DE1906956A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung kohlenwasserstoffhaltiger stroemungsfaehiger Medien - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

dr.w. Schalk. · dipl.-ing. p. Wirth · dipl.-ing. g. Dannenberg DR. V. SCHMIED-KOWARZIK · DR. P. WEINHOLD ^^r* ^D' ^Gudel

6 FRANKFURT AM MAIN . -^

GR. ESCHENHEIMER STR. 39 I 3 U Q vi 3 U

11.2.69

Gu/H BA. 14440

ATLANTIC RICHFIELD COMPANY 260 So. Broad Street,

Philadelphia, Pa „, USA

Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung kohlenwasserst offhalt iger, strömungsfähiger Medien·

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung kohlenwasserstoffhaltiger, strömungsfähiger Medien, bei dem das strömungsfähige Medium hohen Temperaturen ausgesetzt, in einen Wärmeaustauscher überführt und ihm wenigstens ein Seil der Wärme entzogen wird. Sie betrifft ferner ein System zum Kracken von A'than, Propan u_e dgl, zur Herstellung von Äthylen, Propylen u. dgl· mit einer Krackeinheit und einem Wärmeaustauscher, die durch eine Übergängszone miteinander verbunden sind* sowie einen Übergangsabschnitt, der eine Krackeinheit mit einem Wärmeaustauscher verbindet» Die Erfindung bezieht sich also auf Vorrichtungen und Verfahren zum Herstellen von beispielsweise Äthylen und Propylen und zur anderweitigen Behandlung von kohlenwasserstoffartigen Stoffen. Sie bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verringern der Koksbildung zwischen einer Einrichtung zum Behandeln von Kohlenwasserstoff mit hoher Temperatur und einem Wärmeaustauscher.

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Es iat üblich, Äthylen durch Kracken von Äthan und Propan I unter Wärme od» dgl. herzustellen. Allgemein ist es ublichV-ί'? Kohlenwasserstoffe "bei hohen Temperaturen zu behandeln_β Fetsner ist die Behandlung organischer Stoffe "bei hohen Temperaturen allgemein übliche Eine Schwierigkeit, die viele dieser Verfahren gemeinsam haben, ist, daß während der Wärmebehandlung und/oder danach die zu behandelnde oder schon behandelte organische Verbindung, die eine hohe Temperatur hat, sehr dazu, neigt, zu zerfallen und Kohlenste "f oder hochpolymeresierte kohlenstoffhaltige Verbindungen und Zwischenprodukte au bilden. Biese Erscheinung wird allgemein als Koksbildung bezeich^ net und führT gewöhnlich zur Ablagerung von Koks oder einer polymeren teerartigen Substanz an den Wänden der Reaktions-gefäße, Leitungen, Behandlungsgefäß© u. dgl* Unter Koksb-ildung wird hier also die Ablagerung kohlenstoffhaltiger Sub-* stanzen verstanden. Bei höheren Temperaturenbildet sich gewöhnlich eine sehr harte und oft brüchige Schicht aus Kohlenstoff oder Koks an den Wänden des Wärmereaktors, der Leitungen und Wärmeaustauscher.

Bei der Herstellung von Äthylen und Propylen ist es allgemein üblich, das Problem der Koksbildung während und nach dem ^; Kracken dadurch zu umgehen, daß der heiße gekrackte Gasstrom durch eine.Leitung gleichbleibender Größe direkt zu einem Kühlturm geführt wird, in dem die heißen Gase mit Wasser in ^s Berührung gebracht werden. Man ist sich allgemein darüber einig, daß es vom technischen Standpunkt aus notwendig ist, dass das Leitungssystem zwischen der Krackeinrichtung und dem Kühlturm so kurz wie möglich und frei von den Durchfluß der Gase störenden Elementen sein soll. Ein solches Vorgehen ist insoweit erfolgreich, als die Kokebildung auf ein Minimum beschränkt wird. Jedoch bleiben die großen Mengen der in dem gekrackten Gasstrom enthaltenen Rastwärme ungenutzt.

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Es ist bekannt, das erwärmte Gas aus der Erackeinheit durch einen Wärmeaustauscher zu führen, bevor es in den Kühlturm eintritt, um dem Gasstrom Wärme zu entziehen. Solche Systeme führen mit Erfolg zur Wiedergewinnung wertvoller Wärme zur Herstellung von für das Verfahren oder zu anderen Zwecken verwendetem Dampf, arbeiten jedoch infolge der durch die Koksbildung im leitungssystem bestehenden Schwierigkeiten nie völlig zuMedens teilend, flach der anerkannten technischen Praxis wird allgemein angenommen, daß der Gasstrom durch eine leitung mit gleichbleibendem Durchmesser soweit als möglich geführt werden und sich dann schnell ausdehenen soll, um in einen Wärmeaustauscher einzutreten. Dieses Vorgehen führte was nachstehend ausgeführt wird, trotz der Gültigkeit der zugrundeliegendenden allgemeinen Prinzipien, nicht dazu, die unerwünschte Koksbildung in dem Leitungsübergangsabschnitt zwischen der Krackeinriehtraig und dem Wärmeaustauscher zu vermeiden. Daher ist es ein Ziel der Erfindung, einen verbesserten Übergangsabschnitt zu schaffen·

Offenbar* ist noch keine theoretisohe Untersuchung über die Abhängigkeit der Strömungsprobleme strömungsfähiger Medien und der Koksbildung voneinander angestelXt worden, es ist jedoch bekannt, daß bestimmte Strömungsbedingungen bei Gasen allgemein je nach dem verwendeten leitungssystem und gewissen theoretischen oder aus Versuchen gewonnenen Daten anhand dieser Strömungsbedingungen bestimmt werden können. Wie nachstehend dargelegt, ist es z.B. bekannt, daß Gas, wenn es aus einer leitung in eine Ausdehnungseinrichtung eintritt, einen bestimmten Strömungszustand annimmt, der von den relativen Abmessungen der leitung und der AuBdehnungseinrichtwng· abhängt.

Allgemein sind die Möglichkeiten wie folgt: es kann ein Gebiet mit nicht merkbarem Geschwindigkeitsverlust bzw. Ablagerung

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(stall) entstehen» in dem der Hauptstrom sich normal ver- -hält und der Strom sich nicht von den Wänden der Ausdehnüngseinrichtung trennt; es kann ein Gebiet mit größerer -vorübergehender Ablagerung entstehen, in dem die Trennung nach Lage, Größe und Intensiv* variiert und in dem die Strömung stark pulsiert; es kann ferner ein Gebiet mit stark entwickelter Ablagerung entstehen, an der der Hauptteil des Diffusere einen großen, etwa dreieckigen turbulenten Rezierkulationsbereich aufweist, der sich von Ausgang des Dlffusors bis dicht an seinen Hals erstreckt, wobei der Häuptetrom sich kontinuierlich und verhältnismäßig glatt der einen Wand entlang bewegt, und schließlich kann ein Düsenstromgebiet entstehen, in dem der Hauptstrom von den Wänden des DIffusors getrennt ist. Im letzteren Fall kann die Trennung nahe dem Hals oder weiter stromab vom Hals aus beginnen und die Strömung legt ■ sich erst ziemlich weit stromab im Diffusor wieder an.

Es ist bekannt, daß die Verweilzeit des Gases die Geschwindigkeit der Koksbildung als Faktor bestimmt. Es ist die Theorie aufgestellt worden, daß durch einen ordnungsgemäßen Durchfluß bzw. Strömungszustand die Verweilezeit und damit die Kokebildung verringert werden kann· Zm vorliegenden Fall wurde es klar, daß. diese Überlegungen direkt auf das vorliegende Problem anwendbar sind, als eine Erklärung für das Problem und für gewisse vorläufige Lösungen gesucht wurde. Anders ausgedrückt wird angenommen, daß diese Überlegungen als Erklärung für das erzielte Ergebnis verwendbar sind, wenn man es zurücksohauend betrachtet, auch wenn gewisse Faktoren anhand dieser Prinzipien nicht einmal nachträglich völlig erklärt werden können.

Ss ist «Ine ganze Reihe von Krackeinrichtungen und eint Vielzahl von Wärmeaustauschern bekannt· Bei der speziellen Aue-

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führungsform, die für die vorliegende Erfindung verwendet wird, wird ein rohrförmiger Wärmeauetauscher verwendet, er kann jedoch durch einen "beliebigen bekannten Wärmeaustauscher ersetzt werden. Da die Erfindung sich auf ein Verfahren bezieht, bei dem eine bestimmte Übergangserscheinung auftritt, sowie auf einen Obergangsabschnitt allein und die Kombination davon, wird von den Lehren nach dem Stand der Technik in bezug auf Erackeinrichtungen im allgemeinen und Wärmeaus- '" tauscher im allgemeinen ausgegangen. Daher ist es das Hauptziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überführen heißer,gasförmiger, kohlenstoffhaltiger Stoffe aus einer Krackeinrichtung zu einem Wärme-austauscher zu schaffen, ohne daß sich unerwünschte Koks und Kohlenstoff enthaltende Ablagerungen bilden.

Die Erfindung läßt sich anhand ihrer bevorzugten Ausführungs— form kurz und lediglieh beispielsweise als ein Übergangsabschnitt zum Hiadurehleiten gekrackter Kohlenwasserstoffgase aus einer Krackeinrichtung zur Herstellung von Äthylen in einen rohröfrmigen Wärmeaustauscher beschreiben. Der Über- g gangsabschnitt weist eine konische Expansionszone auf, die durch einen kegelstumpfartigen Expansionsabschnitt begrenzt wird, in dem das Verhältnis der Länge des Expansionsabschnitts zum Eingangeradius zwischen etwa 3 und 30 liegt und in dem der relative Divergenzwinkel des kegelstumpfförmigen Abschnitts in bezug auf die Achse des Eingangsihalses zwischen etwa 3° und 18° liegt und vorzugsweise etwa 10° beträgt. Wird eine nicht Kohlenstoff abscheidende bzw. Koks bildende flüssigkeit, z.B. Wasser, am Rand des sich ausdehnenden Gasstroms so eingespritzt, daß sie an den Wänden der konischen Auedehnungseinrichtung einen generell konischen laminaren

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Glasmantel bildet, so wird die Kol^blagerung im allgemnen verringert und unter normalen Arbeitsbedingungen im wesentlichen beseitigt. Wasser wird auch in eine L-fSrmige Leitung eingespritzt, die die erwärmten Kohlenwasserstoffgase nach unten und um 90° nach außen zum Ausdehnungsabschnitt führt. In ihrer einleuchtendsten und bevorzugten 3?orm, auf die die Erfindung nieht unbedingt beschränkt ist, kann der Übergangsabschnitt als L-förmige Leitung mit annähernd gleichmäßigem Durchmesser beschrieben werden, die an die Unterseite einer Krackeinrichtung angeschlossen ist, wobei ein kegel stumpf «· förmiger Ausdehnungsabschnitt an das Ausgangsende der L-förmigen Leitung angeschlossen ist, der die vorgenannten speziellen Abmessungen und Winkelverhältnisse aufwdst, wobei eine Reihe von Dampfeinspritzleitungen in der Oberseite und Unterseite des konischen Abschnitts und eine Dampfeinspritzleitung in der L-förmigen Leitung (Knie) vorgesehen sind und das Ausgangsende des Übergangsabschnitts mit dem Eingängsende des Wärmeaustauschers verbunden ist.

Ein Hauptziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Steuern des Stroms der heißen Kohlenwasserstoffgase u.dgl· zu schaffen, um die Bildung von Koks aus diesen zu verhindern.

Ein weiteres Hauptziel der Erfindung ist die Schaffung eines Übergangsabschnitte mit speziellen Abmessungen und Winkelbeziehungen, um die Bildung von Koks aus einem heißen Kohlenwasserstoff strom zu verhindern.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines 7erfahrens zum Ausdehnen von mit Geschwindigkeiten im Bereich

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von etwa 0,4 bis 0,7 Mach und !Temperaturen von über 537⁰O (1000° P)ausfeiner Behandlungszone mit hoher Temperatur in eine konische Expansionszone mit einem Eingangsradius R, einer Länge L und einem öffnungswinkel β der Expansionszone, wobei 2 θ kleiner ist als etwa iqC¹^ ~ °,29 log Ii/R) ^₄ vorzugsweise etwa 10 ^¹*⁵* ~ <M^{8 lö}ß */# beträgt, _aUBtre. tenden kohlenwasserstoff artigen Dämpfen zu schaffen. Dabei bedeutet log der Logarythmus zur Basis10.

Ein zusätzliches Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines, kegelstumpfförmigen Expansi onsabschnitts mit den oben angegebenen Abemssungs- und Winkel Verhältnissen.

Ein besonderes Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und eines Übergangsabschnitts zum Ausdehnen von Kohlenwasserstoffdämpfen wie vorstehend beschrieben und zum Einspritzen eines nicht Koks bildenden strömungsfähigen Mediums, z.B. Wasser, in die äuSeren Abschnitte des Stroms, um einen Schutzmantel zu bilden, der die unerwünschte Bildung von Koks in dem Obergangsabschnitt verhindert·

Ein besonderes Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Systems mit einer Krackeinheit, einem Übergangsabschnitt und einem Wärmeaustauscher, bei dem der Übergangsabschnitt spezifische Abmessungen hat und so angeordnet ist, daß er die Koksbildung in seinem Innern, verhindert, und bei dem der Obergangsabschnitt ferner Dampfeinspritzleitungen aufweist, durch die die Bildung von Koks verringert oder verhindert wird.

Ein wichtiger Gesichtspunkt der Erfindung ist die Sohaffung einer neuen Fora bzw. Anordnung der Dampfeinspritzung, durch

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die verhindert werden soll, daß sich Koks in einem Ausdehnungsabschnitt beim Hindurchleiten koksbildender Sase bildet.

. iTachstehend sind einige Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigt

φ Pig. 1 als Gesamtansicht..ein Durd&ußschema der Erfindung

zur Darstellung ihrer Hauptteile;

Pig. 2 einen senkrechten Querschnitt zur Darstellung der Kondensat-Einspritzleitungen im Übergangsabschnitt}

Pig. 5 eine horizontale Ansicht des Übergangsabschnitts nach der Linie 3-3 der Pig. 2 zur Darstellung der Dimensionen land Winkelmaße; ;

Pig. 4 eine Draufsicht auf einen Schnitt nach der Linie 4-4 der Pig. 2 zur Darstellung der bevorzugten Anordnung der Kondensat-Einspritzleitungen im Übergangsabschnitt;

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Pig. 5 eine vergrößerte Endansicht der Kondensat-Einspritzleitung zur Darstellung der EinspritzSffnungen zum Einspritzen von Kondensat in das Knie des Übergangsabschnitts;

Pig, 6 eine Endansicht der Einspritzleitung der Pig. 5, nach außen gerichtet^, nach der Linie 6-6;

Fig. 7 eine Bndansicht der Einspritsleitung der Pig. 2 beim Blick nach außen, längs der Linie 7-7 und

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Pig. 8 eine abgewandelte bevorzugte Ausführungsform der Anordnung der Einspritzleitungen im Übergangsabschnitt zur Darstellung einer Einrichtung, durch die diese Leitungen einstellbar angebracht werden können.

Bei einem bekannten Verfahren kann Äthylen durch Hindurchführen von Gas und Wasserdampf und eine Krackanlage und anschließende Einleitung in einen Kühlturm erzeugt werden, wie es in Pig. 1 gezeigt 1st, Es ist auch bekannt, den zugeführten gekrackten Gasstrom durch ein Übergangsstück zu einem Wärmeaustauscher zu führen» in dem der gekrackte Gasstrom von der Restwärme befreit wird. Diese Wärme kann zur Erzeugung des für das Verfahren verwendeten Wasserdampfa verwendet werden. Somit sind die Hauptkomponenten des Systems die Krackanlage, das Übergangsstück und der Wärmeaustauscher, und ebenfalls der Kühlturm. Der Kühlturm arbeitet nach bekannten Arbeitsprinzipien. Jedoch wird das gekrackte Gas, das Äthylen und/ oder Propylen und nicht reagiertes Xthan und/oder Propan, Viasserstoff, schwerere Kohlenwasserstoffe und andere Gase enthält, einem Vorwasch- und iOrennvorgang unterworfen. Bei den folgenden Schritten werden die Gas' Irennprozessen unterworfen, um das im wesentlichen reine Ithylen und Propylen zu gewinnen und das nicht umgewandelte Äthan und Propan zizrückzuleiten.

Infolge der vorher kurz beschriebenen Schwierigkeiten, die nachstehend eingehender behandelt werden, mußte die Konstruktion des Übergangsabschnitts mehrmals geändert werden, bevor ein auf ripens teilender Aufbau und ein zufriedenstellender Prozeß erhalten wurde. Bei des? derzeit bevorzugeten Ausführungsform weist der Übergangsatrsehnltt zwei Hauptkompo-

nente auf* Die erste ist eine I-förmige Leitung oder Kniestück 10, das einen im wesentlichen gleichmäßigen Querschnitt aufweisen kann, wobei es sich leicht erweitert· In bezug auf die Erfindung ist diese Erweiterung unwesentlich, ,außer daß sie den Gasstrom bei seinem Austritt aus dem Kniestück beeinträchtigen kann. Die Eingangsöffnung 12 des Kniestücks ist durch einen Plansch 14 an einem ©egenflanseh 16 befestigt, der seinerseits durch Schrauben 18 und 20 mit dem Ausgang der Krackanlage verbunden ist. Selbstverständlich kann eine beliebige bekannte Verbindung gewählt werden, und das Knie» stück kann, wenn es gewünscht wird, an der Abgabeseite der Krackanlage angeschweißt sein. Die aus der Krackanlage ausströmenden heißen Gase strömen nach unten zunächst in das Kniestück und werden dort um etwa 90° umgelenkt und verlassen das Auslaßende des Kniestücks 22, das mit dem Hals 24 des Expansionsabschnittes über einen Dichtring 26 verbunden und durch Plansche 28 und 30 sowie Schrauben 32 und. 34 befestigt ist. Die kritischste Komponente des Übergangsabschnitts ist ein Expansionsabschnitt, der durch ein kegelstumpfförmiges Wandstück 36 gebildet wird, das durch einen Isoliermantel 40 von einem größeren ebenfalls kegelstumpffönaigen Wandstück 38 getrennt ist. Das größere Ende des kegel stumpf art igen Expansionsabsehnitts 42 ist durch Plansche 44 und 46 und Schrauben 48 und 50 an der Eingangsseite des Wärmeaustauschers befestigt. Der Wärmeaustauscher kann, wie dargestellt, ein Rohrbündel bekannter Bauart öder ein beliebiger anderer Wärmeaustauscher sein. Der kritische Aspekt des Verfahrens und die Wirksamkeit des Übergangsab-» schnitte werden der Einfachheit halber unter Bezugnahme auf Wärmeaustauscher von Rohrbündel-iDvp besprochen·

Sin Durchlaß 52 mit einem seitliehen Eingang kazm @in Wärmeelement 54 aufnehmen, das in den durch den Übergangeabschnitt

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strömenden Grasstrom ragt*

Beim Betrieb - wurde entdeckt, daß sich; in dem Kniestück 10 an der Innenwand nahe der Stelle der größten Krümmung Koks bildete Es wurde angenommen, daß dies deshalb geschah, weil sich in diesem Bereich ein ortsfester Wirbel bildete, und es wurde ein Einspritzleitungssystem für Dampf mit einer Eingangsleitung einem Knie 58 und einer Verlängerung mit einem Ende 62einge- | baut. Das Ende 62 der Verlängerung 60 ist mit einer mittleren Einspritzöffnung 64 und vier im gleichen Abstand voneinander um den Umfang verteilten öffnungen 66 versehen, die mit einem Winkel von 45° zur Achse des Einspritzverlängerungsrohrs 60 liegen. Damit wurde die Bildung von Koks im Kniestück verringert, jedoch nicht völlig unterbunden, jedoch wurde überraschenderweise die Geschwindigkeit, mit der sich Koks stromab vom Punkt der Einspritzung in den Expansionsabschnitt bildete, verringert. Wie Pig. 3zeigt, sind der Ihermoelementdurehlaß und die 3jai1risag 56 in einem isolierten, rohrförmigen ©ehäuse 68 untergebracht und werden durch die Isolation 70 geschützte

Danach wurde eine Reihe von Wasser-Einspritzleitungen im stromauf gelegenen AbschnittdesExpansionsabschnittes an dessen Eingangshals angebracht· Zunächst wurden die Einspritzleitungen 72» 74 und 7& so angebracht, daß sie im wesentlichen senkrecht zu den Wänden des Expansionsabschnitts in diesen hineinragen. C

Die Achsen dieser Leitungen bilden einen Winkel von etwa miteinander und schneiden eich an der Achse des Expaneionsabschnitts. Anschließend wurden die Einspritzleitungen 78, 80 und 82 am Boden dee Sxpansionsabschnitts spiegelbildlich angeordnet.

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Bas allen diesen Einspritzleitungen gemeinsame Endstück 84 ist in Fig. 7 dargestellt. In der Wand der Leitrang sind vier linspritzöffnungen 86, 88, 90 und 92 im wesentlichen senkrecht zur Achse der Leitung vorgesehen, deren Achsen einen Winkel von etwa 22.1/2° zueinander bilden. Zweck und Wirkung der Anordnung der einzelnen Einspritzleitungen und der darin "befindlichen Einspritzöffnungen ist», es, eine Reihe von divergierenden Strömungen an den konischen Wänden des Expansionsabschnittes zu schaffen, die sich zumindest teilweiäe überlappen. Dieses Einspritzsystem fuhrt offensiehtiich zur Schaffung einer konischen sich ausdehnenden imallgeinen laminaren Dampfhülle an den Wänden des Expansionsabschnittes. Der Dampf entsteht natürlich beim Einspritzen von Wasser in den Strom von Kohlenwasserstoff gas hoher !Temperatur.

Zu Beginn betrugen die längstmöglichen Betriebszeiten 10 bis 12 Tage, Eine Reihe mechanischer änderungen in der Konfiguration des Obergangsabschnitts und ihm zugeordneten Hilfeeinheiten führten nicht zur Beseitigung des Problem-s der Koksbildung, welche die Länge der Betriebsseit begrenzte. Mit Kühlwasser wurde ein gewisser Erfolg beim Verringern der Koksbildung ersielt, wodurch die Betriebszeit auf 15 fage anstieg.

Bei einer Änderung der Winkelverhältnisse dee Erpansiosisabschnitts zeigte sich eine sofortige ¥erb@sseru&g. ."Daraufhin wurden verschiedene Änderungen an der Konstruktion des Expansionsabsehe&itteg vorgenommen. Es wurde gefunden,, Saß durch Einhaltung bestimmter Winkelverhältnisse und Abmessungen eine starke Koksbildung vermieden wurde, jedoch bildete eich auch weiterhin eine dünne Koksschicht an den Wänden des Sxpaneionsabschnitts· Von dieser Schicht lösten sich

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ORIGINAL INSPEGTED¹

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immer wieder Elocken oder Blättchen und verstopften nach einiger Zeit den Wärmeaustauscher· Bei der/bestehenden Einrichtung zeigte es sich, daß ein optimales Arbeiten sowohl ordnungsgemäße Winkel- und Abmessungsverhältnisse alsauch das Einspritzen von Wasser erforderte| jedoch kann das Einspritzen von Wasser "bei einer neuen, nach den hier dargelegten Grundsätzen konstruierten Yorrichiang wegfallen·

Pig· 3 zeigt die Meßstellen der Winkel und Abmessungen, die sich "bei dem Ausführungsheispiel als ausschlaggebend für ein optimales und völlig zufriedenstellendes Arbeiten erwiesen haben, R₁ ist der Hadius desEingangs der Leitung zum Über— gangs-Expansionsabschnitt, Rg ist der größere Radius des Ausgangs des Übergangsabschnitts» L ist die Länge entlang oder parallel zur Achse des Expansionsabschnitts und θ ist der öffnungswinkel der Wände des tfbergangsabschnitts, der in bezug auf die Achse des Übergangsabsciinitts für eine Linie parallel zu dieser gemessen werden kann, wie es in Pig. 3 gezeigt ist. Es ist offensichtlich, daßdiese Variablen nicht unabhängig sind. In der Praxis und wegen technischer Erfordernisse oder der Wirksamkeit der Anordnung ist der | Radius der Eingangsleitung insofern verhältnismäßig festgelegt, als infolge der Geschwindigkeit und anderer Arbeitsbedingungen nur geringe Abweichungen bei diesem Radius geduldet werden können· Oft ist der Hauptradius R^ durch die Konstruktion und Größe des Eingangs des Wärmeaustauschers in den der Über^angsabschnitt hineinarbeitet, im wesentlichen festgelegt« Je nach der besonderen vorliegenden Konstruktion kann die Länge mehr oder weniger variiert werden· Bei neuen Einrichtungen gibt es praktisch kein® theoretische Begrenzung der Länge, gute technische Praxis v^iaiJ&f ie&&eh> daß die kleinste mit 2ufriedenstsllend.er Arbeit vereinbare Länge

verwendet wird. Seitzt man nun voraus, daß diese drei linearen Abmessungen feststehen, so steht der Winkel Q ebenfalls fest. Somit kann θ lediglich durch Einstellen der Länge oder eines der Eadien verändert werden, Während der Vorstufen des Experimentierens und während mehrerer Monate experimenteller' Arbeit wurde unter Verwendung abgeänderter Konstruktionen des Übergangsabschnitts der Ausgangsradius des Expansionsabschnitts verändert» Das bewi^;#%ie der ..Konstruktion zugrunde·^= liegenden Prinzipien, führte jedoch nicht zu einer zufriedenstellenden Arbeitsweise des Eingangs des Wärmeaustauschers. Bei einer neuen Anlage können diese Schwierigkeiten nattir^ lieh durch eine richtige technische -!Konstruktion umgangen werden, die sich die hier dargelegten Prinzipien zunutze macht.

Die vorkommenden kritischen Abmessungen und kritischen Winkelverhältnisse können anhand dreier Arbeitsbedingungen betrachtet werden. Es hat sich gezeigt, daß-,-, wenn die Länge zwischen 3mal und 30mal so groß ist wie der Eingangsradius E^-,. und 2 θ größer ist als lO^¹»⁷⁸ " °'^{39 lo}S ¹A₁T i_a der Uähe der Fände des Expansionsabschnitts ein Gebiet stationärer Abscheidung oder starrer Wirbelbildung entsteht* Unter diesen Bedingungen bildet sich im Expansionsabschnitt sehr schnell Koks, manchmal bis zu einer Dicke von mehreren Zoll. Das Einspritzen von Wasserdampf stromaufwärts vom Hauptteil des Expansionsabschnitts ist darauf abgezielt, die Koksbildung zu verringern, ein zufriedenstellendes Arbeiten ist jedoch nicht möglich, nicht einmal, wenn man Dampf bei diesem System verwendet» . ■;;*

Liegt LZR₁ ffiwisehen 3 und 30 und 2 θ unter ίο*¹»⁷⁸ - 0,39 log 'ν, so entsteht ist Expansionsabschnitt ein Gebiet vor-

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ilbergehender Ablagerung oder zeitweiliger !Turbulenz. Ein zufriedenstellendes Arbeiten an dieser Stelle ist nicht möglich, wenn nicht Wasserdampf eingespritzt wird, jedoch hat es sich gezeigt, daß der Wasserdampf einen Mantel entlang der Wände des Expansionsafeschnitts bildet, wenn er nach den vorstehend dargelegten Grundsätzen eingespritzt wird. Auf diese Weise kann die Koksbildung verringert und als Begrenzungsfaktor für die Betriebszeit wirksam ausgeschaltet werden. Bei Abwesenheit von Wasserdampf jedoch geht die Koksbildung ziemlieh rasch und ungleichmäßig vonstatten, und ein zufriedenstellendes Arbeiten über lange Zeiträume ist nicht möglich.

Beträgt das Verhältnis von L/Rj zwischen 3 und 30 und ist 2Θ kleiner als 10^¹»⁵⁴ " °»^{48 iog L}/^Ri\ so findet im wesentlichen keine Grenzschichtentrennung der aus der Leitung in den Expansionsabschnitt eintretenden Gase statt, und folglich fließen die Gase durch den Übergangs-Expansionsabschnitt, ohne daß sich Ablagerungen oder Wirbel bilden. Ohne Einspritzung von Wasserdampf kann ein gutes Arbeiten erzielt werden; jedoch sogar unter diesen annähernd idealen Strömungsbedingungen bildet sich in dem Übergangsabschnitt eine annähernd ebenmäßige Koksschicht, die sich in Flocken löst und den Wärmeaustauscher verstopfen will. Somit bleibt die Koksbildung im Übergangsabschnitt der Begrenzungsfaktor für die Betriebszeit zwischen den Reinigungen.

Die Erfindung hat zu.einem solchen Erfolg geführt, daß durch das Einspritzen von Dampf nach den vorstehend dargelegten Grundsätzen und Methoden die Koksbildung soweit verhindert wird, daß sie im tfcgrgangeatosohnitt nicht mehr sin Begrenzungefaktor für die. Laufgelt ist·

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Man könnte infolge der vorstehenden Überlegungen annehmen, daß es erwünscht ist, in einem Bereich zu arbeiten, in dem VR₁ zwischen 3 und 30 liegt und 2 θ kleiner ist als ₁₀(l»54 - 0,48 log VR₁). _Yom aligemeinen technischen Standpunkt ist es jedoch sehr erwünscht, eine Vorrichtung zu konstruieren, die so kompakt als möglich ist. Daher ist es unter der Voraussetzung der normalen Situation, daß R₁ und R„ nach anderen technischen Gegebenheiten im Verhältnis festgelegt sind, wünschenswert, die Länge L so kurz zu halten, wie es hei den richtigen Winkelverhältnissen, wie gerade beschrieben, möglich ist. Daher ist es erwünscht, in einem Bereich zu arbeiten, in dem !1/R₁ zwischen 3 und 30 liegt und 2 θ kleiner ist als ΙΟ*¹'⁷⁸ * ⁰'59 log VR₁) ^ _{größer ftl? 1O}(1,54 0,48 log VR₁) _{tmd der ers}tgenannten Begrenzung so nahe kommt, wie es bei den meisten kompakten Konstruktionen möglich ist.

für einen Fachmann, der die Schwierigkeiten beim Messen und Steuern der Strömungseigenschaften strömungsfähiger Medien, besonders dann, wenn die Zusammensetzung des strömungsfähigen Mediums variieren kann, kennte ist es wohl selbstverständlich, daß die vorstehend beschriebenem Begrenzungen annähernd korrekt sind, daß jedoch die Winkel- undNibmessungsverhältniese je nach der Art des zu behandelnden atrömungefähigen Mediums anhand der dargelegten Prinzipien variiert werden müssen. Es hat sich gezeigt, daß bei den hier verwendeten strömungsfähigen Medien und den hier verwendeten Geschwindigkeiten diese Grenzen der Maximalwerte für 2 θ zufriedenstellend sind. Ss wird angenommen, daß der maximale Betriebswinkel sich bei stärkerer Gasgeschwindigkeit geringfügig verkleinert. Selbstverständlich könnte man,ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen, in einem Bereich arbeiten, in dem VR₁ kleiner als 3 und größer als 30 ist. Im allgemeinen wäre dies aber

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vom technischen Standpunkt aus nicht erwünscht. Daher wurde die Erfindung nach praktisch technischen Gesichtspeunkten beispielsweise wie vorstehend beschrieben. Der richtige Arbeitswinkel für ein beliebiges Verhältnis von L/R^ kann anhand der vorstehenden Prinzipien gefunden werden»

Frühere Ausführungsformen der Erfindung, die zu Versuchszwecken benutzt wurden, waren so konstruiert, daß 2 θ kleiner war als loM⁴ - 0,48 log ϋ/Ε.,)^ _Der Übergangsabschnitt arbeitete zufriedenstellend, das gesamte System jedoch wegen der festgelegten Größe des Wärmeaustauschers, in den der Übergangsabschnitt hineinarbeitet, nicht völlig. Daraufhin wurde gefunden, daß durch Aufwärtsbewegen in den Bereich der zeitweiligen Ablagerung und durch Einspritzen von Dampf zufriedenstellendes Arbeiten erreicht werden konnte, was im Gegensatz zu der bis dahin herrschenden aus früher gemachten Erfahrungen gewonnenen Ansicht stand. Es zeigte sich jedoch, daß jenseits der Maximalgröße für 2 © (2 θ « 10^*¹⁸~ °»^{59 log} ^^Εΐί nicht einmal das Einspritzen von Dampf zu zufriedenstellenden Ergebnissen führte,,

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Bei einer bestimmten Ausführungsform, die sich als zufriedenstellend gezeigt hat, beträgt H₁ 10,32 cm (4.1/16 in), R₂ 26,19 cm (10,5/16 ist)» Jr 94,95 cm (37.3/8 in) und θ 10°. Die Einspritzleitungen 72, 74 usw. gehneiden die Innenwand 36 in etwa 1/6 des Abstands vom kleineres Ende zum größeren Ende des Expansionsabsehaitts. Die Eingangsgeschwindigkeit des Kohlenwasserstoffmediums beträgt etwa 274,3 m/seo (900 ft/sec.) bei optimalen Bedingungen· Iswird ausreichend Wasserdampf, etwa 31,7 kg/h hinzugefügt_f um eine Verringerung der effektiven Geschwindigkeit am Eingang sua Wärmeaustauscher zu verhindern, d_eh, beiia Eintritt In den Espansionsebschnitt

hat das Gas annähernd die gleiche Geschwindigkeit wie beim Eintritt in denWärmeaustauscher, d.h. etwa 274 m/sec. Diese Geschwindigkeiten liegen im Bereich von etwa 0,5 Mach, können jedoch auch zwischen etwa 0,4 Mach Ms 0,7 Mach liegen. Die Schallgeschwindigkeit ist proportional zu ^n. Alle diese Fakten können je nach dem zugeführten Material, der Umwandlungsstufe und der Dampfeinspritzrate erheblich variieren, wodurch folglich die Mach-Zah"* (Maeh-Geschwindigkeit) erheblichen Veränderungen unterworfen ist. Wie vorher schon dargelegt, können diese Überlegungen bezüglich der Zusammensetzung eine Verschiebung der Grenzen erforderlich machen, die sich als erwünscht für die speziellen beschriebenen Arbeitsbedingungen gezeigt haben.

Bei den beschriebenen Bedingungen und bei der Verwendung des erfindungsgemäfien Übergangsahschnitts worden sehr eindrucksvolle Ergebnisse erzielt. Zum Beispiel betrugen zu Beginn die längsten Laufzeiten etwa 10 bis 12 Tage. Darauf wurde die maximale Betriebszeit dur ca Dampfeinspritzung und andere Änderungen der Arbeitsbedingungen auf etwa 15 Tage erhöht. Kurze Laufzeiten von dieser Dauer waren wegen des Produktionsausfalls und der Reinigungskosten während der Stillstandszeiten nicht wirtschaftlich zufriedenstellend. Durch Anwendung der vorstehend beschriebenen Erfindung wurde die Laufzeit auf 70 bis 80 Tage zwischen den Stillstandszeiten erhöht. Stillstand und Umlauf (turnaround) hängen nicht mehr von der Koksbildung im Übergangsabschnitt, eondern eher von der Eoksbildung im Erhitzer und anderen Arbeitsbedingungen ab. Während vor der Aufstellung der erfindungsgemäSen Vorrichtung die loksbildung im Übergangsabsehnitt die Hauptsehwierigkeit . bildete, stellt diese kein ernsthaftes Problem mehr dar, obwohl der Übergangsabschnitt jedesmal in der Stillstandszeit gereinigt wird.

Da die Einspritzung yon Wasser eine Verringerung der Temperatur der Gase mit sich "bringt, ergibt sich ein möglicher Verlust hei der Widergewinnung der Wärme, d.h. die Eingangswärme für den Wärmeaustauscher wird infolge der Einspritzung von Wasser etwas verringert. Es zeigte sich jedoch in der Praxis, daß dies kein wesentlicher Paktor ist. Die Temperatur am Eingang des Übergangsahschnitts beträgt etwa 854⁰C (157O⁰P), und die an den Wärmeaustauscher abgegebene Temperatur beträgt etwa 566⁰C (1050⁰I¹), Es wurde eine gewisse Verringerung der Dampferzeugung beobachtet, die jedoch durch Einsparungen infolge erhöhter Produktion und verringerter Arbeitskosten um ein Vielfaches wieder eingeholt wurde.

Eine andere und bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in Pig. 8 gezeigt, wo dargestellt ist, wie die Kondensat-Einspritzleitung einstellbar und beweglich im tJbergangsabschnitt angebracht werden kann. Bei dieser Ausführungsform ist die Wand 94 des abgewandelten tibergangsabschnitts mit einer öffnung versehen. Eine äaS'ere Wand 96 ist durch eine Isolationsschicht 98 von der inneren Wand 94 getrennt und mit einer ringförmigen Buchse 100 und mit einem B_efestigungsflansch 102 versehen. Die mit Öffnungen 106 versehene Einspritzleitung 104 ragt durch die Isolation 98 und die Buchse 100 in den durch die Wand 94 begrenzten kegelstumpfförmigen Expansionsabschnitt. Ein an der Einspritzleitung 104 befestigter Flansch 108 kann durch Schrauben, Klammern oder beliebige gewünschte Einrichtungen am Flansch 102 befestigt sein. Das Kondensat wird durch einen mit Gewinde versehenen Einlaß 110 der Injektionsleitung zugeführt. Selbstverständlich kann der Abstand zwischen dem Flansch 102 und dem Flansch 108 nach Wunsch geändert werden, wodurch das innere Ende der Einspritsleitung 104 und die Einspritzöffnungen 106

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je nach Wunsch, in den kegelstumpfförmigen AustauBchabsehnitt (Expansionsabschnitt) eingeführt werden. Die Stelle, an der
ein nioht Koks bildendes Medium eingeführt wird, kann also
je nach den Arbeitsbedingungen geändert werden, und die Einspritzleitung kann zum Reinigen und zum Reparieren herausgenommen werden, ohne daß der Übergangsabsehnitt geöffnet
werden muß.

Die Erfindung wurde anhand der speziellen Verfahren beschrieben, für die sie erprobt wurde, nämlich der Herstellung von
Äthylen, Propylen u.dgl. Selbstverständlich können die der
Erfindung zugrundeliegenden Grundsätze, das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäß© Vorrichtung in jeder Anlage verwendet werden, in der Kohlenwa sser stof fga se bei hohen Temperaturen transportiert und ausgedehnt werden. Der Begriff Kohlenwasserstoff wird hier im weiten Sinne verwendet und
schließt nicht nur solche chemischen Stoffe ein, die als
reine Kohlenwasserstoffe betrachtet werden können, sondern
auch solche, die im wesentlichen aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen, auch-wenn sie noch Stickstoff, Sauerstoff
- und dergleichen enthalten. Zum Kühlen und für den Einspritzdampf wurde in erster Linie Wasser verwendet. Eine beliebige nicht Koks bildende Flüssigkeit ist jedoch gleichwertig
und kann im Rahmen des Erfindungsgedankens verwendet werden. Da die warmen Gase aus einem Knie in den Expansionsabschnitt eintreten, hat dies offensichtlich ©inen gewissen Einfluß auf. die Sxpansionsrate in den verschiedenen Bereichen d©s Ixpansionsabsehnitts, und es hat sich gezeigt, daß es zwar
sehr erwünscht, aber nicht notwendig ist, einen Dampfmantel
um den gesamten Umfang des Ezpansionsabschnitts zu bilden.
Daher genügt es für die Erfindung, wem ein Dampfmantel um einen großen oder beträchtlichen 5?®il d©r Wand© gebildet wird, solange die anderen Arbeitsbedingungen den bei der Entwicklung der Erfindung eingehaltenen entsprechen.

Claims (1)

1. W Atlantic Richfield

   11.2.69 <*! Company

   Gu/H BA-14440

   Patentansprüche

   1. Verfahren zur Behandlung kohlenwaBserstoffhaltiger, strömungsfähiger Medien, bei dem das strömungsfähige Medium hohen Temperaturen ausgesetzt, in einen Wärmeaustauscher überführt und ihm wenigstens ein Teil der Wärme entzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das strömungsfähige Medium zur Verringe- i rung der Koksbildung beim Überführen aus der Zone hoher

   * Temperatur zum Hals (24) einer konischen Expansionszone geführt und in¹ dieser ausgedehnt wird, wobei die Expansionszone eine Länge L, eine Achse sowie einen kleineren und einen größeren Radius R₁ und Rg aufweist, wobei die länge und die Radien eine konische Begrenzungszone bilden, in der ein Winkel θ dureh den Schnittpunkt der !"lache der Expansionszone und der Achse gebildet wird und L/R., zwischen 3 und 30 liegt und 2 ©,kleiner ist als etwa ₁₀(l,78 - 0,39 log 1./R₁T

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 2 größer ist als etwa ₁₀(lf54- 0,48 log VR₁X

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich en mehreren Stellen unmittelbar stromabwärts des Halses (24) Wasser in die Expangionssone eingespritzt wird, so daß wenigstens eine teilweise im allgemeinen laminare konische Schicht Wasserdampf an dm &i© Expansionszone begrenzendenden Wänden 06) gebildet «ixd«

   4. Verfahren aaoh Anspruch I₈ dadurch g@lE©anzeielmet_f daß das strbaunge.fähig* Medium von der Ζ·οΐχ» Ixofeer "iemperatur zum Haie (24) der Erpanisionssone dusröia «ia* gekxiiiamte Bahn (10)

   19069S6 -sr- U

   hindurehgeführt wird, aus der es in den Hals unter einen Winkel τοη etwa 90° gegenüber dem Eintrittswinkel in die gekrümmte Bahn eintritt» und daß etwa am inneren Punkt der größten Krümmung Dampf in die gekrümmte Bahn eingespritzt wird.

   5. Verfahren zur Herstellung von Äthylen und dergleichen, "bei dem ein zugeführter Strom von Kohlenwasserstoff Kracktedingungen unterworfen wird_f aer Strom von der Krackstufe einem Wärmeaustauscher zugeführt und ihm ein Teil der von der Krackstufe herrührenden Wärme entzogen und einem Wärmeaustauscher zugeführt wird, wobei ein Teil der Wärme des Stroms durch Austausch mit einem anderen strömungsfähigen Medium entzogen wird, und wobei die Komponenten des gekrackten Stroms voneinander getrennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Krackstufe kommende Strom vor dem Entziehen der Wärme in einer im allgemeinen konische Expansionszone ausgedeht wird und ein nicht Koks "bildendes strömungsfähiges Medium in die am Umfang liegenden Zonen des KohlenwasserstoffStroms eingespritzt wird und sich neben der Wand eine Schicht aus nicht Koks bildendem strömungsfähigem Medium bildet, die das Ausdehnen einschränkt und dadurch die Koksbildung an den Wänden verringert, indem sie die Entstehung von Wirbeln aus Koks bildenden Kohlenwasserstoffen an den Wänden verhindert.

   6» Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Wasser an mehreren Stellen in den stromauf gelegenen -Seil des konischen Expansionsbereiohs eingespritzt; wird und mindestens eine teilweist laminar® Dampfschiebt neben. den die SxpansioBssone begrenzenden Winden (36) "bildet *

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   7. Verfahren nach Anspruch 6* dadurch gekennzeichnet, daß an einer ersten Reihe von Stellen an einem oberen Umfang und an einer zweiten Reihe von Stellen an einem unteren Umfang Wasser in den stromauf gelegenen Abschnitt der Expansionszone eingespritzt wird und eine im wesentlichen konische laminare Dampfschicht neben den die Expansionszone begrenzenden Wänden bildet.

   8. System zum Kracken von Ithan, Propan u.dgl. zur Herstellung

   von Äthylen, Propylen, u.dgl« mit einer Krackeinheit und * einem Wärmeaustauscher, die durch eine Übergangs zone miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsabschnitt enthälts ■

   eine Expansionszone mit einer Achse, einer Länge L, einem kleineren Ende mit einem kleineren Radius R.. und einem größeren Ende mit einem Radius Rp» die eine gegenüber der Achse in einem Winkel θ angeordnete, kegelstumpfförmige Verbindungswand (36) begrenzenj

   eine Verbindung, die das größere Ende des Expansionsabschnitts mit dem Wärme austauscher verbindet,

   eine Verbindung (10), die die Exa.ekeinh.eit mit dem kleineren Ende des Expansionsabschnitts verbindet sowie j

   eine Einrichtung zum Einspritzen von Wasser in den Expansionsabschnitt nahe seinem kleineren Ende.

   9. Übergangsabschnitt nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß L/R^ zwischen 3 "und 30 und 2 θ zwischen etwa ₁₀(1,54^Ί- 0,48 log 1/R₁)U₁₁Ci etwa io⁽¹·⁷⁸ '°*^{39 1}

   10. Übergangsabschnitt nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser-Einspritzsystem eine Anzahl nach innen ragender Einsprltzglieäer (72-82) mit Einspritzdüsen

   aufweist, die so angeordnet sind, daß sie Wasser in mehreren auseinander*trebenden sich zumindest teilweise überlappenden Strömen an den konischen Wänden (36) des Expansionsabschnittes spritzen.

   11. Übergangsabschnitt nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß 1/R₁ etwa gleich 9 und 2 θ etwa gleich 20° ist.

   12. Übergangsabschnitt nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasser-EinspritzYorrichtung enthält: eine erste Reihe linear einstellbarer nach innen ragender Einspritzleitungen im oberen Seil des Expansionsabschnittes mit Einspritzdüsen (t, die so angeordnet sind, daß sie Wasser in mehreren auseinanderstrebenden sich zumindest teilweise überlappenden Strömen an den konischen Wänden (56) des Expansionsabschnittes einspritzen sowie eine zweite Reihe linear einstellbarer nach innen ragender Einspritzleitungen im unteren Teil des Expansionsabschnittes, die so angeordnet sind, daß sie ebenfalls Wasser in mehreren auseinanderstrebenden sich zumindest teilweise überlappenden Strömen an den konischen Wänden (36) des Expansionsabschnitts einspritzen.

   13. Übergangsabsehnitt zum Verringern der Koksbildung in Systemen zum Überleiten von koksbildenden, strömungsfähigen Medien aus einer Zone hoher Temperatur in eine Zone niedriger Temperatur, gekennzeichnet durch einen Expansionsabschnitt mit einem kleineren Ende mit einem kleineren Radius R₁, einem größeren Ende mit einem größeren Radius R2 und einer Länge L, die eine kegelstumpfförmige Wand^v (36) begrenzen, wobei die Wand gegenüber der Achse des kleineren Endes in einem Winkel θ angeordnet ist und das größere Ende so ausgebildet ist, daß es an einen Wärmeaustauscher angeschlossen

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   werden kann und das kleinere Ende so ausgebildet ist, daß es mit einer Ausgangsstelle dieser.strömungsfähigen Medien aus der Zone hoher Temperatur verbunden -werden kann, wobei L/R., zwischen etwa 3 und 30 liegt und 2 θ kleiner ist als ₁₀(i,78 - 0,39 log L/R_t)_e

   14· System mit einer Krackeinheit, gekennzeichnet durch eine sich von der Krackeinheit zunächst nach unten und dann nach außen erstreckende, L-förmige Leitung (10), die an ihrem äußeren Ende einen Radius R hat und die am unteren Einlaß der Krackeinheit mit dieser verbunden ist, um ein heißes gekracktes strömungsfähiges Medium aus dieser aufzunehmen, einem kegelstumpf förmigen Expansionsabschnitt mit einem mit dem äußeren Ende der L-förmigen Leitung verbundenen KL eineren Ende und einem Radius (R^) der annähernd gleich R ist, einer sich um einen Winkel θ zur Achse der kleineren Endöffnung verbreiternden und dadurch eine größere Endöffnung bildenden konischen Wand (36)» wobei der Expansionsabschnitt eine axiale Länge L hat, das Verhältnis L/R etwa zwischen 3°

   ⁽¹⁵⁴ °⁴⁸ *

   und 30° liegt und 2 Q zwischen etwa 10⁽¹»⁵⁴ " °>⁴⁸ und 10(^X*⁷⁸ " °»^{39 log 1}^ liegt, wobei ein Wärmeaustauscher mit dem größeren Ende (bei R₂) des Expansionsabschnittes verbunden ist und das strömungsfähige Medium aus diesem aufnimmt, mit einer Reihe von Einspritzleitungen, die sich aus dem oberen Abschnitt der konischen Wand nach innen erstrecken und einer zusätzlichen Reihe von Einspritzleitungen, die sich von dem unteren Abschnitt der konischen Wand nach innen erstrecken, wobei die obere Reihe und die untere Reihe von Sinsprit»leitungen jeweils eine Anzahl von Einspritzöffnungen aufweisen» die so angeordnet sind, daß sie an den konischen Wänden obere und untere Streifen sich überlappender Wasserström® bilden, wodurch während des Betriebs ein Im allgemeinen laminarer konischer Dampfmantel zwischen der Wand (36) und dem Hauptstrom des

   ströaungefähigen Mediums gebildet wird.

   Der Patentan·

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