EA006723B1

EA006723B1 - Получение олефинов

Info

Publication number: EA006723B1
Application number: EA200401076A
Authority: EA
Inventors: Уилльям Теренс Вудфин
Original assignee: Бп Кемикэлз Лимитед
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2003-02-13
Publication date: 2006-04-28
Also published as: EA200401076A1; TW200403218A; WO2003070672A1; EP1476410A1; CN1635986A; BR0307867A; US20050089299A1; CO5611193A2; CA2474656A1; KR20040095224A; AU2003246826A1; ZA200405830B; MXPA04007780A; CN1315762C; GB0204140D0; EG23393A; US7244872B2; JP2005517729A; AR038589A1; AU2003246826B2

Abstract

В патенте описан способ получения моноолефинов из содержащего парафины углеводородного сырья, включающий частичное сжигание смеси углеводородного сырья и содержащего молекулярный кислород газа в контакте с катализатором, способным поддерживать горение за нормальным верхним пределом воспламеняемости топлива, и в дальнейшем разделение продуктов упомянутого сгорания, где энергия для разделения поставляется процессом совместного генерирования, в котором за счет сжигания топлива одновременно вырабатываются тепловая энергия и механическая энергия, причем механическую энергию преобразуют в электричество, а тепловую энергию утилизируют с целью получения водяного пара для использования в паровой турбине.

Description

Настоящее изобретение относится к способу получения олефинов из углеводородов, более конкретно к энергетически эффективному способу, в котором углеводороды обрабатывают автотермическим крекингом.

Процесс получения олефинов (этилена, пропилена и бутенов) представляет собой очень энергоемкий процесс. Современная технология крекинга с водяным паром включает применение технологической печи для снабжения энергией процессов крекирования исходных материалов до олефиновых продуктов, рекуперации теплоты этих продуктов, большого компрессора для сжатия потока продуктов до относительно высоких манометрических давлений (от 3 до 500 фунтов/кв.дюйм) и дистилляции для разделения и очистки продуктов. Применение технологической печи является относительно неэффективным путем обеспечения теплом крекинга: в реакциях крекинга используют только от примерно 40 до 50% тепла, выделившегося в технологической печи. Остальную часть тепла печи рекуперируют в конвекционной секции печи и объединяют с теплом систем рекуперации тепла технологического газа с целью получения водяного пара высокого давления для приведения отходящего из реактора потока и холодильных компрессоров. Всю дополнительную энергию (в форме водяного пара высокого давления) как правило сообщают вспомогательными бойлерами. Крекинг с водяным паром страдает тем недостатком, что снабжение компрессора энергией посредством такого цикла с водяным паром оказывается термодинамически неэффективным, так как в полезную работу преобразуются только примерно 25% тепловой энергии топлива. Это в сочетании с низкой эффективностью технологической печи обуславливает затраты очень больших количеств топлива при получении олефинов.

Один путь повышения эффективности таких процессов состоит в получении тепла для крекинга совместным генерированием (с применением для получения энергии как газовых, так и паровых турбин), коэффициент преобразования тепловой энергии топлива в полезную работу которого достигает 55%. Пример такого технического решения описан в заявке XVО 01/04236, в соответствии с которой способ крекинга с водяным паром характеризуется тем, что источником энергии для нагрева смеси углеводородов служит установка для совместного генерирования. Установка для совместного генерирования за счет сжигания топлива, поступающего из крекированных углеводородов, одновременно вырабатывает тепловую энергию и механическую энергию; смесь углеводородов и водяного пара подвергают предварительному нагреву тепловой энергией, тогда как механическую энергию генератором переменного тока или электрическим генератором преобразуют в электричество, которое затем используют для нагрева смеси углеводородов до температуры, необходимой для крекинга.

В и8 4912282 описан способ крекинга углеводородов, в котором смесь топлива и кислородсодержащего газа сжигают в крекинг-печи с получением тепла для крекинга углеводородов. Кислородсодержащий газ включает смесь предварительно нагретого воздуха и расширенного отработавшего газа из газовой турбины, которую с продуктом сгорания сжатого воздуха и топлива направляют в газовый генератор. Газовая турбина приводит электрические генераторы, которые снабжают энергией компрессоры, применяемые в данном способе.

Хотя применение газовых турбин так, как это представлено выше, повышает эффективность таких процессов крекинга, обычные процессы крекинга с водяным паром в энергетическом смысле оказываются в существенной степени самодостаточными, причем значительная доля (например, 60% или больше) всего тепла, необходимого для проведения процесса в целом, поступает от отработавших газов печи и при охлаждении крекированных продуктов. Соответственно, потребность в дополнительном тепле, являющемся частью, для снабжения которой можно применять процесс совместного генерирования, оказывается относительно небольшой (например, 40% или меньше), а это означает, что и достигаемый совокупный прирост энергетической эффективности также оказывается относительно ограниченным, возможно примерно 15%.

Автотермический крекинг является новым путем к олефинам, на котором углеводородное сырье смешивают с кислородом и пропускают над катализатором. На поверхности катализатора инициируют горение и ίη δίΐιι получают тепло, необходимое для повышения температуры реагентов до температуры процесса и проведения процесса эндотермического крекинга. В результате при этом отсутствует потребность в технологической печи. Такой способ описан, например, в ЕР-В 332289, ЕР-В 529793, ЕР-А 0709446 и νθ 00/14035.

При создании настоящего изобретения было установлено, что введение стадии совместного генерирования в процесс автотермического крекинга может привести к существенно более высокому приросту энергетической эффективности, чем это обычно возможно, когда ее включают в обычный процесс крекинга с водяным паром.

Соответственно, по настоящему изобретению предлагается способ получения моноолефинов из содержащего парафины углеводородного сырья, включающий частичное сжигание смеси углеводородного сырья и содержащего молекулярный кислород газа в контакте с катализатором, способным поддерживать горение за нормальным верхним пределом воспламеняемости топлива, и в дальнейшем разделение продуктов упомянутого сжигания, где энергия для разделения поставляется процессом совместного генерирования, в котором за счет сжигания топлива одновременно вырабатываются тепловая энергия и механическая энергия, причем механическую энергию преобразуют в электричество, а тепловую энер

- 1 006723 гию утилизируют с целью получения водяного пара для использования в паровой турбине.

Обычно перед разделением продуктов упомянутого сжигания эти продукты сжимают, что упрощает разделение и очистку продуктов. В предпочтительном варианте выполнения изобретения энергия для сжатия также поставляется процессом совместного генерирования.

Соответственно, по настоящему изобретению предлагается также способ получения моноолефинов из содержащего парафины углеводородного сырья, включающий вначале стадию частичного сжигания смеси углеводородного сырья и содержащего молекулярный кислород газа в контакте с катализатором, способным поддерживать горение за нормальным верхним пределом воспламеняемости топлива, и последующие стадии сжатия и разделения продуктов упомянутого сжигания, в котором энергия для стадий разделения и сжатия поставляется процессом совместного генерирования, в котором за счет сжигания топлива одновременно вырабатываются тепловая энергия и механическая энергия, причем механическую энергию преобразуют в электричество, а тепловую энергию утилизируют с целью получения водяного пара для использования в паровой турбине.

При создании настоящего изобретения было установлено, что выполнение изобретения позволяет уменьшать потребность процесса автотермического крекинга в топливе на целых 40%, что существенно больше, чем прирост, достигаемый при проведении процесса обычного крекинга с водяным паром, когда применяют совместное генерирование. Поскольку сам автотермический крекинг более эффективен, чем обычный крекинг с водяным паром, потребность в топливе при осуществлении способа по изобретению может составлять всего одну треть от потребности в нем при проведении обычного процесса крекинга с водяным паром; даже для проведения обычного процесса крекинга с водяным паром, включающего совместное генерирование, теоретически требуется почти в три раза больше топлива.

В предпочтительном варианте топливо для совместного генерирования включает один из продуктов процесса разделения. Предпочтительно также, что механическая и тепловая энергия поставляются тепловым двигателем или газовым двигателем, предпочтительно газовой турбиной.

В предпочтительном способе электричество, вырабатываемое посредством механической энергии газовой турбины, а также электричество, вырабатываемое паровой турбиной, т.е. и то, и другое, используют для снабжения энергией стадий разделения и, что предпочтительно, сжатия.

Парафиновым углеводородным сырьем в целесообразном варианте может служить этан, пропан или бутан. Оно может быть, по существу, чистым или может находиться в смеси с другими углеводородами и необязательными другими материалами, например с метаном, азотом, моноксидом углерода, диоксидом углерода, водяным паром или водородом. Можно использовать содержащую парафиновый углеводород фракцию, такую как бензинолигроиновая фракция, газойль, газойль вакуумной перегонки и их смеси. Приемлемый исходный материал представляет собой смесь газообразных парафиновых углеводородов, включающую в основном этан, получаемый в результате выделения метана из природного газа. Предпочтителен парафиновый углеводород, содержащий главным образом этан, который обеспечивает получение продукта, включающего в качестве моноолефина главным образом этилен.

В качестве содержащего молекулярный кислород газа в целесообразном варианте может быть использован либо кислород, либо воздух. В предпочтительном варианте используют кислород, необязательно разбавленный инертным газом, например азотом. В предпочтительном варианте кислородсодержащий газ и парафиновое углеводородное сырье перед введением в контакт с катализатором предварительно смешивают. Для полного сгорания до диоксида углерода и воды в присутствии катализатора целесообразное превышение стехиометрического соотношения между углеводородом и кислородсодержащим газом в композиции смеси парафинового углеводородного сырья/содержащего молекулярный кислород газа составляет от 5 до 13,5 крат. В предпочтительной композиции превышение стехиометрического соотношения между углеводородом и кислородсодержащим газом составляет от 5 до 9 крат.

Что касается первой стадии, то катализатором может служить любой катализатор, способный поддерживать горение за верхним пределом воспламеняемости топлива. Этот катализатор в качестве своего каталитического компонента может включать металл группы VIII. Приемлемые металлы группы VIII включают платину, палладий, рутений, родий, осмий и иридий. Предпочтителен родий, а более предпочтительны платина и палладий. Типичное содержание металлов группы VIII находится в интервале от 0,01 до 100 мас.%, предпочтительно в пределах от 0,01 до 20 мас.%, а более предпочтительно от 0,01 до 10 мас.%, в пересчете на общую массу сухого катализатора.

Когда используют катализатор на основе элемента группы VIII, его в предпочтительном варианте применяют в сочетании с каталитическим промотором. Промотором может служить металл групп ША, IV А и/или VА. По другому варианту промотором может служить переходный металл, причем переходным металлом как промотором является металл, отличный от того, который может быть использован как каталитический компонент на основе переходного металла группы VIII.

Предпочтительные металлы группы ША включают А1, Са, Ш и Т1. Из них предпочтительнее Са и М Предпочтительные металлы группы ЩА включают Се, 8и и РЬ. Из них предпочтительнее Се и 8и. Предпочтительным металлом группы VА является 8Ь. Атомное соотношение между металлом группы УШВ и металлом группы ША, ЩА или VА может составлять 1:0,1-50,0, предпочтительно 1:0,1-12,0.

Приемлемые металлы из ряда переходных металлов включают металлы групп с ГВ по VIII Перио

- 2 006723 дической таблицы элементов. Так, в частности, предпочтительны переходные металлы, выбранные из групп ΙΒ, ΠΒ, νίΒ, νΐΙΒ и VIII Периодической таблицы элементов. Примеры таких металлов включают Сг, Мо, ^, Ре, Ви, 08, Со, Ей, 1г, N1, ΡΙ, Си, Ад, Аи, Ζη, С6 и Нд. Предпочтительными переходными металлами как промоторами являются Мо, Ей, Ви, 1г, ΡΙ, Си и Ζη. Атомное соотношение между металлом группы VIII и переходным металлом как промотором может составлять 1:0,1-50,0, предпочтительно 1:0,1-12,0.

В предпочтительном варианте катализатор включает только один промотор, причем этот промотор выбирают из элементов группы ША, группы ^А, группы νΒ и ряда переходных металлов. Так, например, катализатор может включать металл, выбранный из родия, платины и палладия, а промотор выбирают из ряда, включающего Са, Ш, δη, Се, Ад, Аи и Си. Предпочтительные примеры таких катализаторов включают Ρί/Са, Ρ1Λη, Ρί/δη, Ρί/Се, Ρί/Си, Ρά/δη, Ρά/Се, Ρά/Си и Вй/δη. Доля Вй, Ρ1 или Ρά может находиться в пределах 0,01 и 5,0 мас.%, предпочтительно в пределах 0,01 и 2,0 мас.%, а более предпочтительно в пределах 0,05 и 1,0 мас.%, от общей массы катализатора. Атомное соотношение между Вй, Ρί или Ρά и металлом группы IIIА, или переходным металлом как промотором может составлять 1:0,150,0, предпочтительно 1:0,1-12,0. Так, например, атомные соотношения между Вй, Ρί или Ρά и δη могут быть равными 1:0,1-50, предпочтительно 1:0,1-12,0, более предпочтительно 1:0,2-3,0, а наиболее предпочтительно 1:0,5-1,5. Атомные соотношения между Ρί или Ρά и Се, с другой стороны, могут быть равными 1:0,1-50, предпочтительно 1:0,1-12,0, а более предпочтительно 1:0,5-8,0. Атомные соотношения между Ρί или Ρά и Си могут составлять 1:0,1-3,0, предпочтительно 1:0,2-2,0, а более предпочтительно 1:0,5-1,5.

По другому варианту промотор может включать по меньшей мере два металла, выбранных из группы ША, группы !νΛ и ряда переходных металлов. Так, например, когда катализатор включает платину, платина может быть промотирована двумя металлами из ряда переходных металлов, например палладием и медью. Такие Ρί/Ρά/Си катализаторы могут включать палладий в количестве от 0,01 до 5 мас.%, предпочтительно от 0,01 до 2 мас.%, а более предпочтительно от 0,01 до 1 мас.%, в пересчете на общую массу сухого катализатора. Атомное соотношение между Ρί и Ρά может быть равным 1:0,1-10,0, предпочтительно 1:0,5-8,0, а более предпочтительно 1:1,0-5,0. Атомное соотношение между платиной и медью в предпочтительном варианте составляет 1:0,1-3,0, более предпочтительно 1:0,2-2,0, а наиболее предпочтительно 1:0,5-1,5.

Когда катализатор включает платину, по другому варианту он может быть промотирован одним переходным металлом и другим металлом, выбранным из группы ША или группы Периодической таблицы элементов. В таких катализаторах палладий может содержаться в количестве от 0,01 до 5 мас.%, предпочтительно от 0,01 до 2,0 мас.%, а более предпочтительно от 0,05 до 1,0 мас.%, в пересчете на общую массу катализатора. Атомное соотношение между Ρί и Ρά может составлять 1:0,1-10,0, предпочтительно 1:0,5-8,0, а более предпочтительно 1:1,0-5,0. Атомное соотношение между Ρί и металлом группы ША или ^А может быть равным 1:0,1-60, предпочтительно 1:0,1-50,0. Предпочтительным металлом группы ША или ^А является δη или Се, а наиболее предпочтителен δη.

Для того чтобы избежать сомнений, следует заметить, что металл группы VIII и промотор в катализаторе могут находиться в любой форме, например в виде металла или в форме соединения металла, такого как оксид.

Необходимо иметь в виду, что тенденция к идентичности фактических концентраций металла в катализаторах номинальным концентрациям, используемым при приготовлении катализатора, отсутствует, поскольку не весь металл, применяемый во время приготовления катализатора, в действительности оказывается введенным в каталитическую композицию. Таким образом, номинальные концентрации металлов могут быть варьированными с целью обеспечить достижение целевых фактических концентраций металлов.

Катализатор автотермического крекинга может быть не нанесенным на носитель, его можно использовать, в частности, в форме металлической сетки, но в предпочтительном варианте он нанесен на носитель. Можно использовать любой приемлемый носитель, такой как керамические и металлические носители, но в общем предпочтительны керамические носители. Когда используют керамические носители, композицией керамического носителя может служить любой оксид или сочетание оксидов, которые стабильны при высоких температурах, находящихся, например, в пределах 600 и 1200°С. Предпочтительный материал носителя обладает низким коэффициентом теплового расширения и стойкостью к разделению фаз при высоких температурах.

Приемлемые керамические носители включают кордиерит, литийалюмосиликат (ЛАС), оксид алюминия (а-А1₂О₃), стабилизированный оксидом иттрия диоксид циркония, титанат оксида алюминия, ниаскон и цирконилфосфат кальция. На керамические носители можно наносить покрытие промывкой, например с использованием у-А1₂О₃.

Катализатор автотермического крекинга может быть приготовлен по любому методу, известному в данной области техники. Так, например, можно применять гелевые методы и методы мокрой пропитки. Носитель как правило пропитывают одним или несколькими растворами, включающими металлы, сушат,

- 3 006723 а затем кальцинируют на воздухе. Носитель может быть пропитан в одну или несколько стадий. В предпочтительном варианте используют многочисленные стадии пропитки. В предпочтительном варианте между каждыми пропитками носитель сушат и кальцинируют, а затем подвергают конечному кальцинированию, предпочтительно на воздухе. После этого кальцинированный носитель можно восстанавливать, например тепловой обработкой в водородной атмосфере. В целесообразном варианте реакцию можно проводить при температуре на выходе из катализатора в пределах 600 и 1200°С, предпочтительно в пределах 850 и 1050°С, а наиболее предпочтительно в пределах 900°С и 1000°С.

Установка для автотермического крекинга может работать под атмосферным или повышенным давлением. Приемлемыми могут быть значения манометрического давления от 1 до 40 бар, в предпочтительном варианте процесс проводят под манометрическим давлением от 1 до 5 бар, например 1,8 бара. Однако процесс можно проводить под общим манометрическим давлением выше 5 бар, а обычно общее манометрическое давление превышает 15 бар. Когда автотермический крекинг проводят под манометрическим давлением в пределах от 15 до 40 бар, целесообразно в пределах 20 и 30 бар, например 25 бар, потребность в сжатии потока продуктов для содействия разделению и очистке уменьшается, а в предпочтительном варианте полностью устраняется.

Установка для автотермического крекинга в целесообразном варианте может работать при температуре выше 500°С, например выше 650°С, как правило выше 750°С, а предпочтительно выше 800°С. Целесообразный верхний температурный предел может достигать 1200°С, например 1100°С, предпочтительно 1000°С. Целесообразная температура на выходе из катализатора может находиться в интервале от 600 до 1200°С, предпочтительно в интервале от 850 до 1050°С, а наиболее предпочтительно в интервале от 900 до 1000°С.

В предпочтительном варианте, хотя существенного значения это не имеет, сырье и содержащий молекулярный кислород газ целесообразно предварительно нагревать до температуры от 200 до 500°С, предпочтительно от 200 до 300°С.

В предпочтительном варианте с целью свести к минимуму образование моноксида углерода и диоксида углерода газообразный исходный материал и содержащий молекулярный кислород газ направляют в установку для автотермического крекинга в виде смеси при среднечасовой скорости подачи газа (ССПГ) больше 80000 ч^-1 . В предпочтительном варианте ССПГ превышает 200000 ч^-1 , преимущественно больше 1000000 ч^-1. Принимая во внимание цели настоящего изобретения, ССПГ определяют как общий объем исходного материала в нормальных условиях/время/(объем каталитического слоя).

По поводу других подробностей предпочтительных методов проведения процесса можно обратиться к вышеупомянутым ЕР-В1 0332289, ЕР-В1 0529793 и ЕР-А 0709446.

Весь кокс, образующийся в процессе автотермического крекинга, может быть удален механическими средствами или с помощью одного из методов удаления кокса, таких как те, которые представлены в заявке ЕР-А 0709446, содержание которой включено в настоящее описание в качестве ссылки.

Когда продукты взаимодействия выходят из реакционной камеры, с целью избежать дальнейших реакций их резко охлаждают. Тепло в результате резкого охлаждения утилизируют для получения водяного пара высокого давления, который используют для снабжения энергией тех участков процесса в целом, на которых она требуется.

Далее перед разделением газы крекинга сжимают. В дополнение к моноолефинам и синтез-газу, в результате реакции крекинга образуются небольшие количества ацетиленов, ароматических соединений и диоксида углерода. Диоксид углерода обычно удаляют, как правило с использованием абсорбционной системы на аминовой основе, такой как МЭА или ТЭА (или смеси их обоих), или осуществлением любого другого технически доступного способа удаления СО₂. Затем газы крекинга обрабатывают в установке криогенного разделения, как это также хорошо известно в данной области техники.

Одним из продуктов разделительной установки является топливный газ (легкие газы, включающие метан и водород), и в предпочтительном варианте его направляют к газовой турбине установки объединенного цикла совместного генерирования. В типичной установке совместного генерирования газовая турбина включает компрессор и расширительные секции. Воздух для сжигания поступает в компрессор, а затем входит в контакт с топливом в камере сгорания. Горячие газообразные продукты горения проходят через расширитель, снабжая энергией компрессор и приводя ассоциированный электрический генератор. Энергию горячих отработавших газов, отходящих из газовой турбины, рекуперируют получением водяного пара высокого давления. Этот водяной пар используют для выработки дополнительного количества электроэнергии посредством паровой турбины. Общая эффективность этой системы при преобразовании топливной энергии в электрическую энергию составляет примерно от 50 до 55%, т.е. приблизительно вдвое больше, чем в случае типичного цикла с водяным паром.

Электрическую энергию, вырабатываемую газовой турбиной и паровой турбиной в установке для совместного генерирования, целесообразно использовать для снабжения энергией компрессора, применяемого в криогенной разделительной установке, компрессоров, применяемых для сжатия газа крекинга, а также компрессоров, применяемых в воздухоразделительной установке, которая снабжает кислородом реакцию автотермического крекинга.

Предпочтительный вариант выполнения изобретения представлен ниже со ссылкой на прилагаемые

- 4 006723 чертежи, где на фиг. 1 приведена упрощенная технологическая схема процесса, проводимого по данному варианту, а на фиг. 2 показана теоретическая потребность в топливе для осуществления способа по изобретению в сравнении с другими способами.

Что касается фиг. 1, то парафиновое углеводородное сырье, включающее главным образом этан, а также кислород, направляют по линиям соответственно 1 и 2 через подогреватели 3 в установку 4 для автотермического крекинга. В установке 4 для автотермического крекинга поддерживают такие условия, благодаря которым протекает процесс окислительной дегидрогенизации с образованием этилена, более высокомолекулярных олефинов, метана, диоксида углерода и синтез-газа (моноксида углерода и водорода). Далее газы крекинга резко охлаждают с целью предотвратить дальнейшие реакции в колонне 6 резкого охлаждения и выделяют жидкости, включающие жидкое топливо и бензин. После резкого охлаждения газы крекинга сжимают в ряде компрессоров 8 с последующим направлением в начальную зону 10 разделения, где из этого потока с применением аминовой абсорбционной системы удаляют СО₂.

Сжатые газы пропускают через холодильную установку 14, после чего они поступают в установку 16 для разделения и дистилляции, в которой их разделяют на различные продукты. Продукты С2 разделяют с получением этилена, тогда как весь этан по линии 20 возвращают в процесс. Топливный газ из разделительной установки по линии 22 направляют к газовой турбине установки 24 объединенного цикла совместного генерирования, в которой известным путем вырабатывается электрическая энергия посредством газовой турбины, а также паровой турбины. Эта энергия вместе с энергией, генерируемой водяным паром высокого давления благодаря резкому охлаждению в колонне 6 резкого охлаждения, приводит компрессоры 8, а также компрессор 14 холодильника и установку для выделения кислорода для питания кислородной линии 2.

Поскольку в процессе автотермического крекинга при этом отсутствует топка или радиационная/конвекционная секция, которая имеется в обычной печи для олефинов, количество водяного пара высокого давления, образующегося в реакции крекинга и при последующем резком охлаждении, существенно меньше, чем в обычной системе. Поэтому доля всей необходимой энергии, поступающая от других источников, оказывается большей, чем в обычной системе - приблизительно 68% в отличие от менее 40% в обычном процессе крекинга с водяным паром. Таким образом, потенциальная общая экономия энергии, возможная благодаря применению установки совместного генерирования для этого дополнительного снабжения оказывается соответственно больше.

Это видно из фиг. 2, на которой показана общая теоретическая потребность в топливе для установок с обычной печью, а также автотермического крекинга как для обычных циклов с водяным паром в качестве вспомогательного источника энергии, так и для альтернативного варианта, совместного генерирования. Общая теоретическая энергетическая потребность обычной установки на основе печи с использованием циклов с водяным паром в качестве вспомогательного источника энергии составляет 434 МВт, ее можно было бы уменьшить до 380 МВт включением установки для совместного генерирования, сэкономив немногим больше 10%. Однако в установках автотермического крекинга с общей энергетической потребностью 224 МВт при использовании циклов с водяным паром в случае применения совместного генерирования в соответствии с изобретением этот показатель можно уменьшить до 127 МВт - экономия примерно 40%. Следовательно, как можно видеть, применение совместного генерирования повышает эффективность работы установки автотермического крекинга намного больше, чем применение установки на основе печи. Объединение автотермического крекинга и совместного генерирования в установке для получения олефинов создает возможность добиться общей экономии топлива примерно на 50-75%.

Еще одно преимущество изобретения заключается в том, что уменьшение потребности в топливе также приводит к уменьшению выбросов газов, создающих парниковый эффект (ГПЭ). Если сравнивать с типичной установкой для получения олефинов, то уменьшение выбросов ГПЭ при применении сочетания АТК и совместного генерирования может, согласно расчетам, достичь 40%. Уменьшение количеств газов, создающих парниковый эффект, оказывается не таким большим, как уменьшение расхода топлива, поскольку некоторая доля топлива, используемого в обычной установке, приходится на водород (который не образует ГПЭ), а некоторое количество топлива, используемого в установке автотермического крекинга, содержит моноксид углерода, который образует возрастающе большее количество ГПЭ.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ получения моноолефинов из содержащего парафины углеводородного сырья, включающий частичное сжигание смеси углеводородного сырья и содержащего молекулярный кислород газа в контакте с катализатором, способным поддерживать горение за нормальным верхним пределом воспламеняемости топлива, и в дальнейшем разделение продуктов упомянутого сгорания, где энергия для разделения обеспечивается процессом совместного генерирования, в котором за счет сжигания топлива одновременно вырабатываются тепловая энергия и механическая энергия, причем механическую энергию преобразуют в электричество, а тепловую энергию утилизируют с целью получения водяного пара для использования в паровой турбине.

- 5 006723
2. Способ по п.1, в котором перед разделением продуктов упомянутого сгорания эти продукты сжимают и в котором энергия для сжатия также поставляется процессом совместного генерирования.
3. Способ по п.1 или 2, в котором топливо для совместного генерирования включает один из продуктов процесса разделения.
4. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором механическая и тепловая энергия обеспечиваются тепловым двигателем или газовым двигателем.
5. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором электричество, вырабатываемое механической энергией газовой турбины, а также электричество, вырабатываемое паровой турбиной, используют для снабжения энергией разделения и, что предпочтительно, стадии сжатия.
6. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором содержащее парафины углеводородное сырье выбирают из этана, пропана, бутана и их смесей.
7. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором содержащее парафины углеводородное сырье представляет собой этан.
8. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором смесь углеводородного сырья и содержащего молекулярный кислород газа частично сжигают под манометрическим давлением в пределах 1-40 бар.
9. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором смесь углеводородного сырья и содержащего молекулярный кислород газа частично сжигают при температуре выше 500°С.
10. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором содержащее парафины углеводородное сырье и кислородсодержащий газ предварительно нагревают до температуры в пределах от 200 до 500°С.
11. Способ по одному из предыдущих пунктов, в котором в разделительной установке получают топливный газ, который направляют в газовую турбину установки объединенного цикла совместного генерирования.