DE1621584B2 - Verfahren zur reinigung von ausruestungen von verbrennbaren kohlenstoffhaltigen verunreinigungen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur die unter etwa 200° C liegen, werden übermäßig

Reinigung von verfahrenstechnischen Ausrüstungen lange Zeiten für das Reinigen der Ausrüstung be-

von verbrennbaren, kohlenstoffhaltigen Verunreini- nötigt. Daher sollte die Kontakttemperatur vorteil-

gungen, bei dem die verunreinigten Flächen der Aus- haft zwischen etwa 200 und 370° C liegen; der

rüstungen bei erhöhter Temperatur mit einem Sauer- 5 Bereich von etwa 260 bis 345° C ist besonders vor-

stoff und Wasser enthaltenden Medium in Berührung teilhaft. Der Druck, bei dem die Reinigung nach der

gebracht werden. Erfindung ausgeführt wird, muß hoch genug gewählt

Die Ausrüstungen, die bei der Ausführung vieler werden, um bei der Arbeitstemperatur wenigstens chemischer Verfahren Verwendung finden, werden einen Teil des Wassers in flüssiger Phase in Berühmit der Zeit durch die Bildung von verbrennbaren io rung mit der verunreinigten Ausrüstung zu halten, kohlenstoffhaltigen Niederschlägen und Ausschei- Der Druck wird vorteilhaft in einem Bereich zwidungen verunreinigt. Als Beispiel für Ausrüstungen, sehen etwa 20 und 350 at und vorzugsweise in einem die durch die Bildung kohlenstoffhaltiger Verunreini- Bereich zwischen etwa 50 und 280 at gehalten. Als gungen verdorben werden, sind thermische Krack- sauerstoffhaltiges Gas kann bei dem vorliegenden anlagen, Hydrokrackanlagen, Polymerisationsanlagen 15 Verfahren jedes Gas Verwendung finden, das moleu. dgl. Es ist eine Anzahl von Verfahren bekannt, kularen Sauertsoff enthält, wie beispielsweise Sauerum derart verdorbene Anlagen zu reinigen. So wur- stoff selbst, Luft oder mit Sauerstoff angereicherte den beispielsweise die kohlenstoffhaltigen Nieder- Luft. Allgemein wird einfache Luft bevorzugt,
schlage bisher mit Dampf, der mit Luft verdünnt Bei der Ausführung des vorliegenden Verfahrens war, ausgebrannt oder chemischen Waschvorgängen 20 wird vorzugsweise die gesamte verunreinigte Ausunterworfen. Diese Verfahren waren in vielen Fällen rüstung mit einer geschlossenen Phase des flüssigen nicht vollständig zufriedenstellend oder gut ausführ- Wassers in Berührung gehalten, in der das Sauerbar. So erfordert beispielsweise das Ausbrennen von stoff enthaltende Gas gelöst oder dispergiert ist. Das kohlenstoffhaltigen Verunreinigungen in Hydro- Sauerstoff enthaltende Gas kann vorteilhaft in solkrackanlagen mit lufthaltigem Dampf häufig eine 25 chen Mengen durch die verunreinigte Ausrüstung Stillegung der Anlage für mehrere Tage oder sogar geleitet werden, die zu einem Gehalt von mindestens Wochen. Ausgedehnte Stillegungszeiten sind jedoch 50 Volumprozent an flüssigem Wasser in der veraus wirtschaftlichen Gründen unannehmbar. unreinigten Ausrüstung führt. Zu diesem Zweck kann

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe kann das Sauerstoff enthaltende Gas durch die Auszugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Reinigung 30 rüstung in Mengen hindurchgeleitet werden, die in von derartigen Ausrüstungen zu schaffen, das eine einem Bereich von etwa 0,1 bis 1,5 1/sec pro dm² des relativ schnelle Verbrennung der kohlenstoffhaltigen Querschnittes der Ausrüstung und vorzugsweise zwi-Verunreinigungen ermöglicht, die in den Ausrüstun- sehen 0,15 und 1,0 1/sec und dm² des Querschnittes gen vorhanden sind. Diese Aufgabe wird nach der liegen.

Erfindung dadurch gelöst, daß die Reinigung unter 35 Es können verschiedene Methoden angewendet einem Druck stattfindet, der ausreicht, um wenig- werden, um die verunreinigte Ausrüstung in einem stens einen Teil des in dem Medium enthaltenen im wesentlichen vollständigen Kontakt mit der geWassers in flüssiger Phase zu halten. Unter diesen schlossenen Phase des flüssigen Wassers, in dem das Bedingungen werden die kohlenstoffhaltigen Nieder- Sauerstoff enthaltende Gas gelöst oder dispergiert schlage schnell verbrannt und es wird die bei der 40 ist, während der Verbrennung der kohlenstoffhaltigen Verbrennung entstehende Wärme von dem flüssigen Niederschläge zu halten, wie es die bevorzugte AusWasser aufgenommen. Die Absorption der bei der führungsart der Erfindung vorsieht. Zur Erläuterung Verbrennung frei werdenden Wärme durch das der Erfindung wird ein geeignetes Verfahren an Hand Wasser vermeidet übermäßige Temperaturerhöhun- der Zeichnung, in der das Verfahren schematisch gen, so daß das erfindungsgemäße Verfahren auch 45 veranschaulicht ist, näher beschrieben,
zur Reinigung von Ausrüstungen anwendbar ist, die Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausfühnicht den relativ hohen Temperaturen standzuhalten rungsbeispiel soll die Ausrüstung 1 von verbrennvermögen, die bei den bekannten Reinigungsverfah- baren kohlenstoffhaltigen Feststoffen gereinigt werren unter Anwendung von Dampf und Luft auftraten. den. Die Ausrüstung 1 kann beispielsweise von einer

Wie gerade erwähnt, ist es ein vorrangiges Merk- 50 Reaktions- oder Hilfsapparatur gebildet werden, die mal der Erfindung, daß die Temperatur- und Druck- beim Hydrokracken, thermischen Kracken, Polymeribedingungen, unter denen .die Kontaktierung der sieren oder ähnlichen Hochdruckverfahren Anwenkohlenstoffhaltigen Verunreinigungen innerhalb der dung findet und von Zeit zu Zeit durch die Bildung zu reinigenden Ausrüstung vorgenommen wird, so von verbrennbaren kohlenstoffhaltigen Nebenprogewählt sind, daß die flüssige Wasserphase in Be- 55 dukten unbrauchbar wird. Wenn die Ablagerung von rührung mit der verunreinigten Ausrüstung gehalten kohlenstoffhaltigen Feststoffen den Verfahrensablauf wird. Aus diesem Grunde wird die Temperatur der ernsthaft behindert, dann wird allgemein die Speisauerstoffhaltigen Gas-Wasser-Mischung, die in die sung der Anlage gestoppt und die Anlage allgemein zu reinigende Ausrüstung eingeführt wird, so ge- von rückständigem flüssigen oder gasförmigen Matewählt, daß nach der Verbrennung der kohlenstoff- 60 rial gereinigt.

haltigen Verunreinigungen die Temperatur infolge Die weitere Reinigung von den kohlenstoffhaltiger

der Absorption der frei werdenden Reaktionswärme Feststoffen wird dann gemäß einer bevorzugten Aus-

nicht über etwa 370° C ansteigt, was etwa der kriti- führungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens da

sehen Temperatur von Wasser entspricht. Anderer- durch vorgenommen, daß in die Apparatur 1 durcl

scits versteht es sich, daß das Ausmaß oder die Ge- 65 den Einlaß 2 Wasser eingelassen wird, in dem eir

schwindigkeit der Verbrennung wesentlich von der sauerstoffhaltiges Gas, wie z. B. Luft, im wesent

Höchsttemperatur abhängt, die bei dem Reinigungs- liehen vollständig gelöst ist. Die Lösung von sauer

verfahren erreicht wird. Bei Kontakttemperaturen, sioffhaltigem Gas in Wasser wird durch die Aus

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rüstung unter geeigneten Druck- und Temperatur- Die folgenden speziellen Beispiele wurden zur

bedingungen hindurchgeleitet, wie sie oben an- weiteren'Erläuterung der Erfindung ausgewählt, gegeben wurden, um das Wasser im wesentlichen

vollständig in der flüssigen Phase und in Kontakt Beispiell

mit der verunreinigten Apparatur zu halten und 5

die kohlenstoffhaltigen Verunreinigungen zu ver- Unter Verwendung des Verfahrens und der appa-

brennen. ' rativen Anordnung, die an Hand der Zeichnung be-

Die an Sauerstoff ärmere Lösung wird dann aus schrieben wurde, wurde eine Hydriereinheit gereinigt, der Apparatur 1 durch die Leitung 3 abgeführt und die mit schätzungsweise 360 kg verbrennbarer kohin einen Absorptionsturm 4 geleitet. Dem Absorp- io lenstoffhaltiger Rückstände verunreinigt war. Einem tionsturm 4 wird durch eine Leitung 5 von einem Absorptionsturm wird Luft in einer Menge von Kompressor 6 Luft zugeführt, die von dem sauer- 1720 m³/h zugeführt und darin in sauerstoffarmem stoffarmen Wasser absorbiert wird. In dem Absorp- Wasser absorbiert, das von der zu reinigenden tionsturm 4 sind auf einem Sieb 8 Füllkörper 7 an- . Hydriereinheit zugeführt wird. Der Absorptionsturm geordnet, über die das Wasser zur Erhöhung der 15 wird bei einer Temperatur von etwa 315° C und Sauerstoffabsorption hinabfließen kann. Die Füll- einem Druck von etwa 210 at betrieben, also im körper sind von der Art, wie sie gewöhnlich in Ab- wesentlichen unter den Temperatur- und Drucksorptionstürmen Verwendung finden, wie beispiels- bedingungen, bei denen auch die Reinigung der weise Raschig-Ringe, Bert-Sättel u. dgl. Gasförmige , Hydriereinheit vorgenommen wird. Der Partialdruck Verbrennungsprodukte der kohlenstoffhaltigen Ver- 20 des Sauerstoffes beträgt etwa 22 at. unreinigungen, wie z.B. CO und CO,, werden teil- Das Wasser, in dem O₂ in einer Menge von etwa

weise aus dem Wasser entfernt und zusammen mit 0,0026 Mol pro Liter gelöst ist, wird vom Boden des Dampf und einem etwaigen Überschuß an sauer- . Absorptionsturmes in einer Menge von etwa 72 000 l/h stoffhaltigem Gas aus dem Absorptionsturm durch abgeführt und mit Frischwasser von 120⁰C gemischt, die Leitung 9 abgeführt. Das Wasserniveau in dem 25 das in einer Menge von etwa 7700 kg/h zugeführt Absorptionsturm kann auf einem gewünschten Wert wird. Die resultierende Mischung, die eine Tempemit Hilfe eines Niveaureglers 10 gehalten werden, ratur von 305° C hat, wird der Hydriereinheit zugeder ein Ventil 11 in der zur Abfuhr überschüssigen führt.
Wassers dienenden Leitung 12 steuert. Dieses Verfahren wird während einer Dauer von

Um die geeigneten Druckbedingungen zum Reini- 30 4 Stunden ausgeführt. Danach ist die Apparatur vollgen der. Ausrüstung 1 aufrechtzuerhalten, wird der ständig gereinigt. Absorptionsturm 4 zweckmäßig unter einem Gesamtdruck von etwa 20 bis etwa 350 at und vorzugsweise Beispiel 2 . von etwa 50 bis 280 at gehalten. Der Partialdruck .

des Sauerstoffes soll wenigstens etwa 0,7 atü und 35 Dieses Beispiel veranschaulicht die Verwendung vorzugsweise 7 bis 35 at betragen. Weiterhin wird die des erfindurigsgemäßen Verfahrens bei der Reinigung Temperatur im Absorptionsturm 4 vorzugsweise auf einer Hydrokrackanlage, die eine Schlange enthält, einem solchen Wert gehalten, daß der Dampfdruck in der öl und Wasserstoff bei hoher Temperatur und des Wassers weniger als etwa 8O°/o des Betriebs- hohem Druck zur Reaktion gebracht werden. In der¹ druckes beträgt. Auf diese Weise wird die Abführung 4° Schlange bilden sich regelmäßig Koks und kohlengroßer Dampfmengen aus dem Absorptionsturm stoffhaltige Verunreinigungen mit hohem Molekulardurch die Leitung 9 vermieden. gewicht, die den Wirkungsgrad des Hydrokrack-

Das mit Sauerstoff angereicherte Wasser wird von Verfahrens erheblich beeinträchtigen. Bisher war es dem Absorptionsturm durch die Leitung 13 abgeführt zum Reinigen erforderlich, mit Luft verdünnten und in der Leitung 2 mit Frischwasser gemischt, das 45 Dampf durch die Schlange zu leiten. Es war erfordurch die Leitung 14 zugeführt wird. Die Menge und derlich, die Luftkonzentration auf einem geringen die Temperatur des Frischwassers, das durch die Lei- Wert zu halten, um eine Überhitzung und Beschäditungl4 zugeführt wird, sind so bemessen, daß sich gung der Schlange zu verhindern. Trotzdem wurde in der Apparaturl infolge der Temperaturerhöhung, gelegentlich die Schlange durch übermäßige Tempedie durch die Verbrennungswärme eintritt, keine 5° raturen beschädigt, die bei dieser Art der Reinigung wesentlichen Dampf mengen bilden. Wie oben be- auftreten, welche Beschädigungen den Ersatz minde-. merkt, wird durch die Maßnahme, die Luft-Wasser- stens eines Abschnittes der Schlange erforderten. Lösung im wesentlichen in der flüssigen Phase zu Weiterhin halten stromabwärts gelegene Ausrüstungshalten, die mögliche Gefahr einer Explosion oder teile, wie beispielsweise Wärmeaustauscher u. dgl., Beschädigung der Apparaturl infolge einer extrem 55 den hohen Temperaturen nicht stand, die für die schnellen Verbrennung in Bereichen vermieden, in Verbrennung der kohlenstoffhaltigen Verunreinigundenen eine Dampfbildung stattfindet.' gen benötigt werden und die über 500° C liegen. In-

Die Zeit, die zur Reinigung der Apparatur benötigt folgedessen müssen diese Ausrüstungsteile ausgebaut wird, ist selbstverständlich eine Funktion der Menge und mit erheblichem Zeit- und Kostenaufwand von der kohlenstoffhaltigen Verunreinigungen, die darin ^6o Hand gereinigt werden. Die gesamte Reinigungsenthalten sind, "sowie der Temperatur, des Gesamt- operation benötigt 4 oder 5 Tage und häufig noch druckes und des Partialdruckes und der Konzentra- sehr viel langer.

tion des Sauerstoffes; sie kann von dem Fachmann, Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die

wie oben angegeben, leicht bestimmt werden. Im im folgenden beschriebene Reinigungsoperation in Vergleich zu bekannten Verfahren, die von mit Luft 65 12 Stunden ausgeführt werden, ohne daß Ausrüstungsverdünntem Dampf Gebrauch machen, kann die teile ausgebaut werden müssen oder beschädigt wer-Reinigung nach dem vorliegenden Verfahren wesent- den können, lieh schneller ausgeführt werden. Das laufende Hydrokrackverfahren wird abge-

brachen und die Apparatur von der, Arbeitstempera-

tur'in Höhe von etwa 450° C auf etwa 320° C abgekühlt. Während des Abkühlens wird statt des normalerweise zugeführten Schweröles ein wesentlich leichteres und flüchtigeres Öl zugeführt. Nach einem etwa 2stündigen Auswaschen mit diesem Öl wird die Ölzufuhr unterbrochen. Durch eine Zirkulation von

. Wasserstoff bei 320° C wird das Öl.in zwei .weiteren ' fi Stunden verdampft. Dann wird der Druck -abgelassen und die Apparatur mit Rauchgas gereinigt. Für diese Operation wird eine weitere Stunde benötigt.

Die eigentliche Reinigung wird dann so ausgeführt, daß die Krackschlange im wesentlichen vollständig ' in Berührung mit einer geschlossenen Phase flüssigen

. Wassers gehalten wird, in der Luft dispergiert ist. Im einzelnen wird Wasser in einer Menge von etwa 9000 kg/h und Luft in einer Menge von etwa 1710 m³/h fortlaufend gemischt und durch die Schlange gepumpt. Die Temperatur am Einlaß beträgt 273° C, während sie am Auslaß infolge der Wärmeentwicklung bei der Verbrennung der kohlenstoffhaltigen Niederschläge um etwa 15° höher ist, also etwa 288° C beträgt. Der Gesamtarbeitsdruck beträgt 105 at und der Partialdruck des Sauerstoffes 6,65 at. Nach einer Arbeitszeit von etwa 3 Stunden fällt die Reaktionstemperatur auf die Einlaßtemperatur von 273°C ab und zeigt dadurch an, daß die Hauptmenge der kohlenstoffhaltigen Niederschläge verbrannt worden ist..Die Reinigungsoperation wird nach einer weiteren Arbeitsstunde beendet und dann die Einheit etwa 1 Stunde lang mit Rauchgas gereinigt. ■

Danach wird die Zufuhr von Wasserstoff und öl zu der Einheit wieder aufgenommen, und die Einheit ist innerhalb, von 2 Stunden wieder in vollem Betrieb. Der Vorgang des Hydrokrackens erfolgt gleichmäßig und zeigt an, daß die kohlenstoffhaltigen Verunreinigungen im wesentlichen vollständig verbrannt worden sind.

Claims (7)

. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Reinigung von verfahrenstechnischen Ausrüstungen von verbrennbaren kohlenstoffhaltigen Verunreinigungen, bei dem die verunreinigten Flächen der Ausrüstungen bei erhöhter Temperatur mit einem Sauerstoff und

'^Wasser enthaltenden Medium in Berührung ge-■;bracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigung unter einem Druck stattfindet, der ausreicht, um wenigstens einen Teil des in dem Medium enthaltenden Wassers in flüssiger Phase zu halten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Temperaturen im Bereich von etwa 200 bis 370° C und Drücke im Bereich von etwa 20 bis 350 at Anwendung finden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Temperaturen im Bereich von etwa 260 bis 345° C und Drücke im Bereich von etwa 50 bis 280 at Anwendung finden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen das ganze Volumen der verunreinigten Ausrüstung mit einer von dem Wasser gebildeten geschlossenen Phase der das sauerstoffhaltige Gas enthaltenden Mischung in Kontakt gehalten wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das sauerstoffhaltige Gas durch die verunreinigte Ausrüstung in einer Menge kontinuierlich hindurchgeführt wird, die zur Folge hat, daß die Ausrüstung zu mindestens 50 Volumprozent mit Wasser ausgefüllt ist.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das sauerstoffhaltige Gas im wesentlichen vollständig im Wasser gelöst ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als sauerstoffhaltiges Gas Luft Verwendung findet.