ES2942785T3

ES2942785T3 - Sistema de enfriamiento y procedimiento para enfriar gas de craqueo de un horno de gas de craqueo

Info

Publication number: ES2942785T3
Application number: ES19000123T
Authority: ES
Inventors: Carsten Birk; Sebastian Drus
Original assignee: Borsig GmbH
Current assignee: Borsig GmbH
Priority date: 2018-03-09
Filing date: 2019-03-08
Publication date: 2023-06-06
Anticipated expiration: 2039-03-08
Also published as: US20200316548A1; US10981134B2; KR102461465B1; JP7364346B2; CN110243220A; EP3536763B1; BR102019004216A2; PL3536763T3; HUE062052T2; JP2019158332A; US20190275488A1; EP3536763A1; US10744474B2; CA3034486A1; DE102018002086A1; FI3536763T3; KR20190106798A

Abstract

La invención se refiere a un sistema de enfriamiento rápido para una planta de operación de un horno de gas de craqueo con materiales de partida tanto líquidos como gaseosos, que cuenta con un intercambiador de calor primario o PQE (10) y un intercambiador de calor secundario o SQE (11) y un intercambiador de calor terciario. o TQE (12) conectados en serie. Un intercambiador de línea de transferencia para operación dual o TLX-D (26) está dispuesto y diseñado como un intercambiador de calor terciario. El TLX-D (26) está conectado en serie con el Intercambiador de calor secundario o SQE (11) a través de una línea de suministro de gas TLX-D (24). El TLX-D (26) es a través de una descarga de agua de alimentación TLX-D (34) y un elevador TLX-D (46) y un tubo de bajada TLX-D (38) y el SQE (11) es a través de un tubo de bajada SQE (52) y un elevador SQE (57) conectado a un tambor de vapor (59), (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de enfriamiento y procedimiento para enfriar gas de craqueo de un horno de gas de craqueo

La invención se refiere a un sistema de enfriamiento y a un procedimiento para un sistema de enfriamiento para enfriar gas de craqueo de un horno de gas de craqueo con materia prima tanto líquida como gaseosa, que comprende un intercambiador de calor primario y un intercambiador de calor secundario y un intercambiador de calor terciario conectados en serie.

Para el funcionamiento de un horno de etileno, que también se denomina horno de craqueo de gas u horno de craqueo, existen diversas materias primas que se procesan posteriormente en un horno de craqueo. Dichas materias primas incluyen la nafta, también llamada alimentación de líquido, o el gas, también llamado alimentación gaseosa, con una elevada proporción de etileno. Ambas materias primas se calientan a alta temperatura en un horno de craqueo y, a continuación, se enfrían bruscamente con un sistema de enfriamiento, también conocido como QS.

Dependiendo de la materia prima, se necesita un sistema de enfriamiento o QS especialmente diseñado porque las propiedades físicas de las materias primas son diferentes. El gas como materia prima puede enfriarse más, por ejemplo de 900 °C a 150 °C, que una materia prima líquida, que se enfría de 900 °C a 350 °C, porque la condensación del gas solo comienza a temperaturas mucho más bajas.

Por consiguiente, un sistema de enfriamiento rápido para la alimentación de gas suele constar de un intercambiador de calor primario (PQE), un intercambiador de calor secundario (SQE) y un intercambiador de calor terciario (TQE).

Un sistema de enfriamiento para el modo de alimentación de líquido consta de un solo PQE y un SQE, que están conectados en serie. Un TQE, que siempre sirve como precalentador de agua de alimentación o precalentador de agua de alimentación de caldera, no se instala en una disposición de este tipo, y el PQE y el SQE se conectan cada uno como un evaporador y funcionan como tales.

Como ejemplo de una posible disposición del enfriador para un modo de funcionamiento de un sistema de enfriamiento rápido para el modo de alimentación de gas, se hace referencia al siguiente dibujo.

Como ejemplo de una posible disposición del enfriador para un modo de funcionamiento de un sistema de enfriamiento rápido para el modo de alimentación de líquido, también se hace referencia a un dibujo posterior.

El documento DE 102014018261 A1 debe mencionarse como estado de la técnica. El documento DE 102014918 261 A1 divulga un sistema de enfriamiento de enfriamiento con un enfriador de enfriamiento primario como intercambiador de calor de doble conducto y un enfriador de enfriamiento secundario como intercambiador de calor de haz de conductos con al menos un haz de conductos, en el que el haz de conductos está encerrado por una carcasa que forma un espacio de carcasa que se forma entre dos placas de conductos dispuestas a una distancia una de otra, entre las cuales los conductos del haz de conductos se mantienen a ambos lados en las placas de conductos.

Del documento US 2009/0030254 A1 se conoce un procedimiento y un aparato para craquear residuos líquidos de hidrocarburos con vapor, en el que se utiliza un separador de vapor/líquido para tratar la mezcla de vapor/líquido calentada y proporcionar un flujo de vapor con un contenido reducido de residuos. El procedimiento comprende: intercambiar indirectamente calor del residuo de destilación líquido con agua de alimentación o agua de alimentación de caldera para proporcionar residuo de destilación líquido y agua de alimentación precalentada; desviar al menos una parte del agua de alimentación precalentada a un tambor de vapor; y recuperar vapor que tenga una presión de vapor de al menos unos 4100 kPa del tambor de vapor. El aparato comprende, entre otras cosas, un horno de craqueo de alimentación de líquido, un separador de vapor/líquido y un intercambiador de calor primario, un intercambiador de calor secundario y un intercambiador de calor secundario adicional o un intercambiador de calor terciario.

Además, se conoce un intercambiador de calor para enfriar gas de craqueo en una planta de etileno a partir del documento DE 102006055973 A1, en el que los conductos del intercambiador de calor a través de los cuales fluye el gas de craqueo se insertan en sus respectivos extremos en una placa tubular y están rodeados por una camisa, en cuyas dos caras extremas está prevista en cada caso una cámara final, parcialmente delimitada por una de las placas tubulares, para el suministro y la descarga de gas de craqueo. El espacio interior del intercambiador de calor delimitado por la envoltura está atravesado por agua como medio refrigerante y está dividido por un tabique perpendicular a los conductos del intercambiador de calor y atravesado por los conductos del intercambiador de calor en dos espacios parciales situados uno detrás del otro en la dirección del flujo del gas de craqueo, cada uno de los cuales está provisto de su propia conexión de entrada y su propia conexión de salida para el medio refrigerante.

Como ejemplo adicional de un proceso ya aplicado para hornos de gas de craqueo con el modo de funcionamiento de un sistema de enfriamiento para el modo de alimentación de gas y el modo de alimentación de líquido, se hace referencia a continuación a un dibujo posterior.

Para poder hacer funcionar un sistema de enfriamiento con materias primas líquidas y gaseosas, deben instalarse un PQE, un SQE y un TQE. En el caso de funcionamiento con alimentación de líquido, el TQE debe derivarse por el lado del gas.

Con un circuito de derivación de este tipo, el modo de funcionamiento actual de un sistema de enfriamiento rápido para la alimentación de gas, así como para la alimentación de líquido según el estado de la técnica, se lleva a cabo de acuerdo con el siguiente dibujo. En una operación de alimentación de gas, una válvula de entrada de gas situada delante de una conexión de entrada de gas de un TQE está abierta y una válvula de derivación situada en la derivación del TQE está cerrada. En la operación de alimentación de líquido, la válvula de entrada de gas está cerrada y la válvula de derivación está abierta.

Las desventajas de la disposición aplicada de un sistema de enfriamiento rápido para un modo de funcionamiento de alimentación de gas así como de alimentación de líquido según el estado de la técnica son que dicha disposición con control de derivación requiere mucho espacio y, por lo tanto, ocasiona costos elevados, aparte del hecho de que la disposición técnica y el modo de funcionamiento no pueden cumplir suficientemente los requisitos impuestos a dicho sistema de enfriamiento rápido con respecto a la fiabilidad, la facilidad de reparación y el mantenimiento.

La tarea de la invención es crear un sistema de enfriamiento y un procedimiento para un sistema de enfriamiento para el enfriamiento de gas de craqueo de un horno de gas de craqueo con materiales de partida tanto líquidos como gaseosos, que mejore las elevadas exigencias sobre la disposición técnica y el modo de funcionamiento con respecto a la fiabilidad y los costos y garantice una posibilidad sencilla con respecto a los trabajos de reparación y mantenimiento necesarios.

La presente tarea de la invención se resuelve de acuerdo con el género mediante un sistema de enfriamiento de acuerdo con la reivindicación 1 y un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, en el que un intercambiador de línea de transferencia para funcionamiento dual o TLX-D para abreviar está dispuesto y diseñado como intercambiador de calor terciario, que el TLX-D está conectado en serie con un Intercambiador de Calor Secundario o SQE a través de una línea de suministro de gas TLX-D y que el TLX-D está conectado a través de una línea de descarga de agua de alimentación TLX-D con una válvula de descarga de agua de alimentación TLX-D montada en la misma y un conducto de subida TLX- D, con una válvula de subida TLX-D instalada en el mismo, y un conducto de bajada TLX-D, con una válvula de bajada TLX-D instalada en el mismo, y el SQE está conectado a un tambor de vapor a través de un conducto de bajada SQE y un conducto de subida SQE, que está conectado a una línea de agua de alimentación, y que el TLX-D tiene una línea de suministro de agua de alimentación TLX-D con una válvula de línea de suministro de agua de alimentación TLX-D dispuesta en la misma, que para TLX-D a través de la línea de bajada TLX-D y el conducto de subida TLX-D se proporciona una refrigeración del TLX-D en circulación natural y que para TLX-D a través de la línea de suministro de agua de alimentación TLX-D dispuesta y el drenaje de agua de alimentación TLX-D se proporciona una refrigeración del TLX-D en circulación forzada.

El TLX-D está ventajosamente dispuesto y diseñado para un funcionamiento dual de tal manera que el TLX-D tiene deflectores dispuestos a una distancia uno del otro, los deflectores están dispuestos en el interior del TLX-D encerrado por la camisa del TLX-D perpendicular a una línea central del TLX-D dispuesto horizontalmente y la disposición y posición de los deflectores está predeterminada sobre la base del modo de alimentación de líquido con generación adicional de vapor.

Otra ventaja consiste en que, en el interior del TLX-D, un primer deflector está montado a una distancia predeterminada de la conexión de entrada de agua de alimentación del TLX-D y el primer deflector desvía un flujo de agua de alimentación del lado de la camisa en 180° y tiene una sección transversal de flujo de agua de alimentación libre, cuya altura máxima, en función de las condiciones de proceso predeterminadas, oscila entre el 10% y el 40%, preferentemente entre el 15 % y el 25 % del diámetro interior de la camisa del TLX-D. Además, un segundo deflector está dispuesto en el interior de la TLX-D a una distancia predeterminada del primer deflector, que desvía el agua de alimentación en 180° y tiene una sección transversal de flujo de agua de alimentación libre. Se proporciona una disposición adicional de deflectores en función de la longitud del TLX-D hasta la conexión de salida del agua de alimentación del TLX-D.

Otra característica es que una longitud respectiva de un TLX-D está predeterminada con condiciones de proceso predeterminadas en el lado del gas y del agua/vapor y que un número de deflectores dispuestos es variable en función de las condiciones de proceso predeterminadas, en las que la distancia de los deflectores respectivos entre sí está en un intervalo de aproximadamente 100 mm a 800 mm, preferentemente en 300 mm a 600 mm.

Una ventaja adicional es que en el TLX-D, con el agua de alimentación fluyendo perpendicularmente a la línea central del TLX-D a través del TLX-D dispuesto horizontalmente, los deflectores están diseñados para ser aplanados en la región superior y que se forme un volumen libre o espacio de vapor por debajo de los conductos de subida del TLX-D.

Una ventaja adicional es que en el TLX-D el aplanamiento de los deflectores es tan pequeño que, por un lado, no se produce un flujo de derivación no deseado cuando el TLX-D funciona como precalentador de agua de alimentación en modo de alimentación de gas y, por otro lado, es tan grande que la parte de vapor producida parcialmente por la transición de fase del agua puede descargarse completamente cuando el TLX-D funciona como evaporador en modo de alimentación de líquido. Preferentemente, la altura máxima de la sección transversal del aplanamiento se forma en un intervalo de aproximadamente 5 mm a 40 mm, preferentemente de 10 mm a 15 mm.

En un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9 para un sistema de enfriamiento rápido para enfriar gas de craqueo de un horno de gas de craqueo con materia prima tanto líquida como gaseosa, se ha encontrado que es particularmente ventajoso que un intercambiador de línea de transferencia diseñado como intercambiador de calor terciario se conmute para funcionamiento dual o TLX-D y que el TLX-D funcione como precalentador de agua de alimentación en modo de alimentación de gas cuando la materia prima es gaseosa y como evaporador en modo de alimentación de líquido cuando la materia prima es líquida, en el que, en el modo de alimentación de gas, la válvula de entrada de agua de alimentación TLX-D y la válvula de salida de agua de alimentación TLX-D están abiertas y la válvula de la línea de caída TLX-D y la válvula del conducto de subida TLX-D están cerradas, en que, en el TLX-D en modo de alimentación de líquido, la válvula de línea de caída TLX-D y la válvula elevadora TLX-D están abiertas y la válvula de suministro de agua de alimentación TLX-D y la válvula de descarga de agua de alimentación TLX-D están cerradas, y en que el agua de alimentación se suministra al tambor de vapor a través de una línea de suministro de agua de alimentación adjunta.

Otra ventaja del proceso es que el agua de alimentación se introduce en el TLX-D a través de la válvula de suministro de agua de alimentación TLX-D abierta en el lado de la camisa en el principio de contracorriente contra la dirección de flujo del gas de craqueo gaseoso, por lo que el agua de alimentación se enfría a una temperatura predeterminada.

Otra ventaja es que en el TLX-D el agua de alimentación guiada se calienta a temperaturas de aprox. 150 °C a 300 °C por el calor disipado del gas de craqueo. También resulta ventajoso que en el TLX-D, en el modo de alimentación de líquido, la válvula de bajada TLX-D y la válvula de subida TLX-D se abren y la válvula de suministro de agua de alimentación TLX-D y la válvula de descarga de agua de alimentación TLX-D se cierran, y el agua de alimentación se introduce en el tambor de vapor a través de una línea de suministro de agua de alimentación adjunta.

Otra ventaja consiste en que el intercambiador de calor dual TLX-D está integrado en el sistema de vapor saturado del sistema de enfriamiento, donde el agua del tambor de vapor es conducida a través del conducto de bajada TLX-D y la válvula de conducto de bajada TLX-D abierta a la distribución a las conexiones de conducto de bajada TLX-D conectadas al TLX-D Además, es ventajoso que en el TLX-D el agua se guíe desde el tambor de vapor a través del conducto de bajada TLX-D por el lado de la carcasa hasta las conexiones del conducto de subida TLX-D, que están dispuestas frente a las conexiones del conducto de bajada TLX-D, por lo que el gas de craqueo que fluye a través del TLX-D no se enfría significativamente, no más del 15% de enfriamiento de la temperatura de entrada del gas de craqueo, preferentemente menos del 10%. Una ventaja particular consiste en que en el TLXD, debido a la conducción especial del flujo de agua, una temperatura de entrada del gas de craqueo próxima a 50 °C, preferentemente inferior a 30 °C, está por encima del intervalo de la temperatura del vapor saturado y en el lado del agua o de la camisa del TLX-D, debido a la transición de fase parcial del agua, una pequeña cantidad de vapor generado, menos de 10t/h de vapor, preferentemente menos de 5t/h de vapor, se genera en el lado del agua o en el lado de la camisa de la camisa TLX-D debido a la transición parcial de fase del agua y el vapor se introduce en el tambor de vapor a través del conducto de subida TLX-D, a través del conducto de subida TLX-D, a través de la válvula abierta del conducto de subida TLX-D y del conducto de subida del tambor de vapor TLX-D.

Como ventaja adicional, se ha comprobado que, al diseñar el volumen libre o el espacio de vapor o el aplanamiento de los deflectores, se tiene en cuenta que el aplanamiento de los deflectores se determina para que sea tan pequeño que, por un lado, no se produzca un flujo de derivación no deseado al hacer funcionar el TLX-D el precalentador de agua de alimentación en modo de alimentación de gas, y tan grande que, por otro lado, la porción de vapor resultante de la transición de fase parcial del agua se elimine completamente cuando el TLX-D funcione como evaporador en modo de alimentación de líquido, en el que la altura máxima de la sección transversal del aplanamiento se forma en un intervalo de aproximadamente 5 mm a 40 mm, preferentemente de 10 mm a 15 mm.

El TLX-D está ventajosamente dispuesto y configurado para un funcionamiento dual, de tal manera que el TLX-D puede utilizarse tanto en modo de alimentación de gas como en modo de alimentación de líquido, y de tal manera que el TLX-D está previsto para dicho funcionamiento dual como precalentador de agua de alimentación y como evaporador.

En la disposición ventajosa del TLX-D, el control del modo de funcionamiento se realiza a través del circuito de agua/vapor en lugar de a través del lado de gas de la alimentación de gas desde el PQE y el SQE.

Otros detalles y ventajas de la invención se explican más detalladamente con referencia a una realización de ejemplo que se muestra en el dibujo. En él:

Fig. 1 muestra una disposición esquemática de un sistema de enfriamiento para el modo de funcionamiento de un sistema de enfriamiento rápido para alimentación de gas según la técnica anterior;

Fig. 2 muestra una disposición esquemática de un sistema de enfriamiento para el modo de funcionamiento de un sistema de enfriamiento para alimentación de líquido según el estado de la técnica;

Fig. 3 muestra una disposición esquemática de un sistema de enfriamiento para el modo de funcionamiento de un sistema de temple para alimentación de gas y alimentación de líquido con derivación según el estado de la técnica; Fig. 4 muestra un ejemplo de realización preferido de una disposición de un sistema de enfriamiento para el modo de funcionamiento de un sistema de enfriamiento rápido para alimentación de gas y alimentación de líquido según la presente invención y

Fig. 5 muestra un ejemplo de realización preferido de una disposición de un intercambiador de línea de transferencia para el modo de funcionamiento de un sistema de enfriamiento rápido para alimentación de gas y alimentación de líquido según la presente invención.

En la Fig. 1, se muestra una disposición esquemática conocida de un sistema de enfriamiento para el funcionamiento de un sistema de temple para el modo de alimentación de gas. Un PQE 10 indicado y un SQE 11 y un TQE 12 están conectados en serie. El PQE 10 y el SQE 11 están conectados como evaporadores, mientras que el TQE 12 funciona como precalentador de agua. El gas de craqueo procedente del horno de craqueo (no mostrado) se alimenta al PQE 10, al SQE 11 y al TQE 12 en la dirección de las flechas 13 indicadas.

En la Fig. 2, se muestra una disposición esquemática conocida de un sistema de enfriamiento para el funcionamiento de un sistema de enfriamiento rápido en modo de alimentación de líquido. Un PQE 10 y un SQE 11 están conectados en serie y funcionan como evaporadores. No se instala un TQE, que siempre funciona como precalentador de agua o precalentador de agua de alimentación de caldera, también denominado precalentador BFW para abreviar. El gas de craqueo procedente del horno de craqueo, que no se muestra, se alimenta al PQE 10 y al SQE 11 en la dirección de las flechas 13 indicadas.

En la Fig. 3, se muestra una disposición esquemática conocida de un sistema de enfriamiento para el funcionamiento de un sistema de enfriamiento rápido para el modo de alimentación de gas y el modo de alimentación de líquido. Un PQE 10 indicado y un SQE 11 y un TQE 12 están conectados en serie. El PQE 10 y el SQE 11 funcionan como evaporadores, mientras que el TQE 12 funciona como precalentador de agua. Una línea de derivación 16 está conectada en paralelo entre una conexión de entrada de gas TQE 14 y una conexión de salida de gas TQE 15 en la dirección de la flecha del TQE 12 dispuesto horizontalmente. El conducto de derivación 16 se bifurca delante de una válvula de suministro TQE 17 dispuesta en la conexión de entrada de gas TQE 14 del TQE 12. En el conducto de derivación 16 se ha dispuesto una válvula de derivación TQE 18. El gas de craqueo procedente de un horno de craqueo no representado se alimenta al PQE 10 y al SQE 11 y al TQE 12 en la dirección de las flechas 13 indicadas.

En la Fig. 4, se muestra esquemáticamente un ejemplo preferido de disposición de un sistema de enfriamiento ventajoso para el modo de alimentación de gas, así como para el modo de alimentación de líquido. Para una mejor visión de conjunto, solo se muestra esquemáticamente un PQE. Solo se muestra un conducto 20 procedente del PQE 10 e indicado por una flecha, que conduce gas de craqueo en la dirección de la flecha a la conexión de entrada de gas SQE 21 de un intercambiador de calor secundario o SQE 11 para abreviar.

El SQE 11 dispuesto horizontalmente está conectado en serie en el lado del gas de separación con un intercambiador de línea de transferencia para funcionamiento dual, que también está dispuesto horizontalmente y se denomina TLX-D 26 para abreviar. Un gas de craqueo a enfriar entra en la conexión de entrada de gas SQE 21 a través del conducto previsto 20 y fluye a través del SQE 11 hasta la conexión de salida de gas SQE 23. A través de un conducto de suministro de gas TLX-D dispuesto 24, el gas de craqueo fluye a través de una conexión de entrada de gas TLX-D 25 hasta la conexión de salida de gas TLX-D 27 del TLX-D 26.

El SQE 11 está conectado a un tambor de vapor 59 en el lado de refrigeración o en el lado de agua/vapor o en el lado de la carcasa a través de un conducto de caída de SQE 52 y un conducto de subida de SQE 57. El SQE 11 se enfría en circulación natural a través de la línea de caída SQE 52 y el conducto de subida SQE 57.

El TLX-D 26 se conecta además al tambor de vapor 59 a través de una línea de bajada TLX-D adjunta 38 que incluye una válvula de línea de bajada TLX-D 39 dispuesta en la misma y a través de un conducto de subida TLX-D adjunta 46 que incluye una válvula de conducto de subida TLX-D 47 dispuesta en la misma. El TLX-D 26 se enfría en circulación natural a través del conducto de bajada TLX-D 38 y el conducto de subida TLX-D 46.

Además, el TLX-D 26 está conectado a una línea de suministro de agua de alimentación TLX-D 30 que incluye una válvula de suministro de agua de alimentación TLX-D 31 dispuesta en la misma y está conectado al tambor de vapor 59 a través de una línea de descarga de agua de alimentación TLX-D 34 que incluye una válvula de descarga de agua de alimentación TLX-D 35 dispuesta en la misma. El TLX-D 26 se enfría en circulación forzada a través de la línea de suministro de agua de alimentación TLX-D 30 y la línea de descarga de agua de alimentación TLX-D 34.

Para una explicación más detallada del modo de funcionamiento del TLX-D 26, el SQE 11 no se considerará en lo sucesivo.

El TLX-D 26 puede funcionar preferentemente en dos variantes diferentes. Dependiendo del gas de craqueo que se vaya a procesar, el TLX-D 26 funciona como precalentador del agua de alimentación en el modo de alimentación de gas para las materias primas gaseosas y como evaporador en el modo de alimentación de líquido para las materias primas líquidas. En la introducción ya se ha proporcionado una explicación más detallada de este modo de funcionamiento diferente, por lo que no es necesaria una descripción adicional.

En el modo de funcionamiento de alimentación de gas de TLX-D 26, que funciona entonces como precalentador de agua de alimentación, la válvula 31 de suministro de agua de alimentación de TLX-D y la válvula 35 de descarga de agua de alimentación de TLX-D están abiertas y la válvula 39 de la línea de bajada de TLX-D y la válvula 47 del conducto de subida de TLX-D están cerradas; es decir, la línea de bajada de TLX-D 38 y el conducto de subida de TLX-D 46 están bloqueados y ya no funcionan.

El agua de alimentación o el suministro de agua de alimentación de la caldera se suministra mediante una bomba, no mostrada, a través de la línea de suministro de agua de alimentación TLX-D 30 a través de la válvula de suministro de agua de alimentación TLX-D 31 abierta a la conexión de entrada de agua de alimentación TLX-D 32 de TLX-D 26. De este modo, el agua de alimentación fluye a través del TLX-D 26 por el lado de la camisa en contracorriente, es decir, en contra de la dirección del flujo del gas de craqueo, hasta la conexión de salida de agua de alimentación 33 del TLX-D. Debido a la conducción especialmente eficaz del flujo del agua de alimentación a través del TLX-D 26 en principio de contracorriente, el gas de craqueo, que fluye desde la conexión de entrada de gas TLX-D 25 a través del TLX-D 26 en el lado del conducto hasta la conexión de salida de gas TLX-D 27, se enfría a una temperatura predeterminada de manera eficaz. El agua de alimentación conducida absorbe el calor disipado, calentando el agua de alimentación a temperaturas de aprox. 150 °C a aprox. 300 °C. El agua de alimentación calentada sale del TLX-D 26 a través del puerto de salida de agua de alimentación del TLX-D acoplado 33 y se introduce en el tambor de vapor 59 a través del drenaje de agua de alimentación del TLX-D dispuesto 34 y a través de la válvula de drenaje de agua de alimentación del TLX-D abierta 35 a través de un puerto de agua de alimentación del tambor de vapor del TLX-D 36 acoplado al tambor de vapor 59.

En el modo de funcionamiento de alimentación de líquido de TLX-D 26, que entonces funciona como evaporador, la válvula 39 de la línea de caída de TLX-D y la válvula 47 del conducto de subida de TLX-D están abiertas y la válvula 31 de suministro de agua de alimentación de TLX-D y la válvula 35 de descarga de agua de alimentación de TLX-D están cerradas; es decir, la línea 30 de suministro de agua de alimentación de TLX-D y la línea 34 de descarga de agua de alimentación de TLX-D están bloqueadas y no funcionan. El suministro de agua de alimentación al tambor de vapor 59 se realiza a través de un conducto de suministro de agua de alimentación 49 y una conexión de agua de alimentación 50 dispuestos en el tambor de vapor. El agua de alimentación necesaria se suministra al tambor de vapor 59 en modo de alimentación de líquido desde una fuente externa. Este suministro externo de agua de alimentación no influye en el modo de funcionamiento del TLX-D 26 y, por lo tanto, no se tiene en cuenta.

El TLX-D 26 está integrado en el sistema de vapor saturado del sistema de enfriamiento. El agua del tambor de vapor 59 pasa a través del conducto de bajada TLX-D 37, a través del conducto de bajada TLX-D 38, a través de la válvula abierta del conducto de bajada TLX-D 39 a la distribución a las conexiones de bajada TLX-D 40, 41, 42, las cuales están unidas al TLX-D 26. El TLX-D 26 es atravesado por el agua del lado de la camisa desde las conexiones de bajada TLX-D 40, 41, 42 hasta las conexiones de subida TLX-D 43, 44, 45 opuestas. Cuando fluye a través de TLX-D 26, el gas de craqueo que fluye desde la conexión de entrada de gas TLX-D 25 a través del lado del conducto TLX-D 26 hasta la conexión de salida de gas TLXD 27 no se enfría significativamente, no más del 15% de enfriamiento de la temperatura de entrada de gas de craqueo, preferentemente menos del 10%, ya que la temperatura de entrada de gas de craqueo está cerca de 50 °C, preferentemente menos de 30 °C, por encima del rango de la temperatura de vapor saturado del agua. Por lo tanto, solo se genera una pequeña cantidad de vapor, menos de 10 t/h de vapor, preferentemente 5 t/h de vapor, en el lado del agua o en el lado de la carcasa del TLX-D 26, que se alimenta a través de las conexiones de conducto de subida 43, 44, 45 del TLX-D, a través del conducto de subida 46 del TLX-D y a través de la válvula de conducto de subida 47 del TLX-D abierta y a través de las conexiones de conducto de subida 48 del tambor de vapor 48 del TLX-D al tambor de vapor 59. El diseño preferido permite que el TLX-D 26 funcione con una potencia de salida muy baja. Esta operación evita el enfriamiento del gas de craqueo por debajo de la temperatura de condensación sin necesidad de puentear un TQE convencional.

Las ventajas en el ejemplo de la realización preferida son que se pueden reducir costos significativos al evitar un circuito de derivación en el lado del gas y se puede eliminar el costoso requisito de espacio asociado.

Para el funcionamiento dual, se realizan cambios técnicos significativos en el TLX-D 26 en comparación con un TQE convencional.

En el ejemplo de realización, la conexión 32 de entrada de agua de alimentación de TLX-D y la conexión 33 de salida de agua de alimentación de TLX-D para un TLX-D que funcione en modo de alimentación de gas como precalentador de agua de alimentación están dispuestas preferentemente en el TLXD 26. Además, las conexiones 40, 41, 42 y las conexiones 43, 44, 45 del conducto de bajada de TLX-D y las conexiones 43, 44, 45 del conducto de subida de TLX-D están dispuestas preferentemente para un TLX-D 26 que funcione en modo de alimentación de líquido como evaporador.

La conexión 32 de entrada de agua de alimentación TLX-D y la conexión 33 de salida de agua de alimentación TLX-D del TLX-D 26 dispuesto horizontalmente están situadas respectivamente delante de la conexión 27 de salida de gas TLX-D y detrás de la conexión 25 de entrada de gas TLX-D en la parte inferior y superior de la camisa 28 TLX-D. El agua de alimentación se suministra a través de la conexión de entrada de agua de alimentación TLX-D 32 proporcionada en la parte inferior de la camisa TLX-D 28, y el agua de alimentación precalentada se descarga a través de la conexión de salida de agua de alimentación TLX-D 33 proporcionada en el lado superior de la camisa TLX-D 28.

El número y la posición horizontal de los conductos de bajada TLX-D 40, 41, 42 y de los conductos de subida TLX-D 43, 44, 45 se predeterminan en función de la producción de vapor requerida; es decir, el número de conductos de subida TLX-D y de conductos de bajada TLX-D mostrado en la Fig. 4 es variable. El agua se suministra a través de las conexiones de conducto de bajada TLX-D 40, 41, 42 en la parte inferior de la camisa TLX-D 28 y el agua/vapor se descarga a través de las conexiones de conducto de subida TLX-D 43, 44, 45 en la parte superior de la camisa TLX-D de la TLX-D 26 instalada horizontalmente.

La disposición y posición de los deflectores 62 en el interior del TLX-D 29 encerrado por la camisa TLX-D 28 del TLX-D 26 están predeterminadas debido al enfriamiento del gas de separación en el modo de alimentación de gas. Los deflectores 62 tienen una forma especial, que se muestra y describe más adelante. Dicha disposición y ubicación de los deflectores 62 de TLX-D 26 se muestran en la Fig. 5.

En una vista superior de la Fig. 5, se muestra un flujo de agua de alimentación 65 del lado de la camisa en modo de alimentación de gas indicado por una línea serpenteante. El agua de alimentación entra en el TLX-D 26 a través del puerto 32 de entrada de agua de alimentación del TLX-D y es desviada 180° por un primer deflector 63 montado en el interior del TLX-D 29 a una distancia predeterminada del puerto de entrada de agua de alimentación, fluyendo a través de una sección 60 de flujo libre de agua de alimentación, cuya sección transversal se muestra en la sección A-A y tiene una altura máxima, en función de las condiciones de proceso predeterminadas, comprendida entre el 10% y el 40%, preferentemente entre el 15% y el 25%, del diámetro de la camisa TLX-D 28. También en el caso de un segundo deflector 64 dispuesto en el espacio interior TLX-D 29 del TLX-D 26 a una distancia predeterminada del primer deflector 63, el agua de alimentación se desvía 180° y pasa por una segunda sección de flujo de agua de alimentación libre.

Este proceso se repite en función de la longitud de TLX-D 26 hasta la conexión de salida de agua de alimentación de TLX-D 33. La longitud respectiva de un TLX-D 26 se predetermina con unas condiciones de proceso exactas dadas en el lado del gas y del agua/vapor. El número de deflectores dispuestos 62 es variable en función de las condiciones de proceso predeterminadas. La distancia de los deflectores respectivos entre sí está en un rango de aproximadamente 100 mm a 800 mm, pero preferentemente de 300 mm a 600 mm.

En una vista lateral de la Fig. 5, se muestra un flujo de agua/vapor del lado de la camisa 66 indicado por flechas en modo de alimentación de líquido. El agua entra en el TLX-D 26 por el lado de la camisa a través de las conexiones 40, 41, 42 y atraviesa el TLX-D verticalmente. Mientras el agua atraviesa el TLX-D 26 verticalmente, tiene lugar una transición de fase parcial del agua. Así, además de agua, también hay un componente de vapor. Por lo tanto, debe garantizarse que el vapor que se produzca se descargue a través de las conexiones de conducto de subida 43, 44, 45 del TLX-D. Por esta razón, los deflectores 62 están aplanados en la zona superior. De este modo, se crea un volumen libre o espacio de vapor 61 debajo de los conductos de subida TLX-D 43, 44, 45 en el que fluye el vapor y se descarga a través de los conductos de subida TLX-D 43, 44, 45.

Al diseñar el volumen libre o espacio de vapor 61 o el aplanamiento de los deflectores 62, debe tenerse en cuenta que el aplanamiento de los deflectores es tan pequeño que, por un lado, no se produce ningún flujo de derivación no deseado cuando el TLX-D 26 funciona como precalentador de agua de alimentación en modo de alimentación de gas, y es tan grande que, por otro lado, la porción de vapor producida puede descargarse completamente cuando el TLX-D funciona como evaporador en modo de alimentación de líquido. La altura máxima de la sección transversal del aplanamiento debe formarse en un intervalo de aproximadamente 5 mm a 40 mm, preferentemente de 10 mm a 15 mm.

Para un funcionamiento seguro de un TLX-D 26 en modo dual, es crucial un cambio en el número y la posición de las conexiones del conducto de bajada TLXD y del conducto de subida TLX-D, así como un diseño formado de los deflectores. Por lo tanto, las condiciones de proceso especificadas deben ser consideradas cuidadosamente cuando se diseña un TLX-D 26.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Sistema de enfriamiento para una planta de enfriamiento de gas de craqueo de un horno de gas de craqueo con materia prima tanto líquida como gaseosa, que comprende un intercambiador de calor primario o PQE (10) y un intercambiador de calor secundario o SQE (11) y un intercambiador de calor terciario o TQE (12) que están conectados en serie, caracterizado porque un intercambiador de línea de transferencia para operación dual o TLX-D (26) está dispuesto y diseñado como intercambiador de calor terciario, porque el TLX-D (26) está conectado en serie con el intercambiador de calor secundario SQE (11) a través de un conducto de alimentación de gas TLX-D (24), y porque el TLXD (26) está conectado en serie a través de un conducto de descarga de agua de alimentación TLX-D (34) con una válvula de descarga de agua de alimentación TLX-D (35) montada en él y un conducto de subida TLX-D (46) con una válvula de conducto de subida TLX-D (47) montada en él y un conducto de bajada TLX-D (38) con una válvula de conducto de bajada TLX-D (39) montada en él y el SQE (11) está conectado a un tambor de vapor (59) a través de un conducto de bajada SQE (52) y un conducto de subida SQE (57), que está conectado a un conducto de agua de alimentación (49), y porque el TLX-D (26) presenta un conducto de suministro de agua de alimentación TLX-D (30) con una válvula de suministro de agua de alimentación TLX-D (31) montada en él, una refrigeración de TLX-D (26) en circulación natural se prevé a través del conducto de bajada TLX-D (38) y el conducto de subida TLX-D (46), y porque una refrigeración de TLX-D (26) en circulación forzada se prevé para TLX-D (26) a través del conducto de suministro de agua de alimentación TLX-D (30) dispuesto y el conducto de descarga de agua de alimentación TLX-D (34).

2. Sistema de enfriamiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el TLX-D (26) presenta deflectores (62) dispuestos a distancia unos de otros, porque los deflectores (62) están dispuestos en el interior del TLX-D (29) encerrado por la camisa TLX-D (28) perpendicularmente a una línea central TLX-D (67) del TLX-D (26) dispuesto horizontalmente, en donde la disposición y la ubicación de los deflectores (62) están predeterminadas en función de la generación de vapor que se produce adicionalmente durante el modo de alimentación de líquido.

3. Sistema de enfriamiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque un primer deflector (63) está instalado en el interior TLX-D (29) del TLX-D (26) a una distancia predeterminada de la conexión de entrada de agua de alimentación TLX-D (32), porque el primer deflector (63) desvía un flujo de agua de alimentación del lado de la camisa en 180° y presenta una sección transversal de flujo de agua de alimentación libre (60) cuya altura máxima, en función de las condiciones de proceso predeterminadas, está comprendida en un intervalo del 10 % al 40 %, preferentemente del 15 % al 25 % del diámetro interior de la camisa TLX-D (68), porque un segundo deflector (64) está dispuesto en el interior TLX-D (29) del TLX-D (26) a una distancia predeterminada del primer deflector (63), que desvía el agua de alimentación en 180° y presenta una sección transversal de flujo de agua de alimentación libre (60) , y porque se prevé otra disposición de deflectores en función de la longitud del TLX-D (26) hasta la conexión de salida de agua de alimentación del TLX-D (33).

4. Sistema de enfriamiento de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque una longitud respectiva de un TLX-D (26) está predefinida con condiciones de proceso predeterminadas en el lado del gas y del agua/vapor y porque un número de deflectores dispuestos (62) es variable en función de las condiciones de proceso predeterminadas, en donde la distancia de los deflectores respectivos entre sí está en un intervalo de aproximadamente 100 mm a 800 mm o limitada a 300 mm a 600 mm.

5. Sistema de enfriamiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque en el TLX-D (26) los deflectores (62) dispuestos con agua de alimentación que fluye perpendicularmente a la línea central del TLX-D (67) a través del TLX-D dispuesto horizontalmente están aplanados en la región superior y porque se forma un volumen libre o un espacio de vapor (61) debajo de los conductos de subida del TLX-D (43, 44, 45).

6. Sistema de enfriamiento de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque el aplanamiento de los deflectores (62) se mantiene tan pequeño que, por un lado, no se produce ningún flujo de derivación no deseado durante el funcionamiento del TLX-D (26) como precalentador de agua de alimentación en el modo de alimentación de gas, y está diseñado para ser lo suficientemente grande que, por otro lado, la porción de vapor resultante de la transición de fase parcial del agua pueda descargarse completamente durante el funcionamiento del TLX-D (26) como evaporador en el modo de alimentación de líquido, y porque la altura máxima de la sección transversal del aplanamiento esté diseñada en un intervalo de aproximadamente 5 mm a 40 mm, preferentemente de 10 mm a 15 mm.

7. Procedimiento para un sistema de enfriamiento para la refrigeración de gases de craqueo de un horno de gas de craqueo con materiales de partida tanto líquidos como gaseosos, que comprende un PQE (10) y un SQE (11) y un TQE (12), de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque un intercambiador de línea de transferencia diseñado como intercambiador de calor terciario está conectado para funcionamiento dual o TLX-D (26), porque el TLX-D (26) funciona como precalentador de agua de alimentación en el caso de materia prima gaseosa en modo de alimentación de gas y como evaporador en el caso de materia prima líquida en modo de alimentación de líquido, porque, en el modo de alimentación de gas, la válvula de entrada de agua de alimentación de TLX-D (31) y la válvula de salida de agua de alimentación de TLX-D (35) están abiertas y la válvula TLX-D de línea de caída (39) y la válvula del conducto de subida (47) de TLX-D están cerradas, porque, en el caso del TLX-D (26) en modo de alimentación de líquido, la válvula del conducto de bajada (39) de TLX-D y la válvula del conducto de subida (47) de TLX-D están abiertas y la válvula de suministro de agua de alimentación (31) de TLX-D y la válvula de descarga de agua de alimentación (35) de TLX-D están cerradas, y porque el agua de alimentación se suministra al tambor de vapor (59) a través de una línea de suministro de agua de alimentación (49) adaptada.

8. Procedimiento para un sistema de enfriamiento de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque el agua de alimentación se conduce en el TLXD (26) a través de la válvula del conducto de suministro de agua de alimentación (31) del TLX-D abierta en el lado de la camisa en principio de contracorriente contra la dirección de flujo del gas de craqueo gaseoso, enfriándose el agua de alimentación a una temperatura predeterminada.

9. Procedimiento para un sistema de enfriamiento de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque en el TLXD (26) el agua de alimentación es conducida por el lado de la camisa a través de la válvula del conducto de suministro de agua de alimentación (31) del TLX-D abierta en el principio de contracorriente contra la dirección del flujo del gas de craqueo gaseoso, en donde el agua de alimentación conducida se calienta a temperaturas de aprox.

150 °C a aprox. 300 °C por el calor disipado del gas de craqueo.

10. Procedimiento para un sistema de enfriamiento de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque en el TLX-D (26) en modo de alimentación de líquido, el agua de alimentación es conducida al tambor de vapor (59) a través del conducto de suministro de agua de alimentación (49) adjunto y una conexión de agua de alimentación (50) dispuesta en el tambor de vapor.

11. Procedimiento para un sistema de enfriamiento rápido de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque el intercambiador de calor doble TLXD o TLX-D (26) está integrado en el sistema de vapor saturado o sistema de refrigeración del sistema de enfriamiento rápido, en donde el agua procedente del tambor de vapor (59) es conducida a través del conducto de bajada (38) de TLX-D y la válvula de conducto de bajada (39) de TLX-D abierta hasta la distribución a las conexiones de conducto de bajada (40, 41,42) de TLX-D acopladas al TLX-D.

12. Procedimiento para un sistema de enfriamiento de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque en el TLX-D (26) el agua es conducida desde el tambor de vapor (59) a través del conducto de bajada (38) del TLX-D por el lado de la camisa hasta las conexiones del conducto de subida (43, 44, 45) del TLX-D que están dispuestas frente a las conexiones del conducto de bajada (40, 41, 42) del TLX-D, en donde el gas de craqueo que fluye a través del TLX-D (26) no se enfría sustancialmente, no más del 15 % de enfriamiento de la temperatura de entrada del gas de craqueo, preferentemente menos del 10 %.

13. Procedimiento para un sistema de enfriamiento de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque en el TLX-D (26) la temperatura de entrada del gas de craqueo es cercana a los 50 °C, preferentemente inferior a los 30 °C, por encima del intervalo de la temperatura del vapor saturado, porque en el lado del agua o en el lado de la camisa de la camisa del TLX-D (28) por transición de fase parcial del agua, se conduce una pequeña cantidad de vapor generado, menos de 10 t/h de vapor, preferentemente menos de 5 t/h de vapor, al tambor de vapor (59) a través de las conexiones de conducto de subida (43, 44, 45) del TLX-D, a través del conducto de subida (46) del TLX-D, a través de la válvula del conducto de subida (47) del TLX-D abierta y la conexión del conducto de subida del tambor de vapor (48) del TLX-D.

14. Procedimiento para un sistema de enfriamiento de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque, al diseñar el volumen libre o el espacio de vapor (61) o el aplanamiento de los deflectores (62), se tiene en cuenta que el aplanamiento de los deflectores (62) se determina para que sea tan pequeño que, por un lado, no se produzca un flujo de derivación no deseado cuando el TLX-D (26) funcione como precalentador de agua de alimentación en modo de alimentación de gas, y sea tan grande que, por otro lado, la proporción de vapor resultante de la transición de fase parcial del agua se elimine completamente durante el funcionamiento del TLX-D (26) como evaporador en el modo de alimentación de líquido, formándose la altura máxima de la sección transversal del aplanamiento en un intervalo de aproximadamente 5 mm a 40 mm, preferentemente de 10 mm a 15 mm.