[发明专利]用于生产一种或多种碳氢化合物的方法和装置

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

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。

背景技术

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。

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发明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。

本发明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发明的目的。本发明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，本发明并不限于这些碳氢化合物。

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。

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。

本发明特别从当前作为(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。

本发明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。

发明内容

针对该背景，本发明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。本发明的优选实施例分别是从属权利要求和以下描述的主题。

如前所述，本发明从当前作为(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，在解释本发明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发明使用、用在其另外上下文中并用作对本发明的替代的另外方法。