Применение возобновляемой энергии в синтезе олефинов

1. Установка синтеза олефинов для получения низших олефинов, включающая в себя:
секцию предварительной обработки сырья, выполненную с возможностью осуществления предварительной обработки сырьевого потока;
одну или несколько печей, при этом по меньшей мере одна или нескольких печей выполнена с возможностью её электрифицирования, и при этом каждая электрифицированная печь дополнительно включает в себя секцию пиролиза, содержащую один или несколько реакторов пиролиза, выполненных с возможностью осуществления крекинга углеводородов в сырьевом потоке в присутствии разбавителя для получения потока крекированного газа;
секцию первичного фракционирования и сжатия, выполненную с возможностью (a) извлечения тепла из потока крекированного газа и его закалки; (b) удаления топливного масла, сероводорода, диоксида углерода, воды, бензина пиролиза или их сочетания из потока крекированного газа; и (c) сжатия потока крекированного газа с получением сжатого потока крекированного газа; и
секцию разделения продуктов, выполненную с возможностью выделения из сжатого потока крекированного газа потока товарных олефинов, содержащего по меньшей мере этилен,
при этом каждая электрифицированная печь выполнена таким образом, что по меньшей мере 90% всего тепла в каждой электрифицированной печи получают без сжигания топлива, углеродного топлива, ископаемого топлива или их сочетания, и
при этом установка синтеза олефинов выполнена с возможностью потребления 10 МВт электрической энергии или больше.
2. Установка синтеза олефинов по п. 1, в которой каждая электрифицированная печь не имеет секции рекуперации тепла топочного газа.
3. Установка синтеза олефинов по п. 1, в которой по меньшей мере 10% механической работы совершают без использования пара.
2
2
4. Установка синтеза олефинов по п. 1, в которой количество CO, производимого на тонну полученного этилена, снижается до величины менее 0,5 тонн CO на тонну этилена, образующегося на установке синтеза олефинов.
5. Установка синтеза олефинов по п. 1, в которой удельный расход энергии, вычисленный на основе подвода полезной энергии в каждую электрифицированную печь, составляет менее 17 ГДж/т.
6. Установка синтеза олефинов по п. 1, в которой один или несколько реакторов пиролиза нагревают до заданной температуры крекинга путём резистивного нагрева.
7. Установка синтеза олефинов по п. 1, в которой один или несколько реакторов пиролиза нагревают до заданной температуры крекинга путём индуктивного нагрева.
8. Установка синтеза олефинов по п. 1, в которой один или несколько реакторов пиролиза нагревают до заданной температуры крекинга посредством радиантной камеры, в которой тепло, генерируемое при помощи электроэнергии, используют для прямой передачи тепла в один или несколько реакторов пиролиза путём излучения или для нагревания радиационных панелей, которые передают тепло одному или нескольким реакторам пиролиза путём излучения или путём сочетания указанных способов.
9. Установка синтеза олефинов по п. 1, в которой, за исключением получения пара для использования в качестве разбавителя в одном или нескольких реакторах пиролиза или облегчения переноса тепла с потоком крекированного газа, пар не производят для использования в качестве основной энергопередаточной среды.
10. Установка синтеза олефинов по п. 1, дополнительно включающая хранение энергии в форме сжатого водорода, сжатого углеводорода (углеводородов) сырья, сжатого полученного углеводорода (углеводородов), криогенных жидкостей, тепловых батарей, электрических батарей или их сочетания, таким образом, что хранимую энергию можно использовать, когда возобновляемая электрическая энергия недоступна.
11. Установка синтеза олефинов по п. 9, включающая в себя: (a) резервуар для хранения сырья в виде сжатого этана или сжиженного нефтяного газа (СНГ) при высоком давлении, при этом хранимое сырьё в виде сжатого этана или СНГ позднее можно расширять для генерирования электроэнергии и впоследствии использовать как сырьё; (b) резервуар для хранения сырья в виде сжатого этана или пропана при низкой температуре, при этом хранимое сырьё в виде сжатого этана или СНГ позднее можно использовать в качестве хладагента, а после этого использовать как сырьё; или (c) их сочетание.
12. Установка синтеза олефинов по п. 9, включающая в себя: (a) резервуар для хранения промежуточного продукта в виде сжатого этена и/или пропена, или их сочетания при высоком давлении, при этом хранимый промежуточный продукт в виде сжатого этена и/или пропена затем может быть расширен для генерирования электроэнергии и впоследствии использован как конечный продукт; (b) резервуар для хранения промежуточного продукта в виде сжатого этена или пропена при низкой температуре, при этом хранимый промежуточный продукт в виде сжатого этена и/или пропена затем может быть использован в качестве хладагента, а впоследствии использован как конечный продукт; или (c) их сочетание.
13. Способ получения олефинов, включающий стадии, на которых:
(a) осуществляют крекинг сырьевого потока, содержащего углеводороды, для получения крекированного газа, содержащего олефины, при этом крекинг сырьевого потока включает в себя повышение температуры сырьевого потока до температуры крекинга;
(b) извлекают тепло из крекированного газа, содержащего олефины;
(c) сжимают крекированный газ для получения сжатого, крекированного газа;
(d) удаляют кислый газ из сжатого, крекированного газа;
(e) сушат крекированный газ с пониженным содержанием кислого газа для получения высушенного крекированного газа;
(f) охлаждают высушенный крекированный газ для получения охлаждённого крекированного газа; и
(g) выделяют из охлаждённого крекированного газа один или несколько олефинов, включающих по меньшей мере этилен;
2
2
при этом количество CO, образующегося на тонну полученного этилена, снижается до величины менее 0,5 тонн CO на тонну этилена,
при этом по меньшей мере 50% тепла для нагрева производят без сжигания топлива, углеродного топлива, ископаемого топлива или их сочетания, и
при этом в данном способе потребляют 10 МВт электрической энергии или больше.
14. Способ по п. 13, в котором по меньшей мере 90% тепла, необходимого для повышения температуры сырьевого потока до температуры крекинга обеспечивают без сжигания топлива, углеродного топлива, ископаемого топлива или их сочетания.
15. Способ по п. 13, в котором по меньшей мере 90% тепла получают без сжигания топлива, углеродного топлива, ископаемого топлива или их сочетания.
16. Способ по п. 13, в котором стадия (b) извлечения тепла из крекированного газа включает в себя получение пара и в котором, за исключением получения пара на стадии (b), пар не используют в качестве основной энергопередаточной среды.
17. Способ по п. 13, в котором:
(i) пар не производят;
(ii) пар не производят и не используют иначе, чем в качестве разбавителя на стадии (a); или
(iii) стадия (b) извлечения тепла из крекированного газа включает в себя получение пара, который используют только для предварительного нагревания сырьевого потока, но никакой другой пар не производят и не используют иначе, чем в качестве разбавителя на стадии (a).
18. Способ по п. 13, в котором стадия (b) извлечения тепла из крекированного газа включает в себя прямой теплообмен между крекированным газом и сырьевым потоком; непрямой теплообмен между крекированным газом и сырьевым потоком посредством одного или нескольких теплообменов при одной или нескольких температурах, при этом текучую среду теплоносителя используют только для перемещения тепла от крекированного газа к сырьевому потоку; извлечение тепла посредством холодильника крекированного газа, соединённого с термоэлектрическим устройством для генерирования электрической энергии; или их сочетание.
19. Способ по п. 13, в котором для нагревания кипятильника технологической воды отпарной колонны используют электронагреватель;
в котором для испарения рециркуляционной технологической воды с целью получения пара, применяемого в качестве разбавителя на стадии (a), используют электрический котёл;
в котором для получения пара или перегретого пара используют электронагреватель; или их сочетание.
20. Способ по п. 13, в котором пар-разбавитель, используемый на стадии (a), генерируют и нагревают с использованием электричества.
21. Способ по п. 13, в котором некоторую часть энергии, требуемой для стадии (a), получают путём перегрева потока разбавителя до температуры, выше её значения стадии (a) с образованием перегретого потока разбавителя и объединения перегретого потока разбавителя с сырьевым потоком.
22. Способ по п. 13, в котором электронагрев применяют для наложения температурного профиля на один или несколько реакторов крекинга, используемых на стадии (a).