Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Olefinen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Olefinen gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.

Stand der Technik

Kurzkettige Olefine wie Ethylen und Propylen können durch Dampfspalten von

Kohlenwasserstoffen hergestellt werden, wie unten im Detail erläutert. Ein alternativer Weg zu solchen kurzkettigen Olefinen sind die sogenannten Oxygenat-zu-Olefin- Verfahren (engl. Oxygenates to Olefins, OTO).

Unter Oxygenaten werden sauerstoffhaltige, von gesättigten Kohlenwasserstoffen abgeleitete Verbindungen verstanden, insbesondere Ether und Alkohole. Oxygenate kommen beispielsweise als Kraftstoff additive zur Erhöhung der Oktanzahl und als Bleiersatz zum Einsatz (vgl. D. Barcelo (Hrsg.): Fuel Oxygenates. In: D. Barcelo und A.G. Kostianoy (Hrsg.): The Handbook of Environmental Chemistry, Bd. 5. Heidelberg: Springer, 2007). Die Zugabe von Oxygenaten in Kraftstoffen bewirkt unter anderem eine sauberere Verbrennung im Motor und verringert damit Emissionen.

Bei entsprechenden Oxygenaten handelt es sich typischerweise um Ether und

Alkohole. Neben Methyl-tert-butylether (MTBE, engl, methyl tertiary butyl ether) kommen beispielsweise tert-Amylmethylether (TAME, tertiary amyl methyl ether), tert- Amylethylether (TAEE, tertiary amyl ethyl ether), Ethyl-tert-butylether (ETBE, ethyl tertiary butyl ether) und Diisopropylether (DIPE, diisopropyl ether) zum Einsatz. Als

Alkohole werden beispielsweise Methanol, Ethanol und tert-Butanol (TBA, tertiary butyl alcohol) verwendet. Zu den Oxygenaten zählt insbesondere auch der nachfolgend erläuterte Dimethylether (DME, dimethyl ether). Die Erfindung ist nicht auf die genannten Kraftstoffadditive beschränkt, sondern eignet sich in gleicher weise zur Verwendung mit anderen Oxygenaten.

Gemäß einer gängigen Definition, die auch hier Anwendung findet, handelt es sich bei Oxygenaten um Verbindungen, die wenigstens eine kovalent an ein Sauerstoffatom gebundene Alkylgruppe aufweisen. Die wenigstens eine Alkylgruppe kann bis zu fünf, bis zu vier oder bis zu drei Kohlenstoffatome aufweisen. Insbesondere weisen die Oxygenate, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung von Interesse sind,

Alkylgruppen mit einem oder zwei Kohlenstoffatomen auf, insbesondere handelt es sich um Methylgruppen. Von besonderem Interesse sind einwertige Alkohole und Dialkylether wie Methanol und Dimethylether oder entsprechende Mischungen.

In Oxygenat-zu-Olefin-Verfahren werden entsprechende Oxygenate wie Methanol oder Dimethylether in eine Reaktionszone eines Reaktors eingebracht, in der ein zur Umsetzung der Oxygenate geeigneter Katalysator bereitgestellt ist. Der Katalysator enthält typischerweise ein Molekularsieb. Unter Einwirkung des Katalysators werden die Oxygenate beispielsweise in Ethylen und Propylen umgewandelt. Die verwendeten Katalysatoren und Reaktionsbedingungen in Oxygenat-zu-Olefin-Verfahren sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt.

Die beispielsweise in bekannten Oxygenat-zu-Olefin-Verfahren ablaufenden

Reaktionen werden nachfolgend auch mit dem Begriff Oxygenatumsetzungsschritte" bezeichnet. Der oder die Oxygenatumsetzungsschritte haben gemeinsam, dass hierbei wenigstens ein Oxygenat zu einem oder mehreren anderen Oxygenaten oder einem oder mehreren Nichtoxygenaten umgesetzt wird. Entsprechend werden nachfolgend unter "Dampfspaltschritten" eine oder mehrere in einem Dampfspaltverfahren ablaufende Reaktionen verstanden, bei denen insbesondere paraffinische

Verbindungen zu olefinischen Verbindungen umgesetzt werden. Die Erfindung kann mit unterschiedlichen Katalysatoren zur Realisierung des oder der Oxygenatumsetzungsschritte arbeiten. Beispielsweise können Zeolithe wie ZSM-5 oder SAPO-34 oder funktionell vergleichbare Materialien zum Einsatz kommen. Wenn ZSM- 5 oder ein vergleichbares Material zum Einsatz kommt, bilden sich vergleichsweise große Mengen an längerkettigen (C3plus-)Kohlenwasserstoffen und vergleichsweise geringe Mengen an kürzerkettigen (C2minus-)Kohlenwasserstoffen. Bei Verwendung von SAPO-34 oder vergleichbaren Materialien werden im Gegensatz dazu auch signifikante Mengen an kürzerkettigen (C2minus-)Kohlenwasserstoffen gebildet.

Auch integrierte Verfahren und Anlagen ("Verbundanlagen") zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen, die einen oder mehrere Dampfspaltschritte und einen oder mehrere Oxygenatumsetzungsschritte implementieren bzw. entsprechende Spaltöfen und Reaktoren umfassen, sind bekannt und beispielsweise in der WO 201 1 /057975 A2 oder der US 2013/172627 A1 beschrieben. Die US 2004/0122268 A1 offenbart ein Verfahren zur Entfernung von Methylacetylen und/oder Propadien aus einem

Propylenstrom und/oder einem Butylenstrom mittels einer Zweischrittfraktionierung. Dies vermeidet die Vermeidung eines Hydrierreaktors und ermöglicht es, das

Methylacetylen und/oder das Propadien aus dem Prozess zu gewinnen.

Derartige integrierte Verfahren sind beispielsweise deshalb vorteilhaft, weil in dem oder den Oxygenatumsetzungsschritten typischerweise nicht ausschließlich die

gewünschten kurzkettigen Olefine gebildet werden. Ein wesentlicher Teil der

Oxygenate wird in Paraffine und C4plus-Olefine (zur Bezeichnung siehe unten) umgewandelt. Gleichzeitig wird beim Dampfspalten nicht der gesamte Ofeneinsatz in kurzkettige Olefine gespalten. Im Spaltgas entsprechender Spaltöfen können insbesondere noch nicht umgesetzte Paraffine enthalten sein. Ferner finden sich hier typischerweise C4plus-Olefine, darunter Diolefine wie Butadien. Die erhaltenen Verbindungen richten sich in beiden Fällen nach den verwendeten Einsätzen und Reaktionsbedingungen. In den in der WO201 1/057975 A2 und der US 2013/172627 A1 vorgeschlagenen

Verfahren werden das Spaltgas eines Spaltofens und der Abstrom eines Oxygenat-zu- Olefin-Reaktors in einer gemeinsamen Trenneinheit kombiniert und fraktioniert. Eine C4-Fraktion kann, beispielsweise nach Hydrierung oder Abtrennung von Butadien, erneut einem oder mehreren Dampfspaltschritten und/oder einem oder mehreren Oxygenatumsetzungsschritten unterworfen werden, ggf. nach einer Trennung in überwiegend olefinische und überwiegend paraffinische Teilfraktionen.

Insbesondere die Effizienz entsprechender integrierter Verfahren erweist sich jedoch nicht immer als zufriedenstellend, insbesondere aufgrund des für die Hydrierung aufwendig bereitzustellenden Wasserstoffs. Es besteht daher Verbesserungsbedarf.

Offenbarung der Erfindung

Vor diesem Hintergrund schlägt die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Olefinen gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vor. Bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.

Vor der Erläuterung der Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deren Grundlagen sowie die verwendeten Begriffe erläutert.

Die im Rahmen dieser Anmeldung in fachüblicher Weise verwendeten

Kurzbezeichnungen für Kohlenwasserstoffgemische bzw. Kohlenwasserstofffraktionen beruhen auf der Kohlenstoffanzahl der jeweils überwiegend oder ausschließlich enthaltenen Verbindungen. So ist eine "C1 -Fraktion" eine Fraktion, die überwiegend oder ausschließlich Methan (jedoch konventionsgemäß unter Umständen auch Wasserstoff, dann auch "Cl minus-Fraktion" genannt) enthält. Eine "C2-Fraktion" enthält hingegen überwiegend oder ausschließlich Ethan, Ethylen und/oder Acetylen. Eine "C3-Fraktion" enthält überwiegend Propan, Propylen, Methylacetylen und/oder Propadien. Eine "C4-Fraktion" enthält überwiegend oder ausschließlich Butan, Buten, Butadien und/oder Butin, wobei die jeweiligen Isomere je nach Quelle der C4-Fraktion in unterschiedlichen Anteilen enthalten sein können. Entsprechendes gilt auch für die "C5-Fraktion" und die höheren Fraktionen. Mehrere solcher Fraktionen können auch Verfahrens- und/oder bezeichnungsmäßig zusammengefasst werden. Beispielsweise enthält eine "C2plus-Fraktion" überwiegend oder ausschließlich Kohlenwasserstoffe mit zwei und mehr und eine "C2minus-Fraktion" überwiegend oder ausschließlich Kohlenwasserstoffe mit einem oder zwei Kohlenstoffatomen sowie Wasserstoff. Der Begriff "überwiegend" bezeichnet dabei einen Gehalt von mindestens 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95% oder 99% auf molarer, Gewichts- oder Volumenbasis.

Verfahren und Vorrichtungen zum Dampfspalten (engl. Steam Cracking) von

Kohlenwasserstoffen sind bekannt und beispielsweise im Artikel "Ethylene" in

Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, online seit 15. April 2007, DOI 10.1002/14356007.a10_045.pub2, beschrieben.

Dampf spaltverfahren werden im kommerziellen Maßstab überwiegend in

Rohrreaktoren durchgeführt, deren Reaktionsrohre, die sogenannten Coils, einzeln oder gruppenweise bei gleichen oder unterschiedlichen Spaltbedingungen betrieben werden können. Unter gleichen oder vergleichbaren Spaltbedingungen betriebene Reaktionsrohre oder Gruppen von Reaktionsrohren, gegebenenfalls aber auch unter einheitlichen Spaltbedingungen betriebene Rohrreaktoren insgesamt, werden nachfolgend jeweils als "Spaltöfen" bezeichnet. Ein Spaltofen ist im hier verwendeten Sprachgebrauch also eine zum Dampfspalten verwendete bauliche Einheit, die einen Ofeneinsatz gleichen oder vergleichbaren Spaltbedingungen aussetzt. Eine Anlage zum Dampfspalten kann einen oder mehrere Spaltöfen aufweisen.

Es ist möglich, dass an einem Gesamtofen eine Unterteilung in zwei oder mehr Spaltöfen vorliegt. Man spricht dann häufig von Ofenzellen. Mehrere, zu einem

Gesamtofen gehörende Ofenzellen weisen in der Regel voneinander unabhängige Strahlungszonen und eine gemeinsame Konvektionszone sowie einen gemeinsamen Rauchabzug auf. In diesen Fällen kann jede Ofenzelle mit eigenen Spaltbedingungen betrieben werden. Jede Ofenzelle ist somit eine zum Dampf spalten verwendete bauliche Einheit, die einen Ofeneinsatz gleichen oder vergleichbaren

Spaltbedingungen aussetzt und wird infolgedessen hier als Spaltofen bezeichnet. Der Gesamtofen weist dann mehrere entsprechende Einheiten oder, anders ausgedrückt, mehrere Spaltöfen auf. Liegt nur eine Ofenzelle vor, ist diese die Spalteinheit und somit der Spaltofen. Spaltöfen können zu Gruppen zusammengefasst werden, welche beispielsweise mit dem gleichen Ofeneinsatz versorgt werden. Die Spaltbedingungen innerhalb einer Ofengruppe werden in der Regel gleich oder ähnlich eingestellt.

In neueren Verfahren und Vorrichtungen zum Dampfspalten kommen zunehmend milde Spaltbedingungen zum Einsatz (siehe unten), weil sich bei diesen insbesondere sogenannte Wertprodukte wie Propylen oder Butadien in vergleichsweise größerer Menge gewinnen lassen.

Mit dem Begriff "Ofeneinsatz" werden hier ein oder mehrere flüssige und/oder gasförmige Ströme bezeichnet, die einem oder mehreren Spaltöfen zugeführt werden. Auch durch ein entsprechendes Dampfspaltverfahren erhaltene Ströme, wie unten erläutert, können in einen oder mehrere Spaltöfen rückgeführt und erneut als

Ofeneinsatz verwendet werden. Als Ofeneinsatz eignet sich eine Vielzahl von

Kohlenwasserstoffen und Kohlenwasserstoffgemischen von Ethan bis Gasöl bis zu einem Siedepunkt von typischerweise 600 Ό.

Ein Ofeneinsatz kann aus einem sogenannten "Frischeinsatz" bestehen, also aus einem Einsatz, der anlagenextern bereitgestellt und beispielsweise aus einer oder mehreren Erdölfraktionen, Erdgas und/oder Erdgaskondensaten gewonnen wird. Ein Ofeneinsatz kann auch aus einem oder mehreren sogenannten "Recycleströmen" bestehen, also Strömen, die in der Anlage selbst erzeugt und in einen entsprechenden Spaltofen zurückgeführt werden. Ein Ofeneinsatz kann auch aus einem Gemisch eines oder mehrerer Frischeinsätze mit einem oder mehreren Recycleströmen bestehen.

Der Ofeneinsatz wird im jeweiligen Spaltofen zumindest teilweise umgesetzt und verlässt den Spaltofen als sogenanntes "Rohgas", das Nachbehandlungsschritten unterworfen werden kann. Derartige Nachbehandlungsschritte umfassen zunächst eine Aufbereitung des Rohgases, beispielsweise durch Quenchen, Verdichten,

Verflüssigen, Kühlen und Trocknen, wodurch ein sogenanntes "Spaltgas" erhalten wird. Bisweilen wird auch bereits das Rohgas als Spaltgas bezeichnet.

Die erwähnten "Spaltbedingungen" in einem Spaltofen umfassen unter anderem den Partialdruck des Ofeneinsatzes, der durch die Zugabe unterschiedlicher Dampfmengen und den im Spaltofen eingestellten Druck beeinflusst werden kann, die Verweildauer im Spaltofen sowie die in diesem verwendeten Temperaturen und Temperaturprofile. Auch die Ofengeometrie und Ofengestaltung spielen eine Rolle. Zur Herstellung von Ethylen wird ein Spaltofen typischerweise bei einer Ofeneintrittstemperatur von 500 bis 680 Ό und bei einer Ofenaustrittstemperatur von 77 5 bis 875 °C betrieben. Hierbei ist die "Ofenaustrittstemperatur" die Temperatur eines Gasstroms am Ende eines oder mehrerer Reaktionsrohre. Typischerweise handelt es sich hierbei um die maximale Temperatur, auf die der entsprechende Gasstrom aufgeheizt wird. Der verwendete Druck beträgt, ebenfalls am Ende eines oder mehrerer Reaktionsrohre gemessen, typischerweise 165 bis 225 kPa. Dem Ofeneinsatz wird Dampf in einem Verhältnis von typischerweise 0,25 bis 0,85 kg Dampf pro kg trockenem Einsatz beigemischt. Die eingesetzten Werte sind vom verwendeten Ofeneinsatz und den erwünschten

Spaltprodukten abhängig. Da die genannten Werte einander zumindest teilweise wechselseitig beeinflussen, hat sich zur Charakterisierung der Spaltbedingungen der Begriff der "Spaltschärfe" (engl. Cracking Severity) durchgesetzt. Für flüssige Ofeneinsätze, also längerkettige

Kohlenwasserstoffe, kann die Spaltschärfe über das Verhältnis von Propylen zu Ethylen (P/E) oder als das Verhältnis von Methan zu Propylen (M/P) im Spaltgas auf Gewichtsbasis (kg/kg) beschrieben werden. Das P/E- und das M/P-Verhältnis sind direkt von der Temperatur abhängig, können aber im Gegensatz zur realen Temperatur im oder am Ausgang eines Spaltofens genauer gemessen und beispielsweise als Regelgröße in einem Regelungsverfahren verwendet werden. Für gasförmige Ofeneinsätze kann die Umsetzung bzw. Konversion einer jeweils betrachteten Komponente des Ofeneinsatzes als Maß der Spaltschärfe angegeben werden. Insbesondere für die im vorliegenden Fall eingesetzten C4-Fraktionen bzw. C4-Teilströme ist eine Beschreibung der Spaltschärfe über die Umsetzung von

Schlüsselkomponenten wie n-Butan gut geeignet und fachüblich.

Die Spaltschärfen bzw. Spaltbedingungen sind "scharf", wenn n-Butan in einer entsprechenden Fraktion zu mehr als 92% umgesetzt wird. Bei noch schärferen Spaltbedingungen wird n-Butan ggf. auch zu mehr als 93%, 94% oder 95% umgesetzt. Eine Umsetzung von n-Butan zu 100% erfolgt typischerweise nicht. Die Obergrenze der "scharfen" Spaltschärfen bzw. Spaltbedingungen liegt daher beispielsweise bei 99%, 98%, 97% oder 96% Umsetzung von n-Butan.

Die Spaltschärfen bzw. Spaltbedingungen sind hingegen "mild", wenn n-Butan zu weniger als 92% umgesetzt wird. Bei weniger als 91 %, weniger als 90%, weniger als 89%, weniger als 88% oder weniger als 87% Umsetzung von n-Butan liegen zunehmend mildere Spaltschärfen bzw. Spaltbedingungen vor. Bei weniger als 86% Umsetzung von n-Butan werden die Spaltschärfen bzw. Spaltbedingungen hier als "sehr mild" bezeichnet. Sehr milde Spaltschärfen bzw. Spaltbedingungen umfassen auch beispielsweise eine Umsetzung von n-Butan zu weniger als 85%, 80% oder 75% und mehr als 50% oder 60%.

Die genannten Spaltschärfen bzw. Spaltbedingungen hängen insbesondere mit der oben erläuterten Ofenaustrittstemperatur am Ende des oder der jeweils verwendeten Reaktionsrohre bzw. Spaltöfen zusammen. Je höher diese ist, desto "schärfer", je niedriger, desto "milder" sind die Spaltschärfen bzw. Spaltbedingungen.

Ferner versteht sich, dass die Umsetzung anderer Komponenten nicht identisch mit jener des n-Butans sein muss. Mit einer prozentualen Umsetzung einer

Schlüsselkomponente, hier n-Butan, sind aber jeweils eine Ofenaustrittstemperatur und die jeweiligen prozentualen Umsetzungen der anderen Komponenten im Einsatz verknüpft. Diese Ofenaustrittstemperatur ist wiederum unter anderem vom Spaltofen abhängig. Der Versatz zwischen den jeweiligen prozentualen Umsetzungen ist von einer Reihe von weiteren Faktoren abhängig. Vorteile der Erfindung

Die vorliegende Erfindung schlägt ein Verfahren zur Erzeugung von Olefinen vor, bei dem in einem oder mehreren Oxygenatsyntheseschritten unter Verwendung von Kohlenwasserstoffen und unter Gewinnung von Wasserstoff Oxygenate erzeugt werden. Diese Oxygenate werden anschließend in einem oder mehreren

Oxygenatumsetzungsschritten zumindest teilweise zu Kohlenwasserstoffen umgesetzt. Parallel hierzu werden in einem oder mehreren Dampf spaltschritten

Kohlenwasserstoffe erzeugt. Ein Teil der Kohlenwasserstoffe aus dem oder den Oxygenatumsetzungsschritten und/oder ein Teil der Kohlenwasserstoffe aus dem oder den Dampfspaltschritten werden dabei einem oder mehreren Hydrierschritten unterworfen, in welchen sie mit Wasserstoff umgesetzt werden.

Wie bereits eingangs erläutert, sind Verfahren dieser Art grundsätzlich bekannt. So offenbart beispielsweise die DE 32 20 996 A1 das Zusammenführen von Gasen aus einem Dampfspaltverfahren und einem Oxygenat-zu-Olefin-Verfahren. Entsprechendes ist auch in der US 2005/0038304 A1 veranschaulicht. Hierbei können einzelne

Produktfraktionen auch in ein Dampfspaltverfahren und/oder in ein Oxygenat-zu-Olefin- Verfahren rückgeführt werden. So sind in der DE 32 20 999 A1 , der WO 83/04249 A1 , der EP 0 090 232 A1 , der WO 2009/039948 A1 , der US 201 1/01 12344 A1 sowie der US 201 1 /01 12345 A1 entsprechende Verfahren offenbart. Integrationskonzepte in Anlagenkomplexen zur Erzeugung von Olefinen mit einem Oxygenat-zu-Olefin- Verfahren und einem Dampf spaltverfahren sind auch in der US 201 1/0137095 A1 und der US 201 1/01 12314 A1 gezeigt. Aus dem Stand der Technik, beispielsweise der US 201 1 /91 12314 A1 , ist die

Rückführung von Wasserstoff aus einem gemeinsamen Trennteil eines Oxygenat-zu- Olefin-Verfahrens und eines Dampfspaltverfahrens in eine Oxygenatsynthesestufe bekannt. Ferner ist die Auftrennung eines Einsatzes, der aus Methan, Ethan und Kohlendioxid besteht, vorgeschlagen worden, um die einzelnen Fraktionen jeweils in eine Erzeugungseinheit für Synthesegas, einen Dampfspaltschritt sowie einen

Oxygenatsyntheseschritt zu führen.

Werden Kohlenwasserstoffe aus wenigstens einem Dampfspaltschritt und

Kohlenwasserstoffe aus wenigstens einem Oxygenatumsetzungsschritt kombiniert und einem gemeinsamen Trennteil zugeführt, kann in diesem eine Menge an

entsprechenden Kohlenwasserstoffen gebildet werden, die es möglich macht, auf Frischeinsätze für den oder die Dampf spaltschritte zu verzichten. Herkömmlichen Verfahren der erläuterten Art ist gemeinsam, dass in diesen

typischerweise nicht nur Propan und Ethan zu einem Dampf spaltverfahren

zurückgeführt werden, sondern auch Kohlenwasserstoffe mit vier und mehr

Kohlenstoffatomen mit geringer Wertschöpfung. Derartige Komponenten umfassen Olefine, die, wie auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung, vor einer

entsprechenden Rückführung typischerweise hydriert werden.

Zur Hydrierung und Hydroisomerisierung von Olefinen oder olefinhaltigen

Kohlenwasserstoffgemischen sind aus dem Stand der Technik zahlreiche katalytische Verfahren bekannt, die auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen können. Hydrierkatalysatoren besitzen als hydrieraktive Komponente ein oder mehrere Elemente der 6., 7. oder 8. Nebengruppe des Periodensystems in

elementarer oder gebundener Form. Als Hydroisomerisierungskatalysatoren werden typischerweise Edelmetalle der 8. Nebengruppe in elementarer Form eingesetzt. Sie können mit unterschiedlichen Zusätzen dotiert sein, um bestimmte

Katalysatoreigenschaften, beispielsweise Lebensdauer, Resistenz gegen bestimmte Katalysatorgifte, Selektivität oder Regenerierbarkeit zu beeinflussen. Die Hydrier- und Hydroisomerisierungskatalysatoren enthalten die aktive Komponente vielfach auf Trägern, beispielsweise Mordeniten, Zeolithen, Dialuminiumtrioxidmodifikationen, Siliciumdioxidmodifikationen und anderen.

Zur weitgehenden Hydrierung von Olefinen werden im Allgemeinen

Reaktionstemperaturen von 150 bis 250 Ό angewandt, die Hydroisomerisierung erfolgt bei deutlich geringeren Temperaturen. Das thermodynamische Gleichgewicht liegt bei diesen niedrigeren Temperaturen auf Seiten der internen Olefine, hier 2-Buten. Die vorliegende Erfindung schlägt nun vor, dass in dem oder den Hydrierschritten zumindest teilweise der Wasserstoff verwendet wird, der in dem oder den

Oxygenatsyntheseschritten gewonnen wird. Wie sich herausgestellt hat, reicht auch bei einer Trennung der Kohlenwasserstoffe in einem gemeinsamen Trennteil der hier abgetrennte Wasserstoff für die Hydrierung häufig nicht aus. Es erweist sich daher als besonders günstig, anstelle zusätzlichen, von der Anlagegrenze zugeführten

Wasserstoffs den in der Oxygenatsynthese gewonnenen Wasserstoff zu verwenden. Die Erfindung ermöglicht es aufgrund der erläuterten Maßnahmen, auf zusätzlichen Wasserstoff von der Anlagengrenze zu verzichten, so dass sich ein derartiges

Verfahren besonders einfach und effizient durchführen lässt.

Ist hier davon die Rede, dass der Wasserstoff bei dem einen oder den mehreren Oxygenatsyntheseschritten "gewonnen" wird, oder dass der oder die

Oxygenatsyntheseschritte "unter Gewinnung von Wasserstoff" durchgeführt werden, sei darunter verstanden, dass dieser Wasserstoff bereits dort und nicht erst in einem gemeinsamen Trennteil erhalten wird. Vorteilhafterweise wird der bei dem oder den Oxygenatsyntheseschritten gewonnene Wasserstoff stromauf des oder der

Oxygenatumsetzungsschritte abgetrennt. In beiden Fällen wird durch die Gewinnung von Wasserstoff in dem oder den

Oxygenatsyntheseschritten bzw. durch die Durchführung des oder der

Oxygenatsyntheseschritte unter Gewinnung von Wasserstoff die Gesamteffizienz des Verfahrens deutlich verbessert. Anstelle der Gewinnung des Wasserstoffs in einem stromabwärtigen Trennabschnitt, in den ein Abstrom des oder der

Oxygenatumsetzungsschritte und/oder des oder der Dampfspaltschritte eingespeist wird, kann die Gewinnung von Wasserstoff in dem oder den

Oxygenatsyntheseschritten bzw. die Durchführung des oder der

Oxygenatsyntheseschritte unter Gewinnung von Wasserstoff wesentlich einfacher und mit geringerem apparativem Aufwand durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Gewinnung von Wasserstoff aus einem Synthesegas, das in einem

Oxygenatsyntheseschritt eingesetzt wird und bei dem sich es im Wesentlichen um eine Dreikomponentenmischung handelt, wesentlich einfacher als aus einer

Mehrkomponentenmischung, wie sie stromab des oder der

Oxygenatumsetzungsschritte und/oder der Dampfspaltschritte vorliegt, erfolgen.

Dasselbe gilt für ein oxygenathaltiges Gas aus einem Oxygenatsyntheseschritt, das noch immer eine wesentlich weniger komplexe Mischung darstellt als die erwähnten Abströme. Insbesondere können aufgrund einer stromauf erfolgenden

Wasserstoffgewinnung die Trenneinrichtungen, die für den Abstrom des oder der Oxygenatumsetzungsschritte und/oder des oder der Dampfspaltschritte verwendet werden, für geringere Volumina ausgelegt werden, was die Investitionskosten beim Bau einer entsprechenden Anlage deutlich reduziert.

Wenngleich die vorliegende Erfindung auf der Feststellung beruht, dass die Gewinnung von Wasserstoff in dem oder den Oxygenatsyntheseschritten bzw. die Durchführung des oder der Oxygenatsyntheseschritte unter Gewinnung von Wasserstoff und die wenigstens teilweise Verwendung dieses Wasserstoffs in dem oder den

Hydrierschritten besonders vorteilhaft ist, schließt dies nicht aus, dass weiterer Wasserstoff, beispielsweise Wasserstoff, der aus einem Abstrom des oder der

Oxygenatreaktionsschritte und/oder des der Dampfspaltschritte in einem

stromabwärtigen Trennschritt gewonnen wird, ebenso für die Hydrierung eingesetzt werden kann. Dieser Wasserstoff kann beispielsweise Wasserstoff sein, der in dem oder den Dampfspaltschritten erzeugt wird. Die vorliegende Erfindung verwendet jedoch immer Wasserstoff, der, wie erwähnt, stromauf hiervon in dem oder den Oxygenatsyntheseschritten gewonnen wird. Die Gewinnung von Wasserstoff auf unterschiedlichen Stufen des Verfahrens erhöht die Flexibilität deutlich, weil jeder Wasserstoffgewinnungsschritt individuell angepasst werden kann, so dass die spezifischen technischen Bedürfnisse stromabwärtiger Einheiten oder

Verfahrensschritte erfüllt werden können. Dies ist von besonderem Vorteil, wenn existierende Anlagen umgerüstet werden, weil in solchen Fällen die existierenden Trennkapazitäten, die für einen bestimmten Zweck ausgelegt sind, häufig nicht den Mengen entsprechen, die nach der Umrüstung vorliegen. Durch die Bereitstellung mehrerer Einstellmöglichkeiten in Form weiterer Wasserstoffgewinnungspunkte wird dieses Problem gelöst. Wird also beispielsweise ein existierendes Dampf spaltverfahren um ein Oxygenat-zu- Olefin-Verfahren erweitert, muss eine Trenneinrichtung zur Abtrennung von

Wasserstoff aus den gesammelten Abströmen beider Verfahren nicht erweitert werden, wenn die Gewinnung von Wasserstoff in dem oder den Oxygenatsyntheseschritten bzw. die Durchführung des oder der Oxygenatsyntheseschritte unter Gewinnung von Wasserstoff erfolgt, weil dann der Abstrom des oder der Oxygenatsynthese- und/oder der Oxygenatumsetzungsschritte ärmer an Wasserstoff ist.

An dieser Stelle sei betont, dass der Fachmann bei der Ausgestaltung eines kombinierten Verfahrens, das die Oxygenatsynthese, die Oxygenatumsetzung und die Dampfspaltung umfasst, nicht dazu veranlasst gewesen wäre, Wasserstoff separat in der Oxygenatsynthese, also aus einer Gasmischung, die einem

Oxygenatsyntheseschritt unterworfen wird oder diesem bereits unterworfen wurde, stromauf eines Oxynatumsetzungsschritts (beispielsweise stromauf eines Oxygenat- zu-Olefin-Verfahrens) zu gewinnen. Weil in derartigen Anlagen ohnehin Wasserstoff aus einem Abstrom des oder der Oxygenatreaktionsschritte und/oder des oder der Dampf spaltschritte in einem stromabwärtigen Reaktionsschritt gewonnen wird, beispielsweise als Teil eines sogenannten "Tailgases", wäre es die naheliegendste Entscheidung, die gesamte Wasserstoffabtrennung in einem derartigen

stromabwärtigen Trennschritt durchzuführen. Der Fachmann wäre unter anderem deshalb davon abgehalten gewesen, einen weiteren, stromaufwärtigen Trennschritt einzusetzen, weil dieser zusätzliche Vorrichtungen zur Trennung benötigt. Wie jedoch erfindungsgemäß festgestellt wurde, wird der Aufwand zur Gewinnung von Wasserstoff in der Oxygenatsynthese durch die genannten Vorteile mehr als aufgewogen, beispielsweise durch die erhöhte Flexibilität, die oben erläutert wurde.

Zur Gewinnung von Wasserstoff können Mittel bereitgestellt sein, die dazu eingerichtet sind, Wasserstoff während oder nach dem oder den Oxygenatsyntheseschritten, beispielsweise aus Synthesegas oder aus einem Abstrom eines

Oxygenatsynthesereaktors, der beispielsweise zumindest Oxygenate und Wasserstoff enthält, abzutrennen. Diese Mittel können beispielsweise in Form von

Niedertemperatur- bzw. kryogenen Trenneinrichtungen oder Einrichtungen, die aufgrund adsorptiver oder absorptiver Prinzipien arbeiten, beispielsweise unter Verwendung von Druckwechseladsorption (PSA), realisiert sein. Es kann von besonderem Vorteil sein, in einem oder mehreren unterschiedlichen Schritten des

Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung eine Rohgasmischung zu gewinnen, die an Wasserstoff angereichert ist. Eine derartige Rohgasmischung kann beispielsweise das erwähnte Tailgas sein, das im wesentlichen Wasserstoff und Methan enthält, und aus dem Wasserstoff beispielsweise mittels PSA gewonnen wird. Entsprechende Rohgasmischungen aus unterschiedlichen Schritten des Verfahrens entsprechend der vorliegenden Erfindung können auch kombiniert und einem gemeinsamen

Wasserstoffgewinnungsschritt unterworfen werden. Dies wird als besonders vorteilhaft angesehen, weil in diesem Fall nur eine einzige Vorrichtung für diesen Zweck bereitgestellt werden muss, beispielsweise eine einzige PSA-Einheit. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird jedoch ein Teil des Rohwasserstoffs, der in eine derartige gemeinsame Einheit eingespeist wird, zuvor separat, d.h. in dem oder den

Oxygenatsyntheseschritten, gewonnen.

Wie erfindungsgemäß festgestellt wurde, reicht der Wasserstoff, der beispielsweise beim Dampfspalten gebildet wird, typischerweise mengenmäßig nicht aus, um die erforderlichen Hydrierschritte durchzuführen. Im Gegensatz dazu liegt der Wasserstoff , der in dem oder den Oxygenatsyntheseschritten, worunter auch schon die Bildung von Synthesegas durch beispielsweise Dampfreformierung und/oder partielle Oxidation fällt, in einer Menge vor, die höher ist, als sie für die Durchführung der Synthese des oder der Oxygenate erforderlich ist, d.h. in einer überstöchiometrischen Menge. Daher kann insbesondere bei der im Rahmen der Erfindung vorgenommenen Kombination von Dampfspalten und Oxygenatsynthese überschüssiger Wasserstoff aus der

Oxygenatsynthese vorteilhaft in der Hydrierung eingesetzt werden. Wasserstoff fällt typischerweise auch als Nebenprodukt bei anderen Verfahren zur Erzeugung von Olefinen an, beispielsweise bei der Dehydrierung von Propan. Auch derartiger Wasserstoff kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Vorteil verwendet werden. Wie bereits erläutert, werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise Kohlenwasserstoffe mit vier und/oder fünf Kohlenstoffatomen aus dem oder den Oxygenatumsetzungsschritten und/oder Kohlenwasserstoffe mit vier und/oder fünf Kohlenstoffatomen aus dem oder den Dampfspaltschritten in dem oder den

Hydrierschritten mit Wasserstoff umgesetzt. Dies ermöglicht eine sinnvolle Nutzung entsprechender Kohlenwasserstoffe in einem Dampf spaltverfahren und damit die einfache und kostengünstige Gewinnung von Wertprodukten.

Vorteilhafterweise werden die Kohlenwasserstoffe aus dem oder den

Oxygenatumsetzungsschritten und/oder die Kohlenwasserstoffe aus dem oder den Dampf spaltschritten dabei zumindest teilweise einem oder mehreren gemeinsamen Trennschritten unterworfen, wie bereits zuvor erläutert.

Vorteilhafterweise ist ferner vorgesehen, dass der oder die Oxygenatsyntheseschritte einen Synthesegaserzeugungsschritt und/oder einen Synthesegasumsetzungsschritt umfassen. In ersterem wird beispielsweise aus Kohlenwasserstoffen oder anderen organischen Einsätzen Synthesegas erzeugt, das in letzterem beispielsweise katalytisch zu den Oxygenaten umgesetzt wird. In beiden Schritten kann Wasserstoff anfallen, der erfindungsgemäß genutzt werden kann. Bei dem Wasserstoff kann es sich auch um Wasserstoff in dem Synthesegas handeln, der für die

Oxygenatsyntheseschritte nicht benötigt wird.

Synthesegaserzeugungsschritte und Synthesegasumsetzungsschritte sind

grundsätzlich bekannt. Zur Synthesegaserzeugung können beispielsweise allotherme oder autotherme Reformierungsverfahren verwendet werden. Auch kombinierte

Verfahren können zum Einsatz kommen. Die Synthesegasumsetzung zu dem oder den Oxygenaten erfolgt typischerweise katalytisch in einem oder mehreren

Reaktionsschritten. Zur Erzeugung von Synthesegas werden typischerweise ein- oder mehrstufige Verfahren eingesetzt. Hierbei kommen beispielsweise Rohrbündelreaktoren als Synthesegasreaktoren zum Einsatz, deren Reaktionsrohre herkömmlicherweise von außen befeuert und bei 850 bis 900 Ό betrieben wer den. Die Reaktionsrohre sind mit einem geeigneten Katalysator befüllt und werden von dem mit dem Prozessdampf vermischten Einsatz durchströmt. Die Erfindung kann neben der herkömmlichen

Dampfreformierung (SMR, steam methane reforming) aber auch bei der autothermen Reformierung (ATR, autothermal reforming) und bei kombinierten

Reformierungsverfahren aus herkömmlicher Dampfreformierung und authothermer Reformierung zum Einsatz kommen. Ein weiteres Einsatzgebiet der Erfindung sind Verfahren zur Dampfreformierung mit Kohlendioxidimport.

Dimethylether kann durch eine zweistufige Synthese aus Synthesegas über Methanol als Zwischenprodukt gewonnen werden. Entsprechende Verfahren sind beispielsweise ab Seite 171 im DME Handbook des Japan DME Forum, ISBN 978-4-9903839-0-9, 2007, beschrieben. Die zweistufige Gewinnung von Dimethylether aus Synthesegas zeichnet sich, wie erwähnt, dadurch aus, dass zunächst Methanol aus Synthesegas gewonnen wird, anschließend das nicht umgesetzte Synthesegas von den

Kondensaten (Methanol und Wasser) abgetrennt wird, und das Methanol anschließend in einem weiteren Reaktor unter Gewinnung von Dimethylether und Wasser dehydratisiert wird. Verfahren zur Gewinnung anderer Oxygenate können in

vergleichbarer Weise durchgeführt werden.

In der Patentliteratur wird bereits 1973 (DE 23 62 944 A1 , US 4 098 809 A) die direkte oder einstufige Gewinnung von Dimethylether aus Synthesegas beschrieben. Diese zeichnet sich durch eine gemeinsame Reaktionsstufe aus, in der aus Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid gemeinsam Methanol und Dimethylether gewonnen werden. Hierauf aufbauend wurden in der Literatur weitere Verfahren beschrieben.

In einem bekannten Kombinationsverfahren, dem sogenannten Topsoe-Prozess, wie er im DME Handbook ab Seite 185, insbesondere auf Seite 187 beschrieben ist, wird ein dualer Katalysator, mit dem sich sowohl Methanol als auch Dimethylether bilden lassen, eingesetzt. Es kommen mindestens zwei Reaktoren ohne zwischengeschaltete Auftrennung zum Einsatz, wobei ein erster Reaktor isotherm gekühlt und ein zweiter Reaktor adiabat betrieben wird. Es erfolgt eine parallele Produktion von Dimethylether und Methanol, wobei das Methanol in einem weiteren Reaktor nach Auftrennung der Komponenten zu Dimethylether umgesetzt werden kann.

Die Direktsynthese von Dimethylether kann auch beispielsweise im Slurrybetrieb und bei vergleichsweise geringen Stöchiometriezahlen erfolgen. Hierdurch kommt es zur Bildung von Kohlendioxid als Nebenprodukt, das herkömmlicherweise von den jeweils nicht umgesetzten Verbindungen abgetrennt werden muss, um letztere als Recycle der Reaktion erneut zuführen zu können. Die genannten Reaktionen laufen bei

vergleichsweise geringen Stöchiometriezahlen nur bei niedrigem Kohlendioxidgehalt mit befriedigender Ausbeute ab.

Die Erfindung kann auch mit besonderem Vorteil bei von der Anmelderin entwickelten Verfahren und Vorrichtungen zur Gewinnung von Dimethylether zum Einsatz kommen, bei denen ein Einsatzstrom mit Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid entsprechend einer Stöchiometriezahl von mehr als zwei und einem vergleichsweise hohen Anteil an Kohlendioxid verwendet wird. Der oder die hierbei eingesetzten Reaktoren werden unter ausschließlich isothermen Bedingungen betrieben.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die in dem oder den Hydrierschritten umgesetzten Kohlenwasserstoffe zumindest teilweise erneut dem oder den Dampfspaltschritten zugeführt werden, wie ebenfalls erläutert.

Weitere Recycleströme umfassen beispielsweise paraffinische Kohlenwasserstoffe mit zwei bis drei Kohlenstoffatomen. Es ist also vorgesehen, dass paraffinische

Kohlenwasserstoffe mit zwei bis drei Kohlenstoffatomen aus dem oder den

Oxygenatumsetzungsschritten und/oder paraffinische Kohlenwasserstoffe mit zwei bis drei Kohlenstoffatomen aus dem oder den Dampfspaltschritten dem oder den

Dampfspaltschritten erneut zugeführt werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kohlenwasserstoffe, aus denen in dem oder den Oxygenatsyntheseschritten unter Bildung des Wasserstoffs die Oxygenate erzeugt werden, aus einem Gasgemisch abgetrennt werden, das Methan, Ethan und

Kohlendioxid enthält. Je nach Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dabei auf die Abtrennung von Kohlendioxid verzichtet werden, insbesondere wenn ein Oxygenaterzeugungsschritt für die Verarbeitung vergleichsweise hoher

Kohlendioxidmengen eingerichtet ist. In einem derartigen Gasgemisch enthaltenes Ethan kann zumindest teilweise dem oder den Dampfspaltschritten zugeführt werden, in dem Gasgemisch enthaltenes Kohlendioxid kann zumindest teilweise getrennt von weiteren Kohlenwasserstoffen auch dem oder den Oxygenatsyntheseschritten zugeführt werden. Beispielsweise kann entsprechendes Kohlendioxid einem

Synthesegas zugespeist werden.

Vorteilhaft kann auch sein, wenn, sofern die Kohlenwasserstoffe aus dem oder den Oxygenatumsetzungsschritten und/oder die Kohlenwasserstoffe aus dem oder den Dampfspaltschritten Methan umfassen, dieses Methan zumindest teilweise dem oder den Oxygenatsyntheseschritten zuzuführen. Die Verteuerung entsprechenden Methans zur Bereitstellung von Energie in dem oder den Dampfspaltschritten ist bereits bekannt. Je nach Bedarf kann Methan erfindungsgemäß also wahlweise zur Bereitstellung von Energie für die endothermen Dampfspaltprozesse (sogenannte Unterfeuerung) genutzt und/oder in den oder die Oxygenatsyntheseschritte zurückgeführt werden, was eine besonders flexible Verfahrensführung erlaubt. Es wird also wahlweise eine

Energieintegration und/oder eine stoffliche Integration vorgenommen.

Der oder die Dampf spaltschritte können unter Verwendung wenigstens zweier Spaltöfen durchgeführt werden, die auch bei unterschiedlichen Spaltbedingungen betrieben und/oder mit unterschiedlichen Kohlenwasserstoffen beschickt werden können. Die Spaltbedingungen in den einzelnen Spaltöfen können dabei auf die jeweils verwendeten Einsätze, beispielsweise Kohlenwasserstoffe mit vier Kohlenstoffatomen, Ethan und/oder schwerere Kohlenwasserstoffe abgestimmt werden und wahlweise milder oder schärfer sein.

Eine Anlage zur Erzeugung von Olefinen ist ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Diese Anlage weist Mittel auf, die dafür eingerichtet sind, in einem oder mehreren Oxygenatsyntheschritten unter Verwendung von Kohlenwasserstoffen und unter Bildung von Wasserstoff Oxygenate zu erzeugen und diese anschließend in einem oder mehreren Oxygenatumsetzungsschritten zumindest teilweise zu

Kohlenwasserstoffen umzusetzen. Ferner weist die Anlage Mittel auf, die dafür eingerichtet sind, parallel zu dem oder den Oxygenatumsetzungsschritten in einem oder mehreren Dampfspaltschritten Kohlenwasserstoffe zu erzeugen, wobei eine oder mehrere Hydriereinheiten vorgesehen sind, die dafür eingerichtet sind, einen Teil der Kohlenwasserstoffe aus dem oder den Oxygenatumsetzungsschritten und/oder einen Teil der Kohlenwasserstoffe aus dem oder den Dampfspaltschritten in einem oder mehreren Hydrierschritten mit Wasserstoff umzusetzen. Die Anlage zeichnet sich durch Mittel aus, die dafür eingerichtet sind, der oder den

Hydriereinheiten zumindest teilweise den Wasserstoff zuzuführen, der in dem oder den Oxygenatsyntheseschritten gebildet wird.

Eine entsprechende Anlage profitiert von den zuvor erläuterten Vorteilen. Auf diese wird daher ausdrücklich verwiesen. Insbesondere ist eine derartige Anlage dafür eingerichtet, ein Verfahren, wie es zuvor erläutert wurde, durchzuführen und weist hierzu entsprechende Mittel auf.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gegenüber dem Stand der Technik näher erläutert. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 veranschaulicht ein Verfahren zur Erzeugung von Olefinen gemäß dem Stand der Technik.

Figur 2 veranschaulicht ein Verfahren zur Erzeugung von Olefinen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Figur 3 veranschaulicht ein Verfahren zur Erzeugung von Olefinen gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

In den Figuren tragen einander entsprechende Elemente identische Bezugszeichen und werden der Übersichtlichkeit halber nicht wiederholt erläutert.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen

In Figur 1 ist ein Verfahren zur Erzeugung von Olefinen gemäß dem Stand der Technik schematisch veranschaulicht und insgesamt mit 1 10 bezeichnet.

Ein kohlenwasserstoffhaltiger Einsatzstrom a wird im dargestellten Beispiel zunächst einem Synthesegaserzeugungsschritt 1 zugeführt, mittels welchem ein

Synthesegasstrom b gebildet wird. Der Synthesegasstrom b enthält zumindest Wasserstoff und Kohlenmonoxid und wird einem Synthesegasumsetzungsschritt 2 unterworfen. In dem Synthesegasumsetzungsschritt 2 werden aus in dem Strom b enthaltenen Komponenten des Synthesegases Oxygenate gebildet und in Form eines Stroms c bereitgestellt. Der Synthesegasumsetzungsschritt 2 arbeitet unter

Verwendung geeigneter Katalysatoren und gegebenenfalls zusätzlicher Einsatzströme. Nachfolgend werden die Schritte 1 und 2, d. h. der Synthesegaserzeugungsschritt 1 und der Synthesegasumsetzungsschritt 2, zusammengefasst als

Oxygenatsyntheseschritte bezeichnet.

Der in den Oxygenatsyntheseschritten 1 , 2 gebildete Strom c, welcher Oxygenate Methanol und/oder Dimethylether enthält, wird in einem oder mehreren

Oxygenatumsetzungsschritten 3, die beispielsweise ein eingangs erläutertes Oxygenat-zu-Olefin-Verfahren implementieren, zu Kohlenwasserstoffen umgesetzt, die in einem Strom d enthalten sind. Ziel von Oxygenat-zu-Olefin-Verfahren ist, wie eingangs erläutert, die Bildung von Olefinen. Ein Strom d, der im dargestellten Beispiel stromab des oder der Oxygenatumsetzungsschritte 3 vorliegt, enthält jedoch nicht ausschließlich Olefine sondern auch andere Verbindungen. Der Strom d wird daher einer unten erläuterten Trennung zugeführt.

Parallel zu den soeben erläuterten Schritten umfasst das Verfahren 1 10 einen oder mehrere Dampfspaltschritte 4, die ebenfalls mit einem oder mehreren

kohlenwasserstoffhaltigen Einsatzströmen e beschickt werden können. Der oder die Dampf spaltschritte 4 können unter Verwendung eines oder mehrerer, bei gleichen oder unterschiedlichen Spaltbedingungen betriebenen Spaltöfen durchgeführt werden. Anstelle nur eines Einsatzstroms e können in dem oder den Dampfspaltschritten 4 weitere Ströme eingesetzt werden, wie auch nachfolgend noch erläutert.

Auch mittels des oder der Dampfspaltschritte 4 wird ein kohlenwasserstoffhaltiger Strom, hier mit f bezeichnet, gebildet. Wie ebenfalls eingangs erläutert, umfasst ein derartiger Strom f ebenfalls nicht ausschließlich die gewünschten Verbindungen, so dass eine nachfolgende Trennung erforderlich ist.

Im dargestellten Beispiel erfolgt die Trennung der Komponenten, die in den Strömen d und f enthalten sind, in einer gemeinsamen Trenneinheit bzw. einem gemeinsamen Trennschritt 5. Es versteht sich, dass, wenngleich in der Figur 1 lediglich ein einziger Trennschritt 5 veranschaulicht ist, dieser Trennschritt 5 typischerweise mehrere Trennschritte bzw. -stufen umfasst. Trennsequenzen, die in dem oder den

gemeinsamen Trennschritten 5 verwendet werden können, sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus dem erwähnten Artikel "Ethylene" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, bekannt. Der oder die Trennschritte 5 können beispielsweise nacheinander Demethanizer-, Deethanizer- und Depropanizerschritte umfassen. Eine beliebige Reihenfolge derartiger Schritte ist möglich.

In dem oder den Trennschritten 5 werden unterschiedliche Fraktionen aus den

Strömen d und f gebildet. Hierbei handelt es sich beispielsweise um einen methan- und/oder kohlendioxidhaltigen Strom g, der wie mit einem durchgezogenen Pfeil veranschaulicht, in den oder die Dampf spaltschritte 4 zur Energiebereitstellung zurückgeführt oder, wie mit einem gestrichelten Pfeil veranschaulicht, aus dem

Verfahren 1 10 ausgeführt werden kann. Mit anderen Worten kann die benötigte Energie für den oder die Dampfspaltschritte 4 des Verfahrens 1 10 auch mit methanhaltigen Recycleströmen bereitgestellt werden, die aus einem entsprechenden Strom g gebildet werden. Sofern allerdings aus Energiebilanzgründen erforderlich, kann ein weiterer mathanhaltiger Einsatzstrom h (Erdgas/Brenngas) zugeführt werden.

Als weiterer Produktstrom des oder der Trennschritte 5 kann ein Strom i gebildet werden, der überwiegen Ethylen enthält und aus dem Verfahren als Produkt ausgeleitet werden kann. Ein weiterer Produktstrom k umfasst im Wesentlichen Ethan und wirdin den oder die Dampfspaltschritte 4 als Recyclestrom zurückgeführt. Der Strom k kann dabei mit weiteren Strömen vereinigt werden, wie unten erläutert.

Ein Strom I enthält beispielsweise überwiegend Propylen und kann ebenfalls als Produkt aus dem Verfahren ausgeführt werden. Ein überwiegen Propan enthaltender Strom m kann, wie der Strom k, in den oder die Dampf spaltschritte 4 zurückgeführt werden.

Eine weitere in dem oder den Trennschritten 5 anfallende Fraktion ist mit n

veranschaulicht. Diese Fraktion enthält beispielsweise sämtliche anderen

Komponenten der Ströme d und/oder f, beispielsweise Wasser, Öle, schwere

Kohlenwasserstoffe und Kohlenwasserstoffe mit vier und mehr Kohlenstoffatomen, die Wertprodukte wie Aromaten, Butadien und dergleichen umfassen können. Separat hierzu ist ein Strom o veranschaulicht, der überwiegend den bei der Trennung in dem oder den Trennschritten 5 anfallenden Wasserstoff enthält.

Wie erwähnt, ist insbesondere die Bearbeitung der Kohlenwasserstoffe mit vier Kohlenstoffatomen, die in dem Verfahren 1 10 in der Fraktion bzw. dem Strom n enthalten sind, häufig ineffizient. Die vorliegende Erfindung schafft hier Abhilfe.

Figur 2 veranschaulicht hierzu ein Verfahren gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, welches insgesamt mit 100 bezeichnet ist. Die Figur 2 veranschaulicht hierbei einen zusätzlichen Strom p, der in dem oder den Trennschritten 5 erzeugt wird. Hierbei handelt es sich um einen Strom, der

überwiegend Kohlenwasserstoffe mit vier und/oder mehr Kohlenstoffatomen enthält. Der Strom n ist in der zu Figur 1 erläuterten Zusammensetzung in dem Verfahren 100 nicht mehr vorhanden. Ein dem Strom n entsprechender Strom, der jedoch ohne die nun in dem Strom p enthaltenen Kohlenwasserstoffe mit vier und/oder mehr

Kohlenstoffatomen nicht mehr enthält, ist in Figur 2 mit q bezeichnet.

Der Strom p wird einem Hydrierschritt 6 zugeführt und dort unter Verwendung von Wasserstoff hydriert. Es versteht sich, dass vor der Zuführung des Stroms p zu dem Hydrierschritt 6 auch Komponenten aus dem Strom p abgetrennt werden können, beispielsweise zur Gewinnung von Wertprodukten.

Weiter veranschaulicht die Figur 2 zwei zusätzliche Wasserstoffströme, die in den Oxygenatsyntheseschritten 1 , 2, also dem Synthesegaserzeugungsschritt 1 und dem Synthesegasumsetzungsschritt 2 gewonnen werden können. Diese sind mit r und s bezeichnet. Die Wasserstoffströme r und s können dabei in den

Oxygenatsyntheseschritten 1 , 2 als wasserstoffreiche oder überwiegend Wasserstoff enthaltende Ströme anfallen, es ist jedoch auch möglich, entsprechende Ströme r und s durch Aufreinigung auch weitere Komponenten enthaltender Gemische zu gewinnen.

Der in den Strömen r und s enthaltene Wasserstoff wird zusammen mit dem

Wasserstoff des bereits unter Bezugnahme auf die Figur 1 erläuterten Stroms o in dem Hydrierschritt 6 eingesetzt. Hierdurch ergibt sich, wie bereits zuvor erläutert, eine besonders effiziente Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens 100.

In dem oder den Hydrierschritten 6 hydrierte Komponenten können in Form des Stroms t in den oder die Dampfspaltschritte 4 zurückgeführt werden. Der oder die

Dampf spaltschritte 4 können auch ausschließlich unter Verwendung von rückgeführten Strömen (Recycleströme) betrieben werden, ein sogenannter Frischeinsatz, also der in Figur 1 vorhandene Strom e ist nicht zwingend erforderlich. Dies ist in der Figur 2 in Form eines gestrichelten Pfeils veranschaulicht.

In Figur 3 ist ein Verfahren gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung schematisch veranschaulicht und ebenfalls insgesamt mit 100 bezeichnet. Das Verfahren 100 unterscheidet sich bezüglich der Schritte 1 bis 6 und der Ströme h bis t nicht grundlegend von dem in Figur 2 veranschaulichten Verfahren. Zusätzlich zeigt die Figur 3 einen weiteren Trennschritt 7, in dem ein Strom u, der beispielsweise Methan, Ethan und Kohlendioxid enthalten kann, aufgetrennt werden kann. In dem Trennschritt 7 kann beispielsweise ein methanreicher Strom v gewonnen werden, der zusammen mit einem weiteren Strom w zur Bildung des bereits zuvor erläuterten Einsatzstroms a verwendet werden kann. Der Strom w kann seinerseits beispielsweise einen Teilstrom des bereits erläuterten, methanreichen Stroms g darstellen. Der Strom v kann auch Ethan und/oder Kohlendioxid enthalten.

Ein wesentlicher Aspekt des in Figur 3 veranschaulichten Verfahrens ist jedoch die separate Einspeisung von Kohlendioxid, das in dem Trennschritt 7 aus dem Strom u abgetrennt wird, in den Synthesegasumsetzungsschritt 2. Dies ist in der Figur 3 mit x veranschaulicht. Der Strom x kann dem Synthesegasumsetzungsschritt 2 deshalb zugeführt werden, weil hier, wie eingangs erläutert, entsprechende Bedingungen eingesetzt werden, wie sie sich zur Umsetzung von Synthesegas zu Oxygenaten als besonders vorteilhaft erwiesen haben.

Ein weiterer Aspekt der in der Figur 3 veranschaulichten Ausführungsform ist die Abtrennung eines ethanreichen Stroms y aus dem Strom u in dem Trennschritt 7. Der Strom y kann dem oder den Dampfspaltschritten 4 zugeführt werden.