NO128538B

NO128538B -

Info

Publication number: NO128538B
Application number: NO00579/71A
Authority: NO
Inventors: H Voigt; E Schneck; K Guenther; K Noha
Original assignee: Hoechst Ag
Priority date: 1970-02-18
Filing date: 1971-02-17
Publication date: 1973-12-03
Also published as: DE2007269C3; DE2007269A1; CH558314A; AT306686B; ES388223A1; DE2007269B2; RO63512A; CA952545A; US3725491A; FR2081009B1; FR2081009A1; BE763030A; NL7101912A; GB1343045A; SE359290B; BR7101103D0; CS157096B2; PL76471B1

Description

Fremgangsmåte til varmegjenvinning fra en gassblanding Process for heat recovery from a gas mixture

dannet ved den termiske spaltning av hydrokarboner. formed by the thermal decomposition of hydrocarbons.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til varmegjenvinning av en gassblanding dannet ved den termiske mot acetylenfremstilling rettede spaltning av hydrokarboner og som for stabili-sering av dets komponenter bråavkjøles og deretter underkastes en oljevask, den vedrører spesielt en med hensyn til varmegjenvinningen forbedret føring av oljevasken. The invention relates to a method for heat recovery of a gas mixture formed by the thermal splitting of hydrocarbons aimed at acetylene production and which, in order to stabilize its components, is rapidly cooled and then subjected to an oil wash, it particularly relates to an improved flow of the oil wash with regard to heat recovery.

Den termiske spaltning av hydrokarboner eller hydro-karbonblandinger som råolje gjennomføres som kjent ved spaltetempera-turer mellom 1000 og 1500°C. Størrelsen av spaltesluttrcfemperaturen bestemmer i forbindelse med råstoffets anvendelse spalteresultatet. The thermal cracking of hydrocarbons or hydrocarbon mixtures such as crude oil is carried out as is known at cracking temperatures between 1000 and 1500°C. The magnitude of the end-of-splitting temperature determines the splitting result in connection with the use of the raw material.

Ved en mot acetylenfremstilling rettet termisk spaltning av hydrokarboner oppstår blant annet asfaltlignende forbindelser som likeledes ;sora sot og koks allerede umiddelbart etter spaltgassens bråavkjøling gjør seg forstyrrende bemerkbart. In the case of a thermal cracking of hydrocarbons aimed at acetylene production, asphalt-like compounds are produced, which likewise cause soot and coke immediately after the rapid cooling of the cracking gas, which becomes disturbingly noticeable.

Ved hjelp av oljevask skal den bråavkjølte spaltgass-blanding før den videre behandling befris for disse bestanddeler og avkjøles. Det er vanlig å la vaskeoljen løpe i kretsløp gjennom vaskeinnretningen og å utsvømme de nevnte forurensninger med en olje" delstrøm. Den sirkulerende vaskeolje holdes ved indirekte varmeut-veksling med ét kjølemiddel, f.eks. vann ved et bestemt temperaturnivå. By means of an oil wash, the rapidly cooled fissile gas mixture must be freed from these components and cooled before further treatment. It is common to let the washing oil run in a circuit through the washing device and to wash out the mentioned contaminants with an "oil" partial flow. The circulating washing oil is kept by indirect heat exchange with a coolant, e.g. water, at a certain temperature level.

Det er kjent å nyttiggjøre den av kjølemidlet opptatte varme, f.eks. til dampfrembringelse. Når denne kjente vei benyttes til varmegjenvinning skal varmen vanligvis utvinnes ved høyest mulig temperatur, f.eks. for å frembringe damp av størst mulig ar-beidsevne i størst mulige mengder. For denne bestrebelse er det imidlertid ved den kjente fremgangsmåte ved vaskeoljens kokeforhold satt tydelige grenser. Holdes vaskeoljen for unngåelse av fordamp-ningstap på lav temperatur, lan det gjenvinnes mere varme enn ved høyere temperaturer av vaskeoljen, det kan imidlertid bare frembringes vanndamp av tilsvarende lavere kvalitet. Ved høyere vaske-oljetemperatur gjenvinnes riktignok en del av varmen ved høyere temperatur, den andre videreslepes imidlertid med den i stor grad frembragte oljedamp og kan i de følgende fremgangsmåtetrinn bare gjenvinnes på vesentlige lavere temperaturnivå. It is known to utilize the heat absorbed by the refrigerant, e.g. for steam generation. When this known route is used for heat recovery, the heat must usually be recovered at the highest possible temperature, e.g. to produce steam of the greatest possible working capacity in the greatest possible quantities. For this endeavour, however, clear limits have been set by the known method at the washing oil's boiling point. If the washing oil is kept at a low temperature to avoid evaporation loss, more heat is recovered than at higher temperatures from the washing oil, but only water vapor of a correspondingly lower quality can be produced. At a higher washing oil temperature, part of the heat is certainly recovered at a higher temperature, the other, however, is carried on with the largely produced oil vapor and can only be recovered at significantly lower temperature levels in the following process steps.

Varmegjenvinning fra kretsløpet av flytende vaskeolje er imidlertid også forsåvidt problematisk, som den for varmeuttak nødvendige varmeutveksler på tross av den vanligvis foretatte fjern-ing av en oljedelstrøm tenderer til tilsmussing. Dette fører til en økende nedgang av varmeovergangen, betinger stordimensjonerte ut-vekslere og muliggjør bare korte driftstider. However, heat recovery from the liquid washing oil circuit is also somewhat problematic, as the heat exchanger required for heat extraction, despite the usually carried out removal of an oil partial flow, tends to become dirty. This leads to an increasing decrease in the heat transfer, conditions large-sized exchangers and enables only short operating times.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave under unngåelse av overnevnte ulemper., fra de ved den termiske spalting av hydrokarboner dannede acetylenholdige gassblandinger å gjenvinne størst mulige varmemengder av høye temperaturer og å bortføre de asfaltlignende utfellinger. The invention is based on the task of recovering the greatest possible amount of heat from high temperatures and removing the asphalt-like precipitates from the acetylene-containing gas mixtures formed by the thermal splitting of hydrocarbons.

Oppfinnelsen vedrører altså en fremgangsmåte til gjenvinning av varme fra en ved den termiske spaltning mot acetylenfrem-bringelse rettet spaltning av hydrokarboner dannet glassblanding, hvor denne bråavkjøles og underkastes en totrinns oljevask, idet fremgangsmåten er karakterisert ved at man utsetter den bråavkjølte spaltgass i et første vasketrinn for en likestrøm tilført vaskeoljeblanding, hvis tungtkokende del i flytende tilstand uten kjøling føres i kretsløp, hvis lettkokende del derimot.fordampes og til-føres sammen med spaltgassene til et annet, likeledes i likestrøm arbeidende vasketrinn, som er utformet som indirekte varmeutveksler, idet kondensatet i første rekke tjener som vaskevæske og deretter tilbakeføres til gjentatt fordampning i første vasketrinn, mens spaltgassene sammen med de resterende oljedamper etter uttreden av annet vasketrinn underkastes på i og for seg kjent måte adskillelse. The invention therefore relates to a method for recovering heat from a glass mixture formed by the thermal cracking of hydrocarbons directed towards acetylene production, where this is rapidly cooled and subjected to a two-stage oil wash, the method being characterized by subjecting the rapidly cooled cracking gas to a first washing stage for a washing oil mixture supplied in direct current, the heavy-boiling part of which is circulated in a liquid state without cooling, the low-boiling part of which, on the other hand, is evaporated and supplied together with the split gases to another wash step, which also works in direct current, which is designed as an indirect heat exchanger, as the condensate primarily serves as washing liquid and is then returned to repeated evaporation in the first washing stage, while the split gases together with the remaining oil vapors after exiting the second washing stage are subjected to separation in a manner known per se.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gjenvinnes i annet vasketrinn varme fra oljens dampfase, altså ved høyere temperaturnivå, asfaltlignende bestanddeler som fremkommer i annet vasketrinn kan ikke sette seg fast fordi kondensatfilmen hindrer dette. I første vasketrinns oljekretsløp er det ikke nødvendig med varmeutveksler, dermed bortfaller hyppige, på grunn av asfaltlignende bestanddeler og andre forurensninger utløste forstyrrelser. In the method according to the invention, heat is recovered in the second washing step from the oil's vapor phase, i.e. at a higher temperature level, asphalt-like components that appear in the second washing step cannot settle because the condensate film prevents this. In the oil circuit of the first washing stage, no heat exchanger is required, thus eliminating frequent disruptions caused by asphalt-like components and other contaminants.

På tegningen er det skjematisk vist fremgangsmåten The drawing shows the procedure schematically

ifølge oppfinnelsen. according to the invention.

Til spaltereaktoren 1 føres over ledning 2- en hydrokar-bonblanding og over ledning 3 spaltenergien i form av en oksygen-flamme eller et hydrogenplasma som utgangsstoffer. De fra reaktoren 1 uttredende spaltgasser bråavkjøles ved hjelp av det over ledning A hydrocarbon mixture is supplied to the fission reactor 1 via line 2 and the fission energy in the form of an oxygen flame or a hydrogen plasma as starting materials via line 3. The fission gases emerging from reactor 1 are rapidly cooled by means of a line

4 inndyste bråavkjølingsmiddel. 4 inject quenching agent.

Første vasketrinn er vist forenklet ved vasketårnet 5, annet ved hjelp av kondensatoren 6. Det stiplet tegnede kar 7 tjener til avvarmeutnyttelse. The first washing step is shown simplified by the washing tower 5, the second by means of the condenser 6. The dashed-drawn vessel 7 serves to utilize waste heat.

I første vasketrinn opprettholdes ved tilnærmet atmos-færisk trykk en temperatur som ligger innenfor den anvendte vaske-oljes kokeområde. For innstyring av temperaturen kan mengden av det over ledning 4 inndyste bråavkjølingsmiddel og/eller innstilling av vaskeoljens kokeleie anvendes, f.eks. ved inn- eller utslusinger over ledninger 14, 15 og 16.' In the first washing step, a temperature that lies within the boiling range of the used washing oil is maintained at approximately atmospheric pressure. To control the temperature, the amount of quenching agent injected via line 4 and/or setting the boiling point of the washing oil can be used, e.g. at inlets or outlets via lines 14, 15 and 16.'

Sumpen av vasketårnet 5 er ved hjelp av ledninger 8 og pumpe 9 forbundet med den øvre tårndel. Over disse ledninger føres flytende vaskeolje i kretsløp. The sump of the washing tower 5 is connected to the upper tower part by means of lines 8 and pump 9. Liquid washing oil is routed over these lines in a circuit.

Spaltgassens vei fører gjennom første vasketrinn (vaske-tårn 5) over ledning 10 inn i annet vasketrinn (kondensator 6) og endelig over ledning 11 til ytterligere ikke viste skilleanlegg.. Den således første spaltgass bringer oljedamp fra første vasketrinn inn i annet vasketrinn. Ved indirekte kontakt av spaltgassdamp-blandingen med et kjølemiddel oppstår oljekondensat. Dette kondensat tilbakeføres over ledninger 12 og pumpe 13 inn.i første vasketrinn og utsettes på riytt for fordampning ved hjelp av spaltgassene. The path of the split gas leads through the first washing stage (washing tower 5) via line 10 into the second washing stage (condenser 6) and finally via line 11 to further separation facilities not shown. The first split gas therefore brings oil vapor from the first washing stage into the second washing stage. In the event of indirect contact of the split gas vapor mixture with a refrigerant, oil condensate occurs. This condensate is fed back via lines 12 and pump 13 into the first washing step and exposed to evaporation using the split gases.

Den i annet vasketrinn av vaskemidlet opptatte varme • avgis til kjelen 7 og benyttes her til dampfremstilling. The heat taken up by the detergent in the second washing stage • is given off to the boiler 7 and used here for steam production.

Som det sees opprettholdes i stasjonært forløp av fremgangsmåten to vaskeoljekretsløp. Fra det ene kretsløp deltar praktisk talt bare de tyngre vaskeoljekomponenter. Varmeutvekslere er ikke innkoblet i dette kretsløp. Den i dette løp førte olje spyler veggene av vasketårnet 5 av første vasketrinn og holder det fritt for avsetninger. Utvaskede resp. opptatte forurensninger ut-tas over ledning 14 . Annet kretsløp forløper under'faseveksel, As can be seen, two washing oil circuits are maintained during the stationary course of the method. Practically only the heavier washing oil components participate from one circuit. Heat exchangers are not connected in this circuit. The oil carried in this run flushes the walls of the washing tower 5 of the first washing stage and keeps it free of deposits. Washed out or absorbed pollutants are taken out via line 14. Another circuit takes place during phase change,

det fører over begge vasketrinn. I første vasketrinn utsettes de i dette kretsløp deltagende letterekokende komponenter av vaskeolje for fordampning, i annet kondensasjon. it leads over both washing stages. In the first washing step, the low-boiling components of washing oil participating in this circuit are exposed to evaporation, in the second to condensation.

Annet vasketrinn krever intet ytterligere vaskeolje-kretsløp, fordi den kondenserte vaskeolje fukter kjølefaltene til-strekkelig og de fra dampen utfelte forurensninger tilbakespyles i første vasketrinn. The second washing step requires no further washing oil circuit, because the condensed washing oil sufficiently moistens the cooling folds and the contaminants precipitated from the steam are flushed back in the first washing step.

I annet vasketrinn kan det ved anordning av flere kon-densatorer, sem referert til spaltgassens passering er koblet etter hverandre, som holdes små med gassen bortførte oljerester og det kan utvinnes avvarme av forskjellig nyttelsesgrad. Den utsluste vaskeolje erstattes ved friskoljetilførsel og tilbakeføring av olje fra andre fremgangsmåtetrinn over ledning 16. In the second washing step, the arrangement of several condensers, which are connected one after the other in reference to the passage of the split gas, can hold small oil residues carried away with the gas, and waste heat of varying degrees of utilization can be recovered. The washed-out washing oil is replaced by supplying fresh oil and returning oil from the second process step via line 16.

Eksempel. Example.

Ved en termisk spaltprosess til fremstilling av acetylen anvendes pr. 1000 normalkubikkméter spaltgass med et varmeinnhold på 0,6 millioner kcal (referert til 0°C, gassformet) 330 kg vann av 80°C til bråavkjøling. Etter bråavkjøling til 700°C er det herav dannet 1410 Nnr 3 blanding med et varmeinnhold på 0,43 millioner kcal. Denne blanding underkastes fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen . In a thermal cracking process for the production of acetylene, per 1000 standard cubic meters of fracturing gas with a heat content of 0.6 million kcal (referenced to 0°C, gaseous) 330 kg of water at 80°C for rapid cooling. After rapid cooling to 700°C, 1410 No. 3 mixture with a heat content of 0.43 million kcal has been formed from this. This mixture is subjected to the method according to the invention.

Oljevasken drives med olje av midlere molekylvekt 240 kg/kmol. I første trinn av oljevasken holdes omtrent 8000 kg/time olje i omløp, 300 kg/time olje, fordampes overveiende fra annet vasketrinn tilbakeførte olje og en del friskolje. Dermed er det i første vasketrinn innstilt en likevektstemperatur på 250<e>C. Den fra første vasketrinn uttredende gassblanding setter seg sammen av spaltgass pluss vanndamp og oljedamp, på spaltgass pluss vanndamp faller 0,13 millioner kcal, på oljedamp 0,3 millioner kcal. Spaltgassvarmen er altså for en stor del oppbrukt i første trinn til oljefordamp-ningen. The oil washer is operated with oil of average molecular weight 240 kg/kmol. In the first stage of the oil wash, approximately 8,000 kg/hour of oil is kept in circulation, 300 kg/hour of oil, mainly the oil returned from the second washing stage and some fresh oil evaporates. Thus, in the first washing stage, an equilibrium temperature of 250<e>C is set. The gas mixture emerging from the first washing step is composed of fissile gas plus water vapor and oil vapor, 0.13 million kcal falls on fissile gas plus water vapor, and 0.3 million kcal on oil vapor. The split gas heat is therefore largely used up in the first stage for the oil evaporation.

I annet trinn kondenseres den største del av oljedampen. Det dannede kondensat er vaskevæsken, den bespyler utvekslingsflåtene og medfører fra gassdampblandingen dannede forurensninger. Den fra annet trinn uttredende damp-gass-blanding har en temperatur på 200°C, den inneholder en oljerestpå 600 kg og utfører i spaltgassen (pluss vanndamp) 0,105 millioner kcal og i oljedampen 0,06 millioner kcal. In the second stage, the largest part of the oil vapor is condensed. The formed condensate is the washing liquid, it washes the exchange floats and carries with it pollutants formed from the gas-vapor mixture. The steam-gas mixture emerging from the second stage has a temperature of 200°C, it contains an oil residue of 600 kg and generates 0.105 million kcal in the cracking gas (plus steam) and 0.06 million kcal in the oil steam.

Fra den fra spaltgassen disponible varmemengde på From the available amount of heat from the fissile gas

0,325 millioner kcal ble det i annet vasketrinn avgitt 0,265 millioner kcal til kjølemidlet. Under anvendelse av kokevannkjøling kan det herav frembringes damp med en kvalitet på l80°C/9 ato. 0.325 million kcal, 0.265 million kcal was released to the refrigerant in the second washing step. Using boiling water cooling, steam can be produced from this with a quality of 180°C/9 ato.

Det tilsvarer et avvarmeutbytte på 8l , 5% • This corresponds to a heat recovery yield of 8l, 5% •

Ved vanlig entrinns vaskefremgangsmåte med avkjøling i et oljekretsløp kunne det ved 8l,5%-ig avvarmeutbytte i beste fall oppnås en dampkvalitet på 136°C/2,3 ato eller ved 55%-ig varmeut-bytte en dampkvalitet på l8o°C/9 ato. In the case of a normal one-stage washing procedure with cooling in an oil circuit, at best a steam quality of 136°C/2.3 ato could be achieved at 8l.5% heat yield or at 55% heat yield a steam quality of 18o°C/ 9 ato.

Claims

Process for recovering heat from a gas mixture formed by the thermal cracking of hydrocarbons aimed at acetylene production, where this is rapidly cooled and subjected to a two-stage oil wash, characterized by exposing the rapidly cooled split gas in a first heating stage to a washing oil mixture supplied in direct current, whose heavy-boiling part in a liquid state without cooling is fed into a circuit, the low-boiling part, on the other hand, is vaporized and, together with the split gases, is fed to another wash step, which also works in direct current, which is designed as an indirect heat exchanger, as the condensate primarily serves as a wash liquid and is then returned to the renewed evaporation in the first washing step, while the split gases together with the remaining oil vapors after exiting from the second washing step are subjected to separation in a manner known per se.