DE4223444A1 - Verfahren zum Umbau von Spaltöfen - Google Patents
Verfahren zum Umbau von SpaltöfenInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G9/14—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils in pipes or coils with or without auxiliary means, e.g. digesters, soaking drums, expansion means
- C10G9/18—Apparatus
- C10G9/20—Tube furnaces
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umbau von Spaltöfen
zum thermischen Spalten von Kohlenwasserstoffen mit einer
Strahlungs- und einer Konvektionszone, wobei die Spaltöfen
durch Gerüste befestigt sind.
Zahlreiche alte Spaltöfen (Steamcracker-Öfen) zum thermischen
Spalten (Cracken) von Kohlenwasserstoffen, beispielsweise zur
Gewinnung von Ethylen, weisen eine baulich sehr niedrige
Strahlungszone auf. In der Regel sind in den Strahlungszonen
dieser Spaltöfen horizontal verlaufende Spaltrohre eingebaut.
Unter horizontal verlaufenden Spaltrohren sind dabei Spaltrohre
zu verstehen, deren Rohrkrümmer sich an den Seitenwänden der
Strahlungszone befinden und deren gerade Rohrstücke von
Seitenwand zu Seitenwand führend eingebaut sind. Alte Spaltöfen
sind hinsichtlich der Selektivität der Spaltung und des
Wirkungsgrades der Spaltöfen modernen Spaltöfen weit
unterlegen. Der Neubau eines Spaltofens ist sehr
kostenintensiv. Der Umbau eines alten Spaltofens bringt
entweder nicht die notwendigen technischen Verbesserungen mit
sich oder kommt an die Kosten eines Neubaus heran.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren der eingangs genannten Art aufzuzeigen, durch
welches die Leistungsfähigkeit bereits bestehender Spaltöfen an
die moderner Spaltöfen auf kostengünstige und einfache Art und
Weise herangeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zumindest zwei
bestehende Spaltöfen zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt
werden, wobei die Konvektionszonen der bestehenden Spaltöfen
abgebaut und die Strahlungszonen auf die Bauhöhe der
vorhandenen Gerüste der ursprünglichen Spaltöfen erweitert
werden, wobei die vorhandenen Gerüste der ursprünglichen
Spaltöfen im bzw. oberhalb des Zwischenbereichs der
ursprünglichen Spaltöfen durch ein die Spaltöfen verbindendes
zusätzliches Gerüst ausgebaut werden und wobei in dieses
zusätzlich erstellte Gerüst die Konvektionszonen der Spaltöfen
eingebaut werden.
Überraschenderweise kann durch diesen einfachen Umbau die
geforderte technische Verbesserung bei der Spaltung erzielt
werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine
Erweiterung der Leistungsfähigkeit der Spaltöfen unter
Ausnutzung der bereits vorhandenen Gerüstkonstruktion sowie des
überwiegenden Teiles der Strahlungszone der Spaltöfen erreicht.
Der Umbau der Konvektionszone der Spaltöfen führt zu einem
höheren Gesamtwirkungsgrad der Spaltöfen und zu einer Erhöhung
der Dampferzeugung. Außerdem steigt die Anpassungsfähigkeit der
Spaltöfen an verschiedenartige zu spaltende Einsatzgüter.
In das neu erstellte Gerüst können für die einzelnen Spaltöfen
separate Konvektionszonen installiert werden. Mit Vorteil
werden aber in das zusätzlich erstellte Gerüst in und oberhalb
des Zwischenbereichs der ursprünglichen Spaltöfen eine für
mehrere Spaltöfen gemeinsame Konvektionszone eingebaut. Durch
diese Maßnahme sind neben technischen Vorteilen wie der
Erhöhung des Gesamtwirkungsgrades der Spaltöfen und der
Erhöhung der Dampferzeugung in der Konvektionszone auch eine
Kostenersparnis durch die vereinfachte bauliche Konstruktion zu
erzielen.
Mit besonderem Vorteil werden die ggf. in den ursprünglichen
Spaltöfen horizontal verlaufenden Spaltrohre der Strahlungszone
durch vertikal verlaufende Spaltrohre ersetzt. Nach einem
derartigen Umbau befinden sich die Rohrkrümmer der Spaltöfen im
oberen bzw. unteren Bereich der Strahlungszone. Die geraden
Rohrstücke der Spaltrohre verlaufen parallel zu den
Seitenwänden der Spaltöfen in der Strahlungszone. In diese
Seitenwände sind üblicherweise die Brenner moderner Spaltöfen
eingebaut. Durch den Einbau von vertikal verlaufenden
Spaltrohren läßt sich die Selektivität der Kohlenwasserstoff
spaltung deutlich erhöhen.
In Weiterbildung der Erfindung werden in die aus der
Strahlungszone der Spaltöfen heraus führenden Spaltrohre
(Auslaßrohre) Quenchkühler zur Kühlung der Spaltgase eingebaut.
Diese Wärmetauscher werden auch als Linear-Wärmetauscher
bezeichnet. Ihr Einbau führt zu einer wesentlichen Erhöhung der
Dampferzeugung. Darüber hinaus wird durch den Einbau der
Quenchkühler eine Verlängerung der Ofenlaufzeit bewirkt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand zweier Schemata naher
erläutert.
Hierbei zeigen:
Fig. 1 Ein vereinfachtes Schema zweier bestehender (und
umzubauender) älterer Spaltöfen und
Fig. 2 ein vereinfachtes Schema nach einem erfindungsgemäßen
Umbau der Spaltöfen aus Fig. 1.
Die Darstellung soll auf das im Hinblick auf die vorliegende
Erfindung Wesentliche beschränkt bleiben. Daher sind sowohl in
Fig. 1 als auch in Fig. 2 allgemeinhin dem Fachmann bekannte
Details der Spaltöfen teilweise nicht dargestellt (z. B. Brenner
und Vorwärmung des Einsatzgutes).
Fig. 1 zeigt beispielhaft zwei identische Spaltöfen mit den
Strahlungszonen 1a bzw. 1b und den Konvektionszonen 2a bzw. 2b.
Die Strahlungs- (1a, 1b) und Konvektionszonen (2a, 2b) sind in
den Gerüsten 3a bzw. 3b eingebaut. Die Spaltrohre 4a bzw. 4b
führen das zu spaltende Einsatzgut und sind in Fig. 1 nicht
näher gezeigt, sondern lediglich angedeutet. Bei dem in Fig. 1
dargestellten älteren Spaltofentyp sind die Spaltrohre
üblicherweise so eingebaut, daß das Einsatzgut in den
Spaltrohren durch die Strahlungszone des Spaltofens geführt
wird, wobei die geraden Rohrstücke horizontal verlaufen und
Rohrkrümmer in den Bereichen nahe der Seitenwände angebracht
sind.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel nach einem
erfindungsgemäßen Umbau der in Fig. 1 dargestellten Spaltöfen.
Die bestehenden Gerüste 3a und 3b der ursprünglichen Spaltöfen
sind durch den Anbau eines zusätzlichen Gerüstteiles zu einem
zusammenhängenden Gesamtgerüst 3 für beide Spaltöfen erweitert
worden. Die Strahlungszonen 1 der beiden Spaltöfen sind bis zur
Höhe der ursprünglichen Spaltöfen ausgedehnt worden. Die neu
aufgebaute Konvektionszone 2 für beide Spaltöfen wurde im
Erweiterungsteil des Gerüstes 3 eingebaut. Die beiden Spaltöfen
bilden nach dem Umbau eine bauliche Einheit. In den Spaltöfen
sind in Fig. 2 nicht näher dargestellte vertikal verlaufenden
Spaltrohre angeordnet. Außerhalb der Strahlungszonen 1
schließen sich an die Auslaßrohre 5 der Spaltrohre 4 die
Quenchkühler 6 als Wärmetauscher bzw. Spaltgaskühler an. Von
den Quenchkühlern 6 werden die Spaltgase zu den Sammlern 7
geleitet.
Durch den erfindungsgemäßen Umbau gemäß Fig. 2 der in Fig. 1
dargestellten Spaltöfen konnte eine Erhöhung der Kapazität pro
Spaltofen um über 90% bei Ausnutzung der vorhandenen
Gerüststruktur sowie des überwiegenden Teiles der
Strahlungszone und bei einer höheren Selektivität der Spaltung,
einer Erhöhung der Dampferzeugung sowie einem größeren
Gesamtwirkungsgrad der Spaltöfen kostengünstig erreicht werden.
Claims (4)
1. Verfahren zum Umbau von Spaltöfen zum thermischen Spalten
von Kohlenwasserstoff mit einer Strahlungs- und einer
Konvektionszone, wobei die Spaltöfen durch Gerüste
befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest
zwei bestehende Spaltöfen zu einer baulichen Einheit
zusammengefaßt werden,
- a) wobei die Konvektionszonen der bestehenden Spaltöfen abgebaut und die Strahlungszonen auf die Bauhöhe der vorhandenen Gerüste der ursprünglichen Spaltöfen erweitert werden,
- b) wobei die vorhandenen Gerüste der ursprünglichen Spaltöfen im bzw. oberhalb des Zwischenbereichs der ursprünglichen Spaltöfen durch ein die Spaltöfen verbindendes zusätzliches Gerüst ausgebaut werden und
- c) wobei in dieses zusätzlich erstellte Gerüst die Konvektionszonen der Spaltöfen eingebaut werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine
für mehrere Spaltöfen gemeinsame Konvektionszone in das
zusätzlich erstellte Gerüst in und oberhalb des
Zwischenbereichs der ursprünglichen Spaltöfen eingebaut
wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die ggf. in den ursprünglichen
Spaltöfen horizontal verlaufenden Spaltrohre der
Strahlungszone durch vertikal verlaufende Spaltrohre
ersetzt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß an die aus der Strahlungszone der
Spaltöfen führenden Spaltrohre Quenchkühler angeschlossen
werden.
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8141 | Disposal/no request for examination |