可再生能源在化学品生产中的应用制造技术

一种化学合成设备，其包括：一个或多于一个反应器，其配置用于从一种或多于一种反应物生产包含至少一种化学产品的工艺流；进料制备系统，其配置为制备一种或多于一种进料流，所述进料流包含一种或多于一种反应物中的一种或多于一种以引入到一个或多于一个反应器中；和/或产品纯化系统，其配置为将至少一种化学产品与所述工艺流内的反应副产品、未反应的反应物或其组合分离，其中化学合成设备配置成使得经由一个或多于一个反应器、进料制备系统、产品纯化系统或其组合使用的加热、冷却、压缩或其组合所需的大部分净能量由非碳基能源、可再生能源和/或电力提供。再生能源和/或电力提供。再生能源和/或电力提供。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可再生能源在化学品生产中的应用


[0001]本公开涉及非碳基或可再生能量在化学品生产中的应用；更具体地，本公开涉及化学合成设备的电气化；还更具体地，本公开涉及通过减少用于化学合成设备中的燃料的烃(例如，天然气/化石燃料)的燃烧来减少环境排放，例如二氧化碳。

技术介绍

[0002]化学合成设备用于提供多种化学品。通常，燃烧或“烧”专用燃料以提供化学合成的反应热、加热一个或多于一个工艺流的能量、蒸发液体的能量(例如，开水用作稀释剂)、作功的能量(例如，驱动压缩机或泵)或为整个化学合成设备的其他工艺操作提供能量。燃料的这种燃烧或烧导致产生对环境有害的烟道气，并且还导致该工艺的能量效率的损失。同样，蒸汽通常常规地用作化学合成设备内的全设备范围的热量和/或能量传递流体。用于热量和/或能量传递的蒸汽通常是通过燃料的燃烧产生的，这导致在化学合成过程中产生额外的烟道气和进一步的能量效率损失。此外，使用本来可用作燃烧反应物的材料作为燃料也减少化学合成设备中从给定量材料中产生所需化学产品的量。因此，需要增强的化学合成的系统和方法，从而减少或消除燃烧以提供能量的燃料、特别是化石燃料的量。理想地，这种系统和方法还提供化学合成设备的能量效率的增加和/或排放的减少，例如温室气体(GHG)的排放的减少。

技术实现思路

[0003]本文公开化学合成设备，其包括：一个或多于一个反应器，其配置用于从一种或多于一种反应物生产包含至少一种化学产品的工艺流；进料制备系统，其配置为制备一种或多于一种进料流，所述进料流包含一种或多于一种反应物中的一种或多于一种以引入到一个或多于一个反应器中；和/或产品纯化系统，其配置为将至少一种化学产品与工艺流内的反应副产品、未反应的反应物或其组合进行分离，其中化学合成设备配置成使得通过一个或多于一个反应器、进料制备系统、产品纯化系统或其组合利用的用于加热、冷却、压缩或其组合所需的净能量的大部分(例如，大于50％、60％、70％、80％、90％或100％)是由非碳基能源、可再生能源和/或电力提供的。
[0004]本文还公开化学合成设备，其中通常由燃料燃烧提供的净能量输入的大部分(例如，大于50％、60％、70％、80％、90％或100％)是由电力提供的。
[0005]本文还公开化学合成设备，其中通常由燃料燃烧提供的大部分净能量是由非碳基能源、可再生能源和/或可再生电力提供的。
[0006]本文还公开化学合成设备，其包括：一个或多于一个反应器，其配置用于从一种或多于一种反应物生产包含至少一种化学产品的工艺流；进料制备系统，其配置为制备一种或多于一种进料流，所述进料流包含一种或多于一种反应物中的一种或多于一种以引入反应器；和/或产品纯化系统，其配置为将至少一种化学产品与工艺流内的反应副产品、未反应的反应物或其组合进行分离，其中化学合成设备配置成：(a)使得不产生燃烧烟道气；(b)
没有基本上全设备范围内的蒸汽系统；(c)使得其中不使用蒸汽来作机械功；(d)使得在化学合成设备内用作稀释剂和/或反应物的任意蒸汽是通过电力产生的；(e)使得用作稀释剂和/或反应物的任意蒸汽进行电过热以提供热量/提高工艺流的温度；(f)使得从冷却工艺流中获得的热量仅用于预热其他工艺流；或(g)(a)至(f)的任意组合。
附图说明
[0007]为了更完整地理解本公开及其优点，现参考以下简要描述并且结合附图来详细描述，其中相同的附图标记代表相同的部件。
[0008]图1显示典型的现有技术化学工艺的概念图；
[0009]图2显示根据本公开的实施方案由可再生能量提供动力的化学工艺的概念图；和
[0010]图3显示根据本公开的实施方案的通用化学合成设备I的方框流程图；
具体实施方式
[0011]一开始应当理解，尽管下面提供一个或多于一个实施方案的说明性实施方式，但是可以使用任意数量的技术来实现所公开的组合物、方法和/或产品，无论该技术是目前已知的还是尚不存在的。本公开不应以任意方式限于以下说明的说明性实施方式、附图和技术，包括本文说明和描述的示例性设计和实施方式，而是可在所附权利要求的范围内连同其等同物的全部范围内进行修改。
[0012]虽然相信本领域的普通技术人员可很好地理解以下术语，但阐述以下定义以帮助解释本公开的主题。除非另有定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开的主题所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0013]如本文所用，“间歇性能源”或
“““
能源是不能连续地转换为电能并且不受直接控制的任意能源，因为使用的能源无法储存或在经济上不合需要。间歇性能源的可用性可能是可预测的或不可预测的。可再生间歇性能源是还来源于可再生能源的间歇性能源，如下文所定义。“间歇性电力”是指由IES产生的电力。
[0014]如本文所用，“可再生能源”和“非化石能源(E
NF
)F包括被自然、持续过程和核能迅速替代的源自可持续能源的能源。因此，术语“可再生能源”和“非化石基能源(E
NF
)F是指源自非化石燃料基能源的能源(例如，不是通过燃烧化石燃料(如煤或天然气)产生的能量)，而“不可再生”或“化石基能源(E
F
)E是源自化石燃料基能源的能源(例如，通过化石燃料燃烧产生的能源)。化石燃料是在地质历史中由生物体的遗骸形成的天然燃料，例如煤或天然气。因此，如本文所用，“可再生”和“非化石基能源(E
NF
)F包括但不限于风能、太阳能、水流/运动或生物质，它们在使用时不会被耗尽，这与来自使用时会耗尽的来源例如化石燃料的“不可再生能源”相反。因此，可再生能源不包括基于化石燃料的能源(E
F
)，而是包括生物燃料。
[0015]如本文所用，“非碳基能源(E
NC
)C是来自非碳基能源的能量(例如，不是通过碳基燃料如烃的燃烧产生的能量)，而碳基能源(E
C
)是来自碳基能源的能量(例如，通过碳基燃料如烃的燃烧产生的能量)。核能在本文中认为是可再生的非化石(E
NF
)基能源和非碳基能源(E
NC
)。因此，碳基能源(E
C
)可以是可再生的(例如基于非化石燃料的)或不可再生的(例如基于化石燃料的)。例如，各种碳基生物燃料在本文中认为是可再生的碳基能源。
[0016]如本文所用，“可再生电力”表示由可再生能源产生的电力，而“不可再生电力”是由不可再生能源产生的电力。如本文所用，“非碳基电力”表示由非碳基能源产生的电力，而“碳基电力”是由碳基能源产生的电力。
[0017]例如，在实施方案中，可通过来自可再生(例如，生物)来源的可再生烃的燃烧来提供贯穿本文公开的化学合成设备的可再生电力和/或热量。例如，在实施方案中，可再生电力可以通过E
NF
/E
C
能源的燃烧产生，所述能源包括在用农业废物供给的消化器中产生的甲烷。同样，在实施方案中，包含使用短循环碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种化学合成设备，其包括：一个或多于一个反应器，其配置用于从一种或多于一种反应物生产包含至少一种化学产品的工艺流；进料制备系统，其配置为制备一种或多于一种进料流，所述进料流包含一种或多于一种反应物中的一种或多于一种以引入反应器；和/或产品纯化系统，其配置为将至少一种化学产品与工艺流内的反应副产品、未反应的反应物或其组合分离，其中化学合成设备的配置：(a)使得不产生燃烧烟道气；(b)没有基本上全设备范围内的蒸汽系统；(c)使得其中不使用蒸汽来作机械功；(d)使得在化学合成设备内用作稀释剂和/或反应物的任意蒸汽是通过电力产生的；(e)使得用作稀释剂和/或反应物的任意蒸汽进行电过热以提供热量/提高工艺流的温度；(f)使得从冷却工艺流中获得的热量仅用于预热其他工艺流；或(g)(a)至(f)的任意组合。2.根据权利要求1所述的化学合成设备，其中化学合成设备不包括烟道气热回收部分。3.根据权利要求1所述的化学合成设备，其中一个或多于一个反应器、进料制备系统、产品纯化系统或其组合产生轻质流，其中轻质流、反应物或两者包含选自氢气、一氧化碳、一种或多于一种轻质烃的组分，并且其中化学合成设备不配置用于作为燃料的轻质流、所述组分或两者的燃烧，并且其中燃烧的能量由电力替代。4.根据权利要求3所述的化学合成设备，其中化学合成设备还包括循环管线，通过循环管线能够将所述组分、轻质流或两者直接或在进一步加工和/或纯化之后作为反应物重新引入一个或多于一个反应器中的至少一个。5.根据权利要求3所述的化学合成设备，其中所述组分是反应物，并且其中不燃烧所述组分的化学合成设备的配置提供额外量的所述组分以在一个或多于一个反应器内转化为至少一种化学产品。6.根据权利要求3所述的化学合成设备，其中至少一种组分包括甲烷。7.根据权利要求1所述的化学合成设备，其中化学合成设备配置用于：通过裂解生产丙烯；通过乙烯的氧化生产环氧乙烷；通过环氧乙烷的水合生产单乙二醇；通过乙烯的氯化生产二氯化乙烯；由二氯化乙烯生产氯乙烯；通过低聚生产α
‑
烯烃；通过链烷烃的脱氢生产烯烃和/或二烯烃；通过正构链烷烃的异构化生产异链烷烃；通过环化和/或脱氢由链烷烃和/或环烷烃生产芳烃(BTX)；通过环化和/或脱氢由石脑油生产芳烃；
通过苯与乙烯的烷基化生产乙苯；通过乙苯的脱氢生产苯乙烯；通过苯与丙烯的烷基化生产枯烯；通过枯烯的氧化生产苯酚；通过对二甲苯的氧化生产对苯二甲酸；通过从空气中分离生产氧气；通过从空气中分离生产氮气；通过异丁烯的醚化生产MTBE；或通过聚合生产聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PE、PP、PVC、PS、PC、PET)。8.根据权利要求1所述的化学合成设备，其中化学合成设备配置用于：通过甲醇的羰基化生产乙酸；通过乙酸与乙烯的反应生产乙酸乙烯酯；通过甲醇的低聚生产丙烯(通常称为甲醇制烯烃工艺)；通过烷基转移或脱烷基化生产芳...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯科特，
申请(专利权)人：沙特基础工业全球技术公司，
类型：发明
国别省市：