity, low capital and operating costs, and the possibility of using air as an oxidizing agent, are fully preserved. The inclusion of the production of chemical products (ethylene and its derivatives) in the technological scheme of a power plant allows to obtain a significant economic effect.

В отличие от известных технологий, требующих создания крупных энергохимических комплексов на базе мощных электростанций, интегрированный процесс производства химических продуктов (этилена и его производных) методом прямого окисления и электроэнергии может быть реализован на десятках энергоустановок средней и малой мощности, работающих на природном газе. По технико-экономическим оценкам себестоимость получаемого этилена и его производных и удельные капитальные затраты будут заметно ниже тех величин, которые характеризуют специализированные заводы по производству указанных химических продуктов.Unlike well-known technologies that require the creation of large energy chemical complexes based on powerful power plants, the integrated process for the production of chemical products (ethylene and its derivatives) by direct oxidation and electricity can be implemented in dozens of medium and low power plants using natural gas. According to technical and economic estimates, the cost of ethylene and its derivatives and specific capital costs will be significantly lower than those that characterize specialized plants for the production of these chemical products.

Claims (5)

1. Способ производства этилена и электроэнергии из природного газа путем прямого окисления природного газа с последующей подачей отходящего газа на энергоустановку, заключающийся в том, что исходный поток природного газа направляют на стадию синтеза этилена по реакции окислительной конденсации метана, которую осуществляют в присутствии оксидных катализаторов при температуре от 700°C до 950°C, давлении от 1 атм до 10 атм и мольном соотношении метана к кислороду в интервале от 2:1 до 10:1, далее выделяют из реакционной смеси этилен, остальную часть газового потока, включающего не прореагировавший метан и горючие продукты водород и CO направляют на энергоустановку, в которой осуществляют выработку электроэнергии и тепла; энергию, выделяющуюся в процессе получения этилена по реакции окислительной конденсации метана в виде теплосодержания пара и других теплоносителей, утилизируют совместно с энергией, вырабатываемой энергоустановкой, которая питается природным газом метаном, не прореагировавшим в реакторе синтеза этилена.1. The method of production of ethylene and electricity from natural gas by direct oxidation of natural gas followed by the supply of exhaust gas to the power plant, which consists in the fact that the initial stream of natural gas is sent to the stage of ethylene synthesis by the oxidative condensation of methane, which is carried out in the presence of oxide catalysts at temperature from 700 ° C to 950 ° C, pressure from 1 atm to 10 atm and a molar ratio of methane to oxygen in the range from 2: 1 to 10: 1, then ethylene is isolated from the reaction mixture, the rest is gaseous stream comprising unreacted methane and combustible products are hydrogen and CO is directed to power generation in which power generation is carried out and heat; the energy released in the process of ethylene production by the oxidative condensation of methane in the form of the heat content of steam and other heat carriers is utilized together with the energy generated by the power plant, which is fed by natural gas with methane that has not reacted in the ethylene synthesis reactor. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют выделение этана и высших углеводородов из потока горючих газов, который направляют на энергоустановку, где осуществляют выработку электроэнергии и тепла; выделенные этан и высшие углеводороды направляют на стадию синтеза этилена по реакции окислительной конденсации метана.2. The method according to claim 1, characterized in that the separation of ethane and higher hydrocarbons from the flow of combustible gases is carried out, which is sent to a power plant, where electricity and heat are generated; the separated ethane and higher hydrocarbons are sent to the stage of ethylene synthesis by the oxidative condensation of methane. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что оксидный катализатор выбирают из группы: оксиды щелочноземельных элементов Mg, Ca, Sr, Ba, оксиды редкоземельных элементов La, Ce, Nd, Sm или их смеси, промотированные добавками щелочных элементов (Li, Na, K, Rb, Cs), Sb, Bi и/или Pb, нанесенные на носители Al2O3, SiO2, TiO2, ZrO2, HfO2, алюминаты, силикаты щелочноземельных элементов, силикаты редкоземельных элементов.3. The method according to claim 1, characterized in that the oxide catalyst is selected from the group: oxides of alkaline earth elements Mg, Ca, Sr, Ba, oxides of rare-earth elements La, Ce, Nd, Sm, or mixtures thereof, promoted by additives of alkaline elements (Li, Na, K, Rb, Cs), Sb, Bi and / or Pb supported on Al 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , HfO 2 supports, aluminates, alkaline earth element silicates, rare earth silicates. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что состав оксидного катализатора выбирают в соответствии с эмпирической формулой
M1aM1bM32O3+m,
где M1 - щелочноземельный элемент, выбранный из группы Mg, Ca, Sr, Ba (или их комбинация);
M2 - щелочной элемент, выбранный из группы Li, Na, K, Rb, Cs (или их комбинация);
M3 - редкоземельный элемент, выбранный из группы La, Ce, Nd, Sm (или их комбинация);
a - грамм-атомный показатель элемента, значение которого выбирают от 0,005 до 250;
b - грамм-атомный показатель элемента, значение которого выбирают от 0 до 20;
m - стехиометрический коэффициент, определяемый соотношением компонентов M1, M2 и M3.
4. The method according to claim 1, characterized in that the composition of the oxide catalyst is selected in accordance with the empirical formula
M 1 a M 1 b M 3 2 O 3 + m ,
where M 1 is an alkaline earth element selected from the group Mg, Ca, Sr, Ba (or a combination thereof);
M 2 is an alkaline element selected from the group Li, Na, K, Rb, Cs (or a combination thereof);
M 3 is a rare earth element selected from the group La, Ce, Nd, Sm (or a combination thereof);
a is the gram-atomic index of the element, the value of which is selected from 0.005 to 250;
b is the gram-atomic index of the element, the value of which is selected from 0 to 20;
m is a stoichiometric coefficient determined by the ratio of the components M 1 , M 2 and M 3 .
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что состав оксидного катализатора выбирают в соответствии с эмпирической формулой
NaXWYMZSiO2+n,
где M - химический элемент Mn или Ce,
X, Y, Z - грамм-атомные соотношения элементов, из которых значение X выбирают от 0,01 до 0,4; значение Y выбирают от 0,005 до 0,2; значение Z выбирают от 0,005 до 0,4.
5. The method according to claim 1, characterized in that the composition of the oxide catalyst is selected in accordance with the empirical formula
Na X W Y M Z SiO 2 + n ,
where M is a chemical element of Mn or Ce,
X, Y, Z - gram-atomic ratios of elements, from which the value of X is chosen from 0.01 to 0.4; the value of Y is selected from 0.005 to 0.2; Z value is selected from 0.005 to 0.4.
RU2010142090/04A 2010-10-14 2010-10-14 Combined method of producing ethylene and derivatives thereof and electrical energy from natural gas RU2447048C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010142090/04A RU2447048C1 (en) 2010-10-14 2010-10-14 Combined method of producing ethylene and derivatives thereof and electrical energy from natural gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010142090/04A RU2447048C1 (en) 2010-10-14 2010-10-14 Combined method of producing ethylene and derivatives thereof and electrical energy from natural gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2447048C1 true RU2447048C1 (en) 2012-04-10

Family

ID=46031631

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010142090/04A RU2447048C1 (en) 2010-10-14 2010-10-14 Combined method of producing ethylene and derivatives thereof and electrical energy from natural gas

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2447048C1 (en)

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2515497C1 (en) * 2013-03-05 2014-05-10 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) Method of preparing catalyst for oxidative condensation of methane, catalyst prepared using said method, and method for oxidative condensation of methane using obtained catalyst
US9790144B2 (en) 2015-03-17 2017-10-17 Siluria Technologies, Inc. Efficient oxidative coupling of methane processes and systems
US9944573B2 (en) 2016-04-13 2018-04-17 Siluria Technologies, Inc. Oxidative coupling of methane for olefin production
US9969660B2 (en) 2012-07-09 2018-05-15 Siluria Technologies, Inc. Natural gas processing and systems
US10047020B2 (en) 2013-11-27 2018-08-14 Siluria Technologies, Inc. Reactors and systems for oxidative coupling of methane
US10377682B2 (en) 2014-01-09 2019-08-13 Siluria Technologies, Inc. Reactors and systems for oxidative coupling of methane
US10787398B2 (en) 2012-12-07 2020-09-29 Lummus Technology Llc Integrated processes and systems for conversion of methane to multiple higher hydrocarbon products
US10793490B2 (en) 2015-03-17 2020-10-06 Lummus Technology Llc Oxidative coupling of methane methods and systems
US10829424B2 (en) 2014-01-09 2020-11-10 Lummus Technology Llc Oxidative coupling of methane implementations for olefin production
US10836689B2 (en) 2017-07-07 2020-11-17 Lummus Technology Llc Systems and methods for the oxidative coupling of methane
US10865165B2 (en) 2015-06-16 2020-12-15 Lummus Technology Llc Ethylene-to-liquids systems and methods
US10894751B2 (en) 2014-01-08 2021-01-19 Lummus Technology Llc Ethylene-to-liquids systems and methods
US10960343B2 (en) 2016-12-19 2021-03-30 Lummus Technology Llc Methods and systems for performing chemical separations
US11001542B2 (en) 2017-05-23 2021-05-11 Lummus Technology Llc Integration of oxidative coupling of methane processes
US11001543B2 (en) 2015-10-16 2021-05-11 Lummus Technology Llc Separation methods and systems for oxidative coupling of methane
US11186529B2 (en) 2015-04-01 2021-11-30 Lummus Technology Llc Advanced oxidative coupling of methane
US11254626B2 (en) 2012-01-13 2022-02-22 Lummus Technology Llc Process for separating hydrocarbon compounds

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4822944A (en) * 1986-07-11 1989-04-18 The Standard Oil Company Energy efficient process for upgrading light hydrocarbons and novel oxidative coupling catalysts
US5012028A (en) * 1986-07-11 1991-04-30 The Standard Oil Company Process for upgrading light hydrocarbons using oxidative coupling and pyrolysis
RU2065429C1 (en) * 1994-09-19 1996-08-20 Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт органического синтеза" Method for production of ethylene

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4822944A (en) * 1986-07-11 1989-04-18 The Standard Oil Company Energy efficient process for upgrading light hydrocarbons and novel oxidative coupling catalysts
US5012028A (en) * 1986-07-11 1991-04-30 The Standard Oil Company Process for upgrading light hydrocarbons using oxidative coupling and pyrolysis
RU2065429C1 (en) * 1994-09-19 1996-08-20 Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт органического синтеза" Method for production of ethylene

Cited By (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11254626B2 (en) 2012-01-13 2022-02-22 Lummus Technology Llc Process for separating hydrocarbon compounds
US11242298B2 (en) 2012-07-09 2022-02-08 Lummus Technology Llc Natural gas processing and systems
US9969660B2 (en) 2012-07-09 2018-05-15 Siluria Technologies, Inc. Natural gas processing and systems
RU2664802C2 (en) * 2012-07-09 2018-08-22 Силурия Текнолоджиз, Инк. Natural gas processing methods and systems
US11168038B2 (en) 2012-12-07 2021-11-09 Lummus Technology Llc Integrated processes and systems for conversion of methane to multiple higher hydrocarbon products
US10787398B2 (en) 2012-12-07 2020-09-29 Lummus Technology Llc Integrated processes and systems for conversion of methane to multiple higher hydrocarbon products
RU2515497C1 (en) * 2013-03-05 2014-05-10 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ им. Н.Д. ЗЕЛИНСКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИОХ РАН) Method of preparing catalyst for oxidative condensation of methane, catalyst prepared using said method, and method for oxidative condensation of methane using obtained catalyst
US11407695B2 (en) 2013-11-27 2022-08-09 Lummus Technology Llc Reactors and systems for oxidative coupling of methane
US10047020B2 (en) 2013-11-27 2018-08-14 Siluria Technologies, Inc. Reactors and systems for oxidative coupling of methane
US10927056B2 (en) 2013-11-27 2021-02-23 Lummus Technology Llc Reactors and systems for oxidative coupling of methane
US10894751B2 (en) 2014-01-08 2021-01-19 Lummus Technology Llc Ethylene-to-liquids systems and methods
US11254627B2 (en) 2014-01-08 2022-02-22 Lummus Technology Llc Ethylene-to-liquids systems and methods
US10829424B2 (en) 2014-01-09 2020-11-10 Lummus Technology Llc Oxidative coupling of methane implementations for olefin production
US11208364B2 (en) 2014-01-09 2021-12-28 Lummus Technology Llc Oxidative coupling of methane implementations for olefin production
US10377682B2 (en) 2014-01-09 2019-08-13 Siluria Technologies, Inc. Reactors and systems for oxidative coupling of methane
US11008265B2 (en) 2014-01-09 2021-05-18 Lummus Technology Llc Reactors and systems for oxidative coupling of methane
US10793490B2 (en) 2015-03-17 2020-10-06 Lummus Technology Llc Oxidative coupling of methane methods and systems
US10787400B2 (en) 2015-03-17 2020-09-29 Lummus Technology Llc Efficient oxidative coupling of methane processes and systems
US11542214B2 (en) 2015-03-17 2023-01-03 Lummus Technology Llc Oxidative coupling of methane methods and systems
US9790144B2 (en) 2015-03-17 2017-10-17 Siluria Technologies, Inc. Efficient oxidative coupling of methane processes and systems
US11186529B2 (en) 2015-04-01 2021-11-30 Lummus Technology Llc Advanced oxidative coupling of methane
US10865165B2 (en) 2015-06-16 2020-12-15 Lummus Technology Llc Ethylene-to-liquids systems and methods
US11001543B2 (en) 2015-10-16 2021-05-11 Lummus Technology Llc Separation methods and systems for oxidative coupling of methane
US10407361B2 (en) 2016-04-13 2019-09-10 Siluria Technologies, Inc. Oxidative coupling of methane for olefin production
US10870611B2 (en) 2016-04-13 2020-12-22 Lummus Technology Llc Oxidative coupling of methane for olefin production
US11505514B2 (en) 2016-04-13 2022-11-22 Lummus Technology Llc Oxidative coupling of methane for olefin production
US9944573B2 (en) 2016-04-13 2018-04-17 Siluria Technologies, Inc. Oxidative coupling of methane for olefin production
US10960343B2 (en) 2016-12-19 2021-03-30 Lummus Technology Llc Methods and systems for performing chemical separations
US11001542B2 (en) 2017-05-23 2021-05-11 Lummus Technology Llc Integration of oxidative coupling of methane processes
US10836689B2 (en) 2017-07-07 2020-11-17 Lummus Technology Llc Systems and methods for the oxidative coupling of methane

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2447048C1 (en) Combined method of producing ethylene and derivatives thereof and electrical energy from natural gas
KR101658512B1 (en) Process and system generating synthesis gas
JP5183093B2 (en) A method of co-producing hydrogen-rich gas and electricity by steam reforming hydrocarbon fractions with on-site hydrogen combustion heat supply
EP2876080A1 (en) Process for comprehensively utilizing low carbon emission fischer-tropsch synthesis tail gas
CN102388011A (en) Rendering natural gas as an environmentally carbon dioxide neutral fuel and a regenerative carbon source
JPS6113448B2 (en)
EA023199B1 (en) Gas-to-liquid technology to convert gas into liquid hydrocarbons
CN105541530A (en) Method for preparing high carbon hydrocarbon through photocatalytic activation of biomethane
RU2503651C1 (en) Method for obtaining methanol from hydrocarbon gas of gas and gas-condensate deposits, and plant for its implementation
US20190233350A1 (en) Process for conversion of hydrocarbon feed to c2 unsaturated hydrocarbons and syngas composition used for multiple applications
RU2162460C1 (en) Method of methanol production and plant for production of methanol
CN101544528B (en) Methods and systems for reactor low product variation
US4045960A (en) Process for producing energy
WO2011100719A2 (en) Engineered fuel storage, respeciation and transport
RU2664526C2 (en) Energy-saving unified method for generating synthesis gas from hydrocarbons
RU2387629C1 (en) Method for obtaining synthetic hydrocarbons from hydrocarbon gases
RU2254322C1 (en) Method for preparing methanol from gas in gaseous and gas-condensate deposit
RU2515477C2 (en) Method of obtaining hydrogen
US9850784B2 (en) Method for converting energy with fuel regeneration in a cyclic process of a heat engine
RU2198156C2 (en) Method for production of liquid hydrocarbons via catalytic processing of hydrocarbon gases and installation
RU2458966C1 (en) Method of processing organic material (versions)
CN104513679A (en) New technology for preparing natural gas through coke-oven gas methanation
RU2587736C1 (en) Plant for utilisation of low-pressure natural and associated oil gases and method for use thereof
RU2539656C1 (en) Method for producing liquid hydrocarbons of hydrocarbon gas and plant for implementing it
RU2282612C1 (en) Process of producing liquid oxygenates via conversion of natural gas and installation to implement the same

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161015

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20171113