WO2023122811A1 - Anordnung, raffinerie und verfahren zur herstellung von kohlenwasserstoffen - Google Patents

Anordnung, raffinerie und verfahren zur herstellung von kohlenwasserstoffen Download PDF

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WO2023122811A1
WO2023122811A1 PCT/AT2022/060453 AT2022060453W WO2023122811A1 WO 2023122811 A1 WO2023122811 A1 WO 2023122811A1 AT 2022060453 W AT2022060453 W AT 2022060453W WO 2023122811 A1 WO2023122811 A1 WO 2023122811A1
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hydrocarbons
arrangement
cracking
cracking device
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Wolfgang Bacher
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Wolfgang Bacher
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    • 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
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    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/40—Characteristics of the process deviating from typical ways of processing
    • C10G2300/42—Hydrogen of special source or of special composition

Definitions

  • the invention relates to an arrangement, a refinery and a method according to the preambles of the independent patent claims.
  • the object of the invention is to overcome the disadvantages of the prior art.
  • the object of the invention is to create an arrangement, a refinery and a method for increasing the efficiency and environmental friendliness of cracking devices, in particular steam crackers.
  • the object of the invention is to create an arrangement, a refinery and a method with which the combustion emissions, such as in particular the carbon dioxide, nitrogen oxide and/or dust emissions, of the cracking device are reduced and the profitability of the cracking device is increased.
  • the object according to the invention is achieved in particular by the features of the independent patent claims.
  • the invention relates in particular to an arrangement for the production of hydrocarbons, comprising a cracking device, in particular a steam cracker, and at least one feed arrangement.
  • the feed assembly preferably feeds a feed stream containing hydrocarbons and steam to the cracker.
  • the cracking device is preferably set up for steam cracking of the hydrocarbons.
  • the cracker is preferably set up to convert longer chain hydrocarbons to short chain hydrocarbons with steam.
  • the arrangement comprises a hydrogen production device.
  • the hydrogen production device is designed as an electrolyser for water electrolysis and/or as a reforming device, in particular as a steam reforming device or as a methane pyrolysis device.
  • the emissions per tonne of ethene produced and/or HVC produced in the cracking device can be lower than in the case of a cracking device without the supply of hydrogen as a result of the supply of, in particular so-called green, hydrogen.
  • emissions can be understood as meaning carbon dioxide, nitrogen oxides and/or dust. Provision is preferably made for the feed arrangement to feed at least part of the hydrogen produced by the hydrogen production device, in particular so-called green hydrogen, to the cracking device.
  • the cracking device produces hydrocarbons.
  • the invention relates to an arrangement for the production of, in particular green, hydrocarbons, which consist at least partially of green hydrogen.
  • a cracking device in particular a steam cracker
  • a conventional cracking device in particular a conventional steam cracker.
  • So-called steam cracking and/or steam cracking can be a conventional petrochemical process.
  • longer-chain hydrocarbons in particular naphtha, propane, butane, ethane, gas oil and/or hydrowax, are optionally converted into short-chain hydrocarbons by thermal cracking in the presence of steam.
  • green hydrogen can be understood to mean hydrogen that is generated through the use of renewable energies, such as in particular solar energy, bioenergy, hydropower and/or wind energy.
  • green hydrogen can also be understood to mean that hydrogen whose addition to use in the cracking device leads to the emissions, in particular of carbon dioxide, so-called CO2, nitrogen oxides, so-called NOx, and/or dust, and the like, per tonne of high-value chemicals produced, so-called HVC, and/or ethene are falling. This may mean that the emissions produced per tonne of HVC and/or ethene produced can be reduced compared to conventional production methods by feeding green hydrogen into the cracking device.
  • So-called green hydrogen can optionally be obtained in a CO2-neutral manner, so that in particular the overall efficiency of the arrangement, in particular the cracking device, can be increased.
  • the overproduction of hydrogen is optionally flared off and/or thermally utilized.
  • this hydrogen, in particular excess hydrogen produced can be added to the use of the cracking device, as a result of which the emissions per tonne of ethene or HVC can be significantly reduced.
  • green hydrogen can also be understood to mean this hydrogen.
  • hydrogen may be considered green, regardless of the production process, as long as the hydrogen can be obtained with sufficient emission-neutrality.
  • hydrogen in particular the so-called green hydrogen
  • molecular hydrogen namely H2.
  • green and/or sustainably produced hydrocarbons can be understood to mean hydrocarbons which are at least partially formed from so-called green hydrogen and/or which at least partially consist of so-called green hydrogen and/or which at least partially comprise so-called green hydrogen.
  • conventional hydrogen namely H2
  • conventional hydrogen can also be supplied at least in part to the cracking device.
  • conventional hydrogen can be understood to mean hydrogen that is not generated using renewable energy sources.
  • conventional hydrogen in the context of the present invention can be understood as meaning hydrogen, the addition of which to use in the cracking device does not lead to a reduction in emissions, in particular of CO 2 NOx and/or dust and the like, per t of HVC or ethene produced.
  • so-called conventional hydrogen can be understood to mean that which is not obtained in a CO2-neutral manner, so that the overall efficiency of the arrangement, in particular of the cracking device, may not be able to be increased.
  • the so-called green hydrogen is connected to the carbon atoms in the hydrocarbons produced.
  • the molecular hydrogen in particular so-called green hydrogen, to be mixed with the feed stream, in particular with the hydrocarbons which are fed to the cracking device.
  • the feed stream optionally includes hydrocarbons, which are fed to the cracking device, in particular to the steam cracker.
  • the hydrocarbons fed to the cracking device, in particular the steam cracker can be contained exclusively in the feed stream.
  • feed stream can be understood to mean a mass flow which is fed to the arrangement, in particular to the cracking device, preferably to the steam cracker.
  • feed stream can be understood to mean a mass flow which enters the arrangement, in particular the cracking device, preferably the steam cracker.
  • the output flow can be understood to mean a mass flow which is discharged from the arrangement, in particular from the cracking device, preferably from the steam cracker.
  • outlet flow can be understood to mean a mass flow which exits from the arrangement, in particular from the cracking device, preferably from the steam cracker.
  • the feed assembly eventually discharges the cracker output stream as product from the assembly.
  • the feed assembly optionally feeds at least a portion of the cracker effluent stream to a separator.
  • the feed arrangement discharges the hydrocarbons separated in the separator, in particular the hydrocarbons separated from the output stream of the cracker, as product from the arrangement.
  • the arrangement obtains electricity from a renewable energy source, in particular from solar energy, bioenergy, hydroelectric power and/or wind energy.
  • the hydrogen production device obtains electricity, preferably exclusively, from a renewable energy source, in particular from solar energy, bioenergy, hydroelectric power and/or wind energy.
  • the arrangement comprises a renewable energy source, in particular a solar energy utilization device, a bioenergy utilization device, a hydroelectric power utilization device and/or a wind energy utilization device.
  • the hydrogen production device of the arrangement is operated, preferably exclusively, by the renewable energy source.
  • the hydrogen production device to produce hydrogen, in particular so-called green hydrogen.
  • the reactions that also take place in conventional hydrogen production devices essentially take place in the hydrogen production device. This makes it possible, if necessary, to break down water into hydrogen and oxygen with the help of electricity. Since the electric power may come from a renewable energy source, it is possible to produce so-called green hydrogen with the hydrogen production device.
  • the feed arrangement in particular a combustion chamber, feeds a fuel, in particular a fuel gas, preferably methane, to the cracking device. If necessary, it is provided that the supply arrangement for burning the fuel of the cracking device, in particular the combustion chamber of the cracking device, supplies oxygen and/or air.
  • the oxygen supplied to the combustion chamber is produced, in particular exclusively, by the hydrogen production device.
  • the oxygen supplied to the combustion chamber is, in particular exclusively, the oxygen produced during the electrolysis of water.
  • the oxygen produced by the hydrogen production device is mixed with the fuel and/or the air that may be supplied, in particular before it enters the cracking device.
  • the arrangement comprises at least one separating device.
  • a separating device separates the molecular, in particular green, hydrogen contained in the output stream of the cracking device, in particular completely, from the hydrocarbons contained in the output stream of the cracking device.
  • the feed arrangement feeds the molecular, in particular green, hydrogen separated by the separating device, in particular completely, to the cracking device.
  • the molecular hydrogen is essentially prevented or reduced from escaping from the arrangement.
  • the separating device separates the molecular, in particular green, hydrogen from the output stream of the arrangement, in particular the cracking device.
  • the feed arrangement feeds the separated molecular, in particular green, hydrogen to the arrangement, in particular to the cracking device and/or the hydrogenation plant.
  • the molecular hydrogen may be prevented or reduced from escaping from the arrangement, in particular the cracking device.
  • the cracking device is optionally heated with a heating device which is operated by the or another renewable energy source.
  • the heating device can in particular be an electrical resistance heater, an electrically heated thermodynamic radiation source and/or an infrared radiator, which is operated in particular by a renewable energy source. This may make it possible to produce the same heat output with fewer emissions than conventional crackers. In other words can if necessary, the required heating power can be generated with fewer emissions than with conventional cracking devices.
  • fuel can be understood as meaning a heating gas, in particular a combustible gas such as methane.
  • the synergistic use of the oxygen produced by the hydrogen production unit may reduce the formation of nitrogen oxides in the cracking unit. In other words, the amount of air required, which also includes nitrogen, can be reduced through the synergistic use of the oxygen produced, thereby reducing emissions.
  • the arrangement comprises a reforming device, in particular a steam reforming device or a methane pyrolysis device.
  • the feed arrangement feeds at least part of the output stream of the cracking device to the reforming device.
  • the feed arrangement feeds at least part of the methane contained in the output stream to the reforming device.
  • the output stream of the cracking device in particular the hydrocarbons contained in the output stream, consists at least partially of the hydrogen produced by the hydrogen production device, in particular the so-called green hydrogen.
  • the methane contained in the output stream of the cracker at least partially from the
  • Hydrogen production device produced, in particular the so-called green, hydrogen.
  • the reforming device is set up for the production of hydrogen from methane. If necessary, it is provided that the reforming device produces molecular, in particular so-called green, hydrogen.
  • the reforming device is optionally set up to produce molecular hydrogen, in particular so-called green hydrogen, from the supplied hydrocarbons, which in particular contain so-called green hydrogen.
  • the supply arrangement can supply the hydrogen produced by the reforming device to the cracking device, in particular to the steam cracker.
  • the supply arrangement can supply the hydrogen produced by the reforming device to the hydrogenation plant.
  • a portion of the effluent from the cracker can be understood to mean at least a portion of the effluent from the cracker and/or at least a portion of the effluent from the separator downstream of the cracker.
  • that part of the output stream from the cracking device which is fed to the reforming device contains, in particular, essentially exclusively hydrocarbons and/or is essentially free of molecular hydrogen.
  • the arrangement includes a hydrogenation plant.
  • the feed arrangement feeds at least part of the output stream of the cracking device, which contains in particular hydrocarbons, to the hydrogenation plant.
  • the feed arrangement feeds at least a part of the output stream of the separation device, which in particular contains hydrocarbons, to the hydrogenation plant.
  • the output stream of the cracking device optionally consists at least partially of the hydrogen produced by the hydrogen production device, in particular the so-called green hydrogen.
  • the hydrocarbons in the output stream of the cracking device optionally consist at least partially of the hydrogen produced by the hydrogen production device, in particular the so-called green hydrogen.
  • the feed arrangement feeds at least part of the hydrogen produced by the hydrogen production device and/or by the reforming device to the hydrogenation plant.
  • the hydrogenation plant is set up for the hydrogenation of hydrocarbons.
  • the hydrogenation plant produces hydrocarbons, the hydrocarbons produced consisting at least partially of the hydrogen produced by the hydrogen production device, in particular the so-called green hydrogen.
  • the hydrocarbons produced by the hydrogenation plant consist of more hydrogen, in particular green hydrogen, than the hydrocarbons fed to the hydrogenation plant.
  • hydrogenation can be understood as meaning the addition of hydrogen to other chemical elements or compounds.
  • hydrogenation is understood in particular as meaning the so-called selective hydrogenation of the undesired carbon-carbon bonds.
  • the hydrogenation plant is optionally set up to, from the supplied hydrocarbon, which contains in particular the so-called green hydrogen, in particular hydrogenated hydrocarbons, which contain in particular so-called green hydrogen.
  • the feed arrangement optionally discharges the output stream of the hydrogenation plant as a product from the arrangement.
  • the feed arrangement optionally feeds at least part of the output stream of the hydrogenation plant to a separation device.
  • the at least one separating device can be set up to essentially completely separate the molecular hydrogen from the other molecules, in particular hydrocarbons, contained in the output stream, in particular in the output stream of the hydrogenation plant.
  • the feed arrangement feeds the separated molecular hydrogen to the cracking device and/or the hydrogenation plant as a so-called recycle stream.
  • the feed arrangement removes the hydrocarbons separated off in the separation device, in particular the hydrocarbons separated off from the output stream of the hydrogenation plant, as a product from the arrangement.
  • part of the output stream of the cracker can be understood to mean at least part of the output stream from the cracker and/or at least part of the output stream of the separator downstream of the cracker.
  • that part of the output stream from the cracking device which is fed to the hydrogenation plant for the hydrogenation of hydrocarbons containing more than 3 carbon atoms contains, in particular, essentially exclusively hydrocarbons and/or is essentially free of molecular hydrogen.
  • the arrangement comprises a metathesis system. If necessary, it is provided that the feed arrangement feeds at least part of the output stream of the cracking device, which contains in particular hydrocarbons, to the metathesis plant.
  • the output stream, in particular the hydrocarbons contained in the output stream, of the cracking device consists at least partially of the hydrogen produced by the hydrogen production device, in particular the so-called green hydrogen.
  • the metathesis unit will be set up to convert hydrocarbons having four carbon atoms and ethene to hydrocarbons having three carbon atoms.
  • the metathesis plant is set up to convert 2-butene and ethene to propene.
  • the metathesis plant produces hydrocarbons with three carbon atoms, the hydrocarbons produced with three carbon atoms at least partially from the
  • Hydrogen production device produced, in particular the so-called green, hydrogen exist.
  • the metathesis plant produces propene, the propene produced at least partially from the
  • Hydrogen production device produced, in particular the so-called green, hydrogen.
  • part of the output stream of the cracker can be understood to mean at least part of the output stream from the cracker and/or at least part of the output stream of the separator downstream of the cracker.
  • the part of the output stream from the cracking device which is fed to the metathesis plant in particular substantially contains only hydrocarbons and/or is essentially free of molecular hydrogen.
  • the feed arrangement optionally discharges the output stream of the metathesis plant as a product from the arrangement.
  • the feed arrangement optionally feeds at least part of the output stream of the metathesis plant to a separating device.
  • the feed arrangement discharges the hydrocarbons separated off in the separation device, in particular the hydrocarbons separated off from the output stream of the metathesis plant, as a product from the arrangement.
  • the feed arrangement of the cracking device supplies molecular, in particular so-called green, hydrogen in the range of 0.05 parts by weight, in particular 0.05% by weight, up to and including 5 parts by weight, in particular 5% by weight, in particular 0.5 parts by weight. in particular 0.5% by weight, up to and including 1.5% by weight, in particular 1.5% by weight, based on the feed stream of the cracking device.
  • the feed arrangement of the cracking device supplies molecular, in particular so-called green, hydrogen in the range of 0.05 parts by weight, in particular 0.05% by weight, up to and including 5 parts by weight, in particular 5% by weight, in particular 0.5 parts by weight. in particular 0.5% by weight, up to and including 1.5% by weight, in particular 1.5% by weight, based on the hydrocarbons in the feed stream of the cracking device.
  • the feed arrangement of the cracking device supplies molecular, in particular so-called green, hydrogen in the range of 0.05 parts by weight, in particular 0.05% by weight, up to and including 5 parts by weight, in particular 5% by weight, in particular 0.5 parts by weight. in particular 0.5% by weight, up to and including 1.5% by weight, in particular 1.5% by weight, based on the so-called dry feed stream.
  • the feed arrangement of the hydrogenation plant feeds molecular, in particular at least partially so-called green, hydrogen in the range of more than 0.5% by weight, in particular 0.5 mass fractions, based on the hydrocarbons in the feed stream of the hydrogenation plant.
  • dry feed stream can be understood as meaning the feed stream into the cracking device which is essentially free of water, in particular free of steam.
  • the mass fractions can be understood to mean the mass fraction.
  • the mass of a mixture component under consideration can be related to the sum of the masses of all mixture components, so that the mass fraction indicates the relative proportion of the mass of a mixture component under consideration in the total mass of the mixture.
  • the cracking device comprises at least one splitting device, a so-called splitting coil.
  • the feed arrangement feeds hydrocarbons, hydrogen and/or water to the splitting device.
  • the mass flow in the splitting device in particular in the splitting tube, has the so-called coin inlet temperature, abbreviated to CIT, at the inlet and the so-called coil outlet temperature, abbreviated to COT, at the outlet.
  • CIT coin inlet temperature
  • COT coil outlet temperature
  • the CIT can be approximately 600°C up to and including 650°C.
  • the COT can be approximately 750°C up to and including 900°C.
  • the temperature of the hydrocarbon, the hydrogen and/or the water fed to the cracking device, in particular the cracking tube is in the range of approximately 600.degree. C. to 650.degree.
  • the temperature of the supplied hydrocarbon, the hydrogen and/or the water in the inlet area of the cleavage device, in particular in the inlet area of the cracking tube of the cleavage device, the so-called coil inlet temperature, abbreviated CIT can range from approx. 600° C. up to and including 650° C lie.
  • the temperature of the products to be discharged in particular the so-called cracked gas, can be in the range from approx. 750° C. up to and including 900° C., in particular in the range from approx. 830 up to and including 870° C.
  • the temperature of the products to be discharged, in particular the so-called cracked gas, in the outlet area of the cracking device, in particular in the outlet area of the cracking tube of the cracking device the possibly so-called coil outlet temperature, abbreviated COT, in the range from approx. 750 °C up to and including 900 °C, in particular in the range from approx. 830 up to and including 870 °C.
  • the temperature of the supplied hydrocarbon, the supplied hydrogen and/or the supplied water is in the range from 600° C. to 650° C. inclusive.
  • the temperature of the discharged hydrocarbon, the discharged hydrogen, and/or the discharged water in the outlet area of the cracking device, in particular in the outlet area of the cracking tube; is in the range from 750°C up to and including 900°C, in particular in the range from 830°C up to and including 870°C and is in particular 850°C.
  • cracking device in particular the so-called cracking coil
  • reactor used in conventional cracking devices in particular steam crackers, in particular the tubular reactor used, in which the actual steam cracking takes place.
  • the temperature of the cracking device, in particular in the outlet region of the cracking device is in the range from 750° C. to 900° C. inclusive.
  • the pressure of the cracking device, in particular in the outlet region of the cracking device, preferably in what is known as the cracking tube outlet is in the range from 1.2 bar to 3 bar inclusive.
  • the residence time in the cracking device, in particular in the cracking device, preferably in the so-called cracking tube, is less than one second.
  • residence time can be understood to mean the length of time the feed stream, in particular the components of the feed stream, remain in the splitting device.
  • the residence time may be the time which the feed stream, in particular the components of the feed stream, requires from the slot inlet to the slot outlet.
  • the process steam to hydrocarbon ratio in particular in the cracking device, is in the range from 0.3 kg/kg to 0.8 kg/kg inclusive.
  • the cracker feed stream will comprise naphtha or ethane.
  • the cracking device is operated without a catalyst.
  • Catalysts may be required for hydrogenation and/or hydrocracking.
  • a cracking device in particular the thermal cracking device, preferably the so-called thermal cracking coil, does not require a catalyst for steam cracking.
  • a reforming device in particular a so-called steam reforming device, a so-called steam methane reformer (SMR), can have at least one thermal cracking device, which is optionally filled with a catalyst.
  • a reformer splits, in particular cracks, possibly hydrocarbons, so-called CHs, and water, so-called H2O, into hydrogen, so-called H2 and carbon dioxide, so-called CO2.
  • the methane used so-called CH4
  • CH4 can be partially reused or recycled in the reforming device, in particular used as a recycle stream.
  • hydrogen so-called H2
  • H2 can also be present in the recycle stream.
  • the process steam to hydrocarbon ratio can result from the process steam mass in relation to the hydrocarbon mass at the entry into the splitting device, the so-called splitting coil.
  • the hydrogen entering the cracking device may not be taken into account and/or counted.
  • the invention relates to a refinery for the production of hydrocarbons, the refinery comprising an arrangement according to the invention.
  • the invention relates to a refinery for the production of hydrocarbons, the refinery being formed by the arrangement according to the invention.
  • the invention relates to a method for producing hydrocarbons with an arrangement, in which so-called green hydrogen is produced in a hydrogen production device.
  • the invention relates to a method for producing hydrocarbons with an arrangement, in which so-called green hydrogen is produced in an electrolyzer for water electrolysis or a reforming device, preferably a steam reforming device or a methane pyrolysis device. If appropriate, it is provided that a feed stream containing hydrocarbons and the hydrogen produced are fed to a cracking device, in particular a steam cracker.
  • the emissions per tonne of ethene produced and/or HVC produced in the cracking device can be lower than in the case of a cracking device without the supply of hydrogen as a result of the supply of, in particular so-called green, hydrogen.
  • emissions can be understood as meaning carbon dioxide, nitrogen oxides and/or dust.
  • Optional regulation and/or control of the cracker in particular the operating parameters of the cracker and/or the amount of hydrogen fed to the cracker, so that the emissions of the cracker per tonne of ethene produced and/or HVC produced are lower than with conventional cracker and/or cracker , to which no hydrogen is supplied.
  • hydrocarbons are produced with the cracking device, the hydrocarbons produced consisting at least partially of the produced, in particular so-called green, hydrogen.
  • the hydrogen production device is operated, in particular exclusively, from a renewable energy source, in particular from solar energy, from bioenergy, from hydropower and/or from wind energy.
  • the cracking device is supplied with a fuel, in particular a fuel gas, and oxygen for heating.
  • the oxygen supplied to the cracking device is produced, in particular exclusively, by the hydrogen production device and is in particular the oxygen produced during the electrolysis of water.
  • At least part of the output stream of the cracking device is fed to a reforming device, in particular a steam reforming device or a methane pyrolysis device.
  • the output stream of the cracking device in particular the hydrocarbons contained in the output stream, consists at least partially of the hydrogen produced by the hydrogen production device, in particular the so-called green hydrogen.
  • the methane consists at least partially of the hydrogen produced by the hydrogen production device, in particular the so-called green hydrogen.
  • the reforming device to produce hydrogen from the hydrocarbons, in particular methane, in particular so-called green hydrogen, contained in the output stream of the cracking device. If necessary, it is provided that at least part of the output stream of the cracking device and/or at least part of the hydrogen produced by the hydrogen production device and/or by the reforming device is fed to a hydrogenation plant of the arrangement.
  • the output stream, in particular the hydrocarbons contained in the output stream, of the cracking device consists in particular at least partially of the, in particular so-called green, hydrogen.
  • hydrocarbons are produced by the hydrogenation plant.
  • hydrocarbons produced with the hydrogenation plant consist at least partially of hydrogen, in particular so-called green hydrogen.
  • the hydrocarbons produced by the hydrogenation plant consist of more hydrogen, in particular green hydrogen, than the hydrocarbons fed to the hydrogenation plant.
  • the in particular green, molecular hydrogen contained in the output stream of the cracking device and/or the hydrogenation plant is separated, in particular completely, from the hydrocarbons and fed to the cracking device and/or the hydrogenation plant.
  • the molecular hydrogen is essentially prevented or reduced from escaping from the arrangement, in particular the cracking device. If necessary, provision is made for the hydrogen, in particular the so-called green hydrogen, to be separated from the hydrocarbons in a separating device.
  • the separated molecular, in particular green, hydrogen is fed to the arrangement, in particular to the cracking device and/or the hydrogenation plant.
  • the amount of molecular hydrogen which is fed to the arrangement, in particular the cracking device is adjusted in such a way that the amount of hydrogen in the feed stream and the amount of molecular hydrogen fed in, the amount of hydrogen in the output stream of the arrangement, in particular the cracking device.
  • the amount of molecular hydrogen fed to the arrangement, in particular the cracking device is adjusted in such a way that the amount of hydrogen in the hydrocarbons fed to the cracking device, and the amount of molecular hydrogen fed to the cracking device, corresponds to the amount of hydrogen in the Hydrocarbons in the output stream of the arrangement, in particular the cracking device corresponds.
  • the amount of molecular hydrogen which is fed to the cracker by the hydrogen production device is adjusted such that the amount of hydrogen in the feed stream to the cracker and the amount of molecular hydrogen fed in corresponds to the amount of hydrogen in the output stream of the arrangement.
  • the amount of, in particular molecular, hydrogen, which is supplied to the arrangement, in particular the cracking device, is selected or adjusted and/or the arrangement, in particular the cracking device, is operated in such a way that the amount of, in particular molecular, hydrogen of those corresponds, which is discharged from the arrangement, in particular from the cracking device, the separation device and/or the steam reforming device.
  • This mode of operation can be advantageous if, for example, the hydrogen production device and/or another hydrogen generator is not available and/or if one does not want to influence the hydrogen balance of the refinery.
  • the amount of hydrogen, in particular molecular, which is supplied to the arrangement, in particular the cracking device is selected or adjusted and/or the arrangement, in particular the cracking device, is operated in such a way that the amount of hydrogen removed from the arrangement, in particular the cracking device Amount of, in particular molecular, hydrogen is essentially zero.
  • the so-called green hydrogen fed in can optionally be contained in the hydrocarbons discharged and/or incorporated into the hydrocarbons.
  • the amount of hydrogen, in particular molecular hydrogen, removed from the arrangement may be equal to, greater than or less than the amount of hydrogen fed in, or zero.
  • the so-called green hydrogen supplied may be present in the hydrocarbons removed.
  • the process may be hydrogen-neutral. This may mean that the arrangement, the cracking device and/or the process does not affect the rest of the refinery in terms of the hydrogen balance.
  • the amount of, in particular molecular, hydrogen removed is greater than or equal to the amount of, in particular molecular, hydrogen fed in, one may no longer need a hydrogen source. If the hydrogen source If necessary, it is temporarily not available, you can still add hydrogen to the insert.
  • Methane can be produced with the reforming device, in particular with methane pyrolysis, in particular so-called green hydrogen.
  • the supplied amount of, in particular molecular, hydrogen is selected or adjusted and/or the arrangement, in particular the cracking device, is operated in such a way that essentially no methane leaves the arrangement, in particular the cracking device.
  • the methane produced in the arrangement and/or supplied from outside can be converted in the arrangement.
  • the methane can be used to produce hydrogen and/or as heating gas.
  • the supplied quantity of, in particular molecular, hydrogen is selected or adjusted and/or the arrangement, in particular the cracking device, is operated in such a way that no methane is introduced into the arrangement, in particular the cracking device, in particular from outside.
  • This may mean that the methane that is produced and required in the arrangement can be generated and/or converted in the arrangement.
  • the methane can be used to produce hydrogen and/or as heating gas.
  • the sustainability of the cracking device in particular of the steam cracker, can be increased since, among other things, the amount of energy required in the cracking device decreases.
  • the reduction in the required amount of energy or emissions in the cracking device can be further increased by adding oxygen to the air supplied for combustion, since the air mass flow to be heated can be reduced by adding oxygen.
  • the required heat output can optionally be reduced between a point at the entrance to the splitting device, in particular the so-called canned inlet, and a point at the outlet of the splitting device, in particular the so-called canned outlet, by introducing heat generated by means of electricity, in particular electrical heating power.
  • the sustainability of the cracking device, in particular of the steam cracker can be increased since, among other things, the required heat flow density through the tube wall of the cracking device of the cracking device is reduced.
  • the sustainability of the cracking device are increased because, among other things, the surface temperature of the cleavage device of the cracking device is reduced.
  • the service life of the cracking device can optionally be increased by the design of the arrangement according to the invention and/or by the method according to the invention.
  • the points in time when decoking of the cracking device is necessary are further apart in time.
  • yield can be understood as meaning the products, ie in particular the mass fractions of the hydrocarbons, so-called CHs, and/or the hydrocarbon mixtures, so-called CH mixtures, based on the feed stream.
  • the combustion emissions in particular the CO2 emissions, the energy consumption per ton of high value chemicals (HVC) and the production of green HVCs in the cracking device, in particular in the steam cracker, can be reduced. increase.
  • HVC high value chemicals
  • HVCs can be understood as meaning in particular ethylene, propylene, 1,3-butadiene, benzene, toluene and/or mixed xylenes.
  • the arrangement according to the invention can include both existing and future cracking devices, in particular steam crackers.
  • the method according to the invention can be applied to both existing and future cracking devices, in particular steam crackers.
  • molecular and/or so-called green hydrogen is fed to the cracking device, in particular to the steam cracker.
  • the arrangement according to the invention and/or the method according to the invention may make it possible to reduce the carbon dioxide emissions, in particular the so-called CO2 footprint, per tonne of ethene in the output stream of the cracking device.
  • the arrangement according to the invention and/or the method according to the invention may make it possible to reduce the carbon dioxide emissions, in particular the so-called CO2 footprint, per tonne of high-value chemicals in the output stream of the cracking device.
  • the cracking device in particular the steam cracker, to produce hydrocarbons which are at least partially composed of the in particular green, Hydrogen consist or are formed at least partially from the particular green hydrogen.
  • the arrangement according to the invention and/or the method according to the invention may make it possible to increase the economic efficiency of the cracking device, in particular the steam cracker.
  • conventional cracking devices non-significant side reactions such as coking and the like are usually neglected for the sake of simplicity, which means that there are usually only two degrees of freedom per feed composition and/or two controlled variables. Therefore, in conventional crackers, all possible product mixtures of a feed composition may reside on one "surface".
  • the arrangement according to the invention and/or with the method according to the invention, in particular the addition or supply of hydrogen to the cracking device according to the invention makes it possible to change the composition of the feedstock, which may result in a further degree of freedom and/or a further controlled variable compared to conventional cracking devices.
  • the product mixtures that can be produced by the arrangement according to the invention and/or with the method according to the invention are therefore no longer limited to this “area”.
  • product yields that were previously impossible can be achieved.
  • the product yield can be better optimized and/or the contribution margin of the cracking device can be increased by the arrangement according to the invention and/or with the method according to the invention.
  • the arrangement according to the invention and/or with the method according to the invention in particular through the supply of, in particular molecular and so-called green, hydrogen, it may be possible to reduce coking in the cracking device and/or the formation of so-called heavy “products” in the cracking device reduce.
  • “heavy products” can be understood as meaning hydrocarbons with more than five carbon atoms, in particular benzene, toluene, pyrolysis gasoline and/or so-called pyrolysis gasoline residue.
  • cheaper feeds can optionally be used as the feed stream for the cracking device due to the increase in or the same ethene production with a simultaneous extension of the furnace running time.
  • cheaper feeds can be understood as meaning feed streams which can be converted to fewer HVCs in a conventional cracker compared to expensive feeds.
  • the cracking device in particular the cleavage device
  • the cracking device thermally relieved and the production capacity of the cracking device increased.
  • load balancing can optionally be carried out between the hydrogen production device and the cracking device.
  • the cracking device can be debottlenecked via the hydrogen production device.
  • the ethene production can be increased by the addition of hydrogen, if appropriate with the same amount of hydrocarbon used, without possibly lowering the propene production.
  • the production of ethene can be increased if the unreacted ethane is fed back to the cracking device, i.e. in particular in so-called total recycling.
  • the arrangement comprises at least one feed arrangement, in particular one, two, three, four, five, six, seven, eight, nine, ten or more feed arrangements.
  • the feed arrangement or a further feed arrangement feeds the feed stream to the cracking device. If necessary, it is provided that the or a further supply arrangement of the cracking device supplies the fuel, in particular the heating gas, the oxygen and/or the air.
  • the or a further feed arrangement feeds hydrocarbons, hydrogen and/or water to the cracking device, in particular to the steam cracker, preferably to the cracking device.
  • the or a further feed arrangement feeds the molecular hydrogen separated by the at least one separating device to the cracking device.
  • the or a further supply arrangement supplies the hydrogenation plant with the molecular hydrogen separated by the at least one separating device.
  • the or a further feed arrangement of the reforming device in particular the steam reforming device or the methane pyrolysis device, feeds at least part of the output stream of the cracking device, in particular the methane contained in the output stream of the cracking device.
  • the or a further feed arrangement of the reforming device in particular the steam reforming device or the methane pyrolysis device, supplies methane from an external source.
  • the or a further feed arrangement feeds the molecular hydrogen produced by the reforming device to the cracking device and/or the hydrogenation plant.
  • the or a further feed arrangement of the hydrogenation plant feeds at least part of the output stream to the cracking device. If necessary, it is provided that the or a further supply arrangement of the hydrogenation system supplies at least part of the, in particular so-called green, hydrogen produced by the hydrogen production device and/or by the reforming device.
  • the or a further feed arrangement of the metathesis plant feeds at least part of the output stream to the cracking device.
  • the or a further feed arrangement removes the products of the arrangement, in particular the products of the cracking device, the products of the hydrogenation plant and/or the products of the metathesis plant, from the arrangement.
  • FIG. 1 shows a schematic graphic representation of a first embodiment of the arrangement according to the invention.
  • reference numerals correspond to the following components: cracker 1, feed assembly 2, hydrogen production device 3, renewable energy source 4, feed stream 5, steam 6, hydrogen 7, oxygen s, air 9, separation device 10, output stream 11, steam reformer 12, fuel oil 13, methane 14, hydrogenation plant 15, product 16 and metathesis plant 17.
  • the arrangement comprises a cracking device 1, namely a steam cracker, and a feed arrangement 2.
  • the feed assembly 2 feeds a feed stream 5 containing hydrocarbons and steam 6 to the cracker.
  • the cracking device 1 is set up and/or designed for steam cracking of the hydrocarbons.
  • the arrangement also includes a hydrogen production device 3.
  • the hydrogen production device 3 is designed as an electrolyzer for the electrolysis of water.
  • the hydrogen production device 3 can also be designed as a reforming device, preferably as a steam reforming device 12 or a methane pyrolysis device.
  • the hydrogen production device 3 is set up and/or designed for the production of, in particular so-called green, hydrogen 7 .
  • the feed arrangement 2 feeds at least part of the hydrogen 7 produced by the hydrogen production device 3 , in particular so-called green hydrogen 7 , to the cracking device 1 .
  • the cracking device 1 can also be supplied with conventional hydrogen 7 in addition to the so-called green hydrogen 7 .
  • the feed arrangement 2 of the cracking device 1 supplies molecular, in particular so-called green, hydrogen 7 in the range from 0.05 wt.% Up to and including 5 wt.% Based on the feed stream 5 of the cracking device 1, in particular on the hydrocarbons in the feed stream 5, to.
  • the cracker 1 produces hydrocarbons, the hydrocarbons produced at least partially from the Hydrogen production device 3 produced, in particular the so-called green, hydrogen 7 exist.
  • the reactions that also take place in conventional cracking devices 1 essentially take place in the cracking device 1 .
  • the arrangement comprises a renewable energy source 4, namely a solar energy utilization device.
  • the arrangement can also include a bioenergy utilization device, a hydroelectric power utilization device and/or a wind energy utilization device.
  • the hydrogen production device 3 is powered by the renewable energy source 4, namely solar energy. Thereby, the hydrogen production device 3 according to this embodiment produces, in particular, so-called green hydrogen 7 .
  • the feed arrangement 2 feeds a fuel, in particular a fuel gas, to a combustion chamber of the cracking device 1 .
  • the supply arrangement 2 supplies oxygen 8 and/or air 9 to the combustion chamber of the cracking device 1 for the combustion of the fuel gas.
  • the oxygen 8 supplied to the combustion chamber is produced, in particular exclusively, by the hydrogen production device 3, in particular the oxygen 8 produced during the electrolysis of water.
  • the oxygen 8 produced by the hydrogen production device 3 during the electrolysis of water is mixed with the fuel gas, in particular methane 14, and/or the air 9 supplied before it enters the cracking device 1.
  • the arrangement comprises a separating device 10.
  • the separating device 10 separates the molecular, in particular green, hydrogen 7 contained in the output stream 11 of the cracking device 1, in particular completely, from the hydrocarbons contained in the output stream 11.
  • the feed arrangement 2 feeds the molecular, in particular green, hydrogen 7 separated by the separating device 10, in particular completely, to the cracking device 1 as a so-called recycle stream, so that the escape of the molecular hydrogen 7 from the arrangement is essentially prevented or reduced.
  • the molecular, in particular green, hydrogen 7 contained in the output stream 11 of the cracking device 1 is, in particular, completely separated from the hydrocarbons. This hydrogen 7 is then returned to the cracking device 1 .
  • the molecular hydrogen 7 is essentially prevented or reduced from escaping from the arrangement, in particular from the cracking device 1 .
  • the feed arrangement 2 can also discharge at least part of the products produced by the cracking device 1, in particular hydrogen 7, methane and/or fuel oil 13, in particular from the separating device 10, out of the arrangement.
  • the arrangement comprises a reforming device, namely a steam reforming device 12.
  • the reforming device can also be designed as a methane pyrolysis device.
  • the feed arrangement 2 feeds at least part of the output stream 11 from the cracking device 1, in particular at least part of the methane 14 contained in the output stream 11, to the reforming device.
  • the output stream 11 of the cracking device 1, in particular the methane 1 contained in the output stream 11 of the cracking device 1, consists at least partially of the hydrogen 7 produced by the hydrogen production device 3, in particular the so-called green hydrogen.
  • the reforming device is set up to produce hydrogen 7 from methane 14, so that the reforming device produces hydrogen 7, in particular so-called green hydrogen.
  • the output stream 11 of the cracking device 1 is fed to the reforming device of the arrangement.
  • the output stream 11 of the cracking device 1, in particular the methane 14, consists at least partially of the so-called green hydrogen 7 produced by the hydrogen production device 3.
  • green hydrogen 7 is produced in the reforming device.
  • the arrangement comprises a hydrogenation plant 15.
  • the feed arrangement 2 feeds at least part of the output stream 11 of the cracking device 1, which contains in particular hydrocarbons, to the hydrogenation plant 15.
  • the output stream 11 of the cracking device 1 comprises hydrocarbons, which consist at least partially of the hydrogen 7 produced by the hydrogen production device 3, in particular the so-called green hydrogen.
  • the feed arrangement 2 feeds at least part of the hydrogen 7 generated by the reforming device to the hydrogenation plant 15 .
  • the supply arrangement 2 can also supply part of the hydrogen 7 generated by the hydrogen production device 3 to the hydrogenation system 15 . If necessary, the supply arrangement 2 can also discharge at least part of the hydrogen 7 produced by the reforming device as a product of the arrangement.
  • the hydrogenation plant 15 is set up for the hydrogenation of hydrocarbons.
  • the hydrogenation plant 15 produces hydrocarbons, the hydrocarbons produced consisting at least partially of the hydrogen 7 produced by the hydrogen production device 3 , in particular the so-called green hydrogen.
  • the hydrocarbons produced by the hydrogenation plant 15 consist of more, in particular green, hydrogen 7 than the hydrocarbons fed to the hydrogenation plant 15 .
  • the separating device 10 separates the molecular, in particular green, hydrogen 7 contained in the output stream 11 of the hydrogenation plant 15, in particular completely, from the hydrocarbons contained in the output stream 11 of the hydrogenation plant.
  • the feed arrangement 2 feeds the molecular, in particular green, hydrogen 7 separated by the separating device 10, in particular completely, to the hydrogenation plant 15 as a so-called recycle stream, so that any escape of the molecular hydrogen 7 from the arrangement, in particular the hydrogenation plant 15, is essentially prevented or is reduced.
  • the separation device 10 the molecular, in particular green, hydrogen 7 contained in the output stream 11 of the hydrogenation plant 15 is separated, in particular completely, from the hydrocarbons. This hydrogen 7 is then returned to the hydrogenation plant 15 .
  • the molecular hydrogen 7 is essentially prevented or reduced from escaping from the arrangement, in particular from the hydrogenation plant 15 .
  • the hydrocarbons produced by the hydrogenation plant 15 and/or cracking device 1 can be removed from the feed arrangement 2 as product 16 .
  • the hydrogenation plant 15 At least part of the output stream 11 of the cracking device 1 and at least part of the hydrogen 7 produced by the hydrogen production device 3 and/or by the reforming device is fed to the hydrogenation plant 15 of the arrangement.
  • the output stream 11 of the cracking device 1 consists at least partly of the so-called green hydrogen 7 .
  • the hydrogenation plant 15 thus produces hydrocarbons which at least partly consist of so-called green hydrogen 7 .
  • the hydrocarbons produced by the hydrogenation plant 15 consist of more, in particular green, hydrogen 7 than the hydrocarbons fed to the hydrogenation plant 15 .
  • the arrangement comprises a metathesis system 17.
  • the feed arrangement 2 feeds at least part of the output stream 11 of the cracking device 1, which contains in particular hydrocarbons, to the metathesis plant 17.
  • the output stream 11 of the cracking device 1 consists at least partially of the hydrogen produced by the hydrogen production device 3, in particular the so-called green hydrogen 7.
  • the metathesis unit 17 is set up to convert four-carbon hydrocarbons and ethene to three-carbon hydrocarbons, particularly n-butene and ethene to propene.
  • the metathesis plant 17 produces hydrocarbons with three carbon atoms, in particular propene, ago, the hydrocarbons produced with three carbon atoms at least partially from the
  • Hydrogen production device 3 produced, in particular the so-called green, hydrogen 7 exist.
  • the hydrocarbons produced by the metathesis plant 17 can be discharged from the feed arrangement 2 as a product 16 .
  • the products 16, in particular C2H6, C3H8 and/or so-called hydrogenated C4S can be fed at least partially to the cracking device 1.
  • the cracking device 1 comprises at least one splitting device, a so-called splitting coil.
  • the feed arrangement 2 feeds hydrocarbons, hydrogen 7 and/or water to the splitting device.
  • the temperature of the hydrogen 7 supplied, the feed stream 5 and/or the water supplied is in the range from 600° C. to 650° C. inclusive.
  • the temperature of the cracking device 1, in particular in the outlet region of the cracking device is in the range from 750° C. to 900° C. inclusive.
  • the pressure of the cracking device 1, in particular in the outlet region of the cracking device is in the range of 1.2 bar up to and including 3 bar.
  • the process steam to hydrocarbon ratio, in particular in the cracking device 1, is according to this embodiment in the range 0.3 kg/kg up to and including 0.8 kg/kg.
  • the feed stream 5 of the cracker 1 comprises naphtha or ethane.
  • the cracking device 1 is operated essentially without a catalyst.
  • the arrangement is part of a refinery.
  • the feed arrangement 2 carries the products 16, in particular hydrogen 7, methane 14 and/or fuel oil 13, from. If necessary, the hydrogen 7 is fed back to the cracking device 1 . If necessary, the methane 14 is fed to the cracking device 1 as heating gas.
  • the amount of molecular hydrogen 7, which the arrangement, in particular the cracking device 1, is fed according to this embodiment is adjusted such that the amount of hydrogen in the feed stream 5 and the amount of molecular hydrogen 7 fed in, the amount of hydrogen 7 in the output stream 11 of the Arrangement, in particular the cracking device 1 corresponds.
  • the amount of molecular hydrogen 7 fed to the arrangement, in particular the cracking device 1 is adjusted such that the amount of hydrogen in the hydrocarbons fed to the cracking device 1, and the amount of molecular hydrogen 7 fed to the cracking device 1 corresponds to the amount of hydrogen 7 of the hydrocarbons in the output stream 11 of the arrangement, in particular the cracking device 1, corresponds.
  • the feed arrangement 2 at least partially feeds the output stream 11 back, in particular the various products 16, to the cracking device if, in particular, the steam reforming device 12, hydrogenation plant 15 and/or metathesis plant 17 are not functional and/or are not available.
  • the feed arrangement 2 can comprise shut-off devices and/or valve devices in order to prevent the feed stream, the output stream and/or the further mass flows in the arrangement of the cracking device 1 , the hydrogen production device 3 , the separation device 10 , the steam reforming device 12 , the hydrogenation plant 15 and/or or to feed and/or feed the metathesis system 17 .
  • This configuration can be provided in all embodiments. With this exemplary configuration, the effects of the present invention can be obtained.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung, eine Raffinerie und ein Verfahren zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen, wobei die Anordnung eine Crackvorrichtung (1) und eine Zuführanordnung (2) umfasst, wobei die Zuführanordnung (2) der Crackvorrichtung (1 ) einen Einsatzstrom (5), welcher Kohlenwasserstoffe enthält, und Dampf (6) zuführt, wobei die Crackvorrichtung (1) zum Steamcracken der Kohlenwasserstoffe eingerichtet ist, wobei die Anordnung eine Wasserstoffherstellvorrichtung (3), insbesondere einen Elektrolyseur für die Wasserelektrolyse und/oder eine Reformierungsvorrichtung, bevorzugt eine Dampfreformierungsvorrichtung (12) oder eine Methanpyrolysevorrichtung, umfasst, wobei die Wasserstoffherstellvorrichtung (3) zur Herstellung von, insbesondere sogenanntem grünen, Wasserstoff (7) eingerichtet ist, wobei die Zuführanordnung (2) mindestens einen Teil des von der Wasserstoffherstellvorrichtung (3) hergestellten Wasserstoffs (7), insbesondere sogenannten grünen Wasserstoff (7) der Crackvorrichtung (1) zuführt, wobei die Crackvorrichtung (1) Kohlenwasserstoffe herstellt, und wobei die hergestellten Kohlenwasserstoffe mindestens teilweise aus dem von der Wasserstoffherstellvorrichtung (3) hergestellten, insbesondere dem sogenannten grünen, Wasserstoff (7) bestehen.

Description

Anordnung, Raffinerie und Verfahren zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen
Die Erfindung betrifft eine Anordnung, eine Raffinerie und ein Verfahren gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Anordnungen zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen bekannt. Beispielsweise sind Anordnungen bekannt, bei denen lediglich Kohlenwasserstoffe und Dampf einem Steamcracker zugeführt werden. Nachteilig an diesen herkömmlichen Verfahren ist aber, dass dadurch einerseits lediglich herkömmliche Kohlenwasserstoffe herstellbar sind. Andererseits emittieren solche herkömmlichen Steamcracker viel Kohlendioxid, sodass diese signifikant zur weltweiten CO2-Produktion beitragen.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung, eine Raffinerie und ein Verfahren zur Erhöhung der Effizienz und der Umweltfreundlichkeit von Crackvorrichtungen, insbesondere Steamcracker, zu schaffen. Unter anderem ist es Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung, eine Raffinerie und ein Verfahren zu schaffen, mit welchen die feuertechnischen Emissionen, wie insbesondere die Kohlendioxid- Stickoxid- und/oder Staub-Emissionen, der Crackvorrichtung gesenkt und die Wirtschaftlichkeit der Crackvorrichtung erhöht werden. Die erfindungsgemäße Aufgabe wird insbesondere durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine Anordnung zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen umfassend eine Crackvorrichtung, insbesondere einen Steamcracker, und mindestens eine Zuführanordnung.
Die Zuführanordnung führt der Crackvorrichtung bevorzugt einen Einsatzstrom, welcher Kohlenwasserstoffe enthält, und Dampf zu.
Die Crackvorrichtung ist bevorzugt zum Steamcracken der Kohlenwasserstoffe eingerichtet.
Die Crackvorrichtung ist bevorzugt zur Umwandlung von längerkettigen Kohlenwasserstoffen mit Dampf zu kurzkettigen Kohlenwasserstoffen eingerichtet.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Anordnung eine Wasserstoffherstellvorrichtung umfasst.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Wasserstoffherstellvorrichtung als Elektrolyseur für die Wasserelektrolyse und/oder als Reformierungsvorrichtung, insbesondere als Dampfreformierungsvorrichtung oder als Methanpyrolysevorrichtung, ausgebildet ist.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Wasserstoffherstellvorrichtung zur Herstellung von, insbesondere sogenanntem grünen, Wasserstoff eingerichtet ist.
Insbesondere können die in der Crackvorrichtung entstehenden Emissionen pro Tonne hergestelltem Ethen und/oder hergestellten HVC durch die Zuführung von, insbesondere sogenannten grünem, Wasserstoff in die Crackvorrichtung niedriger sein als bei einer Crackvorrichtung ohne Zuführung von Wasserstoff. Unter Emissionen können im Rahmen der vorliegenden Erfindung Kohlendioxid, Stickoxide und/oder Staub verstanden werden. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Zuführanordnung mindestens einen Teil des von der Wasserstoffherstellvorrichtung hergestellten Wasserstoffs, insbesondere sogenannten grünen Wasserstoffs, der Crackvorrichtung zuführt.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Crackvorrichtung Kohlenwasserstoffe herstellt.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die hergestellten Kohlenwasserstoffe mindestens teilweise aus dem von der Wasserstoffherstellvorrichtung hergestellten, insbesondere dem sogenannten grünen, Wasserstoff bestehen.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die hergestellten Kohlenwasserstoffe mindestens teilweise den von der Wasserstoffherstellvorrichtung hergestellten, insbesondere den sogenannten grünen, Wasserstoff aufweisen.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Herstellung von, insbesondere grünen, Kohlenwasserstoffen, welche zumindest teilweise aus grünem Wasserstoff bestehen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter einer Crackvorrichtung, insbesondere unter einem Steamcracker, eine herkömmliche Crackvorrichtung, insbesondere ein herkömmlicher Steamcracker, verstanden werden. Beim sogenannten Steamcracken und/oder Dampfspalten kann es sich um ein herkömmliches Verfahren der Petrochemie handeln. Beim Steamcracken werden gegebenenfalls durch thermisches Cracken längerkettige Kohlenwasserstoffe, insbesondere Naphtha, Propan, Butan, Ethan, Gasöl und/oder Hydrowax, in Gegenwart von Wasserdampf in kurzkettige Kohlenwasserstoffe umgewandelt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter grünem Wasserstoff Wasserstoff verstanden werden, welcher durch den Einsatz von erneuerbaren Energien, wie insbesondere Solarenergie, Bioenergie, Wasserkraft und/oder Windenergie, erzeugt wird. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter grünem Wasserstoff gegebenenfalls auch jener Wasserstoff verstanden werden, dessen Zugabe zum Einsatz in die Crackvomchtung dazu führt, dass die Emissionen, insbesondere von Kohlendioxid, sogenanntem CO2, Stickoxiden, sogenannten NOx, und/oder Staub, und dergleichen, pro Tonne produzierter High Value Chemicals, sogenannter HVC, und/oder Ethen sinken. Das heißt gegebenenfalls, dass durch die Zuführung von grünem Wasserstoff in die Crackvomchtung die entstehenden Emissionen pro Tonne produzierter HVC und/oder Ethen gegenüber herkömmlichen Herstellungsverfahren reduziert werden können.
Sogenannter grüner Wasserstoff kann gegebenenfalls CO2-neutral bezogen werden, sodass insbesondere die Gesamteffizienz der Anordnung, insbesondere der Crackvorrichtung, steigerbar ist.
In der Regel ist es gegebenenfalls in herkömmlichen Raffinerien üblich, dass mehr Wasserstoff produziert wird als benötigt. Dadurch wird gegebenenfalls sichergestellt, dass alle herkömmlichen Wasserstoff-Verbraucher einer Raffinerie, wie insbesondere Hydrierungsanlagen, ausreichend versorgt werden können.
Die Überproduktion an Wasserstoff wird in einer herkömmlichen Raffinerie gegebenenfalls abgefackelt und/oder thermisch verwertet. Insbesondere kann dieser, insbesondere zu viel produzierte, Wasserstoff dem Einsatz der Crackvorrichtung zugegeben werden, wodurch gegebenenfalls die Emissionen pro Tonne Ethen bzw. HVC maßgebend reduzierbar sind.
Daher kann im Rahmen der Erfindung gegebenenfalls unter sogenanntem grünem Wasserstoff auch dieser Wasserstoff verstanden werden. Mit anderen Worten ist gegebenenfalls Wasserstoff im Rahmen dieser Erfindung unabhängig seitens der Herstellung als grün zu werten, solange der Wasserstoff ausreichend emissionsneutral bezogen werden kann.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter, insbesondere dem sogenannten grünen, Wasserstoff molekularer Wasserstoff, nämlich H2, verstanden werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können unter grünen und/oder nachhaltig hergestellten Kohlenwasserstoffen, Kohlenwasserstoffe verstanden werden, welche zumindest teilweise aus sogenanntem grünem Wasserstoff gebildet sind und/oder welche zumindest teilweise aus sogenanntem grünem Wasserstoff bestehen und/oder welche zumindest teilweise sogenannten grünen Wasserstoff umfassen.
Gegebenenfalls kann der Crackvorrichtung auch zumindest teilweise herkömmlicher Wasserstoff, nämlich H2, zugeführt werden. Unter herkömmlichen Wasserstoff kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung gegebenenfalls Wasserstoff verstanden werden, welcher nicht unter Einsatz von erneuerbaren Energiequellen erzeugt wird.
Insbesondere kann unter herkömmlichem Wasserstoff im Rahmen der vorliegenden Erfindung gegebenenfalls Wasserstoff verstanden werden, dessen Zugabe zum Einsatz in die Crackvorrichtung nicht dazu führt, dass die Emissionen, insbesondere an CO2 NOx und/oder Staub und dergleichen, pro t produzierter HVC bzw Ethen sinken. Mit anderen Worten kann unter sogenanntem herkömmlichem Wasserstoff jener verstanden werden, welcher nicht CO2-neutral bezogen wird, sodass die Gesamteffizienz der Anordnung, insbesondere der Crackvorrichtung, gegebenenfalls nicht steigerbar ist.
Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass bei den hergestellten Kohlenwasserstoffen der sogenannte grüne Wasserstoff mit den Kohlenstoffatomen verbunden ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der molekulare, insbesondere sogenannte grüne, Wasserstoff mit dem Einsatzstrom, insbesondere mit den Kohlenwasserstoffen, welche der Crackvorrichtung zugeführt werden, vermischt wird.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der molekulare, insbesondere sogenannte grüne, Wasserstoff mit dem Dampf, welcher der Crackvorrichtung zugeführt wird, vermischt wird. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Einsatzstrom gegebenenfalls Kohlenwasserstoffe, welche der Crackvorrichtung, insbesondere dem Steamcracker, zugeführt werden. Insbesondere können die der Crackvorrichtung, insbesondere dem Steamcracker, zugeführten Kohlenwasserstoffe ausschließlich im Einsatzstrom enthalten sein.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter Einsatzstrom ein Massenstrom verstanden werden, welcher der Anordnung, insbesondere der Crackvorrichtung, bevorzugt dem Steamcracker, zugeführt wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter Einsatzstrom ein Massenstrom verstanden werden, welcher in die Anordnung, insbesondere in die Crackvorrichtung, bevorzugt in den Steamcracker, eintritt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter Ausgangsstrom ein Massenstrom verstanden werden, welcher aus der Anordnung, insbesondere aus der Crackvorrichtung, bevorzugt aus dem Steamcracker, abgeführt wird.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter Ausgangsstrom ein Massenstrom verstanden werden, welcher aus der Anordnung, insbesondere aus der Crackvorrichtung, bevorzugt aus dem Steamcracker, austritt.
Gegebenenfalls laufen in der Crackvorrichtung im Wesentlichen die auch bei herkömmlichen Crackvorrichtungen ablaufenden Reaktionen ab. Dadurch ist es gegebenenfalls möglich, den zugeführten Wasserstoff mit den der Crackvorrichtung zugeführten Kohlenwasserstoffen chemisch zu verbinden.
Die Zuführanordnung führt gegebenenfalls den Ausgangsstrom der Crackvorrichtung als Produkt aus der Anordnung ab.
Die Zuführanordnung führt gegebenenfalls mindestens einen Teil des Ausgangsstroms der Crackvorrichtung einer Abtrennvorrichtung zu. Die Zuführanordnung führt gegebenenfalls die in der Abtrennvorrichtung abgetrennten Kohlenwasserstoffe, insbesondere die aus dem Ausgangsstrom der Crackvorrichtung abgetrennten Kohlenwasserstoffe, als Produkt aus der Anordnung ab.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Anordnung Strom aus einer erneuerbaren Energiequelle, insbesondere aus Solarenergie, Bioenergie, Wasserkraft und/oder Windenergie, bezieht.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Wasserstoffherstellvorrichtung Strom, bevorzugt ausschließlich, aus einer erneuerbaren Energiequelle, insbesondere aus Solarenergie, Bioenergie, Wasserkraft und/oder Windenergie, bezieht.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Anordnung eine erneuerbare Energiequelle, insbesondere eine Solarenergienutzungsvorrichtung, eine Bioenergienutzungsvorrichtung, eine Wasserkraftnutzungsvorrichtung und/oder eine Windenergienutzungsvorrichtung, umfasst.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Wasserstoffherstellvorrichtung der Anordnung, bevorzugt ausschließlich, durch die erneuerbare Energiequelle betrieben ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Wasserstoffherstellvorrichtung, insbesondere sogenannten grünen, Wasserstoff herstellt.
Gegebenenfalls laufen in der Wasserstoffherstellvorrichtung im Wesentlichen die auch bei herkömmlichen Wasserstoffherstellvorrichtungen ablaufenden Reaktionen ab. Dadurch ist es gegebenenfalls möglich, Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff mit Hilfe von elektrischem Strom zu zerlegen. Da der elektrische Strom gegebenenfalls aus einer erneuerbaren Energiequelle stammt, ist es möglich, mit der Wasserstoffherstellvorrichtung sogenannten grünen Wasserstoff herzustellen.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Zuführanordnung, insbesondere einem Brennraum, der Crackvorrichtung einen Brennstoff, insbesondere ein Heizgas, bevorzugt Methan, zuführt. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Zuführanordnung zur Verbrennung des Brennstoffes der Crackvorrichtung, insbesondere dem Brennraum der Crackvorrichtung, Sauerstoff und/oder Luft zuführt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der dem Brennraum zugeführte Sauerstoff, insbesondere ausschließlich, von der Wasserstoffherstellvorrichtung hergestellt ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der dem Brennraum zugeführte Sauerstoff, insbesondere ausschließlich, der bei der Elektrolyse von Wasser entstehende Sauerstoff ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der von der Wasserstoffherstellvorrichtung, hergestellte Sauerstoff, insbesondere vor dem Eintritt in die Crackvorrichtung, mit dem Brennstoff und/oder der gegebenenfalls zugeführten Luft vermischt wird.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der bei der Elektrolyse von Wasser hergestellte Sauerstoff, insbesondere vor dem Eintritt in die Crackvorrichtung, mit dem Brennstoff und/oder der gegebenenfalls zugeführten Luft vermischt wird.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Anordnung mindestens eine Abtrennvorrichtung umfasst.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass eine Abtrennvorrichtung den im Ausgangsstrom der Crackvorrichtung enthaltenen molekularen, insbesondere grünen, Wasserstoff, insbesondere vollständig, von den im Ausgangsstrom der Crackvorrichtung enthaltenen Kohlenwasserstoffen abtrennt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Zuführanordnung den von der Abtrennvorrichtung abgetrennten molekularen, insbesondere grünen, Wasserstoff, insbesondere vollständig, der Crackvorrichtung zuführt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass ein Austritt des molekularen Wasserstoffs aus der Anordnung im Wesentlichen verhindert oder verringert ist. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass ein Austritt des molekularen Wasserstoffs aus der Crackvorrichtung im Wesentlichen verhindert oder verringert ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Abtrennvorrichtung den molekularen, insbesondere grünen, Wasserstoff aus dem Ausgangsstrom der Anordnung, insbesondere der Crackvorrichtung, abtrennt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Zuführungsanordnung den abgetrennten molekularen, insbesondere grünen, Wasserstoff der Anordnung, insbesondere der Crackvorrichtung und/oder der Hydrierungsanlage, zuführt.
Durch die Abtrennung und erneute Zuführung des molekularen Wasserstoffs in die Anordnung ist gegebenenfalls ein Austritt des molekularen Wasserstoffs aus der Anordnung, insbesondere der Crackvorrichtung, verhindert oder verringert.
Durch die Anordnung und/oder das Verfahren, insbesondere durch die Zuführung von, insbesondere molekularem, bevorzugt dem sogenannten grünen, Wasserstoff, ist es gegebenenfalls möglich, die Differenz der Enthalpie zwischen dem Einsatzstrom bei Eintritt in die Crackvorrichtung, insbesondere beim Eintritt in die Spaltvorrichtung der Crackvorrichtung, und dem Ausgangsstrom bei Austritt aus der Crackvorrichtung, insbesondere beim Austritt aus der Spaltvorrichtung der Crackvorrichtung zu verringern. Dadurch ist es gegebenenfalls möglich, den Einsatz an Brennstoff, insbesondere an Heizgas, zu reduzieren.
Ferner ist die Crackvorrichtung gegebenenfalls mit einer Heizvorrichtung beheizt, welche durch die oder eine weitere erneuerbare Energiequelle betrieben ist. Die Heizvorrichtung kann insbesondere eine elektrische Widerstandsheizung, eine elektrisch beheizte thermodynamische Strahlungsquelle und/oder ein Infrarotstrahler sein, welche insbesondere durch eine erneuerbare Energiequelle betrieben ist. Dadurch ist es gegebenenfalls möglich, die gleiche Heizleistung mit weniger Emissionen als bei herkömmlichen Crackvorrichtungen zu erzeugen. Mit anderen Worten kann gegebenenfalls die benötigte Heizleistung mit weniger Emissionen als bei herkömmlichen Crackvorrichtungen erzeugt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter Brennstoff ein Heizgas, insbesondere ein brennfähiges Gas wie beispielsweise Methan, verstanden werden. Durch die synergetische Verwendung des von der Wasserstoffherstellvorrichtung hergestellten Sauerstoffs kann gegebenenfalls die Bildung von Stickoxiden in der Crackvorrichtung verringert werden. Mit anderen Worten kann die Menge an benötigter Luft, welche auch Stickstoff umfasst, durch die synergetische Verwendung des hergestellten Sauerstoffs reduziert werden, wodurch die Emissionen sinken.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Anordnung eine Reformierungsvorrichtung, insbesondere eine Dampfreformierungsvorrichtung oder eine Methanpyrolysevorrichtung, umfasst.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Zuführanordnung mindestens einen Teil des Ausgangsstroms der Crackvorrichtung der Reformierungsvorrichtung zuführt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Zuführanordnung mindestens einen Teil des im Ausgangsstrom enthaltenen Methans der Reformierungsvorrichtung zuführt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Ausgangsstrom der Crackvorrichtung, insbesondere die im Ausgangsstrom enthaltenen Kohlenwasserstoffe, mindestens teilweise aus dem von der Wasserstoffherstellvorrichtung hergestellten, insbesondere dem sogenannten grünen, Wasserstoff besteht.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das im Ausgangsstrom der Crackvorrichtung enthaltene Methan mindestens teilweise aus dem von der
Wasserstoffherstellvorrichtung hergestellten, insbesondere dem sogenannten grünen, Wasserstoff besteht.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Reformierungsvorrichtung zur Herstellung von Wasserstoff aus Methan eingerichtet ist. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Reformierungsvorrichtung molekularen, insbesondere sogenannten grünen, Wasserstoff herstellt.
Die Reformierungsvorrichtung ist gegebenenfalls dazu eingerichtet, aus den zugeführten Kohlenwasserstoffen, welche insbesondere den sogenannten grünen Wasserstoff enthalten, molekularen Wasserstoff, insbesondere sogenannten grünen Wasserstoff, herzustellen.
Die Zuführanordnung kann den durch die Reformierungsvorrichtung hergestellten Wasserstoff der Crackvorrichtung, insbesondere dem Steamcracker, zuführen.
Die Zuführanordnung kann den durch die Reformierungsvorrichtung hergestellten Wasserstoff der Hydrierungsanlage zuführen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter einem Teil des Ausgangsstroms der Crackvorrichtung, mindestens ein Teil des Ausgangsstroms aus der Crackvorrichtung und/oder mindestens ein Teil des Ausgangsstroms der der Crackvorrichtung nachgeschalteten Abtrennvorrichtung verstanden werden. Mit anderen Worten ist bevorzugt vorgesehen, dass der Teil des Ausgangsstroms der Crackvorrichtung, welcher der Reformierungsvorrichtung zu geführt wird, insbesondere im Wesentlichen ausschließlich Kohlenwasserstoffe enthält und/oder im Wesentlichen frei von molekularem Wasserstoff ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Anordnung eine Hydrierungsanlage umfasst.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Zuführanordnung mindestens einen Teil des Ausgangsstroms der Crackvorrichtung, welcher insbesondere Kohlenwasserstoffe enthält, der Hydrierungsanlage zuführt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Zuführanordnung mindestens einen Teil des Ausgangsstroms der Abtrennvorrichtung, welcher insbesondere Kohlenwasserstoffe enthält, der Hydrierungsanlage zuführt. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Ausgangsstrom der Crackvorrichtung gegebenenfalls mindestens teilweise aus dem von der Wasserstoffherstellvorrichtung hergestellten, insbesondere dem sogenannten grünen, Wasserstoff besteht. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Kohlenwasserstoffe im Ausgangsstrom der Crackvorrichtung, gegebenenfalls mindestens teilweise aus dem von der Wasserstoffherstellvorrichtung hergestellten, insbesondere dem sogenannten grünen, Wasserstoff bestehen.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Zuführanordnung mindestens einen Teil des von der Wasserstoffherstellvorrichtung und/oder von der Reformierungsvorrichtung erzeugten Wasserstoffs der Hydrierungsanlage zuführt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Hydrierungsanlage zur Hydrierung von Kohlenwasserstoffen eingerichtet ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Hydrierungsanlage Kohlenwasserstoffe herstellt, wobei die hergestellten Kohlenwasserstoffe mindestens teilweise aus dem von der Wasserstoffherstellvorrichtung hergestellten, insbesondere dem sogenannten grünen, Wasserstoff bestehen.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die von der Hydrierungsanlage hergestellten Kohlenwasserstoffe aus mehr, insbesondere grünem, Wasserstoff bestehen, als die der Hydrierungsanlage zugeführten Kohlenwasserstoffe.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter Hydrierung die Addition von Wasserstoff an andere chemische Elemente oder Verbindungen verstanden werden. Insbesondere wird unter Hydrierung im Rahmen der vorliegenden Erfindung die sogenannte selektive Hydrierung von den unerwünschten Kohlenstoff- Kohlenstoffbindungen verstanden.
Die Hydrierungsanlage ist gegebenenfalls dazu eingerichtet, aus dem zugeführten Kohlenwasserstoff, welcher insbesondere den sogenannten grünen Wasserstoff enthält, insbesondere hydrierte, Kohlenwasserstoffe, welche insbesondere sogenannten grünen Wasserstoff enthalten, herzustellen.
Die Zuführanordnung führt gegebenenfalls den Ausgangsstrom der Hydrierungsanlage als Produkt aus der Anordnung ab.
Die Zuführanordnung führt gegebenenfalls mindestens einen Teil des Ausgangsstroms der Hydrierungsanlage einer Abtrennvorrichtung zu.
Die mindestens eine Abtrennvorrichtung kann dazu eingerichtet sein, den molekularen Wasserstoff von den anderen im Ausgangsstrom, insbesondere im Ausgangsstrom der Hydrierungsanlage, enthaltenen Molekülen, insbesondere Kohlenwasserstoffen, im Wesentlichen vollständig abzutrennen.
Die Zuführanordnung führt den abgetrennten molekularen Wasserstoff der Crackvorrichtung und/oder der Hydrierungsanlage als sogenannten Recyclestrom zu.
Die Zuführanordnung führt gegebenenfalls die in der Abtrennvorrichtung abgetrennten Kohlenwasserstoffe, insbesondere die aus dem Ausgangsstrom der Hydrierungsanlage abgetrennten Kohlenwasserstoffe, als Produkt aus der Anordnung ab.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter einem Teil des Ausgangsstroms der Crackvorrichtung mindestens ein Teil des Ausgangsstroms aus der Crackvorrichtung und/oder mindestens ein Teil des Ausgangsstroms der der Crackvorrichtung nachgeschalteten Abtrennvorrichtung verstanden werden. Mit anderen Worten ist bevorzugt vorgesehen, dass der Teil des Ausgangsstroms der Crackvorrichtung, welcher der Hydrierungsanlage zur Hydrierung von Kohlenwasserstoffen, welche mehr als 3 Kohlenstoffatomen umfassen, zugeführt wird insbesondere im Wesentlichen ausschließlich Kohlenwasserstoffe enthält und/oder im Wesentlichen frei von molekularem Wasserstoff ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Anordnung eine Metathese-Anlage umfasst. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Zuführanordnung mindestens einen Teil des Ausgangsstroms der Crackvorrichtung, welcher insbesondere Kohlenwasserstoffe enthält, der Metathese-Anlage zuführt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Ausgangsstrom, insbesondere die im Ausgangsstrom enthaltenen Kohlenwasserstoffe, der Crackvorrichtung mindestens teilweise aus dem von der Wasserstoffherstellvorrichtung hergestellten, insbesondere dem sogenannten grünen, Wasserstoff besteht.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Metathese-Anlage zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen mit vier Kohlenstoffatomen und Ethen zu Kohlenwasserstoffen mit drei Kohlenstoffatomen eingerichtet ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Metathese-Anlage zur Umwandlung von 2- Buten und Ethen zu Propen eingerichtet ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Metathese-Anlage Kohlenwasserstoffe mit drei Kohlenstoffatomen herstellt, wobei die hergestellten Kohlenwasserstoffe mit drei Kohlenstoffatomen mindestens teilweise aus dem von der
Wasserstoffherstellvorrichtung hergestellten, insbesondere dem sogenannten grünen, Wasserstoff bestehen.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Metathese-Anlage Propen herstellt, wobei das hergestellte Propen mindestens teilweise aus dem von der
Wasserstoffherstellvorrichtung hergestellten, insbesondere dem sogenannten grünen, Wasserstoff besteht.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter einem Teil des Ausgangsstroms der Crackvorrichtung mindestens ein Teil des Ausgangsstroms aus der Crackvorrichtung und/oder mindestens ein Teil des Ausgangsstroms der der Crackvorrichtung nachgeschalteten Abtrennvorrichtung verstanden werden. Mit anderen Worten ist bevorzugt vorgesehen, dass der Teil des Ausgangsstroms der Crackvorrichtung, welcher der Metathese-Anlage zugeführt wird insbesondere im Wesentlichen ausschließlich Kohlenwasserstoffe enthält und/oder im Wesentlichen frei von molekularem Wasserstoff ist.
Die Zuführanordnung führt gegebenenfalls den Ausgangsstrom der Metathese-Anlage als Produkt aus der Anordnung ab.
Die Zuführanordnung führt gegebenenfalls mindestens einen Teil des Ausgangsstroms der Metathese-Anlage einer Abtrennvorrichtung zu.
Die Zuführanordnung führt gegebenenfalls die in der Abtrennvorrichtung abgetrennten Kohlenwasserstoffe, insbesondere die aus dem Ausgangsstrom der Metathese-Anlage abgetrennten Kohlenwasserstoffe, als Produkt aus der Anordnung ab.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Zuführanordnung der Crackvorrichtung molekularen, insbesondere sogenannten grünen, Wasserstoff, im Bereich von 0,05 Massenanteilen, insbesondere 0,05 wt.%, bis einschließlich 5 Massenanteilen, insbesondere 5 wt.%, insbesondere 0,5 Massenanteilen, insbesondere 0,5 wt.%, bis einschließlich 1 ,5 Massenanteilen, insbesondere 1 ,5 wt.%, bezogen auf den Einsatzstrom der Crackvorrichtung zuführt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Zuführanordnung der Crackvorrichtung molekularen, insbesondere sogenannten grünen, Wasserstoff, im Bereich von 0,05 Massenanteilen, insbesondere 0,05 wt.%, bis einschließlich 5 Massenanteilen, insbesondere 5 wt.%, insbesondere 0,5 Massenanteilen, insbesondere 0,5 wt.%, bis einschließlich 1 ,5 Massenanteilen, insbesondere 1 ,5 wt.%, bezogen auf die Kohlenwasserstoffe im Einsatzstrom der Crackvorrichtung zuführt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Zuführanordnung der Crackvorrichtung molekularen, insbesondere sogenannten grünen, Wasserstoff, im Bereich von 0,05 Massenanteilen, insbesondere 0,05 wt.%, bis einschließlich 5 Massenanteilen, insbesondere 5 wt.%, insbesondere 0,5 Massenanteilen, insbesondere 0,5 wt.%, bis einschließlich 1 ,5 Massenanteilen, insbesondere 1 ,5 wt.%, bezogen auf den sogenannten trockenen Einsatzstrom zuführt. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Zuführanordnung der Hydrierungsanlage molekularen, insbesondere zumindest teilweise sogenannten grünen, Wasserstoff, im Bereich von mehr als 0,5 wt. %, insbesondere 0,5 Massenanteilen, bezogen auf die Kohlenwasserstoffe im Einsatzstrom der Hydrierungsanlage zuführt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter trockenem Einsatzstrom der Einsatzstrom in die Crackvorrichtung verstanden werden, welcher im Wesentlichen frei von Wasser, insbesondere frei von Wasserdampf, ist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter den Massenanteilen der Massenbruch verstanden werden. Mit anderen Worten kann hierbei die Masse einer betrachteten Mischungskomponente auf die Summe der Massen aller Mischungskomponenten bezogen werden, sodass der Massenanteil gegebenenfalls also den relativen Anteil der Masse einer betrachteten Mischungskomponente an der Gesamtmasse des Gemisches angibt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Crackvorrichtung mindestens eine Spaltvorrichtung, einen sogenannten Spaltcoil, umfasst.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Zuführanordnung der Spaltvorrichtung Kohlenwasserstoffe, Wasserstoff und/oder Wasser zuführt.
Der Massenstrom in der Spaltvorrichtung, insbesondere im Spaltrohr, hat am Eingang die sogenannte Coin inlet temperature, abgekürzt mit CIT und am Ausgang die sogenannte Coil outlet temperature, abgekürzt mit COT. Die CIT kann ca. 600°C bis einschließlich 650°C betragen. Die COT kann ca. 750°C bis einschließlich 900°C betragen.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Temperatur des der Spaltvorrichtung, insbesondere dem Spaltrohr, zugeführten Kohlenwasserstoffs, des Wasserstoffs und/oder des Wassers im Bereich von ca. 600°C bis 650 °C liegt. Gegebenenfalls kann die Temperatur des zugeführten Kohlenwasserstoffs, des Wasserstoffs und/oder des Wassers im Eintrittsbereich der Spaltvorrichtung, insbesondere im Eintrittsbereich des Spaltrohres der Spaltvorrichtung, der gegebenenfalls sogenannten Coil inlet temperature, abgekürzt CIT, im Bereich von ca. 600°C bis einschließlich 650 °C liegen.
Im Austrittsbereich kann die Temperatur der abzuführenden Produkte, insbesondere des sogenannten Spaltgases, im Bereich von ca. 750 °C bis einschließlich 900 °C, insbesondere im Bereich von ca. 830 bis einschließlich 870 °C, betragen.
Gegebenenfalls kann die Temperatur der abzuführenden Produkte, insbesondere des sogenannten Spaltgases, im Austrittsbereich der Spaltvorrichtung, insbesondere im Austrittsbereich des Spaltrohres der Spaltvorrichtung, der gegebenenfalls sogenannten Coil outlet temperature, abgekürzt COT, im Bereich von ca. 750 °C bis einschließlich 900 °C, insbesondere im Bereich von ca. 830 bis einschließlich 870 °C, liegen.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Temperatur des zugeführten Kohlenwasserstoffs, des zugeführten Wasserstoffs und/oder des zugeführten Wassers im Bereich von 600°C bis einschließlich 650°C beträgt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Temperatur des abgeführten Kohlenwasserstoffs, des abgeführten Wasserstoffs, und/oder des abgeführten Wassers im Austrittsbereich der Spaltvorrichtung, insbesondere im Austrittsbereich des Spaltrohres; im Bereich von 750°C bis einschließlich 900°C, insbesondere im Bereich von 830°C bis einschließlich 870°C liegt und insbesondere 850°C beträgt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter Spaltvorrichtung, insbesondere unter dem sogenannten Spaltcoil, der bei herkömmlichen Crackvorrichtungen, insbesondere Steamcracker, eingesetzte Reaktor, insbesondere der eingesetzte Rohrreaktor, in welchem das eigentliche Steamcracken stattfindet, verstanden werden.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Temperatur der Crackvorrichtung, insbesondere im Austrittsbereich der Spaltvorrichtung, im Bereich vom 750°C bis einschließlich 900°C liegt. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Druck der Crackvorrichtung, insbesondere im Austrittsbereich der Spaltvorrichtung, bevorzugt im sogenannten Spaltrohraustritt, im Bereich 1 ,2 bar bis einschließlich 3 bar liegt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Verweilzeit in der Crackvorrichtung, insbesondere in der Spaltvorrichtung, bevorzugt im sogenannten Spaltrohr, unter einer Sekunde beträgt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann unter Verweilzeit die Zeitdauer verstanden werden, wie lange der Einsatzstrom, insbesondere die Komponenten des Einsatzstroms, in der Spaltvorrichtung verweilt. In anderen Worten ist die Verweilzeit gegebenenfalls die Zeit, welche der Einsatzstrom, insbesondere die Komponenten des Einsatzstroms, von dem Spaltrohreintritt bis zum Spaltrohraustritt benötigt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Prozessdampf zu Kohlenwasserstoff- Verhältnis, insbesondere in der Crackvorrichtung, im Bereich 0,3 kg/kg bis einschließlich 0,8 kg/kg liegt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Einsatzstrom der Crackvorrichtung Naphtha oder Ethan umfasst.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Crackvorrichtung katalysatorenfrei betrieben ist.
Gegebenenfalls werden zur Hydrierung und/oder zum Hydrocracken Katalysatoren benötigt. Eine Crackvorrichtung, insbesondere die thermische Spaltvorrichtung, bevorzugt das sogenannte thermische Spaltcoil, benötigt zum Steamcracken keinen Katalysator.
Eine Reformierungsvorrichtung, insbesondere eine sogenannte Dampfreformierungsvorrichtung, ein sogenannter Steam Methan Reformer (SMR), kann mindestens eine thermische Spaltvorrichtung aufweisen, welche gegebenenfalls mit einem Katalysator gefüllt ist. Eine Reformierungsvorrichtung spaltet, insbesondere crackt, gegebenenfalls Kohlenwasserstoffe, sogenannte CHs, und Wasser, sogenanntes H2O, in Wasserstoff, sogenanntes H2 und Kohlendioxid, sogenanntes CO2.
Das eingesetzte Methan, sogenanntes CH4, kann bei der Reformierungsvorrichtung zum Teil wiederverwendet bzw. recycelt, insbesondere als Recyclestrom, eingesetzt werden. Gegebenenfalls kann in dem Recyclestrom auch Wasserstoff, sogenanntes H2, enthalten sein.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann sich das Prozessdampf zu Kohlenwasserstoff-Verhältnis aus der Prozessdampfmasse im Verhältnis zur Koh lenwasserstoffm ässe im Eintritt in die Spaltvorrichtung, dem sogenannten Spaltcoil, ergeben. Bei dieser Berechnung wird der Wasserstoff im Eintritt in die Spaltvorrichtung gegebenenfalls nicht berücksichtigt und/oder mitgezählt.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Raffinerie zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen, wobei die Raffinerie eine erfindungsgemäße Anordnung umfasst.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Raffinerie zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen, wobei die Raffinerie durch die erfindungsgemäße Anordnung gebildet ist.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen mit einer Anordnung, wobei, insbesondere sogenannter grüner, Wasserstoff in einer Wasserstoffherstellvorrichtung hergestellt wird.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen mit einer Anordnung, wobei, insbesondere sogenannter grüner, Wasserstoff in einem Elektrolyseur für die Wasserelektrolyse oder einer Reformierungsvorrichtung, bevorzugt einer Dampfreformierungsvorrichtung oder einer Methanpyrolysevorrichtung, hergestellt wird. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass ein Einsatzstrom, welcher Kohlenwasserstoffe enthält, und der hergestellte Wasserstoff einer Crackvorrichtung, insbesondere einem Steamcracker, zugeführt werden.
Insbesondere können die in der Crackvorrichtung entstehenden Emissionen pro Tonne hergestelltem Ethen und/oder hergestellten HVC durch die Zuführung von, insbesondere sogenannten grünem, Wasserstoff in die Crackvorrichtung niedriger sein als bei einer Crackvorrichtung ohne Zuführung von Wasserstoff. Unter Emissionen können im Rahmen der vorliegenden Erfindung Kohlendioxid, Stickoxide und/oder Staub verstanden werden.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Menge an der Crackvorrichtung zugeführten Wasserstoff derart eingestellt wird, dass Emissionen pro Tonne hergestelltem Ethen und/oder hergestellten HVC geringer sind als bei herkömmlichen Crackvorrichtung.
Gegebenenfalls Regelung und/oder Steuerung der Crackvorrichtung, insbesondere der Betriebsparameter der Crackvorrichtung und/oder der Menge an zugeführten Wasserstoff zu der Crackvorrichtung, sodass die Emissionen der Crackvorrichtung pro Tonne hergestelltem Ethen und/oder hergestellten HVC geringer sind als bei herkömmlichen Crackvorrichtung und/oder Crackvorrichtung, welchen kein Wasserstoff zugeführt wird.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass Kohlenwasserstoffe mit der Crackvorrichtung hergestellt werden, wobei die hergestellten Kohlenwasserstoffe mindestens teilweise aus dem hergestellten, insbesondere sogenannten grünen, Wasserstoff bestehen.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Wasserstoffherstellvorrichtung, insbesondere ausschließlich, von einer erneuerbaren Energiequelle, insbesondere von Solarenergie, von Bioenergie, von Wasserkraft und/oder von Windenergie, betrieben wird.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass durch die Wasserstoffherstellvorrichtung Wasserstoff, insbesondere sogenannter grüner Wasserstoff, hergestellt wird. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass, insbesondere in einem Brennraum, der Crackvorrichtung zur Beheizung ein Brennstoff, insbesondere ein Heizgas, und Sauerstoff zugeführt wird.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der der Crackvorrichtung zugeführte Sauerstoff, insbesondere ausschließlich, von der Wasserstoffherstellvorrichtung hergestellt wird und insbesondere der bei der Elektrolyse von Wasser entstehende Sauerstoff ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass mindestens ein Teil des Ausgangsstroms der Crackvorrichtung einer Reformierungsvorrichtung, insbesondere einer Dampfreformierungsvorrichtung oder einer Methanpyrolysevorrichtung, der Anordnung zugeführt wird.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Ausgangsstrom der Crackvorrichtung, insbesondere die im Ausgangsstrom enthaltenen Kohlenwasserstoffe, mindestens teilweise aus dem von der Wasserstoffherstellvorrichtung hergestellten, insbesondere dem sogenannten grünen, Wasserstoff besteht.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass mindestens ein Teil des im Ausgangsstrom enthaltenen Methans einer Reformierungsvorrichtung der Anordnung zugeführt wird.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das Methan, mindestens teilweise aus dem von der Wasserstoffherstellvorrichtung hergestellten, insbesondere dem sogenannten grünen, Wasserstoff besteht.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass durch die Reformierungsvorrichtung, insbesondere sogenannter grüner, Wasserstoff hergestellt wird.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass durch die Reformierungsvorrichtung aus den im Ausgangsstrom der Crackvorrichtung enthaltenen Kohlenwasserstoffe, insbesondere Methan, insbesondere sogenannter grüner, Wasserstoff hergestellt wird. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass mindestens ein Teil des Ausgangsstroms der Crackvomchtung und/oder mindestens ein Teil des von der Wasserstoffherstellvorrichtung und/oder von der Reformierungsvorrichtung erzeugten Wasserstoffs einer Hydrierungsanlage der Anordnung zugeführt werden.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der Ausgangsstrom, insbesondere die im Ausgangsstrom enthaltenen Kohlenwasserstoffe, der Crackvorrichtung insbesondere mindestens teilweise aus dem, insbesondere sogenannten grünen, Wasserstoff besteht.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass durch die Hydrierungsanlage Kohlenwasserstoffe hergestellt werden.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass durch die Hydrierungsanlage aus den im Ausgangsstrom der Crackvorrichtung enthaltenen Kohlenwasserstoffen Kohlenwasserstoffe hergestellt werden.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die mit der Hydrierungsanlage hergestellten Kohlenwasserstoffe mindestens teilweise aus, insbesondere sogenanntem grünen, Wasserstoff bestehen.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die von der Hydrierungsanlage hergestellten Kohlenwasserstoffe aus mehr, insbesondere grünem, Wasserstoff bestehen, als die der Hydrierungsanlage zugeführten Kohlenwasserstoffe.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der im Ausgangsstrom der Crackvomchtung und/oder der Hydrierungsanlage enthaltene, insbesondere grüne, molekulare Wasserstoff, insbesondere vollständig, von den Kohlenwasserstoffen abgetrennt und der Crackvorrichtung und/oder der Hydrierungsanlage zugeführt wird.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass ein Austritt des molekularen Wasserstoffs aus der Anordnung, insbesondere der Crackvorrichtung, im Wesentlichen verhindert oder verringert wird. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der, insbesondere sogenannte grüne, Wasserstoff in einer Abtrennvorrichtung von den Kohlenwasserstoffen abgetrennt wird.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass der abgetrennte molekulare, insbesondere grüne, Wasserstoff der Anordnung, insbesondere der Crackvorrichtung und/oder der Hydrierungsanlage, zugeführt wird.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Menge an molekularem Wasserstoff, welche der Anordnung, insbesondere der Crackvorrichtung, zugeführt wird, derart eingestellt wird, dass die Wasserstoffmenge im Einsatzstrom und die zugeführte Menge an molekularem Wasserstoff, der Menge an Wasserstoff im Ausgangsstrom der Anordnung, insbesondere der Crackvorrichtung, entspricht.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Menge an molekularem Wasserstoff, welche der Anordnung, insbesondere der Crackvorrichtung, zugeführt wird, derart eingestellt wird, dass die Wasserstoffmenge der der Crackvorrichtung zugeführten Kohlenwasserstoffe, und die der Crackvorrichtung zugeführte Menge an molekularem Wasserstoff, der Menge an Wasserstoff der Kohlenwasserstoffe im Ausgangsstrom der Anordnung, insbesondere der Crackvorrichtung, entspricht.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Menge an molekularem Wasserstoff, welche durch die Wasserstoffherstellvorrichtung der Crackvorrichtung zugeführt wird, derart eingestellt wird, dass die Wasserstoffmenge im Einsatzstrom der Crackvorrichtung und die zugeführte Menge an molekularem Wasserstoff der Menge an Wasserstoff im Ausgangsstrom der Anordnung entspricht.
Gegebenenfalls wird die Menge an, insbesondere molekularem, Wasserstoff, welche der Anordnung, insbesondere der Crackvorrichtung, zugeführt wird, so gewählt oder eingestellt, und/oder die Anordnung, insbesondere die Crackvorrichtung, derart betrieben, dass die Menge des, insbesondere molekularen, Wasserstoffs derjenigen entspricht, die aus der Anordnung, insbesondere aus der Crackvorrichtung, der Abtrennvorrichtung und/oder der Dampfreformierungsvorrichtung, abgeführt wird. Diese Betriebsweise kann gegebenenfalls vorteilhaft sein, wenn zum Beispiel die Wasserstoffherstellvorrichtung und/oder ein anderer Wasserstofferzeuger nicht zur Verfügung steht und/oder wenn man die Wasserstoffbilanz der Raffinerie nicht beeinflussen will.
Gegebenenfalls wird die Menge an, insbesondere molekularem, Wasserstoff, welche der Anordnung, insbesondere der Crackvorrichtung, zugeführt wird, so gewählt oder eingestellt, und/oder die Anordnung, insbesondere die Crackvorrichtung derart betrieben, dass die aus der Anordnung, insbesondere der Crackvorrichtung, abgeführte Menge an, insbesondere molekularem, Wasserstoff im Wesentlichen null ist.
In diesem Fall kann gegebenenfalls der zugeführte sogenannte grüne Wasserstoff in den abgeführten Kohlenwasserstoffen enthalten sein und/oder in die Kohlenwasserstoffe eingebaut werden.
Das heißt, dass die aus der Anordnung abgeführte Menge an, insbesondere molekularem, Wasserstoff gegebenenfalls gleich groß, größer oder kleiner als die der zugeführten Wasserstoffmenge oder Null sein kann.
Wenn die abgeführte Menge an, insbesondere molekularem, Wasserstoff null ist, ist gegebenenfalls der zugeführte sogenannte grüne Wasserstoff in den abgeführten Kohlenwasserstoffe enthalten.
Wenn die abgeführte Wasserstoffmenge gleich der zugeführten Menge an, insbesondere molekularem, Wasserstoff ist, ist das Verfahren gegebenenfalls wasserstoffneutral. Das heißt gegebenenfalls, dass die Anordnung, die Crackvorrichtung und/oder das Verfahren, den Rest der Raffinerie in Bezug auf die Wasserstoff-Bilanz nicht beeinflusst.
Wenn die abgeführte Menge an, insbesondere molekularem, Wasserstoff größer oder gleich der zugeführten Menge an, insbesondere molekularem, Wasserstoff ist, braucht man gegebenenfalls keine Wasserstoffquelle mehr. Falls die Wasserstoffquelle gegebenenfalls temporär nicht verfügbar ist, kann man so trotzdem noch Wasserstoff dem Einsatz beigeben.
Ferner kann die Zugabe von Wasserstoff die Bildung von Methan in der Crackvorrichtung erhöhen. Aus Methan kann mit der Reformierungsvorrichtung, insbesondere mit der Methanpyrolyse, insbesondere sogenannter grüner, Wasserstoff hergestellt werden.
Gegebenenfalls wird die zugeführte Menge an, insbesondere molekularem, Wasserstoff so gewählt oder eingestellt, und/oder die Anordnung, insbesondere die Crackvorrichtung, derart betrieben, dass im Wesentlichen kein Methan die Anordnung, insbesondere die Crackvorrichtung, verlässt. Das heißt, dass gegebenenfalls das in der Anordnung entstehende und/oder von außen zugeführte Methan in der Anordnung umgesetzt werden kann. Insbesondere kann das Methan zur Wasserstoffherstellung und/oder als Heizgas verwendet werden.
Gegebenenfalls wird die zugeführte Menge an, insbesondere molekularem, Wasserstoff so gewählt oder eingestellt, und/oder die Anordnung, insbesondere die Crackvorrichtung, derart betrieben, dass kein Methan, insbesondere von außen, in die Anordnung, insbesondere die Crackvorrichtung, eingebracht wird. Das heißt gegebenenfalls, dass das in der Anordnung entstehende und benötigte Methan in der Anordnung erzeugt und/oder umgesetzt werden kann. Insbesondere kann das Methan zur Wasserstoffherstellung und/oder als Heizgas verwendet werden.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Anordnung des Verfahrens erfindungsgemäß ausgebildet ist.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen an einer erfindungsgemäßen Anordnung ausgeführt wird.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Verfahrensschritte des Verfahrens wie zuvor beschrieben aufeinander folgen. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die angegebene semantische Reihenfolge der Verfahrensschritte nicht der chronologischen Reihenfolge entspricht.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung und/oder mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Nachhaltigkeit von der Crackvorrichtung, insbesondere von dem Steamcracker, erhöht werden, da unter anderem die benötigte Energiemenge in der Crackvorrichtung sinkt.
Dies ergibt sich gegebenenfalls dadurch, da die Wasserstoffzugabe die benötigte Enthalpiedifferenz zwischen einem Punkt am Eintritt in die Spaltvorrichtung, insbesondere dem sogenannten Spaltrohreintritt, und einem Punkt am Austritt der Spaltvorrichtung, insbesondere dem sogenannten Spaltrohraustritt gegebenenfalls verringert. Infolgedessen wird gegebenenfalls weniger Heizgas benötigt und weniger Emissionen entstehen.
Die Verringerung der benötigten Energiemenge bzw. Emissionen in der Crackvorrichtung kann durch die Zugabe von Sauerstoff zur für die Verbrennung zugeführten Luft zusätzlich gesteigert werden, da durch die Sauerstoffzugabe gegebenenfalls der aufzuheizende Luftmassenstrom reduzierbar ist.
Die benötigte Heizleistung kann gegebenenfalls zwischen einem Punkt am Eintritt in die Spaltvorrichtung, insbesondere dem sogenannten Spaltrohreintritt, und einem Punkt am Austritt der Spaltvorrichtung, insbesondere dem sogenannten Spaltrohraustritt, zusätzlich durch das Einbringen von mittels Elektrizität erzeugter Wärme, insbesondere elektrischer Heizleistung, gesenkt werden.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung und/oder mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Nachhaltigkeit von der Crackvorrichtung, insbesondere von dem Steamcracker, erhöht werden, da unter anderem die benötigte Wärmestrom dichte durch die Rohrwand der Spaltvorrichtung der Crackvorrichtung reduziert ist.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung und/oder mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Nachhaltigkeit von der Crackvorrichtung, insbesondere von dem Steamcracker, erhöht werden, da unter anderem die Oberflächentemperatur der Spaltvorrichtung der Crackvorrichtung reduziert ist.
Mit anderen Worten ist es gegebenenfalls möglich, die Crackvorrichtung thermisch zu entlasten und/oder den feuerungstechnischen Wirkungsgrad zu erhöhen, obwohl der Einsatzstrom, insbesondere durch die Wasserstoffzugabe, erhöht ist.
Dadurch ist es gegebenenfalls möglich, die Lebensdauer und/oder die Verfügbarkeit der Crackvorrichtung und insbesondere der Spaltvorrichtung bei gleichbleibender Ausbeute, insbesondere der Ausbeute und/oder Produktionsmenge an Ethen, zu erhöhen, indem insbesondere die Ofenlaufzeit pro Entkokungszyklus verlängert werden kann. Mit anderen Worten kann durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Anordnung und/oder durch das erfindungsgemäße Verfahren gegebenenfalls die Einsatzdauer der Crackvorrichtung erhöht werden. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Zeitpunkte, wann eine Entkokung der Crackvorrichtung notwendig ist, zeitlich weiter auseinander liegen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können unter Ausbeute die Produkte, also insbesondere die Massenanteile der Kohlenwasserstoffe, sogenannter CHs, und/oder den Kohlenwasserstoffgemischen, sogenannter CH-Gemische, bezogen auf den Einsatzstrom verstanden werden.
Mit anderen Worten können bei der erfindungsgemäßen Anordnung oder durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt die feuertechnischen Emissionen, insbesondere der CO2 Ausstoß gesenkt, der Energieaufwand pro Tonne High Value Chemicals (HVC) und die Herstellung von grünen HVCs bei der Crackvorrichtung, insbesondere bei dem Steamcracker, erhöht werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können unter HVCs insbesondere Ethylen, Propylen, 1 ,3-Butadien, Benzol, Toluol und/oder gemischte Xylole verstanden werden.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann sowohl bestehende als auch zukünftige Crackvorrichtungen, insbesondere Steamcracker, umfassen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl auf bestehende als auch zukünftige Crackvorrichtungen, insbesondere Steamcracker, angewendet werden.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass, insbesondere molekularer und/oder sogenannter grüner, Wasserstoff der Crackvorrichtung, insbesondere dem Steamcracker, zugeführt wird.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung und/oder mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es gegebenenfalls möglich, die Kohlenstoffdioxid-Emissionen, insbesondere den sogenannten CO2 footprint, pro Tonne Ethen im Ausgangsstrom der Crackvorrichtung zu reduzieren.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung und/oder mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es gegebenenfalls möglich, die Kohlenstoffdioxid-Emissionen, insbesondere den sogenannten CO2 footprint, pro Tonne High Value Chemicals im Ausgangsstrom der Crackvorrichtung zu reduzieren.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung und/oder mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere durch die Zuführung von, insbesondere molekularem und sogenanntem grünen, Wasserstoff ist es gegebenenfalls möglich, mit der Crackvorrichtung, insbesondere dem Steamcracker, Kohlenwasserstoffe zu erzeugen, welche zumindest teilweise aus dem insbesondere grünen, Wasserstoff bestehen oder zumindest teilweise aus dem insbesondere grünen, Wasserstoff gebildet sind.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung und/oder mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, ist es gegebenenfalls möglich, die Wirtschaftlichkeit der Crackvorrichtung, insbesondere des Steamcrackers, zu erhöhen.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung und/oder mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere durch die Zuführung von, insbesondere molekularem und sogenanntem grünen, Wasserstoff ist es gegebenenfalls möglich, den Anteil von Methan und/oder Ethen im Ausgangsstrom der Crackvorrichtung zu erhöhen. Durch die erfindungsgemäße Anordnung und/oder mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere durch die Zuführung von, insbesondere molekularem und sogenanntem grünen, Wasserstoff, ist es gegebenenfalls möglich, den Anteil von 1 ,3- Butadien, Benzol und/oder den Rückstand, insbesondere Heizöl und/oder sogenannten Pyrolyse-Benzin-Rückstand, im Ausgangsstrom der Crackvorrichtung zu reduzieren und gegebenenfalls gleichzeitig die Produktionsmenge von Ethen zu erhöhen.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung und/oder mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere durch die Zuführung von, insbesondere molekularem und sogenanntem grünen, Wasserstoff ist es gegebenenfalls möglich, die Ausbeute im Ausgangsstrom der Crackvorrichtung einzustellen.
Der Erfinder führt hierzu aus, dass entsprechend der Gibbs-Energie bzw. der Gibbsschen Phasenregel es pro Einsatz bei einer herkömmlichen Crackvorrichtung nur eine sehr geringe Anzahl an möglichen Kombinationen von Produkten gibt. Bei herkömmlichen Crackvorrichtungen werden zur Vereinfachung in der Regel nicht signifikante Nebenreaktionen wie Verkoken und dergleichen vernachlässigt, wodurch es meist nur zwei Freiheitsgrade pro Einsatzzusammensetzung und/oder zwei Regelgrößen gibt. Daher liegen bei herkömmlichen Crackvorrichtungen gegebenenfalls alle möglichen Produktmischungen einer Einsatzzusammensetzung auf einer „Fläche“. Durch die erfindungsgemäße Anordnung und/oder mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere durch die erfindungsgemäße Zugabe bzw. Zuführung von Wasserstoff zu der Crackvorrichtung, kann man gegebenenfalls die Einsatzzusammensetzung ändern, wodurch gegenüber herkömmlichen Crackvorrichtungen gegebenenfalls ein weiterer Freiheitsgrad und/oder eine weitere Regelgröße hinzukommt. Die durch die erfindungsgemäße Anordnung und/oder mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugbaren Produktmischungen sind daher gegebenenfalls nicht mehr auf diese „Fläche“ limitiert. Im Vergleich zur herkömmlichen Betriebsweise von Crackvorrichtungen, insbesondere von Steamcracker, können bisher nicht mögliche Produktausbeuten erreicht werden. In Folge kann durch die erfindungsgemäße Anordnung und/oder mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der Produkterlös besser optimiert und/oder der Deckungsbeitrag der Crackvorrichtung gesteigert werden. Durch die erfindungsgemäße Anordnung und/oder mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere durch die Zuführung von, insbesondere molekularem und sogenanntem grünen, Wasserstoff ist es gegebenenfalls möglich, die Verkokung in der Crackvorrichtung und/oder die Bildung von sogenannten schweren “Produkten” in der Crackvorrichtung zu verringern.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können unter „schweren Produkten“ Kohlenwasserstoffe mit mehr als fünf Kohlenstoffatomen, insbesondere Benzol, Toluol, Pyrolyse-Benzin und/oder sogenannten Pyrolyse-Benzin-Rückstand, verstanden werden.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung und/oder mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere durch die Zuführung von, insbesondere molekularem und sogenanntem grünen, Wasserstoff ist es gegebenenfalls möglich, die diversen herkömmlichen Limitierungen der Crackvorrichtung, insbesondere eines Steamcrackers, zu umgehen. Die Limitierung kann gegebenenfalls durch die Rohrwandtemperatur, die Verkokungsraten, insbesondere die Verkokungsrate im Spaltrohr und/oder die Verkokungsrate im Quenchkühler, die Drücke und/oder die Feuerungsleistung bedingt sein. Dadurch können gegebenenfalls im Vergleich zu herkömmlichen Crackvorrichtungen höhere Mengen an Produkten, insbesondere höhere Mengen an Ethen, erzeugt werden.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung und/oder dem erfindungsgemäßen Verfahren können gegebenenfalls durch die Steigerung von oder gleicher Ethen-Produktion bei gleichzeitiger Verlängerung der Ofenlaufzeit billigere Einsätze als Einsatzstrom für die Crackvorrichtung verwendet werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können unter billigeren Einsätzen Einsatzströme verstanden werden, welche im Vergleich zu teuren Einsätzen zu weniger HVCs in einer herkömmlichen Crackvorrichtung umsetzbar sind.
Durch die erfindungsgemäße Wasserstoffzugabe zum Einsatz der Crackvorrichtung, insbesondere der Spaltvorrichtung, kann gegebenenfalls die Crackvorrichtung, insbesondere die Spaltvorrichtung, thermisch entlastet und die Produktionskapazität der Crackvorrichtung erhöht werden.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung und/oder dem erfindungsgemäßen Verfahren kann gegebenenfalls ein sogenanntes load balancing zwischen der Wasserstoffherstellvorrichtung und der Crackvorrichtung vorgenommen werden. Mit anderen Worten kann gegebenenfalls die Crackvorrichtung über die Wasserstoffherstellvorrichtung debottlenecked werden.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung und/oder dem erfindungsgemäßen Verfahren kann durch die Wasserstoffzugabe gegebenenfalls bei gleicher Kohlenwasserstoffeinsatzmenge die Ethen-Produktion gesteigert werden, ohne gegebenenfalls die Propen-Produktion zu senken.
Da eine Metathese-Anlage gegebenenfalls aus Ethen Propen erzeugt, ist es somit vorteilhaft, die Ethen-Produktion mittels Wasserstoffzugabe zu steigern, da andere bekannte Methoden zur Steigerung der Ethen-Produktion, insbesondere die Anhebung der Temperatur am Spaltrohraustritt, das sogenannte COT-Anheben, Ethen zwar erhöhen, aber Propen senken, was vergleichsweise kontraproduktiv ist.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung und/oder dem erfindungsgemäßen Verfahren kann gegebenenfalls, wenn Ethan und Wasserstoff im Einsatzstrom zugeführt werden, die Produktion an Ethen gesteigert werden, wenn das nicht umgesetzte Ethan wieder der Crackvorrichtung zugeführt, also insbesondere im sogenannten totalen Recycle geführt wird.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Anordnung mindestens eine Zuführanordnung, insbesondere eine, zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht, neun, zehn oder mehr Zuführanordnungen, umfasst.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die oder eine weitere Zuführanordnung der Crackvorrichtung den Einsatzstrom zuführt. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die oder eine weitere Zuführanordnung der Crackvorrichtung den Brennstoff, insbesondere das Heizgas, den Sauerstoff und/oder die Luft zuführt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die oder eine weitere Zuführanordnung der Crackvorrichtung, insbesondere dem Steamcracker, bevorzugt der Spaltvorrichtung, Kohlenwasserstoffe, Wasserstoff und/oder Wasser zuführt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die oder eine weitere Zuführanordnung der Crackvorrichtung den von der mindestens einen Abtrennvorrichtung abgetrennten molekularen Wasserstoff zuführt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die oder eine weitere Zuführanordnung der Hydrierungsanlage den von der mindestens einen Abtrennvorrichtung abgetrennten molekularen Wasserstoff zuführt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die oder eine weitere Zuführanordnung der Reformierungsvorrichtung, insbesondere der Dampfreformierungsvorrichtung oder der Methanpyrolysevorrichtung, mindestens einen Teil des Ausgangsstroms der Crackvorrichtung, insbesondere das im Ausgangsstrom der Crackvorrichtung enthaltene Methan, zuführt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die oder eine weitere Zuführanordnung der Reformierungsvorrichtung, insbesondere der Dampfreformierungsvorrichtung oder der Methanpyrolysevorrichtung, Methan aus einer externen Quelle, zuführt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die oder eine weitere Zuführanordnung den von der Reformierungsvorrichtung hergestellten molekularen Wasserstoff der Crackvorrichtung und/oder der Hydrierungsanlage zuführt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die oder eine weitere Zuführanordnung der Hydrierungsanlage mindestens einen Teil des Ausgangsstroms der Crackvorrichtung zuführt. Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die oder eine weitere Zuführanordnung der Hydrierungsanlage mindestens einen Teil des von der Wasserstoffherstellvorrichtung und/oder von der Reformierungsvorrichtung hergestellten, insbesondere sogenannten grünen, Wasserstoffs zuführt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die oder eine weitere Zuführanordnung der Metathese-Anlage mindestens einen Teil des Ausgangsstroms der Crackvorrichtung zuführt.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die oder eine weitere Zuführanordnung die Produkte der Anordnung, insbesondere die Produkte der Crackvorrichtung, die Produkte der Hydrierungsanlage und/oder die Produkte der Metathese-Anlage aus der Anordnung abführt.
Weitere erfindungsgemäße Merkmale ergeben sich gegebenenfalls aus den Ansprüchen, der Beschreibung der Ausführungsbeispiele und der Figur.
Die Erfindung wird nun am Beispiel exemplarischer, nicht ausschließlicher und/oder nicht einschränkender Ausführungsbeispiele weiter erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische grafische Darstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung.
Wenn nicht anders angegeben, so entsprechen die Bezugszeichen folgenden Komponenten: Crackvorrichtung 1 , Zuführanordnung 2, Wasserstoffherstellvorrichtung 3, erneuerbare Energiequelle 4, Einsatzstrom 5, Dampf 6, Wasserstoff 7, Sauerstoff s, Luft 9, Abtrennvorrichtung 10, Ausgangsstrom 11 , Dampfreformierungsvorrichtung 12, Heizöl 13, Methan 14, Hydrierungsanlage 15, Produkt 16 und Metathese-Anlage 17.
Fig. 1 zeigt eine schematische grafische Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung, welche zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen eingerichtet und/oder ausgebildet ist. Die Anordnung umfasst eine Crackvorrichtung 1 , nämlich einen Steamcracker, und eine Zuführanordnung 2.
Die Zuführanordnung 2 führt der Crackvorrichtung leinen Einsatzstrom 5, welcher Kohlenwasserstoffe enthält, und Dampf 6 zu.
Die Crackvorrichtung 1 ist zum Steamcracken der Kohlenwasserstoffe eingerichtet und/oder ausgebildet.
Ferner umfasst die Anordnung eine Wasserstoffherstellvorrichtung 3. Gemäß dieser Ausführungsform ist die Wasserstoffherstellvorrichtung 3 als Elektrolyseur für die Wasserelektrolyse ausgebildet. Alternativ kann die Wasserstoffherstellvorrichtung 3 auch als Reformierungsvorrichtung, bevorzugt als Dampfreformierungsvorrichtung 12 oder Methanpyrolysevorrichtung ausgebildet sein.
Die Wasserstoffherstellvorrichtung 3 ist zur Herstellung von, insbesondere sogenanntem grünen, Wasserstoff 7 eingerichtet und/oder ausgebildet.
Die Zuführanordnung 2 führt mindestens einen Teil des von der Wasserstoffherstellvorrichtung 3 hergestellten Wasserstoffs 7, insbesondere sogenannten grünen Wasserstoff 7, der Crackvorrichtung 1 zu. In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann der Crackvorrichtung 1 auch zusätzlich zu dem sogenannten grünen Wasserstoff 7 auch herkömmlicher Wasserstoff 7 zugeführt werden.
Gemäß dieser Ausführungsform führt die Zuführanordnung 2 der Crackvorrichtung 1 molekularen, insbesondere sogenannten grünen, Wasserstoff 7 im Bereich von 0,05 wt.% bis einschließlich 5 wt.% bezogen auf den Einsatzstrom 5 der Crackvorrichtung 1 , insbesondere auf die Kohlenwasserstoffe im Einsatzstrom 5, zu.
Die Crackvorrichtung 1 stellt Kohlenwasserstoffe her, wobei die hergestellten Kohlenwasserstoffe mindestens teilweise aus dem von der Wasserstoffherstellvorrichtung 3 hergestellten, insbesondere dem sogenannten grünen, Wasserstoff 7 bestehen.
Gemäß dieser Ausführungsform laufen in der Crackvorrichtung 1 im Wesentlichen die die auch bei herkömmlichen Crackvorrichtungen 1 ablaufenden Reaktionen ab.
Dadurch ist es möglich, den zugeführten Wasserstoff 7 mit den der Crackvorrichtung 1 zugeführten Kohlenwasserstoffen chemisch zu verbinden.
Gemäß dieser Ausführungsform umfasst die Anordnung eine erneuerbare Energiequelle 4, nämlich eine Solarenergienutzungsvorrichtung. Alternativ kann die Anordnung auch eine Bioenergienutzungsvorrichtung, eine Wasserkraftnutzungsvorrichtung und/oder eine Windenergienutzungsvorrichtung, umfassen.
Die Wasserstoffherstellvorrichtung 3 ist durch die erneuerbare Energiequelle 4, nämlich durch Solarenergie, betrieben. Dadurch stellt die Wasserstoffherstellvorrichtung 3 gemäß dieser Ausführungsform, insbesondere sogenannten grünen, Wasserstoff 7 her.
In der Wasserstoffherstellvorrichtung 3 laufen im Wesentlichen die auch bei herkömmlichen Wasserstoffherstellvorrichtungen 3 ablaufenden Reaktionen ab. Dadurch ist es möglich, Wasser mit Hilfe elektrischen Stromes in Wasserstoff 7 und Sauerstoff 8 zu zerlegen. Da der elektrische Strom aus einer erneuerbaren Energiequelle 4 stammt, ist es möglich, mit der Wasserstoffherstellvorrichtung 3 sogenannten grünen Wasserstoff 7 herzustellen.
Gemäß dieser Ausführungsform führt die Zuführanordnung 2 einem Brennraum der Crackvorrichtung 1 einen Brennstoff, insbesondere ein Heizgas, zu.
Gemäß dieser Ausführungsform führt die Zuführanordnung 2 zur Verbrennung des Heizgases dem Brennraum der Crackvorrichtung 1 Sauerstoff 8 und/oder Luft 9 zu. Der dem Brennraum zugeführte Sauerstoff 8 ist, insbesondere ausschließlich, von der Wasserstoffherstellvorrichtung 3 hergestellt, insbesondere der bei der Elektrolyse von Wasser entstehende Sauerstoff 8.
Gemäß dieser Ausführungsform wird der von der Wasserstoffherstellvorrichtung 3 bei der Elektrolyse von Wasser hergestellte Sauerstoff 8 vor dem Eintritt in die Crackvorrichtung 1 mit dem Heizgas, insbesondere Methan 14, und/oder der zugeführten Luft 9 vermischt.
Gemäß dieser Ausführungsform umfasst die Anordnung eine Abtrennvorrichtung 10. Die Abtrennvorrichtung 10 trennt den im Ausgangsstrom 11 der Crackvorrichtung 1 enthaltenen molekularen, insbesondere grünen, Wasserstoff 7, insbesondere vollständig, von den im Ausgangsstrom 11 enthaltenen Kohlenwasserstoffen ab.
Die Zuführanordnung 2 führt den von der Abtrennvorrichtung 10 abgetrennten molekularen, insbesondere grünen, Wasserstoff 7, insbesondere vollständig, der Crackvorrichtung 1 als sogenannten Recyclestrom zu, sodass gegebenenfalls ein Austritt des molekularen Wasserstoffs 7 aus der Anordnung im Wesentlichen verhindert oder verringert ist.
Mit anderen Worten wird in der Abtrennvorrichtung 10 der im Ausgangsstrom 11 der Crackvorrichtung 1 enthaltene molekulare, insbesondere grüne, Wasserstoff 7, insbesondere vollständig von den Kohlenwasserstoffen abgetrennt. Dieser Wasserstoff 7 wird im Anschluss wieder der Crackvorrichtung 1 zugeführt. Dadurch wird gemäß dieser Ausführungsform ein Austritt des molekularen Wasserstoffs 7 aus der Anordnung, insbesondere der Crackvorrichtung 1 , im Wesentlichen verhindert oder verringert.
Gegebenenfalls kann die Zuführanordnung 2 auch mindestens einen Teil der von der Crackvorrichtung 1 erzeugten Produkte, insbesondere Wasserstoff 7, Methan und/oder Heizöl 13, insbesondere von der Abtrennvorrichtung 10, aus der Anordnung abführen. Gemäß dieser Ausführungsform umfasst die Anordnung eine Reformierungsvorrichtung, nämlich eine Dampfreformierungsvorrichtung 12. Alternativ kann die Reformierungsvorrichtung auch als Methanpyrolysevorrichtung ausgebildet sein.
Die Zuführanordnung 2 führt mindestens einen Teil des Ausgangsstroms 11 der Crackvorrichtung 1 , insbesondere mindestens einen Teil des im Ausgangsstrom 11 enthaltenen Methans 14, der Reformierungsvorrichtung zu.
Der Ausgangsstrom 11 der Crackvorrichtung 1 , insbesondere das im Ausgangsstrom 11 der Crackvorrichtung 1 enthaltene Methan 1 , besteht mindestens teilweise aus dem von der Wasserstoffherstellvorrichtung 3 hergestellten, insbesondere dem sogenannten grünen, Wasserstoff 7.
Die Reformierungsvorrichtung ist zur Herstellung von Wasserstoff 7 aus Methan 14 eingerichtet, sodass die Reformierungsvorrichtung, insbesondere sogenannten grünen, Wasserstoff 7 herstellt.
Mit anderen Worten wird mindestens ein Teil des Ausgangsstroms 11 der Crackvorrichtung 1 , insbesondere mindestens ein Teil des im Ausgangsstrom 11 enthaltenen Methans 14, der Reformierungsvorrichtung der Anordnung zugeführt. Der Ausgangsstrom 11 der Crackvorrichtung 1 , insbesondere das Methan 14, besteht mindestens teilweise aus dem von der Wasserstoffherstellvorrichtung 3 hergestellten, dem sogenannten grünen, Wasserstoff 7. Dadurch wird in der Reformierungsvorrichtung, insbesondere sogenannter grüner, Wasserstoff 7 hergestellt.
Gemäß dieser Ausführungsform umfasst die Anordnung eine Hydrierungsanlage 15.
Die Zuführanordnung 2 führt mindestens einen Teil des Ausgangsstroms 11 der Crackvorrichtung 1 , welcher insbesondere Kohlenwasserstoffe enthält, der Hydrierungsanlage 15 zu. Der Ausgangsstrom 11 der Crackvorrichtung 1 umfasst Kohlenwasserstoffe, welche mindestens teilweise aus dem von der Wasserstoffherstellvorrichtung 3 hergestellten, insbesondere dem sogenannten grünen, Wasserstoff 7 bestehen.
Die Zuführanordnung 2 führt mindestens einen Teil des von der Reformierungsvorrichtung erzeugten Wasserstoffs 7 der Hydrierungsanlage 15 zu. Alternativ kann die Zuführanordnung 2 auch einen Teil des von der Wasserstoffherstellvorrichtung 3 erzeugten Wasserstoffs 7 der Hydrierungsanlage 15 zuführen. Gegebenenfalls kann die Zuführanordnung 2 auch mindestens einen Teil des von der Reformierungsvorrichtung erzeugten Wasserstoffs 7 als Produkt der Anordnung abführen.
Die Hydrierungsanlage 15 ist zur Hydrierung von Kohlenwasserstoffen eingerichtet.
Die Hydrierungsanlage 15 stellt Kohlenwasserstoffe her, wobei die hergestellten Kohlenwasserstoffe mindestens teilweise aus dem von der Wasserstoffherstellvorrichtung 3 hergestellten, insbesondere dem sogenannten grünen, Wasserstoff 7 bestehen.
Ferner bestehen die von der Hydrierungsanlage 15 hergestellten Kohlenwasserstoffe aus mehr, insbesondere grünem, Wasserstoff 7 als die der Hydrierungsanlage 15 zugeführten Kohlenwasserstoffe.
Die Abtrennvorrichtung 10 trennt den im Ausgangsstrom 11 der Hydrierungsanlage 15 enthaltenen molekularen, insbesondere grünen, Wasserstoff 7, insbesondere vollständig, von den im Ausgangsstrom 11 der Hydrierungsanlage enthaltenen Kohlenwasserstoffen ab.
Die Zuführanordnung 2 führt den von der Abtrennvorrichtung 10 abgetrennten molekularen, insbesondere grünen, Wasserstoff 7, insbesondere vollständig, der Hydrierungsanlage 15 als sogenannten Recyclestrom, zu, sodass gegebenenfalls ein Austritt des molekularen Wasserstoffs 7 aus der Anordnung, insbesondere der Hydrierungsanlage 15, im Wesentlichen verhindert oder verringert ist. Mit anderen Worten wird in der Abtrennvorrichtung 10 der im Ausgangsstrom 11 der Hydrierungsanlage 15 enthaltene molekulare, insbesondere grünen, Wasserstoff 7, insbesondere vollständig, von den Kohlenwasserstoffen abgetrennt. Dieser Wasserstoff 7 wird im Anschluss wieder der Hydrierungsanlage 15 zugeführt. Dadurch wird gemäß dieser Ausführungsform ein Austritt des molekularen Wasserstoffs 7 aus der Anordnung, insbesondere der Hydrierungsanlage 15, im Wesentlichen verhindert oder verringert.
Die von der Hydrierungsanlage 15 und/oder Crackvorrichtung 1 hergestellten Kohlenwasserstoffe können als Produkt 16 von der Zuführanordnung 2 abgeführt werden.
Mit anderen Worten wird mindestens ein Teil des Ausgangsstroms 11 der Crackvorrichtung 1 und mindestens ein Teil des von der Wasserstoffherstellvorrichtung 3 und/oder von der Reformierungsvorrichtung erzeugten Wasserstoffs 7 der Hydrierungsanlage 15 der Anordnung zugeführt. Der Ausgangsstrom 11 der Crackvorrichtung 1 besteht mindestens teilweise aus dem, insbesondere sogenannten grünen, Wasserstoff 7. Durch die Hydrierungsanlage 15 werden somit Kohlenwasserstoffe hergestellt, welche mindestens teilweise aus, insbesondere sogenanntem grünen, Wasserstoff 7 bestehen. Gemäß dieser Ausführungsform bestehen die von der Hydrierungsanlage 15 hergestellten Kohlenwasserstoffe aus mehr, insbesondere grünem, Wasserstoff 7, als die der Hydrierungsanlage 15 zugeführten Kohlenwasserstoffe.
Gemäß dieser Ausführungsform umfasst die Anordnung eine Metathese-Anlage 17.
Die Zuführanordnung 2 führt mindestens einen Teil des Ausgangsstroms 11 der Crackvorrichtung 1 , welcher insbesondere Kohlenwasserstoffe enthält, der Metathese- Anlage 17 zu. Der Ausgangsstrom 11 der Crackvorrichtung 1 besteht mindestens teilweise aus dem von der Wasserstoffherstellvorrichtung 3 hergestellten, insbesondere dem sogenannten grünen, Wasserstoff 7.
Die Metathese-Anlage 17 ist zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen mit vier Kohlenstoffatomen und Ethen zu Kohlenwasserstoffen mit drei Kohlenstoffatomen, insbesondere von n-Buten und Ethen zu Propen, eingerichtet.
Die Metathese-Anlage 17 stellt Kohlenwasserstoffe mit drei Kohlenstoffatomen, insbesondere Propen, her, wobei die hergestellten Kohlenwasserstoffe mit drei Kohlenstoffatomen mindestens teilweise aus dem von der
Wasserstoffherstellvorrichtung 3 hergestellten, insbesondere dem sogenannten grünen, Wasserstoff 7 bestehen.
Die von der Metathese-Anlage 17 hergestellten Kohlenwasserstoffe können als Produkt 16 von der Zuführanordnung 2 abgeführt werden.
Gegebenenfalls können die Produkte 16, insbesondere C2H6, C3H8 und/oder sogenannte hydrierte C4S, zumindest teilweise der Crackvorrichtung 1 zugeführt werden.
Gemäß dieser Ausführungsform umfasst die Crackvorrichtung 1 mindestens eine Spaltvorrichtung, einen sogenannten Spaltcoil.
Die Zuführanordnung 2 führt der Spaltvorrichtung Kohlenwasserstoffe, Wasserstoff 7 und/oder Wasser zu.
Die Temperatur des zugeführten Wasserstoffs 7, des Einsatzstrom 5 und/oder des zugeführten Wassers liegt gemäß dieser Ausführungsform im Bereich von 600°C bis einschließlich 650°C.
Die Temperatur der Crackvorrichtung 1 , insbesondere im Austrittsbereich der Spaltvorrichtung, liegt gemäß dieser Ausführungsform im Bereich vom 750°C bis einschließlich 900 °C. Der Druck der Crackvorrichtung 1 , insbesondere im Austrittsbereich der Spaltvorrichtung, liegt gemäß dieser Ausführungsform im Bereich 1 ,2 bar bis einschließlich 3 bar.
Das Prozessdampf zu Kohlenwasserstoff-Verhältnis, insbesondere in der Crackvorrichtung 1 , liegt gemäß dieser Ausführungsform im Bereich 0,3 kg/kg bis einschließlich 0,8 kg/kg.
Der Einsatzstrom 5 der Crackvorrichtung 1 umfasst gemäß dieser Ausführungsform Naphtha oder Ethan.
Die Crackvorrichtung 1 wird gemäß dieser Ausführungsform im Wesentlichen katalysatorenfrei betrieben.
Gemäß dieser Ausführungsform ist die Anordnung ein Teil einer Raffinerie.
Die Zuführanordnung 2 führt die Produkte 16, insbesondere Wasserstoff 7, Methan 14 und/oder Heizöl 13, ab. Gegebenenfalls wird der Wasserstoff 7 der Crackvorrichtung 1 wieder zugeführt. Gegebenenfalls wird das Methan 14 der Crackvorrichtung 1 als Heizgas zugeführt.
In dieser Anordnung wird ein Verfahren zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen durchgeführt, welches folgende Schritte umfasst:
Herstellen von sogenanntem grünen, Wasserstoff 7 in einer Wasserstoffherstellvorrichtung 3.
Zuführen eines Einsatzstroms 5, welcher Kohlenwasserstoffe enthält, und des durch die Wasserstoffherstellvorrichtung 3 hergestellten Wasserstoffs 7 zu einer Crackvorrichtung 1 , nämlich zu einem Steamcracker. Herstellen von Kohlenwasserstoffen mit der Crackvorrichtung 1 , wobei die hergestellten Kohlenwasserstoffe mindestens teilweise aus dem hergestellten, insbesondere sogenannten grünen, Wasserstoff 7 bestehen.
Die Menge an molekularem Wasserstoff 7, welche der Anordnung, insbesondere der Crackvorrichtung 1 , gemäß dieser Ausführungsform zugeführt wird, wird derart eingestellt, dass die Wasserstoffmenge im Einsatzstrom 5 und die zugeführte Menge an molekularem Wasserstoff 7, der Menge an Wasserstoff 7 im Ausgangsstrom 11 der Anordnung, insbesondere der Crackvorrichtung 1 , entspricht.
Alternativ kann die Menge an molekularem Wasserstoff 7, welche der Anordnung, insbesondere der Crackvorrichtung 1 , zugeführt wird, derart eingestellt werden, dass die Wasserstoffmenge der der Crackvorrichtung 1 zugeführten Kohlenwasserstoffe, und die der Crackvorrichtung 1 zugeführte Menge an molekularem Wasserstoff 7 der Menge an Wasserstoff 7 der Kohlenwasserstoffe im Ausgangsstrom 11 der Anordnung, insbesondere der Crackvorrichtung 1 , entspricht.
Gegebenenfalls ist vorgesehen, dass die Zuführanordnung 2 den Ausgangsstrom 11 zumindest teilweise, insbesondere die verschiedenen Produkte 16, der Crackvorrichtung wieder zuführt, wenn insbesondere die Dampfreformierungsvorrichtung 12, Hydrierungsanlage 15 und/oder Metathese-Anlage 17 nicht funktionstüchtig und/oder nicht vorhanden sind.
Die Zuführanordnung 2 kann in allen Ausführungsformen Absperrvorrichtungen und/oder Ventilvorrichtungen umfassen, um den Einsatzstrom, den Ausgangsstrom und/oder die weiteren Massenströme in der Anordnung der Crackvorrichtung 1 , der Wasserstoffherstellvorrichtung 3, der Abtrennvorrichtung 10, der Dampfreformierungsvorrichtung 12, der Hydrierungsanlage 15 und/oder der Metathese- Anlage 17 zu zuführen und/oder zu zuleiten.
Diese Konfiguration kann in allen Ausführungsformen vorgesehen sein. Durch diese beispielhafte Konfiguration können die erfindungsgemäßen Effekte erzielt werden.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten Ausführungsformen, sondern umfasst jegliche Anordnung, Raffinerie und Verfahren gemäß den nachfolgenden Patentansprüchen.

Claims

44 Patentansprüche
1. Anordnung zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen umfassend eine Crackvorrichtung (1 ), nämlich einen Steamcracker, und eine Zuführanordnung (2), wobei die Zuführanordnung (2) der Crackvorrichtung (1 ) einen Einsatzstrom (5), welcher Kohlenwasserstoffe enthält, und Dampf (6) zuführt, und wobei die Crackvorrichtung (1 ) zum Steamcracken der Kohlenwasserstoffe, insbesondere zur Umwandlung von längerkettigen Kohlenwasserstoffen mit Dampf (6) zu kurzkettigen Kohlenwasserstoffen, eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Anordnung eine Wasserstoffherstellvorrichtung (3), insbesondere einen Elektrolyseur für die Wasserelektrolyse und/oder eine Reformierungsvorrichtung, bevorzugt eine Dampfreformierungsvorrichtung (12) oder eine Methanpyrolysevorrichtung, umfasst,
- dass die Wasserstoffherstellvorrichtung (3) zur Herstellung von, insbesondere sogenanntem grünen, Wasserstoff (7) eingerichtet ist,
- dass die Zuführanordnung (2) mindestens einen Teil des von der Wasserstoffherstellvorrichtung (3) hergestellten Wasserstoffs (7), insbesondere sogenannten grünen Wasserstoffs (7), der Crackvorrichtung (1 ) zuführt,
- dass die Crackvorrichtung (1 ) Kohlenwasserstoffe herstellt,
- und dass die hergestellten Kohlenwasserstoffe mindestens teilweise aus dem von der Wasserstoffherstellvorrichtung (3) hergestellten, insbesondere dem sogenannten grünen, Wasserstoff (7) bestehen.
2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,
- dass die Anordnung, insbesondere die Wasserstoffherstellvorrichtung (3), Strom aus einer erneuerbaren Energiequelle (4), insbesondere aus Solarenergie, Bioenergie, Wasserkraft und/oder Windenergie, bezieht,
- und/oder dass die Anordnung eine erneuerbare Energiequelle (4), insbesondere eine Solarenergienutzungsvorrichtung, eine Bioenergienutzungsvorrichtung, eine Wasserkraftnutzungsvorrichtung und/oder eine Windenergienutzungsvorrichtung, 45 umfasst, wobei die Wasserstoffherstellvorrichtung (3) durch die erneuerbare Energiequelle (4) betrieben ist,
- und/oder dass die Wasserstoffherstellvorrichtung (3) sogenannten grünen Wasserstoff (7) herstellt. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Zuführanordnung (2), insbesondere einem Brennraum, der Crackvorrichtung (1 ) einen Brennstoff, insbesondere ein Heizgas, zuführt,
- dass die Zuführanordnung (2) zur Verbrennung des Brennstoffes, insbesondere dem Brennraum, der Crackvorrichtung (1 ) Sauerstoff (8) und/oder Luft (9) zuführt,
- dass gegebenenfalls der dem Brennraum zugeführte Sauerstoff (8), insbesondere ausschließlich, von der Wasserstoffherstellvorrichtung (3) hergestellt ist, insbesondere der bei der Elektrolyse von Wasser entstehende Sauerstoff (8) ist,
- dass gegebenenfalls der von der Wasserstoffherstellvorrichtung (3), insbesondere der bei der Elektrolyse von Wasser hergestellte Sauerstoff (8), insbesondere vor dem Eintritt in die Crackvorrichtung (1 ), mit dem Brennstoff und/oder der gegebenenfalls zugeführten Luft (9) vermischt wird,
- dass die Anordnung gegebenenfalls eine Abtrennvorrichtung (10) umfasst,
- dass gegebenenfalls die Abtrennvorrichtung (10) den im Ausgangsstrom (11 ) der Crackvorrichtung (1 ) enthaltenen molekularen, insbesondere grünen, Wasserstoff (7), insbesondere vollständig, von den im Ausgangsstrom (11 ) enthaltenen Kohlenwasserstoffen abtrennt,
- und dass gegebenenfalls die Zuführanordnung (2) den von der Abtrennvorrichtung (10) abgetrennten molekularen, insbesondere grünen, Wasserstoff (7), insbesondere vollständig, der Crackvorrichtung (1 ) zuführt, sodass gegebenenfalls ein Austritt des molekularen Wasserstoffs (7) aus der Anordnung, insbesondere der Crackvorrichtung (1 ), im Wesentlichen verhindert oder verringert ist. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 46
- dass die Anordnung eine Reformierungsvorrichtung, bevorzugt eine Dampfreformierungsvorrichtung (12) oder eine Methanpyrolysevorrichtung, umfasst,
- und/oder dass die Zuführanordnung (2) mindestens einen Teil des Ausgangsstroms (11 ) der Crackvorrichtung (1 ), insbesondere mindestens einen Teil des im Ausgangsstrom (11 ) enthaltenen Methans (14), der
Reform ierungsvorrichtung zuführt,
- und/oder dass der Ausgangsstrom (11 ) der Crackvorrichtung (1 ), insbesondere das im Ausgangsstrom (11 ) der Crackvorrichtung (1 ) enthaltene Methan (14), mindestens teilweise aus dem von der Wasserstoffherstellvorrichtung (3) hergestellten, insbesondere dem sogenannten grünen, Wasserstoff (7) besteht,
- und/oder dass die Reformierungsvorrichtung zur Herstellung von Wasserstoff (7) aus Methan (14) eingerichtet ist,
- und/oder dass die Reformierungsvorrichtung, insbesondere sogenannten grünen, Wasserstoff (7) herstellt. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Anordnung eine Hydrierungsanlage (15) umfasst,
- und/oder dass die Zuführanordnung (2) mindestens einen Teil des Ausgangsstroms (11 ) der Crackvorrichtung (1 ), welcher insbesondere Kohlenwasserstoffe enthält, der Hydrierungsanlage (15) zuführt,
- und/oder dass der Ausgangsstrom (11 ) der Crackvorrichtung (1 ) Kohlenwasserstoffe enthält, welche gegebenenfalls mindestens teilweise aus dem von der Wasserstoffherstellvorrichtung (3) hergestellten, insbesondere dem sogenannten grünen, Wasserstoff (7) bestehen,
- und/oder dass die Zuführanordnung (2) mindestens einen Teil des von der Wasserstoffherstellvorrichtung (3) und/oder von der Reformierungsvorrichtung erzeugten Wasserstoffs (7) der Hydrierungsanlage (15) zuführt,
- und/oder dass die Hydrierungsanlage (15) zur Hydrierung von Kohlenwasserstoffen eingerichtet ist,
- und/oder dass die Hydrierungsanlage (15) Kohlenwasserstoffe herstellt, wobei die hergestellten Kohlenwasserstoffe mindestens teilweise aus dem von der Wasserstoffherstellvorrichtung (3) hergestellten, insbesondere dem sogenannten grünen, Wasserstoff (7) bestehen,
- und/oder dass die von der Hydrierungsanlage (15) hergestellten Kohlenwasserstoffe aus mehr, insbesondere grünem, Wasserstoff (7) bestehen als die der Hydrierungsanlage (15) zugeführten Kohlenwasserstoffe,
- und/oder dass die Anordnung gegebenenfalls eine Abtrennvorrichtung (10) umfasst,
- dass gegebenenfalls die Abtrennvorrichtung (10) den im Ausgangsstrom (11 ) der Hydrierungsanlage (15) enthaltenen molekularen, insbesondere grünen, Wasserstoff (7), insbesondere vollständig, von den im Ausgangsstrom (11 ) enthaltenen Kohlenwasserstoffen abtrennt,
- und dass gegebenenfalls die Zuführanordnung (2) den von der Abtrennvorrichtung (10) abgetrennten molekularen, insbesondere grünen, Wasserstoff (7), insbesondere vollständig, der Crackvorrichtung (1 ) und/oder der Hydrierungsanlage (15) zuführt, sodass gegebenenfalls ein Austritt des molekularen Wasserstoffs (7) aus der Anordnung, insbesondere der Hydrierungsanlage (15), im Wesentlichen verhindert oder verringert ist. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Anordnung eine Metathese-Anlage (17) umfasst,
- und/oder dass die Zuführanordnung (2) mindestens einen Teil des Ausgangsstroms (11 ) der Crackvorrichtung (1 ), welcher insbesondere Kohlenwasserstoffe enthält, der Metathese-Anlage (17) zuführt,
- und/oder dass der Ausgangsstrom (11 ) der Crackvorrichtung (1 ) gegebenenfalls mindestens teilweise aus dem von der Wasserstoffherstellvorrichtung (3) hergestellten, insbesondere dem sogenannten grünen, Wasserstoff (7) besteht,
- und/oder dass die Metathese-Anlage (17) zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen mit vier Kohlenstoffatomen und Ethen zu Kohlenwasserstoffen mit drei Kohlenstoffatomen, insbesondere von n-Buten und Ethen zu Propen, eingerichtet ist,
- und/oder dass die Metathese-Anlage (17) gegebenenfalls Kohlenwasserstoffe mit drei Kohlenstoffatomen, insbesondere Propen, herstellt, wobei die hergestellten Kohlenwasserstoffe mit drei Kohlenstoffatomen mindestens teilweise aus dem von der Wasserstoffherstellvorrichtung (3) hergestellten, insbesondere dem sogenannten grünen, Wasserstoff (7) bestehen. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführanordnung (2) der Crackvorrichtung (1 ) molekularen, insbesondere sogenannten grünen, Wasserstoff (7) im Bereich von 0,05 wt.% bis einschließlich 5 wt.%, insbesondere 0,5 wt.% bis einschließlich 1 ,5 wt.%, bezogen auf den Einsatzstrom (5) der Crackvorrichtung (1 ), insbesondere auf die Kohlenwasserstoffe im Einsatzstrom (5), bevorzugt auf den sogenannten trockenen Einsatzstrom (5), zuführt. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Crackvorrichtung (1 ) mindestens eine Spaltvorrichtung, einen sogenannten Spaltcoil, umfasst,
- und/oder dass die Zuführanordnung (2) der Spaltvorrichtung Kohlenwasserstoffe, Wasserstoff (7) und/oder Wasser zuführt,
- und/oder dass die Temperatur des zugeführten Kohlenwasserstoffs, des zugeführten Wasserstoffs (7) und/oder des zugeführten Wassers im Bereich von 600°C bis einschließlich 650°C beträgt. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Temperatur der Crackvorrichtung (1 ), insbesondere im Austrittsbereich der Spaltvorrichtung, im Bereich vom 750°C bis einschließlich 900 °C, insbesondere im Bereich von 830°C bis einschließlich 870°C liegt und insbesondere 850°C beträgt,
- und/oder dass der Druck der Crackvorrichtung (1 ), insbesondere im Austrittsbereich der Spaltvorrichtung, im Bereich 1 ,2 bar bis einschließlich 3 bar liegt,
- und/oder dass die Verweilzeit in der Crackvorrichtung (1 ), insbesondere in der Spaltvorrichtung, unter einer Sekunde beträgt.
- und/oder dass das Prozessdampf zu Kohlenwasserstoff-Verhältnis, insbesondere in der Crackvorrichtung (1 ), im Bereich 0,3 kg/kg bis einschließlich 0,8 kg/kg liegt, 49
- und/oder dass der Einsatzstrom (5) der Crackvorrichtung (1 ) Naphtha oder Ethan umfasst,
- und/oder dass die Crackvorrichtung (1 ) im Wesentlichen katalysatorenfrei betrieben ist. Raffinerie zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Raffinerie eine Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst,
- oder dass die Raffinerie durch die Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 gebildet ist. Verfahren zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen mit einer Anordnung, umfassend folgende Schritte:
- Herstellen von, insbesondere sogenanntem grünen, Wasserstoff (7) in einer Wasserstoffherstellvorrichtung (3), insbesondere einem Elektrolyseur für die Wasserelektrolyse oder einer Reformierungsvorrichtung insbesondere einer Dampfreformierungsvorrichtung (12) oder einer Methanpyrolysevorrichtung,
- Zuführen eines Einsatzstroms (5), welcher Kohlenwasserstoffe enthält, Zuführen von Dampf (6), sowie Zuführen des hergestellten Wasserstoffs (7) zu einer Crackvorrichtung (1 ), nämlich einem Steamcracker,
- Herstellen von Kohlenwasserstoffen mit der Crackvorrichtung (1 ), wobei die hergestellten Kohlenwasserstoffe mindestens teilweise aus dem hergestellten, insbesondere sogenannten grünen, Wasserstoff (7) bestehen. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet,
- dass die Wasserstoffherstellvorrichtung (3) von einer erneuerbaren Energiequelle (4), insbesondere von Solarenergie, von Bioenergie, von Wasserkraft und/oder von Windenergie, betrieben wird, sodass durch die Wasserstoffherstellvorrichtung (3) Wasserstoff (7), insbesondere sogenannter grüner Wasserstoff (7), hergestellt wird,
- und dass gegebenenfalls, insbesondere einem Brennraum, der Crackvorrichtung (1 ) zur Beheizung ein Brennstoff, insbesondere ein Heizgas, und Sauerstoff (8) zugeführt werden, 50 wobei der zugeführte Sauerstoff (8), insbesondere ausschließlich, von der Wasserstoffherstellvorrichtung (3) hergestellt wird und insbesondere der bei der Elektrolyse von Wasser entstehende Sauerstoff (8) ist. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet,
- dass mindestens ein Teil des Ausgangsstroms (11 ) der Crackvorrichtung (1 ), insbesondere mindestens ein Teil des im Ausgangsstrom (11 ) enthaltenen Methans (14), der Reformierungsvorrichtung der Anordnung zugeführt wird, wobei der Ausgangsstrom (11 ) der Crackvorrichtung (1 ), insbesondere das Methan (14), mindestens teilweise aus dem von der Wasserstoffherstellvorrichtung (3) hergestellten, insbesondere dem sogenannten grünen, Wasserstoff (7) besteht, und wobei durch die Reformierungsvorrichtung, insbesondere sogenannter grüner, Wasserstoff (7) hergestellt wird,
- und/oder dass mindestens ein Teil des Ausgangsstroms (11 ) der Crackvorrichtung (1 ) und mindestens ein Teil des von der Wasserstoffherstellvorrichtung (3) und/oder von der Reformierungsvorrichtung erzeugten Wasserstoffs (7) einer Hydrierungsanlage (15) der Anordnung zugeführt wird, wobei der Ausgangsstrom (11 ) der Crackvorrichtung (1 ) insbesondere mindestens teilweise, aus dem, insbesondere sogenannten grünen, Wasserstoff (7) besteht, wobei durch die Hydrierungsanlage (15) Kohlenwasserstoffe hergestellt werden und wobei die hergestellten Kohlenwasserstoffe mindestens teilweise aus, insbesondere sogenanntem grünen, Wasserstoff (7) bestehen, wobei die von der Hydrierungsanlage (15) hergestellten Kohlenwasserstoffe aus mehr, insbesondere grünem, Wasserstoff (7) bestehen als die der Hydrierungsanlage (15) zugeführten Kohlenwasserstoffe,
- und/oder dass der im Ausgangsstrom (11 ) der Crackvorrichtung (1 ) und/oder der Hydrierungsanlage (15) enthaltene molekulare, insbesondere grüne, molekulare Wasserstoff (7), insbesondere vollständig, von den Kohlenwasserstoffen abgetrennt und der Crackvorrichtung (1 ) und/oder der Hydrierungsanlage (15) zugeführt wird, sodass ein Austritt des molekularen Wasserstoffs (7) aus der Anordnung, insbesondere der Crackvorrichtung (1 ), im Wesentlichen verhindert oder verringert wird. 51 Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
- dass die Menge an molekularem Wasserstoff (7), welche der Anordnung, insbesondere der Crackvorrichtung (1 ), zugeführt wird, derart eingestellt wird, dass die Wasserstoffmenge im Einsatzstrom (5) und die zugeführte Menge an molekularem Wasserstoff (7) der Menge an Wasserstoff (7) im Ausgangsstrom (11 ) der Anordnung, insbesondere der Crackvorrichtung (1 ), entspricht,
- und/oder dass die Menge an molekularem Wasserstoff (7), welche der Anordnung, insbesondere der Crackvorrichtung (1 ), zugeführt wird, derart eingestellt wird, dass die Wasserstoffmenge der der Crackvorrichtung (1 ) zugeführten Kohlenwasserstoffe, und die der Crackvorrichtung (1 ) zugeführte Menge an molekularem Wasserstoff (7) der Menge an Wasserstoff (7) der Kohlenwasserstoffe im Ausgangsstrom (11 ) der Anordnung, insbesondere der Crackvorrichtung (1 ), entspricht. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist.
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