CN101443106A - 用于管式裂解炉的集流管 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于管式裂解炉的集流管(1),它从内到外具有至少两个层,所述层通过一个内部的隔离层(6)和一个金属制的外管或者支承管(7)构成。此外集流管(1)包括多个接管,通过这些接管,管式炉的反应管可以与集流管连接。在此集流管(1)在圆周方向上具有不同的热阻。这些热阻可以通过隔离层的不同的厚度(D1、D2)和/或通过不同的导热材料、在通常情况下为耐火的混凝土类型或型砖而实现。此外本发明包括一种管式裂解炉,在其中设置一个或多个按照本发明的实施形式的集流管(1)。

Description

用于管式裂解炉的集流管
技术领域
本发明涉及一种用于管式裂解炉的集流管,该集流管从内到外具有至少两个层,这两个层通过一个内部的隔离层以及一个金属制的外管或者支承管构成。此外集流管包括多个接管,通过这些接管,管式炉的反应管能够与集流管连接。在此集流管在圆周方向上具有不同的热阻。这些热阻可以通过隔离层的不同的厚度和/或通过不同的导热材料(在通常情况下为耐火的混凝土式或者型砖)实现。此外本发明包括一种管式裂解炉,在其中设置一个或多个按照本发明的实施形式的集流管。
背景技术
已知大量的用于间接加热可裂解介质的管式裂解炉,特别是为了裂解碳氢化合物以获得合成气和/或氢气的碳化氢的。在这种管式裂解炉中,在炉腔中设置了大量的作为寄存器或者管束的反应管,在此这些反应管和分布在炉底的下方的集流管连接。DE 1 542 530 B示出一个这样的管式裂解炉。
此外如在DE 1 542 530 B中所示,集流管本身是多层式构建的,并且包含至少一个外部的金属制支承管,即所谓的高压外套,该支承管通常情况下由一种可焊接的钢材料组成;以及一个内置的隔离管,该隔离管通常情况下通过一种耐火的炉衬或者一种耐火的混凝土构成。在DE1667324B中示出一种如在工业中所应用的三层管。最内层可以是一个金属制的内管,如在DE 1 542 530 B中为了反应管进入集流管中的通道区域已经建议的。这个内管用于保护混凝土隔离层防止过程气体流的腐蚀。在集流管中温度的值约为800℃到950℃。
在此隔离层的厚度或者隔离效果必须是这样选择的,即它一方面通过使在外管或者支承管中的温度被限定为约200℃,以保护外部或者支承管的钢材料,并且另一方面使混凝土不过冷。当一个太强的冷却时,位于升高的压力下的合成气在这个隔离层中凝结,由此可能发生在混凝土上和在高压外套中的损害。
在此构成了一个问题,即集流管在圆周方向上承受非常不同的热负荷。这是由于热的炉体建筑的热辐射,它的炉底视具体的结构只在集流管的上侧的上方约1米。此外同样热的反应管或者接管作用于集流管的上侧上,并且提高热负荷。
此外反应管的接管和反应管穿入集流管的隔离层表现为弱化位置,这个弱化位置对随后的机械损害是无抵抗力的。例如由EP 0799 639 A1中得知的,在接管的区域中应用一种不同的隔离材料。它含有一种催化剂,该催化剂化学转化受腐蚀的组成部分,并且以这种方式保护金属制外管。此外由US 2004 037760 A1已知具有沿着半径不同品质的隔离材料的集流管。
发明内容
因此本发明的目的是,避免在集流管中的这种损害,并且提供一种改良的集流管。本发明按照独立权利要求实现该目的,其中相关的从属权利要求阐述了有利的结构。
找到一种用于排出管式裂解炉中的热过程气体的集流管,该集流管从内到外包含至少两层,即由耐火的混凝土或者耐火的砌砖构成的隔离层和一个金属制外管的壁,并且集流管有利地具有一个第三层,即金属制内管的壁,并且集流管此外包括多个接管,通过这些接管,管式裂解炉的反应管能够和集流管连接。在此集流管在圆周方向上具有不同的热阻。
一般形式下以[m2*K/W]测量的热阻R定义为热导系数Λ的倒数,并且此外与层厚度以及材料固有的热导能力λR相关联。
在此理想的方式是集流管中不同的热阻通过隔离层的不同的热阻生成。一个优选的实施形式的组成如下,即金属制内管偏心地设置在外管中,由此隔离层在圆周方向上具有不同的厚度和由此变化的热阻。在此在内管的偏心设置以及与此相关联的隔离层的变化的壁厚时有利的是,隔离层在圆周方向上在接管的区域中具有其最大厚度,因为这也是朝向炉体建筑的区域,该区域承受最高的热作用。自由的流动腔在集流管内部的偏心位置在制造时也可以不带一个留在集流管中的内管而生成。
偏心的内管布置的另一个优点在于,即在通常情况下由一种耐火的混凝土构成的隔离层在集流管的区域中具有最大厚度,在该区域内反应管穿过集流管。因此全部或者部分补偿由于所述穿过而造成的混凝土的弱化,该弱化促成裂纹的出现。
另一个有利的结构在于,即隔离层在圆周方向上由两个或多个具有不同材料的部分构成,其中这些材料的主要区别在于它们各自的材料固有的热导能力。首选从耐火的混凝土类型或者耐火的型砖的组中选择材料。这个实施形式的优点是,能够相互独立地调节关于输送(或所述穿过)区域中充分的隔离和在隔离层中足够高的温度的要求,这些也必须在背离炉体建筑的侧面给出。此外具有最高热阻R的材料在圆周方向上被设置在接管的区域中。
附图说明
此外本发明包括一个管式裂解炉其中设置一个或多个按照上述实施形式之一的集流管。下面借助于附图1,不限定于具体的实施形式地详细阐述本发明的一个有利的实施形式。附图1示出按照本发明的集流管1的一个区段,在此一个接管2和集流管1的下半部分以剖面示出。
具体实施方式
接管2设置在集流管1的上方,该接管和反应管3相连接。炉底4以点状面显示在集流管1的上方。集流管1具有三个层,即一个通过金属制内管5构成的第一层、一个由耐火的混凝土组成的隔离层6作为第二层以及一个通过外管或者支承管7构成的第三外层。虚线显示的反应管3在操作中是通过一种催化剂散料被填满的(未被示出),所述催化剂散料是通过一个多孔底板8而被保持的。在多孔底板8上连接一个圆锥体形状的收集元件9,该收集元件与一个过程气体管10连接,其中过程气体管10汇入集流管1的自由的流动腔11中。在炉底4的下方或者在收集元件9之后的区域中,过程气体管10通过耐火的型砖12被包封。此外过程气体管10通过一个导向管13被插入到接管2的区域中。
内管5偏心地设置在集流管1中。通过内管5的偏心安装,支承管7的轴线14分布在内管5的轴线15的上方并且平行于内管5的轴线15。
按照隔离层6的变化的壁厚,在水平的集流管1中因此构成在圆周方向上持续增大或者下降的壁厚。隔离层6的最大的壁厚位于接管2的区域中的上部截面中。上述过程气体管10和导向管13的轴线也位于这个截面中。隔离层6的最小的壁厚D2构成在对置的下部截面中。在图1所示的例子中,上部和下部截面是相同的平面的部分,轴线14、15和过程气体管10以及导向管13的轴线16位于该平面中。

Claims (9)

1.一种用于排出管式裂解炉中的热过程气体的集流管,其中集流管从内到外具有至少两个层即由耐火的混凝土或者耐火的砌砖构成的隔离层和一金属制外管的壁,并且集流管此外包括多个接管,通过这些接管,管式裂解炉的管能够与集流管相连接,其特征在于,集流管沿圆周方向具有不同的热阻。
2.如权利要求1所述的集流管,其特征在于,集流管从内到外具有一个金属制内管的壁作为第三层。
3.如权利要求1或2之一所述的集流管,其特征在于,集流管中不同的热阻通过隔离层的不同的热阻形成。
4.如权利要求1至3之一所述的集流管,其特征在于,流动腔偏心地设置在外管中,由此隔离的混凝土层沿圆周方向具有不同的厚度和热阻。
5.如权利要求4所述的集流管,其特征在于,偏心的流动腔的大小和位置通过一个偏心地设置的金属制内管构成。
6.如权利要求4或5之一所述的集流管,其特征在于,隔离层沿圆周方向在接管的区域中具有其最大厚度。
7.如权利要求1至6之一所述的集流管,其特征在于,隔离层沿圆周方向上由两个或多个具有不同材料的部分构成,其中材料的区别至少在于各自的材料固有的热导能力,并且所述材料首选从耐火的混凝土类型或者型砖的组中选择。
8.如权利要求1至6之一所述的集流管,其特征在于,具有最高热阻的材料沿圆周方向设置在接管的区域中。
9.管式裂解炉,其特征在于,它包括一个或者多个按照上述权利要求之一所述的集流管。
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