DE19915889A1 - Fluidkatalytische Crackanlage und Klappenventil für eine solche - Google Patents

Abstract

Fluidkatalytische Crackanlage, die mindestens eine von einer schüttgutartigen Katalysatormasse durchströmte Leitung mit einem Absperrventil aufweist, wobei das Absperrventil ein Klappventil (700) ist, welches mindestens eine Klappe (702a, 702b) aufweist, die um eine seitlich einer Durchgangsöffnung (605) in einer Querschnittsebene der Leitung (600) liegende Drehachse (701a, 701b) 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 Fließbett­ 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 Erstreckungsebenen in Schließ­ stellung einen spitzen Winkel (bevorzugt zwischen 30 und 60°, insbesondere von 45°) mit der Querschnittsebene der Leitung einschließen. Bevorzugt ist hierbei die Ausführung mit zwei ungleich großen, jedoch bezüglich einer Mittenebene der Leitung im wesentlichen symmetrisch angeordneten Klappen, von denen die eine im Schließzustand flächig auf die Stirnseite der anderen aufschlägt.

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 Sumpfprodukte 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 600 einer fluidkatalytischen Crackanlage mit einem eingebauten Klappenventil 700 in Schließstellung gezeigt.

Fig. 3a zeigt einen Längsschnitt in einer Schnittebene senkrecht zur Symmetrieebene des Klappenventils, Fig. 3b einen Längsschnitt in der Symmetrieebene S aus Fig. 3a und Fig. 3c einen Querschnitt in einer Ebene unterhalb des Klappenventils mit Untersicht auf dieses.

Die Leitung 600 hat eine Stahlwandung 601 mit einer Feuerfest- Ausmauerung 602, die im zum Einbau des Klappenventils 700 vor­ gesehenen Bereich zur Rohrwandung 601 hin konisch abgeschrägt ist. Die konische Abschrägung entspricht der Form eines Trichters 603, an dessen Innenwandung eine Hexmesh®-Auskleidung 604 vorgesehen ist. Am Auslauf des Trichters 603 ist im Zentrum der Ausmauerung eine mit dem Hexmesh® 604 umrandete, annähernd rechteckige Öffnung 605 mit abgerundeten Eckbereichen vorgesehen. An der dem Trichter 603 abgewandten Unterseite der Öffnung sind in einer weiträumigen Unterschneidung 606 der Ausmauerung 602 an zwei Trag- und Drehachsen 701a, 701b zwei zu einer Mittenebene S der Leitung 600 nahezu symmetrisch ausgeführte und gehalterte Schwenkklappen 702a, 702b angebracht. Die Klappen sind so gestaltet und montiert, daß im in Fig. 3a gezeigten Schließzustand ihre Erstreckungsebene unter 45° zur Querschnittsebene der Leitung 600 geneigt ist. In der in Fig. 3a gestrichelt angedeuteten Öffnungsstellung hängen die Klappen 702a, 702b 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 605. Auch die Oberflächen der Klappen 702a, 702b haben jeweils einen Hexmesh®-Belag 703a, 703b mit entsprechender Ausstampfung. Die Klappe 702b ist geringfügig größer als die Klappe 702a und schlägt beim Schließen auf deren Vorderkante (Stirnfläche) auf.

In Fig. 3b und 3c ist zu erkennen, daß die Ausmauerung 602 an der Vorder- und Hinterwand im Bereich der Anbringung des Klappenventils 700 ebenfalls eine Hexmesh®-Auskleidung 606 trägt.

In diesen Figuren ist auch umrißartig eine elektro-hydraulische Betätigungseinrichtung 704 für die Klappen 702a, 702b gezeigt, die an den Drehachsen 701a, 701b angreift. Weiterhin ist zu erkennen, daß auf der Seite des Rohrabschnitts, auf der die elektro-hydraulische Betätigungseinrichtung 704 plaziert ist, die Rohrwandung 601 und die Ausmauerung 602 mit einer abge­ stuften rechteckigen Öffnung 607 durchbrochen sind, die mit einer dicken Stahlplatte 705 mit entsprechend abgestufter Ausmauerung 706 verschlossen ist. Zum Rohrinnenraum hin ist diese mit einem separaten Abschnitt 606a der bereits erwähnten Hexmesh®-Auskleidung 606 bedeckt. Durch die Stahlplatte 705 und die zugeordnete Ausmauerung 706 hindurch sind in entsprechenden Bohrungen die Trag- und Drehachsen 701a, 701b geführt, und diese Durchführung hat ihr Pendant in entsprechenden Bohrungen auf der gegenüberliegenden Seite der Rohrwandung 601 und Ausmauerung 602. Hier sind auf die Rohrwandung 601 Halte­ flansche 707a, 707b aufgesetzt, in denen die Trag- und Drehachsen 701a, 701b drehbar gehaltert sind. Auch auf der Seite der Betätigungseinrichtung 704 sind die Trag- und Drehachsen 701a, 701b zusätzlich in Führungshülsen 708a, 708b geführt. Über die Öffnung 607 erfolgt in vorteilhaft einfacher Weise das Einsetzen und gegebenenfalls auch die Wartung bzw. Demontage des Klappenventils 700 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 900 in Hot-Wall-Ausführung in einer Hot-Wall- Rohrleitung 800 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 801 der Leitung 800 ist hier unter Verzicht auf eine feuerfeste Ausmauerung vollflächig mit Hexmesh® 802 mit entsprechender Ausstampfung ausgekleidet. In die Leitung 800 ist, über Ringschweißnähte 803 mit der Wandung 801 verbunden, eine Stahlplatte 804 eingefügt, die sich in der Querschnittsebene der Leitung erstreckt und eine zentrale Öffnung 805 aufweist, die (wie bei der ersten Ausführungsform) im wesentlichen rechteckig ist und abgerundete Eckbereiche aufweist. Auch die Platte 804 hat eine vollflächige Hexmesh®- Belegung 806, die auch den Rand der Öffnung 805 bedeckt und sich auch auf die Unterseite der Platte 804 erstreckt.

Unterhalb der Öffnung 805 ist das Klappenventil 900 angeordnet, dessen Abmessungen und Aufbau denen des oben beschriebenen Klappenventils 700 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 906a bzw. 906b, die jeweils einen Hexmesh®-Belag 806 bzw. 806a tragen. Die Platten 906a, 906b 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 Abwandlungen 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.

Bezugszeichenliste

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-Rückführungsletiung

135

Ausfluß- bzw. Entspannungskammer

600

Cold-Wall-Leitungsabschnitt

601

,

801

Stahl-Rohrwandung

602

Feuerfest-Ausmauerung

603

Ausmauerungstrichter

604

,

606

,

802

,

806

Hexmesh®-Auskleidung

606

a,

806

a separater Auskleidungs-Abschnitt

605

,

805

Öffnung

607

,

807

Öffnung

700

,

900

Klappenventil

701

a,

701

b,

901

a,

901

b Trag- und Drehachse

702

a,

702

b,

902

a,

902

b Schwenkklappe

703

a,

703

b,

903

a,

903

b Hexmesh®-Belag

704

,

904

elektro-hydraulische Betätigungs­ einrichtung

705

,

905

Stahlplatte

706

Ausmauerung

707

a,

707

b,

907

a,

907

b Halteflansch

708

a,

708

b,

908

a,

908

b Führungshülse

800

Hot-Wall-Leitung

804

Stahlplatte

906

a Vorderwandplatte

906

b Rückwandplatte
A Leitungs-Längsachse
S Symmetrieebene

Claims (14)

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 (700; 900) ist, welches mindestens eine Klappe (702a, 702b; 902a, 902b) aufweist, die um eine seitlich einer Durchgangsöffnung (605; 805) in einer Querschnittsebene der Leitung (600; 800) liegende Drehachse (701a, 701b; 901a, 901b) 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 (700; 900) im wesentlichen innerhalb der Wandung der jeweiligen Leitung (600; 800), insbesondere innerhalb eines Ausmauerungs- Trichters (603) oder unterhalb einer Metallplatte (804).

7. Klappenventil (700; 900), insbesondere zum Einsatz in einer fluidkatalytischen Crackanlage nach einem der Ansprüche 1-6, mit mindestens einer um eine Drehachse (701a, 701b; 901a, 901b), welche in einer Querschnittsebene einer abzusperrenden Leitung (600; 800) seitlich einer Durch­ gangsöffnung (605; 805) liegt, schwenkbaren Klappe (702a, 702b; 902a, 902b), dadurch gekennzeichnet, daß zwei Klappen vorgesehen sind, deren Erstreckungsebenen im Schließzustand jeweils einen spitzen Winkel im Bereich zwischen 30° und 60°, insbesondere von 45°, mit der Quer­ schnittsebene einschließt.

8. Klappenventil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beide Klappen (701, 701b; 901a, 901b) den gleichen Winkel mit der Querschnittsebene einschließen.

9. Klappenventil nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (701a, 701b; 901a, 901b) im wesentlichen rechteckige Querschnittsgestalt haben und derart unterschiedlich bemessen sind, daß im Schließzustand die eine Klappe (702b; 902b) mit ihrer der Durchgangsöffnung (605, 805) zugewandten Oberseite auf die Stirnfläche der anderen Klappe (702a; 902a) aufschlägt.

10. Klappenventil nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (702a, 702b; 902a, 902b) mindestens auf ihrer der Durchgangsöffnung (605; 805) zugewandten Oberfläche einen verschleißmindernden Belag, insbesondere einen Hexmesh®-Belag (703a, 703b; 903a, 903b) mit Ausstampfung, aufweisen.

11. Klappenventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der verschleißmindernde Belag sich auch über den Berührungskantenbereich der Klappen (702a, 702b; 902a, 902b) erstreckt.

12. Klappenventil nach einem der Ansprüche 7-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnung (605; 805) im wesentlichen quadratische oder rechteckige Gestalt mit abgerundeten Eckbereichen hat und die Breite des durch die Klappen (702a, 702b; 902a, 902b) in Öffnungsstellung begrenzten Öffnungsbereiches geringfügig größer ist als die Breite der Durchgangsöffnung.

13. Klappenventil nach einem der Ansprüche 7-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappen (702a, 702b; 902a, 902b) mit den Drehachsen (701a, 701b; 901a, 901b) und einem separaten Wandungs­ abschnitt (705; 706, 606a; 905) der Leitung (600; 800) eine in die Leitung zusammenhängend einsetzbare und aus dieser entfernbare Baugruppe bilden.

14. Klappenventil nach einem der Ansprüche 7-13, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung (600; 800) stromabwärts der Durch­ gangsöffnung (605; 805) Strömungsleitflächen mit einem verschleißmindernden Belag (606; 806), insbesondere einem Hexmesh®-Belag mit Ausstampfung, vorgesehen sind.