DE60211810T2 - Pyrolyserohr und dieses verwendendes pyrolyseverfahren - Google Patents

Pyrolyserohr und dieses verwendendes pyrolyseverfahren Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • (a) Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Pyrolyse von Kohlenwasserstoffen und insbesondere ein Pyrolyserohr zum Erhöhen der Ausbeute an Olefinen und ein Pyrolyseverfahren hierfür.
  • (b) Beschreibung des Standes der Technik
  • Dampfkracken von Kohlenwasserstoffen ist eine Reaktion, um Olefine, wie beispielsweise Ethylen und Propylen, durch Einsatz von Naphtha, Diesel und dergleichen als Rohstoff herzustellen. Die Hauptbestandteile von Naphtha, Diesel und dergleichen sind auf Paraffin basierende Kohlenwasserstoffe.
  • Das nachfolgende konventionelle Verfahren wird zum Dampfkracken von Kohlenwasserstoffen bereitgestellt. Die Kohlenwasserstoffe und Wasser werden jeweils verdampft, miteinander vermischt und die Mischung hiervon wird dann auf ungefähr 600°C vorgewärmt. In dem nächsten Schritt wird die Mischung thermisch zersetzt, während diese bei einer Temperatur oberhalb von 800°C durch ein heißes Pyrolyserohr geführt wird.
  • Weil die Pyrolyse eine endotherme Reaktion ist, muss kontinuierlich Wärme von außen zugeführt werden, um eine Reaktion aufrecht zu erhalten. Daher wird das Pyrolyserohr durch aus einem Brenner überführte Strahlungswärme erhitzt, um kontinuierlich Wärme zuzuführen. Die Mischung wird mit einer Geschwindigkeit von 100 ~ 200 m/Sek. durch das erhitzte Pyrolyserohr geführt und diese verbleibt darin für 0,2 bis 0,4 Sekunden.
  • Um die Ausbeute an Olefin während der Pyrolyse zu erhöhen, ist es notwenig, die durch das Pyrolyserohr geführte Mischung schnell und gleichmäßig zu erhitzen; um dadurch ein Unterkracken und/oder ein Überkracken zu vermeiden.
  • Weil Pyrolyse wie oben erwähnt eine endotherme Reaktion ist, werden Kohlenwasserstoffe an der Wand des Pyrolyserohrs, wenn der Temperaturgradient entlang des Radius groß ist, thermisch überkrackt, wohingegen diese in dem Zentrum des Pyrolyserohrs thermisch unterkrackt werden, wodurch weniger Olefine erhalten werden.
  • Ferner finden sekundäre Reaktionen der Olefine umso intensiver statt, desto länger die Verweilzeit der Mischung in dem Pyrolyserohr ist. Die Details der sekundären Reaktionen der Olefine sind wie folgt:
    • 1) Olefine werden durch Kombinieren miteinander zu Aromaten umgesetzt,
    • 2) Olefine werden durch Dehydrierung zu Acetylen oder Diolefin umgesetzt und
    • 3) Olefine werden durch Zersetzung zu Methan umgesetzt.
  • Die sekundären Reaktionen des Olefins verringern nicht nur die Ausbeute an Olefin, sondern diese verstärken ebenfalls eine Verkokungstendenz in dem Pyrolyserohr, wodurch die Wärmetransferrate verringert wird und die Langlebigkeit des Pyrolyserohrs verkürzt wird.
  • Weil in dem Pyrolyserohr eine Verringerung der Verweilzeit der Mischung erreicht werden soll, ist es daher notwendig, die Fluidströmungsgeschwindigkeit zu erhöhen oder ein Pyrolyserohr mit einem geringen effektiven Durchmesser einzusetzen.
  • In dem erstgenannten Verfahren des Erhöhens der Fluidströmungsgeschwindigkeit kann die Mischung, wenn die Verweilzeit der Mischung in dem Pyrolyserohr zu kurz ist, nicht mit ausreichender Wärme versorgt werden, um zu reagieren, und daher sind einige Kohlenwasserstoffe unterkrackt. Als Ergebnis resultiert eine Abnahme in der Ausbeute an Olefin. Wenn Pyrolyserohre mit demselben effektiven Durchmesser eingesetzt werden, ist daher eine ausreichende Verweilzeit notwendig, um die Ausbeute an Olefin zu maximieren.
  • In dem letztgenannten Verfahren des Verwendens eines Pyrolyserohrs mit einem geringen effektiven Durchmesser besteht ein Vorteil darin, dass die Verkokungstendenz an der inneren Wand des Pyrolyserohrs verringert wird, weil die Temperatur der äußeren Wand des Pyrolyserohrs aufgrund des relativ effektiven Wärmetransfers verringert sein kann. Weil der Durchmesser des Pyrolyserohrs klein ist, kann allerdings die Querschnittsfläche des Rohrs abhängig von den Betriebsbedingungen durch den Koks schneller verringert werden, weshalb eine häufige Entkokung des Rohrs notwendig ist. Wenn der effektive Durchmesser des Pyrolyserohrs zu klein ist, oder, wenn die Querschnittsfläche des Rohrs aufgrund des Einflusses des Koks verringert wird, folgt eine Erhöhung des Druckabfalls, weshalb die Ausbeute an Olefin mit Bezug zu dem Reaktionsmechanismus verringert wird.
  • Daher sind unter den Verfahren zum Herstellen von Olefinen durch thermisches Kracken von Kohlenwasserstoffen Verfahren zum Erhöhen der Ausbeute an Olefin mit verringerter Verkokungstendenz bereitgestellt worden.
  • In dem US-Patent Nr. 4,342,642 wird ein Verfahren zum Herstellen einer gewünschten Zunahme an Wärmefluss ohne nachteilige Erhöhung des Druckabfalls beschrieben. Das Verfahren wird durch Verwenden eines von der inneren Rohrwand beabstandeten Rohreinsatzes mit sich auswärts erstreckenden Auslegern oder Flügeln, welche die innere Wand des Rohres berühren oder beinahe berühren, bewerkstelligt und es wurde herausgefunden, dass solch eine Konfiguration eine Wärmeabsorptionsoberfläche bereitstellt, welche eine gewünschte Zunahme in dem Wärmefluss erzeugt. Der Rohreinsatz unterteilt den freien inneren Querschnitt des Rohres in gleiche Flächen.
  • Bei der obigen Erfindung ist die Gleichförmigkeit der Erhitzung der Mischung begrenzt, weil die Flüssigkeit nicht in jeder unterteilten Fläche gleich miteinander vermischt werden kann. Desweiteren steigt der durch das Verkoken verursachte Druckabfall nachteilig an, weil die Verkokungsfläche in dem Pyrolyserohr mit dem Einsatz größer als die Fläche ohne einen Einsatz ist. Daher besteht ein dahin gehendes Problem, dass der Koks häufig entfernt werden muss.
  • In dem französischen Patent Nr. 2,688,797 wird ein Verfahren zum gleichmäßigen Erhitzen einer Mischung in einem Pyrolyserohr beschrieben. Das Verfahren wird durch einen Einsatz mit einer langen Ober fläche, welche entlang der axialen Richtung in dem hinteren Ende des Pyrolyserohrs installiert ist, um die Wärmetransferrate zu verbessern und Turbulenzen zu entwickeln, bewerkstelligt.
  • Die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 9,292,191 stellt ein Verfahren zum Anordnen einer Stange mit entlang deren axialen Richtung fixierten Bolzen, wodurch die durch das Pyrolyserohr strömenden Fluide vermischt werden, bereit.
  • Das vorgenannte französische Patent und die japanische Patentoffenlegungsschrift haben ein gemeinsames Merkmal des Verwendens von durch Bolzen oder durch einen Rohreinsatz innerhalb des Pyrolyserohrs erzeugter Turbulenz. Weil die Querschnittsfläche des Pyrolyserohres abnimmt, besteht andererseits in beiden Patenten, angenommen, dass dieselbe Menge an Mischung durch das Pyrolyserohr mit dem Einsatz wie ohne diesen geführt wird, ein Problem darin, dass die Geschwindigkeit des Fluidstroms in dem Pyrolyserohr ansteigt. Dies verursacht ebenfalls eine Zunahme des Druckverlustes in dem Pyrolyserohr.
  • Desweiteren beschreibt die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 11,199,876 ein Verfahren zum Herstellen von Vorsprüngen in einem Pyrolyserohr. Gemäß der vorgenannten japanischen Patentoffenlegungsschrift kollidiert aufgrund der Vorsprünge das durch das Pyrolyserohr strömende Fluid mit der Rohrwand, wodurch der zu der Rohrwand benachbarte Fluidstrom davon abgehalten wird, zu stocken und zu überhitzen. Daher ist es möglich, die Ausbeute an Koks zu verringern.
  • Gemäß der vorgenannten Beschreibung wird durch das Vermischen des Fluids bis zum äußersten eine Abnahme der Verkokung des Rohres erreicht und es ist nicht notwendig, den Koks so häufig zu entfer nen. Andererseits wird beschrieben, dass ein geringer Anstieg bei der Ausbeute an Ethylen erreicht wird.
  • In den vorgenannten herkömmlichen Verfahren wird der Wärmetransfer zu dem durch das Pyrolyserohr strömenden Fluid durch Verringern des effektiven Durchmesser des Pyrolyserohrs oder durch Erhöhen dessen effektiven Oberfläche erhöht. Alternativ dazu wird durch Erzeugen von Turbulenz oder Wirbel in dem durch das Pyrolyserohr strömenden Fluid durch Bolzen oder Vorsprünge die Wärmetransferrate erhöht oder die Mischung gleichmäßig vermischt. Aufgrund dessen verringert das Verfahren die Verkokungstendenz.
  • Allerdings weisen die vorgenannten Verfahren Nachteile auf, weil bei diesen eine Zunahme des Druckverlustes besteht oder eine geringe Verbesserung in der Ausbeute an Ethylen vorhanden ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Pyrolyserohr bereit zu stellen, um mehr Ethylen und weniger Koks zu erzielen sowie den Druckabfall nicht nachteilig zu erhöhen, sowie ein Pyrolyseverfahren hierfür.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung findet Pyrolyse statt, wenn Kohlenwasserstoffe und Dampf miteinander vermischt und durch das Pyrolyserohr geführt werden.
  • Das Pyrolyserohr gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst Mischflügel, welche durch Verdrehen zweier Enden einer Platte in entgegengesetzte Richtungen hergestellt sind, und, welche in einer axialen Richtung in dem Pyrolyserohr installiert sind. Die Mischflügel werden vorzugsweise durch Verdrehen der Platten um 180 Grad hergestellt.
  • In dem Pyrolyserohr werden wenigstens zwei Mischflügel installiert, welche derart angeordnet sind, dass sich die Enden eines ersten Mischflügels mit den Enden eines zweiten Mischflügels, vorzugsweise in einem rechten Winkel, überkreuzen. Das Pyrolyserohr kann auf der Oberfläche der Mischflügel oder auf dessen inneren Oberfläche mit einer auf Kalium basierenden Verbindung beschichtet sein und das gesamte Volumen der Mischflügel kann von 1 % bis 20 % des inneren Volumens des Pyrolyserohrs variiert werden.
  • Die Pyrolyse findet gemäß den nachfolgenden Schritten statt. Kohlenwasserstoffe und Wasser werden jeweils zum Verdampfen in einen Verdampfer eingeströmt und diese werden zu einem Vorwärmer unter Einsatz eines Kanals zum Vermischen gefördert und dann wird die Mischung hiervon vorgewärmt. Nachfolgend wird die Mischung durch das Pyrolyserohr geführt und wird thermisch zersetzt. Schließlich werden die das Pyrolyserohr verlassenden, zersetzten Produkte kondensiert.
  • In dem vorgenannten Schritt umfasst das Pyrolyserohr eine Vielzahl an Mischflügeln hergestellt durch Verdrehen zweier Enden einer Platte in entgegengesetzte Richtungen. Ferner wird das Pyrolyserohr auf zwischen 600°C und 1000°C erwärmt, wobei das Verhältnis von Dampf/Kohlenwasserstoff zwischen 0,3 und 3,0 pro Gewicht beträgt und die stündliche Flüssigkeitsraumgeschwindigkeit (nachfolgend als "LHSV" bezeichnet) zwischen 1 Std.–1 und 20 Std.–1 beträgt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Blockdiagramm, um die Pyrolyse unter Einsatz eines Pyrolyserohrs gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
  • 2 ist eine perspektivische Innenansicht eines Pyrolyserohrs gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die vorliegende Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in denen die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung gezeigt sind, detaillierter beschrieben. Diese Erfindung kann allerdings in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden und sollte nicht als auf die hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt angesehen werden.
  • Die 1 zeigt ein Blockdiagramm, um die Pyrolyse unter Einsatz eines Pyrolyserohrs gemäß der vorliegenden Erfindung zu erläutern. Ein Pyrolyseapparat besteht aus einer Vielzahl der in der 1 gezeigten Einheiten. Wie in der Pyrolysevorrichtung der 1 gezeigt, werden eingeströmte Kohlenwasserstoffe und Wasser jeweils durch einen Verdampfer 10 geführt und diese werden dann miteinander vermischt. Anschließend wird die Mischung bei 550°C durch einen ersten Vorwärmer 20 und bei 650°C durch einen zweiten Vorwärmer 30 geführt. Dann wird diese in ein Pyrolyserohr 40 eingeströmt.
  • Die Mischung wird durch das Pyrolyserohr 40 geführt und wird thermisch zersetzt. Das Pyrolyserohr 40 wird in einem Elektroofen 50, der in drei Zonen unterteilt ist, auf 880°C erhitzt.
  • Die durch das Pyrolyserohr 40 geführte Mischung wird zu Wasser und schwerem Öl kondensiert und wird dann, während durch einen Kondensator 60 geführt, in eine Flüssigkeitsmischung aufgetrennt. Eine verbleibende gasförmige Mischung wird durch on-line Gaschromatographie 70 analysiert und wird dann abgeführt.
  • Wie in der 2 gezeigt ist in dem Pyrolyserohr 40, in dem die Pyrolyse gemäß dem Pyrolyseverfahren der vorliegenden Erfindung stattfindet, ein Mischer 42 fixiert.
  • Der Mischer 42 ist ein Aufbau aus einer Vielzahl von Mischflügeln 44, 45, 46 und dergleichen und diese sind miteinander entlang der axialen Richtung verbunden.
  • Die Mischflügel 44, 45 und 46 werden durch Verdrehen einer Platte um 180 Grad hergestellt, wobei eine Breite dieser dem inneren Durchmesser des Rohrs entspricht und sich die Enden von jedem Mischflügel mit denen des benachbarten Mischflügels, vorzugsweise in rechten Winkeln, überkreuzen. Desweiteren sind benachbarte Flügel in entgegengesetzte Richtungen verdreht.
  • Die äußeren Kanten der Mischflügel 44, 45 und 46 sind an die inneren Teile des Pyrolyserohrs 40 geschweißt, um die Mischflügel 44, 45 und 46 in dem Pyrolyserohr 40 zu fixieren. Herkömmliche Schweißverfah ren, wie Punktschweißen, Laserschweißen, Elektroschweißen und dergleichen, können eingesetzt werden.
  • Das Volumen des in das Pyrolyserohr 40 eingesetzten Mischers 42 ist vorzugsweise so bemessen, dass dieses zwischen 1 % und 20 % des inneren Volumens des Pyrolyserohrs beträgt, und ist besonders bevorzugt so bemessen, dass dieses weniger als 10 % des inneren Volumens des Pyrolyserohres beträgt. Daher ist es möglich, einen exzessiven Druckabfall zu vermeiden, weil die Geschwindigkeit des Fluidstroms der Mischung nicht stark erhöht wird.
  • Vorzugsweise beträgt die Reaktionstemperatur in dem Pyrolyserohr 40 zwischen 600°C und 1.000°C, beträgt das Verhältnis von Dampf zu Kohlenwasserstoff 0,3 bis 3,0 und beträgt das LHSV 1 Std.–1 bis 20 Std.–1.
  • Der Fluidstrom in dem Pyrolyserohr wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen detaillierter beschrieben.
  • Zunächst wird der Fluidstrom beim Passieren durch den ersten Mischflügel 44 in zwei Bereiche getrennt und jeder getrennte Strom wird beim Passieren durch den zweiten Mischflügel 45, welcher mit dem ersten Mischflügel 44 in einem rechten Winkel querverbunden ist, ebenfalls in zwei Hälften getrennt.
  • Während der Fluidstrom kontinuierlich durch die in rechten Winkeln miteinander querverbundenen Mischflügel 44, 45 und 46 geführt wird, wird der Fluidstrom in geometrischer Folge aufgeteilt: Beispielsweise wird der Fluidstrom durch den Grad zwei aufgeteilt, wenn zwei Mischflügel vorhanden sind.
  • Obwohl der Flüssigkeitsstrom beim Passieren durch die Mischflügel kontinuierlich aufgeteilt wird, wird der aufgeteilte Strom erneut zusammengesetzt. Dieser Prozess wird kontinuierlich wiederholt.
  • In dem Pyrolyserohr 40, in dem die Mischflügel 44, 45 und 46 fixiert sind, ist der Wärmetransfer von der erhitzten Oberfläche des Pyrolyserohrs zu dem Fluidstrom verbessert, weil der Fluidstrom ein Vermischen in der radialen Richtung, beispielsweise strömt dieser von dem Zentrum des Pyrolyserohrs bis zu einer inneren Oberfläche hiervon und umgekehrt, verursacht.
  • Weil das Pyrolyserohr 40, in dem der Mischer 42 fixiert ist, kontinuierlich trennt, vereinigt und verursacht, dass sich der Flüssigkeitsstrom in der radialen Richtung vermischt, kann der Fluidstrom schnell und gleichmäßig erhitzt werden.
  • Als ein Ergebnis hiervon kann der Temperaturgradient in dem Pyrolyserohr in der radialen Richtung, welcher als ein Ergebnis der endothermen Reaktion (Pyrolyse) auftreten kann, minimiert werden.
  • Desweiteren findet ein Wirbelstrom statt, weil die Mischflügel 44, 45 und 46 die Verkokungstendenz in dem Pyrolyserohr verringert.
  • Daher kann das den Mischer 42 enthaltende Pyrolyserohr 40 den Fluidstrom unter Einsatz des Mischers 42 vermischen, die Wärmetransferrate erhöhen und die Verweilzeit der Reaktionsmischung verkürzen, wodurch die Ausbeute an Ethylen erhöht wird und die Verkokungstendenz verringert wird.
  • Ferner ist die innere Oberfläche des Pyrolyserohrs 40, in dem der Mischer 42 fixiert ist, oder die Oberfläche der Mischflügel 44, 45 und 46 mit B2O3 oder einer auf Kalium basierenden Verbindung, wie beispielsweise KVO3, beschichtet, wodurch der Koks, welcher nicht physikalisch entfernt wird, aus dem Pyrolyserohr eliminiert wird. B2O3 ist eine Verbindung, um die Kokserzeugung zu beschränken, und KVO3 ist ein aktives Material, um den Koks zu COx-Gas umzuwandeln.
  • Nunmehr wird der Effekt der vorliegenden Erfindung gemäß den nachfolgenden Ausführungsformen beschrieben. Das Verfahren der ersten bis dritten Ausführungsformen wird, wie vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 erläutert, durchgeführt.
  • Ausführungsform I
  • In dem ersten Ausführungsbeispiel ist hinsichtlich des Pyrolysegeräts alles dasselbe bis auf die Menge an Kondensator 60. Ein paar Kondensatoren sind in Reihe miteinander verbunden.
  • Die Pyrolyse wird durch die Verwendung des Pyrolyserohrs 40 ausgeführt. Mit Bezug auf das Pyrolyserohr 40 einschließlich des Mischers 42 betragen dessen äußerer Durchmesser und Länge 3/8 Inch bzw. 60 cm.
  • Gemäß der ersten Ausführungsform wird Naphtha als Kohlenwasserstoff eingesetzt und dessen Zusammensetzung und Eigenschaften sind in der Tabelle I beschrieben.
  • Tabelle I
    Figure 00130001
  • Das Naphtha und Wasser werden in den Pyrolyseapparat eingeströmt. Das Naphtha wird so geregelt, dass dieses pro Gewicht zweimal so viel wie Wasser beträgt, und der Naphtha Strom wird so geregelt, dass dieser eine LHSV von 10 aufweist.
  • Die Ausbeute an Ethylen gemäß der vorliegenden Erfindung wird gemäß der nachfolgenden Gleichung I berechnet und die der anderen Produkte wird in der gleichen Weise berechnet. Ausbeute an Ethylen (%) = Menge an Ethylenprodukt/Menge an Naphtha-Zuführung × 100 Gleichung I
  • Wie in der Tabelle II gezeigt, gibt "A" die Ausbeute an Hauptprodukten wieder, wenn ein Pyrolyserohr, in dem der Mischer fixiert ist, eingesetzt wird, und "B" gibt die Ausbeute der Hauptprodukte wieder, wenn das Pyrolyserohr ohne Mischer eingesetzt wird. Der äußere Durch messer und Länge jedes Pyrolyserohrs betragen 9,5 mm (3/8 Inch) bzw. 60 cm.
  • Tabelle II
    Figure 00140001
  • Ausführungsform II
  • Die Reaktionsbedingungen und die experimentellen Verfahren der zweiten Ausführungsform sind dieselben wie die der ersten Ausführungsform ausgenommen, dass die LHSV 18 beträgt. Tabelle III zeigt die Ergebnisse eines Pyrolyseexperiments, wenn die LHSV von Naphtha 18 beträgt.
  • Tabelle III
    Figure 00150001
  • Ausführungsform III
  • Die Reaktionsbedingungen und die experimentellen Verfahren der dritten Ausführungsform sind dieselben wie diejenigen der zweiten Ausführungsform ausgenommen, dass der äußere Durchmesser des Pyrolyserohrs 12,7 mm (1/2 Inch) beträgt. Die Tabelle IV zeigt die Ergebnisse des Pyrolyseexperiments.
  • Tabelle IV
    Figure 00160001
  • Der Effekt des Verwendens des Pyrolyserohrs einschließlich des Mischers wird nunmehr erläutert.
  • Als ein Ergebnis des Vermischens durch den Mischer in dem Pyrolyserohr wird der thermische Transfer von dem Pyrolyserohr zu dem Flüssigkeitsstrom verbessert, wird der Flüssigkeitsstrom erwärmt und gleichmäßig vermischt und wird der stockende Fluss des Fluids nahe der inneren Oberfläche des Pyrolyserohrs entfernt und dadurch verhindert, dass die Kohlenwasserstoffe überkrackt oder unterkrackt werden.
  • Ferner wird die effektive Oberfläche des Pyrolyserohrs einschließlich des Mischers vergrößert, wodurch die Wärmetransferrate verbessert wird und die Ausbeute an Olefin erhöht wird, weil der Mischer nicht nur ein Betrieb des Vermischens des Flüssigkeitsstroms bewirkt, sondern dessen eigene Oberfläche ebenfalls Strahlungswärme des Pyrolyserohrs absorbiert. Desweiteren findet wegen des Mischers in dem Pyrolyserohr ein wirbelnder Strom des Fluids statt, wodurch die Verkokungstendenz in dem Pyrolyserohr verringert wird.
  • Sobald die durch den in dem Pyrolyserohr fixierten Mischer belegte Fläche sehr klein ist, wird die Querschnittsfläche des Pyrolyserohrs, durch welche das Fluid strömt, leicht verringert und die durch die Fläche verursachte Zunahme an linearer Geschwindigkeit ist gering. Daher ist der Druckabfall nicht signifikant.
  • Ferner kann die Verkokungstendenz auf der inneren Oberfläche des Pyrolyserohrs und/oder des Mischers signifikant verringert werden, wenn die Oberflächen des Pyrolyserohrs und des Mischers mit einem Material zum Beschränken der Erzeugung von Koks oder einem aktiven Material zum Umsetzen des generierten Koks zu COx beschichtet sind.

Claims (11)

  1. Pyrolyserohr umfassend Mischflügel, worin die Pyrolyse stattfindet, wenn Kohlenwasserstoffe und Dampf miteinander vermischt und durch das Pyrolyserohr geführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Verdrehen der beiden Enden einer Platte in entgegengesetzte Richtungen hergestellten Mischflügel in einer axialen Richtung in dem Pyrolyserohr installiert sind.
  2. Pyrolyserohr nach Anspruch 1, wobei die Mischflügel durch Verdrehen derselben um 180° hergestellt sind.
  3. Pyrolyserohr nach Anspruch 2, worin wenigstens zwei Mischflügel installiert sind, wobei die Mischflügel derart angeordnet sind, dass sich die Enden des ersten Mischflügels mit den Enden des zweiten Mischflügels überkreuzen.
  4. Pyrolyserohr nach Anspruch 3, wobei die Mischflügel derart angeordnet sind, dass sich die Enden des ersten Mischflügels mit den Enden des zweiten Mischflügels in einem rechten Winkel überkreuzen.
  5. Pyrolyserohr nach Anspruch 4, wobei das Pyrolyserohr, auf einer Oberfläche der Mischflügel oder auf einer inneren Oberfläche des Pyrolyserohrs beschichtet eine Verbindung, nämlich B2O3 oder KVO3, enthält.
  6. Pyrolyserohr nach Anspruch 1, wobei das gesamte Volumen der Mischflügel zwischen 1 % und 20 % des inneren Volumens des Pyrolyserohrs beträgt.
  7. Pyrolyserohr nach Anspruch 2, wobei das gesamte Volumen der Mischflügel zwischen 1 % und 20 % des inneren Volumens des Pyrolyserohrs beträgt.
  8. Pyrolyserohr nach Anspruch 3, wobei das gesamte Volumen der Mischflügel zwischen 1 % und 20 % des inneren Volumens des Pyrolyserohrs beträgt.
  9. Pyrolyserohr nach Anspruch 4, wobei das gesamte Volumen der Mischflügel zwischen 1 % und 20 % des inneren Volumens des Pyrolyserohrs beträgt.
  10. Pyrolyserohr nach Anspruch 5, wobei das gesamte Volumen der Mischflügel zwischen 1 % und 20 % des inneren Volumens des Pyrolyserohrs beträgt.
  11. Pyrolyseverfahren umfassend die Schritte: Einströmen von Kohlenwasserstoffen und Wasser in einen Verdampfer zum Verdampfen derselben sowie Fördern des verdampften Gases zu einem Vorwärmer unter Verwendung eines Kanals zum Vermischen, Vorwärmen der den Verdampfer verlassenden Mischung, Führen der Mischung durch ein Pyrolyserohr und thermisches Zersetzen der Mischung sowie Kondensieren der das Pyrolyserohr verlassenden, zersetzten Mischung, wobei das Pyrolyserohr eine Vielzahl von Mischflügeln enthält und dieses auf 600°C bis 1.000°C erhitzt wird, wobei das Verhältnis von Wasser/Kohlenwasserstoff zwischen 0,3 und 3,0 pro Gewicht beträgt, das LHSV von 1 Std.–1 bis 20 Std.–1 beträgt und die Mischflügel durch Verdrehen zweier Enden einer Platte in entgegengesetzte Richtungen hergestellt werden.
DE60211810T 2001-03-07 2002-03-06 Pyrolyserohr und dieses verwendendes pyrolyseverfahren Expired - Lifetime DE60211810T2 (de)

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JP (1) JP3751593B2 (de)
KR (1) KR100419065B1 (de)
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DE (1) DE60211810T2 (de)
WO (1) WO2002070626A1 (de)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7339087B2 (en) * 2001-03-15 2008-03-04 Shell Oil Company Pyrolysis
KR100440479B1 (ko) * 2002-04-23 2004-07-14 주식회사 엘지화학 탄화수소의 열분해 공정
JP4290123B2 (ja) * 2002-11-15 2009-07-01 株式会社クボタ 螺旋状フィン付きクラッキングチューブ
US7749462B2 (en) 2004-09-21 2010-07-06 Technip France S.A.S. Piping
US8029749B2 (en) 2004-09-21 2011-10-04 Technip France S.A.S. Cracking furnace
GB0420971D0 (en) 2004-09-21 2004-10-20 Imp College Innovations Ltd Piping
US8295692B2 (en) * 2007-02-12 2012-10-23 Gaumer Company, Inc. Scissor baffles for fuel gas conditioning system
US8391696B2 (en) * 2007-02-12 2013-03-05 Gaumer Company, Inc. Fuel gas conditioning system with scissor baffles
US20090241858A1 (en) * 2008-04-01 2009-10-01 Aos Holding Company Water heater with high efficiency baffles
US9011791B2 (en) * 2008-04-07 2015-04-21 Emisshield, Inc. Pyrolysis furnace and process tubes
GB0817219D0 (en) 2008-09-19 2008-10-29 Heliswirl Petrochemicals Ltd Cracking furnace
EP2230009A1 (de) * 2009-03-17 2010-09-22 Total Petrochemicals Research Feluy Verfahren zum Dämpfen von Abgasen eines Brennofens
FR2959669A1 (fr) * 2010-05-05 2011-11-11 Perouse Medical Necessaire d'injection de liquide dans un patient et procede de preparation associe.
WO2013150818A1 (ja) * 2012-04-05 2013-10-10 シーアイ化成株式会社 伝熱管とそれを用いた熱交換器
CN106482568B (zh) * 2015-08-25 2019-03-12 丹佛斯微通道换热器（嘉兴）有限公司 用于换热器的换热管、换热器及其装配方法
US11360064B2 (en) 2016-03-30 2022-06-14 3M Innovative Properties Company Oxy-pyrohydrolysis system and method for total halogen analysis
GB201611573D0 (en) * 2016-07-01 2016-08-17 Technip France Sas Cracking furnace
US11053445B2 (en) * 2017-05-05 2021-07-06 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Heat transfer tube for hydrocarbon processing

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3407789A (en) * 1966-06-13 1968-10-29 Stone & Webster Eng Corp Heating apparatus and process
ES183753Y (es) * 1969-01-15 1974-08-16 Un elemento de reactor para la conservacion de hidrocarbu- ros.
US3953323A (en) * 1974-12-23 1976-04-27 Texaco Inc. Process for reduction of olefinic unsaturation of pyrolysis naphtha (dripolene)
JPS5346803A (en) 1976-12-24 1978-04-26 Daicel Ltd Printing plate
JPS5443278A (en) * 1977-09-12 1979-04-05 Agency Of Ind Science & Technol Liquefaction treatment of polyolefin waste
US4174750A (en) * 1978-04-18 1979-11-20 Nichols Billy M Tube cleaner having anchored rotatable spiral member
GB2021632B (en) 1978-05-30 1982-10-20 Lummus Co Pyrolysis of hydrocarbons
JPS5523165A (en) * 1978-08-09 1980-02-19 Nippon Oil Co Ltd Hydrogenation purification of cracked gasoline
JPS5856598B2 (ja) * 1980-05-14 1983-12-15 出光石油化学株式会社 炭化水素油の処理方法
JPS58104991A (ja) 1981-12-17 1983-06-22 Showa Denko Kk 炭化水素の加熱又は熱分解における炭素析出の抑制方法
US4466741A (en) * 1982-01-16 1984-08-21 Hisao Kojima Mixing element and motionless mixer
JPS59152992A (ja) * 1983-02-18 1984-08-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 炭化水素からオレフインを製造するための熱分解法
KR850001272B1 (ko) * 1983-03-22 1985-09-04 더 다우 케미칼 캄파니 탄화수소의 열분해 방법 및 장치
US4479869A (en) * 1983-12-14 1984-10-30 The M. W. Kellogg Company Flexible feed pyrolysis process
JP2564161B2 (ja) 1988-02-05 1996-12-18 川崎重工業株式会社 熱交換器
JPH09292191A (ja) 1996-04-25 1997-11-11 Kubota Corp 石油化学用熱分解反応管
US6190533B1 (en) * 1996-08-15 2001-02-20 Exxon Chemical Patents Inc. Integrated hydrotreating steam cracking process for the production of olefins
EP0986621B1 (de) * 1997-06-05 2002-11-27 ATF Resources, Inc. Verfahren und einrichtung zur entfernung und hemmung von koksanalge bei pyrolyse
JP2000146482A (ja) * 1998-09-16 2000-05-26 China Petrochem Corp 熱交換器チュ―ブ、その製造方法、及びその熱交換器チュ―ブを用いるクラッキング炉又は他の管状加熱炉
US6380449B1 (en) * 2000-11-22 2002-04-30 Fina Technology, Inc. Dehydrogenation process

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