e channel))并且轉(zhuǎn)移至熱解區(qū)（例 如，如圍繞反應(yīng)器的加熱套或者如流動(dòng)通過反應(yīng)區(qū)的分離通道)的加熱流體。
[0022] 還可W可選地將控流股16添加至熱解反應(yīng)器40。同樣地，控流股16可W首先與熱 解反應(yīng)器上游的產(chǎn)物流股32結(jié)合?？亓鞴?6可W包含C2+控，例如，C2-4控。例如，控流股16可 W包含乙燒(如已經(jīng)從天然氣中分離的乙燒）、丙烷、下燒、石腦油或包含上述一種或多種的 組合?？蛇x地，可W將蒸汽添加至控流股16,其中基于該流股的總體積，控流股16可W包含 40至50vol%的蒸汽。同樣地，可W將蒸汽添加至熱解反應(yīng)器40作為單獨(dú)流股使得進(jìn)入反應(yīng) 器的控被稀釋至基于控流股16和蒸汽流股的50至60%?；谠摿鞴芍锌氐目傮w積，控流股 16可W包含0至5 VO1 %的量的C3準(zhǔn)。同樣地，控流股16可W包含石腦油。應(yīng)理解，盡管甲燒流 股14和控流股16可W來源于天然氣，可W使用甲燒和乙燒的可替代的源。
[0023] 進(jìn)料至熱解反應(yīng)器40中的甲燒與乙燒的總體積比例，例如來自產(chǎn)物流股32,并且 當(dāng)存在的話，控流股16和再循環(huán)乙燒流股52可W是1 -12:1，例如5-10:1。例如，邸4: C2化的比 例可W是按體積計(jì)8至12 (例如10)。
[0024] 可W在750至900°C，例如，840至860°C (例如850°C)的溫度下發(fā)生在熱解反應(yīng)器40 中的反應(yīng)?？蒞在790至810°C的溫度(例如800°C)下發(fā)生在熱解反應(yīng)器40中的反應(yīng)。該溫度 可W取決于控進(jìn)料的溫度和組分。例如，如果控流股16包含乙燒，那么在熱解反應(yīng)器40中的 反應(yīng)溫度可W是790至810°C(例如800°C)，然而如果控流股16包含石腦油，那么反應(yīng)溫度可 W是840至860°C(860°C)。熱解反應(yīng)器可W不含催化劑，例如，它可W沒有添加的催化劑。
[0025] 將來自放熱的甲燒氧化轉(zhuǎn)化反應(yīng)的產(chǎn)物流股32中的熱量轉(zhuǎn)移至熱解反應(yīng)器40用 于其中的吸熱反應(yīng)。由于可W無需分離將產(chǎn)物流股32添加至熱解反應(yīng)器40,可W直接地將 放熱的甲燒氧化轉(zhuǎn)化的熱量(沒有冷卻）施加至吸熱的裂化反應(yīng)(在本文中還稱為脫氨反 應(yīng)）。因此，乙燒裂化所需的物理能量消耗了由甲燒放熱氧化轉(zhuǎn)化給予的熱量。因此，甲燒氧 化反應(yīng)的熱量通常沒有用于如在冷卻期間產(chǎn)生熱量的實(shí)用性目的。相反地，可W將甲燒氧 化轉(zhuǎn)化反應(yīng)的熱量直接地應(yīng)用于吸熱反應(yīng)。
[0026] 應(yīng)注意，第一部分的熱量和/或產(chǎn)物流股32可W用于除了作為進(jìn)入熱解反應(yīng)器40 的進(jìn)料的其他目的，而第二部分的熱量和/或產(chǎn)物流股32中的產(chǎn)物可W引入至熱解反應(yīng)器 40。
[0027] 熱解產(chǎn)物流股42可W包含C姐8、C3也、C2H4、C2也、0)2、CO、CH4、出0、或包含上述中一種 或多種的組合。如果將空氣而不是氧用作進(jìn)入甲燒氧化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器30的進(jìn)料流股，熱解產(chǎn) 物流股42還可W包含氮?dú)??；诋a(chǎn)物流股的總體積，熱解產(chǎn)物流股42可W包含大于或等于 lOvol%的乙締。
[00%]熱解產(chǎn)物流股42離開熱解反應(yīng)器40并且可W引入至分離單元50。分離單元50可W 包括一個(gè)或多個(gè)分離單元。分離單元50可W是，例如，進(jìn)行低溫分離（cryogenic separation)的冷箱。分離單元50產(chǎn)生產(chǎn)物乙締流股48、乙燒流股52、甲燒產(chǎn)物流股44、再循 環(huán)甲燒進(jìn)料流股46、或包括上述中一種或多種的組合。
[0029] 圖1示出了甲燒產(chǎn)物流股44可W用于動(dòng)力裝置(power plant)60中的燃料用于能 量生產(chǎn)。此外或可替代地，甲燒產(chǎn)物流股44可W用于其他應(yīng)用如燃燒燃料用于吸熱反應(yīng)中 的熱量，如產(chǎn)生合成氣(包含氨化2)和一氧化碳(C0)的氣體混合物，其可W進(jìn)一步地包含其 他氣體組分如二氧化碳(0)2)、水化2〇)、甲燒(CH4)、氮(化）、或包含上述中的一種或多種的 組合）的甲燒蒸汽重整過程。所有的或部分的甲燒產(chǎn)物流股44可W用于燃料，例如，當(dāng)?shù)?在時(shí)。除了甲燒產(chǎn)物流股44之外，可W可替代地或另外地將甲燒分離作為再循環(huán)甲燒流股 46 〇
[0030] 如在圖1中所示，可W將再循環(huán)甲燒流股46與甲燒流股14結(jié)合用于進(jìn)入甲燒氧化 轉(zhuǎn)化反應(yīng)器單元30的進(jìn)料?？商娲兀傺h(huán)甲燒流股46可W用作進(jìn)入甲燒氧化轉(zhuǎn)化反應(yīng) 器30的單獨(dú)的甲燒進(jìn)料(單獨(dú)地或與甲燒進(jìn)料流股14結(jié)合）。如進(jìn)一步地在圖1中所示的，可 W將再循環(huán)乙燒流股52再循環(huán)并且與控流股16結(jié)合，作為進(jìn)入熱解反應(yīng)器40的額外的熱解 進(jìn)料。同樣地再循環(huán)乙燒流股52可W直接地進(jìn)料至熱解反應(yīng)器40中。
[0031 ]圖2示出了甲燒氧化轉(zhuǎn)化反應(yīng)和熱解反應(yīng)可W在一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行。如所示的，使 用反應(yīng)器70可W進(jìn)行運(yùn)類過程。反應(yīng)器70 (例如，反應(yīng)器管）可W是包括兩個(gè)分離區(qū)的任何 合適的反應(yīng)器：甲燒偶聯(lián)區(qū)72和熱解區(qū)74。進(jìn)入反應(yīng)器70中的甲燒偶聯(lián)區(qū)72的進(jìn)料可W包 含甲燒流股14、氧源18、和水源22。如在上文討論的，可W將天然氣分離W提供甲燒流股14 和控流股16。進(jìn)入甲燒偶聯(lián)區(qū)72的進(jìn)料的反應(yīng)條件和體積比可W是與W上針對氧化轉(zhuǎn)化反 應(yīng)器30描述的那些相同。在甲燒偶聯(lián)區(qū)72中反應(yīng)后，可W將來自甲燒偶聯(lián)區(qū)72的產(chǎn)物和熱 量與熱解區(qū)74中的可選的控流股16結(jié)合。進(jìn)入熱解區(qū)74的進(jìn)料的反應(yīng)條件和體積比可W是 與W上針對熱解反應(yīng)器40的描述的那些相同。
[0032] 參照圖1，如上文描述的，可W進(jìn)一步地處理離開反應(yīng)器70的熱解產(chǎn)物流股42。例 如，在分離單元50中可W使離開反應(yīng)器70的熱解產(chǎn)物流股42經(jīng)受分離，例如通過在冷箱中 低溫分離。分離單元50允許生產(chǎn)產(chǎn)物乙締流股48、乙燒流股52、甲燒產(chǎn)物流股44、和/或再循 環(huán)甲燒流股46(在圖1中所示）。當(dāng)將空氣而不是氧用作氧源1別寸，還可W將氮分離并且除去 排放至大氣中。
[0033] 提供了 W下實(shí)施例W舉例說明本發(fā)明的各個(gè)方面。運(yùn)些實(shí)施例僅僅是示例性的， 并且并不旨在將根據(jù)本公開的系統(tǒng)和方法限制于在本文中提出的材料、條件，或工藝參數(shù)。
[0034] 實(shí)施例
[0035] 實(shí)施例1
[0036] 在運(yùn)個(gè)實(shí)施例中，使用化-Mn-0/Si化作為催化劑進(jìn)行甲燒氧化轉(zhuǎn)化。將乙燒、連同 第一反應(yīng)的產(chǎn)物一起用作進(jìn)入第二反應(yīng)器的熱解進(jìn)料。
[0037] 通過用化OH和Mn(CH3COO)2浸潰Si化來制備催化劑，化-Mn-〇/Si〇2,隨后在120°C下 將其干燥12小時(shí)，然后在750°C下般燒。在催化劑中Na和Μη的含量分別是8wt %和15wt %。在 甲燒氧化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器中包括2.5g的上述催化劑。進(jìn)入甲燒氧化反應(yīng)器的流動(dòng)速率是：100立 方厘米每分鐘（cc/min)的CH4、30cc/min 〇2、和7.2毫克每分鐘(mg/min)的水。反應(yīng)溫度是 850°C并且反應(yīng)組分的體積比是CH4:化:出0 = 3.3:1:3。
[0038] 如下是在甲燒氧化反應(yīng)器中的氣體混合物的組分的濃度W及反應(yīng)的結(jié)果。 0?轉(zhuǎn)化率，摩爾％ 28 0
[0039] 選擇性，摩爾％ 70.0 。產(chǎn)率，摩爾％ 巧.6 巧口氣體中C2H4濃度，摩爾％ 7.2
[0040] 化口氣體中C2戰(zhàn)濃度，摩爾％ 3.6 出口氣體中C〇2 + CO濃度，摩爾％ ' 9 3 化日氣體CH4濃度，摩爾％ 7義8
[0041] 將來自包含上述產(chǎn)物的甲燒氧化轉(zhuǎn)化反應(yīng)器的第一反應(yīng)的產(chǎn)出物(output)進(jìn)料 至第二反應(yīng)器，其中添加 lOcc/min的乙燒。將熱解反應(yīng)器中的溫度保持在800°C。用作進(jìn)入 熱解反應(yīng)器的進(jìn)料的甲燒和乙燒的體積比是按體積計(jì)CH4/C2此=10。將來自熱解反應(yīng)器的 產(chǎn)物冷卻至室溫。在將反應(yīng)器冷卻之后，將氣體從水中分離，隨后進(jìn)料至氣相色譜儀(GC)。
[0042] 來自第二反應(yīng)器的反應(yīng)的產(chǎn)出物具有如下成分： 出口氣體中的C2H4濃度，摩爾％ 12 3 出口氣體中的C2戰(zhàn)濃度，摩爾％ 5.1<