DE69802404T2

DE69802404T2 - Pyrolyse-ofen mit interner u-förmiger gerippter strahlender spule

Info

Publication number: DE69802404T2
Application number: DE69802404T
Authority: DE
Inventors: R. Di Nicolantonio; B. Spicer; K. Wei
Original assignee: Exxon Chemical Patents Inc
Current assignee: ExxonMobil Chemical Patents Inc
Priority date: 1997-06-10
Filing date: 1998-06-09
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2018-06-10
Also published as: RU2211854C2; PT1136541E; KR100525879B1; EP0993497A1; JP4819205B2; ZA985021B; KR20010013526A; AU737015B2; DE69825494T2; HUP0003033A2; EP1136541A1; CN1259981A; US20020159934A1; SA98190543B1; CA2290540A1; DE69825494D1; US20020034463A1; NO327767B1; CN1195823C; CA2290540C

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen befeuerten Heizer zum Aufheizen von Prozessfluids, z. B. Prozessheizer. Speziell betrifft sie einen befeuerten Heizer des Typs, der mindestens einen Strahlungsabschnitt umfasst, in dem Prozessfluid, das durch darin befindliche Rohre strömt, indirekt erhitzt wird, vorzugsweise durch Strahlungsenergie, die von Brennern geliefert wird. Die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Verfahren und Vorrichtungen sind besonders gut geeignet und vorteilhaft zur Pyrolyse von normalerweise flüssigen oder normalerweise gasförmigen aromatischen und/oder aliphatischen Kohlenwasserstoffeinsatzmaterialien, wie Ethan, Propan, Naphtha oder Gasöl zur Herstellung von Ethylen und anderen Nebenprodukten wie Acetylen, Propylen, Butadien, usw. Demzufolge wird die vorliegende Erfindung im Kontext von Kohlenwasserstoffpyrolyse beschrieben und erklärt, insbesondere im Bereich von Dampfcracken zur Herstellung von Ethylen.

Hintergrund der Erfindung

Dampfcracken ist das vorwiegende kommerzielle Verfahren zur Herstellung leichter Olefine wie Ethylen, Propylen und Butadien. Ethylen, Propylen und Butadien sind grundlegende chemische Bausteine, die zur Herstellung großer Mengen an polymeren Materialien und kommerziell wichtigen chemischen Zwischenstufen verwendet werden. Die Nachfrage nach diesen grundlegenden petrochemischen Bausteinen wird voraussichtlich in naher Zukunft weiter wachsen. Ethylen wird von den Produkten, die beim Dampfcracken erzeugt werden, am stärksten nachgefragt und ist in Abtrennung und Reinigung am teuersten. Daher ist die Verbesserung von Ausbeute von oder Selektivität für Ethylen in hohem Maße erwünscht. Dampfcracken beinhaltet eine thermische Crackreaktion, die typischerweise in einem befeuerten Rohrreaktor durchgeführt wird. Die Selektivität zu Ethylen wird in dem Reaktor durch kurze Verweilzeit und niedrige Kohlenwasserstoffpartialdrücke begünstigt. Es werden Kohlenwasserstoffeinsatzmaterialien im Bereich von Ethan bis Vakuumgasöl verwendet, und die Reaktion wird in Gegenwart von Verdünnungswasserdampf durchgeführt. Die komplexen Reaktionen und der Rohrreaktor werden ausführlich in allgemein erhältlicher Literatur sowie zahlreichen Patentschriften erörtert.
Dampfcracken von Kohlenwasserstoffen wird typischerweise bewirkt, indem das Einsatzmaterial in verdampfter oder im Wesentlichen verdampfter Form mit beträchtlichen Mengen an Verdünnungswasserdampf gemischt geeigneten Schlangen in einem Crackofen zugeführt wird. Es ist üblich, die Reaktionsmischung durch eine Anzahl paralleler Schlangen oder Rohre zu leiten, die durch einen Konvektionsabschnitt des Crackofens führen, in dem heiße Verbrennungsgase die Temperatur des Einsatzmaterials und Verdünnungswasserdampfs erhöhen. Jede Schlange oder jedes Rohr passiert dann einen Strahlungsabschnitt des Crackofens, wo eine Vielzahl von Brennern die Wärme zuführen, die notwendig ist, um die Reaktanten auf die gewünschte Reaktionstemperatur zu bringen und die erwünschte Reaktion zu bewirken.
Die Koksbildung ist in allen Konfigurationen von Dampfcrackverfahren eine Hauptsorge. Wenn Kohlenwasserstoffeinsatzmaterialien den Heizbedingungen unterworfen werden, die in einem Dampfcrackofen vorherrschen, besteht die Tendenz zur Bildung von Koksablagerungen auf den Innenwänden der Rohrteile, die die Crackschlangen bilden. Diese Koksablagerungen stören den Wärmefluss durch die Rohrwände in den Reaktantenstrom, was zu höheren Temperaturen des Rohrmetalls führt, bis schließlich die Grenzen der Metallurgie des Rohrs erreicht sind. Außerdem stören die Koksablagerungen den Fluss der Reaktionsmischung, was zu höherem Druckabfall aufgrund von verminderter Rohrquerschnittfläche führt.
Es wurde gefunden, dass der optimale Weg zur Verbesserung der Selektivität zu Ethylen in der Verminderung des Schlangenvolumens bestand, während die Wärmeübertragungsoberfläche beibehalten wurde. Dies wurde erreicht, indem serpentinenartige Schlangen mit großem Durchmesser durch eine Vielzahl von Rohren mit kleinerem Durchmesser ersetzt wurden, die ein größeres Verhältnis von Oberfläche zu Volumen haben als die Rohre mit großem Durchmesser. Die Rohre haben typischerweise Innendurchmesser bis zu etwa 7,6 cm (3 Zoll), im Allgemeinen von etwa 3,0 cm bis 6,4 cm (1,2 bis 2,5 Zoll).
Der Wunsch nach kurzen Verweilzeiten hat zur Verwendung kürzerer Schlangen geführt, wobei die typischen Längen fortschreitend im Verlauf der Jahre von über 45 m (150 ft) auf 20 m bis 27 m (60 bis 90 ft) und neuerdings 9 bis 12 m (30 bis 40 ft) verkürzt wurden. In dem Maße, in dem die Länge der Schlangen abnahm, wurde die Verminderung des Rohrdurchmessers notwendig, um zu versuchen, den Wärmefluss und somit die Rohrmetalltemperaturen zu verringern. Aktuelle Crackschlangen sind im Allgemeinen aus hochlegierten (25% Cr, 35% Ni, plus Additive) rostfreien Austenitstählen gebaut und werden mit maximalen Rohrmetalltemperaturen im Bereich von 1030 bis 1150ºC (1900 bis 2100ºF) betrieben.
Trotz der bedeutsamen Entwicklungen im Crackofendesign wird das Verfahren noch durch die Tatsache begrenzt, dass Koks als Nebenprodukt erzeugt wird, der sich auf der Innenseite der Spiralen absetzt. Der Koks wirkt als Isolator und treibt somit die Rohrmetalltemperaturen der Schlange nach oben. Wenn die Rohrmetalltemperatur die Belastbarkeitsgrenze des Materials erreicht, muss die Produktion abgebrochen und der Ofen entkokt werden. Dies wird im Allgemeinen erreicht, indem eine Mischung, die Luft und Wasserdampf umfasst, mit hoher Temperatur durch die Schlangen geleitet wird. Der Koks wird durch eine Kombination aus Verbrennung und Erosion/Abplatzen entfernt. In der Industrie werden auch andere Entkokungstechniken verwendet, die die Verwendung von Luft vermeiden. In diesem Fall wird der Koks hauptsächlich durch Erosion/Abplatzen und Vergasung entfernt. Unabhängig von der verwendeten Entkokungstechnik liegt ein Teil des abgeplatzten Koks in Form großer Teilchen vor. Mit abnehmendem Rohrdurchmesser stieg die Wahrscheinlichkeit, dass große Koksteilchen die Schlange vor oder nach dem Entkoken verstopfen. Das Entkoken dauert typischerweise 12 bis 48 Stunden, was von vielen unterschiedlichen Faktoren abhängt, zu denen das Ofendesign, das Einsatzmaterial, welches gecrackt wurde, die Betriebszeit vor dem Entkoken und die verwendete Crackschärfe gehören.
Technologie zur Senkung der Rohrmetalltemperaturen (und somit der Verkokungsraten, oder alternativ die Möglichkeit zur Verwendung einer Schlange mit kürzerer Verweilzeit) ist seitens der Industrie in großem Ausmaß angestrebt worden. Einige Konstrukteure griffen auf mehrere Einlassstränge zurück, um den Wärmestrom zu den Auslassrohren zu verringern (z. B. EP-A- 0 305 799). Andere haben versucht, die Bildung der isolierenden Koksschicht im Inneren des Rohrs zu verhindern, indem dem Reaktoreinsatzmaterial geringe Konzentrationen bestimmter Elemente zugegeben wurden.
Die Wärmeübertragung zu der hochendothermen Crackreaktion kann durch die bekannte Gleichung Q = U · A · ΔT wiedergegeben werden. U, der Wärmeübertragungskoeffizient, ist eine Funktion der Gasgeschwindigkeit im Inneren des Rohrs. Höhere Geschwindigkeiten steigern U und vermindern so das erforderliche ΔT (die Temperaturdifferenz), wodurch die Rohrmetalltemperatur für eine gegebene Prozessfluidtemperatur vermindert wird. Wenn die Geschwindigkeit zunimmt, nimmt jedoch der Druckabfall zu, wodurch der durchschnittliche Kohlenwasserstoffpartialdruck in der Schlange zunimmt. Schließlich überschreitet die Druckwirkung die Wirkung der verminderten Verweilzeit, und weitere Geschwindigkeitssteigerungen vermindern die Reaktorselektivität zu Ethylen. Dies gibt einen maximalen praktischen Wert für U wieder.
Die Gesamtfläche (A) kann erhöht werden, indem viele Rohre mit kleinem Durchmesser verwendet werden. Dieser Trend ist seitens der Industrie eingeschlagen worden, was zu Reaktoren mit Rohren mit einem Innendurchmesser von 2,5 cm bis 3,8 cm (1,0 bis 1,5 Zoll) geführt hat. Dies gibt aufgrund von Herstellungsbeschränkungen einen minimalen praktischen Durchmesser wieder, und unter diesen Durchmessern werden die Auswirkungen des Koksaufbaus im Inneren des Rohrs übermäßig.
Das allgemeine Prinzip der Steigerung der Innenoberfläche zur Verbesserung der Wärmeübertragung ist in der allgemeinen Wärmeübertragungstechnik wohl bekannt. Die Anwendung dieses Prinzips auf kokserzeugende Verfahren bei sehr hoher Temperatur, wie Dampfcracken, ist jedoch schwierig.
Dieses Verfahren zur Verbesserung der Wärmeübertragung zur Verminderung der Rohrmetalltemperaturen in Dampfcracköfen ist jedoch in mehreren Varianten vorgeschlagen worden. Ein Beispiel (US-A-4 342 242) verwendet einen speziell konstruierten längslaufenden Einsatz in einem ansonsten kreisförmigen Rohrquerschnitt. Der Einsatz hat einen Mittelkörper und sich nach Außen erstreckende Fahnen, die das Innere der Schlange berühren. In dieser speziellen Offenbarung wird der Einsatz nur in einem Teil der Gesamtrohrschlange in dem Ofen angeordnet. Ein weiteres Beispiel (GB-A-969 796) verwendet innen gerundete Kanäle oder Rippen, die die Innenfläche vergrößern. Das Innenprofil war glatt, um Spannungskonzentrationen und Störungen des Fließverhaltens zu vermeiden. Die in dieser Offenbarung beschriebenen spezifischen Rohre wiesen 4 Durchgänge durch den Strahlungsabschnitt auf und hatten einen vergleichsweise großen Innendurchmesser von 9,525 cm (3,75 Zoll).
Varianten dieser abgerundeten Innenkanäle oder gerippten Rohrprofile sind kommerziell in speziellen Schlangendesigns angewendet worden. Eine auf dem Treffen des American Institute of Chemical Engineers vorgestellten Veröffentlichung ("Specialty Furnace Design Steam Reformers and Steam Crackers" von T. A. Wells, vorgestellt auf dem AlChE Spring National Meeting in New Orleans, Louisiana, 6. bis 10. März 1988) offenbart die Verwendung eines Rohrtyps mit erweiterter Innenoberfläche in einem Design mit Einzeldurchgang des Rohrs. Die Einlassstränge von längeren Schlangen (EP-A-0 305 799) und eine Literaturstelle für dieses Design mit der Bezeichnung SRT V (Energy Progress, Band 8, Nr. 3, Seiten 160 bis 168, September 1988) haben erweiterte Innenoberflächen verwendet. In den beiden letztgenannten Fällen basierte die kommerzielle Verwendung auf Rohren mit ungefähr 2,5 bis 3,8 cm (1,0 bis 1,5 Zoll) Innendurchmesser, wobei der Rohrabschnitt, der die gerundeten inneren Kanäle oder Rippen aufwies, nur einen einzigen Durchgang durch den Strahlungsabschnitt des Ofens macht. Eine weitere Literaturstelle ("USC Super U Pyrolysis Concept", von David J. Brown, John R. Brewer und Colin P. Bowen, vorgestellt auf dem AlChE Spring National Meeting in Orlando, Florida, März 1990) gibt Daten von Rohren mit inneren Rippen in dem Einlassstrang wieder. Diese Druckschrift stellt die Hypothese auf, dass die Bereitstellung von Rippen auf dem Auslassstrang vorteilhaft wäre, sie gibt jedoch keinen Hinweis, welche Betriebs- oder Konstruktionsparameter erforderlich wären, um die Verwendung von Rippen an dem Auslassstrang erfolgreich zu zeigen oder zu ermöglichen.
Es ist jedoch nicht gezeigt worden, das momentan eine Konstruktion mit erweiterter Innenoberfläche in Doppelschlangen mit zwei Durchgängen machbar ist, welche aus U-förmigen Rohren hergestellt ist. Diese Doppeldurchgangsschlangen sind typischerweise insgesamt 15 m bis 27 m (50 bis 90 ft) lang und haben Innendurchmesser im Bereich von 3,8 cm bis 6,4 cm (1,5 bis 2,5 Zoll) Doppeldurchgangsschlangen können so kurz wie 13 m (40 ft) sein. Ein Problem besteht darin, dass es nicht die Möglichkeit gibt, ein ausreichend langes Rohr mit inneren Rippen herzustellen, um das vollständige U-förmige Rohr zu bilden.
Ein innen geripptes Rohr könnte nur für die Einlasshälfte der U-förmigen Rohre verwendet werden, wie in EP-A-0 305 799 beschrieben ist, die innere Rippen, Nasen oder Einsätze verwendet, die sich nur an den Einlassrohren des Ofens und nicht in den Auslässen befinden. Diese Druckschrift offenbart, dass erwartet wird, dass im Auslassrohr befindliche Einsätze als Kristallkeimbildner für das Wachstum des während der Pyrolyse gebildeten Koks wirken. Die höchsten Rohrmetalltemperaturen treten jedoch nahe dem Auslassende auf, so dass der vorteilhafte Effekt des gerippten Rohrs nicht dort eintritt, wo er am meisten benötigt wird. Es wäre möglich, das gerippte Rohr an den Auslassstrang der Schlange zu legen, dies bringt jedoch das Risiko mit sich, dass Koksstücke aus dem Einlassstrang losbrechen und im Anfang des gerippten Abschnitts steckenbleiben könnten. Schließlich legt die konventionelle Lehre der Industrie nahe, dass ein gebogener gerippter Rohrabschnitt anfällig für Verstopfung durch Koks ist, der aus dem Einlassstrang der Schlange abplatzt.
US-A-4 827 074 beschreibt ein thermisches Crackrohr mit Rippen zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen in Olefine, wobei die Rippen spiralförmig angeordnet sind.
In Anbetracht der bekannten Mängel der Wärmeübertragung in Dampfcracköfen besteht ein Bedarf nach einer Einrichtung zur Steigerung der Wärmeübertragung auf der Innenseite der Rohre zur Herabsetzung der Koksbildung, der Rohrmetalltemperatur und zur Verbesserung der Ethylenselektivität. Es wäre zudem hocherwünscht, eine Konstruktion für eine Doppeldurchgangsschlange oder U-förmige Rohre zu haben, die eine Einrichtung für erhöhte Innenoberfläche einsetzen, um die Metalltemperatur des Rohrs über dessen gesamte Länge zu verringern.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen befeuerten Heizer zum Aufheizen eines Prozessfluids, der eine erhöhte innere Wärmeübertragungsoberfläche bereitstellt, um die Rohrmetalltemperaturen am Einlass und Auslass eines U-förmigen Rohrs zu vermindern, gleichzeitig nicht anfällig für Verstopfen durch Koks ist. Der befeuerte Heizer umfasst eine Strahlungseinhausungseinrichtung, in der eine Vielzahl von U-förmigen Rohren angeordnet ist, einen Einlass zum Einbringen des Prozessfluids in die U-förmigen Rohre, Brenner, um die äußere Oberfläche der U-förmigen Rohre Strahlungswärme auszusetzen, einen Auslass zum Abkühlen und Auffangen von Prozessfluid aus den U-förmigen Rohren, wobei die U-förmigen Rohre gebildet sind, indem ein oder mehrere Rohrabschnitte verbunden werden, und wobei mindestens der Auslassstrang der U-förmigen Rohre mit inneren, im Allgemeinen längslaufenden Rippen ausgestattet ist. In einer anderen Ausführungsform wird die gesamte Länge der U-förmigen Rohre mit inneren, im Allgemeinen längslaufenden Rippen ausgestattet.
In einer Ausführungsform betrifft die Erfindung einen Heizer zum Heizen eines Prozessfluids, der
eine Strahlungseinhausungseinrichtung, in der eine Vielzahl von Doppeldurchgangsrohren angeordnet ist, die
(a) mindestens einen Einlassstrang in Fließverbindung mit
(b) mindestens einem Auslassstrang und
(c) eine gekrümmte röhrenförmige Einrichtung zur Schaffung von Fließverbindung zwischen dem Einlassstrang und dem Auslassstrang
umfasst, wobei jeder Auslassstrang mit inneren, im Allgemeinen längslaufenden Rippen ausgestattet ist,
eine Einrichtung zum Einbringen des Prozessfluids in den Einlassstrang,
eine Einrichtung, um die äußere Oberfläche der Doppeldurchgangsrohre Wärme auszusetzen,
eine Auslasseinrichtung zum Abkühlen und Auffangen des Prozessfluids aus dem Auslassstrang umfasst.
In einer speziellen Ausführungsform betrifft die Erfindung den Heizer, bei dem der Einlassstrang mit inneren, im Allgemeinen längslaufenden Rippen versehen ist. In einer anderen Ausführungsform ist die gekrümmte röhrenförmige Einrichtung zur Schaffung von Fließverbindung zwischen dem Einlassstrang und dem Auslassstrang mit inneren, im Allgemeinen längslaufenden Rippen versehen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen Heizer wie oben definiert, der
eine Strahlungsabschnitt-Einhausungseinrichtung mit einer Vielzahl von darin angeordneten U-Rohren,
einen Einlassstrang zum Einbringen des Prozessfluids in die U- Rohre,
eine Einrichtung, um die äußere Oberfläche der U-Rohre Strahlungswärme auszusetzen,
eine Auslasseinrichtung zum Abkühlen und Auffangen des Prozessfluids aus jedem der U-Rohre
umfasst, wobei die Länge der U-Rohre mit inneren, im Allgemeinen längslaufenden Rippen versehen ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Olefinen unter Verwendung des oben definierten Heizers, bei dem Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial vorgeheizt wird,
das vorgeheizte Einsatzmaterial in eine Vielzahl von Strahlerschlangen eingebracht wird,
die Strahlerschlangen durch eine Vielzahl von Brennern geheizt werden, um das thermische Cracken des Kohlenwasserstoffeinsatzmaterials herbeizuführen,
das gecrackte Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial aus der Strahlerschlange aufgefangen wird,
das gecrackte Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial abgekühlt wird, mindestens ein Olefin aus dem gecrackten Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial gewonnen wird,
wobei jede der Strahlerschlangen
(a) mindestens einen Einlassstrang in Fließverbindung mit
(b) mindestens einem Auslassstrang und
(c) eine gekrümmte röhrenförmige Einrichtung zur Schaffung von Fließverbindung zwischen dem Einlassstrang und dem Auslassstrang
umfasst, wobei jeder Auslassstrang mit inneren, im Allgemeinen längslaufenden Rippen ausgestattet ist.
Sie betrifft auch die Verwendung von Strahlerschlangen in einem solchen Verfahren, bei dem die Strahlerschlangen einen Einlassstrang und einen Auslassstrang umfassen, die unter Bildung einer U-Form verbunden sind und mit inneren, im Allgemeinen längslaufenden Rippen versehen sind.
In einer anderen Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Olefinen wie oben offenbart, bei dem
Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial vorgeheizt wird,
das vorgeheizte Einsatzmaterial in eine Vielzahl von Strahlerschlangen eingebracht wird,
die Strahlerschlangen durch eine Vielzahl von Brennern aufgeheizt werden, um das thermische Cracken des Kohlenwasserstoffeinsatzmaterials herbeizuführen,
das gecrackte Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial aus der Strahlerschlange aufgefangen wird,
das gecrackte Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial abgekühlt wird, mindestens ein Olefin aus der gecrackten Kohlenwasserstofffraktion gewonnen wird,
die Strahlerschlange von dem Koks entkokt wird, der sich durch die thermischen Crackreaktionen darin angesammelt hat,
wobei die Strahlerschlangen einen Einlassstrang und einen Auslassstrang umfassen, die unter Bildung einer U-Form miteinander verbunden sind und mit inneren, im Allgemeinen längslaufenden Rippen versehen sind und wobei mit dem Entkokungsprozess der Strahlerschlange begonnen wird, bevor die Dicke des darin angesammelten Kokses eine Dicke übersteigt, die dafür ausreicht, dass während der Entkokungsstufe große Koksteilchen von der Rohroberfläche abplatzen und nachgeordnete Abschnitte der Strahlerschlange verstopfen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung von U-Rohren, die über ihre gesamte Länge mit inneren, im Allgemeinen längslaufenden Rippen versehen sind, in einem befeuerten Heizer zum Aufheizen eines Prozessfluids, wobei der Heizer eine Strahlungsabschnitteinhausung mit einer Vielzahl darin angeordneter U-Rohre, einen Einlassverteilerkopf zur Einbringung des Prozessfluids in die U-Rohre und eine Vielzahl von Brennern umfasst, um die äußere Oberfläche der U-Rohre Strahlungswärme auszusetzen.

Zeichnungen

Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen, die Beschreibung und die angefügten Patentansprüche näher erläutert. Fig. 1 stellt eine dreidimensionale Zeichnung eines Dampfcrackofens dar, der eine typische Anordnung der Innenteile zeigt. Fig. 2 zeigt ein einzelnes U-förmiges Ofenrohr. Fig. 3 zeigt einen Querschnitt von gerippten U-förmigen Ofenrohren.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung beschreibt einen befeuerten Heizer zum Aufheizen eines Prozessfluids. Insbesondere betrifft die Erfindung einen befeuerten Heizer, der ein Prozessfluid aufheizt, dass anfällig für die Bildung von Koks als Ergebnis von chemischen Reaktionen ist, die infolge des Aufheizens stattfinden. Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung ist ein Dampfcrackofen, der in der petrochemischen Industrie zur Herstellung von Olefinen verwendet wird.
In Fig. 1 tritt der Einsatzmaterialstrom 9 über ein oder mehrere Einlassleitungen 9 in den Konvektionsabschnitt 10 ein, wo er vorzugsweise durch heiße Verbrennungsgase auf eine Temperatur von etwa 426ºC (800ºF) bis 816ºC (1500ºF) erhitzt wird, wobei sich die Gase vorzugsweise auf einer Temperatur von etwa 816ºC (1500ºF) bis etwa 1316ºC (2400ºF) befinden, bevor er in den Strahlungsabschnitt-Einlassverteiler 12 eintritt. Aus dem Strahlungsabschnitt-Einlassverteiler 12 tritt das vorgeheizte Einsatzmaterial in die U-förmigen Rohre 14 (nachfolgend as U- Rohre bezeichnet) ein, die sich im Inneren der Strahlungsabschnitteinhausung befinden, die in der Technik auch als Strahlungsbox bekannt ist.
Die Strahlungsabschnitteinhausung 16 ist typischerweise mit hitzebeständigem Wärmeisolationsmaterial ausgekleidet, um Wärmeenergie zu bewahren.
Die Strahlungsabschnitteinhausung schließt eine Vielzahl von U-Rohren ein. Die Enden der U-Rohre, die mit einem oder mehreren Einsatzmaterial-Einlassverteilern 12 verbunden sind, die das Prozessfluid in die U-Rohre einbringen, werden als Einlassstränge 20 bezeichnet. Das entgegengesetzte Ende von jedem der U-Rohre 22, das als Auslassstrang bezeichnet wird, wird mit einem Auslassverteilerkopf 26 verbunden, um das Prozessfluid aufzufangen, nachdem es erhitzt worden ist und die thermischen Crackreaktionen stattgefunden haben. Die Temperatur des Prozessfluids, das den Auslassstrang des U-Rohrs verlässt, beträgt typischerweise etwa 816ºC (1300ºF) bis etwa 1093ºC (2000ºF). Von hier aus wird das Prozessfluid in Abschreck-Wärmetauscher 27 geleitet, der das Prozessfluid abkühlt, um die thermischen Crackreaktionen zu stoppen. In einer anderen Ausführungsform, die in Fig. 1 nicht abgebildet ist, ist der Auslassstrang von jedem U- Rohr direkt mit einem individuellen Abschreck-Wärmetauscher verbunden, um das Prozessfluid abzukühlen. Der Auslass von jedem individuellen Abschreck-Wärmetauscher wird dann mit einem Auslassverteilerkopf verbunden. Eine solche Anordnung ist in der Technik als eng gekoppelter Transferleitungstauscher bekannt. In einer weiteren Ausführungsform, die in Fig. 1 nicht abgebildet ist, ist der Auslassstrang von jedem U-Rohr mit einem Abschreckpunkt verbunden, an dem das Prozessfluid direkt mit einer Abschreckflüssigkeit in Kontakt kommt, die verdampft, um das Prozessfluid abzukühlen.
Für erfindungsgemäße Zwecke sind U-Rohre in gewisser Weise ähnlich dem Buchstaben "U" geformt, wenn man sie in einer zweidimensionalen Zeichnung wie Fig. 2 betrachtet. Ein Definitionscharakteristikum besteht darin, dass das U-Rohr effektiv zwei Durchgänge durch die Strahlungseinhausung durchführt. Die U-Rohre sind aus einem Einlassstrang 20, einem Auslassstrang 22 und einem gekrümmten oder gebogenen Abschnitt 21 zusammengesetzt, der den Einlassstrang 20 und den Auslassstrang 22 verbindet. In anderen Ausführungsformen kann der Auslassstrang aus einem oder mehreren verzweigten Abschnitten zusammengesetzt sein. In anderen bevorzugten Ausführungsformen kann der Einlassstrang 20 aus mehr als einem verzweigten Rohr zusammengesetzt sein. In der Technik sind viele Wege zur Anordnung einer Vielzahl von U-Rohren in einer Strahlungseinhausung bekannt. Fachleute beachten bei der Auswahl der Anordnung räumliche Anordnung, Platzierung der Brenner, Anordnung von Einlassverteilerkopf und Auslasseinrichtungen sowie thermische Belastungen der U-Rohre selbst. In einigen Anordnungen liegt jedes der einzelnen U-Rohre in einer einzigen Ebene. In einer anderen Anordnungen sind die U-Rohre aus der Ebene herausgebogen. Alle diese Anordnungen werden für erfindungsgemäße Zwecke als U-Rohre angesehen.
Die Strahlungsabschnitteinhausung enthält eine Vielzahl von Brennern 28, um die äußere Oberfläche der U-förmigen Rohre Strahlungswärme auszusetzen. Eine weite Vielfalt von im Stand der Technik bekannten Brennertypen kann verwendet werden, einschließlich Rohgas- oder vorgemischten Brennern. Neuere Konstruktionen haben zudem unterschiedliche Abgasrezirkulationstechniken eingesetzt, um aus Umweltgründen die NOx-Bildung zu verringern. Die Verbrennungsluftquelle kann Umgebungsluft, vorgeheizte Luft oder Gasturbinenabgas sein.
Die Gesamtlänge der U-Rohre beträgt vorzugsweise 20 m bis 27 m (60 bis 90 ft). Da es schwierig ist, die innen gerippten Rohre in der gewünschten Länge von 20 m bis 27 m (60 bis 90 ft) herzustellen, müssen möglicherweise zwei Abschnitte mit mindestens einer Zwischenschweißung verbunden werden. Es ist wie in US-A-4 827 074 beschrieben bekannt, dass Zwischenschweißungen eine potentielle Quelle beschleunigter Koksablagerung sind. In einer bevorzugten Ausführungsform wird diese potentielle Koksablagerung in U-Rohren mit einer Zwischenschweißung am Boden des gekrümmten Abschnitts des U sowie Anordnung der U-Rohre in einer Weise miminiert, dass die Schweißstelle durch die benachbarten Rohre vor direkter Strahlung abgeschirmt ist. In einer anderen Ausführungsform kann der Schweißbereich mit Isoliermaterial umhüllt werden.
Die innen gerippten Rohre können erfolgreich mittels der bekannten Kaltbiege- oder Heißinduktionsbiegetechniken auf den Radius gebogen werden, der am Boden des U-Rohrs erforderlich ist.
Sowohl wenn die U-Rohre gebildet werden, indem zwei oder mehr Rohrabschnitte verbunden werden, als auch wenn sie einstückig gebildet werden, wird vorzugsweise die gesamte Länge der gerippten U-Rohre mit inneren, im Allgemeinen längslaufenden Rippen versehen. Eine weitere Ausführungsform liefert nur Rippen im Auslassstrang. In einer weiteren Ausführungsform werden die Rippen in dem gekrümmten Bereich des U-Rohrs und in dem Auslassstrang bereitgestellt.
Fig. 3 zeigt eine Querschnittansicht eines mit Rippen versehenen U-Rohrs. Der äußere Rohrdurchmesser 50 liegt im Bereich von 4,4 cm bis 11,4 cm (1,75 Zoll bis 4,5 Zoll), vorzugsweise 5 cm bis 7,6 cm (2,0 Zoll bis 3,0 Zoll). Die Rippenhöhe 52, die definiert ist als der Abstand zwischen dem unteren Bereich des Rippenfußes 54 und dem oberen Bereich der Rippenspitze 56, liegt im Bereich von 0,13 cm bis 1 cm (etwa 0,05 Zoll bis etwa 0,4 Zoll), vorzugsweise 0,25 cm bis 0,65 cm (0,1 Zoll bis 0,25 Zoll). Die Anzahl der Rippen um den Innenumkreis der Rohre beträgt 8 bis 24, vorzugsweise 10 bis 18. Der Radius von Rippenfuß 58 und Rippenspitze 60 liegt im Bereich von 0,13 cm bis 1,2 cm (etwa 0,05 bis etwa 0,45 Zoll), vorzugsweise 0,25 bis 0,5 cm (0,1 bis 0,2 Zoll). In einer Ausführungsform sind Rippenfußradius und Rippenspitzenradius gleich. Der Innendurchmesser 62, der definiert ist als der Abstand von Rippenfuß zu Rippenfuß durch die Mitte des Rohrs hindurch, liegt im Bereich von 3,2 cm bis 7,6 cm (etwa 1,25 Zoll bis 3,0 Zoll), vorzugsweise 3,8 cm bis 6,4 cm (1,5 Zoll bis 2,5 Zoll), insbesondere 5 cm bis 6,4 cm (2,0 bis 2,5 Zoll). Das Verhältnis von Rippenhöhe zu Innendurchmesser, das zur Lieferung verbesserter Wärmeübertragung notwendig ist, keinen übermäßigen Druckabfall zeigt und auch nicht anfällig für Verstopfen ist, liegt vorzugsweise im Bereich von 0,05 bis 0,20, insbesondere im Bereich von 0,07 bis 0,14.
Die im Allgemeinen längslaufenden Rippen können gerade durch die Länge des U-Rohrs laufend sein, oder analog zu dem Ziehen eines Gewehrlaufs schraubenförmig sein. Die letztgenannte längslaufende Rippenanordnung wird auch als spiralige längslaufende Rippen bezeichnet.
Wenn mehr als ein Abschnitt zur Bildung des U-förmigen Rohrs erforderlich ist, werden die Rippen vorzugsweise bei jeder Verbindung ausgerichtet, um die Wahrscheinlichkeit zu minimieren, dass sich Koksteilchen am Ende der Rippen festsetzen.

Beispiele

Es wurde ein Testprogramm durchgeführt, um festzustellen, ob die erwarteten Einschränkungen überwunden werden konnten und sich die Vorteile der erhöhten inneren Oberfläche auf eine U- Rohr-Dampfcrackofenkonstruktion anwenden lassen.
Zweiundzwanzig innen gerippte U-Rohre wurden in einem Quadranten eines kommerziellen Dampfcrackofens installiert (insgesamt 88 U-Rohre). Das Einsatzmaterial für den Ofen war kommerzielles Ethan (98% Ethan), das aus Erdgas-Abscheideeinrichtungen gewonnen wurde. Somit blieben die Mehrzahl der U-Rohre in dem Ofen konventionelle Rohre mit kreisförmigem Querschnitt, während ein Viertel der Rohre erfindungsgemäße gerade längslaufende Rippen aufwies. Dies lieferte einen direkten Vergleich der Leistung der gerippten Rohre, verglichen mit den konventionellen Rohren mit kreisförmigem Querschnitt (bloßen Rohren). Fig. 3 kann zur Beschreibung der Rippenanordnung der U-Rohre in dem Testquadranten mit geripptem Rohr verwendet werden. Der Außendurchmesser 50 der Rohre betrug 6,99 cm (2,75 Zoll). Der Innendurchmesser 62 des Rohrs betrug 5,1 cm (2,0 Zoll). Es gab 12 Rippen. Die Rippenhöhe 52 betrug 0,41 cm (0,16 Zoll). Der Rippenfußradius 58 und der Rippenspitzenradius 60 betrugen beide 0,41 cm (0,16 Zoll). Das Verhältnis von Rippenhöhe zu Innendurchmesser betrug 0,08.
Da es schwierig war, die innen gerippten Rohre in der gewünschten Länge von 20 m (65 ft) herzustellen, war eine Zwischenschweißung erforderlich. Diese Zwischenschweißung wurde am Boden von jedem der U-Rohre angeordnet, wo sie durch die benachbarten Rohre vor direkter Strahlung abgeschirmt wurde. Die Rippen fluchteten bei dieser Verbindung.
Der gebogene Abschnitt der U-Schlange war nicht anfällig für Blockierungen, wie der Stand der Technik nahegelegt hatte. Es wurden während eines 12-monatigen Testprogramms keine plötzlichen Druckabfallsteigerungen beobachtet.
Das innen gerippte Rohr verringerte die Rohrmetalltemperaturen. Die Testschlange entwickelte mit deutlich langsamerer Geschwindigkeit Koksablagerungen als die konventionellen Rohre mit kreisförmigem Durchmesser (bloße Rohre) in demselben Dampfcrackofen mit demselben Einsatzmaterial. Tabelle 1 Druckabfall (Strahlungseinlass - Strahlungsauslass)
Tabelle 1 zeigt den Druckabfall der U-förmigen Schlangen als Funktion der Betriebstage, das heißt, Tage nach dem letzten Entkoken. Je höher der Druckabfall ist, um so größer ist die gebildete Koksdicke. Die Tabelle vergleicht die bloßen (konventionellen) Rohre mit den gerippten Rohren. Wie aus den Daten ersichtlich ist, stieg der Druckabfall im Versuchsverlauf bei den bloßen Rohren erheblich stärker an als bei den gerippten Rohren, was eine größere Koksdicke in den bloßen Rohren anzeigt. Der erheblich niedrigere Druckabfall bei den gerippten Rohren zeigt auch eindeutig, dass während des Versuchs kein Verstopfen stattfand. Tabelle 2 Rohrmetalltemperatur
Tabelle 2 zeigt die maximale Rohrmetalltemperatur, die mit einem Infrarotpyrometer wieder als Funktion der Betriebstage gemessen wurde. Wie zuvor beschrieben wurde, ist es von kritischer Bedeutung, die maximale Rohrmetalltemperatur zu verringern. Bei den gerippten Rohren waren, verglichen mit den konventionellen (bloßen) Rohren, die Rohrmetalltemperaturen während der gesamten Versuchsdauer erheblich niedriger, im Durchschnitt etwa 26ºC (47ºF).
Außerdem brauchten die innen gerippten Rohre viel weniger Zeit für die Entkokung als die konventionellen Rohre mit rundem Durchmesser. Beim Cracken von Ethan brauchten die konventionellen (bloßen) Rohre im Bereich von 8 bis 10 Stunden zum Entkoken, aber die gerippten Rohre brauchten einen Bereich von 4 bis 5 Stunden.
Ohne sich auf eine spezielle Theorie der Wirkungsweise festlegen zu wollen, scheint es so zu sein, dass die gerippten U-Rohre, die wie erfindungsgemäß beschrieben gestaltet sind, an der Position am Ort der Rippen Bruchzonen in der Koksschicht schaffen, so dass während des Entkokungsverfahrens insbesondere kleine Koksstücke dazu neigen, auf der Innenseite des Rohrs abzuplatzen oder wegzubrechen. Dies hat zwei extrem wichtige und unerwartete Auswirkungen, verglichen mit konventionellen bloßen Rohren. Erstens benötigt das Entkokungsverfahren weniger Zeit, wodurch der Ofen schneller den vollständigen Produktionsbetrieb wieder aufnehmen kann, was für den Betreiber einen erheblichen wirtschaftlichen Vorteil bedeutet. Zweitens begünstigen die Bruchzonen nur die Bildung relativ kleiner Koksteilchen, von denen gefunden wurde, dass sie die Rohre nicht verstopfen oder blockieren, nicht einmal Rohre mit vergleichsweise kleinem Durchmesser im Bereich von 3,05 bis 6,99 cm (1,2 bis 2,5 Zoll) und nicht einmal den gebogenen oder gekrümmten Abschnitt des "U" in Doppeldurchgangs-U-Rohren.
Eine bevorzugte Betriebsweise eines erfindungsgemäßen Ofens mit innen gerippten U-Rohren ist derart, dass der Aufbau der Koksschicht nicht im Übermaß erfolgt, um das Abplatzen kleiner Koksteilchen zu begünstigen. Vorzugsweise sollte die durchschnittliche Koksdicke das 1,5-fache der Rippenhöhe nicht übersteigen. Die Koksdicke in einem im Betrieb befindlichen Pyrolyseofen kann durch Fachleute aus Betriebsdaten des Ofens und Kenntnissen der Crackcharakteristika des Einsatzmaterials abgeschätzt werden. Die Koksdicke wird basierend auf gemessenen Rohrmetalltemperaturprofilen, gemessenem Druckabfall in den Rohren in der Strahlungseinhausung, der bekannten oder gemessenen Dichte und der Wärmeleitfähigkeit des Koks berechnet. Fachleute können die obigen gemessenen Parameter in wohlbekannten Fluidströmungs- und Wärmeübertragungsgleichungen verwenden, um die Koksdicke in einem im Betrieb befindlichen Ofen abzuschätzen und die Entkokungsvorgänge entsprechend terminlich festzusetzen.
Obwohl die vorliegende Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf einige bevorzugte Ausführungsformen beschrieben worden ist, sind andere Ausführungsformen möglich. Daher sollte der erfindungsgemäße Bereich nicht auf die Beschreibung der hier enthaltenen bevorzugten Ausführungsformen beschränkt werden.

Claims

1. Heizer zum Heizen eines Prozessfluids, der eine Strahlungseinhausungseinrichtung, in der eine Vielzahl von Doppeldurchgangsrohren angeordnet ist, die

(a) mindestens einen Einlassstrang in Fließverbindung mit

(b) mindestens einem Auslassstrang und

(c) eine gekrümmte röhrenförmige Einrichtung zur Schaffung von Fließverbindung zwischen dem Einlassstrang und dem Auslassstrang

umfasst, wobei jeder Auslassstrang mit inneren, im Allgemeinen längslaufenden Rippen ausgestattet ist,

eine Einrichtung zum Einbringen des Prozessfluids in den Einlassstrang,

eine Einrichtung, um die äußere Oberfläche der Doppeldurchgangsrohre Wärme auszusetzen,

eine Auslasseinrichtung zum Abkühlen und Auffangen des Prozessfluids aus dem Auslassstrang

umfasst.

2, Heizer nach Anspruch 1, bei dem der Einlassstrang mit inneren, im Allgemeinen längslaufenden Rippen versehen ist.

3. Heizer nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die gekrümmte röhrenförmige Einrichtung zur Schaffung von Fließverbindung zwischen dem Einlassstrang und dem Auslassstrang mit inneren, im Allgemeinen längslaufenden Rippen versehen ist.

4. Heizer nach Anspruch 1, der

eine Strahlungsabschnitt-Einhausungseinrichtung mit einer Vielzahl von darin angeordneten U-Rohren,

einen Einlassstrang zum Einbringen des Prozessfluids in die U-Rohre,

eine Einrichtung, um die äußere Oberfläche der U-Rohre Strahlungswärme auszusetzen,

eine Auslasseinrichtung zum Abkühlen und Auffangen des Prozessfluids aus jedem der U-Rohre

umfasst, wobei die Länge der U-Rohre mit inneren, im Allgemeinen längslaufenden Rippen ausgestattet ist.

5. Heizer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Innendurchmesser des U-Rohrs 3,2 cm bis 7,6 cm beträgt.

6. Heizer nach Anspruch 5, bei dem der Innendurchmesser des U- Rohrs 3,8 cm bis 6,4 cm beträgt.

7. Heizer nach Anspruch 6, bei dem der Innendurchmesser des U- Rohrs 5 cm bis 6,4 cm beträgt.

8. Heizer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das U-Rohr einen konstanten Durchmesser hat.

9. Heizer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die U- Rohre mit 8 bis 24 im Allgemeinen längslaufenden Rippen versehen sind, die um den Innenumfang der U-Rohre im Abstand angeordnet sind.

10. Heizer nach Anspruch 9, bei dem die U-Rohre mit 10 bis 18 im Allgemeinen längslaufenden Rippen versehen sind, die um den Innenumfang der U-Rohre im Abstand angeordnet sind.

11. Heizer nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die U- Rohre gebildet werden, indem zwei oder mehr röhrenförmige Abschnitte verbunden werden.

12. Heizer nach Anspruch 11, bei dem die Rippen an jeder Verbindung im Wesentlichen fluchten.

13. Heizer nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, bei dem das U- Rohr aus zwei röhrenförmigen Abschnitten und einer einzigen Verbindung gebildet ist, indem die beiden Rohrabschnitte miteinander verschweißt werden und die Schweißung im Wesentlichen vor direkter Strahlungswärme abgeschirmt ist.

14. Heizer nach Anspruch 13, bei dem die einzige Verbindung im Wesentlichen am Boden des U gefertigt ist.

15. Heizer nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem die Gesamtlänge jedes der U-Rohre 13 m bis 27 m beträgt.

16. Heizer nach Anspruch 15, bei dem die Gesamtlänge jedes der U-Rohre 15 m bis 27 m beträgt.

17. Heizer nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem das Verhältnis von Rippenhöhe zu Innendurchmesser im Bereich von 0,05 bis 0,20 liegt.

18. Heizer nach Anspruch 17, bei dem das Verhältnis von Rippenhöhe zu Innendurchmesser im Bereich von 0,07 bis 0,14 liegt.

19. Heizer nach einem der Ansprüche 1 bis 18, bei dem die inneren, im Allgemeinen längslaufende Rippen eine Rippenhöhe von 0,13 cm bis 1 cm haben.

20. Heizer nach einem der Ansprüche 1 bis 19, bei dem die inneren, im Allgemeinen längslaufenden Rippen einen Rippenspitzenradius im Bereich von 0,13 cm bis 0,65 cm haben.

21. Heizer nach einem der Ansprüche 1 bis 20, bei dem die inneren, im Allgemeinen längslaufenden Rippen einen im Wesentlichen gleichen Radius für den Rippenfuß und die Rippenspitze aufweisen.

22. Verfahren zur Herstellung von Olefinen unter Verwendung des Heizers gemäß Anspruch 1, bei dem

Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial vorgeheizt wird,

das vorgeheizte Einsatzmaterial in eine Vielzahl von Strahlerschlangen eingebracht wird,

die Strahlerschlangen durch eine Vielzahl von Brennern geheizt werden, um das thermische Cracken des Kohlenwasserstoffeinsatzmaterials herbeizuführen,

das gecrackte Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial aus der Strahlerschlange aufgefangen wird,

das gecrackte Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial abgekühlt wird,

mindestens ein Olefin aus dem gecrackten Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial gewonnen wird,

wobei jede der Strahlerschlangen

(a) mindestens einen Einlassstrang in Fließverbindung mit

(b) mindestens einem Auslassstrang und

umfasst, wobei jeder Auslassstrang mit inneren, im Allgemeinen längslaufenden Rippen ausgestattet ist.

23. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem der Einlassstrang mit inneren, im Allgemeinen längslaufenden Rippen versehen ist.

24. Verfahren nach Anspruch 22 oder Anspruch 23, bei dem die gekrümmte röhrenförmige Einrichtung zur Schaffung von Fließverbindung zwischen dem Einlassstrang und dem Auslassstrang mit inneren, im Allgemeinen längslaufenden Rippen versehen ist.

25. Verfahren nach Anspruch 22, bei dem Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial vorgeheizt wird, das vorgeheizte Einsatzmaterial in eine Vielzahl von Strahlerschlangen eingebracht wird,

die Strahlerschlangen durch eine Vielzahl von Brennern aufgeheizt werden, um das thermische Cracken des Kohlenwasserstoffeinsatzmaterials herbeizuführen,

das gecrackte Kohlenwasserstoffeinsatzmaterial abgekühlt wird,

mindestens ein Olefin aus der gecrackten Kohlenwasserstofffraktion gewonnen wird,

die Strahlerschlange von dem Koks entkokt wird, der sich durch die thermischen Crackreaktionen darin angesammelt hat,

wobei die Strahlerschlangen einen Einlassstrang und einen Auslassstrang umfassen, die unter Bildung einer U-Form miteinander verbunden sind und mit inneren, im Allgemeinen längslaufenden Rippen versehen sind und mit dem Entkokungsprozess der Strahlerschlange begonnen wird, bevor die Dicke des darin angesammelten Kokses eine Dicke übersteigt, die dafür ausreicht, dass während der Entkokungsstufe große Koksteilchen von der Rohroberfläche abplatzen und nachgeordnete Abschnitte der Strahlerschlange verstopfen.

26. Verfahren nach Anspruch 25, bei dem der Entkokungsprozess gestartet wird, bevor die durchschnittliche Koksdicke das etwa 1,5-fache der Höhe der Rippen übersteigt.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 26, bei dem die Strahlerschlangen der Definition in einem der Ansprüche 5 bis 21 entsprechen.

28. Verwendung von mit inneren, im Allgemeinen längslaufenden Rippen über deren gesamte Länge versehenen U-Rohren in einem befeuerten Heizer zum Aufheizen eines Prozessfluids, wobei der Heizer eine Strahlungsabschnitteinhausung mit einer Vielzahl darin angeordneter U-Rohre, einen Einlassverteilerkopf zur Einbringung des Prozessfluids in die U- Rohre und eine Vielzahl von Brennern, um die äußere Oberfläche der U-Rohre Strahlungswärme auszusetzen, umfasst.

29. Verwendung nach Anspruch 28, bei der die U-Rohre wie in einem der Ansprüche 5 bis 21 definiert sind.