本發(fā)明涉及烴類加工領(lǐng)域，具體地，涉及一種烴類生產(chǎn)工藝和一種烴類生產(chǎn)裝置。
背景技術(shù)：
：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)烴類化工原料的需求日漸攀升，同時(shí)由于石油資源的日漸緊缺，作為乙烯裝置生產(chǎn)原料的石腦油、輕柴油等原料資源面臨著越來(lái)越嚴(yán)重的短缺局面。隨著技術(shù)的進(jìn)步，天然氣、頁(yè)巖氣等作為更為清潔的能源日益受到人們的重視，且上述能源的開采成本大幅下降，因此，工業(yè)中利用其主要成分甲烷作為化工原料生產(chǎn)烴類也變得更有吸引力。目前，工業(yè)界較為常見的以甲烷為原料制備烴類的路線包括：首先，由甲烷制甲醇；然后，由甲醇制取乙烯、丙烯、芳烴。業(yè)界將此多稱為mto、mtp、mta技術(shù)。但是，此路線由于各種轉(zhuǎn)化的工藝復(fù)雜，加工路線很長(zhǎng)，使得設(shè)備投資高并伴有大量的能量和水資源的消耗，因此業(yè)界始終希望找到一種更為簡(jiǎn)潔的加工路線。cn102093157a公開了一種甲烷直接轉(zhuǎn)化制乙烯及合成氣的聯(lián)合工藝工程，該過(guò)程包括：(a)將含甲烷原料與氧氣混合在裝有甲烷氧化偶聯(lián)催化劑的反應(yīng)器中，經(jīng)過(guò)催化選擇氧化，使甲烷轉(zhuǎn)化成乙烯、乙烷和含有h2o、co、co2的含氧化物；(b)將步驟(a)生產(chǎn)的產(chǎn)物通過(guò)熱交換器等將冷卻為液體，并分離出乙烯和co2；(c)將(b)剩余氣體混合進(jìn)入裝有鎳催化劑的重整反應(yīng)器，使甲烷、乙烷和水繼續(xù)轉(zhuǎn)化為合成氣。cn104628511a公開了一種甲烷轉(zhuǎn)化為芳烴的工藝，包括步驟：將含甲烷的原料在甲烷氧化催化劑的存在下進(jìn)行氧化反應(yīng)；或使含甲烷原料分 為兩部分，一部分在甲烷鹵化催化劑存在下與氯氣進(jìn)行反應(yīng)，使反應(yīng)產(chǎn)物再與另一部分含甲烷原料一起進(jìn)行氧化反應(yīng)，使甲烷轉(zhuǎn)化為乙烯物流。上述兩種方法雖然沒(méi)有將甲烷首選轉(zhuǎn)化成甲醇，再制成烴類，但是，由于需要對(duì)不同階段的甲烷進(jìn)行不同處理，導(dǎo)致仍然存在整個(gè)工藝流程復(fù)雜，設(shè)備投資高，且使甲烷氧化反應(yīng)排放的熱量不能有效處理而被浪費(fèi)的缺陷。因此，非常需要提供一種有高能量利用效率，同時(shí)設(shè)備投資較低，并在工業(yè)上可行的烴類生產(chǎn)工藝，來(lái)完成富含甲烷氣體的烴類原料的加工以生產(chǎn)工業(yè)用的烴類原料。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述技術(shù)問(wèn)題，從而提供一種烴類生產(chǎn)工藝，以及一種烴類生產(chǎn)裝置。根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種烴類生產(chǎn)工藝，該工藝包括以下步驟：在第一反應(yīng)區(qū)域中，在甲烷脫氫催化劑的存在下，使第一含甲烷的原料氣發(fā)生脫氫反應(yīng)，得到含有氫氣、c2、重組分烴類和第一未反應(yīng)的原料氣的產(chǎn)品氣一；在第二反應(yīng)區(qū)域中，在甲烷氧化偶合催化劑的存在下，使第二含甲烷的原料氣和含氧氣體進(jìn)行氧化偶合反應(yīng)，得到含有c2以上的烴類、第二未反應(yīng)的原料氣和/或氧氣的產(chǎn)品氣二；且所述第一反應(yīng)區(qū)域與所述第二反應(yīng)區(qū)域之間存在熱耦合，使得所述第二反應(yīng)區(qū)域的反應(yīng)放熱為所述第一反應(yīng)區(qū)域提供熱量。根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種烴類生產(chǎn)裝置，所述裝置包括第一反應(yīng)區(qū)域和第二反應(yīng)區(qū)域，所述第一反應(yīng)區(qū)域用于含甲烷的原料氣發(fā)生脫氫反應(yīng)，所述第二反應(yīng)區(qū)域用于含甲烷的原料氣發(fā)生氧化偶合反應(yīng)，所述第一反應(yīng)區(qū)域與所述第二反應(yīng)區(qū)域之間設(shè)置有熱耦合部件，以使所述第二反應(yīng)區(qū)域的反應(yīng)熱量為所述第一反應(yīng)區(qū)域提供熱量；其中，所 述第一反應(yīng)區(qū)域與所述第二反應(yīng)區(qū)域的體積比優(yōu)選為1：0.01-100；所述熱耦合部件為換熱器和/或反應(yīng)爐間壁。本發(fā)明以含甲烷的原料氣為原料生產(chǎn)烴類，比使用石腦油、輕柴油等生產(chǎn)烴類降低了原料成本，更重要地是，本發(fā)明的工藝一方面實(shí)現(xiàn)了甲烷脫氫反應(yīng)和甲烷氧化偶合反應(yīng)的聯(lián)合使用，可以得到更多種類的烴；另一方面，還能夠使甲烷氧化偶合反應(yīng)放出的熱量得到充分利用。本發(fā)明的工藝有效減小了甲烷生產(chǎn)烴類的復(fù)雜程度，使設(shè)備投資少；而且，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，未反應(yīng)的原料氣和氧氣可以循環(huán)進(jìn)行反應(yīng)或者作為燃料為反應(yīng)提供熱量，這也實(shí)現(xiàn)了原料氣等的有效利用。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。附圖說(shuō)明通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明示例性實(shí)施方式進(jìn)行更詳細(xì)的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將變得更加明顯，其中，在本發(fā)明示例性實(shí)施方式中，相同的參考標(biāo)號(hào)通常代表相同部件。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的烴類生產(chǎn)工藝的流程圖。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的烴類生產(chǎn)工藝的流程圖。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的又一種實(shí)施方式的烴類生產(chǎn)工藝的流程圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明s001-含甲烷的原料氣；s001a-第一含甲烷的原料氣；s001b-第二含甲烷的原料氣；s002a-產(chǎn)品氣一；s002b-產(chǎn)品氣二；s003a-目標(biāo)產(chǎn)品一；s003b-目標(biāo)產(chǎn)品二；s003-目標(biāo)產(chǎn)品；s004a-第一未反應(yīng)的原料氣；s004b-第二未反應(yīng)的原料氣和/或氧氣；s004-未反應(yīng)混合氣；s005-含氧氣體；s006-蒸汽；q001-熱量；r01-反應(yīng)裝置；r01a-第一反應(yīng)區(qū)域；r01b-第二反應(yīng)區(qū)域； c001a-甲烷脫氫催化劑；c001b-甲烷氧化偶合催化劑；e01-傳熱間壁結(jié)構(gòu)；e02a-蒸汽加熱換熱器；e02b-蒸汽發(fā)生換熱器；u01a-第一分離單元；u01b-第二分離單元；u01-分離單元。具體實(shí)施方式下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。雖然附圖中顯示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，然而應(yīng)該理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施方式所限制。相反，提供這些實(shí)施方式是為了使本發(fā)明更加透徹和完整，并且能夠?qū)⒈景l(fā)明的范圍完整地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種烴類生產(chǎn)工藝，該工藝包括以下步驟：在第一反應(yīng)區(qū)域中，在甲烷脫氫催化劑的存在下，使第一含甲烷的原料氣發(fā)生脫氫反應(yīng)，得到含有氫氣、c2、重組分烴類和第一未反應(yīng)的原料氣的產(chǎn)品氣一；在第二反應(yīng)區(qū)域中，在甲烷氧化偶合催化劑的存在下，使第二含甲烷的原料氣和含氧氣體進(jìn)行氧化偶合反應(yīng)，得到含有c2以上的烴類、第二未反應(yīng)的原料氣和/或氧氣的產(chǎn)品氣二；且所述第一反應(yīng)區(qū)域與所述第二反應(yīng)區(qū)域之間存在熱耦合，使得所述第二反應(yīng)區(qū)域的反應(yīng)放熱為所述第一反應(yīng)區(qū)域提供熱量。在本發(fā)明中，對(duì)含甲烷的原料氣(為了便于描述，在此將第一含甲烷的原料氣和第二含甲烷的原料氣統(tǒng)稱為“含甲烷的原料氣”)沒(méi)有特別的限制，可以為本領(lǐng)域中以甲烷為主要原料制備烴類的任何原料氣，例如甲烷氣或者甲烷與其他碳?xì)浠衔锘旌系奶烊粴狻r頁(yè)氣、生物沼氣等。一般地，所述含甲烷的原料氣中甲烷的含量可以在70重量％以上。優(yōu)選地，含甲烷的原料氣為甲烷氣。在本發(fā)明中，所述第一含甲烷的原料氣與所述第二含甲烷的原料氣的組成可以相同或不同，從簡(jiǎn)化實(shí)際操作的角度出發(fā)，優(yōu)選所述第一含甲烷 的原料氣與所述第二含甲烷的原料氣的組成相同，在此情況下，可以將同一股含甲烷的原料氣分為兩股，得到所述第一含甲烷的原料氣與所述第二含甲烷的原料氣。在兩者組成相同的情況下，所述第一含甲烷的原料氣與所述第二含甲烷的原料氣的質(zhì)量比可以為1：0.001-1000。優(yōu)選地，所述第一含甲烷的原料氣與所述第二含甲烷的原料氣的質(zhì)量比1：0.5-3，這樣能進(jìn)一步提高第二反應(yīng)區(qū)域中的反應(yīng)放熱的利用率。根據(jù)本發(fā)明，在第一反應(yīng)區(qū)域內(nèi)，所述脫氫反應(yīng)能夠得到含有氫氣、c2、重組分烴類和第一未反應(yīng)的原料氣的產(chǎn)品氣一。也即，通過(guò)所述甲烷脫氫催化劑的選擇性催化，使甲烷轉(zhuǎn)化成含有氫氣、乙烯等c2和重組分烴類分子的產(chǎn)物。所述甲烷脫氫催化劑可以根據(jù)所要生成的重組分烴類的種類進(jìn)行選擇，例如可以選自cn1174757a制備的mo/含磷五元環(huán)沸石催化劑。另外，根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述甲烷脫氫催化劑選自文獻(xiàn)xiaoguangguoetal.,direct,nonoxidativeconversationofmethanetoethylene,aromaticsandhydrogen；science344,616(2014)所制備的硅化物晶格限域的單中心鐵催化劑(代表該催化劑的特征在于晶格限域的單中心鐵嵌入在sio2基質(zhì)中)，這樣可以進(jìn)一步降低反應(yīng)的能耗，在此情況下，生成的重組分烴類包括苯和萘。具體可以由以下步驟制得：在空氣中，于1973k的溫度下將硅酸亞鐵與sio2(源自石英)融合，隨后用hno3的水溶液瀝濾，在353k的溫度下干燥。在第一反應(yīng)區(qū)域中，脫氫反應(yīng)的反應(yīng)條件可以包括：溫度為200-1500℃，壓力為常壓至3.0mpag。本領(lǐng)域的技術(shù)人員基于甲烷脫氫反應(yīng)的機(jī)理可知，該反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)。另外，需要指出的是，在本發(fā)明的上下文中，“含氧氣體”是指含有氧氣的氣體，具體可以是氧氣與氮?dú)狻鍤?、氦氣等惰性氣體中的至少一種的混合氣體。所述混合氣體中，氧氣的含量可以在5體積％以上。所述含氧 氣體的一種非限制性實(shí)例可以為空氣。在第二反應(yīng)區(qū)域內(nèi)，所述氧化偶合反應(yīng)是指含甲烷的原料氣與含氧氣體中的氧氣在甲烷氧化偶聯(lián)催化劑的存在下發(fā)生的反應(yīng)，通過(guò)該反應(yīng)，得到包含c2以上的烴類、第二未反應(yīng)的原料氣和/或氧氣的產(chǎn)品氣二。所述甲烷氧化偶聯(lián)催化劑可以為本領(lǐng)域常規(guī)的選擇，只要能使甲烷與氧氣發(fā)生偶合反應(yīng)即可，所述甲烷氧化偶聯(lián)催化劑可以選自堿金屬、堿土金屬、過(guò)渡金屬或稀土金屬氧化物等，其非限制性實(shí)例可以為專利zl02119566.8和zl02119567.6中所描述的高效mn-na2wo4/sio2。本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)之一在于實(shí)現(xiàn)甲烷氧化偶合反應(yīng)對(duì)甲烷脫氫反應(yīng)提供熱量，結(jié)合所述甲烷偶合氧化催化劑可以參照現(xiàn)有技術(shù)選擇，因此本發(fā)明對(duì)此催化劑的具體制備方法不再贅述。在第二反應(yīng)區(qū)域內(nèi)，所述第二含甲烷的原料氣與含氧氣體用量的體積比可以為1：0.01-100，優(yōu)選為1：0.01-10。在第二反應(yīng)區(qū)域中，所述氧化偶聯(lián)反應(yīng)的反應(yīng)條件可以包括：溫度200-1500℃，壓力為常壓至3.0mpag。本領(lǐng)域技術(shù)人員基于所述甲烷氧化偶合反應(yīng)的機(jī)理可知，該反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)；另外，除了生成c2以上的烴類外，所得到的產(chǎn)品氣二還含有其他非烴類的氧化物，例如h2o、co和co2等。因此，本發(fā)明的工藝還可以利用該反應(yīng)區(qū)域產(chǎn)生的蒸汽與第一反應(yīng)區(qū)域進(jìn)行換熱，實(shí)現(xiàn)熱耦合。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述脫氫反應(yīng)的反應(yīng)條件包括：溫度為800-1200℃，壓力為常壓至0.8mpag；所述氧化偶合反應(yīng)的反應(yīng)條件包括：溫度為350-1000℃，壓力為常壓至0.8mpag。為了獲得工業(yè)烴類產(chǎn)品，并使產(chǎn)品氣一和產(chǎn)品氣二存在的未反應(yīng)的原料氣等得到充分利用，根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，所述工藝還包括以下步驟：對(duì)所述產(chǎn)品氣一進(jìn)行分離，以獲得目標(biāo)產(chǎn)品一和分離的第一未反應(yīng)的原料氣；和/或?qū)λ霎a(chǎn)品氣二進(jìn)行分離，以獲得目標(biāo)產(chǎn)品二以及分離的 第二未反應(yīng)的原料氣和/或氧氣。其中，分離的過(guò)程可以包括對(duì)產(chǎn)品氣一和/或產(chǎn)品氣二分別進(jìn)行精餾處理，精餾的過(guò)程為本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)的選擇，在此不再贅述。在上述情況下，所述工藝可以進(jìn)一步包括步驟：將分離的第一未反應(yīng)的原料氣循環(huán)至第一反應(yīng)區(qū)域進(jìn)行脫氫反應(yīng)；和/或?qū)⒎蛛x的第二未反應(yīng)的原料氣和/或氧氣循環(huán)至第二反應(yīng)區(qū)域進(jìn)行氧化偶合反應(yīng)。同樣地，為了獲得工業(yè)烴類產(chǎn)品，并使產(chǎn)品氣一和產(chǎn)品氣二存在的未反應(yīng)的原料氣等得到充分利用，根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，所述工藝還包括以下步驟：將所述產(chǎn)品氣一和所述產(chǎn)品氣二混合，然后進(jìn)行分離，以得到目標(biāo)產(chǎn)品和分離的含有未反應(yīng)的原料氣和/或氧氣的未反應(yīng)混合氣。在此情況下，優(yōu)選所述工藝進(jìn)一步包括步驟：將所述未反應(yīng)混合氣循環(huán)至所述第二反應(yīng)區(qū)域進(jìn)行氧化偶合反應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的以上兩種實(shí)施方式中，也可以根據(jù)分離的原料氣中甲烷、氧氣的含量大小，選擇使分離的所述第一未反應(yīng)的原料氣、第二未反應(yīng)的原料氣和/或氧氣、未反應(yīng)混合氣中的至少一種作為燃料用于所述第一反應(yīng)區(qū)域和/或第二反應(yīng)區(qū)域的溫度調(diào)控。本發(fā)明的烴類生產(chǎn)工藝結(jié)合了甲烷的脫氫反應(yīng)和氧化偶合反應(yīng)，通過(guò)該工藝可以得到多種烴類產(chǎn)品，并實(shí)現(xiàn)能量的有效利用，該工藝具有路線簡(jiǎn)單以及設(shè)備投資成本低的特點(diǎn)；另外，與傳統(tǒng)使用石腦油、輕柴油為生產(chǎn)烴類的原料相比，本發(fā)明的工藝也有效降低了原料成本。根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種烴類生產(chǎn)裝置，所述裝置包括第一反應(yīng)區(qū)域和第二反應(yīng)區(qū)域，所述第一反應(yīng)區(qū)域用于含甲烷的原料氣發(fā)生脫氫反應(yīng)，所述第二反應(yīng)區(qū)域用于含甲烷的原料氣發(fā)生氧化偶合反應(yīng)，所述第一反應(yīng)區(qū)域與所述第二反應(yīng)區(qū)域之間設(shè)置有熱耦合部件，以使所述第二反應(yīng)區(qū)域的反應(yīng)熱量為所述第一反應(yīng)區(qū)域提供熱量。本發(fā)明中，所述第一反應(yīng)區(qū)域與所述第二反應(yīng)區(qū)域的體積可以根據(jù)反 應(yīng)物料的用量和反應(yīng)條件進(jìn)行選擇，優(yōu)選所述第一反應(yīng)區(qū)域與所述第二反應(yīng)區(qū)域的體積比為1：0.01-100。更優(yōu)選地，所述第一反應(yīng)區(qū)域與所述第二反應(yīng)區(qū)域的體積比為1：0.1-10。本發(fā)明對(duì)所述熱耦合部件沒(méi)有特別限定，只要能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域的熱交換即可。從簡(jiǎn)化反應(yīng)裝置的角度出發(fā)，優(yōu)選熱耦合部件為換熱器和/或反應(yīng)爐間壁。作為熱耦合部件的換熱器，可以包括固體間壁傳熱的換熱器，也包括利用蒸汽形式換熱的一套換熱器，例如蒸汽發(fā)生換熱器和蒸汽加熱換熱器。根據(jù)本發(fā)明的烴類生產(chǎn)裝置，所述第一反應(yīng)區(qū)域和所述第二反應(yīng)區(qū)域可以獨(dú)立或聯(lián)合地設(shè)置有溫度調(diào)控設(shè)施，以保證兩個(gè)區(qū)域反應(yīng)在適當(dāng)?shù)臏囟认逻M(jìn)行。優(yōu)選地，所述溫度調(diào)控設(shè)施為加熱爐、換熱器和蒸氣發(fā)生器中的至少一種。采用本發(fā)明的烴類生產(chǎn)裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)甲烷的加氫反應(yīng)和氧化偶合反應(yīng)在同一反應(yīng)裝置中進(jìn)行，并能通過(guò)所述裝置實(shí)現(xiàn)能量的有效利用。所述裝置的具體實(shí)例結(jié)合在以下說(shuō)明所述工藝流程的附圖1-3中，從而得到進(jìn)一步說(shuō)明。根據(jù)本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式，所述烴類生產(chǎn)工藝可以按照附圖1所示的流程進(jìn)行，如圖1所示，反應(yīng)裝置r01包括第一反應(yīng)區(qū)域r01a和第二反應(yīng)區(qū)域r01b，兩個(gè)反應(yīng)區(qū)域之間設(shè)置有傳熱間壁結(jié)構(gòu)e01。圖1所示的流程包括步驟：(1)將同一股含甲烷的原料氣s001分為兩股，得到第一含甲烷的原料氣s001a和第二含甲烷的原料氣s001b，將第一含甲烷的原料氣s001a引入反應(yīng)器r01的第一反應(yīng)區(qū)域r01a，將第二含甲烷的原料氣s001b與含氧氣體s005混合并引入反應(yīng)器r01的第二反應(yīng)區(qū)域r01b(所述混合可以在第二反應(yīng)區(qū)域r01b中進(jìn)行或者在進(jìn)入之前發(fā)生)；(2)在第一反應(yīng)區(qū)域r01a中，第一含甲烷的原料氣s001a與甲烷脫 氫催化劑c001a進(jìn)行脫氫反應(yīng)，得到產(chǎn)品氣一s002a；在第二反應(yīng)區(qū)域r01b中，第二含甲烷的原料氣s001b與含氧氣體s005和甲烷氧化偶聯(lián)催化劑c001b進(jìn)行氧化偶合反應(yīng)并放熱，得到產(chǎn)品氣二s002b；其中，氧化偶合反應(yīng)的放熱通過(guò)傳熱間壁結(jié)構(gòu)e01實(shí)現(xiàn)熱交換，將熱量q001供給第一反應(yīng)區(qū)域r01a，用于補(bǔ)充反應(yīng)所需熱量；(3)產(chǎn)品氣一s002a經(jīng)第一分離單元u01a精餾處理，獲得目標(biāo)產(chǎn)品一s003a，同時(shí)分離出第一未反應(yīng)的原料氣s004a；將產(chǎn)品氣二s002b經(jīng)第二分離單元u01b精餾處理，獲得目標(biāo)產(chǎn)品二s003b，同時(shí)分離出第二未反應(yīng)的原料氣和/或氧氣s004b；(4)使第一未反應(yīng)的原料氣s004a循環(huán)回第一反應(yīng)區(qū)域r01a繼續(xù)脫氫反應(yīng)，第二未反應(yīng)的原料氣和/或氧氣s004b循環(huán)回第二反應(yīng)區(qū)域r01b繼續(xù)氧化偶合反應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的另一種具體實(shí)施方式，所述甲烷轉(zhuǎn)化生產(chǎn)烴類的工藝可以按照附圖2所示的流程進(jìn)行，與圖1不同的是，圖2中的反應(yīng)裝置r01包括分別設(shè)置在第一反應(yīng)區(qū)域r01a、第二反應(yīng)區(qū)域r02a中的蒸汽加熱換熱器e02a和蒸汽發(fā)生換熱器e02b。所以，圖2所示的流程與圖1所描述的不同在于，步驟(2)中，通過(guò)蒸汽發(fā)生換熱器e02b利用第二反應(yīng)區(qū)域r01b產(chǎn)生熱量發(fā)生蒸汽s006，由蒸汽在蒸汽加熱換熱器e02a中冷凝放熱來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)第一反應(yīng)區(qū)域r01a的加熱。根據(jù)本發(fā)明的又一種具體實(shí)施方式，所述甲烷轉(zhuǎn)化生產(chǎn)烴類的工藝可以按照附圖3所示的流程進(jìn)行，與圖1所描述的不同在于，步驟(3)中，將產(chǎn)品氣一s002a與產(chǎn)品氣二s002b混合并在同一分離單元u01中進(jìn)行精餾處理，得到未反應(yīng)混合氣s004和目標(biāo)產(chǎn)品s003；步驟(4)中，將未反應(yīng)混合氣s004引入第二反應(yīng)區(qū)域r01b進(jìn)行反應(yīng)。下面通過(guò)實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明不受實(shí)施例的限制。以下實(shí)施例中，脫氫催化劑為參照文獻(xiàn)direct,nonoxidative conversationofmethanetoethylene,aromaticsandhydrogen；xiaoguangguoetal.,science344,616(2014)所制備的(bet表面積＜1m2/g，其中的fe含量為0.5重量％)，在使用前，將該催化劑于反應(yīng)氣氛中(第一含甲烷的原料氣)中進(jìn)行活化。甲烷氧化偶合催化劑為參照zl02119566.8的實(shí)施例1的方法所備的mn-na2wo4/sio2。實(shí)施例1按照附圖1所示的工藝流程使甲烷轉(zhuǎn)化成烴類。反應(yīng)裝置r01中，第一反應(yīng)區(qū)域r01a與第二反應(yīng)區(qū)域r01b的體積比為1：2；含甲烷的原料氣s001的組成為100wt％的ch4，質(zhì)量流量為100噸/小時(shí)，溫度為30℃，壓力為0.1mpag，分成的第一含甲烷的原料氣s001a和第二含甲烷的原料氣s001b的質(zhì)量比為1：1。第一含甲烷的原料氣s001a在第一反應(yīng)區(qū)域r01a中在脫氫催化劑c001a作用下開始反應(yīng)，反應(yīng)溫度為1050℃，壓力為0.05mpag，得到產(chǎn)品氣一s002a，其組成見表1；第二含甲烷的原料氣s001b在第二反應(yīng)區(qū)域r01b中，與氧氣混合(兩者的體積比為1：0.36)，在甲烷氧化偶合催化劑c001b作用下開始反應(yīng)，反應(yīng)溫度為850℃，壓力為0.1mpag，得到產(chǎn)品氣二s002b，其組成見表2。表1組分h2烴類組分ch4含量(mol％)47.540.412.0表2組分coco2h2o烴類組分ch4o2含量(mol％)1.81.828.212.029.926.3在此過(guò)程中，第二反應(yīng)區(qū)域r01b的放熱量為327mw。第一反應(yīng)區(qū)域 r01a在反應(yīng)過(guò)程需吸熱859mw，其中通過(guò)利用傳熱間壁結(jié)構(gòu)e01傳導(dǎo)第二反應(yīng)區(qū)域r01b的放熱量為290mw，此過(guò)程相對(duì)于無(wú)熱耦合的流程，所需的燃料量大幅下降，節(jié)能34％。以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，上述說(shuō)明是示例性的，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的實(shí)施方式。在不偏離所說(shuō)明的各實(shí)施方式的范圍和精神的情況下，對(duì)于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)許多修改和變更都是顯而易見的。本文中所用術(shù)語(yǔ)的選擇，旨在最好地解釋各實(shí)施方式的原理、實(shí)際應(yīng)用或?qū)κ袌?chǎng)中的技術(shù)改進(jìn)，或者使本
技術(shù)領(lǐng)域：
的其它普通技術(shù)人員能理解本文披露的各實(shí)施方式。當(dāng)前第1頁(yè)12