CN105636925A - 用于有效利用过量电能的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种系统，其包括通过部分氧化至少一种烃制备乙炔的第一装置、电热制备乙炔的第二装置、和从气体料流分离乙炔的分离装置，其中所述第一装置产生第一含乙炔产物气体流，所述第二装置产生第二含乙炔产物气体流，所述分离装置进料有第一产物气体流和第二产物气体流。所述系统可以有效使用过量电能，原因在于电热制备乙炔的装置通过过量电能操作。
Description
本发明涉及一种用于有效利用过量电能的设备和方法，其中电能用于制备乙炔。
可再生能源例如风能和太阳能的利用对于发电正前所未有地日益重要。电能通常经由长范围、超级区域供电电网加上超越国界(简称为电网)而被带到大量用户。既然电能不可在电网自身中以显著程度储存，则送入电网的电能必须与用户端的电力需求(称作负荷)相匹配。已知负荷以时间依赖方式波动，特别是依赖于天、周天的时间或者甚至年的时间。为了稳定和可靠供电，需要连续等量的能量产生和能量消耗。发生的任何短期偏差通过正或负控制能源或控制能量的方式平衡。在产生可再生能量设备的情况下，困难在于在特定类型例如风能和太阳能情况下，能量产生不发生于每一时间点并且不能以确定的方式控制而是根据一天的时间和天气条件经受波动，该波动仅可以有限的程度预知并且通常不与特定时间下电能的需求相匹配。
来自波动的可再生能量的能量输出和实际消耗之间的差额通常通过其它发电站例如气、煤和核能设备提供。随着波动的可再生能量和它们所代表的能量供应比例的逐渐扩张，其能量输出和实际消耗之间越来越大的偏差必须要被平衡。因此，目前气电设备和同样难以增加的煤电设备以部分负荷操作或者完全关闭以补偿该波动。因为这种发电厂操作的可变模式与相当可观的额外成本相关，替代措施的研发已研究一段时间。
在过量电能的情况下，作为改变发电厂的能量输出的替代或者除改变发电厂的能量输出之外，一种方式为利用过量电能用于电热制备乙炔。其一个实例为Hülschemicalworks的乙炔设备，其具有19个平行设置的弧形反应器且其中操作中的弧形反应器的数量依赖于电能的供应而变化。虽然用于电热制备乙炔的弧形反应器可快速开启和关闭，但从电热制备乙炔中获得的产物气体流中有效且经济地移除乙炔需要高度恒定的产物气体流。Hülschemicalworks的乙炔设备(乙炔产能为120000t/a)因此包含用于产物气体流、总体积为350000m3的缓冲储存器。然而，如此尺寸的缓冲储存器的构造和操作在技术上是昂贵且复杂的，并且涉及安全风险。
因此需要过量电能可通过制备乙炔得以利用、并不具有上述方法缺点的设备和方法。
本发明提供一种用于有效利用过量电能的设备，包括：用于通过部分氧化至少一种烃制备乙炔、产生第一含乙炔产物气体流的第一装置，用于电热制备乙炔、产生第二含乙炔产物气体流的第二装置，和用于从气体料流分离乙炔的分离装置，第一产物气体流和第二产物气体流进料至其中。
本发明额外提供一种用于有效利用过量电能的方法，其中，在根据本发明的设备中，用于电热制备乙炔的装置使用过量电能操作。
本发明进一步提供一种用于提供控制电网能量的方法，其中，在根据本发明的设备中，用于通过部分氧化至少一种烃制备乙炔的第一装置和用于电热制备乙炔的第二装置均在部分负荷下操作；为了提供控制能量，改变用于电热制备乙炔的第二装置的输出，和使用控制装置，以分离装置中被分离的乙炔总量维持于指定范围之内的方式调整用于通过部分氧化至少一种烃制备乙炔的第一装置的输出。
本发明的设备包括用于通过部分氧化至少一种烃制备乙炔、产生第一含乙炔产物气体流的第一装置。该第一装置可包括一个或多个其中乙炔通过部分氧化产生的设备。如果第一装置包括多个用于产生乙炔的设备，则它们优选平行设置并可彼此独立地操作。使用多个平行设置的单元允许乙炔制备的逐步改变同时通过开启和关闭各个单元而在各个单元中维持最优操作条件并避免因部分负荷操作导致的功效损失。
作为本发明设备的第一装置，可使用现有技术已知用于通过部分氧化制备乙炔的全部装置，实例为Sachsse-Bartholome方法装置和BASF浸没火焰法(submergedflameprocess)装置，从Ullman′sEncyclopediaofIndustrialChemistry，第5版，第A1卷，第107-110和113-114页已知，或者从GB1,000,480的Montecatini方法装置已知。用于通过部分氧化制备乙炔的第一装置优选包括至少一个进料有至少一种烃和氧气的混合物的燃烧器。
除了用于通过部分氧化制备乙炔的第一装置之外，本发明的设备还包含用于电热制备乙炔、产生第二含乙炔产物气体流的第二装置。该第二装置可包括一个或多个其中电热产生乙炔的设备。如果第二装置包括多个用于产生乙炔的设备，则它们优选平行设置并可彼此独立地操作。使用多个平行设置的单元允许乙炔制备的逐步改变同时通过开启和关闭各个单元而在各个单元中维持最优操作条件并避免因部分负荷操作导致的功效损失。
在乙炔的电热制备中，乙炔以烃或碳的吸热反应制备并且进行该反应所需的热量通过电能产生。优选使用气态的或蒸发的烃，特别优选脂肪族烃。特别适合的是甲烷、乙烷、丙烷和丁烷，特别是甲烷。适用于电热制备乙炔的装置从现有技术是已知的，例如已知自Ullmann′sEncyclopediaofIndustrialChemistry，第5版，第A1卷，第115-122卷、DE1900644A1和EP0133982A2。
用于电热制备乙炔的装置优选包括电弧反应器。乙炔的电热制备可以单步法进行，其中至少一种烃与气流一起通过电弧。作为可供选择的方法，乙炔的电热制备可以两步法进行，其中氢气通过电弧并且在电弧的下游将至少一种烃进料入电弧中产生的氢等离子体。用于电热制备乙炔的装置优选包含多个平行设置并可彼此独立操作的电弧反应器。
本发明的设备进一步包含用于从气流分离乙炔的分离装置，该分离装置供以来自用于通过部分氧化至少一种烃制备乙炔的第一装置的第一产物气体流、和来自用于电热制备乙炔的第二装置的第二产物气体流。用于分离乙炔的分离装置优选包含压缩机、压力下操作的吸收塔、和在比吸收塔低的压力下操作的解吸塔。水或适合的溶剂，例如N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺或甲醇，可用于选择性吸收乙炔。适用于分离乙炔的分离装置已知自现有技术，例如已知自Ullmann′sEncyclopediaofIndustrialChemistry，第5版，第A1卷，第110-112页。
在一个优选实施方案中，本发明的设备进一步包含控制装置，其使第一装置中和第二装置中乙炔的产生以分离装置中分离的乙炔总量维持于指定范围之内的方式相互匹配。分离装置中分离的乙炔总量优选基本维持恒定。为了该目的，控制装置优选包含用于测定第一产物气体流和第二产物气体流的质量流速或体积流速的测量装置，用于测定第一产物气体流和第二产物气体流的乙炔含量的分析装置，和用于改变用于通过部分氧化制备乙炔的第一装置和用于电热制备乙炔的第二装置的输出的装置。
用于制备乙炔的第一装置和第二装置优选各自包括用于快速冷却(骤冷)产物气体流的装置。将在这些用于快速冷却的分离装置之后所得的气体流进料至用于分离乙炔的分离装置。这些产物气体流优选冷至小于250℃的温度。快速冷却可使用直接骤冷方法实现，例如引入烃和/或水，或使用间接骤冷方法实现，例如在热交换器中伴随产生蒸汽而快速冷却。直接骤冷和间接骤冷也可彼此结合。在第一实施方案中，离开反应区的气体混合物仅用水骤冷。该实施方案的特征为相对低成本。在优选实施方案中，离开反应区的气体混合物与含烃气体或与含烃液体混合，其中至少部分的烃吸热裂解。取决于工艺方式，制得或多或少的宽产物范围，例如除乙炔、氢气和可能的一氧化碳之外的乙烷部分、丙烷部分、乙烯部分和其它更低级烃。作为结果，所产生的热量可以基本上更大的程度传递至进一步应用，例如烃的吸热裂解。适用于骤冷产物气体流的装置已知自现有技术，例如已知自Ullmann′sEncyclopediaofIndustrialChemistry，第5版，第A1卷，第108-110和116-118页。
特别优选地，制备乙炔的第一装置和第二装置各自包括用于快速冷却产物气体流的装置和用于移除烟灰的下游装置。在用于移除烟灰的装置之后获得的气体流进料至用于分离乙炔的分离装置。为了移除烟灰，可使用用于制备乙炔的已知方法中用于该目的的全部装置，实例为旋风分离器、洗涤器或静电沉淀器。适合的装置已知自例如Ullmann′sEncyclopediaofIndustrialChemistry，第5版，第A1卷，第108-110及118页。使用用于制备乙炔的第一装置和第二装置的用于移除烟灰的分离装置允许更好地利用该方法中所产生的烟灰，例如在用于电热制备乙炔的装置中获得的烟灰可用作炭黑颜料，和在用于通过部分氧化制备乙炔的装置中获得的烟灰可用作燃料。
本发明的设备优选在用于电热制备乙炔的装置和用于分离乙炔的分离装置之间进一步包括用于电热制备乙炔装置的产物气体流的缓冲储存器。替代地或额外地，本发明的设备也可在用于通过部分氧化制备乙炔的装置和用于分离乙炔的分离装置之间进一步包含用于通过部分氧化制备乙炔装置的产物气体流的缓冲储存器。特别适合的缓冲储存器为贮气器。缓冲储存器允许本发明的设备如此操作使得在第二装置输出改变的情况下，第一装置中乙炔生产的改变伴随时间偏移发生或者以不同的速度发生，且所得的产物气体的更多或更少的生成通过向缓冲储存器引入产物气体或自缓冲储存器撤出产物气体来平衡。
用于有效利用过量电能的本发明方法在发明设备中进行，且用于电热制备乙炔的装置使用过量的电能操作。过量电能可来自邻接于本发明设备设置的发电机，例如邻近的电力设备、邻近的风力发电机或者邻近的光伏设备。过量电能优选获自电网。特别优选地，过量电能以负控制能量的形式获自电网，以补偿相对于同时刻撤出的电能而言引入电网的过量电能。用于本发明方法的过量电能优选为产生自风能或太阳能的能量。
在用于有效利用过量电能的本发明方法中，用于电热制备乙炔的装置优选独立于过量电能的供应操作。为了该目的，用于电热制备乙炔的装置可选择性地开启或关闭，例如取决于例如当前电力交换中的电价。替代地，第一装置也可以以其电力消耗对应于当前过量的电能的方式使用可变负荷操作。
在优选实施方案中，用于有效利用过量电能的本发明方法在本发明的设备中进行，所述设备包括用于产物气体流的缓冲储存器，并且操作控制装置使得在第二装置中乙炔的产生改变的情况下，取决于过量电能的供应，第一装置中乙炔的产生比第二装置中乙炔的产生更慢地改变，并且作为结果而发生的产物气体的临时更多或更少的全部产生通过向缓冲储存器引入产物气体或者通过自缓冲储存器撤出产物气体来平衡。该缓冲储存器可选择性地处于第一装置或第二装置的下游。也可以两个装置均具有下游缓冲储存器。就该实施方案而言，第二装置中乙炔的产生可更快地改变，取决于过量电能的供应，并且对于负荷变化速度的限制改变可被克服，所述负荷变化是用于通过部分氧化制备乙炔的装置过程所固有的。
在进一步优选的实施方案中，已在用于分离乙炔的分离装置中除去乙炔的气体流与第二含乙炔产物气体流一同再循环至分离装置。调节该情况下再循环气体流的量使得基于送入分离装置的气体流总量，乙炔部分维持基本恒定。特别优选地，再循环气体流与第一和第二产物气体流一起被送入分离装置。该过程所固有地，来自用于通过部分氧化制备乙炔的装置的第一产物气体流具有显著量的一氧化碳。此外，其通常具有比来自用于电热制备乙炔装置的第二产物气体流基本更低的乙炔含量。已除去乙炔的气体流的再循环允许平衡两种产物气体流的乙炔含量的差异并且防止第一乙炔生产装置和第二乙炔生产装置之间负荷分布的改变因为来自两个装置的产物气体流组成的差异而负面地影响分离装置的操作。
用于控制电网能量的本发明方法在本发明设备中进行，所述本发明设备包括控制装置，其使第一装置和第二装置中的乙炔产生以分离装置中分离的乙炔总量维持于指定范围之内的方式彼此匹配。在该方法中，用于通过部分氧化至少一种烃制备乙炔的第一装置和用于电热制备乙炔的第二装置在部分负荷下操作。为了控制能量，改变用于电热制备乙炔的第二装置的输出，并且使用控制装置，以使分离装置中分离的乙炔总量维持于指定范围之内的方式调整用于通过部分氧化至少一种烃制备乙炔的第一装置的输出。
如果将比目前消耗更少的电能引入电网，所述电网的电能用来操作用于电热制备乙炔的装置，该方法可通过符合控制能量的需求地降低用于电热制备乙炔装置的输出和相应地通过控制装置提高用于通过部分氧化至少一种烃制备乙炔装置的输出来提供正控制能量。相反，如果比目前消耗更多的电能被送入电网，该方法可用于根据控制能量的需求通过提高用于电热制备乙炔装置的输出和相应地通过控制装置降低用于通过部分氧化至少一种烃制备乙炔装置的输出来提供负的控制能量。
Claims (14)
1.一种用于有效利用过量电能的设备，包括
a)用于通过部分氧化至少一种烃制备乙炔、产生第一含乙炔产物气体流的第一装置，
b)用于电热制备乙炔、产生第二含乙炔产物气体流的第二装置，和
c)用于从气体流分离乙炔的分离装置，第一产物气体流和第二产物气体流进料至其中。
2.根据权利要求1的设备，特征在于其进一步包括控制装置，所述控制装置使第一装置中和第二装置中乙炔的产生以分离装置中分离的乙炔总量维持于指定范围之内的方式相互匹配。
3.根据权利要求1或2的设备，特征在于用于部分氧化制备乙炔的第一装置包括至少一个燃烧器，所述燃烧器进料有至少一种烃和氧气的混合物。
4.根据权利要求1-3任一项的设备，特征在于用于电热制备乙炔的第二装置包括至少一个弧形反应器。
5.根据权利要求1-4任一项的设备，特征在于用于制备乙炔的第一装置和第二装置各自包括用于快速冷却产物气体流的装置，并且在这些用于快速冷却的装置之后得到的气体流进料入用于移除乙炔的分离装置。
6.根据权利要求1-4任一项的设备，特征在于用于制备乙炔的第一装置和第二装置各自包括用于快速冷却产物气体流的装置和用于移除烟灰的下游装置，并且在用于移除烟灰的装置之后得到的气体流进料入用于分离乙炔的分离装置。
7.根据权利要求1-6任一项的设备，特征在于其在用于电热制备乙炔的装置和用于分离乙炔的分离装置之间进一步包括用于电热制备乙炔装置的产物气体流的缓冲储存器。
8.根据权利要求1-7任一项的设备，特征在于其在用于通过部分氧化制备乙炔的装置和用于分离乙炔的分离装置之间进一步包括用于通过部分氧化制备乙炔装置的产物气体流的缓冲储存器。
9.一种用于有效利用过量电能的方法，特征在于在根据权利要求1-8任一项的设备中，用于电热制备乙炔的装置使用过量电能操作。
10.根据权利要求9的方法，特征在于过量电能获自电网。
11.根据权利要求9或10的方法，特征在于过量电能产自风能或太阳能。
12.根据权利要求9-11任一项的方法，特征在于用于电热制备乙炔的装置依赖于过量电能的供应进行操作。
13.根据权利要求9-12任一项的方法，特征在于用于分离乙炔的分离装置中已脱除乙炔的气体流与第二含乙炔产物气体流一起再循环至分离装置，并且调节再循环气体流的量以使基于进料入分离装置的气体流总量，乙炔部分基本维持恒定。
14.一种用于提供电网用控制能量的方法，特征在于在根据权利要求2-8任一项的设备中，用于通过部分氧化至少一种烃制备乙炔的第一装置和用于电热制备乙炔的第二装置在部分负荷下操作；为了提供控制能量，改变用于电热制备乙炔的第二装置的输出；和使用控制装置，以分离装置中分离的乙炔总量维持于指定范围之内的方式调整用于通过部分氧化至少一种烃制备乙炔的第一装置的输出。
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Non-Patent Citations (2)
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