ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА

Как показано на фиг. 1, согласно предпочтительному варианту настоящего изобретения процесс включает электролизную установку 10, реактор частичного окисления 12, газоочистную установку 14 и синтезатор метанола 16. Процесс также может включать синтезатор эфира 18 для производства третичных бутиловых эфиров низшего алкила, а также синтезатор изобутилена 20.

Электролизная установка 10 использует электричество для получения водорода, кислорода и, необязательно, тяжелой воды (D₂O). Электричество подается к электролизной установке посредством кабелепровода 22. В электролизных ячейках подвергаемая электролизу вода обычно течет постоянным потоком. Соответственно, электричество, подаваемое к электролизной установке 10, подается в выпрямитель постоянного тока (не показан) для получения постоянного электрического тока, который затем используется в электролизных ячейках электролизной установки 10. Вода, как, например, в виде конденсата питающей воды бойлера, и электролит, например гидроокись натрия (едкий натр), подаются посредством технологических потоков 24 и 26 соответственно в электролизную установку 10. Как показано на фиг. 6, электролизная установка 10 может содержать множество электролизных ячеек 28, которые используются для электролиза воды в водород и кислород. Водород и кислород разделяются с помощью известных средств и могут транспортироваться в емкости или сосуды 30 и 32 соответственно. Затем водород и кислород могут быть сжаты компрессорами 34 и 36 соответственно. Сжатый кислород затем может накапливаться в накопительном сосуде 38. Аналогично сжатый водород может накапливаться или храниться в накопительном водородном сосуде 40. Накопительные сосуды 38 и 40 обеспечивают резервуары кислорода и водорода, которые могут использоваться при необходимости в процессе. Водород подается в накопительный сосуд 40 посредством питающего потока 41, и кислород подается в накопительный сосуд 38 посредством питающего потока 37. Если в электролизной ячейке 28 получают тяжелую воду, последняя подается в подходящий накопительный сосуд (не показан) посредством технологического потока 46.

Электролиз является очень энергоемким процессом. Согласно настоящему процессу, электричество, используемое в электролизной установке 10, является избыточным электричеством, которое можно получать в непиковые часы по очень низкой цене от энергетических корпораций. Альтернативно, как будет рассмотрено ниже, согенерирующий реактор может работать на постоянной основе для производства технологического пара, используемого в промышленности. Однако потребность в электричестве может снижаться по ночам или выходным дням. В эти непиковые часы электричество может быть невостребованным и может использоваться для работы электролизных ячеек 28. Аналогично различные виды энергии обычно подаются несколькими генерирующими станциями в течение дня для питания электричеством различных предприятий и промышленности. По вечерам и выходным дням промышленные предприятия замедляют или прекращают работу и, соответственно, потребляют меньше электроэнергии. Однако генерирующее оборудование может поддерживаться в рабочем состоянии во время этих периодов времени, и излишки энергии затем могут быть доступны по очень низким расценкам для использования в процессе согласно настоящему изобретению. Соответственно, согласно настоящему процессу электролизная установка может использоваться для преобразования излишков электроэнергии в накопленную химическую энергию (а именно, в форме кислорода и водорода). Накопленная химическая энергия затем может стать доступной для использования в удобное время оборудованием, которое работает в процессе согласно настоящему изобретению.

Реактор частичного окисления 12 включает реактор частичного окисления для конвертирования источника углеводородов, по существу, в моноокись углерода и водород. Другие газы частичного окисления могут включать в небольших количествах пар, двуокись углерода и сульфид водорода. Какие конкретно газы производятся в реакторе частичного окисления зависит, в частности, от того, какое углеводородное сырье перерабатывается в этом реакторе. Предпочтительнее углеводородное сырье, используемое в настоящем процессе, является продуктом с относительно низким числом и предпочтительнее включает тяжелое масло, такое как газойль (который имеет температуру кипения выше чем около 650^o F (343,33^oC) или кубовые остатки (которые имеют температуру кипения около 1000^o F (537,78^oC) от переработки нефти. Обычно отношение водорода к углероду в этих нефтепродуктах составляет около 2:1.

Как видно из фиг. 1, масло может доставляться посредством трубопровода 50 в накопительный резервуар 52. Масло транспортируется из накопительного резервуара 52 посредством технологического потока 54 в реактор частичного окисления 12. Кислород подается посредством технологического потока 44 из электролизной установки 10 в реактор частичного окисления 12. Предпочтительнее, реактор частичного окисления 12 использует некаталитический процесс частичного окисления, в котором углеводородное сырье реагирует при высокой температуре и обычно высоком давлении с кислородом, обогащенным кислородом воздухом или воздухом. Предпочтительнее, как видно из фиг. 1, кислород из электролизной установки 10 используется в реакторе частичного окисления 12. В процессе производится главным образом моноокись углерода с небольшим количеством двуокиси углерода, пара и, если сырье содержит серу, сульфид водорода. Процесс эффективно расходует сырье, не производя тяжелых углеводородов, дегтя и других потенциально создающих проблемы побочных продуктов, таких как окислы серы или азота.

Обычно реактор частичного окисления работает при температуре от около 1200^oC до около 1500^oC. Рабочее давление обычно составляет от около 15 до около 85 бар (0,15-0,85 Па). При этих условиях процесса, по существу, все перерабатываемое углеводородное сырье конвертируется в отходящие газы. Газ, выходящий из реактора частичного окисления, может охлаждаться посредством контактирования с водой в закалочной камере или может использоваться питание парового котла-утилизатора посредством косвенного теплообменника (не показан). Альтернативно, как будет рассмотрено далее, газ может охлаждаться входящим потоком двуокиси углерода.