本发明专利技术涉及一种用于生产一种或多种碳氢化合物的方法(100)，其中，馈送到反应器装置的工艺气流(1)中的带有氢的二氧化碳和/或一氧化碳至少部分地在第一反应步骤中被转化为一种或多种含氧化合物，该一种或多种含氧化合物传递到工艺气流(1)中，并且其中，工艺气流(1)中的一种或多种含氧化合物至少部分地在第二反应步骤中被转化为一种或多种碳氢化合物，该一种或多种碳氢化合物传递到工艺气流(1)中。工艺气流(1)沿着流动方向传导通过反应器装置，并且反应器装置具有一个或多个反应器(10)，其包括第一反应区(11)和第二反应区(12)。第二反应区(12)在流动方向上被布置在第一反应区(11)的下游，第一反应区(11)以及第一反应区(11)和第二反应区(12)以这样的方式配备有催化剂：在第一反应区(11)中催化第一反应步骤和第二反应步骤，在第二反应区中催化第二反应步骤，并且在第二反应区(12)中不催化第一反应步骤或以比在第一反应区(11)中更低的程度催化第一反应步骤。度催化第一反应步骤。度催化第一反应步骤。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于生产一种或多种碳氢化合物的方法和装置
[0001]本专利技术涉及如独立权利要求的前序部分所述的一种用于生产一种或多种碳氢化合物、特别是乙烯和/或丙烯的方法以及对应系统。
[0002]导致本专利申请的项目是在欧盟的研究和创新计划Horizon 2020的第837733号财政援助协议的框架内推进的。
技术介绍
[0003]乙烯和丙烯是石油化学中必不可少的组成部分。关于这两种产物，预计进一步的持续增长。2016年对于乙烯的年需求量是1.5亿t/a(1.7亿t/a的产能)，对于丙烯的年需求量是1亿t/a(1.2亿t/a的产能)。具体而言，预测对于丙烯的需求量(“丙烯缺口”)不断增加，这需要提供对应选择性方法。
[0004]原则上，原材料供应的改变影响石油化学价值链并导致对于上述烯烃和另外碳氢化合物的新生产路线的需求增加。同时，要减少对应方法的二氧化碳排放量，并且尽可能减少或消除二氧化碳排放。学术和工业研究活动以及本专利技术的目的因此是找出针对碳氢化合物的替代生产路线，其还考虑能源和环境方面。
[0005]本专利技术因此旨在一种用于从二氧化碳生产碳氢化合物的改进方法。除了一般设计之外，石蜡以及特别优选地烯烃的生产也特别是本专利技术的目的。本专利技术特别旨在具有两个至八个碳原子但特别是两个和三个碳原子的石蜡和烯烃的生产。以下陈述因此部分强烈地倾向于获得乙烯和丙烯。作为副产物，芳族化合物也可能出现。然而，本专利技术并不限于这些碳氢化合物。
[0006]以下更详细地解释用于选择性生产烯烃的现有方法。在这些方法中，通常释放显著量的二氧化碳，要么来自吸热工艺中的燃烧或能量供应，要么另外作为氧化工艺中的副产物。例如，另外副产物一般也是一氧化碳和氢，其迄今同样馈送到原料利用的程度有限并且频繁用于燃烧。
[0007]当前研究领域也如下文更详细地解释的那样旨在将带有氢的二氧化碳(可选地，也存在一氧化碳)转化为碳氢化合物。这方面的关注点特别在于具有两个到四个碳原子的产物(石蜡和烯烃二者)、特别是丙烯。
[0008]本专利技术特别从当前作为(分离的)中间阶段经由甲醇和/或二甲醚导致碳氢化合物的方法而继续。这涉及在以下更详细地解释的从合成气合成甲醇和/或二甲醚，后接同样在以下更详细地解释的甲醇制烯烃或甲醇制丙烯方法。根据现有技术，在两个阶段中(即，依次在单独的反应步骤中并经由不同的催化剂)执行这些方法。
[0009]本专利技术的目的是改进对应的方法、并且特别是在其能源消耗和/或二氧化碳排放量方面更有利地设计它们。
技术实现思路
[0010]针对该背景，本专利技术提出具有独立权利要求的相应特征的一种用于生产一种或多
种碳氢化合物、特别是乙烯和/或丙烯的方法以及一种对应系统。本专利技术的优选实施例分别是从属权利要求和以下描述的主题。
[0011]如前所述，本专利技术从当前作为(分离的)中间阶段经由甲醇和/或二甲醚导致碳氢化合物并在以下详细解释的方法而继续。然而，在解释本专利技术的实施例的具体优点和特征之前，通过比较的方式再次参照可以结合本专利技术使用、用在其另外上下文中并用作对本专利技术的替代的另外方法。
[0012]如前所述，在化学工业中，存在对减少合成方法或对应系统的二氧化碳排放的期望。不断积累的二氧化碳有利地在材料方面待使用。仅为了说明的目的，结合参考了在文末引证的相关技术文献、在此特别是参考文献[1]至[6]。
[0013]用于生产烯烃(例如，乙烯和丙烯)的相关合成方法包括例如蒸汽裂解，其中，可以使用诸如乙烷、丙烷、所谓的液化石油气(LPG)或石脑油的输入，以及特别是对于生产丙烯，使用对应催化剂的流化催化裂化。例如，在文献[7]中指出了烯烃生产的最近趋势。
[0014]用于生产乙烯的替代技术包括公知的乙烷的氧化脱氢(ODH
‑
E)(其中，乙酸作为副产物出现)以及同样已知的甲烷的氧化偶联。用于生产丙烯的方法包括例如已建立的丙烷脱氢和烯烃复分解，其需要2
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丁烯作为输入。
[0015]可以在此提及被优化以形成最大产率的轻烯烃的改进的Fischer
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Tropsch方法(“Fischer
‑
Tropsch
‑
to
‑
olefins”，FTTO)以及与反向水
‑
气变换(RWGS)组合使得也可以掺入二氧化碳的Fischer
‑
Tropsch方法。特别参考关于FTTO的诸如[8]和[9]的技术文献以及关于Fischer
‑
Tropsch方法与RWGS的组合的[10]至[12]的技术文献。
[0016]此外，存在大量的进一步开发和公开，其除其他之外还基于使用二甲醚(进而作为分离的中间阶段)作为输入和/或尝试实现特别有利的产物分布。再者，可以参考例如[13]至[16]的相关技术文献。
[0017]从合成气生产含氧化合物(例如，甲醇和二甲醚)已经是广泛建立的现有技术，因为基本上也是与所谓的甲醇制烯烃或甲醇制丙烯方法(MTO、MTP)的组合，其无论其名称如何都可以通过相当的方式转化其它含氧化合物(例如，二甲醚)。对应方法组合代表用于烯烃的生产的另外路线。关于背景和技术执行，例如，在此参考相关技术文献，参见[17]至[21]。
[0018]例如，在技术文献(参见[22]至[26])中同样广泛描述用于这些方法中所使用的提供合成气的技术。除其他之外，它们包括部分氧化和不同重整方法。还建立所谓干式重整(也称为二氧化碳重整)，其具有用于调整氢/一氧化碳比率的下游变换。
[0019]上述甲醇制烯烃或甲醇制丙烯方法传统上作为分离的中间阶段从可以通过转化合成气生产(例如，从甲烷生产，但也从碳、石脑油等生产)的甲醇和/或二甲醚开始。具体而言，期望烯烃(例如，乙烯和丙烯)作为优选目标产物。所使用的催化剂是路易斯酸性材料、特别是沸石或类沸石材料。通过选择催化剂材料和确切反应条件，可以适配产物谱、特别是关于产物的类型及其相对分布。通常，沸石(基型ZSM
‑
5，平均孔隙率)和硅铝磷酸盐(SAPO、特别是SAPO
‑
34，低孔隙率)现在已经发现最适合于技术应用。
[0020]甲醇制烯烃或甲醇制丙烯方法是商业上建立的，并且例如以基于沸石催化剂和固定床反应器(具有附加储备反应器的一个或两个反应器系统是常见的)的甲醇制丙烯法的形式以及以使用基于SAPO
‑
34的催化剂的甲醇制烯烃法的形式加以执行。在前者中，主要优
点是存在于固定床反应器(并行化)的简单膨胀能力和显著更低的投资成本，其中，实质上期望丙烯作为目标产物，但显著量的较重馏分也附加地出现。在后者中，优点特别在于，SAPO
‑
34中存在比ZSM
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5中更窄的微晶空隙，并且可以实现更好的酸度控制。在后一方法中，典型地使用粗甲醇，并且所使用的反应器系统包括两个流化床反应器(均用于实际反应和连续催化剂再生)，其中，工艺由本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于生产一种或多种碳氢化合物的方法(100)，其中，馈送到反应器装置的工艺气流(1)中的带有氢的二氧化碳和/或一氧化碳至少部分地在第一反应步骤中被转化为一种或多种含氧化合物，所述一种或多种含氧化合物传递到所述工艺气流(1)中，并且其中，所述工艺气流(1)中的所述一种或多种含氧化合物至少部分地在第二反应步骤中被转化为一种或多种碳氢化合物，所述一种或多种碳氢化合物传递到所述工艺气流(1)中，其特征在于，所述工艺气流(1)沿着流动方向传导通过所述反应器装置，其中，所述反应器装置具有一个或多个反应器(10)，所述一个或多个反应器(10)包括第一反应区(11)和第二反应区(12)，其中，所述第二反应区(12)在所述流动方向上被布置在所述第一反应区(11)的下游，并且其中，在所述第一反应区(11)中催化所述第一反应步骤和所述第二反应步骤，在所述第二反应区中催化所述第二反应步骤，并且在所述第二反应区(12)中不催化所述第一反应步骤或以比在所述第一反应区(11)中更低的程度催化所述第一反应步骤。2.根据权利要求1所述的方法(100)，其中，所述第一反应区(11)配备有一种或多种第一催化剂以及一种或多种第二催化剂，所述一种或多种第一催化剂催化所述第一反应步骤，所述一种或多种第二催化剂催化所述第二反应步骤。3.根据权利要求1所述的方法(100)，其中，所述第一反应区(11)配备有一种或多种双功能催化剂，所述一种或多种双功能催化剂催化所述第一反应步骤和所述第二反应步骤。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中，在所述第一反应区(11)中和所述第二反应区(12)中使用催化剂固定床(11a、11b、11c、12a)。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中，所述一个或多个反应器(10)被设计为管束反应器，所述管束反应器使用与所述工艺气流顺流或逆流传导的冷却介质加以冷却。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中，所述第一反应区(11)具有在所述流动方向上依次布置的催化剂床(11a、11b、11c)，所述催化剂床(11a、11b、11c)具有多种不同催化剂或具有一种带有不同活性的催化剂。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中，形成一个或多个无催化剂惰性区(13)。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中，在所述第一反应区(11)的上游布置有含有一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈亚斯，
申请(专利权)人：林德有限公司，
类型：发明
国别省市：
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