EP3259241A1 - Verfahren zur erzeugung von kohlenwasserstoffen - Google Patents

Verfahren zur erzeugung von kohlenwasserstoffen

Info

Publication number
EP3259241A1
EP3259241A1 EP16705119.2A EP16705119A EP3259241A1 EP 3259241 A1 EP3259241 A1 EP 3259241A1 EP 16705119 A EP16705119 A EP 16705119A EP 3259241 A1 EP3259241 A1 EP 3259241A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
methane
steps
fluid
effluent
steam
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16705119.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Heinz Zimmermann
Florian Penner
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
Publication of EP3259241A1 publication Critical patent/EP3259241A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
    • C07C2/76—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation of hydrocarbons with partial elimination of hydrogen
    • C07C2/82—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation of hydrocarbons with partial elimination of hydrogen oxidative coupling
    • C07C2/84—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation of hydrocarbons with partial elimination of hydrogen oxidative coupling catalytic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C4/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms
    • C07C4/02—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms by cracking a single hydrocarbon or a mixture of individually defined hydrocarbons or a normally gaseous hydrocarbon fraction
    • C07C4/04—Thermal processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C5/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms
    • C07C5/32—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing the same number of carbon atoms by dehydrogenation with formation of free hydrogen
    • C07C5/327—Formation of non-aromatic carbon-to-carbon double bonds only
    • 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
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1037—Hydrocarbon fractions
    • C10G2300/104—Light gasoline having a boiling range of about 20 - 100 °C
    • 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
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1037—Hydrocarbon fractions
    • C10G2300/1044—Heavy gasoline or naphtha having a boiling range of about 100 - 180 °C
    • 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
    • C10G2400/26—Fuel gas
    • 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
    • C10G2400/28—Propane and butane

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of hydrocarbons according to the preamble of patent claim 1.
  • Hydrocarbons are split in the presence of steam typically at temperatures of 800 to 860 ° C with residence times of about 0.1 to 0.8 seconds.
  • Steam cracking processes are carried out on a commercial scale almost exclusively in heated tubular reactors. By steam cracking process gas mixtures are obtained, as is well known, which in addition to the actual
  • Target compounds contain by-products.
  • Target compounds contain by-products.
  • Oxidative methane coupling involves the direct conversion of methane to higher hydrocarbons in an oxidative, heterogeneously catalyzed process. Corresponding processes appear to be particularly promising for the production of ethylene.
  • oxidative methane coupling reference should be made to pertinent literature such as Zavyalova, U. et al .: Statistical Analysis of Past Catalytic Data on Oxidative Methane Coupling for New Insights into the Composition of High-Performance Catalysts, ChemCatChem 3, 201 1, 1935- 1947, directed.
  • a cracking furnace in the language used here is thus a structural unit used for the vapor cracking, which equates to a furnace insert or exposes it to comparable cracking conditions.
  • a steam cracking plant also referred to as “olefin plant” may have one or more have such cracking furnaces.
  • a “steam cracking step” is used in the language of the present application in one or more cracking furnaces.
  • furnace insert refers to one or more liquid and / or gaseous streams which are fed to one or more cracking furnaces. Also, streams obtained by a corresponding steam cracking process, as explained below, may be recycled to one or more cracking furnaces and reused as furnace feed. As a furnace insert is a variety of
  • Hydrocarbons and hydrocarbon mixtures of ethane to gas oil up to a boiling point of typically 600 ° C.
  • a furnace insert may consist of a so-called "fresh use”, ie an insert which is provided externally and obtained, for example, from one or more mineral oil fractions, natural gas and / or natural gas condensates.
  • a furnace insert can also consist of one or more so-called “recycle streams”, ie streams that are generated in the plant itself and returned to a corresponding cracking furnace.
  • a furnace insert may also consist of a mixture of one or more fresh feeds with one or more recycle streams.
  • the furnace insert is at least partially reacted in the respective cracking furnace and leaves the cracking furnace as a so-called "raw gas", which can be subjected to post-treatment steps.
  • Such post-treatment steps comprise first a treatment of the raw gas, for example by quenching, cooling and drying, whereby a so-called “cracking gas” is obtained.
  • the raw gas is already referred to as cracking gas.
  • steam cracking feed stream is also used hereinafter as well as the term “steam cracking effluent” as a general term for a gas mixture taken from one or more cracking furnaces.
  • a corresponding Dampfspaltabstrom is, as mentioned, a
  • a steam gap effluent will therefore typically be at least partially separated into fractions. This can be done by means of differently designed separation sequences to which a steam gap effluent is subjected, for example, after a so-called crude gas compression and further treatment rides. Corresponding separation sequences are likewise explained in the aforementioned article "Ethylene" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry.
  • a “separation effluent” is understood to mean any current occurring in a corresponding separation sequence. If, in the following, the term “fluid” of a flow (in particular fluid of a separation effluent) is used for specific purposes, this may include the use of the entire flow or only a part thereof or only certain components. Contains a Trennabstrom or another (substance) stream in the language of the present application "predominantly" one or more components, or is this component (s) in a proportion of at least 50%, 60%, 70%, 80% , 90%, 95%, 99% or 99.9% by molar, volume or weight or mass basis.
  • a stream contains "exclusively" one or more components may or may not exclude the presence of traces of one or more other components. For example, levels of less than 1%, 0.1%, 0.01% or 0.001% on a molar, volume or weight or mass basis are considered as "traces”. If there is talk of a "methane stream”, an “ethane stream”, an “ethylene stream” or the like, this is understood to mean a stream which contains the respectively designated component predominantly or exclusively in the illustrated sense.
  • the present invention is based on a method for the production of
  • Dampfspaltabströme be subjected to one or more steam cracking steps.
  • Such a system is shown, for example, in FIG. 2A explained below.
  • the vapor-splitting steps carried out in a corresponding process can, as explained, the use of one or more, in the same or
  • FrischeinA and one or more so-called Gasspaltöfen (ie cracking furnaces for gaseous fresh inserts) may be provided. Furthermore, the method according to the invention comprises one or more
  • Reaction feed streams containing predominantly or exclusively methane to yield one or more reaction effluents containing ethane to subject one or more steps to the oxidative coupling of methane.
  • Methods for the oxidative coupling of methane have been explained in the introduction and are known in principle to the person skilled in the art.
  • a separating effluent which contains predominantly or exclusively ethane, is formed using fluid of the vapor splitter effluent stream (s).
  • a separation effluent may be generated in known methods or separation sequences, for example using
  • one or more so-called post-bed cracking steps are provided, ie one or more thermal cracking steps, to which the fluid or the reaction effluents of the oxidative coupling of methane is subjected, and in which or the waste heat of the oxidative coupling of methane to cleavage is being used.
  • the oxidative coupling of methane produces large amounts of waste heat resulting from the exothermicity of the reaction.
  • the ethane contained in the fluid of the reaction effluent (s) and formed by the oxidative coupling of methane is at least partially converted to ethylene under the influence of the waste heat of the oxidative coupling step (s) of methane implemented.
  • the one or more steps for the oxidative coupling of methane and the or the subsequent thermal splitting steps are carried out in each case in a common reactor.
  • the transfer of heat into the one or more downstream thermal splitting steps is convective, ie, the heat is mixed with the flowing fluid from a reaction zone for performing the or the steps converting oxidative coupling of methane into a reaction zone for carrying out the thermal splitting step (s).
  • An essential aspect of the present invention is, the one or more thermal splitting steps, so the or the post-bed cracking steps, fluid of the
  • fluid of the vapor column or the effluent another separating effluent, which contains predominantly or exclusively methane or methane and hydrogen is formed.
  • fluid of the further separation effluent may be used as the or one of the reaction feed streams.
  • the amount of the correspondingly used fluid depends in particular on the methane requirement of the or the steps for the oxidative coupling of methane.
  • methane used in the context of the present invention can also be used for heating.
  • a further advantageous embodiment of the method according to the invention comprises, using fluid of the vapor column or streams
  • Pyrolysis oil and / or to form a pyrolysis gasoline stream wherein fluid of the pyrolysis oil and / or the pyrolysis gasoline stream also for heating the or
  • a corresponding heating can be done directly or indirectly.
  • direct heating is meant that the fluid of the pyrolysis oil and / or the pyrolysis gasoline stream is directly fired in a steam reformer reactor, i. It may also be provided by combustion of the fluid of the pyrolysis oil and / or the
  • Pyrolysebenzinstroms to generate steam, to generate electrical energy by means of this steam and electrically or indirectly, to heat the or the vapor cracking steps.
  • ethane of the separation effluent which contains predominantly or exclusively ethane, is used in the one or more thermal cleavage steps, of course, fluid of this Trennabstroms also or one of
  • Vapor cracking steps are subjected, in particular if a supply of ethane exceeds a need of or the thermal splitting steps.
  • an existing, provided for a feed with a recycled Ethanstrom ethane or gas gap furnace can be charged and / or the fluid can be fed to another steam column feed stream.
  • Steam separation steps is set, depending on an ethane requirement of the or the thermal cracking steps and / or the or the vapor cracking steps is adjusted.
  • suitable control and / or regulating devices can be provided, which enable a particularly flexible and adapted to the respective needs process control. It is particularly advantageous if fluid of the vapor splitter effluent (s) and fluid of one or more effluents of the thermal splitting step (s) followed by the methane oxidative coupling step (s) are subjected to at least one common treatment and / or separation step.
  • Coupling of methane is used in a common reactor by the one or more thermal splitting steps are performed.
  • Corresponding reactors comprise a catalytic zone adapted to carry out the oxidative coupling of methane. This catalytic zone is followed in a common structural unit by a zone in which the waste heat of the oxidative coupling of methane can act on the ethane formed. In this downstream zone, the ethane of the separation effluent is fed in the present invention.
  • a particularly advantageous system is set up for carrying out a method, as has been explained in detail above.
  • Figure 1 shows a process for the production of hydrocarbons according to an embodiment of the invention in the form of a schematic flow chart.
  • Figures 2A and 2B illustrate the retrofitting of a method according to an embodiment of the invention in the form of a schematic flow chart.
  • FIG. 1 shows a method for producing hydrocarbons in accordance with an embodiment of the invention in the form of a schematic flow chart and denotes 100 as a whole.
  • Steam gap feed streams are supplied a, are designated here by 10.
  • One or more steam gap effluents b formed in the steam splitting step or steps 10 are first fed to an oil and water scrubber 20, whereby initially, for example, a (crude) pyrolysis oil stream c and a (crude) pyrolysis gasoline stream d are separated off.
  • a vapor stream e may be returned to the vapor splitting step (s) 10.
  • the pyrolysis oil stream c and the pyrolysis gasoline stream d can be treated in any desired manner and separated into fractions. It is also possible to obtain a current f which is thermally utilized at least temporarily in the steam gap step or steps 10 in order to obtain thermal energy. Additionally or exclusively, thermal energy can be provided at least temporarily via another combustible stream g. Portions of the streams c and d may be discharged as products from the process 200.
  • a stream h remaining after the oil and water wash 20 can be subjected to compaction and drying 30, where once again a pyrolysis gasoline stream i can be produced.
  • a current k which can be supplied to a cryogenic separation 40.
  • several separation effluents for example a fuel gas stream I, an ethane stream m, an ethylene stream n and a stream o of hydrocarbons having three or more carbon atoms are obtained.
  • the current o is subjected to another separation 50 in which another
  • Pyrolysis gasoline stream p, a propane stream q, a propylene stream r and a stream s can arise from hydrocarbons having four carbon atoms.
  • the fuel gas stream I, the ethane stream m and the propane stream q are identical to each other.
  • the method 100 illustrated in FIG. 1 comprises one or more methane oxidative coupling steps 60, one or more
  • Reaction feed streams t are supplied. Also from a fluid of the fuel gas flow m formed stream u may be supplied as a reaction feed stream to the step (s) 60 for the oxidative coupling of methane.
  • the step (s) 60 for the oxidative coupling of methane operate in a manner known per se so that one or more reaction outlets v are formed.
  • Other streams, for example one or more oxygen streams, fed to the or each one of the steps 60 for the oxidative coupling of methane are not illustrated.
  • One or more thermal splitting steps 70 are followed directly by the step (s) 60 for the oxidative coupling of methane (so-called post-bed cracking).
  • step (s) 60 for the oxidative coupling of methane (so-called post-bed cracking).
  • a large amount of waste heat is generated, which can advantageously be used for cleavage of, for example, the ethane contained in the oxidative coupling of methane.
  • the amount of waste heat is so large that a larger amount of ethane can be split than is formed in the oxidative coupling of methane.
  • the thermal splitting step (s) 70 in FIG. 1 are shown separately from methane oxidative coupling step (s) 60, it should be understood that they are typically implemented in a single structural unit.
  • fluid of the ethane stream m ie a corresponding Trennabstroms from the
  • Corresponding fluid is illustrated as stream w.
  • the ethane can be used profitably and it can be dispensed externally supplied ethane.
  • part of the stream m may also be recycled to the vapor splitting step (s) 10 or external ethane may be fed.
  • An effluent x from the thermal splitting step (s) 70 may, for example, be passed into the cryogenic separation 40.
  • An injection into other of the steps, for example in the compression and drying 30, is possible.
  • FIGS. 2A and 2B illustrate the retrofitting of a method according to an embodiment of the invention in a pure steam cracking process in the form of a schematic flow chart.
  • the currents shown are identical to the currents indicated in FIG. FIGS. 2A and 2B are again greatly simplified.
  • FIG. 2A for example, an existing plant for the production of
  • the steam gap steps designated 10 are provided, for example, for the implementation of steam gap inserts a (designated only at one point), which contain a large proportion of naphtha. Steam gap effluents b are obtained in each case (designated only at one point).
  • a steam-splitting step denoted by 10 ' is provided for the implementation of steam-gap inserts which contain predominantly or exclusively ethane (so-called gas-gap furnace).
  • the steam gap effluents b are fed to a strongly schematized preparation and separation step which comprises, for example, the steps 10 to 50 shown in FIG.
  • a strongly schematized preparation and separation step which comprises, for example, the steps 10 to 50 shown in FIG.
  • Ethylene stream n and a propylene stream r recovered and discharged as products.
  • An ethane stream m likewise obtained as a separation effluent, is introduced into the 10 'zone.
  • a methane stream I also obtained as a separation effluent is used for heating the vapor cracking step designated by 10 '.
  • the vapor cracking step denoted by 10 ' is replaced by one or more steps 60 for the oxidative coupling of methane to which, inter alia, the methane flow I is supplied in whole or in part.
  • One or more downstream thermal splitting steps 70, the ethane stream is supplied in whole or in part, as explained above.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren (100) zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen vorgeschlagen, bei dem ein oder mehrere Dampfspalteinsatzströme (a), die überwiegend oder ausschließlich Kohlenwasserstoffe mit zwei und mehr Kohlenstoffatomen enthalten, unter Gewinnung eines oder mehrerer Dampfspaltabströme (b) einem oder mehreren Dampfspaltschritten (10) unterworfen werden, und bei dem ein oder mehrere Reaktionseinsatzströme (t, u), die überwiegend oder ausschließlich Methan enthalten, unter Gewinnung eines oder mehrerer Reaktionsabströme (v), die Ethan enthalten, einem oder mehreren Schritten (60) zur oxidativen Kopplung von Methan unterworfen werden, wobei unter Verwendung von Fluid des oder der Dampfspaltabströme (b) ein Trennabstrom (m), der überwiegend oder ausschließlich Ethan enthält, gebildet wird. Es ist bei dem vorgeschlagenen Verfahren vorgesehen, dass Fluid des oder der Reaktionsabströme (v) einem oder mehreren thermischen Spaltschritten (70) unterworfen wird, die dem oder den Schritten (60) zur oxidativen Kopplung von Methan nachgeschaltet sind, und in denen das Ethan, das in dem Fluid des oder der Reaktionsabströme (v) enthalten ist, unter dem Einfluss von Abwärme des oder der Schritte (60) zur oxidativen Kopplung von Methan zumindest teilweise zu Ethylen umgesetzt wird, und dass dem oder den thermischen Spaltschritten (70) Fluid (w) des Trennabstroms (m) zugeführt wird, wobei der oder die Schritte (60) zur oxidativen Kopplung von Methan und der oder die nachgeschalteten thermischen Spaltschritte (70) jeweils in einem gemeinsamen Reaktor durchgeführt werden und die Übertragung der Wärme in den oder die nachgeschalteten thermischen Spaltschritte (70) konvektiv erfolgt.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Erzeugung von Kohlenwasserstoffen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Kohlenwasserstoffen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Stand der Technik
Verfahren und Vorrichtungen zum Dampfspalten (engl. Steam Cracking) von
Kohlenwasserstoffen sind bekannt und beispielsweise im Artikel "Ethylene" in
Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, online seit 15. April 2007, DOI 10.1002/14356007. a10_045.pub2, beschrieben. Beim Dampfspalten werden
Kohlenwasserstoffe in Gegenwart von Dampf typischerweise bei Temperaturen von 800 bis 860 °C bei Verweilzeiten von ca. 0,1 bis 0,8 Sekunden gespalten. Dampfspaltverfahren werden im kommerziellen Maßstab nahezu ausschließlich in beheizten Rohrreaktoren durchgeführt. Durch Dampfspaltverfahren werden dabei, wie allgemein bekannt, Gasgemische gewonnen, die neben den eigentlichen
Zielverbindungen Nebenprodukte enthalten. Insbesondere werden in
Dampfspaltverfahren typischerweise größere Mengen an Methan und Wasserstoff gebildet. Diese Komponenten der sogenannten Heizgasfraktion werden
herkömmlicherweise einzeln oder gemeinsam als Heizgas zur Beheizung der genannten Rohrreaktoren verwendet.
Zugleich ist aber auch die stoffliche Nutzung von Methan durch aufwertende
Reaktionen aus wirtschaftlicher Sicht von großem Interesse. So befinden sich derzeit Verfahren zur Herstellung höherer Kohlenwasserstoffe aus Methan durch oxidative Methankopplung (engl. Oxidative Coupling of Methane, OCM) in intensiver
Entwicklung. Bei der oxidativen Methankopplung handelt es sich um die direkte Umsetzung von Methan in einem oxidativen, heterogen katalysierten Verfahren zu höheren Kohlenwasserstoffen. Entsprechende Verfahren erscheinen insbesondere zur Herstellung von Ethylen vielversprechend. Bezüglich weiterer Details der oxidativen Methankopplung sei auf einschlägige Fachliteratur, beispielsweise Zavyalova, U. et al.: Statistical Analysis of Past Catalytic Data on Oxidative Methane Coupling for New Insights into the Composition of High- Performance Catalysts, ChemCatChem 3, 201 1 , 1935-1947, verwiesen.
Beispielsweise aus der US 5,254,781 A ist ein Verfahren bekannt, das eine oxidative Methankopplung sowie eine Dampfspaltung umfasst. Aus der US 5,1 18,898 A und der EP 2 71 1 348 A sind weitere Verfahren zur oxidativen Methankopplung bekannt.
Auch kombinierte Verfahren aus Dampfspaltverfahren und Verfahren zur Herstellung höherer Kohlenwasserstoffe aus Methan durch oxidative Methankopplung sind grundsätzlich bekannt. Es besteht der Bedarf nach einer verbesserten stofflichen Integration in derartigen Verfahren. Insbesondere sollen nach Möglichkeit in einem der beiden Verfahren anfallende Verbindungen in dem jeweils anderen Verfahren genutzt werden, falls dies aus wirtschaftlichen und/oder Energieeffizienzgründen von Vorteil ist
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Erzeugung von Kohlenwasserstoffen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. 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. Dampfspaltverfahren werden, wie erwähnt, im kommerziellen Maßstab nahezu ausschließlich in Rohrreaktoren durchgeführt, in denen einzelne Reaktionsrohre (in Form von Rohrschlangen, sogenannten Coils) oder Gruppen von entsprechenden Reaktionsrohren auch bei unterschiedlichen Spaltbedingungen betrieben werden können. Unter gleichen oder vergleichbaren Spaltbedingungen betriebene
Reaktionsrohre oder Gruppen von Reaktionsrohren, gegebenenfalls aber auch unter einheitlichen Spaltbedingungen betriebene Rohrreaktoren insgesamt, werden nachfolgend jeweils als "Spaltöfen" bezeichnet. Ein Spaltofen ist im hier verwendeten Sprachgebrauch also eine zum Dampfspalten verwendete bauliche Einheit, die einen Ofeneinsatz gleichen oder vergleichbaren Spaltbedingungen aussetzt. Eine Anlage zum Dampfspalten (auch als "Olefinanlage" bezeichnet) kann einen oder mehrere derartiger Spaltöfen aufweisen. Ein "Dampfspaltschritt" erfolgt im Sprachgebrauch der vorliegenden Anmeldung in einem oder mehreren Spaltöfen.
Mit dem Begriff "Ofeneinsatz" werden hier ein oder mehrere flüssige und/oder gasförmige Ströme bezeichnet, die einem oder mehreren Spaltöfen zugeführt werden. Auch durch ein entsprechendes Dampfspaltverfahren erhaltene Ströme, wie unten erläutert, können in einen oder mehrere Spaltöfen zurückgeführt und erneut als Ofeneinsatz verwendet werden. Als Ofeneinsatz eignet sich eine Vielzahl von
Kohlenwasserstoffen und Kohlenwasserstoffgemischen von Ethan bis Gasöl bis zu einem Siedepunkt von typischerweise 600 °C.
Ein Ofeneinsatz kann aus einem sogenannten "Frischeinsatz" bestehen, also aus einem Einsatz, der anlagenextern bereitgestellt und beispielsweise aus einer oder mehreren Erdölfraktionen, Erdgas und/oder Erdgaskondensaten gewonnen wird. Ein Ofeneinsatz kann auch aus einem oder mehreren sogenannten "Recycleströmen" bestehen, also Strömen, die in der Anlage selbst erzeugt und in einen entsprechenden Spaltofen zurückgeführt werden. Ein Ofeneinsatz kann auch aus einem Gemisch eines oder mehrerer Frischeinsätze mit einem oder mehreren Recycleströmen bestehen. Der Ofeneinsatz wird im jeweiligen Spaltofen zumindest teilweise umgesetzt und verlässt den Spaltofen als sogenanntes "Rohgas", das Nachbehandlungsschritten unterworfen werden kann. Derartige Nachbehandlungsschritte umfassen zunächst eine Aufbereitung des Rohgases, beispielsweise durch Quenchen, Kühlen und Trocknen, wodurch ein sogenanntes "Spaltgas" erhalten wird. Bisweilen wird auch bereits das Rohgas als Spaltgas bezeichnet.
Als allgemeine Bezeichnung für ein einem oder mehreren Spaltöfen zugeführtes Komponentengemisch, also einen oder mehrere Ofeneinsätze wie oben erläutert, wird nachfolgend auch der Begriff "Dampfspalteinsatzstrom", als allgemeine Bezeichnung für ein einem oder mehreren Spaltöfen entnommenes Gasgemisch nachfolgend auch der Begriff "Dampfspaltabstrom" verwendet.
Ein entsprechender Dampfspaltabstrom ist, wie erwähnt, ein
Kohlenwasserstoffgemisch, das neben den gewünschten Zielverbindungen
Nebenprodukte enthält. Ein Dampfspaltabstrom wird daher typischerweise zumindest teilweise in Fraktionen aufgetrennt. Dies kann mittels unterschiedlich ausgestalteter Trennsequenzen erfolgen, denen ein Dampfspaltabstrom beispielsweise nach einer sogenannten Rohgasverdichtung und weiteren Aufbereitungssch ritten unterworfen wird. Entsprechende Trennsequenzen sind ebenfalls im erwähnten Artikel "Ethylene" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry erläutert.
Unter einem "Trennabstrom" wird jeder in einer entsprechenden Trennsequenz anfallende Strom verstanden. Ist dabei nachfolgend davon die Rede, dass "Fluid" eines Stroms (insbesondere Fluid eines Trennabstroms) für bestimmte Zwecke eingesetzt wird, kann dies die Verwendung des gesamten Stroms oder aber nur eines Teils davon oder nur bestimmter Komponenten umfassen. Enthält ein Trennabstrom oder ein anderer (Stoff-)Strom im Sprachgebrauch der vorliegenden Anmeldung "überwiegend" eine oder mehrere Komponenten, so ist bzw. sind diese Komponente(n) in einem Anteil von mindestens 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 99% oder 99,9% auf molarer, Volumen- oder Gewichts- bzw. Massebasis enthalten. Die Angabe, dass ein Strom "ausschließlich" eine oder mehrere Komponenten enthält, kann, muss aber nicht ausschließen, dass Spuren einer oder mehrerer anderer Komponenten enthalten sind. Als "Spuren" werden dabei beispielsweise Gehalte von weniger als 1 %, 0,1 %, 0,01 % oder 0,001 % auf molarer, Volumen- oder Gewichts- bzw. Massebasis betrachtet. Ist von einem "Methanstrom", einem "Ethanstrom", einem "Etylenstrom" oder dergleichen die Rede, sei hierunter ein Strom verstanden, der die jeweils bezeichnete Komponente überwiegend oder ausschließlich im erläuterten Sinn enthält.
Vorteile der Erfindung
Die vorliegende Erfindung geht von einem Verfahren zur Erzeugung von
Kohlenwasserstoffen aus, bei dem ein oder mehrere Dampfspalteinsatzströme, die überwiegend oder ausschließlich Kohlenwasserstoffe mit zwei und mehr
Kohlenstoffatomen enthalten, unter Gewinnung eines oder mehrerer
Dampfspaltabströme einem oder mehreren Dampfspaltschritten unterworfen werden. Eine derartige Anlage ist beispielsweise in der unten erläuterten Figur 2A dargestellt. Die in einem entsprechenden Verfahren durchgeführten Dampfspaltschritte können, wie erläutert, die Verwendung eines oder mehrerer, bei gleichen oder
unterschiedlichen Bedingungen betriebener und/oder mit gleichen oder
unterschiedlichen Einsätzen gespeister Spaltöfen umfassen. Beispielsweise können ein oder mehrere sogenannte Naphthaspaltöfen (also Spaltöfen für schwerere
Frischeinsätze) und ein oder mehrere sogenannte Gasspaltöfen (also Spaltöfen für gasförmige Frischeinsätze) bereitgestellt sein. Ferner umfasst das erfindungsgemäße Verfahren, einen oder mehrere
Reaktionseinsatzströme, die überwiegend oder ausschließlich Methan enthalten, unter Gewinnung eines oder mehrerer Reaktionsabströme, die Ethan enthalten, einem oder mehreren Schritten zur oxidativen Kopplung von Methan zu unterwerfen. Verfahren zur oxidativen Kopplung von Methan wurden eingangs erläutert und sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter Verwendung von Fluid des oder der Dampfspaltabströme ein Trennabstrom gebildet, welcher überwiegend oder ausschließlich Ethan enthält. Ein derartiger Trennabstrom kann in bekannten Verfahren bzw. Trennsequenzen erzeugt werden, beispielsweise unter Verwendung von
Demethanizern und Deethanizern sowie den bekannten C2-Splittern, wie sie in dem eingangs erwähnten Artikel "Ethylene" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial
Chemistry erläutert sind. Erfindungsgemäß sind ein oder mehrere sogenannte Post-Bed-Cracking-Schritte vorgesehen, also ein oder mehrere thermische Spaltschritte, denen Fluid des oder der Reaktionsabströme der oxidativen Kopplung von Methan unterworfen wird, und in dem oder denen die Abwärme der oxidativen Kopplung von Methan zur Spaltung genutzt wird. Wie dem Fachmann grundsätzlich bekannt, fallen bei der oxidativen Kopplung von Methan große Mengen an Abwärme an, die sich aus der Exothermie der Reaktion ergeben. In dem oder den nachgeschalteten thermischen Spaltschritten wird dabei das Ethan, das in dem Fluid des oder der Reaktionsabströme enthalten ist und durch die oxidative Kopplung von Methan gebildet wurde, unter dem Einfluss der Abwärme des oder der Schritte zur oxidativen Kopplung von Methan zumindest teilweise zu Ethylen umgesetzt. Der oder die Schritte zur oxidativen Kopplung von Methan und der oder die nachgeschalteten thermischen Spaltschritte werden in jeweils einem gemeinsamen Reaktor durchgeführt. Dabei erfolgt die Übertragung der Wärme in den oder die nachgeschalteten thermischen Spaltschritte konvektiv, d.h. die Wärme wird mit dem strömenden Fluid aus einer Reaktionszone zur Durchführung des oder der Schritte zur oxidativen Kopplung von Methan in eine Reaktionszone zur Durchführung des oder der thermischen Spaltschritte überführt.
Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dem oder den thermischen Spaltschritten, also dem oder den Post-Bed-Cracking-Schritten, Fluid des
Trennabstroms, der aus dem Fluid des Dampfspaltabstroms gebildet wurde, und der überwiegend oder ausschließlich Ethan enthält, zuzuführen. Auf diese Weise lässt sich eine besonders vorteilhafte stoffliche Integration in einem entsprechenden
kombinierten Verfahren erzielen, indem nämlich ein an sich wertloses Produkt eines Dampfspaltverfahrens an besonders günstiger Stelle weiter umgesetzt werden kann.
Während in herkömmlichen Anlagen zur Bearbeitung von Ethan als Recyclestrom oder Frischeinsatz separate Dampfspaltschritte durch Bereitstellung von Gasspaltöfen implementiert werden müssen, wie beispielsweise unter Bezugnahme auf die Figur 2A erläutert, können derartige Schritte in einem kombinierten Verfahren, wie es die vorliegende Erfindung vorschlägt, wegfallen. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt also eine vorteilhafte stoffliche Nutzung des in dem oder den Dampfspaltschritten anfallenden Methans ohne großen zusätzlichen Aufwand. Weil, wie erwähnt, kein separater Gasspaltofen bereitgestellt werden muss, können die
Verfahrensbedingungen für sämtliche Dampfspaltschritte (typischerweise sind in entsprechenden Verfahren mehrere parallel arbeitende Dampfspaltschritte
vorgesehen) gleich gehalten werden. Dies verringert den Steuerungs- und/oder Regelaufwand beträchtlich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter
Verwendung von Fluid des oder der Dampfspaltabströme ein weiterer Trennabstrom, der überwiegend oder ausschließlich Methan oder Methan und Wasserstoff enthält, gebildet wird. In diesem Fall kann Fluid des weiteren Trennabstroms als der oder einer der Reaktionseinsatzströme verwendet werden. Die Menge des entsprechend verwendeten Fluids richtet sich dabei insbesondere nach dem Methanbedarf des oder der Schritte zur oxidativen Kopplung von Methan. Durch einen Einsatz des Methans in entsprechenden Schritten kann eine weitere stoffliche Integration und eine aufwertende Nutzung des Methans erzielt werden. Diese ist im Allgemeinen vorteilhafter als eine Verteuerung von Methan zur Beheizung. Gleichwohl kann auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung anfallendes Methan zur Beheizung eingesetzt werden. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst, unter Verwendung von Fluid des oder der Dampfspaltabströme einen
Pyrolyseöl- und/oder einen Pyrolysebenzinstrom zu bilden, wobei Fluid des Pyrolyseöl- und/oder des Pyrolysebenzinstroms ebenfalls zur Beheizung des oder der
Dampfspaltschritte verwendet werden kann. Auf diese Weise lässt sich ein
Minderangebot von Methan ausgleichen, wenn dieses dem oder den Schritten zur oxidativen Kopplung von Methan zugeführt wird. Eine entsprechende Beheizung kann direkt oder indirekt erfolgen. Unter einer direkten Beheizung wird dabei verstanden, dass das Fluid des Pyrolyseöl- und/oder des Pyrolysebenzinstroms direkt in einem Dampfspaltreaktor unterfeuert, d.h. verbrannt wird.. Es kann auch vorgesehen sein, durch eine Verbrennung des Fluids des Pyrolyseöl- und/oder des
Pyrolysebenzinstroms Dampf zu erzeugen, mittels dieses Dampfs elektrische Energie zu erzeugen und den oder die Dampfspaltschritte elektrisch, also indirekt, zu beheizen.
Wenngleich zuvor betont wurde, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise Ethan des Trennabstroms, der überwiegend oder ausschließlich Ethan enthält, in dem oder den thermischen Spaltschritten eingesetzt wird, kann selbstverständlich Fluid dieses Trennabstroms auch dem oder einem der
Dampfspaltschritte unterworfen werden, insbesondere wenn ein Angebot an Ethan einen Bedarf des oder der thermischen Spaltschritte übersteigt. Auf diese Weise kann beispielsweise ein bereits vorhandener, für eine Speisung mit einem rückzuführenden Ethanstrom vorgesehener Ethan- bzw. Gasspaltofen beschickt und/oder das Fluid einem anderen Dampfspalteinsatzstrom zugespeist werden.
In letzterem Fall erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn eine Menge des Fluids des Trennabstroms, das dem oder den thermischen Spaltschritten zugeführt wird, und/oder eine Menge des Fluids des Trennabstroms, das dem oder einem der
Dampfspaltschritte unterworfen wird, in Abhängigkeit von einem Ethanbedarf des oder der thermischen Spaltschritte und/oder des oder der Dampfspaltschritte eingestellt wird. Zu diesem Zweck können geeignete Steuer- und/oder Regeleinrichtungen vorgesehen sein, die eine besonders flexible und an den jeweiligen Bedarf angepasste Verfahrensführung ermöglichen. Es ist besonders vorteilhaft, wenn Fluid des oder der Dampfspaltabströme und Fluid eines oder mehrerer Abströme des oder der thermischen Spaltschritte, die dem oder den Schritten zur oxidativen Kopplung von Methan nachgeschaltet sind, wenigstens einem gemeinsamen Aufbereitungs- und/oder Trennschritt unterworfen werden. Da in dem oder den Dampfspaltabströmen und dem oder den Abströmen des oder der thermischen Spaltschritte grundsätzlich chemisch vergleichbare Verbindungen enthalten sind, bietet eine gemeinsame Trennung besondere Vorteile und erlaubt einen Verzicht auf redundant bereitzustellende Trenneinrichtungen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Abwärme des oder der Schritte zur oxidativen
Kopplung von Methan in einem gemeinsamen Reaktor eingesetzt wird, indem auch der oder die thermischen Spaltschritte durchgeführt werden. Entsprechende Reaktoren umfassen eine Katalysezone, die zur Durchführung der oxidativen Kopplung von Methan eingerichtet ist. Dieser Katalysezone ist in einer gemeinsamen baulichen Einheit eine Zone nachgeschaltet, in der die Abwärme der oxidativen Kopplung von Methan auf das gebildete Ethan einwirken kann. In diese nachgeschaltete Zone wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung das Ethan des Trennabstroms eingespeist.
Eine besonders vorteilhafte Anlage ist zur Durchführung eines Verfahrens eingerichtet, wie es zuvor ausführlich erläutert wurde.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist. Kurze Beschreibung der Zeichnung
Figur 1 zeigt ein Verfahren zur Erzeugung von Kohlenwasserstoffen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in Form eines schematischen Ablaufplans. Figuren 2A und 2B veranschaulichen die Nachrüstung eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in Form eines schematischen Ablaufplans.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung In Figur 1 ist ein Verfahren zur Erzeugung von Kohlenwasserstoffen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in Form eines schematischen Ablaufplans dargestellt und insgesamt mit 100 bezeichnet. Ein oder mehrere Dampfspaltschritte, denen ein oder mehrere
Dampfspalteinsatzströme a zugeführt werden, sind hier mit 10 bezeichnet. Ein oder mehrere in dem oder den Dampfspaltschritten 10 gebildete Dampfspaltabströme b werden zunächst einer Öl- und Wasserwäsche 20 zugeführt, wobei zunächst beispielsweise ein (Roh-)Pyrolyseölstrom c und ein (Roh-)Pyrolysebenzinstrom d abgetrennt werden. Ein Dampfstrom e kann in den oder die Dampfspaltschritte 10 zurückgeführt werden. Der Pyrolyseolstrom c und der Pyrolysebenzinstrom d können in beliebiger weise aufbereitet und in Fraktionen getrennt werden. Es kann auch ein Strom f gewonnen werden, der zur Gewinnung von Wärmeenergie zumindest zeitweise in dem oder den Dampfspaltschritten 10 thermisch verwertet wird. Zusätzlich oder ausschließlich kann Wärmeenergie zumindest zeitweise über einen weiteren brennbaren Strom g bereitgestellt werden. Anteile der Ströme c und d können als Produkte aus dem Verfahren 200 ausgeleitet werden.
Ein nach der Öl- und Wasserwäsche 20 verbleibender Strom h kann einer Verdichtung und Trocknung 30 unterworfen werden, wo nochmals ein Pyrolysebenzinstrom i anfallen kann. Es verbleibt ein Strom k, der einer Tieftemperaturtrennung 40 zugeführt werden kann. In der Tieftemperaturtrennung 40 fallen mehrere Trennabströme, beispielsweise ein Brenngasstrom I, ein Ethanstrom m, ein Ethylenstrom n und ein Strom o aus Kohlenwasserstoffen mit drei und mehr Kohlenstoffatomen an. Der Strom o wird einer weiteren Trennung 50 unterworfen, in der ein weiterer
Pyrolysebenzinstrom p, ein Propanstrom q, ein Propylenstrom r und ein Strom s aus Kohlenwasserstoffen mit vier Kohlenstoffatomen anfallen kann.
Der Brenngasstrom I, der Ethanstrom m und der Propanstrom q werden
herkömmlicherweise in den oder die Dampfspaltschritte 10 zurückgeführt, wobei der Brenngasstrom I herkömmlicherweise verfeuert wird.
Das in Figur 1 veranschaulichte Verfahren 100 umfasst einen oder mehrere Schritte 60 zur oxidativen Kopplung von Methan, dem oder denen ein oder mehrere
Reaktionseinsatzströme t zugeführt werden. Auch ein aus Fluid des Brenngasstroms m gebildeter Strom u kann als Reaktionseinsatzstrom den oder den Schritten 60 zur oxidativen Kopplung von Methan zugeführt werden. Der oder die Schritte 60 zur oxidativen Kopplung von Methan arbeiten in an sich bekannter Weise, so dass ein oder mehrere Reaktionsabströme v gebildet werden. Dem oder den Schritten 60 zur oxidativen Kopplung von Methan zugeführte weitere Ströme, beispielsweise ein oder mehrere Sauerstoffströme, sind nicht veranschaulicht.
Dem oder den Schritten 60 zur oxidativen Kopplung von Methan sind direkt ein oder mehrere thermische Spaltschritte 70 nachgeschaltet (sogenanntes Post-Bed Cracking). Wie erwähnt, fällt bei der oxidativen Kopplung von Methan eine große Abwärmemenge an, die sich vorteilhafterweise zur Spaltung beispielsweise des bei der oxidativen Kopplung von Methan enthaltenen Ethans einsetzen lässt. Die Abwärmemenge ist dabei so groß, dass eine größere Menge Ethan gespalten werden kann, als bei der oxidativen Kopplung von Methan gebildet wird. Wenngleich der oder die thermischen Spaltschritte 70 in der Figur 1 separat zu dem oder den Schritten 60 zur oxidativen Kopplung von Methan dargestellt sind, sei zu verstehen gegeben, dass diese typischerweise in einer einzigen baulichen Einheit implementiert sind.
Im Rahmen der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, Fluid des Ethanstroms m, also eines entsprechenden Trennabstroms aus der
Tieftemperaturtrennung 40, dem oder den thermischen Spaltschritten 70 zuzuführen. Entsprechendes Fluid ist als Strom w veranschaulicht. Auf diese Weise lässt sich das Ethan gewinnbringend nutzen und es kann auf extern zugeführtes Ethan verzichtet werden. Gleichwohl kann bei Bedarf ein Teil des Stroms m auch in den oder die Dampfspaltschritte 10 zurückgeführt oder externes Ethan eingespeist werden.
Ein Abstrom x aus dem oder den thermischen Spaltschritten 70 kann beispielsweise in die Tieftemperaturtrennung 40 geführt werden. Auch eine Einspeisung in andere der Schritte, beispielsweise in die Verdichtung und Trocknung 30, ist möglich.
Die Figuren 2A und 2B veranschaulichen die Nachrüstung eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einem reinen Dampfspaltverfahren in Form eines schematischen Ablaufplans. Die dargestellten Ströme sind identisch zu den Strömen in Figur 1 bezeichnet. Die Figuren 2A und 2B sind nochmals stark vereinfacht. In Figur 2A ist beispielsweise eine bestehende Anlage zur Herstellung von
Kohlenwasserstoffen veranschaulicht, in der fünf parallele Dampfspaltschritte implementiert sind. Die mit 10 bezeichneten Dampfspaltschritte sind beispielsweise zur Umsetzung von Dampfspalteinsätzen a (nur an einer Stelle bezeichnet) vorgesehen, die einen großen Anteil Naphtha enthalten. Es werden jeweils Dampfspaltabströme b gewonnen (nur an einer Stelle bezeichnet). Ein mit 10' bezeichneter Dampfspaltschritt ist hingegen zur Umsetzung von Dampfspalteinsätzen vorgesehen, die überwiegend oder ausschließlich Ethan enthalten (sogenannter Gasspaltofen).
Die Dampfspaltabströme b werden einem hier stark schematisierten Aufbereitungs- und Trennschritt zugeführt, der beispielsweise die in Figur 1 dargestellten Schritte 10 bis 50 umfasst. Neben weiteren Trennabströmen werden beispielsweise ein
Ethylenstrom n und ein Propylenstrom r gewonnen und als Produkte abgeführt. Ein ebenfalls als Trennabstrom gewonnener Ethanstrom m wird in den mit 10'
bezeichneten Dampfspaltschritt geführt und dort umgesetzt. Zur Beheizung des mit 10' bezeichneten Dampfspaltschritts dient beispielsweise ein ebenfalls als Trennabstrom gewonnener Methanstrom I.
Gemäß Figur 2B ist der mit 10' bezeichnete Dampfspaltschritt durch einen oder mehrere Schritte 60 zur oxidativen Kopplung von Methan ersetzt, dem unter anderem der Methanstrom I ganz oder teilweise zugeführt wird. Einem oder mehreren nachgeschalteten thermischen Spaltschritten 70 wird der Ethanstrom ganz oder teilweise zugeführt, wie oben erläutert.

Claims

Patentansprüche
Verfahren (100) zur Erzeugung von Kohlenwasserstoffen, bei dem ein oder mehrere Dampfspalteinsatzströme (a), die überwiegend oder ausschließlich Kohlenwasserstoffe mit zwei und mehr Kohlenstoffatomen enthalten, unter Gewinnung eines oder mehrerer Dampfspaltabströme (b) einem oder mehreren Dampfspaltschritten (10) unterworfen werden, und bei dem ein oder mehrere Reaktionseinsatzströme (t, u), die überwiegend oder ausschließlich Methan enthalten, unter Gewinnung eines oder mehrerer Reaktionsabstrome (v), die Ethan enthalten, einem oder mehreren Schritten (60) zur oxidativen Kopplung von Methan unterworfen werden, wobei unter Verwendung von Fluid des oder der Dampfspaltabströme (b) ein Trennabstrom (m), der überwiegend oder
ausschließlich Ethan enthält, gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass Fluid des oder der Reaktionsabstrome (v) einem oder mehreren thermischen
Spaltschritten (70) unterworfen wird, die dem oder den Schritten (60) zur oxidativen Kopplung von Methan nachgeschaltet sind, und in denen das Ethan, das in dem Fluid des oder der Reaktionsabstrome (v) enthalten ist, unter dem Einfluss von Abwärme des oder der Schritte (60) zur oxidativen Kopplung von Methan zumindest teilweise zu Ethylen umgesetzt wird, und dass dem oder den thermischen Spaltschritten (70) Fluid (w) des Trennabstroms (m) zugeführt wird, wobei der oder die Schritte (60) zur oxidativen Kopplung von Methan und der oder die nachgeschalteten thermischen Spaltschritte (70) jeweils in einem
gemeinsamen Reaktor durchgeführt werden und die Übertragung der Wärme in den oder die nachgeschalteten thermischen Spaltschritte (70) konvektiv erfolgt.
Verfahren (100) nach Anspruch 1 , bei dem unter Verwendung von Fluid des oder der Dampfspaltabströme (b) ein weiterer Trennabstrom (I), der überwiegend oder ausschließlich Methan oder Methan und Wasserstoff enthält, gebildet wird, wobei Fluid (u) des weiteren Trennabstroms (I) als der oder einer der
Reaktionseinsatzströme verwendet wird.
Verfahren (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem unter
Verwendung von Fluid des oder der Dampfspaltabströme (b) ein Pyrolyseol- (c) und/oder ein Pyrolysebenzinstrom (d) gebildet wird, wobei Fluid des Pyrolyseol- (c) und/oder des Pyrolysebenzinstroms (d) zur Beheizung des oder der
Dampfspaltschritte (10) verwendet wird.
Verfahren (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem Fluid des Trennabstroms (m) dem oder einem der Dampfspaltschritte (10') unterworfen wird.
Verfahren (100) nach Anspruch 4, bei dem eine Menge des Fluids (w) des
Trennabstroms (m), das dem oder den thermischen Spaltschritten (70) zugeführt wird, und/oder eine Menge des Fluids des Trennabstroms (m), das dem oder einem der Dampfspaltschritte (10') unterworfen wird, in Abhängigkeit von einem Ethanbedarf des oder der thermischen Spaltschritte (70) und/oder des oder der Dampfspaltschritte (10') eingestellt wird.
Verfahren (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem Fluid des oder der Dampfspaltabstrome (b) und Fluid eines oder mehrerer Abströme (x) des oder der thermischen Spaltschritte (70), die dem oder den Schritten (60) zur oxidativen Kopplung von Methan nachgeschaltet sind, wenigstens einem gemeinsamen Aufbereitungs- und/oder Trennschritt (20 - 50) unterworfen wird.
Verfahren (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das gesamte Fluid des oder der Reaktionsabströme (v) ungetrennt dem einen oder den mehreren thermischen Spaltschritten (70) unterworfen wird, die dem oder den Schritten (60) zur oxidativen Kopplung von Methan nachgeschaltet sind.
Verfahren (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Abwärme des oder der Schritte (60) zur oxidativen Kopplung von Methan in einem gemeinsamen Reaktor, in dem der oder die thermischen Spaltschritte (70) durchgeführt werden, eingesetzt wird.
EP16705119.2A 2015-02-16 2016-02-16 Verfahren zur erzeugung von kohlenwasserstoffen Withdrawn EP3259241A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP15155233.8A EP3056480A1 (de) 2015-02-16 2015-02-16 Verfahren und Anlage zur Erzeugung von Kohlenwasserstoffen
PCT/EP2016/053282 WO2016131834A1 (de) 2015-02-16 2016-02-16 Verfahren zur erzeugung von kohlenwasserstoffen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3259241A1 true EP3259241A1 (de) 2017-12-27

Family

ID=52477636

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP15155233.8A Withdrawn EP3056480A1 (de) 2015-02-16 2015-02-16 Verfahren und Anlage zur Erzeugung von Kohlenwasserstoffen
EP16705119.2A Withdrawn EP3259241A1 (de) 2015-02-16 2016-02-16 Verfahren zur erzeugung von kohlenwasserstoffen

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP15155233.8A Withdrawn EP3056480A1 (de) 2015-02-16 2015-02-16 Verfahren und Anlage zur Erzeugung von Kohlenwasserstoffen

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20180029955A1 (de)
EP (2) EP3056480A1 (de)
CA (1) CA2976166A1 (de)
EA (1) EA201791728A1 (de)
WO (1) WO2016131834A1 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3508470A1 (de) * 2018-01-03 2019-07-10 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und anlage zur gewinnung eines oder mehrerer olefine

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5012028A (en) * 1986-07-11 1991-04-30 The Standard Oil Company Process for upgrading light hydrocarbons using oxidative coupling and pyrolysis
US5118898A (en) * 1989-06-30 1992-06-02 The Broken Hill Proprietary Company Limited Process for the production of olefins by combined methane oxidative coupling/hydrocarbon pyrolysis
US5254781A (en) * 1991-12-31 1993-10-19 Amoco Corporation Olefins process which combines hydrocarbon cracking with coupling methane
DE102012018602A1 (de) * 2012-09-20 2014-03-20 Linde Aktiengesellschaft Anlage und Verfahren zur Herstellung von Ethylen

Also Published As

Publication number Publication date
EA201791728A1 (ru) 2018-02-28
CA2976166A1 (en) 2016-08-25
EP3056480A1 (de) 2016-08-17
WO2016131834A1 (de) 2016-08-25
US20180029955A1 (en) 2018-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2917305B1 (de) Verfahren zur herstellung olefinhaltiger produkte durch thermisches dampfspalten
EP2867336B1 (de) Verfahren zur umsetzung von kohlenwasserstoffeinsätzen durch thermisches dampfspalten
EP2867338B1 (de) Verfahren zum umsetzen von kohlenwasserstoffeinsätzen zu olefinhaltigen produktströmen durch thermisches dampfspalten
EP2867337B1 (de) Verfahren zur herstellung von olefinen durch thermisches dampfspalten in spaltöfen
DE102012018602A1 (de) Anlage und Verfahren zur Herstellung von Ethylen
EP2995600A1 (de) Verfahren und Anlage zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen
EP2867339A1 (de) Verfahren zum herstellen von olefinen durch thermisches dampfspalten
DE1770575A1 (de) Verfahren zum Hydrieren von Kohlenwasserstoffen
EP3068849A1 (de) Verfahren zur auftrennung eines kohlenwasserstoffgemischs, trennanlage und dampfspaltanlage
WO2016131834A1 (de) Verfahren zur erzeugung von kohlenwasserstoffen
EP3102553A1 (de) Verfahren und anlage zur herstellung von olefinen
EP3510008B1 (de) Verfahren und anlage zur herstellung von benzol
DE102016209155A1 (de) Emissionsreduziertes oder emissionsfreies Verfahren zur Herstellung von Olefinen
EP3056481A1 (de) Verfahren und Anlage zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen
DE1645771A1 (de) Verfahren zur katalytischen Umwandlung von Kohlenwasserstoffen
EP3640231B1 (de) Verfahren zur gewinnung von ethylen
WO2013020676A1 (de) Verfahren zur spaltung von kohlenwasserstoffen
DE102014006327A1 (de) Verfahren und Anlage zur Gewinnung von Rohölprodukten
EP3137578B1 (de) Verfahren zur gewinnung von rohölprodukten
EP3137577B1 (de) Verfahren zur gewinnung von rohölprodukten
DE102014006326A1 (de) Verfahren und Anlage zur Gewinnung von Rohölprodukten
DE1119845B (de) Verfahren zur Umwandlung schwerer Kohlenwasserstoffoele
DD283908A5 (de) Verfahren zur Entaromatisierung von Kohlenwasserstoffgemischen
EP3686176A1 (de) Verfahren und anlage zur herstellung von benzol durch hydrodealkylierung
WO2017068162A1 (de) Verfahren zur herstellung von olefinen

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20170913

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20180501