DE102011084333A1 - Crackofen für Äthylen - Google Patents

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Jingkun Liu
Changli Li
Hainü SHEN
Yuping Guo
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Crackofen für Äthylen mit wenigstens einem Strahlungsabschnitt, der Unterbrenner und/oder Seitenwandbrenner aufweist und wenigstens einer Strahlungsschlange, die in dem Strahlungsabschnitt angeordnet ist. Die Strahlungsschlange weist wenigstens zwei Durchgangsröhren auf, wobei die stromaufwärtige Durchgangsröhre der wenigstens zwei Durchgangsröhren als eine innere Röhre ausgestaltet ist, während die stromabwärtige Durchgangsröhre als eine äußere Röhre ausgestaltet ist, welche die innere Röhre umgibt und ein geschlossenes Ende aufweist, so dass der Innenraum der inneren Röhre einen stromaufwärtigen Strömungsweg bildet, während der Spalt zwischen der inneren Röhre und der äußeren Röhre einen stromabwärtigen Strömungsweg gibt. Somit können die mechanischen Nachteile der Strahlungsschlange mit zwei Durchgängen und mit einem einzigen Durchgang behoben werden, während die Vorteile in der Verfahrenseigenschaft beibehalten werden.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung betrifft einen Crackofen für Äthylen auf dem Gebiet der Petrochemie und insbesondere die Struktur einer Strahlungsschlange (radiant coil) des Crackofen für Äthylen, der in der petrochemischen Industrie verwendet wird.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Die Cracktechnologien für Äthylen, die in Äthylen-Fabriken benutzt werden, umfassen im Wesentlichen die von LUMMUS Co. (USA), Stone & Webster Co. (USA), Kellog & Braun Root Co. (USA), Linde Co. (Deutschland), Technip KTI Co. (Frankreiche/Niederlanden) entwickelten sowie die von der China Petroleum & Chemical Corporation CBL-Crackofen-Technologie entwickelte.
  • 1 zeigt einen typischen Crackofen für Äthylen, der einen Strahlungsabschnitt (radiant section) 1, einen Konvektionsabschnitt 3 und einen Abzugsabschnitt 2 aufweist, der zwischen dem Strahlungsabschnitt 1 und dem Konvektionsabschnitt 3 angeordnet ist. Innerhalb des Strahlungsabschnitts 1 ist eine Strahlungsschlange (radiant coil) 4 in der Mittelebene P des Strahlungsabschnitts 1 entlang dessen Längsrichtung angeordnet. Zusätzlich sind in dem Strahlungsabschnitt 1 Unterbrenner 5 und/oder Seitenbrenner 6 zum Anheizen vorgesehen. Ferner weist der Crackofen für Äthylen einen oder mehrere Spaltgaskühler 7, eine Hochdruckdampftrommel 8 und ein Saugzuggebläse 9 etc. auf.
  • Die Strahlungsschlange hat im Allgemeinen eine Struktur mit einem einzigen Durchgang, mit zwei Durchgängen oder mit mehreren Durchgängen. Unter diesen Strukturen hat die Strahlungsschlange mit einem einzigen Durchgang die beste Crack-Selektivität, da sie die größte spezifische Oberfläche, die kürzeste Verweildauer und die höchste Crack-Temperatur aufweist und da sie auch eine schnelle Temperatursteigerung aufweist. Jedoch hat die Strahlungsschlange mit einem einzigen Durchgang als Nachteil eine hohe Verkokungsgeschwindigkeit und eine kurze Lauflänge. Außerdem muss, da das Ausgabeende der Strahlungsschlange mit einem einzigen Durchgang direkt mit dem Einlass des Spaltgaskühlers verbunden ist, sich die Strahlungsschlange nach unten ausdehnen, so dass das Problem, das durch thermische Spannungen hervorgerufen wird, nur schwer behoben werden kann.
  • Um den Verbrauch an Ausgangsmaterial deutlich zu verringern, um die Lauflänge passend zu halten und eine gute Flexibilität im Ausgangsmaterial zu haben, wird heutzutage eine Strahlungsschlange mit zwei Durchgänge für flüssiges Ausgangsmaterial in den meisten Crackofen-Technologien benutzt. Die erste Durchgangsröhre ist eine Röhre mit einem kleinen Durchmesser. Somit kann eine schnelle Temperatursteigerung durch die vergleichsweise große spezifische Oberfläche der Röhre mit kleinem Durchmesser erzielt werden. Die zweite Durchgangsröhre ist eine Röhre mit einem großen Durchmesser, um die Beeinflussung der Verkokungsanfälligkeit zu reduzieren. Jedoch ist im Vergleich zu der Strahlungsschlange mit zwei Durchgängen die Röhrenwandtemperatur der ersten Durchgangsröhre unterschiedlich zu derjenigen der zweiten Durchgangsröhre und somit sind die thermischen Spannungen, die in den Röhren der zwei Durchgänge erzeugt werden, voneinander verschieden.
  • Daher passiert es leicht, dass sich die Lebensdauer der Strahlungsschlange verringert. Die Strahlungsschlange mit mehreren Durchgängen wird für gasförmige Ausgangsmaterialien in den meisten Crackofen-Technologien verwendet. In diesem Fall ist jedoch die Röhrenwandtemperatur in der Röhre in einem Durchgang verschieden zu derjenigen in Röhren von anderen Durchgängen und somit sind die thermischen Spannungen, die in Röhren von verschiedenen Durchgängen erzeugt werden, voneinander verschieden. Somit passiert es auch hier leicht, dass die Lebenserwartung der Strahlungsschlange verkürzt wird. Abgesehen davon beanspruchen die Strahlungsschlangen mit zwei Durchgängen oder mehreren Durchgängen, die jeweils mehrere Röhren enthalten, einen relativ großen Platz in dem Ofen, was dazu führt, dass die Größe des Crackofens vergrößert werden muss.
  • Die CN 101575255 A offenbart eine Strahlungsschlange mit einem einzigen Durchgang, die aus einer inneren Röhre und einer äußere Röhre besteht, wobei das Ausgangsmaterial entlang des ringförmigen Spalts strömt, der zwischen der inneren Röhre und der äußeren Röhre ausgebildet ist. Jedoch tritt das Problem des Unterschieds in der thermischen Ausdehnung zwischen der inneren und der äußeren Röhre immer noch auf. Daher hat diese Art an Strahlungsschlangen ein schlechtes mechanisches Verhalten und weist keine wesentliche Verbesserung im Verfahren im Vergleich zu der gewöhnlichen Strahlungsschlange mit einem einzigen Durchgang auf. Außerdem sind die Kosten für die offenbarte Strahlungsschlange mit einem einzigen Durchgang sehr hoch.
  • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Im Hinblick auf die oben genannten Probleme in den gegenwärtigen Ofentechnologien zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, einen verbesserten Crackofen für Äthylen bereitzustellen, der mit einer Strahlungsschlange versehen ist, welche die Probleme der Spannung aufgrund der thermischen Ausdehnung und das Verbindungsproblem, das in der Strahlungsschlange mit zwei oder mehr Durchgängen vorhanden ist, und die Probleme der kurzen Lauflänge und der Schwierigkeiten in der Absorption der thermischen Ausdehnung, die in der Strahlungsschlange mit einem einzigen Durchgang existieren, löst.
  • Gemäß der Erfindung wird ein Crackofen für Äthylen bereitgestellt mit: wenigstens einem Strahlungsabschnitt, der Unterbrenner und/oder Seitenbrenner aufweist und wenigstens einer Strahlungsschlange (z. B. einer Gruppe einer Strahlungsrohrschlange), die in dem Strahlungsabschnitt angeordnet ist, wobei die Strahlungsschlange wenigstens zwei Durchgangsröhren aufweist, wobei die stromaufwärtige Durchgangsröhre der wenigstens zwei Durchgangsröhren als innere Röhre ausgestaltet ist, während die stromabwärtige Durchgangsröhre davon als äußere Röhre ausgestaltet ist, welche die innere Röhre umgibt und ein geschlossenes Ende aufweist, so dass der Innenraum der inneren Röhre einen stromaufwärtigen Strömungsweg bildet, während der Spalt zwischen der inneren Röhre und der äußeren Röhre einen stromabwärtigen Strömungsweg bildet.
  • In einer typischen Ausführungsform ist die Strahlungsschlange eine Röhre mit zwei Durchgängen, bei der die innere Röhre die erste Durchgangsröhre bildet, während der Spalt zwischen der inneren Röhre und der äußeren Röhre die zweite Durchgangsröhre bildet. Es versteht sich jedoch, dass die Strahlungsschlange auch eine Schlange mit mehreren Durchgängen sein kann, bei der zwei beliebige benachbarte Durchgangsröhren die innere/äußere Röhrenstruktur gemäß der Erfindung annehmen können. Ferner ist zu bemerken, dass die Strahlungsschlange in Längsrichtung oder Querrichtung des Strahlungsabschnitts angeordnet werden kann.
  • In einer Ausführungsform liegt das Verhältnis der Fläche des Spalts zwischen der inneren Röhre und der äußeren Röhre der Strahlungsschlange zu der Fläche der inneren Röhre zwischen 1–2:1, vorzugsweise zwischen 1,0–1,6:1 und noch stärker bevorzugt zwischen 1,0–1,3:1.
  • In einer Ausführungsform sind Positionierungselemente auf der äußeren Umfangsfläche der inneren Röhre zum Beibehalten der Koaxialität zwischen der inneren Röhre und der äußeren Röhre angeordnet. In einem bevorzugten Beispiel sind die Positionierungselemente keilförmige Rippen, die gleichmäßig in Umfangsrichtung der inneren Röhre verteilt sind, wobei sich die keilförmigen Rippen nach außen entlang der Radialrichtung erstrecken und eine allmähliche schmäler werdende Breite aufweisen. In einem anderen bevorzugten Beispiel ist das Positionierungselement in mehrere unterbrochene Abschnitte in der Längsrichtung der inneren Röhre unterteilt.
  • In einer Ausführungsform sind streifenähnliche oder spiralförmige Lamellen auf der äußeren Wand der inneren Röhre zum Verstärken der Wärmeübertragung vorgesehen.
  • Der Raum zwischen dem Auslass der inneren Röhre und dem geschlossenen Ende der äußeren Röhre sollte so gestaltet sein, dass kein Totraum und Wirbel ausgebildet werden. In Abhängigkeit von dem Crackprodukt und der Temperatur an dem Auslass der inneren Röhre können Vorrichtungen zur Verhinderung der Verkokung und zum Entfernen des Koks an dem geschlossenen Ende der äußeren Röhre vorgesehen sein. Vorrichtungen zum Verhindern der Verkokung und zum Entfernen des Koks sind im Fach wohlbekannt und somit wird die detaillierte Beschreibung von diesen ausgelassen.
  • Im Vergleich zur gegenwärtigen Crackofen-Technologie hat die Erfindung die folgenden Vorteile:
    • (1) Die Erfindung löst die mechanischen Probleme der Strahlungsschlange mit zwei Durchgängen des Typs 1-1, Typs 2-1 und Typs 4-1 und der Strahlungsschlange mit einem einfachen Durchgang, d. h. das Problem des Biegens der Röhren, das sich aufgrund der thermischen Ausdehnungsdifferenz zwischen der ersten Durchgangsröhre und der zweiten Durchgangsröhre in der Strahlungsschlange mit zwei Durchgängen ergibt, und auch das thermische Ausdehnungsproblem in Verbindung mit der Querleitung, welche die Auslassröhre des Konvektionsabschnitts mit dem Einlasssaugrohr der Strahlungsschlange verbindet, dass sich deshalb ergibt, weil sich die Schlange mit einem einzigen Durchgang nur nach außen ausdehnt. Gemäß der Strahlungsschlange der Erfindung werden sich die inneren und die äußeren Röhren beide nach außen ausdehnen und die ausgedehnte Länge der äußeren Röhre wird größer als diejenige der inneren Röhre sein. Somit ist es nicht nötig, Federn anzuordnen, um die thermische Ausdehnungsdifferenz zwischen der inneren und äußeren Röhre aufzunehmen.
    • (2) Da eine Strömung mit zwei Durchgängen in einer vertikal angeordneten Strahlungsschlange erzielt wird, werden die jeweiligen Vorteile in den Verfahrenseigenschaften der Strahlungsschlange mit zwei Durchgängen und der Strahlungsschlange mit einem einzigen Durchgang beibehalten. Insofern hat der Crackofen der Erfindung eine Lauflänge, die mit der Strahlungsschlange mit zwei Durchgängen vergleichbar ist, und eine Verfahrenseigenschaft, die mit der Strahlungsschlange mit einem einzigen Durchgang vergleichbar ist.
    • (3) Mehr Röhren können für eine bestimmte Größe des Innenraums der Brennkammer des Ofens angeordnet werden, so dass die Produktivität des Crackofens verbessert wird.
    • (4) Aufgrund der einfachen mechanischen Struktur wird kein Verbiegen der Röhren verursacht, wodurch letztendlich die Lebensdauer der Strahlungsschlange verlängert wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt die Struktur eines Crackofens für Äthylen gemäß dem Stand der Technik.
  • 2 ist eine partielle Längsschnittansicht der Strahlungsschlange mit zwei Durchgängen gemäß der Erfindung.
  • 3 ist eine Gesamtlängsschnittansicht der Strahlungsschlange mit zwei Durchgängen gemäß der Erfindung.
  • 4 zeigt die Streifenlamellen, die an der inneren Röhre angebracht sind.
  • 5 ist eine Querschnittsansicht der Strahlungsschlange mit zwei Durchgängen gemäß der Erfindung, welche die Positionierungselemente zeigt, die auf der äußeren Umfangsaberfläche der inneren Röhre angebracht sind.
  • 6 ist eine partielle Schnittansicht entlang der Linie A-A der 5.
  • 7 und 8 zeigen eine andere Ausführungsform des Positionierungselements.
  • 9 und 10 zeigen jeweils die Verbindungsanordnung der Strahlungsschlange mit zwei Durchgängen gemäß der Erfindung mit einem linearen Quenchkühler (Spaltgaskühler) und einem U-Typ-Quenchkühler (Spaltgaskühler).
  • Die Zeichnungen sind nur zur Illustration gedacht und sind nicht notwendigerweise maßstabgerecht gezeichnet.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Im Folgenden wird die Erfindung im Detail mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Zu bemerken ist, dass sich die Erfindung auf Verbesserungen an der Strahlungsschlange in dem Strahlungsabschnitt des Crackofens für Äthylen bezieht. Andere Strukturen, wie der Konvektionsabschnitt und der Quenchkühler (Spaltgaskühler) etc. in dem Crackofen für Äthylen sind bereits im Fach bekannt und somit wird die Beschreibung von diesen der Kürze halber ausgelassen.
  • 2 zeigt eine Ausführungsform der Strahlungsschlange gemäß der Erfindung. Wie in der Zeichnung dargestellt, ist die Strahlungsschlange 15 eine Strahlungsschlange mit zwei Durchgängen. Die erste Durchgangsröhre 12 der Strahlungsschlange ist innerhalb der zweiten Durchgangsröhre 13 angeordnet, wodurch eine Verschachtelungsstruktur ausgebildet wird. Das heißt, dass die erste Durchgangsröhre 12 eine innere Röhre bildet, während die zweite Durchgangsröhre 13 eine äußere Röhre bildet. Die innere Röhre ist eine Röhre, bei der beide Enden offen sind, während die äußere Röhre an einem Ende offen und am anderen Ende geschlossen ist (siehe 3).
  • Im Betrieb tritt die Mischung aus Kohlenwasserstoff und Dampf in die erste Durchgangsröhre 12 durch einen Einlass 10 ein und fließt nun in der ersten Durchgangsröhre 12. Nachdem sie aus der ersten Durchgangsröhre 12 ausgetreten ist, tritt die Mischung in die Lücke zwischen der ersten Durchgangsröhre 12 und der zweiten Durchgangsröhre 13 ein und wird am Ende durch einen Auslass 11 ausgegeben.
  • 3 zeigt die gesamte Struktur der Strahlungsschlange 15 gemäß der Erfindung. Ein Ausgangsmaterial tritt in die innere Röhre von einem Einlassanschluss 14 über den Einlass 10 hin ein und wird dann um 180° am geschlossenen Ende der äußeren Röhre gedreht. Danach strömt das Ausgangsmaterial in die Lücke zwischen der inneren und der äußeren Röhre und wird schließlich aus dem Auslass 11 ausgegeben.
  • In dieser Verschachtelungsstruktur werden sich die inneren und äußeren Röhren beide nach unten ausdehnen, wenn sie erhitzt werden, und die ausgedehnte Länge der äußeren Röhre wird größer sein als diejenige der inneren Röhre. Somit kann ein Biegen der Röhre aufgrund der thermischen Ausdehnung, das in einer gewöhnlichen Strahlungsschlange erzeugt werden würde, vermieden werden.
  • Zusätzlich kann, da die Röhre des ersten Durchgangs in die Röhre des zweiten Durchgangs verschachtelt ist, der Innenraum des Ofens, der durch die Strahlungsschlange belegt wird, verringert werden, während die Flussrate des Ausgangsmaterials unverändert ist. Somit ist in dem Crackofen mehr Platz zum Anbringen von anderen Strahlungsschlangen oder anderen Komponenten vorhanden. Deshalb hat die Strahlungsschlange eine kompakte Struktur und daher kann die Platznutzung des Ofens verbessert werden.
  • Es ist leicht ersichtlich, dass, obwohl die Erfindung hier in Bezug auf eine Strahlungsschlange mit zwei Durchgängen beschrieben wurde, diese auch auf eine Strahlungsschlange mit mehr als zwei Durchgangsröhren angewandt werden kann. Z. B. können in einer Strahlungsschlange mit drei Durchgängen zwei beliebige benachbarte Durchgangsröhren so ausgestaltet werden, dass sie die Verschachtelungsstruktur der Erfindung aufweisen, während die andere Durchgangsröhre noch die gewöhnliche Anordnung hat. In einer Strahlungsschlange mit vier Durchgängen können die ersten zwei Durchgangsröhren z. B. so gestaltet sein, dass sie die Verschachtelungsstruktur der Erfindung aufweisen, während die letzten zwei Durchgangsröhren die gewöhnliche Anordnung oder die Verschachtelungsstruktur gemäß der Erfindung aufweisen.
  • Wie in 3 gezeigt, ist das untere Ende der inneren Röhre um einen bestimmten Abstand, der dafür passend gewählt werden sollte, dass keine Totraum und keine Verkokung an dem geschlossenen Ende des äußeren Endes erzeugt wird, kürzer als das geschlossene Ende des äußeren Endes. Das äußere Ende kann durch verschiedene Mittel verschlossen werden. Z. B. kann das Ende der äußeren Röhre durch Schweißen eines Deckels oder einer runden Stahlscheibe an diese verschlossen werden oder durch einen Verschlussflansch. Auch kann dies selbstverständlich durch den Fachmann wie benötigt gewählt werden. Das geschlossene Ende des äußeren Endes kann in der Brennkammer des Ofens angeordnet sein, kann in einer Vertiefung, die an der Unterseite der Brennkammer des Ofens angeordnet ist, angeordnet sein, oder sie kann sich von der Unterseite der Brennkammer des Ofens erstrecken. Dies sollte anhand des Typs des geschlossenen Endes und der besonderen Anforderungen bestimmt werden. In Abhängigkeit von dem Crackprodukt und der Temperatur an dem Auslass der inneren Röhre können Einrichtungen zum Verhindern der Verkokung und zum Entfernen des Koks am geschlossenen Ende der äußeren Röhre vorgesehen sein. Vorrichtungen zum Verhindern der Verkokung und zum Entfernen des Koks sind im Fach wohlbekannt und daher wird die detaillierte Beschreibung dieser hier ausgelassen.
  • Es wird davon ausgegangen, dass das Verhältnis der Fläche des Spalts zwischen der inneren und äußeren Röhre zu der Fläche der inneren Röhre aufgrund der Flussrate des Ausgangsmaterials für das Cracken, das durch den Crackofen verarbeitet wird, durch eine Prozessberechnung bestimmt werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt das Verhältnis der Fläche des Spalts zwischen der inneren Röhre 12 und der äußeren Röhre 13 der Strahlungsschlange 15 zu der Fläche der inneren Röhre 12 zwischen 1–2:1, vorzugsweise 1,0–1,6:1, und noch stärker bevorzugt 1,0–1,3:1. Dadurch werden ein sehr guter Flusszustand und Verfahrenseigenschaft erzielt.
  • 4 zeigt Lamellen 21, die auf der gesamten äußeren Wand der inneren Röhre 12 angeordnet sind. Die Lamelle 21 ist ein Element zum Verstärken der Wärmeübertragung und kann wie diejenige, die in CN 1260469  offenbart ist, gestaltet sein. In einem Beispiel ist die Lamelle 21 von einer streifenähnlichen oder spiralförmigen Gestalt.
  • 5 ist eine Querschnittsansicht der Strahlungsschlange gemäß der Erfindung. 6 ist eine partielle Querschnittsansicht entlang der Linie A-A der 5, wobei die Flussrichtung eines Ausgangsmaterials durch Pfeile dargestellt ist. Wie in 5 und 6 dargestellt, sind Positionierungselemente 22 gleichmäßig entlang der äußeren Umfangsoberfläche der inneren Röhre 12 zum Beibehalten der Koaxialität zwischen der inneren Röhre 12 und der äußeren Röhre 13 angeordnet. In der gezeigten Ausführungsform gibt es drei Positionierungselemente 22, wobei je zwei von diesen voneinander um einen Winkel von 120° beabstandet sind. Jedoch wird beabsichtigt, dass die Anzahl der Positionierungselemente 22 optional wie benötigt gewählt werden kann. Das Positionierungselement 22 ist von einer Form einer keilförmigen Rippe, die sich nach außen in der Radialrichtung von der äußeren Umfangsoberfläche der inneren Röhre 12 erstreckt. Das Positionierungselement 22 hat eine relativ große Breite an ihrem Grundende und wird in der radial äußeren Richtung allmählich schmaler. Das Positionierungselement 22 ist an dem freien Ende abgerundet. Mit den Positionierungselementen 22 kann eine vergleichsweise genaue Koaxialität zwischen der inneren Röhre 12 und der äußeren Röhre 13 beibehalten werden. Auch wenn sie thermisch ausgedehnt ist, wird die innere Röhre 12 nicht von der Mittelachse der äußeren Röhre 13 innerhalb der äußeren Röhre 13 verschoben sein.
  • Wie in 6 gezeigt, erstreckt sich das Positionierungselement 22 entlang wenigstens eines Teils der Länge der inneren Röhre 12 und erstreckt sich bevorzugterweise im Mittelbereich der inneren Röhre 12 entlang deren Längsrichtung. In einem Beispiel ist das Positionierungselement 22 in mehrere unterbrochene Abschnitte in der Längsrichtung der inneren Röhre 12 aufgeteilt. Z. B. ist in der Längsrichtung der inneren Röhre 12 das Positionierungselement 22 in zwei Abschnitte, d. h. einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt, oder in drei Abschnitte, d. h. einen oberen Abschnitt, einen mittleren Abschnitt und einen unteren Abschnitt, aufgeteilt. Somit kann eine genauere Koaxialität zwischen der inneren Röhre 12 und der äußeren Röhre 13 erzielt werden, während gleichzeitig die Wärmeübertragung verstärkt wird. In der dargestellten Ausführungsform weist das Positionierungselement 22 eine Zylinderform im Längsschnitt auf. Jedoch wird auch angedacht, dass das Positionierungselement 22 andere Formen im Längsschnitt aufweisen kann.
  • Z. B. zeigen 7 und 8 ein Positionierungselement 22' gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, während 8 eine partielle Schnittansicht entlang der Linie B-B der 7 ist. Wie in 7 dargestellt, sind entlang der äußeren Umfangsoberfläche der inneren Röhre 12 acht Positionierungselemente 22 gleichmäßig verteilt, wobei immer zwei von diesen voneinander um einen Winkel von 45° beabstandet sind. Wie in 8 dargestellt, weist das Positionierungselement 22' die Form einer gekrümmten Gestalt anstelle einer linearen Gestalt in der Längsrichtung auf. Die Vorteile, die sich aufgrund der Anordnung ergeben, beinhalten, dass eine Turbulenz erzeugt wird, wenn das Crackgas in die ringförmige Lücke fließt, so dass die Wärmeübertragung verstärkt und die Verkokungswahrscheinlichkeit verringert wird.
  • 9 und 10 zeigen jeweils die Verbindungsanordnung der Strahlungsschlange mit zwei Durchgängen gemäß der Erfindung mit einem linearen Quenchkühler und einem U-förmigen Quenchkühler. Wie in 9 dargestellt, ist die Strahlungsschlange 15 vertikal im Mittelpunkt des Strahlungsabschnitts des Crackofens angeordnet. Das untere Ende der Strahlungsschlange 15 ist in eine Vertiefung 25 aufgenommen, die in der Brennkammer im Strahlungsabschnitt entlang dessen Mittellinie angeordnet ist. Innerhalb der Vertiefung 25 kann es zusätzliche Leitelemente geben, um die Röhren voneinander mit einen konstanten Abstand zu halten. Der Auslass 11 der Strahlungsschlange 15 ist mit dem linearen Quenchkühler verbunden. Der Konvektionsabschnitt ist an der linken Seite des Oberteils des Strahlungsabschnitts angeordnet. Unterbrenner sind an beiden Seiten der Strahlungsschlange angeordnet, und der Brennstoff wird in den Konvektionsabschnitt von dem linken Teil des Oberteils des Strahlungsabschnitts nach dem Verbrennen und der Wärmeabgabe fließen.
  • 10 ist ähnlich zu 9 mit der Ausnahme, dass der Auslass 11 der Strahlungsschlange 15 mit dem U-förmigen Quenchkühler verbunden ist.
  • Obwohl im vorgenannten die Erfindung mit Bezug auf eine Gruppe aus einer Strahlungsschlange, die in einem Crackofen angeordnet sind, beschrieben wurde, wird beabsichtigt, dass mehr als eine Gruppe aus einer Strahlungsschlange in einem einzigen Crackofen in Abhängigkeit von den jeweiligen Notwendigkeiten angeordnet werden kann. In dem Fall, dass mehr als eine Gruppe an Strahlungsschlangen in einem einzigen Crackofen angeordnet ist, können diese in Folge angeordnet sein. Mehrere Gruppen aus Strahlungsschlangen können entlang der Längsrichtung oder der seitlichen Richtung der Brennkammer des Ofens angeordnet sein.
  • Obwohl die Erfindung im Detail mit Bezug auf einige Ausführungsformen beschrieben wurde, wird es dem Fachmann offensichtlich sein, dass Modifikationen und Veränderungen an einigen Merkmalen/Komponenten/Strukturen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Grundgedanken oder dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Im Besonderen können die Merkmale, die in einer Ausführungsform offenbart wurden, mit denjenigen, die in anderen Ausführungsformen offenbart wurden, beliebig kombiniert werden, wenn diese Kombinationen keine Widersprüche hervorrufen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • CN 101575255 A [0007]
    • Cn 1260469 [0034]

Claims (10)

  1. Crackofen für Äthylen mit: wenigstens einem Strahlungsabschnitt, der Unterbrenner und/oder Seitenwandbrenner aufweist und wenigstens einer Strahlungsschlange (15), die in dem Strahlungsabschnitt angeordnet sind; wobei die Strahlungsschlange (15) wenigstens zwei Durchgangsröhren (12, 13) aufweist, wobei die stromaufwärtige Durchgangsröhre (12) der wenigstens zwei Durchgangsröhren als eine innere Röhre ausgestaltet ist, während die stromabwärtige Durchgangsröhre (13) von diesen als eine äußere Röhre ausgestaltet ist, welche die innere Röhre umgibt und ein geschlossenes Ende aufweist, so dass der Innenraum der inneren Röhre einen stromaufwärtigen Strömungsweg bildet, während der Spalt zwischen der inneren Röhre und der äußeren Röhre einen stromabwärtigen Strömungsweg bildet.
  2. Crackofen für Äthylen nach Anspruch 1, bei dem das Verhältnis der Fläche der Lücke zwischen der inneren Röhre (12) und der äußeren Röhre (13) der Strahlungsschlange (15) zu der Fläche der inneren Röhre (12) zwischen 1–2:1, vorzugsweise zwischen 1,0–1,6:1 und noch stärker bevorzugt zwischen 1,0–1,3:1 liegt.
  3. Crackofen für Äthylen nach Anspruch 1 oder 2, bei dem Positionierungselemente (22, 22') auf der äußeren Umfangsoberfläche der inneren Röhre (12) angeordnet sind, um die Koaxialität zwischen der inneren Röhre (12) und der äußeren Röhre (13) beizubehalten.
  4. Crackofen für Äthylen nach Anspruch 3, bei dem die Positionierungselemente (22) keilförmige Rippen sind, die gleichmäßig entlang der Umfangsrichtung der inneren Röhre verteilt sind, wobei sich die keilförmigen Lamellen nach außen entlang der Radialrichtung erstrecken und eine allmählich schmaler werdende Breite aufweisen.
  5. Crackofen für Äthylen nach Anspruch 4, bei dem das Positionierungselement (22) in mehrere unterbrochene Abschnitte in der Längsrichtung der inneren Röhre aufgeteilt ist.
  6. Crackofen für Äthylen nach Anspruch 3, bei dem das Positionierungselement einen zylinderförmigen Querschnitt in der Längsrichtung der inneren Röhre (12) aufweist.
  7. Crackofen für Äthylen nach Anspruch 3, bei dem das Positionierungselement (22') eine gekrümmte Form in der Längsrichtung der inneren Röhre (12) aufweist.
  8. Crackofen für Äthylen nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die innere Röhre (12) kürzer als die äußere Röhre (13) ist.
  9. Crackofen für Äthylen nach Anspruch 1 oder 2, bei dem streifenähnliche oder spiralförmige Lamellen (21) auf der äußeren Wand der inneren Röhre (12) zur Verstärkung der Wärmeübertragung vorgesehen sind.
  10. Crackofen für Äthylen nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Strahlungsschlange (15) eine Röhre mit zwei Durchgängen ist, bei dem die innere Röhre (12) die erste Durchgangsröhre bildet, während der Spalt zwischen der inneren Röhre (12) und der äußeren Röhre (13) die zweite Durchgangsröhre bildet.
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