DE19915888A1 - Fluidkatalytische Crackanlage und Klappenventil für eine solche - Google Patents
Fluidkatalytische Crackanlage und Klappenventil für eine solcheInfo
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Abstract
Fluidkatalytische Crackanlage, die mindestens eine von einer schüttgutartigen Katalysatormasse durchströmte Leitung mit einem Absperrventil aufweist, wobei das Absperrventil ein Klappventil (300) ist, welches mindestens eine Klappe (302a, 302b) aufweist, die um eine seitlich einer Durchgangsöffnung (205) in einer Querschnittsebene der Leitung (200) liegende Drehachse (301b) schwenkbar ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine fluidkatalytische Crackanlage, auch
bekannt als FCC(FLUID-CATALYTIC-CRACKING)-Anlage, gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Klappenventil zum
Einsatz in einer solchen Anlage.
In fluidkatalytischen Crackanlagen des hier in Bezug genommenen
Typs wird ein Katalysator in Form von Mikrokügelchen (mit einer
mittleren Teilchengröße von ca. 50-70 µm) eingesetzt, der bei
der Verwirbelung mit Kohlenwasserstoffdämpfen bzw. Luft in
einen flüssigkeitsähnlichen Zustand übergeht, in dem er in
Rohrleitungen im System transportiert wird.
In bekannten FCC-Anlagen findet eine kontinuierliche Regenerie
rung des Katalysators in einem Wirbelschicht- oder Fließwett
verfahren statt.
Beim bekannten Flexicracking-Verfahren der Esso Research and
Engineering Co. sind der Reaktor und ein Regenerator in glei
cher Höhe angeordnet und durch U-förmig verlaufende Katalysa
torrohre miteinander verbunden. Das vorgewärmte zu crackende
Material wird in eine Katalysator-Steigleitung (riser) des Re
aktors eingespeist, wo sofort eine Verdampfung und Crackung der
Kohlenwasserstoffkomponenten beginnt. Die dafür erforderliche
Wärmeenergie wird von der heißen Katalysatormasse geliefert.
Der Strom der Kohlenwasserstoffdämpfe lockert die Katalysator
masse auf und führt im Reaktor zur Ausbildung eines Fließbet
tes. Da die Dichte der Katalysatormasse im Fallrohr des Regene
rators größer ist, fließt von dort ständig Katalysator nach.
Die Crackprodukte verlassen den Reaktor über Zyklone, die mit
gerissenen Katalysatorstaub zurückhalten. Der verkokste Kataly
sator bewegt sich an der Reaktorwand nach unten und sammelt
sich am Boden des Reaktors, wo anhaftende Kohlenwasserstoffre
ste mit Wasserdampf ausgestrippt werden. Der Transport in den
Regenerator erfolgt durch Einblasen von sog. "Hilfsluft" in die
Steigleitung. Die zum weitgehenden Abbrennen des Kokses und zur
Ausbildung des Fließbettes erforderliche "Hauptluft" wird am
Boden des Regenerators eingeblasen. Die Reaktortemperaturen
liegen im allgemeinen bei 500-525°C; im Regenerator werden
Temperaturen von 580-610°C erreicht. Im Reaktor herrscht ein
Überdruck von etwa 0,7 bar. Der Regeneratordruck liegt ungefähr
bei 1,0 bar. Als Ausgangsmaterial kommen außer Gasöl auch
schwere Vakuumdestillate und entasphaltierte Rückstände in
Betracht.
Bei einer anderen Ausführungsform einer FCC-Anlage ist der
Reaktor über dem Regenerator angeordnet.
Durch die Anordnung des Reaktors über dem Regenerator ergeben
sich höhere Differenzdrücke zwischen Regenerator und Reaktor
(1-2 bar), so daß in die Katalysatorrohre Regelarmaturen,
insbesondere mechanische Absperrventile, eingebaut werden müs
sen. Das Katalysatorsteigrohr ist relativ lang, so daß es in
viel stärkerem Maße als bei dem Verfahren der Firma Esso für
die Crackreaktion ausgenutzt werden kann.
Als Absperrorgane in den von der fluidischen Katalysatormasse
durchströmten Leitungen werden nach dem Stand der Technik
Ein- oder Zweiplatten-Sperrschieber eingesetzt, die bekanntlich
einen oder zwei in entsprechenden Führungen senkrecht zur
Längsachse der entsprechenden Leitung und zur Strömungsrichtung
des Fluids verschiebliche Schieber aufweisen. Diese Schieber
haben einen relativ großen Platzbedarf, da der wesentliche Teil
des Armaturenvolumens außerhalb der abzusperrenden Leitung
liegt, und haben sich im hier in Rede stehenden Einsatzbereich
als relativ störanfällig erwiesen. Insbesondere treten häufig
Funktionsstörungen durch Anbacken des Strömungsmediums an den
Führungen sowie infolge des relativ hohen abrasiven Verschlei
ßes an den Innenteilen auf. Zudem stellen die bekannten Schie
ber in einer Ausführung, die den in Crackanlagen bestehenden
Anforderungen genügt, konstruktionsaufwendige und kostspielige
Bauelemente dar.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verein
fachte, kostengünstiger zu erstellende und störungssicherer
arbeitende Anlage der gattungsgemäßen Art sowie speziell ein
entsprechendes Absperrglied anzugeben.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich ihres Anlagenaspektes durch
eine fluidkatalytische Crackanlage gemäß Anspruch 1 sowie
hinsichtlich des Absperrglied-Aspektes durch ein Klappenventil
gemäß Anspruch 7 gelöst.
Die Erfindung schließt den grundsätzlichen Gedanken ein, die in
von fluidischer Katalysatormasse durchströmten Leitungen einer
fluidkatalytischen Crackanlage vorgesehenen Absperrelemente
mindestens zum Teil als Klappenventile auszubilden.
Hieraus ergibt sich eine ganze Reihe von Vorteilen:
- - Die Baugröße und der mit der Ausführung insgesamt verbundene herstellungstechnische Aufwand (einschließlich Antrieb und Einfügung in das Leitungssystem) und in der Folge auch die hiermit verbundenen Kosten werden deutlich reduziert.
- - Durch die relative Einfachheit des Aufbaus ergeben sich deut lich verringerte Bereitstellungs- und Herstellungszeiten.
- - Durch die prinzipbedingte Verringerung des abrasiven Ver schleißes und des von einem Anbacken der fluidischen Kataly satormasse ausgehenden Störungspotentials ergibt sich eine wesentliche Verringerung der Störanfälligkeit und damit der Wartungs- und Reparaturkosten.
- - Bei geeigneter Ausführung des Klappenventils ergeben sich positive Einflüsse auf den Strömungsverlauf und damit Effektivitätserhöhungspotentiale für die Gesamtanlage.
- - Die Lagerhaltung sowohl für die Herstellung als auch für die Wartung wird vereinfacht, und hiermit geht eine Reduzierung der Zeiträume für eine Wiederherstellung der Anlagenbereit schaft im Störungsfall einher.
Die genannten Vorteile kommen bei einer FCC-Anlage des in An
spruch 2 angesprochenen Typs besonders zur Geltung, wenn dort
im Fallrohr und/oder in der Schüttgutleitung zwischen dem Reak
tor und dem Regenerator ein Klappenventil angeordnet wird, weil
an diesen Stellen die mechano-thermische Beanspruchung des Ab
sperrgliedes und damit die Gefahr des Auftretens von Funktions
störungen besonders groß ist.
Die genannten Vorteile begründen aber zudem die Zweckmäßigkeit
des Vorsehens eines Klappenventils in weiteren dem Regenerator
zugeordneten, von der fluidischen Katalysatormasse durch
strömten Leitungen, insbesondere der Katalysator-Rückführungs
leitung und/oder der Katalysator-Abführungsleitung.
Es ist aber auch eine Ausführung der Anlage mit Klappenventilen
an anderen Stellen in vorteilhafter Weise möglich, so etwa in
einer Abgasleitung.
Um die ohnehin deutlich verringerte Störanfälligkeit noch wei
ter zu vermindern, sind in einer zweckmäßigen Fortbildung den
Klappenventilen Anschlußstutzen zur Zuführung eines Reinigungs
fluids, insbesondere eines Druckgases (N2 o. ä.) und/oder zur
Einführung von Not-Betätigungsmitteln - etwa manuellen Betäti
gungsstangen - zugeordnet, die insbesondere von der Rückseite
her auf die Klappe bzw. Klappen gerichtet sind.
Das vorgeschlagene Vorsehen von Klappenventilen anstelle von
Sperrschieberanordnungen ermöglicht grundsätzlich (mit Ausnahme
von Leitungen sehr geringen Durchmessers) in kostensparender
Weise den Verzicht auf gesonderte Gehäuse und die unmittelbare
Einfügung in den Leitungsverlauf. Unter anderem Blickwinkel ist
aber auch eine alternative Ausführung als separate Baugruppe
als vorteilhaft anzusehen, da sie die Vorfertigung sowie die
Wartung und gegebenenfalls einen Austausch des Absperrgliedes
erleichtert.
Dies gilt sowohl für Cold-Wall- als auch für Hot-Wall-
Anordnungen, wobei bei den ersteren eine geeignete Ausführung
der Ausmauerung im Einsatzbereich vorzunehmen ist. Im Rahmen
gültiger Standards für derartige Anlagen erfolgt die Anbringung
des Cold-Wall-Klappenventils insbesondere unter dem Auslauf
eines Ausmauerungstrichters und die des Hot-Wall-Klappenventils
unter einer Metallplatte.
Ein zum Einsatz in der fluidkatalytischen Crackanlage geeignet
ausgeführtes Klappenventil zeichnet sich dadurch aus, daß es
zwei Klappen aufweist, deren Erstreckungsebene in Schließ
stellung mit der Querschnittsebene der Leitung zusammenfällt.
Bevorzugt ist hierbei die Ausführung mit zwei gleich großen,
bezüglich einer Mittenebene der Leitung im wesentlichen
symmetrischen Klappen.
Da die Klappen erheblichen Druck- und Wechselbelastungen ausge
setzt sein können, ist für entsprechende Einsatzorte eine rück
seitige Verstärkung durch Verstärkungsrippen (insbesondere
ebenfalls an den Seitenkanten verlaufend) zweckmäßig. An minde
stens einem Teil der Kantenbereiche können an der Klappe bzw.
den Klappen verschleißmindernde Aufpanzerungen vorgesehen sein,
falls das Klappenventil an besonders exponierten Stellen der
Anlage eingesetzt ist. In einer bevorzugten Ausführung der
Klappenoberflächen sind diese im wesentlichen vollständig mit
Hexmesh® und einer entsprechenden Ausstampfung belegt.
Die Betätigung der Klappenventile erfolgt durch elektrohydrau
lische Antriebe, die an sich bekannt und für Klappenventile in
einfacher Weise und kleinerer Bauform realisierbar sind als für
Absperrschieberanordnungen.
Die Grundform des Klappenventils kann, was den Öffnungsquer
schnitt angeht, sowohl quadratisch als auch rechteckig oder
kreisförmig sein, wobei in der quadratischen oder rechteckigen
Ausführung abgerundete Eckbereiche eine verschleißmindernde und
damit störungsverringernde Wirkung haben.
Damit der volle Öffnungsquerschnitt des Ventilsitzes im
geöffneten Zustand durchströmbar ist, erfolgt die Schwenk
lagerung der Klappe vorteilhafterweise soweit nach außen
gegenüber den Kanten des Öffnungsbereiches versetzt, daß
der Klappenabstand in Öffnungsstellung etwas größer als die
Breite des Öffnungsbereiches des Ventilsitzes bzw. einer
vorgelagerten Blende ist.
Zweckmäßigkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich im
übrigen aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden
Erläuterung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren.
Von diesen zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Schaubild einer FCC-Anlage gemäß
einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2 ein Schaubild einer FCC-Anlage in einer gegenüber
Fig. 1 modifizierten Ausführung,
Fig. 3a-3c verschiedene Ansichten einer Ausführungsform eines
Cold-Wall-Klappenventils nach einer Ausführungsform
der Erfindung,
Fig. 4a-4c verschiedene Ansichten eines Klappenventils in
einer Hot-Wall-Ausführungsform.
Die FCC-Anlage 1 gemäß Fig. 1 umfaßt eine Leitung 10, durch die
hindurch das Ausgangsmaterial, insbesondere langkettige Kohlen
wasserstoffe CnHm, zur Durchführung eines katalytischen
Crackens zugeführt werden. Die Zufuhr erfolgt mit Unterstützung
von parallel angeordneten Förderpumpen 11, denen jeweils ein
Keil-im-Keil-Schieber 5 vor- und nachgeordnet sind. Die Zufuhr
des Ausgangsmaterials erfolgt in einem Zuführbereich 13, an
den sich einerseits eine Steigleitung 14 anschließt und in
den andererseits ein Fallrohr 15 mündet. Das obere Ende der
Steigleitung 14 mündet in einen Reaktor 16, welcher bei der
dargestellten Ausführungsform oberhalb eines Regenerators 17
angeordnet ist. Das Fallrohr 15 ist mit einem bodenseitig
angeordneten Sammelraum 18 des Regenerators 17 verbunden,
wobei der Sammelraum 18 zur Aufnahme einer schüttgutartigen
Katalysatormasse dient. In diesen Sammelraum mündet noch eine
Druckluftleitung 19, durch die hindurch Druckluft in den
Sammelraum 18 unter Ausbildung eines Katalysator-Fließbettes
eingeblasen wird. Über eine Leitung 20 kann aus dem Sammelraum
18 Katalysatormasse entnommen werden. Diese wird in einem
Zwischenbehälter 12 bis zur weiteren Verwendung gehalten,
wobei vor und hinter dem Zwischenbehälter 12 jeweils ein
Absperrventil 6 angeordnet ist.
Auch der Reaktor 16 weist einen bodenseitigen Katalysatorsam
melraum 21 auf. Die Sammelräume 18 und 21 von Regenerator 17
und Reaktor 16 sind über eine Schüttgutleitung 22 miteinander
verbunden.
An der Oberseite des Reaktors 16 schließt eine Leitung 7 zu
einer Fraktionierkolonne 8 an, in welcher die im Reaktor aufge
spaltenen Kohlenwasserstoffe in Gas und Benzin, Gasöl sowie re
lativ langkettige Sumpfprodukte getrennt werden. Die langketti
gen Sümpfprodukte werden über eine Leitung 9 dem Crackverfahren
erneut zugeführt, und zwar durch Einleitung in die Zufuhrlei
tung 10.
Im Regenerator 17 erfolgt die Regenerierung der zum Cracken
verwendeten Katalysatormasse. Insbesondere werden im Regenera
tor die Katalysatorpartikel von Koks befreit, und zwar durch
Abbrennen der an der Oberfläche der Katalysatorpartikel ausge
bildeten Koksschicht. Die zum Abbrennen des Kokses erforderli
che Luft wird am Boden des Regenerators eingeblasen und zwar
durch die bereits erwähnte Druckluftleitung 19.
Um Überhitzungen zu verhindern, können in das Oberteil des
Regenerators zur Kühlung Wasser oder Wasserdampf eingespeist
werden. Die Temperatur im Regenerator kann bis auf etwa 750°C
steigen.
Die Rauchgase 23 können bei Bedarf auf ihrem Weg zum Kamin 25
über eine Entspannungsturbine 24 und/oder durch einen Boiler 26
geleitet werden, wobei die Entspannungsturbine 24 sowie der
Boiler 26 jeweils in einer Bypass-Leitung 27 bzw. 28 angeordnet
sind. Sowohl der Entspannungsturbine 24 als auch dem Boiler 26
sind jeweils ein Brillenschieber 3 vor- und nachgeordnet. Des
weiteren sind zur gewünschten Umleitung der Rauchgase sowohl in
der Rauchgasleitung 23 als auch in den Bypass-Leitungen 27, 28
Klappenventile 4 angeordnet, und zwar entsprechend der Anord
nung in Fig. 7. Unmittelbar hinter dem Regenerator befindet
sich in der Rauchgasleitung 23 auch noch ein Absperrschieber 2,
mit dem die Rauchgasleitung 23 mehr oder weniger stark geöffnet
bzw. vollständig abgesperrt werden kann.
Sowohl im Fallrohr 15 als auch in der Schüttgutleitung 22
befindet sich jeweils ein Doppelklappenventil 29 bzw. 30 des
weiter unten beschriebenen Aufbaus mit elektrohydraulischer
Betätigung. Die Betätigung bzw. Steuerung erfolgt nach den für
eine derartige Anlage an sich bekannten Prämissen.
Der Crackprozeß innerhalb der Steigleitung 14 und des Reaktors
16 ist bekannt, wobei in den Bereich 13 eingeleitete Kohlen
wasserstoffe die durch das Fallrohr 15 zugeführten Katalysator
partikel durch das Steigrohr 14 nach oben zum Reaktor 16
mitnehmen. Die zur Verdampfung und Crackung der Kohlenwasser
stoffkomponenten erforderliche Wärmeenergie wird von der heißen
Katalysatormasse geliefert, die am Ausgang des Regenerators 17
bzw. Regeneratorsammelraums 18 eine Temperatur von bis zu
750°C aufweisen kann. Da das zu crackende Ausgangsmaterial in
dem Bereich 13 mit einer Temperatur von nur etwa 200 bis 250°C
eingeleitet wird, entstehen beim Zusammentreffen mit der heißen
Katalysatormasse Kohlenwasserstoffdämpfe, d. h. Gasblasen von
denen zumindest ein Teil im Fallrohr 15 nach oben aufsteigt.
Durch das Ventil 30 werden die Gasblasen jedoch daran ge
hindert, den Sammelraum 18 des Regenerators 17 zu erreichen.
Die im Bereich 13 entstehenden Kohlenwasserstoffdämpfe gehen
also auf diese Weise dem Crackprozeß nicht verloren.
Fig. 2 zeigt eine weitere, im Gesamtaufbau geringfügig modifi
zierte Crackanlage 100. Im Hinblick auf die weitgehenden Über
einstimmungen mit der oben beschriebenen Anlage und das grund
sätzliche Bekanntsein auch dieser modifizierten Ausführung sind
wesentliche Elemente durch die Beschriftung in der Figur ge
kennzeichnet, und nachfolgend wird nur auf einige im Zusammen
hang mit der Erläuterung der Erfindung wesentliche Aspekte hin
gewiesen. Die hierbei wesentlichen Komponenten tragen in Anleh
nung an Fig. 1 gewählte Bezugsziffern, so daß auch diesbezüg
lich im wesentlichen auf die obige Beschreibung verwiesen wer
den kann.
Eine erste Besonderheit besteht hier darin, daß in der vom Re
generator 117 abgehenden Katalysator-Abführungsleitung 120 ein
- neben den Klappenventilen 129 und 130 im Fallrohr 115 bzw.
der Schüttgutleitung 122 - weiteres Klappenventil 131 vorgese
hen ist. Weiterhin ist hier zwischen dem Regenerator 117 und
dem zugeordneten Sammelraum 118 eine Katalysator-Rückführungs
leitung 132 ausgeführt, in der ebenfalls ein Klappenventil 133
angeordnet ist. Ein weiteres Klappenventil 134 ist in der (in
ihrem Verlauf und den zugeordneten Komponenten etwas modifi
zierten und daher im ersten Abschnitt mit 123' und in einem
zweiten Abschnitt mit 123" bezeichneten) Rauchgasleitung ober
halb einer Ausfluß- bzw. Entspannungskammer 135 vorgesehen.
Die (teilweise mehrfach auftauchenden) Ziffern 2-5, 7 und 8 be
zeichnen eine Reihe von in der Anlage vorhandenen Ventilen un
terschiedlicher, aber an sich bekannter Bauart, nämlich Ziffer
2 und 4 ein Absperr- bzw. Trennventil (Isolation Valve), Ziffer
3 und 3a ein Abgas-Mehrwegeventil (Butterfly Valve), die Zif
fern 5 und 7 jeweils ein Absperrventil (Shut-Off-Valve) und
Ziffer 8 ein Spezial-Rückschlagventil (Special Check Valve).
Die Wirkungen und Vorteile des Einsatzes der Klappenventile
129, 130, 131, 133 und 134 in der Anlage 100 ergeben sich aus
den obigen allgemeinen Ausführungen und werden daher hier nicht
wiederholt.
In den Fig. 3a-3d ist ein Cold-Wall-Leitungsabschnitt 200
einer fluidkatalytischen Crackanlage mit einem eingebauten
Klappenventil 300 in Schließstellung gezeigt.
Fig. 3a zeigt einen Längsschnitt in einer Schnittebene
senkrecht zur Symmetrieebene des Klappenventils, Fig. 3b einen
Längsschnitt in der Symmetrieebene 5 aus Fig. 3a und Fig. 3c
einen Querschnitt in einer Ebene unterhalb des Klappenventils
mit Untersicht auf dieses.
Die Leitung 200 hat eine Stahlwandung 201 mit einer Feuerfest-
Ausmauerung 202, die im zum Einbau des Klappenventils 300 vor
gesehenen Bereich zur Rohrwandung 201 hin konisch abgeschrägt
ist. Die konische Abschrägung entspricht der Form eines
Trichters 203, an dessen Innenwandung eine Hexmesh®-Auskleidung
204 vorgesehen ist. Am Auslauf des Trichters 203 ist im Zentrum
der Ausmauerung eine mit dem Hexmesh® 204 umrandete, annähernd
rechteckige Öffnung 205 mit abgerundeten Eckbereichen
vorgesehen. An der dem Trichter 203 abgewandten Unterseite der
Öffnung sind in einer weiträumigen Unterschneidung 206 der
Ausmauerung 202 an zwei Trag- und Drehachsen 301a, 301b zwei zu
einer Mittenebene S der Leitung 200 symmetrisch ausgeführte und
gehalterte Schwenkklappen 302a, 302b angebracht. Die Klappen
sind so gestaltet und montiert, daß im in Fig. 3a gezeigten
Schließzustand ihre Erstreckungsebene parallel zur
Querschnittsebene der Leitung 200 liegt. In der in Fig. 3a
gestrichelt angedeuteten Öffnungsstellung hängen die Klappen
302a, 302b parallel zur Symmetrieebene S und somit zur
Hauptströmungsrichtung in den Rohrquerschnitt, wobei der
Abstand ihrer Erstreckungsebenen hier geringfügig größer ist
als die lichte Weite der Öffnung 205. Auch die Oberflächen der
Klappen 302a, 302b haben jeweils einen Hexmesh®-Belag 303a,
303b mit entsprechender Ausstampfung.
In Fig. 3b und 3c ist zu erkennen, daß die Ausmauerung 202
an der Vorder- und Hinterwand im Bereich der Anbringung des
Klappenventils 300 ebenfalls eine Hexmesh®-Auskleidung 206
trägt.
In diesen Figuren ist auch umrißartig eine elektro-hydraulische
Betätigungseinrichtung 304 für die Klappen 302a, 302b gezeigt,
die an den Drehachsen 301a, 301b angreift. Weiterhin ist zu
erkennen, daß auf der Seite des Rohrabschnitts, auf der die
elektro-hydraulische Betätigungseinrichtung 304 plaziert ist,
die Rohrwandung 201 und die Ausmauerung 202 mit einer abge
stuften rechteckigen Öffnung 207 durchbrochen sind, die mit
einer dicken Stahlplatte 305 mit entsprechend abgestufter
Ausmauerung 306 verschlossen ist. Zum Rohrinnenraum hin ist
diese mit einem separaten Abschnitt 206a der bereits erwähnten
Hexmesh®-Auskleidung 206 bedeckt. Durch die Stahlplatte 305 und
die zugeordnete Ausmauerung 306 hindurch sind in entsprechenden
Bohrungen die Trag- und Drehachsen 301a, 301b geführt, und
diese Durchführung hat ihr Pendant in entsprechenden Bohrungen
auf der gegenüberliegenden Seite der Rohrwandung 201 und
Ausmauerung 202. Hier sind auf die Rohrwandung 201 Halte
flansche 307a, 307b aufgesetzt, in denen die Trag- und
Drehachsen 301a, 301b drehbar gehaltert sind. Auch auf der
Seite der Betätigungseinrichtung 304 sind die Trag- und
Drehachsen 301a, 301b zusätzlich in Führungshülsen 308a, 308b
geführt. Über die Öffnung 207 erfolgt in vorteilhaft einfacher
Weise das Einsetzen und gegebenenfalls auch die Wartung bzw.
Demontage des Klappenventils 300 als zusammenhängende
Baugruppe.
In den Fig. 4a-4c ist - in zu Fig. 3a-3c analoger
Weise in zwei Längsschnittdarstellungen und einer
Querschnittsdarstellung - als weitere Ausführungsform ein
Klappenventil 500 in Hot-Wall-Ausführung in einer Hot-Wall-
Rohrleitung 400 gezeigt. Die Anordnung weist weitgehende
Ähnlichkeiten zur oben beschriebenen ersten Ausführungsform
auf, so daß einander funktionell entsprechende Teile auch mit
entsprechenden Bezugsziffern bezeichnet sind und nachfolgend
nicht nochmals genauer beschrieben werden. Die Stahl-
Rohrwandung 401 der Leitung 400 ist hier unter Verzicht auf
eine feuerfeste Ausmauerung vollflächig mit Hexmesh® 402 mit
entsprechender Ausstampfung ausgekleidet. In die Leitung 400
ist, über Ringschweißnähte 403 mit der Wandung 401 verbunden,
eine Stahlplatte 404 eingefügt, die sich in der Querschnitts
ebene der Leitung erstreckt und eine zentrale Öffnung 405
aufweist, die (wie bei der ersten Ausführungsform) im
wesentlichen rechteckig ist und abgerundete Eckbereiche
aufweist. Auch die Platte 404 hat eine vollflächige Hexmesh®-
Belegung 406, die auch den Rand der Öffnung 405 bedeckt und
sich auch auf die Unterseite der Platte 404 erstreckt.
Unterhalb der Öffnung 405 ist das Klappenventil 500 angeordnet,
dessen Abmessungen und Aufbau denen des oben beschriebenen
Klappenventils 300 der ersten Ausführungsform im wesentlichen
entsprechen. Abweichungen ergeben sich lediglich durch den
Verzicht auf eine Ausmauerung. Dieser erfordert beispielsweise
das Vorsehen einer zusätzlichen Vorder- und Rückwandplatte 506a
bzw. 506b, die jeweils einen Hexmesh®-Belag 406 tragen. Die
Platten 506a, 506b wirken - wie bei der ersten Ausführungsform
in diesem Bereich die Ausmauerung - als Strömungsleitwände für
den durch das geöffnete Klappenventil hindurchströmenden
FCC-Katalysator und tragen zu einer Vermeidung übermäßiger
Verwirbelungen sowie hoher abrasiver Beanspruchung der
Rohrauskleidung bei.
Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf die beschriebenen
Beispiele beschränkt, sondern auch in einer Vielzahl von Ab
wandlungen möglich. So ist die Gestalt der Ventilöffnung und -
daran angepaßt - der Klappen ohne weiteres gemäß den speziellen
Einsatzspezifikationen zu modifizieren. Es können Abschirm- und
Leitbleche an den Klappen selbst oder auch am Ventilsitz
angebracht sein.
1
,
100
Crackanlage
2
Absperr- bzw. Trennventil
3
Brillenschieber (Abgas-Mehrwegventil)
3
a Abgas-Mehrwegventil
4
Klappenventil (Absperrventil)
5
Keil-im-Keil-Schieber
6
Absperrventil
7
Absperrventil
8
Spezial-Rückschlagventil
9
Leitung
10
Leitung
11
Förderpumpe
12
Zwischenbehälter
13
,
113
Zuführbereich
14
,
114
Steigleitung
15
,
115
Fallrohr
16
,
116
Reaktor
17
,
117
Regenerator
18
,
118
Sammelraum
19
,
119
Druckluftleitung
20
,
120
Katalysator-Abführungsleitung
21
,
121
Sammelraum
22
,
122
Schüttgutleitung
23
,
123
',
123
" Rauchgasleitung
24
Entspannungsturbine
25
Kamin
26
Boiler
27
Bypass-Leitung
28
Bypass-Leitung
29
,
30
,
129
,
130
Doppelklappenventil
131
,
133
,
134
Klappenventil
132
Katalysator-Rückführungsleitung
135
Ausfluß- bzw. Entspannungskammer
200
Cold-Wall-Leitungsabschnitt
201
,
401
Stahl-Rohrwandung
202
Feuerfest-Ausmauerung
203
Ausmauerungstrichter
204
,
206
,
402
,
406
Hexmesh®-Auskleidung
206
a,
406
a separater Auskleidungs-Abschnitt
205
,
405
Öffnung
207
,
407
Öffnung
300
,
500
Klappenventil
301
a,
301
b,
501
a,
501
b Trag- und Drehachse
302
a,
302
b,
502
a,
502
b Schwenkklappe
303
a,
303
b,
503
a,
503
b Hexmesh®-Belag
304
,
504
elektro-hydraulische Betätigungs
einrichtung
305
,
505
Stahlplatte
306
Ausmauerung
307
a,
307
b,
507
a,
507
b Halteflansch
308
a,
308
b,
508
a,
508
b Führungshülse
400
Hot-Wall-Leitung
404
Stahlplatte
506
a Vorderwandplatte
506
b Rückwandplatte
A Leitungs-Längsachse
S Symmetrieebene
A Leitungs-Längsachse
S Symmetrieebene
Claims (12)
1. Fluidkatalytische Crackanlage (1; 100), die mindestens eine
von einer schüttgutartigen Katalysatormasse durchströmte
Leitung mit einem Absperrventil aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Absperrventil ein Klappenventil (300; 500) ist,
welches mindestens eine Klappe (302a, 302b; 502a, 502b)
aufweist, die um eine seitlich einer Durchgangsöffnung
(205; 405) in einer Querschnittsebene der Leitung (200;
400) liegende Drehachse (301a, 301b; 501a, 501b) schwenkbar
ist.
2. Fluidkatalytische Crackanlage nach Anspruch 1, mit einem
Reaktor (16; 116), einem mit diesem über eine
Schüttgutleitung (22; 122) verbundenen Regenerator (17;
117) sowie einem bezüglich des Regenerators tiefergelegenen
Bereich (18; 118) für die Zufuhr von zu crackenden
Kohlenwasserstoffen, wobei dieser Bereich über eine Kohlen
wasserstoff-/Katalysator-Steigleitung (14; 114) mit dem
Reaktor einerseits und über ein Fallrohr (15; 115) mit
einem Bodenauslaß des Regenerators zur Zufuhr von
schüttgutartiger Katalysatormasse aus dem Regenerator
andererseits in Verbindung steht,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein im Fallrohr (15; 115) und/oder ein in der
Schüttgutleitung (22; 122) zwischen dem Reaktor und dem
Regenerator angeordnetes Absperrventil ein Klappenventil
(29, 30; 129, 130) ist, welches insbesondere zwei um
seitlich einer Durchgangsöffnung in einer Querschnitts
ebene der jeweiligen Leitung liegende Drehachsen
schwenkbare Klappen aufweist.
3. Fluidkatalytische Crackanlage nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß in mindestens einer weiteren mit dem Regenerator ver
bundenen, von schüttgutartiger Katalysatormasse durchström
ten Leitung, insbesondere einer Katalysator-Rückführungs
leitung (132) und/oder einer Katalysator-Abführungsleitung
(20; 120), ein Klappenventil (131; 133) vorgesehen ist.
4. Fluidkatalytische Crackanlage nach einem der vorangehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß in einer Abgasleitung (123', 123") ein Klappenventil,
insbesondere als Abgas-Druckregelventil, vorgesehen ist.
5. Fluidkatalytische Crackanlage nach einem der vorangehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens in einem Teil der mit einem Klappenventil
versehenen Leitungen Anschlußstutzen zur Zuführung eines
Reinigungsfluids, insbesondere eines Druckgases, und/oder
zur Einführung von Not-Betätigungsmitteln in Richtung auf
die Klappe oder Klappen des Klappenventils vorgesehen sind.
6. Fluidkatalytische Crackanlage nach einem der vorangehenden
Ansprüche,
gekennzeichnet durch
eine Anbringung des Klappenventils (300; 500) im
wesentlichen innerhalb der Wandung der jeweiligen Leitung
(200; 400), insbesondere innerhalb eines Ausmauerungs-
Trichters (203) oder unterhalb einer Metallplatte (404).
7. Klappenventil (300; 500), insbesondere zum Einsatz in einer
fluidkatalytischen Crackanlage nach einem der Ansprüche
1-6, mit mindestens einer um eine Drehachse (301a, 301b;
501a, 501b), welche in einer Querschnittsebene einer
abzusperrenden Leitung (200; 400) seitlich einer
Durchgangsöffnung (205; 405) liegt, schwenkbaren Klappe
(302a, 302b; 502a, 502b),
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei im wesentlichen gleich große, bezüglich einer
Mittenebene (S) der Leitung im wesentlichen symmetrisch
ausgebildete Klappen vorgesehen sind, deren Erstreckungs
ebene im Schließzustand senkrecht auf der Symmetrieebene
steht.
8. Klappenventil nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Klappen (302a, 302b; 502a, 502b) mindestens auf
ihrer der Durchgangsöffnung (205; 405) zugewandten
Oberfläche einen verschleißmindernden Belag, insbesondere
einen Hexmesh®-Belag (303a, 303b; 503a, 503b) mit
Ausstampfung, aufweisen.
9. Klappenventil nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der verschleißmindernde Belag sich auch über den
Berührungskantenbereich und einen Abschnitt der der
Durchgangsöffnung (205; 405) abgewandten Oberfläche der
Klappen (302a, 302b; 502a, 502b) erstreckt.
10. Klappenventil nach einem der Ansprüche 7-9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchgangsöffnung (205; 405) im wesentlichen
quadratische oder rechteckige Gestalt mit abgerundeten
Eckbereichen hat und die Breite des durch die Klappen
(302a, 302b; 502a, 502b) in Öffnungsstellung begrenzten
Öffnungsbereiches geringfügig größer ist als die Breite der
Durchgangsöffnung.
11. Klappenventil nach einem der Ansprüche 7-10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Klappen (302a, 302b; 502a, 502b) mit den Drehachsen
(301a, 301b; 501a, 501b) und einem separaten Wandungs
abschnitt (305; 306, 206a; 505, 406a) der Leitung (200;
400) eine in die Leitung zusammenhängend einsetzbare und
aus dieser entfernbare Baugruppe bilden.
12. Klappenventil nach einem der Ansprüche 7-11,
dadurch gekennzeichnet,
daß in der Leitung (200; 400) stromabwärts der Durch
gangsöffnung (205; 405) Strömungsleitflächen mit einem
verschleißmindernden Belag (206; 406), insbesondere einem
Hexmesh®-Belag mit Ausstampfung, vorgesehen sind.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19915888A DE19915888A1 (de) | 1999-04-08 | 1999-04-08 | Fluidkatalytische Crackanlage und Klappenventil für eine solche |
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