錫盧里亞甲烷氧化偶聯制烯烴技術

甲烷氧化偶聯(OCM)技術是一種直接用甲烷生產高價值產品烯烴的新技術。在1970—1990年，各機構就對甲烷氧化偶聯技術進行了大量研究，主要集中在優化轉化率和催化劑選擇性方面。研究初期所用催化劑壽命短、活性低，需用高溫和低壓的條件，影響了工業化進程中經濟上的可行性。

20世紀90年代開發的甲烷氧化偶聯催化劑性能有以下4個特點：一是操作溫度為820～920 ℃，通過單段絕熱床層的轉化率低，且需要復雜的反應器設計；二是體積流量大，需用大尺寸設備；三是催化劑活性低、催化劑用量大，需用多臺反應器；四是催化劑壽命為10～100 h，需連續再生或更換，則反應器設計復雜。

錫盧里亞(Siluria)技術公司開發的是一種低溫甲烷氧化偶聯催化劑，能在單獨一個絕熱段操作，入口溫度大大降低，操作壓力大大提高。活化溫度低于500 ℃，有較大的溫度操作范圍，能采用簡單設計的反應器；在一定的壓力范圍內選擇性好，工業應用時原料氣的流量可以很大；催化劑活性高10～100倍，單系列裝置規模大；催化劑壽命在兩年以上，不需頻繁再生和更換。

總之，Siluria催化劑克服了老催化劑的缺點，在工業操作條件下，催化劑性能好，裝置碳效率在60%～80%，壽命超過兩年，氣時空速高，催化劑用量少。

Siluria催化劑的改進解決了甲烷氧化偶聯工藝放大時催化劑瓶頸和反應器設計的選擇問題。選擇固定床還是流化床，絕熱還是等溫，關系到最終的技術與經濟性能。

Siluria公司選擇的甲烷氧化偶聯反應器是與絕熱熱裂解集成在一起的單段絕熱固定床反應器。這種反應器的設計流程是：甲烷和乙烷由頂部進入，氧氣由上部進入，乙烷和丙烷由中部進入，反應產物由底部流出。

反應器上部是甲烷氧化偶聯反應部分，裝填固定的甲烷氧化偶聯催化劑，把甲烷和乙烷轉化為乙烯；反應器下部稱之為后床層裂解(PBC)，占一小部分，提供適當的停留時間，利用上部甲烷氧化偶聯床層放出的熱量，進行乙烷和/或丙烷的絕熱熱解。在甲烷氧化偶聯床層進行的反應是高度放熱的，使反應流出物的溫度提高幾百開。在PBC部分，利用甲烷氧化偶聯反應部分放出的熱量裂解流出物中尚存的乙烷和送進PBC部分的乙烷和/或丙烷。

在一臺反應器中把甲烷氧化偶聯反應與PBC部分結合在一起，能得到最高的烯烴收率和熱效率，同時投資和設備安裝成本最低。

總體而言，甲烷氧化偶聯工藝有以下兩個重要特點：一是固定床絕熱單一反應器設計，使甲烷氧化偶合工藝的復雜程度和投資強度減至最小，規模能力達到最大；二是甲烷氧化偶聯(OCM)與PBC組合在一起，能使用多種原料，其范圍是從純甲烷到50∶50的甲烷、乙烷和/或丙烷。

甲烷氧化偶聯制烯烴工藝可以與其他工藝相結合。如OCM工藝與丙烷脫氫裝置組合，可將丙烷脫氫裝置的廢氣用作主要原料。同樣，可與蒸汽裂解裝置組合，對脫甲烷塔料中的低碳烷烴進行轉化。最近的工業應用是與原油直接制化學品工藝組合在一起。沙特阿美已宣布將甲烷氧化偶聯組合在一起，作為原油制化學品工藝整體的一部分，使原油中的碳最大限度地轉化為烯烴。甲烷氧化偶聯制烯烴的靈活性和規模能力，因工藝和設備的協合作用，使所有這些組合方案的投資強度都進一步降低。