EP3249028A1 - Emissionsreduziertes verfahren zur herstellung von olefinen - Google Patents

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EP3249028A1
EP3249028A1 EP16171381.3A EP16171381A EP3249028A1 EP 3249028 A1 EP3249028 A1 EP 3249028A1 EP 16171381 A EP16171381 A EP 16171381A EP 3249028 A1 EP3249028 A1 EP 3249028A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
reactors
tubular reactors
tubular
heat
supplied
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP16171381.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Mateos
Florian Penner
Helmut Fritz
Gunther Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Priority to EP16171381.3A priority Critical patent/EP3249028A1/de
Publication of EP3249028A1 publication Critical patent/EP3249028A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/14—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils in pipes or coils with or without auxiliary means, e.g. digesters, soaking drums, expansion means
    • C10G9/18—Apparatus
    • C10G9/20—Tube furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G55/00—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one refining process and at least one cracking process
    • C10G55/02—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one refining process and at least one cracking process plural serial stages only
    • C10G55/04—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one refining process and at least one cracking process plural serial stages only including at least one thermal cracking step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/24—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils by heating with electrical means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/34—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils by direct contact with inert preheated fluids, e.g. with molten metals or salts
    • C10G9/36—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils by direct contact with inert preheated fluids, e.g. with molten metals or salts with heated gases or vapours
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
    • C10G2400/20—C2-C4 olefins

Definitions

  • the invention relates to a low-emission process for the production of olefins and a corresponding plant according to the preambles of the respective independent claims.
  • reaction tubes In vapor cracking processes and apparatus, tube reactors are typically used whose reaction tubes are heated externally using burners.
  • the reaction tubes can be designed differently. For example, reaction tubes can first be performed in pairs in parallel and then combined to form a common reaction tube, or it can be used throughout parallel pipes. The dimensioning of the reaction tubes depends, among other things, on the inserts used.
  • one or more combustion chambers of typically up to 15 m in height and 2 to 3 m in width may be provided, in which wall and / or floor mounted burners are arranged.
  • the temperature in a combustion chamber is typically 1,000 to 1,200 ° C.
  • the one or more combustion chambers are arranged downstream of one or more so-called convection zones, in which a use of the heat of the flue gases takes place.
  • the flue gas of several combustion chambers can also be led to a common convection zone.
  • the insert, the combustion air or boiler feed water supplied to the burners may be preheated or steam generated or overheated.
  • the cracked gas formed in the radiation zone in the reaction tubes is rapidly cooled to avoid undesired further reactions (so-called quench or primary quench), for which purpose a so-called quench gas cooler is used.
  • quench gas cooler is used.
  • the cleavage gas of a plurality of reaction tubes can be combined in a common line and guided therein by a corresponding quench cooler, or the reaction tubes can run separately from each other by a quench cooler designed as a linear cooler.
  • the present invention therefore has as its object to reduce emissions, in particular of carbon dioxide, in steam cracking.
  • the present invention proposes an emission-reduced process for the production of olefins and a corresponding plant with the features of the independent patent claims.
  • Embodiments are the subject of the dependent claims and the following description.
  • Gas mixtures may include "predominantly or exclusively” one or more components as used herein, with “predominantly” for a content of at least 50%, 75%, 90%, 95%, 99%, 99.5%, 99.9 %, 99.99% or 99.999% on a molar, weight or volume basis. Gas mixtures may also be "enriched” or “depleted” in one or more components as used herein, which terms refer to a content in a source gas mixture from which the gas mixture was obtained.
  • the gas mixture is " enriched " when it is at least 1.1 times, 1.5 times, 2 times, 5 times, 10 times, 100 times or 1000 times, “depleted” if it is not more than 0.9 times, 0.5 times, 0.1 times, 0.01 times or 0.001 times the content of a component, based on the starting gas mixture.
  • hydrogen the speech, it is understood as pure hydrogen or a gas mixture containing predominantly or exclusively hydrogen.
  • Common processes for fractionation of gas mixtures from steam cracking processes include in particular the generation of fractions based on the boiling points of the components contained.
  • short names are used for corresponding fractions, indicating the carbon number of predominantly or exclusively contained hydrocarbons.
  • a "C1 fraction” is a fraction that is predominantly or exclusively methane (but conventionally possibly also hydrogen, then also called “C1 minus fraction”) contains.
  • a "C2 fraction” contains predominantly or exclusively ethane, ethylene and / or acetylene.
  • a “C3 fraction” contains predominantly propane, propylene, methyl acetylene and / or propadiene.
  • a "C4 fraction” contains predominantly or exclusively butane, butene, butadiene and / or dimethylacetylene.
  • C2plus fraction contains predominantly or exclusively hydrocarbons having two or more and a “C2minus fraction” predominantly or exclusively hydrocarbons having one or two carbon atoms.
  • An essential aspect of the present invention is the use of parallel operated tube reactors in vapor cracking, some of which are powered by electrical energy, i. Electric heat, and partly heated with combustion heat. In this way, considerable emission reductions can be achieved in the context of the present invention.
  • the present invention can also provide a method in which carbon dioxide emissions no longer occur at all, so that a so-called "zero emission” method is provided.
  • tubular reactors are arranged "in parallel", this means in particular that gas mixtures provided in each case are combined with one another using these tube reactors.
  • a gas mixture provided using one of the tubular reactors would be fed to another of the tubular reactors.
  • serially arranged tubular reactors may be provided to which the combined gas mixtures of the parallel tubular reactors is supplied, or which provide a gas mixture, which is then fed to the parallel tube reactors.
  • parallel tubular reactors can also be provided to supply the parallel tubular reactors in parallel identical inserts, which can be distributed for this purpose starting in particular from a main line to the parallel tubular reactors.
  • a parallel arrangement does not exclude that a volume flow through one of the parallel tube reactors may differ significantly from a flow through another of the parallel tube reactors or that different inserts are used.
  • the present invention proposes a low-emission process for the production of olefins by steam cracking, wherein a gas mixture is provided using a plurality of tubular reactors, wherein the gas mixtures provided using the plurality of tubular reactors are combined.
  • the present invention thus uses parallel tube reactors. According to the invention, at least one, but not all, of the plurality of tubular reactors is supplied with combustion heat generated by burning at least one fuel, and at least one but not all of the plurality of tubular reactors is supplied with electrical heat generated by electrical energy ,
  • the parallel arrangement allows a special flexibility.
  • it may be provided, for example, depending on the supply of electrical energy or fuels, the respectively correspondingly heated reactors at least partially shut down and perform the process in appropriate periods in the other reactors.
  • the "multiple" tubular reactors may also comprise more than two tubular reactors. In this way, in the context of the present invention, a certain shift between the parallel tube reactors may be provided.
  • the illustrated flexible operation of the tube reactors may, for example, also provide increased quantities in times when there is an excess of electricity, for example during the day or in the case of sunshine in a photovoltaic system or in the case of high wind loads in a wind energy plant Use electrical heat.
  • fuels which can be formed as explained below using the combined gas mixtures of the plurality of tubular reactors can also be temporarily stored. This can be sensibly utilized in particular in the sense of a known "peak shaving" to a large extent incurred electrical energy.
  • the amount of electrical heat used can be reduced and instead resort to appropriate fuels for generating heat of combustion.
  • this second operating mode it is also possible to use the fuels which may be temporarily stored in the first operating mode.
  • the inventive method allows a particularly advantageous adaptation to fluctuating offers of electrical energy. Even if in periods of reduced supply of electrical energy, ie in the second method mode, if necessary, no or only a small reduction in emissions is achieved, resulting in total use of the regenerative electrical energy, however, a corresponding reduction.
  • combustion heat and electrical energy (also conventional) can be used in different proportions, depending on availability and price.
  • reaction tubes that are heated electrically can be additionally heated by combustion from the outside. It is also possible to provide side by side in a corresponding tubular reactor by means of electric heat and combustion heat heated reaction tubes, in particular in different proportions. Also purely by combustion heat and / or purely by electric heat heated tube reactors may be provided in parallel to mixed heated tubular reactors.
  • the combustion heat supplied to at least one of the plurality of tube reactors is generated by burning a methane-rich gas mixture.
  • This methane-rich gas mixture can be provided from the outside of the plant, for example in the form of natural gas, or from the plant itself. In both cases, recourse can be had to known burner concepts which are established for heating corresponding tube reactors and are therefore particularly reliable.
  • the methane-rich gas mixture may be formed using the gas mixtures provided and combined by the plurality of tubular reactors.
  • a corresponding gas mixture can be provided in a demethanizer. In this way, at least partially or at least temporarily, externally provided energy can be dispensed with.
  • fractionation of the cracking gas of a steam cracking process different fractionation processes are known from the prior art, which are also used in the context of used in the present invention and can be used for fractionation of corresponding gas mixtures.
  • Corresponding fractionation methods differ, inter alia, by the sequence of the fractionation steps. In the context of appropriate fractionation but typically the mentioned demethanizer are always used.
  • the light fraction can be separated, for example by condensation at suitable temperatures, into a fraction containing predominantly or exclusively hydrogen and into a fraction which contains predominantly or exclusively methane.
  • the separation can also be completely or partially omitted, so that a mixture of essentially hydrogen and methane is present. This is also known as the so-called Schugasfr syndrome.
  • a demethanizer ridge or front-end demethanizer fractionation can be used to fractionate the fission gas of a vapor cracking process or of a gas mixture formed from a corresponding cracking gas.
  • the demethanizer is in the first place of fractionation. Therefore, the cracked gas processed in the demethanizer or the gas mixture formed from the cracked gas contains, in addition to the hydrocarbons having two carbon atoms, hydrocarbons having three or more carbon atoms.
  • hydrocarbons having three or more in a depropanizer first or front-end depropanizer fractionation hydrocarbons having four or more carbon atoms previously separated and therefore no longer reach the demethanizer.
  • a cracking gas of a steam cracking process is suitably treated prior to fractionation. Details of this are with reference to the attached FIG. 1 illustrated.
  • This treatment comprises in particular, since the processing in a demethanizer provides a cryogenic separation, in particular the separation of carbon dioxide and the drying of the product mixture. Further, removal of, for example, carbon monoxide and other undesirable components may be made.
  • heavy hydrocarbons of the pyrolysis oil and / or pyrolysis benzine fraction are separated upstream of the demethanizer, deethanizer or depropanizer in a primary fractionation.
  • the combustion heat supplied to at least one of the several tube reactors is produced by burning a hydrogen-rich gas mixture.
  • a corresponding hydrogen-rich gas mixture can also be provided from the plant or from the plant.
  • the hydrogen-rich gas mixture can also be formed using the gas mixtures provided and combined by the several tube reactors, for example also in a demethanizer. Since in a corresponding demethanizer also a hydrogen and methane-containing fraction (the mentioned Schugasfrtress) may be incurred, these can also be used.
  • the hydrogen content in comparison to, for example, natural gas also reduces emissions here.
  • one or more combustion support gases such as air or oxygen can also be supplied to the burner (s) in one or more tube reactors heated with combustion heat.
  • one or more combustion support gases such as air or oxygen
  • the concentration of nitrogen in the combustion can be reduced. In this way, the emission of nitrogen oxides compared to known methods in which combustion air is used, can be considerably reduced.
  • a feed gas mixture to the plurality of tubular reactors, which is distributed to the tubular reactors.
  • this can also be a flexible distribution, in particular to meet the corresponding offers of electrical heat or combustion heat.
  • an extended parallel arrangement of tubular reactors can also be made.
  • two (or more) groups are provided on tube reactors arranged in parallel, with a gas mixture removed from the parallel tube reactors of one group being fed to the parallel tube reactors of another group.
  • a gas mixture removed from the parallel tube reactors of one group being fed to the parallel tube reactors of another group.
  • the plurality of tube reactors are arranged in a plurality of groups, wherein the number of tubular reactors is selected such that each of these multiple groups comprises a plurality of tubular reactors, and wherein the gas mixtures each below Use of the tube reactors of a group are provided and combined, the tube reactors are fed to another group.
  • At least one, but not all, of the plurality of tubular reactors in at least one of the plural groups, the heat of combustion and at least one but not all of the plurality of tubular reactors in the at least one of the plurality of groups may be supplied with the electric heat. It may be particularly advantageous if only at least one, but not all, of the plurality of tubular reactors in at least one of the plurality of groups only the heat of combustion and at least one but not all of the plurality of tubular reactors in the at least one of the plurality of groups supply only the electrical heat. Again, all design variants are possible, which have been explained in principle above with reference to the parallel arrangement. Reference is made to the corresponding advantages.
  • tube reactors which are arranged in series with these tube reactors arranged in parallel.
  • at least one further tubular reactor may be provided which is fed with the gas mixtures provided and combined using the several parallel tubular reactors.
  • This further tubular reactor can also be heated with electrical and / or combustion heat, as basically explained above.
  • At least one further tubular reactor by means of which use is made of a gas mixture which is fed to the several tube reactors arranged in parallel.
  • a corresponding tube reactor arranged serially in front of the parallel tube reactors can be used in particular for preheating.
  • This further Tubular reactor can also be heated with electrical and / or combustion heat, as basically explained above.
  • a method according to a particularly preferred embodiment of the present invention provides for the use of at least one compressor driven by electric energy.
  • This compressor can be used for example for so-called crude gas compression, as also explained with reference to the accompanying figures. Again, can be used to drive the compressor or regeneratively generated electrical energy.
  • the present invention also relates to a plant for the production of olefins by vapor cracking, comprising a plurality of tubular reactors adapted to each provide a gas mixture and means adapted to combine the gas mixtures provided using the plurality of tubular reactors.
  • means are provided which are adapted to supply combustion heat generated by burning at least one fuel to at least one, but not all, of the plurality of tubular reactors, and means arranged to heat at least one but not all of the plurality of tubular reactors , which is generated by means of electrical energy supply.
  • Such a system is preferably set up to carry out a method, as explained above, and has correspondingly established means for this purpose. Reference is therefore expressly made to the corresponding features and advantages of the method according to the invention, which have been expressly explained above.
  • FIG. 1 For example, an emission-reduced process for the production of olefins according to one embodiment of the present invention is illustrated schematically and designated 100 as a whole. If the method is described below, the corresponding explanations apply to a system according to an embodiment of the invention in the same way.
  • Method 100 shown includes a deethanizer-first fractionation of a cracked gas.
  • the present invention is equally suitable for use with other fractionations, for example in a deethanizer or depropanizer first fractionation.
  • one or more hydrocarbon streams a and one or more vapor streams b are fed to a plurality of tube reactors 10 arranged in parallel or whose or their reaction tubes.
  • the plurality of tube reactors 10 arranged in parallel may be preceded or followed serially by one or more tubular reactors (not shown).
  • a steam generation only in the or the tube reactors is possible.
  • the plurality of tube reactors 10 arranged in parallel in particular their convection zone or convection zones, it is possible to preheat or overheat the hydrocarbon streams and / or the steam streams or streams.
  • a steam generation is possible.
  • Other streams, such as combustion air, can be heated accordingly. Details of usable in the context of the present invention, several parallel tubular reactors 10 are in the following FIGS. 2A to 2C illustrated.
  • one or a portion of the plurality of parallel tubular reactors 10 is heated using combustion heat generated using one or more predominantly or exclusively hydrogen-containing streams c, whose or their extraction will be explained in detail below.
  • one or more further fuel streams or, for example, methane separated in the process or a heating gas stream from a demethanizer can be used alternatively or additionally to provide the heat of combustion. This is illustrated with a stream d.
  • the heating of one or more other of the plurality of parallel tube reactors 10 is carried out using electric current, as illustrated in the form of an arrow e.
  • the operation of different tubular reactors 10 using different energy sources is possible, as explained above.
  • a cracked gas is generated which can be supplied in the form of a stream f to one or more quenching devices 101.
  • a cooling device in the form of a linear cooler (primary quench) and an oil column (secondary quench, oil quench) can be used.
  • the correspondingly cooled cracked gas can be converted in the form of a stream g into a primary fractionation, where pyrolysis fuel oil can be separated in the form of a stream h.
  • the correspondingly primary-fractionated cracked gas can then be supplied in the form of a stream i to a water wash 103.
  • pyrolysis gasoline in the form of a stream k can be separated from the cracked gas by means of wash water.
  • wash water the remaining process steam is condensed.
  • the resulting water can be converted into process steam in the form of a stream I, which can be fed together with the stream b in the parallel tube reactors 10.
  • steam generation can also take place only in the tube reactors 10 or their convection zones.
  • the cracked gas Downstream of the water wash, the cracked gas may be subjected in the form of a stream m in a first compression 104, in which further pyrolysis gasoline may be obtained in the form of a stream n.
  • the current n can be combined with the current k.
  • the partially compressed cracked gas can then be an acid gas removal 105th in which, for example, carbon dioxide can be separated off in the form of a stream p.
  • the fission gas processed in this way can now be subjected to a further compression 106 in the form of a flow r.
  • the cracked gas After a corresponding compression, the cracked gas can be subjected to a drying and cooling 107 in the form of a stream s and then to a deethanization 108 in the form of a stream t.
  • a fraction can be formed which predominantly or exclusively contains hydrocarbons having three or more carbon atoms, ie a C3plus fraction. This can be subtracted in the form of a corresponding current, here illustrated with C3 +.
  • a fraction can also be formed which contains predominantly or exclusively hydrogen, methane and hydrocarbons having two carbon atoms, including ethane, ethylene and acetylene. This can be supplied to a C2 hydrogenation 109 in the form of a corresponding stream, here denoted by u.
  • acetylene can be hydrogenated to ethylene.
  • a so-called front-end hydrogenation can be used.
  • a gas mixture is obtained, which still contains predominantly or exclusively hydrogen, methane, ethane and ethylene.
  • C2minus fraction gas mixture can be supplied in the form of a stream C2- a demethanization 110.
  • demethanization 110 a predominantly or exclusively hydrogen-containing stream H 2 and a predominantly or exclusively methane-containing stream CH 4 can be formed. It is also possible first to form a stream containing hydrogen and methane, which is then separated into the predominantly or exclusively hydrogen-containing stream H 2 and the predominantly or exclusively methane-containing stream CH 4 .
  • the predominantly or exclusively hydrogen-containing stream H 2 can be used according to the embodiment of the invention shown here in the form of the current c one or a part of the plurality of parallel tubular reactors 10 for heating.
  • the predominantly or exclusively methane-containing stream CH 4 can in principle also be used for this purpose, for example as an alternative or in addition to the stream c as stream d. Hydrogen and methane-containing demethanization stream may also be used as stream d.
  • the predominantly or completely freed of hydrogen and methane fraction which now still contains predominantly or exclusively ethane and ethylene, ie a C2 fraction, can now be supplied in the form of a stream C2 to a C2 splitter 111 and in this in an ethylene and a Ethane fraction are separated.
  • the ethylene fraction can be carried out in the form of a stream of C 2 H 4 as product, the ethane fraction can be recycled in the form of a stream of C 2 H 6 in the or the tube reactors 10 and further reacted there.
  • FIG. 2 In the subfigures 2A to 2C of FIG. 2 are shown arrangements with a plurality of tubular reactors, which in a method according to an embodiment of the invention, for example, a method 100 according to FIG. 1 can be used.
  • a plurality of parallel tubular reactors are also designated here by 10, the corresponding individual reactors of the plurality of parallel tubular reactors 10 with 10a to 10d.
  • portions of a hydrocarbon stream a and a steam stream b can be supplied to the several tube reactors 10 arranged in parallel. But it is also possible in principle not to provide water and steam from a common source.
  • the tubular reactors 10a and 10b may be supplied with different hydrocarbon feeds, one of the feeds may be fed with another hydrocarbon stream, etc.
  • the distribution is arbitrary.
  • the gas mixtures provided by means of the tube reactors 10a and 10b, ie the cracked gas, are added to that already described in US Pat FIG. 1 f stream shown combined.
  • the tubular reactor 10a is heated by means of electric heat, as in FIG FIG. 1 illustrated with stream e, the tubular reactor 10b, however, heated with heat of combustion.
  • the heat of combustion is provided using the current c and / or the current d.
  • the heat of combustion can thus be provided using different fuels.
  • a plurality of tube reactors 10 arranged in parallel is followed by a further tube reactor 10c in series, which in the illustrated example is heated with combustion heat which is provided using the current c and / or the current d.
  • combustion heat which is provided using the current c and / or the current d.
  • an electric heating is possible.
  • the gas mixtures provided using the tubular reactors 10a and 10b that is, for example, a partially converted fission gas, is combined to form a stream x, which is supplied to the further tubular reactor 10c and processed there further to the stream f.
  • a plurality of tube reactors 10 arranged in parallel is preceded by a further tube reactor 10d in series, which in the example shown is heated with combustion heat which is provided using the current c and / or the current d. Alternatively or additionally, however, an electric heating is possible.
  • the gas mixtures provided using the tube reactors 10a and 10b that is, for example, a partially converted fission gas, are combined into the stream f.
  • the tubular reactor 10d, the hydrocarbon stream a can be supplied. Further, a vapor stream may be supplied to the tube reactor 10d (not illustrated).
  • the tubular reactor 10d may be used to preheat or partially react the hydrocarbons of the hydrocarbon stream a.
  • a gas mixture obtained in this case can be supplied in the form of a stream y to the plurality of tube reactors 10 arranged in parallel.
  • a plurality of tube reactors arranged in parallel can also be provided in each case.
  • a plurality of repetitive units of tube reactors 10a and 10b may be arranged in series in series in corresponding groups.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein emissionsreduziertes Verfahren (100) zur Herstellung von Olefinen durch Dampfspalten, bei dem unter Verwendung mehrerer Rohrreaktoren (10, 10a-10d), jeweils ein Gasgemisch bereitgestellt wird, wobei die unter Verwendung der mehreren Rohrreaktoren (10, 10a-10d) bereitgestellten Gasgemische vereinigt werden. Es ist vorgesehen, dass zumindest einem, aber nicht allen der mehreren Rohrreaktoren (10, 10a-10d) Verbrennungswärme, die durch Verfeuern wenigstens eines Brennstoffs erzeugt wird, zugeführt wird, und dass zumindest einem, aber nicht allen der mehreren Rohrreaktoren (10, 10a-10d) Elektrowärme, die mittels elektrischer Energie erzeugt wird, zugeführt wird. Eine entsprechende Anlage zur emissionsreduzierten Herstellung von Olefinen durch Dampfspalten ist ebenfalls Gegenstand der Erfindung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein emissionsreduziertes Verfahren zur Herstellung von Olefinen und eine entsprechende Anlage gemäß den Oberbegriffen der jeweiligen unabhängigen Patentansprüche.
    • Stand der Technik
  • Verfahren und Vorrichtungen zum Dampfspalten (engl. Steam Cracking) und zur Aufbereitung der hierbei gewonnenen Gasgemische sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Zu weiteren Details sei auf einschlägige Fachliteratur, beispielsweise den Artikel "Ethylene" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Onlineausgabe, 2009, DOI 10.2002/14356007.a10_045.pub3 oder Falqi, F.: "The Miracle of Petrochemicals. Olefins Industry: An In-Depth Look at Steam-Crackers", Universal-Publishers 2009, ISBN 1-59942-915-2, verwiesen.
  • In Verfahren und Vorrichtungen zum Dampfspalten werden typischerweise Rohrreaktoren eingesetzt, deren Reaktionsrohre unter Verwendung von Brennern von außen erwärmt werden. Die Reaktionsrohre können unterschiedlich ausgestaltet sein. Beispielsweise können Reaktionsrohre zunächst paarweise parallel geführt und anschließend zu einem gemeinsamen Reaktionsrohr vereinigt werden, oder es können durchgängig parallele Rohre zum Einsatz kommen. Die Dimensionierung der Reaktionsrohre richtet sich unter anderem nach den verwendeten Einsätzen.
  • In einem entsprechenden Reaktor können eine oder mehrere Brennkammern von typischerweise bis zu 15 m Höhe und 2 bis 3 m Breite vorgesehen sein, in denen wand- und/oder bodenmontierte Brenner angeordnet sind. Eine Brennkammer, durch die auch die Reaktionsrohre verlaufen, definiert eine sogenannte Strahlungszone. Sie steht unter leicht unteratmosphärischem Druck, der durch die zum Abzug der Rauchgase verwendeten Ventilatoren zustande kommt. Die Temperatur in einer Brennkammer beträgt typischerweise 1.000 bis 1.200 °C.
  • Der oder den Brennkammern, also der oder den Strahlungszonen, sind eine oder mehrere sogenannte Konvektionszonen nachgeordnet, in denen eine Nutzung der Wärme der Rauchgase erfolgt. Das Rauchgas mehrerer Brennkammern kann auch eine gemeinsame Konvektionszone geführt werden. Beispielsweise können in einer Konvektionszone der Einsatz, die den Brennern zugeführte Verbrennungsluft oder Kesselspeisewasser vorgewärmt oder Dampf erzeugt oder überhitzt werden.
  • Das in der Strahlungszone in den Reaktionsrohren gebildete Spaltgas wird zur Vermeidung von unerwünschten Weiterreaktionen rasch abgekühlt (sogenannter Quench bzw. Primärquench), wozu ein sogenannter Spaltgaskühler zum Einsatz kommt. Das Spaltgas mehrerer Reaktionsrohre kann in einer gemeinsamen Leitung zusammengefasst und in dieser durch einen entsprechenden Spaltgaskühler geführt werden, oder die Reaktionsrohre können getrennt voneinander durch einen als Linearkühler ausgebildeten Spaltgaskühler verlaufen.
  • Beim Dampfspalten handelt es sich aufgrund der erforderlichen Wärmemengen um das Verfahren der chemischen Industrie, das am meisten Energie verbraucht. 2004 wurden etwa 30% der in der chemischen Industrie verbrauchen Industrie beim Dampfspalten eingesetzt (T. Ren, Energy Efficiency and Innovative Emerging Technologies for Olefin Production, European Conference on Energy Efficiency in IPPC-Installations, 21. bis 22. Oktober 2004, Wien). 2000 wurden beim Dampfspalten bei einer Produktionsmenge von mehr als 150 Mt leichter Olefine durch die Verbrennung fossiler Rohstoffe etwa 3 EJ Primärenergie verbraucht und nahezu 200 Mt Kohlendioxid emittiert (T. Ren et al., Steam cracking and methane to olefins: Energy use, CO2 emissions and production costs, Energy 33, 2008, 817-833).
  • In den erläuterten Reaktoren wird dabei der überwiegende Anteil, nämlich 65% an Energie eingesetzt. Hier sind 75% der Gesamtexergieverluste zu verzeichnen. Etwa 15 bis 20% werden für die Kühlung, Verdichtung und Fraktionierung des Spaltgases eingesetzt. Der Energieaufwand für das Dampfspalten von Naphtha lässt sich beispielsweise durch verbesserte Materialien zur Verhinderung übermäßiger Verkokung verringern, wobei Energieeinsparungen von bis zu 20% im Bereich der Reaktoren möglich sind (T. Ren, 2004; siehe oben).
  • Aufgrund der ausgesprochen hohen Kohlendioxidemissionen beim Dampfspalten sind Einsparungen im Hinblick auf die globale Klimaproblematik besonders wünschenswert. Die vorliegende Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, Emissionen, insbesondere von Kohlendioxid, beim Dampfspalten zu verringern.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung schlägt ein emissionsreduziertes Verfahren zur Herstellung von Olefinen und eine entsprechende Anlage mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vor. Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
  • Vor der Erläuterung der Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deren Grundlagen und die verwendeten Begriffe erläutert.
  • Gasgemische können im hier verwendeten Sprachgebrauch "überwiegend oder ausschließlich" eine oder mehrere Komponenten enthalten sein, wobei "überwiegend" für einen Gehalt von wenigstens 50%, 75%, 90%, 95%, 99%, 99,5%, 99,9%, 99,99% oder 99,999% auf molarer, Gewichts- oder Volumenbasis stehen kann. Gasgemische können im hier verwendeten Sprachgebrauch ferner "angereichert" oder "abgereichert" an einer oder mehreren Komponenten sein, wobei sich diese Begriffe auf einen Gehalt in einem Ausgangsgasgemisch beziehen, aus das Gasgemisch erhalten wurde. Das Gasgemisch ist "angereichert", wenn es zumindest den 1,1-fachen, 1,5-fachen, 2-fachen, 5-fachen, 10-fachen, 100-fachen oder 1.000-fachen Gehalt, "abgereichert", wenn es höchstens den 0,9-fachen, 0,5-fachen, 0,1-fachen, 0,01-fachen oder 0,001-fachen Gehalt einer Komponente, bezogen auf das Ausgangsgasgemisch enthält. Ist hier kurz von "Wasserstoff" die Rede, sei darunter reiner Wasserstoff verstanden oder ein Gasgemisch, das überwiegend oder ausschließlich Wasserstoff enthält.
  • Gängige Verfahren zur Fraktionierung von Gasgemischen aus Dampfspaltverfahren umfassen insbesondere die Erzeugung von Fraktionen auf Grundlage der Siedepunkte der enthaltenen Komponenten. In der Fachwelt werden für entsprechende Fraktionen Kurzbezeichnungen verwendet, die die Kohlenstoffanzahl der überwiegend oder ausschließlich enthaltenen Kohlenwasserstoffe angeben. So ist eine "C1-Fraktion" eine Fraktion, die überwiegend oder ausschließlich Methan (jedoch konventionsgemäß unter Umständen auch Wasserstoff, dann auch "C1 minus-Fraktion" genannt) enthält. Eine "C2-Fraktion" enthält überwiegend oder ausschließlich Ethan, Ethylen und/oder Acetylen. Eine "C3-Fraktion" enthält überwiegend Propan, Propylen, Methylacetylen und/oder Propadien. Eine "C4-Fraktion" enthält überwiegend oder ausschließlich Butan, Buten, Butadien und/oder Dimethylacetylen. Entsprechendes gilt für die "C5-Fraktion" und die höheren Fraktionen. Mehrere solcher Fraktionen können auch Verfahrens- und/oder bezeichnungsmäßig zusammengefasst werden. Beispielsweise enthält eine "C2plus-Fraktion" überwiegend oder ausschließlich Kohlenwasserstoffe mit zwei und mehr und eine "C2minus-Fraktion" überwiegend oder ausschließlich Kohlenwasserstoffe mit einem oder zwei Kohlenstoffatomen.
    • Vorteile der Erfindung
  • Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Einsatz von parallel betriebenen Rohrreaktoren beim Dampfspalten, die zum Teil mit elektrischer Energie, d.h. Elektrowärme, und zum Teil mit Verbrennungswärme beheizt werden. Auf diese Weise lassen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung beträchtliche Emissionsreduzierungen erzielen. Die vorliegende Erfindung kann auch ein Verfahren schaffen, bei denen überhaupt keine Kohlendioxidemissionen mehr auftreten, so dass ein sogenanntes "Zero Emission"-Verfahren geschaffen wird.
  • Ist hier davon die Rede, dass mehrere Rohrreaktoren "parallel angeordnet" sind, sei hierunter insbesondere verstanden, dass unter Verwendung dieser Rohrreaktoren jeweils bereitgestellte Gasgemische miteinander vereinigt werden. In "seriell" angeordneten Rohrreaktoren würde hingegen ein unter Verwendung eines der Rohrreaktoren bereitgestelltes Gasgemisch einem anderen der Rohrreaktoren zugeführt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können, wie auch unten noch erläutert, zusätzlich auch derartige seriell angeordnete Rohrreaktoren vorgesehen sein, denen die vereinigten Gasgemische der parallel angeordneten Rohrreaktoren zugeführt wird, oder die ein Gasgemisch bereitstellen, das dann den parallel angeordneten Rohrreaktoren zugeführt wird.
  • Es kann auch vorgesehen sein, den parallel angeordneten Rohrreaktoren parallel identische Einsätze zuzuführen, die hierzu insbesondere von einer Hauptleitung ausgehend auf die parallel angeordneten Rohrreaktoren verteilt werden können. Eine parallele Anordnung schließt nicht aus, dass ein Volumenstrom durch einen der parallel angeordneten Rohrreaktoren deutlich von einem Volumenstrom durch einen anderen der parallel angeordneten Rohrreaktoren abweichen kann oder dass unterschiedliche Einsätze verwendet werden.
  • Die vorliegende Erfindung schlägt ein emissionsreduziertes Verfahren zur Herstellung von Olefinen durch Dampfspalten vor, bei dem unter Verwendung mehrerer Rohrreaktoren jeweils ein Gasgemisch bereitgestellt wird, wobei die unter Verwendung der mehreren Rohrreaktoren bereitgestellten Gasgemische vereinigt werden. Die vorliegende Erfindung setzt also parallel angeordnete Rohrreaktoren ein. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest einem, aber nicht allen der mehreren Rohrreaktoren Verbrennungswärme, die durch Verfeuern wenigstens eines Brennstoffs erzeugt wird, zugeführt wird, und dass zumindest einem, aber nicht allen der mehreren Rohrreaktoren Elektrowärme, die mittels elektrischer Energie erzeugt wird, zugeführt wird.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es möglich, "sauber" erzeugbare Elektrowärme einzusetzen und parallel dazu insbesondere konventionelle Brennstoffe zu verfeuern. Die parallele Anordnung ermöglicht eine besondere Flexibilität. Insbesondere kann vorgesehen sein, beispielsweise je nach Angebot an elektrischer Energie oder an Brennstoffen, die jeweils entsprechend beheizten Reaktoren zumindest teilweise stillzulegen und das Verfahren in entsprechenden Zeiträumen in den anderen Reaktoren durchzuführen. Zu diesem Zweck können die "mehreren" Rohrreaktoren auch mehr als zwei Rohrreaktoren umfassen. Auf diese Weise kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine gewisse Verschiebung zwischen den parallel angeordneten Rohrreaktoren vorgesehen sein.
  • Bei parallel angeordneten Rohrreaktoren kann auch, beispielsweise je nach Angebot an elektrischer Energie oder an Brennstoffen, wie erwähnt, eine entsprechende Verschiebung in der Menge der den parallel angeordneten Rohrreaktoren zugeführten Einsatzgemische erfolgen. Mit anderen Worten können dann, wenn ein großes Angebot an elektrischer Energie vorliegt, dem oder den mittels Elektrowärme beheizten Rohrreaktoren größere Mengen eines Einsatzgemischs zugeführt werden, wobei gleichzeitig die Menge des Einsatzgemischs, das dem oder den mittels Verbrennungswärme beheizten Rohrreaktoren zugeführt wird, entsprechend reduziert wird. Dabei kann je nach Bedarf eine Ab- oder Zuschaltung eines oder mehrerer Rohrreaktoren oder auch nur eines Teils der in den entsprechenden Rohrreaktoren vorhandenen Reaktionsrohre erfolgen. In sämtlichen Fällen kann jedoch die Menge der mittels der Rohrreaktoren bereitgestellten Gasgemische konstant oder zumindest nahezu konstant gehalten werden.
  • Um eine Reduktion von Emissionen im Sinne der vorliegenden Erfindung zu erzielen, kann insbesondere vorgesehen sein, die zur Erzeugung der Elektrowärme verwendete Energie zumindest teilweise und/oder zumindest zeitweise regenerativ zu erzeugen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann durch den erläuterten flexiblen Betrieb der Rohrreaktoren beispielsweise auch vorgesehen sein, zu Zeiten, zu denen ein Stromüberschuss besteht, beispielsweise tagsüber oder bei Sonnenschein bei einer Photovoltaikanlage oder bei hohem Windaufkommen bei einer Windenergieanlage, in einem ersten Verfahrensmodus erhöhte Mengen an Elektrowärme einzusetzen. In diesen Zeiträumen können auch beispielsweise Brennstoffe, die wie unten erläutert unter Verwendung der vereinigten Gasgemische der mehreren Rohrreaktoren gebildet werden können, zwischengespeichert werden. Dies kann insbesondere im Sinne eines bekannten "Peak Shaving " in großem Umfang anfallend elektrische Energie sinnvoll verwertet werden.
  • Zu Zeiten, zu denen entsprechende Energieüberschüsse an elektrischer Energie nicht zur Verfügung stehen, kann die Menge der eingesetzten Elektrowärme reduziert werden und stattdessen auf entsprechende Brennstoffe zur Erzeugung von Verbrennungswärme zurückgegriffen werden. In diesem zweiten Betriebsmodus können auch die in dem ersten Betriebsmodus ggf. zwischengespeicherten Brennstoffe eingesetzt werden. Auf diese Weise ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine besonders vorteilhafte Anpassung an schwankende Angebote elektrischer Energie. Auch wenn in Zeiträumen geringeren Angebots an elektrischer Energie, d.h. in dem zweiten Verfahrensmodus, ggf. keine oder nur eine geringe Emissionsreduzierung erzielt wird, ergibt sich durch Nutzung der regenerativen elektrischen Energie insgesamt jedoch eine entsprechende Verringerung. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann also (auch konventionelle) Verbrennungswärme und elektrische Energie in unterschiedlichen Anteilen, je nach Verfügbarkeit und Preis, eingesetzt werden.
  • In einem Verfahren gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zumindest einem der mehreren Rohrreaktoren nur die Verbrennungswärme und zumindest einem der Rohrreaktoren mehreren Reaktoren nur die Elektrowärme zugeführt wird. Den entsprechenden Rohrreaktoren wird daher vorzugsweise keine weitere Wärme zugeführt. Auf diese Weise lassen sich auf die jeweilige Wärmequelle optimierte Reaktoren schaffen, die einen besonders effizienten und damit zur Emissionsreduktion beitragenden Betrieb ermöglichen.
  • Grundsätzlich ist es aber auch möglich, in einen Rohrreaktor sowohl Verbrennungswärme als auch Elektrowärme einzubringen. So können Reaktionsrohre, die elektrisch beheizt werden, zusätzlich durch Verbrennung von außen beheizt werden. Es ist auch möglich, in einem entsprechenden Rohrreaktor mittels Elektrowärme und mittels Verbrennungswärme beheizte Reaktionsrohre nebeneinander vorzusehen, insbesondere in unterschiedlichen Anteilen. Auch rein durch Verbrennungswärme und/oder rein durch Elektrowärme beheizte Rohrreaktoren können parallel zu gemischt beheizten Rohrreaktoren vorgesehen sein.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass die zumindest einem der mehreren Rohrreaktoren zugeführte Verbrennungswärme durch Verbrennen eines methanreichen Gasgemischs erzeugt wird. Dieses methanreiche Gasgemisch kann von anlagenextern, beispielsweise in Form von Erdgas, oder von anlagenintern bereitgestellt werden. In beiden Fällen kann auf bekannte Brennerkonzepte zurückgegriffen werden, die zur Beheizung entsprechender Rohrreaktoren etabliert und daher besonders zuverlässig sind.
  • Insbesondere kann das methanreiche Gasgemisch unter Verwendung der durch die mehreren Rohrreaktoren bereitgestellten und vereinigten Gasgemische gebildet werden. Insbesondere kann ein entsprechendes Gasgemisch in einem Demethanizer bereitgestellt werden. Auf diese Weise kann zumindest teilweise oder zumindest zeitweise auf extern bereitgestellte Energie verzichtet werden.
  • Zur Fraktionierung des Spaltgases eines Dampfspaltverfahrens sind aus dem Stand der Technik unterschiedliche Fraktionierungsverfahren bekannt, die auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt und zur Fraktionierung entsprechender Gasgemische werden können. Zu Details sei nochmals auf die eingangs erwähnte Fachliteratur verwiesen. Entsprechende Fraktionierungsverfahren unterscheiden sich unter anderem durch die Abfolge der Fraktionierungsschritte. Im Rahmen entsprechender Fraktionierungsverfahren werden aber typischerweise immer die erwähnten Demethanizer eingesetzt.
  • In einem Demethanizer wird aus einem Spaltgas bzw. einem aus dem Spaltgas gebildeten Gasgemisch eine leichte Fraktion abgetrennt, die einen niedrigeren Siedepunkt als Ethylen aufweisen, also insbesondere Wasserstoff und Methan. Es verbleibt eine schwerere Fraktion, die überwiegend oder ausschließlich Kohlenwasserstoffe mit zwei Kohlenstoffatomen sowie ggf. zuvor in dem Gasgemisch enthaltene Kohlenwasserstoffe mit höherem Siedepunkt enthält. Die leichte Fraktion kann, beispielsweise durch Kondensation auf geeigneten Temperaturen, in eine überwiegend oder ausschließlich Wasserstoff enthaltende Fraktion und in eine überwiegend oder ausschließlich Methan enthaltende Fraktion getrennt werden. Die Trennung kann jedoch auch ganz oder teilweise unterbleiben, so dass ein Gemisch aus im Wesentlichen Wasserstoff und Methan vorliegt. Dieses wird auch als sogenannte Heizgasfraktion bezeichnet.
  • Zur Fraktionierung des Spaltgases eines Dampfspaltverfahrens bzw. eines aus einem entsprechenden Spaltgas gebildeten Gasgemischs kann beispielsweise eine Demethanizer-First- oder Front-End-Demethanizer-Fraktionierung zum Einsatz kommen. Hierbei steht der Demethanizer an erster Stelle der Fraktionierung. Daher enthält das im Demethanizer bearbeitete Spaltgas bzw. das aus dem Spaltgas gebildete Gasgemisch neben den Kohlenwasserstoffen mit zwei Kohlenstoffatomen auch Kohlenwasserstoffe mit drei und mehr Kohlenstoffatomen. In einer Deethanizer-First- oder Frontend-Deethanizer-Fraktionierung werden hingegen Kohlenwasserstoffe mit drei und mehr, in einer Depropanizer-First- oder Frontend- Depropanizer-Fraktionierung Kohlenwasserstoffe mit vier und mehr Kohlenstoffatomen zuvor abgetrennt und gelangen daher nicht mehr in den Demethanizer.
  • Ungeachtet der anschließenden Fraktionierung wird ein Spaltgas eines Dampfspaltverfahrens jedoch vor der Fraktionierung in geeigneter Weise aufbereitet. Details hierzu sind unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur 1 veranschaulicht. Diese Aufbereitung umfasst insbesondere, da die Bearbeitung in einem Demethanizer eine Tieftemperaturtrennung vorsieht, insbesondere die Abtrennung von Kohlendioxid und die Trocknung des Produktgemischs. Ferner kann eine Entfernung von beispielsweise Kohlenmonoxid und anderer, nicht erwünschter Komponenten vorgenommen werden. Insbesondere werden schwere Kohlenwasserstoffe der Pyrolyseöl- und/oder Pyrolysebenzinfraktion stromauf des Demethanizers, Deethanizers oder Depropanizers in einer Primärfraktionierung abgetrennt.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die zumindest einem der mehreren Rohrreaktoren zugeführte Verbrennungswärme durch Verbrennen eines wasserstoffreichen Gasgemischs erzeugt wird. Auf diese Weise lassen sich die Kohlendioxidemissionen eines entsprechenden Verfahrens besonders effizient reduzieren. Auch ein entsprechendes wasserstoffreiches Gasgemisch kann von anlagenextern oder von anlagenintern bereitgestellt werden. Insbesondere kann auch das wasserstoffreiche Gasgemisch unter Verwendung der durch die mehreren Rohrreaktoren bereitgestellten und vereinigten Gasgemische gebildet werden, beispielsweise ebenfalls in einem Demethanizer. Da in einem entsprechenden Demethanizer auch eine Wasserstoff und Methan enthaltende Fraktion (die erwähnte Heizgasfraktion) anfallen kann, kann auch diese genutzt werden. Durch den Wasserstoffanteil im Vergleich zu beispielsweise Erdgas verringern sich auch hier die Emissionen.
  • Im Gegensatz zu herkömmlich betriebenen Rohrreaktoren zum Dampfspalten, in denen typischerweise eine Beheizung mit ca. 10% extern bereitgestelltem Brennstoff und ca. 90% einer rückgeführten Heizgasfraktion erfolgt, können durch die Verbrennung von Wasserstoff insbesondere die Kohlendioxidemissionen im Rahmen des Verfahrens gemäß der soeben erläuterten Ausführungsform deutlich reduziert werden. Selbst wenn die Wirtschaftlichkeit im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens möglicherweise unterhalb der Wirtschaftlichkeit herkömmlich betriebener Rohrreaktoren liegt, besteht der große Vorteil der vorliegenden Erfindung darin, dass die Emissionen drastisch reduziert sind. Durch den Einsatz von Wasserstoff anstelle von Kohlenwasserstoffen als Brennstoff können die bei der Beheizung des oder der entsprechenden Rohrreaktoren in herkömmlichen Verfahren durch die Verfeuerung von Kohlenwasserstoffen unvermeidlichen Emissionen auf null reduziert werden. Als Verbrennungsabgas des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens wird dann idealerweise lediglich Wasserdampf gebildet. In allen Fällen ist es möglich, beispielsweise um Minderangebote entsprechender Brennstoffe auszugleichen, auch weitere geeignete als die genannten Brennstoffe einzusetzen
  • Neben dem jeweiligen Brennstoff können dem oder den Brennern in einem oder mehreren mit Verbrennungswärme beheizten Rohrreaktoren auch ein oder mehrere Verbrennungsunterstützungsgase wie Luft oder Sauerstoff zugeführt werden. Beispielsweise kann durch die Verwendung von Sauerstoff oder sauerstoffangereicherter Luft als Verbrennungsunterstützungsgas die Stickstoffkonzentration bei der Verbrennung reduziert werden. Auf diese Weise kann auch die Emission von Stickoxiden gegenüber bekannten Verfahren, bei denen Verbrennungsluft eingesetzt wird, beträchtlich verringert werden.
  • Wie bereits erläutert, kann es gemäß der vorliegenden Erfindung insbesondere vorgesehen sein, den mehreren Rohrreaktoren ein Einsatzgasgemisch zuzuführen, das auf die Rohrreaktoren verteilt wird. Wie erwähnt, kann dabei auch eine flexible Verteilung erfolgen, insbesondere um den entsprechenden Angeboten an Elektrowärme bzw. Verbrennungswärme gerecht zu werden.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann auch eine erweiterte parallele Anordnung von Rohrreaktoren vorgenommen werden. In diesem Fall sind zwei (oder mehr) Gruppen an parallel angeordneten Rohrreaktoren vorgesehen, wobei ein den parallel angeordneten Rohrreaktoren einer Gruppe entnommenes Gasgemisch den parallel angeordneten Rohrreaktoren einer anderen Gruppe zugeführt wird. Dies ist insbesondere auch in der Figurenbeschreibung nochmals erläutert. Ein derartiges Verfahren, bzw. die Verwendung von parallel angeordneten Rohrreaktoren an sich, hat den besonderen Vorteil, dass Einsätze und Wärme gezielt auf diese verteilt werden können und gleichzeitig auch eine besonders vorteilhafte Vor- und Nachwärmung von entsprechenden Einsätzen vorgenommen werden kann.
  • Es kann also, mit anderen Worten, im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen sein, dass die mehreren Rohrreaktoren in mehreren Gruppen angeordnet sind, wobei die Anzahl von Rohrreaktoren derart gewählt ist, dass jede dieser mehreren Gruppen mehrere Rohrreaktoren umfasst, und wobei die Gasgemische, die jeweils unter Verwendung der Rohrreaktoren einer Gruppe bereitgestellt und vereinigt werden, den Rohrreaktoren einer anderen Gruppe zugeführt werden.
  • Auch in einer oder mehreren solcher Gruppen kann vorgesehen sein, die Beheizung unterschiedlicher Rohrreaktoren unterschiedlich zu gestalten. Hierbei ergeben sich die zuvor erwähnten Vorteile. Mit anderen Worten kann zumindest einem, aber nicht allen der mehreren Rohrreaktoren in zumindest einer der mehreren Gruppen die Verbrennungswärme und zumindest einem, aber nicht allen der mehreren Rohrreaktoren in der zumindest einen der mehreren Gruppen die Elektrowärme zugeführt werden. Besonders vorteilhaft kann sein, wenn zumindest einem, aber nicht allen der mehreren Rohrreaktoren in zumindest einer der mehreren Gruppen nur die Verbrennungswärme und zumindest einem, aber nicht allen der mehreren Rohrreaktoren in der zumindest einen der mehreren Gruppen nur die Elektrowärme zugeführt. Auch hier sind sämtliche Ausgestaltungsvarianten möglich, die oben unter Bezugnahme auf die parallele Anordnung grundsätzlich erläutert wurden. Auf die entsprechenden Vorteile wird dabei verwiesen.
  • Neben den erfindungsgemäß vorgesehenen und wie oben erläutert betriebenen parallel angeordneten Rohrreaktoren können auch zusätzliche Rohrreaktoren vorgesehen sein, die seriell zu diesen parallel angeordneten Rohrreaktoren angeordnet sind. Beispielsweise kann wenigstens ein weiterer Rohrreaktor bereitgestellt sein, der mit den unter Verwendung der mehreren parallel angeordneten Rohrreaktoren bereitgestellten und vereinigten Gasgemischen gespeist wird. Dieser weitere Rohrreaktor kann ebenfalls mit Elektro- und/oder Verbrennungswärme beheizt werden, wie grundsätzlich zuvor erläutert. Durch eine entsprechende Anordnung ist es möglich, in den parallel angeordneten Rohrreaktoren einen Einsatz vorzuwärmen oder teilweise umzusetzen und den vorgewärmten bzw. teilweise umgesetzten Einsatz dann in dem oder den seriell angeordneten zusätzlichen Rohrreaktoren nachzuwärmen bzw. weiter umzusetzen.
  • Es kann alternativ oder zusätzlich auch wenigstens ein weiterer Rohrreaktor bereitgestellt werden, unter dessen Verwendung ein Gasgemisch bereitgestellt wird, das den mehreren parallel angeordneten Rohrreaktoren zugeführt wird. Ein entsprechender, seriell vor den parallel angeordneten Rohrreaktoren angeordneter Rohrreaktor kann insbesondere zur Vorwärmung verwendet werden. Dieser weitere Rohrreaktor kann ebenfalls mit Elektro- und/oder Verbrennungswärme beheizt werden, wie grundsätzlich zuvor erläutert.
  • Weil im Rahmen der vorliegenden Erfindung teilweise ein Einsatz von Elektrowärme erfolgt, stehen nicht in dem Umfang heiße Verbrennungsgase zur Verfügung, wie dies in herkömmlichen betriebenen Rohrreaktoren der Fall ist. Daher steht auch für die Erzeugung von Dampf in der Konvektionszone entsprechender Rohrreaktoren, die eingangs erläutert wurde, eine geringere Energiemenge zur Verfügung. Daher kann es dazu kommen, dass im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugter Dampf nicht mehr für den Betrieb üblicherweise in einem entsprechenden Verfahren vorgesehenen Dampfturbinen ausreicht. Daher sieht ein Verfahren gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vor, das wenigstens eins mittels elektrischer Energie angetriebener Verdichter zum Einsatz kommt. Dieser Verdichter kann beispielsweise zur sogenannten Rohgasverdichtung eingesetzt werden, wie sie auch unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert ist. Auch hier kann zum Antrieb des oder der Verdichter regenerativ erzeugter elektrischer Energie eingesetzt werden.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Anlage zur Herstellung von Olefinen durch Dampfspalten, mit mehreren Rohrreaktoren, die dazu eingerichtet sind, jeweils ein Gasgemisch bereitzustellen, und mit Mitteln, die dazu eingerichtet sind, die unter Verwendung der mehreren Rohrreaktoren bereitgestellten Gasgemische zu vereinigen. Erfindungsgemäß sind Mittel vorgesehen, die dafür eingerichtet sind, zumindest einem, aber nicht allen der mehreren Rohrreaktoren Verbrennungswärme, die durch Verfeuern wenigstens eines Brennstoffs erzeugt wird, zuzuführen, und Mittel, die dafür eingerichtet sind, zumindest einem, aber nicht allen der mehreren Rohrreaktoren Elektrowärme, die mittels elektrischer Energie erzeugt wird, zuzuführen.
  • Eine derartige Anlage ist vorzugsweise zur Durchführung eines Verfahrens eingerichtet, wie es zuvor erläutert wurde, und weist hierzu entsprechend eingerichtete Mittel auf. Auf die entsprechende Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens, die zuvor ausdrücklich erläutert wurden, sei daher ausdrücklich verwiesen.
  • Die vorliegende Erfindung wird anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in den beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
    • Figur 1 zeigt ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
    • Figuren 2A bis 2C zeigen in einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung einsetzbare Reaktoranordnungen.
    Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
  • In Figur 1 ist ein emissionsreduziertes Verfahren zur Herstellung von Olefinen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch veranschaulicht und insgesamt mit 100 bezeichnet. Wird nachfolgend das Verfahren beschrieben, gelten die entsprechenden Erläuterungen für eine Anlage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in gleicher Weise.
  • Das in Figur 1 gezeigte Verfahren 100 umfasst eine Deethanizer-First-Fraktionierung eines Spaltgases. Wie mehrfach erläutert, eignet sich die vorliegende Erfindung aber in gleicher Weise für den Einsatz anderen Fraktionierungen, beispielsweise in einer Deethanizer- oder Depropanizer-First-Fraktionierung.
  • In dem Verfahren 100 werden mehreren parallel angeordneten Rohrreaktoren 10 bzw. dessen oder deren Reaktionsrohren ein oder mehrere Kohlenwasserstoffströme a und ein oder mehrere Dampfströme b zugeführt. Den mehreren parallel angeordneten Rohrreaktoren 10 können seriell ein oder mehrere Rohrreaktoren vor- oder nachgeschaltet sein (nicht gezeigt). Auch eine Dampferzeugung erst in dem oder den Rohrreaktoren ist möglich. In den mehreren parallel angeordneten Rohrreaktoren 10, insbesondere deren Konvektionszone oder Konvektionszonen, können dabei der oder die Kohlenwasserstoffströme und der oder die Dampfströme vorgewärmt oder überhitzt werden. Auch eine Dampferzeugung ist möglich. Auch weitere Ströme, beispielsweise Verbrennungsluft, können entsprechend erwärmt werden. Details zu im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbaren mehreren parallel angeordneten Rohrreaktoren 10 sind in den nachfolgenden Figuren 2A bis 2C veranschaulicht.
  • Gemäß der in Figur 1 veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung wird einer oder ein Teil der mehreren parallel angeordneten Rohrreaktoren 10 unter Verwendung von Verbrennungswärme beheizt, die unter Verwendung eines oder mehrerer überwiegend oder ausschließlich Wasserstoff enthaltender Ströme c erzeugt wird, dessen oder deren Gewinnung nachfolgend noch ausführlich erläutert wird. Auch ein oder mehrere weitere Brennstoffströme oder beispielsweise im Prozess abgetrenntes Methan oder ein Heizgasstrom aus einem Demethanizer können alternativ oder zusätzlich zur Bereitstellung der Verbrennungswärme verwendet werden. Dies ist mit einem Strom d veranschaulicht. Die Beheizung eines oder mehrerer anderer der mehreren parallel angeordneten Rohrreaktoren 10 erfolgt unter Verwendung von elektrischem Strom, wie in Form eines Pfeils e veranschaulicht. Generell ist der Betrieb unterschiedlicher Rohrreaktoren 10 unter Verwendung unterschiedlicher Energiequellen möglich, wie oben erläutert.
  • In den mehreren parallel angeordneten Rohrreaktoren 10 und ggf. unter Verwendung vor- oder nachgeschalteter Rohrreaktoren wird ein Spaltgas erzeugt, das in Form eines Stroms f einer oder mehreren Quencheinrichtungen 101 zugeführt werden kann. Hierbei können eine Kühleinrichtung in Form eines Linearkühlers (Primärquench) und eine Ölsäule (Sekundärquench, Ölquench) verwendet werden. Das entsprechend abgekühlte Spaltgas kann in Form eines Stroms g in eine Primärfraktionierung überführt werden, wo Pyrolyseheizöl in Form eines Stroms h abgetrennt werden kann. Das entsprechend primärfraktionierte Spaltgas kann dann in Form eines Stroms i einer Wasserwäsche 103 zugeführt werden. In der Wasserwäsche 103 kann mittels Waschwasser Pyrolysebenzin in Form eines Stroms k aus dem Spaltgas abgetrennt werden. Bei der Wasserwäsche wird auch der noch vorhandene Prozessdampf kondensiert. Das dabei anfallende Wasser kann in Form eines Stroms I zu Prozessdampf umgesetzt werden, der zusammen mit dem Strom b in die parallel angeordneten Rohrreaktoren 10 eingespeist werden kann. Wie erwähnt, kann auch erst in den Rohrreaktoren 10 bzw. deren Konvektionszonen eine Dampferzeugung erfolgen.
  • Stromab der Wasserwäsche kann das Spaltgas in Form eines Stroms m in einer ersten Verdichtung 104 unterworfen werden, in der weiteres Pyrolysebenzin in Form eines Strom n anfallen kann. Der Strom n kann mit dem Strom k vereinigt werden. Das teilweise verdichtete Spaltgas kann anschließend einer Sauergasentfernung 105 unterworfen werden, in der beispielsweise Kohlendioxid in Form eines Stroms p abgetrennt werden kann. Das auf diese Weise bearbeitete Spaltgas kann nun in Form eines Stroms r einer weiteren Verdichtung 106 unterworfen werden. Nach einer entsprechenden Verdichtung kann das Spaltgas in Form eines Stroms s einer Trocknung und Kühlung 107 und anschließend in Form eines Stroms t einer Deethanisierung 108 unterworfen werden.
  • In der Deethanisierung 108 kann eine Fraktion gebildet werden, die überwiegend oder ausschließlich Kohlenwasserstoffe mit drei und mehr Kohlenstoffatomen enthält, also eine C3plus-Fraktion. Diese kann in Form eines entsprechenden Stroms, hier mit C3+ veranschaulicht, abgezogen werden. In der Deethanisierung kann ferner eine Fraktion gebildet werden, die überwiegend oder ausschließlich Wasserstoff, Methan und Kohlenwasserstoffe mit zwei Kohlenstoffatomen, darunter Ethan, Ethylen und Acetylen, enthält. Diese kann in Form eines entsprechenden Stroms, hier mit u bezeichnet, einer C2-Hydrierung 109 zugeführt werden. In der C2-Hydrierung 109 kann Acetylen zu Ethylen hydriert werden. Anstelle einer C2-Hydrierung kann auch beispielsweise eine sogenannte Frontend-Hydrierung eingesetzt werden. In der C2-Hydrierung wird ein Gasgemisch erhalten, das nun noch überwiegend oder ausschließlich Wasserstoff, Methan, Ethan und Ethylen enthält.
  • Dieses, auch als C2minus-Fraktion bezeichnete Gasgemisch kann in Form eines Stroms C2- einer Demethanisierung 110 zugeführt werden. In der Demethanisierung 110 kann ein überwiegend oder ausschließlich Wasserstoff enthaltender Strom H2 und ein überwiegend oder ausschließlich Methan enthaltender Strom CH4 gebildet werden. Es kann auch zunächst ein Strom gebildet werden, der Wasserstoff und Methan enthält, und der dann in den überwiegend oder ausschließlich Wasserstoff enthaltenden Strom H2 und den überwiegend oder ausschließlich Methan enthaltenden Strom CH4 aufgetrennt wird. Der überwiegend oder ausschließlich Wasserstoff enthaltende Strom H2 kann gemäß der hier dargestellten Ausführungsform der Erfindung in Form des Stroms c einem oder einem Teil der mehreren parallel angeordneten Rohrreaktoren 10 zur Beheizung verwendet werden. Der überwiegend oder ausschließlich Methan enthaltende Strom CH4 kann grundsätzlich ebenfalls hierfür verwendet werden, beispielsweise alternativ oder zusätzlich zu dem Strom c als Strom d. Auch ein Wasserstoff und Methan enthaltender Strom aus der Demethanisierung kann als Strom d verwendet werden.
  • Die überwiegend oder vollständig von Wasserstoff und Methan befreite Fraktion, die nun noch überwiegend oder ausschließlich Ethan und Ethylen enthält, also eine C2-Fraktion, kann nun in Form eines Stroms C2 einem C2-Splitter 111 zugeführt und in diesem in eine Ethylen- und eine Ethanfraktion getrennt werden. Die Ethylenfraktion kann in Form eines Stroms C2H4 als Produkt ausgeführt werden, die Ethanfraktion kann in Form eines Stroms C2H6 in den oder die Rohrreaktoren 10 zurückgeführt und dort weiter umgesetzt werden.
  • Nicht veranschaulicht ist die weitere Behandlung des Stroms C3+. Beispielsweise können in einem entsprechenden Verfahren eine Depropanisierung, Debutanisierung, C3-Hydrierung und ein C3-Splitter vorgesehen sein.
  • In den Teilfiguren 2A bis 2C der Figur 2 sind Anordnungen mit jeweils mehreren Rohrreaktoren gezeigt, die in einem Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, beispielsweise einem Verfahren 100 gemäß Figur 1 zum Einsatz kommen können. Die jeweils bereits zu Figur 1 erwähnten, mehreren parallel angeordneten Rohrreaktoren sind auch hier mit 10 bezeichnet, die entsprechenden Einzelreaktoren der mehreren parallel angeordneten Rohrreaktoren 10 mit 10a bis 10d.
  • Wie in Teilfigur 2A veranschaulicht, können den mehreren parallel angeordneten Rohrreaktoren 10 dabei jeweils Anteile eines Kohlenwasserstoffstroms a und eines Dampfstroms b zugeführt. Es ist aber grundsätzlich auch möglich, Wasser und Dampf nicht aus einer gemeinsamen Quelle bereitzustellen. Beispielsweise können den Rohrreaktoren 10a und 10b unterschiedliche Kohlenwasserstoffeinsätze zugeführt werden, einem der Einsätze kann ein weiterer Kohlenwasserstoffstrom zugespeist werden usw. Die Aufteilung ist beliebig. Die unter Verwendung der Rohrreaktoren 10a und 10b bereitgestellten Gasgemische, also das Spaltgas, werden zu dem bereits in Figur 1 gezeigten Strom f vereinigt.
  • Wie in Teilfigur 2A veranschaulicht, wird der Rohrreaktor 10a mittels Elektrowärme, wie in Figur 1 mit Strom e veranschaulicht, der Rohrreaktor 10b hingegen mit Verbrennungswärme beheizt. Die Verbrennungswärme wird dabei unter Verwendung des Stroms c und/oder des Stroms d bereitgestellt. Zu weiteren Erläuterungen sei auf Figur 1 verwiesen. Die Verbrennungswärme kann also unter Verwendung unterschiedlicher Brennstoffe bereitgestellt werden.
  • Gemäß Teilfigur 2B ist den mehreren parallel angeordneten Rohrreaktoren 10 ein weiterer Rohrreaktor 10c seriell nachgeschaltet, der im dargestellten Beispiel mit Verbrennungswärme beheizt wird, die dabei unter Verwendung des Stroms c und/oder des Stroms d bereitgestellt wird. Alternativ oder zusätzlich ist aber auch eine elektrische Beheizung möglich. Die unter Verwendung der Rohrreaktoren 10a und 10b bereitgestellten Gasgemische, also ein beispielsweise ein erst teilweise umgesetztes Spaltgas, wird zu einem Strom x vereinigt, der dem weiteren Rohrreaktor 10c zugeführt und dort weiter zu dem Strom f bearbeitet wird.
  • Gemäß Teilfigur 2C ist den mehreren parallel angeordneten Rohrreaktoren 10 ein weiterer Rohrreaktor 10d seriell vorgeschaltet, der im dargestellten Beispiel mit Verbrennungswärme beheizt wird, die dabei unter Verwendung des Stroms c und/oder des Stroms d bereitgestellt wird. Alternativ oder zusätzlich ist aber auch eine elektrische Beheizung möglich. Die unter Verwendung der Rohrreaktoren 10a und 10b bereitgestellten Gasgemische, also ein beispielsweise ein erst teilweise umgesetztes Spaltgas, werden zu dem Strom f vereinigt. Dem Rohrreaktor 10d kann der Kohlenwasserstoffstrom a zugeführt werden. Ferner kann dem Rohrreaktor 10d ein Dampfstrom zugeführt werden (nicht veranschaulicht). Der Rohrreaktor 10d kann zur Vorwärmung oder teilweisen Umsetzung der Kohlenwasserstoffe des Kohlenwasserstoffstroms a verwendet werden. Ein hierbei erhaltenes Gasgemisch kann in Form eines Stroms y den mehreren parallel angeordneten Rohrreaktoren 10 zugeführt werden.
  • Anstelle des einzelnen Rohrreaktors 10c bzw. 10d der Teilfiguren 2B und 2C können auch jeweils mehrere parallel angeordnet Rohrreaktoren vorgesehen sein. In dieser Ausgestaltung können mehrere repetitive Einheiten an Rohrreaktoren 10a und 10b in entsprechenden Gruppen seriell hintereinander angeordnet sein.

Claims (14)

  1. Emissionsreduziertes Verfahren (100) zur Herstellung von Olefinen durch Dampfspalten, bei dem unter Verwendung mehrerer Rohrreaktoren (10, 10a-10d) jeweils ein Gasgemisch bereitgestellt wird, wobei die unter Verwendung der mehreren Rohrreaktoren (10, 10a-10d) bereitgestellten Gasgemische vereinigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einem, aber nicht allen der mehreren Rohrreaktoren (10, 10a-10d) Verbrennungswärme, die durch Verfeuern wenigstens eines Brennstoffs erzeugt wird, zugeführt wird, und dass zumindest einem, aber nicht allen der mehreren Rohrreaktoren (10, 10a-10d) Elektrowärme, die mittels elektrischer Energie erzeugt wird, zugeführt wird.
  2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, bei dem zumindest einem der mehreren Rohrreaktoren (10, 10a-10d) nur die Verbrennungswärme und zumindest einem der mehreren Reaktoren (10, 10a-10d) nur die Elektrowärme zugeführt wird.
  3. Verfahren (100) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die zumindest einem der mehreren Rohrreaktoren (10, 10a-10d) zugeführte Verbrennungswärme durch Verbrennen eines methanreichen Gasgemischs erzeugt wird.
  4. Verfahren (100) nach Anspruch 3, bei dem das methanreiche Gasgemisch unter Verwendung der durch die mehreren Rohrreaktoren (10, 10a-10d) bereitgestellten und vereinigten Gasgemische gebildet wird.
  5. Verfahren (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die zumindest einem der mehreren Rohrreaktoren (10, 10a-10d) zugeführte Verbrennungswärme durch Verbrennen eines wasserstoffreichen Gasgemischs erzeugt wird.
  6. Verfahren (100) nach Anspruch 5, bei dem das wasserstoffreiche Gasgemisch unter Verwendung der durch die mehreren Rohrreaktoren (10, 10a-10d) bereitgestellten und vereinigten Gasgemische gebildet wird.
  7. Verfahren (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem zumindest zweien der mehreren Rohrreaktoren (10, 10a-10d) ein Einsatzgasgemisch zugeführt wird, das auf die zumindest zwei Rohrreaktoren (10, 10a-10d) verteilt wird.
  8. Verfahren (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die mehreren Rohrreaktoren (10, 10a-10d) in mehreren Gruppen angeordnet sind, wobei die Anzahl von Rohrreaktoren (10, 10a-10d) derart gewählt ist, dass jede dieser mehreren Gruppen mehrere Rohrreaktoren (10, 10a-10d) umfasst, und die Gasgemische, die jeweils unter Verwendung der Rohrreaktoren (10, 10a-10d) einer Gruppe bereitgestellt und vereinigt werden, den Rohrreaktoren (10, 10a-10d) einer anderen Gruppe zugeführt werden.
  9. Verfahren (100) nach Anspruch 6, bei dem zumindest einem, aber nicht allen der mehreren Rohrreaktoren (10, 10a-10d) in zumindest einer der mehreren Gruppen die Verbrennungswärme und zumindest einem, aber nicht allen der mehreren Rohrreaktoren (10, 10a-10d) in der zumindest einen der mehreren Gruppen die Elektrowärme zugeführt wird.
  10. Verfahren (100) nach Anspruch 9, bei dem zumindest einem, aber nicht allen der mehreren Rohrreaktoren (10, 10a-10d) in zumindest einer der mehreren Gruppen nur die Verbrennungswärme und zumindest einem, aber nicht allen der mehreren Rohrreaktoren (10, 10a-10d) in der zumindest einen der mehreren Gruppen nur die Elektrowärme zugeführt wird.
  11. Verfahren (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem wenigstens ein weiterer Rohrreaktor (10, 10a-10d) bereitgestellt ist, der mit den unter Verwendung der mehreren Rohrreaktoren (10, 10a-10d) bereitgestellten und vereinigten Gasgemischen gespeist wird.
  12. Verfahren (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem wenigstens ein weiterer Rohrreaktor (10, 10a-10d) bereitgestellt ist, unter dessen Verwendung ein Gasgemisch bereitgestellt wird, das den mehreren Rohrreaktoren (10, 10a-10d) nach einem der vorstehenden Ansprüche zugeführt wird.
  13. Anlage zur Herstellung von Olefinen durch Dampfspalten, mit mehreren Rohrreaktoren (10, 10a-10d), die dazu eingerichtet sind, jeweils ein Gasgemisch bereitzustellen, und mit Mitteln, die dazu eingerichtet sind, die unter Verwendung der mehreren Rohrreaktoren (10, 10a-10d) bereitgestellten Gasgemische zu vereinigen, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, die dafür eingerichtet sind, zumindest einem, aber nicht allen der mehreren Rohrreaktoren (10, 10a-10d) Verbrennungswärme, die durch Verfeuern wenigstens eines Brennstoffs erzeugt wird, zuzuführen, und dass Mittel vorgesehen sind, die dafür eingerichtet sind, zumindest einem, aber nicht allen der mehreren Rohrreaktoren (10, 10a-10d) Elektrowärme, die mittels elektrischer Energie erzeugt wird, zuzuführen.
  14. Anlage nach Anspruch 13, die zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche eingerichtet ist.
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