DE2021559C3 - Vorrichtung zum Sammeln gasförmiger Produkte eines Wasserdampfcrackofens und zur Abgabe an eine stromabwärts liegende Verarbeitungsstation - Google Patents

Description

^^t^^i^, ~»»j-««. _{einersolchenSamm},

ä und offener Verbindung mit beiden Kam- J* «J^J^ ^Z _Q£chnkt dieser Sammelleitung

mem stehen, Leitungen zur Überführung des vom tat ung„"™^^Γ^ _des Gases entsprechend der

Wasserdampfcrackofen zu den E.ntnttsof nungen '" ^^f ™ fchiedenen Rohrgruppen stämhg

fließenden Produktes und eine Transportierung zur ^aufnahme aus _{k jn dcr Sammc}, Verbindung der Austrittsöffnung nut der stromab- .o ™-^s°^d^_tl^_konstant bleibt Damit verme.det

wärts liegenden Verarbeitungsstation .5IeMUnR von stehenden Gasbereichen, in

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet man die BWJung Reaktionen stattfinden können,

durch Abstandshalter, die die Platte auf die Ein- Jf^VSS^ng in der Sammelleitung führen

tritts- und Austrittsöffnungen starr ausger.chtet J^_rfKotad)hjeruj^ ^.^ ^ ^.

?; Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- maler ^^Z^^^^^ kennzeichnet, daß der Querschnitt der Sammel- ^jJgJ" ^^STpStleitung von der Sammelleitung stromabwärts kontinuierlich zunimmt. t-^fzuweier stromabwärts liegenden Einnchtun-

3o gen Zahlreiche Versuche zur Verhinderung einer Ver-

kokung oder zumindest zur Verminderung der Verkokung wurden bereits gemacht, beisp.elsweise durch hjdner C*,mil;jUjn ode-nderer^t.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sam- Zusatz verschiedener Chemikalien mein gasförmiger Produkte eines Wasserdampfcrack- verkokungsmittel zum Verfahren. Diese muisi am« ofens und zur Abgabe an eine stromabwärts liegende 35 jedoch nicht restlos wirksam, und gelegentlich stören Verarbeitungsstation, die gekennzeichnet ist durch eine diese Mittel, da sie als Verunreinigungen in den ProSammelleitung mit einer Vielzahl von Eintrittsöffnun- dukten vorliegen.

gen für den Eintritt der Produkte und mindestens einer Es wurde nun gefunden, daß durch Anordnung einer

Austrittsöffnung für die Passage des Produktes strom- Prallplatte in der Sammelleitung gemäß der Erfin-

abwärts, eine Prallplatte, die die Sammelleitung in 40 dung die Verkokung in der stromabwärts liegenden

Kammern etwt. gleicher Größe teilt -nd im wesent- Transportleitung wesentlich vermindert werden kann,

liehen senkrecht zu den Eintrittiöffnungen angeordnet Die Erfindung sieht daher die Verwendung einer

ist, wobei die Eintrittsöffnungen und die Austritts- Sammelleitung bei einem Wasserdampfcrackofen vor,

öffnung gleichzeitig in direkter und offener Verbindung die eine Prallplatte aufweist, der die aus den. verschie-

mit beiden Kammern stehen, Leitungen zur Überfüh- 45 csi.en Rohren des Ofens eintretenden Gase in etwa

j μ; 1 f„,„„i,„f.„ ₇₁₁ Ηρπ Pintritts- gleich große, parallele Fraktionen zerltgt und diese

crackungen. "p^i'mhi _Pine Ansicht der Vorrichtung gemäß der

Es ist bekannt, Kohlenwasserstoffe und Wasser- W_nf£S4ichS ?n die die Prallplatte einge-

dampl in Wasserdampfcrackofen miteinander umzu- Erfindung im Querschnitt, .η α

setzen (siehe z. B. USA.-P.tentschrift 2 893 94I)₁ Bei 55 baut ist; _{der ynie 2}._{2 von}

einer typischen Reaktion dieser Art wird ein Kohien- Fig. 2 ze.gt einen acnmu

wasserstoff zusammen mit Wasser oder Wasserdampf Fig. 1. · _{d mit 10} die Sammelleitung

mit beträchtlichen Geschwindster, durch eine In den tochnungen wrt ^_{n U zur}

Hochtemperaturreaktionszone geleitet Em Misch- angegeben «ne V^e^zaη _Wasserdampf-

strom aus Kohlenwasserstoff und Wasserdampf wird «o Aufnahme der Gase aus den Ko ^ ^^

vorerhitzt und in einem Hochtemperaturofen durch crackofens aufweist. E.» M a _{am em}

Gruppen von Rohren geleitet, in denen das Gemisch e.ne kontinuierliche bchweiünah^-u ^

auf Temperaturen zwischen etwa 705 und etwa 982 C ί ^SU T erhitzt wird, je nach der jeweiligen Besch.ckung und

Gruppen von Rohren geleitet, in denen ^^

auf Temperaturen zwischen etwa 705 und etwa 982 C ^ίκ« e^-SU staTr festid j h d jili Bhckung und befindlichen ^ante an ae ο _pU

dampfcrackofens verbinden. Die Transportleitung 24 befindet sich am Austrittsende der Sammelleitung und führt das gasförmige Produkt aus der Sammelleitung stromabwärts zur Abschreckvorrichtung oder zu anderen Anlagen.

Fig. 2 zeigt die Stellung der Prallplatte 16 zum Leitungskörper 10, welchen sie in etwa gleichgroße Kammern aufteilt. Auch die Abstandshalter 18 sind gezeigt, die die Platte 16 in fester Stellung halten, um uf.iiötigen Verschleiß, Vibration oder Beschädigung der Platte zu verhindern.

Bei der Ausführungsform gemäß den Zeichnungen befindet sich die Stirnkante der Prallplatte 16 direkt hinter den Eintrittsöffnungen 12, und sie ist se angeordnet, daß sie diese öffnungen um jeweils die Häifte ihrer horizontalen Ebene aufteilt. Die Prallplatte steht etwa senkrecht zur Eintrittsöffnung. Abweichungen um 10° in der einen oder andrxen Richtung können zugelassen werden. Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn die Prallplatte so angeordnet ist, daß sie die eintretenden Gase in etwa gleiche Fraktionen zerlegt. Vorzugsweise sollte keine Fraktion mehr als 60% des gesamten Gasflusses bzw. weniger als 40 % davon enthalten.

Die folgenden Vergleichsversuche und das Beispiel illustrieren die Wirkung der Erfindung bei der Verminderung der Verkokung in Transportleitungen stromabwärts von der Sammelleitung eines vertikalen Wasserdampf crackofens.

Eine Gasölbeschickung wird vorerhitzt und mit Vi ^g Wasserdampf pro Kilogramm vermischt. Dann gelangt das Gemisch durch die Rohre eines vertikalen Wasserdampfcrackofens. Die Austrittemperatui der gasförmigen Produkte aus dem Ofen beträgt etwa 87O⁰C. Die heißen Gase gelangen aus den verschiedenen Gruppen von Rohren durch Verbindungsrohre in eine Sammelleitung aus Stahl ent^c"rechend der in Fig. 1 gezeigten, die jedoch keine Prallplatte enthält. Die Gase passieren die Sammelleitung und gelangen in die Transportleitung, in der sie stromabwärts durch Einsprühen von so viel kaltem öl, daß die gesamte Produkttemperatur auf etwa 260⁰C gebracht wird, abgeschreckt werden. Das abgeschreckte Produkt wird dann zu einem Destillationsturm geleitet, in dem die Zerlegung in verschiedene Komponenten, wie Äthylen, Propylen, Butadien und andere Olefine und Diolefine, erfolgt.

Die Verkokung der Transportleitung zeigt sich bald durch den Druckabfall der durch die Leitung fließenden Materialien. Die Koksmenge vergrößert sich, bis schließlich der Betrieb unterbrochen werden muP Die Die Transportleitung wird geöffnet, und ihre Untersuchung zeigt, daß die Leitung stromaufwärts und stromabwärts von der Abschreckzone stark verkokt und verstopft ist.

Die Sammelleitung wird dann geöffnet und mit einer Stahlplatte ausgerüstet, die, wie in den Zeichnungen gezeigt, angeschweißt wird, wobei sie die Sammelleitung in Kammern von im wesentlichen gleicher Größe aufteilt. Dann wird die Sammelleitung wieder eingesetzt, und die Wasserdampfcrackung wird, wie oben beschrieben, wieder begonnen. Aus einer allmählichen Zunahme des Druckabfalls ersieht man wiederum, daß Verkokung eintritt. Die Geschwindigkeit der Koksablagerung ist jedoch wesentlich langsamer als im vorangehenden Versuch, bei dem keine Prallplatte in der Sammelleitung verwendet wurde. Die Betriebszeit ist um 80% verlängert gegenüber dem vorhergehenden Versuch ohne Prallplatte.

Wiederholungen dieser Versuche wurden vorgenommen, und die gesamte Betriebszeit erwies sich bei Verwendung der Prallplatte um 50 bis 100% länger als bei Versuchen ohne Prallplatte.

Es wurde festgestellt, daß die überraschende Wirkung der Sammelleitung mit Prallplatte daraus resultiert, daß spiralige Strömung der Austrittsgase praktisch vermieden wird. Es wurde beobachtet, daß ohne Prallplatten Koks auf den Wänden der Transport leitung in spiralförmigem Muster abgelagert wird, während bei Verwendung der Prallplatte die Koksablagerung im wesentlichen gleichmäßig erfolgt. Ver suche in Modellvorrichtungen aus transparentem Material ergaben ferner, daß die Gase in der Transportleitung ohne Prallplatte einem spiralförmigen Muster folgen, während dieses Muster nicht gebildet wird, wenn eine Prallplatte vorliegt.

Es ist nicht völlig klar, wie in der mit Prallplatte versehenen Sammelleitung die spiralige Strömung vermieden wird. Es wird jedoch angenommen, daß bei der Aufteilung des Gasstroms zwei Spiralen mit verschiedener Drehrichtung gebildet werden, die sich bei der Wiedervereinigung gegenseitig aufheben. Überraschend erwiesen sich andere mechanische Vorrichtungen von geringem oder keinem Effekt hinsichtlich der Verhinderung einer spiraligen Strömung. Beispielsweise wurden Mündungsplatten mit einem oder mehreren Löchern, am Austritt der Sammelleitung angeordnet, verwendet; sie erwiesen sich als völlig unwirksam zur Verhinderung einer spiraligen Strömung. Auch verschiedene Arten von ausrichtenden Schraubenflügeln waren ohne Erfolg.

Die spiralige Strömung ist ein besonders akutes Problem in den bevorzugten Bauarten von Sammelleitungen, d. h. in Leitungen mit nicht gleichmäßigem, sondern allmählich zunehmendem Querschnitt. Das Problem tritt jedoch auch in zylindrischen Sammelleitungen mit gleichbleibendem Querschnitt auf, und die erfindungsgemäßp Vorrichtung kann daher in jeglichen konventionelle» Sammelleitungen angewandt

weruen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

oder Abbau der gewünschten Die Zeitspanne, während der SkiS^SS. Die Zeitspanne, Patentansprüche: 1 Gase z^nen Ofen und Abschreckzone bei Crack- die oase ^^verweilen ist von entscheidender Bedeu-

1. Vorrichtung zum Sammeln gasförmiger Pro- ^mperature . ^^ _{und Anordnung} der

dukte eines Wasserdampfcrackofens und^r Ab- 5 ^^^^n beiden Stellen eine aaßergabe an eine stromabwärts liegende Verarbeitung- ^™|s . _Ro„_e.

ftation, gekennzeichnet d u r c h «ne ^or^™_er^_stdlen, _daß die Gase aus den verschie-Sammelleitung mit einer Vielzahl von Emtnttsoff- Um ^" _{im ofen im weS}enthchen d.e gle,-

nungen für den Eintritt der Produkte und m.nde- denen ^^Pg _{zur Erreichun}g der Abschreckzone stent einer Austrittsöffnung für die Passage des ίο £° ^^^ _{es sic}h, eine Sammelleitung d.rekt Produktes stromabwärts, eine Prallplatte, die die benoügen,emp ^ _{die alle Gasstr}orne aus