NL8602405A - Inrichting voor het kraken van koolwaterstoffen. - Google Patents
Inrichting voor het kraken van koolwaterstoffen. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8602405A NL8602405A NL8602405A NL8602405A NL8602405A NL 8602405 A NL8602405 A NL 8602405A NL 8602405 A NL8602405 A NL 8602405A NL 8602405 A NL8602405 A NL 8602405A NL 8602405 A NL8602405 A NL 8602405A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- cracking
- pipe
- pipes
- feed
- cracking reactors
- Prior art date
Links
- 238000005336 cracking Methods 0.000 title claims description 64
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims description 20
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims description 20
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 claims description 37
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 2
- 238000004517 catalytic hydrocracking Methods 0.000 claims 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 13
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 3
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 2
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 101150106774 9 gene Proteins 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000010518 undesired secondary reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G9/14—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils in pipes or coils with or without auxiliary means, e.g. digesters, soaking drums, expansion means
- C10G9/18—Apparatus
- C10G9/20—Tube furnaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0053—Details of the reactor
- B01J19/006—Baffles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J19/2405—Stationary reactors without moving elements inside provoking a turbulent flow of the reactants, such as in cyclones, or having a high Reynolds-number
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J19/2415—Tubular reactors
- B01J19/2425—Tubular reactors in parallel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J19/2415—Tubular reactors
- B01J19/244—Concentric tubes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J6/00—Heat treatments such as Calcining; Fusing ; Pyrolysis
- B01J6/008—Pyrolysis reactions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
- F28D7/12—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically the surrounding tube being closed at one end, e.g. return type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
- B01J2219/00087—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor
- B01J2219/00103—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements outside the reactor in a heat exchanger separate from the reactor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00157—Controlling the temperature by means of a burner
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00159—Controlling the temperature controlling multiple zones along the direction of flow, e.g. pre-heating and after-cooling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00761—Details of the reactor
- B01J2219/00763—Baffles
- B01J2219/00765—Baffles attached to the reactor wall
- B01J2219/0077—Baffles attached to the reactor wall inclined
- B01J2219/00772—Baffles attached to the reactor wall inclined in a helix
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Description
* 2 - ; -1- 25854/Vk/mvl
Korte aanduiding: Inrichting voor het kraken van koolwaterstoffen.
De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het 5 kraken van koolwaterstoffen, welke inrichting een pyrolyse-oven omvat met ten minste eén groep vertikaal geplaatste langwerpige, dubbelwandige kraakreactoren, een eenheid voor het toevoeren van koolwaterstoffen of een mengsel van koolwaterstoffen en stoom aan de kraakreactoren en organen met ten minste een warmtewisselaar voor het koelen van de hete pyro-10 lysegassen nadat ze de kraakreactoren hebben verlaten. Met name heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een inrichting voor het kraken van gasvormige of vloeibare koolwaterstoffen ten einde lagere olefinen te bereiden, met name ethyleen of andere produkten die industrieel worden toegepast. De inrichting is in het bijzonder bedoeld voor de pyrolyse 15 van koolwaterstoffen, die wordt uitgevoerd bij een relatief hoge reactie-temperatuur en tijdens een zeer korte contacttijd.
De pyrolyse van gasvormige of vloeibare koolwaterstoffen met een kookpunt van 360 °C wordt gewoonlijk uitgevoerd in aanwezigheid van stoom ter verdunning in een pyrolyse-oven waarbij de feitelijke reactie-20 kamer wordt gevormd door één of meer kraakreactoren die zijn geplaatst in de stralingskamer van de oven en verhit door de stralingswarmte van de vlamloze branders. Nadat de gasvormige reactieprodukten de kraakreactor hebben verlaten, dus de pyroLysegassen, worden ze gekoeld tot beneden de kritische temperatuur van 600 °C om ongewenste secundaire reacties te 25 vermijden, die de opbrengst aan produkt zouden verminderen. De koeling heeft plaats in warmtewisselaars, waarbij de warmte van de pyrolysegassen wordt gebruikt voor de produktie van stoom met een hoge druk. Afgassen worden vanuit de stralingskamer gevoerd naar een convectie-gebied waar de restwarmte wordt gebruikt voor het voorverwarmen van het toe te voeren 30 materiaal, verdunnende stoom, verbrandingslucht, toevoerwater voor warmtewisselaars onder hoge druk en voor het oververwarmen van de hoge druk-stoom geproduceerd in deze warmtewisselaars.
De kraakreactoren worden gewoonlijk gevormd als buisvormige spiralen, geplaatst in een vertikale of horizontale positie in de stra-35 lingsruimte van de pyrolyse-oven. De apparatuur van dit type maakt het in het algemeen mogelijk de pyrolyse uit te voeren bij een temperatuur van 700-8Q0 °C gedurende een contacttijd van 0,3 tot 1>0 seconde. Ook is ^ S * · -*?l ƒ. *Λ "5 r -J U £ * V £ > l -2- 25854/Vk/mvl apparatuur bekend waarbij de pyrolyse-oven een groep direkte buizen bevat met een relatief kleine diameter, die in vertikale positie zijn geplaatst in de stralingsruimte van de pyrolyse-oven en voorzien van een aan de onderkant geplaatste toevoer en aan de bovenkant geplaatste afvoer. Apparatuur 5 van deze soort maakt het mogelijk de zogenaamde milliseconde-pyrolyse uit te voeren, waarbij de van belang zijnde reactie plaatsheeft tijdens een contacttijd die korter is dan 0,3 seconde en bij een relatief hoge temperatuur, die op gunstige wijze de kwaliteit beïnvloedt van het produkt en de opbrengst hiervan. In andere bekende apparatuur wordt de milliseconde-10 pyrolyse uitgevoerd in pyrolyse-ovens die ten minste één groep langwerpige pyrolyse-reactoren met twee leidingen omvatten met een bovenste toevoer en bovenste afvoer. Elke reactor bestaat uit een buitenleiding en een binnenleiding die zich coaxiaal naar beneden toe uitstrekt in het binnenste van de buitenleiding, waarbij een ruimte aanwezig is tussen het binnenoppervlak 15 van de buitenste leiding en het buitenste oppervlak van de binnenleiding. Nabij het open onderste uiteinde van de binnenleiding is een schot aangebracht met een half-ringvormige groef die de buitenleiding vanaf onderen afsluit en de naar beneden gerichte stroom koolwaterstoffen omkeert die vanaf de toevoer stroomt door de binnenleiding in een naar boven gerichte 20 stroom, die naar de afvoer stroomt via de ruimte tussen de buitenste en binnenste leiding. Het bovenste deel van elke kraakreactor steekt uit buiten de pyrolyse-oven en wordt omgeven door een warmtewisselaar bestaande uit twee leidingen, die dient als eenheid voor het voorverwarmen van het uitgangsmateriaal en gelijktijdig voor het koelen van de pyrolysegassen.
25 Het voordeel van deze opstelling is een lage hoogte van dat deel van de kraakreactor dat is geplaatst in de stralingskamer en de mogelijkheid om de warmte-overdracht te gebruiken tussen de naar boven gerichte en naar beneden gerichte stroom koolwaterstoffen naast de warmte die wordt geproduceerd door de vlamloze brander. Anderzijds is het bovenste deel van de 30 kraakreactor dat dienst doet als warmtewisselaar tamelijk gecompliceerd en heeft een relatief grote hoogte. Bovendien is het verloop van het verwarmen van het behandelde materiaal niet voldoende omdat dit minder intensief is in de eerste fase van de reactie dan in de andere. Hierdoor is ook de temperatuursverdeling op het oppervlak van de onderdelen van de reactor 35 niet gunstig en vermindert de bedrijfsduur van de apparatuur.
De doelstelling van de uitvinding is het gebruik van de gunstige gedeelten van de bekende dubbelwandige kraakreactoren waarbij de hier- 8602405 ' * % -3“ 25854/Vk/mvl boven vermelde nadelen worden vermeden. Volgens de uitvinding wordt dan ook een inrichting verkregen zoals in de aanhef vermeld, die hierdoor wordt gekenmerkt, dat elke kraakreactor bestaat uit een buitenste leiding en een binnenste leiding en met een bovenste toevoer verbonden met de toevoereen-5 heid en een bovenste afvoer verbonden met de koeleenheid, welke binnenste leiding met een open onderste uiteinde zich coaxiaal naar beneden uitstrekt in het binnenste van de buitenleiding, waarbij er een ruimte is tussen het binnenoppervlak van de buitenleiding en het buitenoppervlak van de binnenste leiding, organen zijn aangebracht voor het van onderen afsluiten van 10 de buitenleiding en voor het omkeren van de naar beneden gerichte stroom van koolwaterstoffen door de kraakreactor naar een naar boven gerichte stroom, waarbij leidingen zijn aangebracht voor het verbinden van de toevoeren van de kraakreactoren met de toevoereenheid en de afvoeren van de kraakreactoren met de koelorganen, welke leidingen 15 (a) ten minste één verdeler omvatten verbonden met de toevoer eenheid door middel van ten minste één toevoerleiding en met de bovenste toevoeren van ten minste één groep kraakreactoren door middel van een aantal toevoerleidingen, waarbij het binnenste van elke toevoerleiding in verbinding staat met de ruimte tussen de buitenleiding en de binnenleiding 20 van een van de kraakreactoren, (b) ten minste één verzamelorgaan omvatten verbonden met ten minste één warmtewisselaar door middel van ten minste één afvoerleiding en met de bovenste afvoeren van ten minste één groep kraakreactoren door middel van een aantal afvoerleidingen, waarbij het binnenste van elke van 25 de afvoerleidingen is verbonden met het inwendige van de binnenste leiding van een van de kraakreactoren.
Zodoende is volgens de uitvinding in elke kraakreactor de bovenste toevoer verbonden met de ruimte tussen de buitenleiding en de binnenleiding en de bovenste afvoer is verbonden met het inwendige van de 30 binnenleiding zodat het behandelde materiaal eerst naar beneden stroomt door de ruimte en later naar boven door de binnenste leiding. De verbinding tussen de kraakreactoren en de eenheid voor het toevoeren van de koolwaterstoffen of een mengsel van koolwaterstoffen en stoom naar de kraakreactoren is aangebracht door middel van ten minste één verdelingsorgaan, 35 verbonden met de toevoereenheid door middel van ten minste één toevoer-Leiding en met de bovenste toevoeren van ten minste één groep kraakreactoren door middel van een aantal toevoerleidingen. De verbinding tussen de 8602405
» V
-4- 25854/Vk/mvl kraakreactoren en het koetgedeelte is verkregen door middel van ten minste één verzamelorgaan verbonden met ten minste één warmtewisselaar van het koeldgedeelte door middel van ten minste één afvoerleiding en met de bovenste afvoeren van ten minste één groep van de kraakreactoren door middel van 5 een aantal afvoerleidingen.
Bij diverse uitvoeringsvormen volgens de uitvinding zijn de buitenleidingen vertikaal gericht ten opzichte van de binnenleidingen. De binnenleidingen zijn tangentieel verbonden met het oppervlak van de buitenleidingen, waarbij dwarsgerichte schoepen zijn aangebracht in de ruimte 10 tussen de buitenleidingen en de binnenleidingen, welke schoepen bij voorkeur schroefvormig zijn geplaatst, waarbij enkele van de toevoerleidingen zijn voorzien van smoorkleppen of de binnendiameter is verminderd in vergelijking met die van de andere toevoerleidingen.
Bij de inrichting volgens de uitvinding wordt het uitgangs-15 materiaal toegevoerd aan de ruimte tussen de buitenste en binnenste leiding, waarbij betere omstandigheden worden verkregen voor de warmte-over-dracht naar het behandelde materiaal en voor een doorwekingsreactie in de binnenste leiding voordat de pyrolysegassen worden afgekoeld in de hoge druk-warmtewisselaar. Er worden goede omstandigheden verkregen voor het 20 verdampen en voorverwarmen van de koolwaterstof waarvan wordt uitgegaan, die wordt toegevoerd aan de reactie. Andere voordelen bestaan uit een korte contacttijd van het uitgangsmateriaal in de kraakreactoren, een laag drukverlies, het kraken onder stringente omstandigheden en een lange werkingsduur als resultaat van een lage afzetting van cokes in de leidingen.
25 De struktuur van de inrichting is relatief eenvoudig, waarbij een lagere investering en kosten voor het uitgangsmateriaal noodzakelijk zijn. De gunstige temperatuursverdeling over het oppervlak van de onderdelen van de kraakreactoren verzekert een relatief lange bedrijfsduur van de inrichting. De algemene opstelling van de inrichting volgens de uitvinding is niet 30 sterk verschillend van de klassieke apparatuur. Daarom is het mogelijk de uitvinding toe te passen bij de reconstructie en modernisering van bestaande inrichtingen zonder dat het noodzakelijk is de ondersteunende struktuur hiervan te veranderen evenmin als het convectiegedeelte en het koetgedeelte.
De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van voor-35 beelden waarbij is verwezen naar de bijgevoegde tekening, waarbij: fig. 1 een schematisch zijaanzicht is dat de inrichting weergeeft met een groep kraakreactoren, 8802405 Α φ ' % -5- 25854/Vk/mvt fig. 2 een vooraanzicht is van dezelfde apparatuur, fig. 3 een dwarsdoorsnede in tangsrichting is die een kraak-reactor weergeeft met hiermee verbonden leidingelementen, fig. 4 een dwarsdoorsnede is van de kraakreactor over lijn 5 I-I weergegeven in fig. 3, fig. 5 een dwarsdoorsnede is van de kraakreactor weergegeven in fig. 3 over lijn II-II, en fig. 6 een schematisch vooraanzicht is van de inrichting met vier groepen kraakreactoren.
10 Zoals weergegeven in de fig. 1 en 2 bestaat de inrichting vol gens de uitvinding uit een groep 20 van kraakreactoren 2, in één lijn gerangschikt binnen een stralingskamer 32 van een pyrolyse-oven 1. De stralingskamer 32 is voorzien van vlamtoze branders (niet weergegeven) en het binnenste hiervan is in verbinding met het binnenste gedeelte van een 15 convectieruimte 27..Zoals weergegeven in de fig. 3, 4 en 5 bestaat elke kraakreactor 2 uit een buitenste leiding 3 en een binnenste leiding 4 die zich coaxiaal naar beneden toe uitstrekt in het binnenste gedeelte van de buitenleiding 3 en een geopend onderuiteinde 8 heeft. Tussen het binnenste oppervlak van de buitenleiding 3 en het buitenoppervlak van de binnenste 20 leiding 4 is een ruimte waarin schroefvormig de transversale schoepen 9 zijn aangebracht. Aan de bovenkant is de ruimte afgesloten met behulp van een bovenste afdekking 7. Het onderste gedeelte van de ruimte is verbonden met een vrije ruimte onder het geopende uiteinde 8 van de binnenste leiding 4 waarbij in de nabijheid hiervan een schot 5 is aangebracht met 25 half-ringvormige groeven 6, waardoor het binnenste gedeelte van de buitenleiding 3 wordt afgesloten aan de onderzijde. Elke kraakreactor 2 heeft een bovenste toevoer 10 en een bovenste afvoer 11. De toevoer 10 van de kraakreactor 2 is aangebracht nabij de bovenste afdekking 7 en staat in verbinding met het uiteinde van een toevoerleiding 13, die tangentiaal is 30 verbonden met de omtrek van de buitenleiding 3. De toevoerleiding 13 is gebogen om de invloeden te compenseren van thermische uitzetting. De afvoer 11 van de kraakreactor 2 is aangebracht in het centrum van de bovenste afdekking 7 tussen de binnenste leiding 4 en de buitenste leiding 12, die vertikaal is gericht ten opzichte van de binnenste leiding 4 en een 35 integraal onderdeel hiervan is. Alle toevoerleidingen 13 zijn verbonden met een verdelingsorgaan 14 dat de vorm heeft van een horizontale buis en met behulp van een enkelvoudige toevoerleiding 15 is verbonden met Leidin- 5602405
-6- 25854/Vk/mvL
• *> 9,- gen die door het convectiegedeelte 27 Lopen en in verbinding staan met een eenheid (niet weergegeven) voor het toevoeren van de te behandelen stoffen. Alle afvoerleidingen 12 zijn verbonden met een verzamelorgaan 16 dat de vorm heeft van een horizontale buis en in verbinding staat door middel van 5 een enkelvoudige afvoerleiding 17 met het onderste deel van een warmtewisselaar 18, die het hoofddeel is van het kraakgedeelte 26. Het bovenste deel van de warmtewisselaar 18 is voorzien van een afvoerleiding 23. De warmtewisselaar 18 is verder door middel van een dalende Leiding 24 en een stijgende leiding 25 verbonden met een scheidingstrommel 19 voor stoom en 10 water, voorzien van een waterleiding 21 en een stoomleiding 22.
Met verwijzing naar fig. 1 is een werkwijze beschreven voor de pyrolyse uitgevoerd in de inrichting volgens de uitvinding. Het toevoer-materiaal 30, te weten koolwaterstoffen, wordt toegevoerd via de convectie-ruimte 27, waar het wordt voorverwarmd door afgassen 28 afkomstig van de 15 stralingsruimte 32. Na te zijn gemengd met verdunnende stoom 31 wordt het verder voorverwarmd in de convectieruimte 27. Daarna stroomt het mengsel door de toevoerleiding 15 naar het verdelingsorgaan 14, van waaruit het door de toevoerleidingen 13 stroomt naar de kraakreactoren 2. In de kraak-reactor 2 stroomt het mengsel naar beneden vanuit de toevoer 10 door de 20 ruimte tussen de buitenleiding 3 en de binnenleiding 4 naar schot 5 en na te zijn omgekeerd door de half-ringvormige groeve 6 in de omgekeerde richting stroomt het in de vorm van pyrolysegassen naar boven door het binnenste van de binnenleiding 4 naar de afvoer 11. Tijdens de overgang van het mengsel door de ruimte tussen de buitenleiding 3 en de binnenlei-25 ding 4, heeft het kraken van de koolwaterstoffen plaats onder invloed van de warmte in de stralingsruimte 27, overgebracht naar het mengsel via de wand van de buitenleiding 3 en van de warmte van de hete pyrolysegassen overgebracht naar de wand van de binnenleiding 4. De intensiteit van de warmte-overdracht wordt vergroot door de turbulentie van het mengsel, die 30 wordt veroorzaakt door de tangentiële toevoer van het mengsel aan de kraakreactor 2 en door het contact van het mengsel met de schoepen 9. De pyrolysegassen worden eerst voorgekoeld in de binnenleidingen 4, waar ze de warmte overdragen aan het mengsel dat door de ruimte stroomt tussen de buitenleidingen 3 en de binnenleidingen 4 en daarna in de afvoerleidingen 35 12, waar ze hun warmte overdragen aan de open lucht. Na te zijn binnenge komen in het verzamelorgaan 16 worden de pyrolysegassen door de afvoerleiding 17 geleid naar de warmtewisselaar 18 waar ze worden gekoeld met 3602405 -7- 25854/Vk/mvl een mengsel van stoom en water, dat in de warmtewisselaar 18 wordt gevoerd via de dalende leiding 24 vanuit de scheidingstrommel 19 voor stoom en water, die wordt voorzien van toegevoerd water 29 dat is voorverwarmd in de convectieruimte 27. De hoge druk-stoom 34 die wordt geproduceerd in de 5 warmtewisselaar 18 stroomt door de stijgende leiding 25 naar de scheidingstrommel 19 voor stoom en water en van hieruit wordt het afgevoerd door de stoomleiding 22. De afgekoetde pyrolysegassen worden dan afgevoerd uit de warmtewisselaar 18 via de afvoerleiding 23 als eindprodukt 33.
De inrichting weergegeven in fig. 6 heeft vier groepen 20 van 10 kraakreactoren 2, geplaatst in een stralingsruimte 32 van de pyrolyse-oven 1, vier verdeelorganen 14, twee verzamelorganen 16 en twee warmtewisselaars 18. Aan elke groep 20 van de kraakreactoren 2 wordt een mengsel toegevoegd van koolwaterstoffen en stoom door een afzonderlijke toevoerleiding 15 en een afzonderlijk verdelingsorgaan 14, waarin elk van de twee verzamelorga-15 nen 16 is verbonden met een koppel van groepen 20 van kraakreactoren. Elk verzamelorgaan 16 is verbonden door middel van een afzonderlijke afvoerleiding 17 met één van de twee warmtewisselaars 18 die beide zijn verbonden met een enkelvoudige afscheidingstrommel 19 voor stoom en water.
Omdat de druk van het mengsel dat door het verdelingsorgaan 14 20 stroomt proportioneel zakt met de afstand vanaf de uitmonding van de toevoerleiding 15 kan een ongelijkmatige toevoer aan de pyrolysereactoren 2 plaatshebben. Dezelfde werking kan worden veroorzaakt door de afzetting van cokes in de kraakreactoren 2. De ongelijkmatige toevoer kan worden voorkomen door het smoren van de stroom van het mengsel in enkele van de 25 toevoerleidingen 13, bijvoorbeeld door het aanbrengen van smoorkleppen in de toevoerleidingen 13 of door het verminderen van de diameter hiervan.
De volgende voorbeelden geven een nadere toelichting van. de uitvinding zonder dat deze voorbeelden als beperkend moeten worden opgevat.
Voorbeeld I
30 Een modelinrichting werd gebouwd en getest. De pyrolysereactor bestond uit een buitenste buis met een diameter van 57 x 5 mm en uit een binnenleiding met een diameter van 30 x 3 mm. De beide leidingen waren ongeveer 6000 mm lang.
De parameters voor de pyrolyse waren: 35 maximale toevoer van het uitgangsmateriaal 100 kg/uur stoomtoevoer 0,5-0,7 van het uitgangsmateriaal
temperatuur van het mengsel bij de toevoer 500-650 °C
8602405
V
-8- 25854/Vk/mvl
temperatuur van het mengsel in de zone van omkering 820-920 °C
opbrengsten 11-13 gew.% CH^ 25-34 gew.% C?H,, 14-17 gew.% 5 uitgangsmateriaal nafta contacttijd 0,1 seconde.
Voorbeeld II
Een inrichting die 32 pyrolysereactoren bevatte en met een capa-10 citeit van 11.200 kg/uur werd toegepast. De binnendiameter van de buitenste leidingen was 102 mm en de binnendiameter van de binnenleidingen was 60 mm. De lengte van de leidingen in de stralingsruimte was 10 m.
De paramters van het pyrolyse-procédé waren: uitgangsmateriaal nafta
15 destillatietrajekt van het uitgangsmateriaal 50-170 °C
stroomsnelheid van het uitgangsmateriaal dat door een kraakreactor stroomde 350 kg/uur stroomsnelheid van het uitgangsmateriaal dat door de straalruimte stroomde -11.200 kg/uur 20 stroomsnelheid van de stoom die door een kraakreactor stroomde 175 kg/uur stroomsnelheid van de stoom die door de straalruimte stroomde 5.600 kg/uur
controletemperatuur van de pyrolyse 880 °C
25 temperatuur van het uitgahgsmateriaal bij de
toevoer aan de convectieruimte 60 °C
temperatuur van het mengsel bij de afvoer
van de convectieruimte 620 °C
temperatuur van de pyrolysegassen bij de 30 afvoer van de warmtewisselaar 350-450 °C
temperatuur van de afgassen op de vuurbrug
van de stralingsruimte 1100 °C
temperatuur van de afgassen in de schoorsteen 190 °C
gasvormige brandstof methaan 35 temperatuur van de pyrolysegassen bij de afvoer
van de kraakreactor 800 °C
brandstofverbruik 1380 kg/uur
warmte-afvoer bij de pyrolyse-oven 19,1 MW
warmteverbruik bij de stralingsruimte 8,4 MW.
8δ02405 x ï -9- 25854/Vk/mvl
Omdat een aantal sterk verschillende uitvoeringsvormen volgens de onderhavige uitvinding kunnen worden toegepast 2onder dat men komt buiten het kader van de uitvinding, zal het duidelijk zijn dat de uitvinding niet is beperkt tot de bovenvermelde specifieke uitvoeringsvormen.
88 0 2-5 05
Claims (8)
1. Inrichting voor het kraken van koolwaterstoffen welke inrichting een pyrolyse-oven omvat met ten minste één groep vertikaal ge-5 plaatste langwerpige, dubbelwandige kraakreactoren, een eenheid voor het toevoeren van koolwaterstoffen of een mengsel van koolwaterstoffen en stoom aan de kraakreactoren en organen met ten minste één warmtewisselaar voor het koelen van de hete pyrolysegassen nadat ze de kraakreactoren hebben verlaten, met het kenmerk, dat elke kraakreactor bestaat uit een 10 buitenste leiding en een binnenste leiding en met een bovenste toevoer verbonden met de toevoereenheid en een bovenste afvoer verbonden met de koeleenheid, welke binnenste leiding met een open onderste uiteinde zich coaxiaal naar beneden uitstrekt in het binnenste van de buitenleiding waarbij er een ruimte is tussen het binnenoppervlak van de buitenleiding en het 15 buitenoppervlak van de binnenste leiding, organen zijn aangebracht voor het van onderen afsluiten van de buitenleiding en voor het omkeren van de naar beneden gerichte stroom van koolwaterstoffen door de kraakreactor naar een naar boven gerichte stroom, waarbij leidingen zijn aangebracht voor het verbinden van de toevoeren van de kraakreactoren met de toevoereenheid en 20 de afvoeren van de kraakreactoren met de koelorganen, welke leidingen (a) ten minste één verdeler omvatten verbonden met de toevoer door middel van ten minste één toevoerleiding en met de bovenste toevoeren van ten minste één groep kraakreactoren met behulp van een aantal toevoer-leidingen, waarbij het binnenste van elke toevoerleiding in verbinding is 25 met de tussenruimte tussen de buitenleiding en de binnenleiding van één van de kraakreactoren, (b) ten minste één verzamelorgaan omvatten verbonden met ten minste één warmtewisselaar met behulp van ten minste één afvoer leiding en met de bovenste afvoeren van ten minste één groep kraakreactoren door mid- 30 del van een aantal afvoerleidingen, waarbij het binnenste van elk van de afvoerleidingen in verbinding is met het inwendige van de binnenleiding van een van de kraakreactoren.
2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de afvoerleidingen vertikaal zijn gericht ten opzichte van de binnenleidingen. 35
3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de toevoerleidingen tangentieel zijn verbonden met de omtrek van de buitenste leidingen. 8802405 % -11- 25854/Vk/mvl
4. Inrichting volgens een van de conclusies 1 tot 3, met het kenmerk, dat transversale schoepen zijn geplaatst in de ruimte tussen de buitenleidingen en de binnenleidingen.
5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de 5 transversale schoepen spiraalvormig zijn gerangschikt.
6. Inrichting volgens een van de conclusies 1 tot 5, met het kenmerk, dat de toevoerleidingen zijn voorzien van smoororganen.
7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat enkele van de toevoerleidingen zijn voorzien van smoorkleppen.
8. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de binnendiameter van enkele van de toevoerleidingen is verminderd. Eindhoven, september 1986 8 5 0 2 4 f) 5
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CS857258A CS261302B1 (en) | 1985-10-10 | 1985-10-10 | Furnace for hydrocarbons' thermal cracking |
CS725885 | 1985-10-10 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL8602405A true NL8602405A (nl) | 1987-05-04 |
Family
ID=5421398
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL8602405A NL8602405A (nl) | 1985-10-10 | 1986-09-24 | Inrichting voor het kraken van koolwaterstoffen. |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6291589A (nl) |
CS (1) | CS261302B1 (nl) |
FR (1) | FR2588564A1 (nl) |
NL (1) | NL8602405A (nl) |
SU (1) | SU1613481A1 (nl) |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4908121A (en) * | 1986-05-12 | 1990-03-13 | The M. W. Kellogg Company | Flexible feed pyrolysis process |
FR2653779B1 (fr) * | 1989-10-27 | 1992-05-07 | Procedes Petroliers Petrochim | Procede de decokage d'une installation de vapocraquage d'hydrocarbures et installation correspondante. |
DE4418597C1 (de) * | 1994-05-27 | 1995-12-21 | Staudinger Gmbh Elektronik Ele | Reaktor zur Behandlung von Kohlenwasserstoff-Verbindungen |
DE4418614C1 (de) * | 1994-05-27 | 1996-02-08 | Staudinger Gmbh Elektronik Ele | Verfahren zum thermischen Behandeln von Kohlenwasserstoff-Verbindungen |
FR2918904B1 (fr) * | 2007-07-20 | 2011-07-15 | Inst Francais Du Petrole | Reacteur echangeur a tube baionnette permettant de fonctionner avec des differences de pression de l'ordre de 100 bars entre le cote tube et le cote calandre. |
US9689615B2 (en) | 2012-08-21 | 2017-06-27 | Uop Llc | Steady state high temperature reactor |
US20140058158A1 (en) * | 2012-08-21 | 2014-02-27 | Uop Llc | Methane conversion apparatus and process using a supersonic flow reactor |
US9205398B2 (en) | 2012-08-21 | 2015-12-08 | Uop Llc | Production of butanediol from a methane conversion process |
US8927769B2 (en) | 2012-08-21 | 2015-01-06 | Uop Llc | Production of acrylic acid from a methane conversion process |
US20140058170A1 (en) * | 2012-08-21 | 2014-02-27 | Uop Llc | Methane conversion apparatus and process using a supersonic flow reactor |
US9023255B2 (en) | 2012-08-21 | 2015-05-05 | Uop Llc | Production of nitrogen compounds from a methane conversion process |
US8933275B2 (en) | 2012-08-21 | 2015-01-13 | Uop Llc | Production of oxygenates from a methane conversion process |
US9434663B2 (en) | 2012-08-21 | 2016-09-06 | Uop Llc | Glycols removal and methane conversion process using a supersonic flow reactor |
US9308513B2 (en) | 2012-08-21 | 2016-04-12 | Uop Llc | Production of vinyl chloride from a methane conversion process |
US9370757B2 (en) | 2012-08-21 | 2016-06-21 | Uop Llc | Pyrolytic reactor |
US9656229B2 (en) | 2012-08-21 | 2017-05-23 | Uop Llc | Methane conversion apparatus and process using a supersonic flow reactor |
US9327265B2 (en) | 2012-08-21 | 2016-05-03 | Uop Llc | Production of aromatics from a methane conversion process |
US9707530B2 (en) | 2012-08-21 | 2017-07-18 | Uop Llc | Methane conversion apparatus and process using a supersonic flow reactor |
US8937186B2 (en) | 2012-08-21 | 2015-01-20 | Uop Llc | Acids removal and methane conversion process using a supersonic flow reactor |
RU196737U1 (ru) * | 2019-12-18 | 2020-03-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики Российской Академии наук (ФГБУН ИПХФ РАН) | Устройство для получения водорода, монооксида углерода и этилена |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3119671A (en) * | 1960-09-28 | 1964-01-28 | Chemical Coustruction Corp | Upright fluid heating furnace with heat recovery system |
DE2854061C2 (de) * | 1978-12-14 | 1987-04-02 | Linde Ag, 6200 Wiesbaden | Verfahren zum Vorwärmen von Kohlenwasserstoffen vor deren thermischer Spaltung sowie Spaltofen zur Durchführung des Verfahrens |
-
1985
- 1985-10-10 CS CS857258A patent/CS261302B1/cs unknown
-
1986
- 1986-09-24 NL NL8602405A patent/NL8602405A/nl not_active Application Discontinuation
- 1986-09-30 FR FR8613592A patent/FR2588564A1/fr active Pending
- 1986-10-09 SU SU867774304A patent/SU1613481A1/ru active
- 1986-10-09 JP JP23939286A patent/JPS6291589A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CS725885A1 (en) | 1987-07-16 |
SU1613481A1 (ru) | 1990-12-15 |
CS261302B1 (en) | 1989-01-12 |
JPS6291589A (ja) | 1987-04-27 |
FR2588564A1 (fr) | 1987-04-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NL8602405A (nl) | Inrichting voor het kraken van koolwaterstoffen. | |
US4426278A (en) | Process and apparatus for thermally cracking hydrocarbons | |
CA2555299C (en) | Cracking furnace | |
US20040039240A1 (en) | Olefin production utilizing whole crude oil | |
US20040054247A1 (en) | Olefin production utilizing whole crude oil and mild catalytic cracking | |
US3291573A (en) | Apparatus for cracking hydrocarbons | |
US4342642A (en) | Steam pyrolysis of hydrocarbons | |
US5147511A (en) | Apparatus for pyrolysis of hydrocarbons | |
KR900005091B1 (ko) | 열 분해 히터 | |
AU607175B2 (en) | Process of thermally cracking hydrocarbons using particulate solids as heat carrier | |
US5078857A (en) | Delayed coking and heater therefor | |
EP0027692B1 (en) | A process and reactor for the pyrolysis of a hydrocarbon feedstock | |
US2432503A (en) | Heater | |
US5271827A (en) | Process for pyrolysis of hydrocarbons | |
US5427655A (en) | High capacity rapid quench boiler | |
AU2011240858B2 (en) | Delayed coking process | |
US2437383A (en) | Cracking process | |
US2519315A (en) | Method and apparatus for heating granular solids | |
US2216471A (en) | Process for converting mineral oils | |
RU204866U1 (ru) | Печь установки замедленного коксования | |
US1971925A (en) | Method for heating | |
US2574088A (en) | Furnace for converting hydrocarbons | |
RU1778144C (ru) | Устройство дл пиролиза углеводородов | |
US2074539A (en) | Treatment of hydrocarbon oils | |
GB2179938A (en) | Production of monomeric vinyl chloride |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
BV | The patent application has lapsed |