[发明专利]使用微通道工艺技术将天然气转化为较高分子量的烃的方法和装置

权利要求书

1.一种方法，包括：

（A）使一种SMR反应进料流入一个SMR微通道反应器内，与一种或 者多种SMR催化剂接触，以形成一种第一中间产物，所述SMR反应进料 包括甲烷和蒸汽，所述第一中间产物包括CO和H₂；所述SMR微通道反应 器包括多个SMR工艺微通道和多个燃烧通道；所述SMR工艺微通道含有 所述一种或多种SMR催化剂，甲烷和蒸汽在所述工艺微通道中与所述一 种或多种SMR催化剂接触；从所述第一中间产物中分离出部分H₂以形成 一种第二中间产物，所述第二中间产物包括CO和H₂；所述燃烧通道包括 一种或多种燃烧催化剂，分离的H₂与氧气或一种氧源合并以形成一种燃 烧反应混合物；所述燃烧反应混合物与所述一种或多种燃烧催化剂接触， 进行燃烧反应并且产生热量和一种燃烧废气；将热量从所述燃烧通道传 递至所述SMR工艺微通道；以及

（B）使所述第二中间产物流入一个费托微通道反应器内，与一种或 多种费托催化剂接触，以形成一种包含一种或多种有2个或者更多碳原 子的烃的费托产物；所述费托微通道反应器包括多个费托工艺微通道和 多个热交换通道；所述费托工艺微通道含有所述一种或多种费托催化剂， 所述第二中间产物在所述费托工艺微通道中与所述一种或多种费托催化 剂接触；将热量从所述费托工艺微通道传递到所述热交换通道中的一种 热交换流体。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（B）形成的费托产 物进一步包括一种含有CO和H₂的气体混合物，所述气体混合物从所述费 托产物中分离，所述分离的气体混合物包括一种第三中间产物，所述方 法进一步包括：

（C）使所述第三中间产物流入一个第二费托微通道反应器内，与一 种或多种第二费托催化剂接触，以形成一种包含一种或多种有2个或者 更多碳原子的烃的第二费托产物；所述第二费托微通道反应器包括多个 第二费托工艺微通道和多个第二热交换通道；所述第二费托工艺微通道 含有一种或多种第二费托催化剂，所述第三中间产物在所述第二费托工 艺微通道中与所述一种或多种第二费托催化剂接触；将热量从所述第二 费托工艺微通道传递到所述第二热交换通道中的一种热交换流体。

3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述SMR反应进 料衍生自一种天然气进料，并且在所述费托微通道反应器中形成一种尾 气，至少部分该尾气与所述天然气进料合并。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述SMR反应进料衍生自一 种天然气进料，并且在所述费托微通道反应器中形成工艺水，至少部分 该工艺水与所述天然气进料合并。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述SMR反应进料衍生自一 种天然气进料，并且在所述费托微通道反应器中形成工艺水，该工艺水 与所述天然气进料合并，并且在所述费托微通道反应器中形成一种尾气， 至少部分该尾气与所述天然气进料合并。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述天然气进料、工艺水和 尾气在一个饱和器中合并，所述饱和器在所述SMR微通道反应器的上游。

7.根据权利要求2所述的方法，其中，所述SMR反应进料衍生自一 种天然气进料，并且在所述第二费托微通道反应器中形成一种尾气，至 少部分该尾气与所述天然气进料合并。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述SMR反应进料包括一种 或多种有2个或者更多碳原子的烃，所述方法进一步包括，使所述SMR 反应进料和蒸汽流入一个预重整器中，以将所述SMR反应进料中的至少 部分有2个或者更多碳原子的烃转化为甲烷，所述预重整器在所述SMR 微通道反应器的上游。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述SMR反应进料包括一种 或多种有2个或者更多碳原子的烃，所述方法进一步包括，使所述SMR 反应进料和蒸汽流入一个预重整器中以将所述SMR反应进料中的至少部 分有2个或者更多碳原子的烃转化为甲烷，所述预重整器与所述SMR微 通道反应器整合，并且用来自于所述燃烧通道的热量加热。