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Title:
METHOD FOR OPERATING A MULTI-COMPONENT SYSTEM FOR PRODUCING HYDROCARBON PRODUCTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/138816
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for operating a multi-component system (2) for producing hydrocarbon products (4) by means of regeneratively produced energy, wherein an inert gas is introduced into at least a first component (6a) of the system and wherein a process-internal gas (12) is used as the inert gas.

Inventors:
KINZL MARKUS (DE)
SCHNEIDER RÜDIGER (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/083395
Publication Date:
July 27, 2023
Filing Date:
November 28, 2022
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS ENERGY GLOBAL GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
C10G2/00
Domestic Patent References:
WO2011061764A12011-05-26
Foreign References:
US5500449A1996-03-19
EP3686154A12020-07-29
US20130137783A12013-05-30
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Betreiben einer mehrkomponentigen Anlage

(2) zum Herstellen von Kohlenwasserstoff-Produkten (4) mittels regenerativ erzeugter Energie, wobei zumindest in eine erste Komponente (6a) der Anlage (2) zur Inertisierung von Anlagenteilen und/oder zur Regeneration von Katalysatoren absichtlich ein Inertgas aus einer zweiten Komponente (6b) der Anlage (2) eingeleitet wird, wobei als Inertgas ein prozessinternes Gas (12) verwendet wird und wobei ein erster Intertgas- Abgasstrom (14) aus der ersten Komponente (6a) der Anlage (2) in den Prozess zum Herstellen von Kohlenwasserstoff-Produkten zurückgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei als prozessinternes Inertgas (12) Kohlendioxid CO2 verwendet wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als prozessinternes Inertgas (12) Wasserdampf verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als prozessinternes Inertgas (12) Kohlenmonoxid CO verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in eine weitere Komponente (6c) der Anlage (2) ein prozessfremdes Inertgas (16) , wie z.B. Stickstoff, Argon oder ein anderes Inertgas, eingeleitet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei in der weiteren Komponente (6c) der Anlage (2) ein weiterer Intergas- Abgasstrom (18) generiert wird, der aus der Anlage (2) hinausgeleitet wird.

7. Mehrkomponentige Anlage (2) zum Herstellen von Kohlenwasserstoff-Produkten mittels regenerativ erzeugter Energie, mit einer ersten Leitung zum Einleiten eines Inertgases zur Inertisierung von Anlagenteilen und/oder zur Regeneration von Katalysatoren in eine erste Komponente (6a) der Anlage (2) aus einer zweiten Komponente (6b) der Anlage (2) , wobei als Inertgas ein prozessinternes Gas (12) verwendet wird, und mit einer Zwischenleitung zum Rückführen eines ersten Intergas- Abgasstroms (14) aus der ersten Komponente (6a) in den Prozess zum Herstellen von Kohlenwasserstoff-Produkten.

Description:
Beschreibung

Verfahren zum Betreiben einer mehrkomponentigen Anlage zum Herstellen von Kohlenwasserstoff-Produkten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer mehrkomponentigen Anlage zum Herstellen von Kohlenwasserstoff-Produkten mittels regenerativ erzeugter Energie.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine mehrkomponentige Anlage zum Herstellen von Kohlenwasserstoff-Produkten mittels regenerativ erzeugter Energie.

Kohlenwasserstoff-Produkte, z.B. Kraftstoffe wie Benzin, Diesel, Kerosin oder LPG, ebenso Chemikalien wie Olefine, Polymere etc., werden durch den Einsatz von regenerativ erzeugtem Strom (z.B. aus Wind- oder Sonnenenergie) hergestellt. Zunächst wird Wasserstoff hergestellt, typischerweise durch die Elektrolyse von Wasser, wobei Sauerstoff als Nebenprodukt anfällt. Der Wasserstoff wird anschließend mit C0 2 , CO oder CO 2 /CO-Mischungen zu Kohlenwasserstoffen umgesetzt, beispielsweise über die Zwischenstufe Methanol und dessen Weiterreaktion zu Benzin (Methanol-to-Gasoline, MtG) , Kerosin (Methanol-to-Kerosene, MtK) , Olefinen (Methanol-to-Olef ines , MtO) oder anderen Kohlenwasserstoff-Produkten.

Ein alternativer bekannter Syntheseweg ist die Fischer- Tropsch-Synthese, die zunächst ein synthetisches 01 liefert ( „Syn-Crude" ) , das durch Raffinerieprozesse in die genannten oder andere Kohlenwasserstoff-Produkte umgewandelt werden kann .

Alternativ können Wasserstoff und CO/CO 2 durch Fermentation in Ethanol überführt werden, durch dessen Dehydratisierung Ethylen entsteht, welches durch Oligomerisierung, Polymerisation, Co-Polymerisation und verschiedenste chemische Reaktionen in eine Vielzahl chemischer / petrochemischer Produkte umgewandelt werden kann, beispielsweise in Kraftstof fe wie Benzin oder Kerosin .

Diese und andere sogenannte Power-to-X ( PtX ) -Prozesse , bei denen regenerative Energie eingesetzt wird, um synthetische Kohlenwasserstof fe herzustellen, werden allesamt von der vorliegenden Erfindung adressiert .

In Prozesse zur Herstellung von Kohlenwasserstof fen werden gewöhnlich an verschiedenen Stellen prozess fremde Inertgase eingebracht , um Behälter oder andere Apparate zu inertisie- ren . Ein wichtiger Sonderfall ist die Regeneration von Katalysatoren, z . B . durch Abbrennen von Koks durch Einspeisung von Luft oder Sauerstof f , wobei vor dem Abbrennen die im relevanten Apparat vorhandenen Kohlenwasserstof fe durch Spülen mit einem Inertgas entfernt werden müssen, um die Bildung explosiver Gemische mit der Luft bzw . dem Sauerstof f zu verhindern .

Mit „Inertgasen" werden hierbei Gase bezeichnet , die an den im PtX-Prozess vorkommenden Reaktionen nicht beteiligt sind, sondern insbesondere als Träger-/ Spül-/ Inertisierungsgase dienen . „Prozess fremd" bedeutet hierbei , dass sie nicht in der Anlage aufgrund der PtX-Reaktionen auf der Edukt- oder Produktseite oder aus einem anderen Grund vorhanden sind, sondern zusätzlich eingeführt werden .

Prozess fremde Inertgase werden absichtlich oder unabsichtlich in den Prozess eingeschleust : absichtlich normalerweise zum Inertisieren von Behältern oder Anlagenkomponenten; unabsichtlich als gelöste Gase in den dem Prozess zugeführten Edukten . Die prozess fremden Inertgase werden schließlich, ohne Teilnahme an irgendwelchen Reaktionen, wieder aus dem Prozess ausgeschleust , z . B . als Bestandteile von Produkten bzw . Nebenprodukten, häufig auch als Bestandteil eines Abgases , das als Purge-Strom ausgeschleust wird (und eventuell außerhalb des PtX-Prozesses einer Verwertung zugeführt wird) . Die prozess fremden Inertgase lösen sich teilweise in den flüssigen Kohlenwasserstof fprodukten ( Zwischenprodukten oder Endprodukten) und vermischen sich mit der Kohlenwasserstof f- Gasphase , die entweder selbst in ein (Neben- ) Produkt oder ins Abgas eingeht .

Die Einführung von prozess fremden Inertgasen ist mit gravierenden Nachteilen verbunden . Die Produkte ( z . B . Benzin, Kerosin oder Kohlenwasserstof f-Chemikalien) sind mit den prozessfremden Inertgasen beladen, die mit Hinblick auf die Produktqualität unerwünscht sind . Je nach Anforderungen an die Produktqualität kann es notwendig sein, sie vor dem Verkauf der Produkte durch Abtrennprozesse zu entfernen . Insbesondere die Anwesenheit von Stickstof f , dem aus Kostengründen am häufigsten eingesetzten prozess fremden Inertgas , führt zu einem weiteren signi fikanten Nachteil , da der Stickstof f , der in den relevanten Prozessen aufgrund seines niedrigen Siedepunktes praktisch immer gas förmig ist , sich im Abgas anreichert und bei dessen Weiterverwertung sehr störend sein kann . Das Abgas , das aufgrund der hohen Konzentrationen vorhandener Kohlenwasserstof fe sehr energiereich ist , soll typischerweise durch Verbrennung energetisch verwertet werden . Bei PtX- Prozessen bietet sich die Verbrennung mit dem durch Elektrolyse als Nebenprodukt anfallenden Sauerstof f an, was prinzipiell mit zwei Vorteilen verbunden sein kann . Zum einen, im Gegensatz zu Verbrennung mit Luft , entstehen keine NOx- Verbindungen, die strengen Emissionsgrenzwerten unterliegen ( zur Reduzierung eventueller NOx-Verbindungen wäre eine kostenintensive DeNOx-Teilanlage notwendig) . Zum anderen, die durch die Kohlenwasserstof f-Abgasverbrennung entstehenden Produkte CO bzw . CO2 können als Edukte wieder dem PtX- Syntheseprozess zugeführt werden . Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die Bereitstellung von regenerativem CO/CO2 einen signi fikanten Anteil der Kosten von PtX-Prozessen ausmacht .

Die genannten Vorteile werden allerdings zunichte gemacht , wenn sich Stickstof f im Kohlenwasserstof f-Abgas befindet , denn erstens entstehen bei der Abgasverbrennung NOx- Verbindungen und zweitens gelangen diese NOx-Verbindungen und der Stickstof f selbst zusammen mit den als Edukte wiederwendbaren CO/CCt-Mischungen in den PtX-Prozess , wo sie sich ohne die Ausschleusung größerer Anteile des Recycling-Stroms anreichern würden . Hiermit ist ein gravierender Nachteil verbunden, denn j ede Ausschleusung sollte auf ein Minimum reduziert werden, weil Ausschleusungen immer mit dem Verlust von CO/CO2 , den Hauptkomponenten der Abgasverwertung, verbunden sind .

Der alternativ mögliche Einsatz von Argon oder einem anderen Inertgas verhindert zwar die Bildung von NOx-Verbindungen, j edoch gelangen auch diese Inertgase ins C0/C02-Produkt und somit werden erfordert ist die beschriebene Ausschleusung signi fikanter Gasmengen ( inclusive CO/CO2 ) erforderlich . Zudem sind Argon und andere prozess fremde Inertgase viel teurer als Stickstof f , der durch Luft Zerlegung vergleichsweise günstig hergestellt werden kann, so dass ihr Einsatz aus wirtschaftlichen Gründen im Normal fall ohnehin nicht in Frage kommt .

Zusammenfassend bleibt fest zustellen, dass der Einsatz prozess fremder Inertgase bei PtX-Prozessen zur Herstellung regenerativer Kohlenwasserstof fe mit deutlichen Nachteilen verbunden ist . Die Inertisierung von Behältern und anderen Apparaten oder Anlagenkomponenten ist bei der Synthese von Kohlenwasserstof fen generell unverzichtbar .

Als prominentes Beispiel dient die Inertisierung von Behältern, deren Füllstände im Verlauf der Zeit schwanken (mehr oder weniger starke Füllstandschwankungen treten in praktisch allen Behältern auf ) . Sinkt der Flüssigkeitsstand in einem Behälter, wird zur Aufrechterhaltung des Behälterdrucks ein Gas zugegeben, das mit den im Behälter vorhandenen Stof fen kompatibel sein muss ( keine chemische Reaktivität , möglichst geringe Löslichkeit usw . ) . Die Inertisierung von Anlagenteilen ist auch ein typischer Schritt der Inbetriebnahme einer Anlage , da die Behälter und Apparate nach dem Zusammenbau der Anlage gewöhnlich mit Luft gefüllt sind .

Ein weiteres wichtiges Beispiel stellt die Regeneration von Katalysatoren dar . Aufgrund der typischerweise hohen Temperaturen ( > 200 ° C, oft > 300 ° C ) im Bereich der Katalysatoroberflächen, an denen die stark exothermen Reaktionsschritte der Prozesse zur Kohlenwasserstof f-Synthese stattfinden, kommt es zu Nebenreaktionen, unter anderem zur Zersetzung kohlenstof fhaltiger Komponenten und zur Bildung einer Koksschicht auf der Kat-Oberfläche , die zu einer zunehmenden Deaktivierung führt . Zur regelmäßigen Regenerierung des Katalysators wird die Koks-Schicht von Zeit zu Zeit ( j e nach Verfahren typischerweise nach einigen Tagen) mit Luft oder Sauerstof f abgebrannt . Vor der Zugabe des ( Luft ) -Sauerstof f s werden die im Reaktor vorhandenen Kohlenwasserstof fe durch Spülung mit einem Inertgas entfernt , um die Bildung explosionsgefährlicher Mischungen zu verhindern .

Aus der US 2013137783 Al ist ein System zum Recycling von industriellen C02-Emissionen für die nicht-intermittierende Produktion von erneuerbaren Brennstof fen und Chemikalien durch gas förmige Zwischenprodukte , die intermittierende erneuerbare Energien und erneuerbarer kohlenstof fhaltiger Rohstof f nutzen, bekannt . Im Rahmen dieses Systems wird ein konzentrierter C0/C02-Recyclingstrom dazu verwendet , eine Synthesegasmischung anzupassen .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , bei einem PtX- Prozess zur Herstellung regenerativer Kohlenwasserstof fe im Hinblick auf eine Inertisierung von Anlagenteilen und/oder eine Regeneration von Katalysatoren ein alternatives Verfahren zum absichtlichen Einführen von nicht an dem PtX-Prozess selbst beteiligten Gasen vorzuschlagen . Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer mehrkomponentigen Anlage zum Herstellen von Kohlenwasserstof f-Produkten mittels regenerativ erzeugter Energie , wobei zumindest in eine erste Komponente der Anlage zur Inertisierung von Anlagenteilen und/oder zur Regeneration von Katalysatoren absichtlich ein Inertgas aus einer zweiten Komponente der Anlage eingeleitet wird, wobei als Inertgas ein prozessinternes Gas verwendet wird und wobei ein erster Intertgas-Abgasstrom aus der ersten Komponente der Anlage in den Prozess zum Herstellen von Kohlenwasserstof f-Produkten zurückgeführt wird .

Die Aufgabe wird zudem gelöst durch eine mehrkomponentige Anlage zum Herstellen von Kohlenwasserstof f-Produkten mittels regenerativ erzeugter Energie , mit einer ersten Leitung zum Einleiten eines Inertgases zur Inertisierung von Anlagenteilen und/oder zur Regeneration von Katalysatoren in eine erste Komponente der Anlage aus einer zweiten Komponente der Anlage , wobei als Inertgas ein prozessinternes Gas verwendet wird, und mit einer Zwischenleitung zum Rückführen eines ersten Intergas-Abgasstroms aus der ersten Komponente in den Prozess zum Herstellen von Kohlenwasserstof f-Produkten .

Die in Bezug auf das Verfahren nachfolgend angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen lassen sich sinngemäß auf die Anlage übertragen .

Unter „prozessintern" wird hierbei ein Gas verstanden, welches bereits in der Anlage vorhanden ist und welches nun zusätzlich als Träger-/ Spül-/ Inertisierungsgas eingesetzt wird . Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht nur die Zugabe der oben genannten Gase im Rahmen von Inertisierungsprozessen betri f ft , sondern alle möglichen absichtlichen Einschleusungen von Gasen innerhalb von PtX-Verf ahren, aus welchem Grund auch immer diese Einschleusungen durchgeführt werden . Unter „Komponenten der Anlage" werden funktional oder räumlich voneinander getrennte Teile der Anlage verstanden . Eine Komponente kann z . B . ein Reaktor, ein Behälter, ein Wärmetauscher oder ein Separator sein .

Der Begri f f „Katalysatoren" umfasst dabei nicht nur die Mehrzahl von Katalysatoren, sondern kann sich ebenfalls auf einen einzigen Katalysator beziehen,

Erfindungsgemäß werden Inertisierungen, insbesondere von Behältern oder vor der Regeneration von Katalysatoren, nicht mehr mit prozess fremden Inertgasen durchgeführt , sondern mit prozessinternen Gasen . Die Rückführung der prozessinternen Gasen dient hierbei nicht dazu, diese als Edukte wieder in die Synthese der Kohlenwasserstof f-Produkten zu verwenden, sondern sie werden lediglich im Zusammenhang mit der Inertisierung von Anlagenteilen und/oder der Regeneration eines oder mehreren Katalysatoren eingesetzt . Es ist davon aus zugehen, dass Teile der für die Inertisierung verwendeten Gase ins Produkt und/oder ins Prozessabgas gelangen . Dort dürfen sie keine schädlichen Ef fekte hervorrufen, z . B . bei der Abgas-Verfeuerung mit Elektrolyse-Sauerstof f , durch die abgesehen von der Gewinnung thermischer Energie auch CO/CO2- Mischungen erzeugt werden sollen, die dem Prozess als Edukte zurückgegeben werden . Die verwendeten Inertgase bzw . ihre Verbrennungsprodukte kommen idealerweise ohnehin im Prozess vor, so dass durch ihre Zugabe keine neuen prozess fremden Komponenten eingeschleust werden .

Die eingesetzten Inertgase weisen zudem folgenden Vorteile auf .

- Hohe Verträglichkeit mit den in den relevanten Apparaten vorhandenen Stof fen, wozu unter anderem auch Katalysatoren zählen .

- Es handelt sich um preisgünstige Gase , deren Einsatz die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens nicht wesentlich mindert . Erfindungsgemäß wird ein erster Intertgas-Abgasstrom aus der ersten Komponente der Anlage in den Prozess zum Herstellen von Kohlenwasserstof f-Produkten zurückgeführt . Die Rückführung geschieht insbesondere nach erfolgter Verfeuerung mit Sauerstof f oder einer anderen Behandlung . Aufgrund der Verwendung von prozessinternen Inertgasen ist die Rückführung der nach der Abgasverfeuerung weiterhin vorhandenen Inertgase bzw . ihrer Verbrennungsprodukte zusammen mit CO/CO2 in den Prozess mit keiner unerwünschten Anreicherung verbunden .

In einer besonders vorteilhaften Aus führung wird als prozessinternes Gas Kohlendioxid CO2 verwendet . CO2 kommt ohnehin an verschiedenen Stellen der relevanten PtX-Verf ahren vor, seine Anreicherung im Abgas und in dessen Verbrennungsprodukten, die als Edukte dem Verfahren wieder zurückgegeben werden können, ist in keiner Weise nachteilig . CO2 ist aus mehreren Gründen besonders vorteilhaft einsetzbar :

- CO2 ist chemisch relativ reaktionsträge , so dass es bei der Inertisierung von Apparaten zu keiner chemischen Reaktion kommt , beispielsweise mit Kohlenwasserstof f-Flüssigkeiten, die in den zu inertisierenden Behältern gelagert werden, oder an bzw . mit den zu regenerierenden Katalysatoren .

- CO2 als Bestandteil des Abgases reagiert bei der Verfeuerung nicht ; die Anwesenheit von CO2 als Verdünnungsgas kann für den Verfeuerungsprozess sogar vorteilhaft sein, weil die Verbrennungstemperatur durch verdünnende Inertgase reduziert werden kann .

- CO2 steht in PtX-Anlagen als Edukt ohnehin zur Verfügung, gewöhnlich in einem Speichertank, aus dem es bezogen wird . Es wird daher nicht gesondert herantransportiert , die Kosten für CO2 sind unter anderem aus diesem Grund vergleichsweise gering .

- CO2 kann flüssig oder gas förmig gelagert werden . Beim Einsatz zur Inertisierung wird es im gas förmigen Zustand eingesetzt . Bei den typischen Einsatzbedingungen ist CO2 gasförmig . In einer weiteren vorteilhaften Aus führung wird als prozessinternes Inertgas Wasserdampf verwendet . Die Einschleusung von Wasserdampf hat Vorteile , j edoch im Vergleich mit CO2 auch Einschränkungen, so dass der Einsatz in bestimmten Fällen möglich bzw . sinnvoll ist :

- Wasser ist chemisch relativ reaktionsträge , so dass es bei der Inertisierung von Apparaten zu keiner chemischen Reaktion kommt , beispielsweise mit Kohlenwasserstof f-Flüssigkeiten, die in den zu inertisierenden Behältern gelagert werden . Allerdings ist es von Nachteil , Wasserdampf dort einzusetzen, wo Wasser aufgrund der gegebenen Temperatur-/Druck- Bedingungen kondensiert ( kondensiertes Wasser ist z . B . in Kohlenwasserstof f-Lagertanks unerwünscht , wo es eine zweite flüssige Phase bilden würde ) . Außerdem sind verschiedene Katalysatoren, beispielsweise der im MtG-Prozess verwendete Katalysator ( typischerweise Zeolith-Katalysatoren, z . B . ZSM-5 ) teilweise wasserempfindlich, so dass Wasserdampf hier nicht eingesetzt werden sollte . Somit kommt Wasserdampf nur in bestimmten Fällen in Frage . Im Allgemeinen kann Wasserdampf eingesetzt werden, wenn keine dampf empfindlichen Komponenten zugegen sind, z . B . in Separatoren, in denen im Normalbetrieb ohnehin eine Wasserphase vorhanden ist .

Wasserdampf als Bestandteil des Abgases reagiert bei der Verfeuerung nicht ; die Anwesenheit von Wasserdampf als Verdünnungsgas kann sogar vorteilhaft sein, weil die Verbrennungstemperatur durch verdünnende Inertgase reduziert werden kann . Die Rückführung von Wasser als Bestandteil des CO/CO2- Gemisches als Edukte in den PtX-Prozess hat den Nachteil , dass Wasser kein Edukt , sondern ein Produkt der Kohlenwasserstof f-Synthesen darstellt , so dass seine Anwesenheit das Reaktionsgleichgewicht negativ beeinflusst . Aus diesem Grund ist eine Abtrennung des Wassers vom CO/CCp-Gemisch erforderlich, welche z . B . in Form einer Kondensation des Wassers gut realisierbar ist .

Ein wesentlicher Vorteil von Wasser ist , dass es - abgesehen von Wüstenregionen - gewöhnlich in großen Mengen zur Verfü- gung steht und kein gesonderter Transport erforderlich ist. Die Demineralisierung von Wasser erfolgt ohnehin im Bereich von PtX-Anlagen, da entionisiertes Wasser der Ausgangsstoff für die Wasserstoff gewinnung durch Elektrolyse darstellt.

Wasser wird sinnvollerweise flüssig gelagert. Beim Einsatz zur Inertisierung muss es zunächst verdampft werden.

Gemäß einer dritten bevorzugten Ausführung wird als prozessinternes Inertgas Kohlenmonoxid CO verwendet. Auch die Einschleusung von CO ist in bestimmten Fällen möglich bzw. sinnvoll. CO ist chemisch insgesamt reaktiver als CO2 und Wasser, jedoch sind keine Reaktionen mit Kohlenwasserstoff-Flüssigkeiten, die in den zu inertisierenden Komponenten zugegen sind, zu erwarten. Prinzipiell kann CO daher für die Inertisierung dieser Apparate eingesetzt werden. Dabei gilt es sicher zu stellen, dass beim Ansteigen des Flüssigkeitsfüllstands das verdrängte, ausströmende, giftige CO nicht in die Atmosphäre gelangt. Es wird als Teil des Abgases unschädlich gemacht, z.B. durch Verbrennung zu CO2. Reaktionen von CO mit Katalysatoren können teilweise auftreten (z.B. Bildung von Metallcarbonylen, wobei die Bildung jedoch reversibel ist) . Der im MtG-Prozess eingesetzte Katalysator ist ein Beispiel für einen Katalysator, der nicht mit CO reagiert, somit würde sich CO insbesondere für die Inertisierung in diesem Prozess eignen. CO wird vorzugsweise eingesetzt werden, wenn kein CO- empf indlicher Katalysator oder gar kein Katalysator zugegen ist, also z.B. in allen Trennapparaten wie Separatoren, Trennkolonnen oder in Lagerbehältern.

Ein weiterer Aspekt, der für den Einsatz von CO spricht, ist dass CO als möglicher Bestandteil des Abgases bei dessen Verfeuerung zu CO2 oxidiert und somit als Edukt in den PtX- Prozess zurückgeführt werden kann.

CO wird bei manchen PtX-Prozessen als Edukt zwischengespeichert und steht in diesen Fällen in großen Mengen zur Verfügung (z.B. für Fischer-Tropsch-Anwendungen) . Ein gesonderter Transport von CO ist nicht erforderlich, CO stellt somit ein relativ preisgünstiges Inertisierungsmittel dar . Es wird in diesen Fällen gas förmig gelagert und kann ohne weitere Vorbehandlung eingesetzt werden .

Vorteilhafterweise wird in eine weitere Komponente der Anlage ein prozess fremdes Inertgas , wie z . B . Stickstof f , Argon oder ein anderes Inertgas , eingeleitet . Es liegt hierbei eine Kombination von prozessinternen mit prozess fremden Gasen vor, die j eweils an unterschiedlichen Stellen der Anlage eingesetzt werden . Bei bestimmten Prozessen sind Stickstof f , Argon oder andere prozess fremde Inertgase in manchen Teilen der Anlage als Inertisierungsmittel oder aus anderen Gründen unverzichtbar, beispielsweise falls sich alle im Prozess ohnehin vorhandenen Gase , z . B . CO2 , Wasserdampf oder CO, nicht zur Spülung eines mit einem Katalysator gefüllten Reaktors eignen . In diesem Fall wird j edoch der restliche Teil der Anlage mit einem der genannten im Prozess vorkommenden Gase inerti- siert .

Wie erwähnt , können prozess fremde Inertgase aber auch auf unbeabsichtigte Weise in den Prozess gelangen, beispielsweise in einem der Edukte gelöst . Zur Verdeutlichung wird auf den möglichen Einsatz von Biomasse als C02-Quelle verwiesen, wodurch gewisse Verunreinigungen an Schwefel und N 2 zusammen mit dem CO2 in den PtX-Prozess gelangen . Um eine Anreicherung dieser Komponenten über ein vertretbares Maß hinaus zu verhindern, wird kontinuierlich oder halbkontinuierlich eine bestimmte Menge des Abgases als sogenannter Purge-Strom aus dem PtX-Prozess ausgeschleust . Die ausgeschleusten Komponenten gehen dem Prozess verloren . Allerdings liegen die unabsichtlich in den Prozess eingebrachten prozess fremden Inertgase typischerweise in sehr kleinen Konzentrationen vor, z . B . wird das aus Biomasse gewonnene CO2 vor seiner Verwendung im PtX- Prozess vorgereinigt , um insbesondere Schwefel zu entfernen . Die nach erfolgter unbeabsichtigter Inertgas-Einschleusung in den PtX-Prozess vorliegenden Inertgas-Konzentrationen sind daher um ein Viel faches geringer als bei den bisher einge- setzten Verfahren, bei denen die Gase absichtlich zugegeben werden, so dass auch der Purge-Strom entsprechend viel kleiner ausgebildet ist als bei Prozessen gemäß Stand der Technik .

Vorzugsweise wird in der weiteren Komponente der Anlage ein zweiter Intergas-Abgasstrom generiert , der aus der Anlage hinausgeleitet wird, insbesondere gesondert vom ersten Intergas-Abgasstrom . Das Abgas aus dem Teil des Prozesses , in dem das prozess fremde Inertgas eingesetzt wird, wird separat aus dem PtX-Prozess ausgeschleust , so dass die Inertgase sich nicht im Prozess anreichern können . Nur die Abgase aus den Anlagenteilen, die frei von den prozess fremden Inertgasen sind, werden insbesondere nach erfolgter Verfeuerung mit Sauerstof f oder einer anderen Behandlung in den PtX-Prozess zurückgeführt , so dass keine Anreicherung prozess fremder Inertgase auftreten kann . Auch bei dieser Verfahrensvariante ist darüber hinaus ein kleiner Purge-Strom möglich, falls unabsichtlich prozess fremde Inertgase in den PtX-Prozess gelangen . Auch hier wird dieser Purge-Strom aus den genannten Gründen viel kleiner aus fallen als bei bisher bekannten Verfahren .

Die Erfindung wird beispielhaft anhand einer Zeichnung näher erläutert . Hierin zeigt die einzige Figur schematisch eine mehrkomponentige Power-to-X Anlage 2 zum Herstellen von Kohlenwasserstof f-Produkten 4 wie z . B . Methanol , Benzin, Kerosin usw . Einzelne Komponenten der Anlage sind mit dem Bezugs zeichen 6a, 6b und 6c kenntlich gemacht . Zur Herstellung der Kohlenwasserstof f-Produkte 4 wird Energie aus einer regenerativen Energiequelle , wie z . B . aus einem Windkraftwerk 8 , einer Photovoltaik-Anlage etc . verwendet , wobei die Energie zur Herstellung von Edukten 10 für den PtX-Prozess ( angedeutet durch die gestrichelte Linie 20 ) und/oder direkt für den Betrieb der Anlage 2 benutzt wird ( gezeigt durch die Linie 22 ) .

In einer ersten Komponente 6a der Anlage 2 wird ein Inertgas

12 benötigt , welches nicht unmittelbar als Reaktant bzw . Edukt verwendet wird, sondern eine andere Funktion aufweist , z . B . als Füllgas oder Spülgas . Hierbei wird ein prozessinternes Gas , insbesondere CO2 , CO oder Wasserdampf aus einer zweiten Komponente 6b der Anlage 2 entnommen und über eine erste Leitung in die erste Komponente 6a hineingeleitet . Zum Schluss wird ein erster Intergas-Abgasstrom 14 durch eine Zwischenleitung aus der ersten Komponente 6a in den Prozess zum Herstellen von Kohlenwasserstof f-Produkten zurückgeführt , was schematisch durch den Pfeil 14 gezeigt ist . Dieser Intergas-Abgasstrom 14 wird optional , bevor er in den Prozess zurückgeführt wird, behandelt : z . B . durch Verbrennung mit Elektrolyse-02 , wobei sich CO und/oder CO2 bilden, die ihrerseits in den Prozess zurückgeführt werden .

Unter Umständen kann in eine weitere Komponente 6c der Anlage 2 ein prozess fremdes Inertgas , wie z . B . Stickstof f , Argon oder ein anderes Inertgas , eingeführt werden, falls der Einsatz eines prozessinternen Inertgases nicht möglich oder optimal ist . Dies ist durch den gestrichelten Pfeil 16 dargestellt . Dabei wird in der weiteren Komponente 6c ein weiterer Intergas-Abgasstrom 18 generiert , der gesondert aus der Anlage 2 hinausgeleitet wird, ohne dass sich der erste Intergas- Abgasstrom 14 und der weitere Intergas-Abgasstrom 18 vermischen .

Zusammengefasst , werden beim erfindungsgemäßen Vorgehen Inertgase eingesetzt , welche die oben genannten Eigenschaften wie Verträglichkeit mit den in den relevanten Apparaten vorhandenen Stof fen / die zugegebenen Gase sind nicht prozessfremd / die zugegebenen Gase sind kostengünstig, aufweisen . Ein besonders vorteilhaft einsetzbares Gas ist CO2 , in manchen Fällen kommen auch Wasserdampf und/oder CO in Frage . Idealerweise werden diese Gase an allen Stellen des PtX- Verfahrens eingesetzt , an denen eine Inertgas-Zugabe notwendig ist , typischerweise im Rahmen von Inertisierungsschritten . Sollte an einzelnen Stellen die Zugabe prozess fremder Gase notwendig sein, dann werden die prozess fremden Gase nur an genau diesen Stellen zugegeben, während an allen anderen Stellen prozessinterne Gase eingeschleust werden .

Das vorgeschlagene Verfahren weist eine Reihe von Vorteilen auf :

- Die Produkte werden nicht durch prozess fremde Gase verunreinigt und eine Nachreinigung der Produkte zur Entfernung prozess fremder Gase kann entfallen .

- Im Abgas der PtX-Anlage finden sich keine prozess fremden Inertgase , somit auch nicht in den Abgasverbrennungsprodukten, die bei einer Verfeuerung mit Sauerstof f entstehen .

- Keine Bildung von NOx-Verbindungen, die beim Einsatz von N 2 gemäß Stand der Technik entstehen .

Im Abgasverbrennungsprodukt befinden sich keine Inertgase , die zusammen mit CO2/CO in den PtX-Prozess zurückgeführt werden . Somit kann eine massive Ausschleusung ( Purge ) von Recyclinggas verhindert werden, die nötig wäre , wenn sich größere Inertgas-Mengen im Abgas und somit auch im Prozess anreichern würden . Durch ein Verhindern oder Minimieren der Ausschleusung wird der damit unweigerlich einhergehende Verlust wertvoller kohlenstof fhaltiger Komponenten ebenfalls vermieden oder zumindest auf einem Minimum gehalten .

- Falls ein Purge-Strom zur Abführung kleiner Inertgas- Mengen aus dem PtX-Prozess notwendig ist , z . B . bei unabsichtlichem Inertgas-Eintrag, kann dieser Purge-Strom sehr klein gehalten werden, so dass der mit einem Purge einhergehende Verlust wertvoller C-haltiger Komponenten minimiert werden kann .

- Wenn kein prozess fremdes Inertgas zugegeben wird, ist es nicht nötig, ein solches Gas zur PtX-Anlage zu transportieren und es muss keine zusätzliche Infrastruktur für den Umgang mit diesem Gas vorgesehen werden ( z . B . Gasspeicherung, Gasdosierung, eventuell Luft Zerlegung für die Stickstof f-Herstellung, etc . ) , wodurch Kosteneinsparungen möglich sind .

- Bei der Verfeuerung von PtX-Abgasen kann sich die Gegenwart eines Inertgases wie C0 2 oder Wasserdampf vorteilhaft auswirken, da verdünnende Inertgase die Verbrennungstempe- ratur absenken, wodurch die thermische Belastung des Brenners verringert wird .