NO167964B - Manoevreringsanordning ved luftputefartoeyer. - Google Patents

Abstract

Manøvrenngsanordning ved luftputefartøyer med en sentral skrogdel (6) , to ved dennes langsgående sider nedragende siedeler (7) som forløper hovedsakelig i hele fartøyets lengde, og en vifteinnretning (3), hvor sidedelene (7) sammen med cfen sentrale skrogdel <6) utgjør en langsgående kanal (5) og vifteinnretnigen <3> tilfarer luft til kanalen (5), og det ved kanalens (5) fremre og bakre ende er anordnet respektive organer (8,10) til variabel innstilling av størrelsen av dennes fremre hhv. bakreverrsnittsareal.Ifølge oppfinnelsen omfatter anordningen en i det minste ved det ene endeparti av fartøyet (1) anordnet,. regulerbar ledeinnretning (10.20.21.22,30) innrettet til å lede luft fra kanalen og sideveis ut av fartøyet for manøvrering av dette.

Description

Høytemperaturovn for termisk krakking av hydrocarbonvæsker eller -gasser for fremstilling av olefiner.

Foreliggende oppfinnelse angår en ovn for oppvarming av et hydrocarbonfluidum til hoy temperatur og opprettholdelse av fluidumet ved den hoye temperatur i kort tid for termisk'krakking av hydrocarbonet til olefiner.

Ovnen ifolge oppfinnelsen for termisk krakking av hydrocarbonvæsker eller -gasser for fremstilling av olefiner omfatter vegger av et ildfast materiale som avgrenser et kammer med en utlopskanal på toppen og oppvarmingsanordninger for væskene eller gassene og en rekke i kammeret vertikalt anordnede ledninger med innlop for de væsker eller gasser som skal oppvarmes, og med utlop for de oppvarmede væsker eller gasser, og ovnen er særpreget ved at hver ledning har en lengde av 18-61* meter og en innvendig diameter av 50-76 mm, og at en rekke varmeutstrålende brennere er anordnet i kammerets vegger.

Hoytemperaturovnen ifolge oppfinnelsen anvendes for termisk krakking av hydrocarboner ved en kort oppholdstid, hoy temperatur og et lavt partialtrykk for hydrocarbonet for selektiv oppnåelse

av et hoyt olefinutbytte, spesielt ethylen, og et hbyt forhold av olefinutbytte til mettede forbindelser, dvs. H2, CH^, C2H^ etc. Hoytemperaturovnen ifolge oppfinnelsen kan benyttes for oppnåelse

av hbye ethylenutbytter fra en lang rekke hydrocarbontilforsels-materialer, omfattende ethan og råoljer.

I de fleste vanlige hydrocarbonkrakkingovner benyttes lange ledninger med forholdsvis stor diameter for det fluidum som skal oppvarmes. Dette gir en lang oppholdstid og et hoyt trykkfall i ledningene .

De vanlige rorovner for krakking av hydrocarboner.for fremstilling av olefiner har ikke gitt maksimale utbytter av olefiner samtidig med en hoy selektivitet. De vanlige ovner har 'lange ledninger som gir et hoyt trykkfall. Det hbye trykk som oppstår, har en ugunstig virkning på selektiviteten for de onskede produkter.

AvlopsgasÉtemperaturene fra krakkingovner er meget hbye, og ved disse hbye temperaturer fortsetter krakkingreaksjonene med stor hastighet. For i det vesentlige å stoppe reaksjonene i avlbpsgassen og for å minske fremstillingen av ubnskede biprodukter er det nbdvendig etter at avlbpsgassen har forlatt reaktoren å avkjble den hur,tig til en temperatur ved hvilken reaksjonene i det vesentlige opphorer.

Ved anvendelse av ovnen ifolge oppfinnelsen kan et hydrocarbonfluidum oppvarmes til forhbyet temperatur i lbpet av en kort oppholdstid mens det opprettholdes et lavt partialtrykk for reaksjons-,-deltagerne, en forholdsvis hby massehastighet i reaksjonssonen og .et lavt trykkfall gjennom reaksjonssonen, og selektivt omdannes til de bnskede produkter.

Det tilforte materiale som skal oppvarmes, befinner seg inne

i ledninger eller ror i ovnen, og rorene oppvarmes ved varmestråling. For å tilveiebringe den nbdvendige oppvarmning av rorene for ut-fbrelse av foreliggende fremgangsmåte er en rekke varmestrålende brennere anbragt på ovnens vegger. Ved å anvende flere varmestrålende brennere oppnås en nbyaktig og nbye kontroll med varmetil-fbrselen med enkel regulering av brenseltilfbrselen til brennerne.

Ovnen omfatter en konveksjonsforvarmingssone og en strålevarmesone hvor omdannelse eller krakking finner sted. I strålevarmesek-sjonen er ledningene eller rorene som inneholder fluidumet som skal behandles, forholdsvis korte, har liten diameter og er utfort slik at det bare oppstår et lavt trykkfall. Ovnens spesielle arbeidsbetingel-ser er. avhengig'av det tilforte materiales egenskaper og de onskede produkter. Ledningenes eller rorsloyfenes lengde og indre diameter i strålingsseksjonen er utfort slik at den onskede oppholdstid og det onskede trykkfall tilveiebringes. Rorsloyfene er vertikalt anordnet i strålingsseksjonen idet to eller flere ror er seriekoblet ved hjelp av rorbend slik at det dannes en .rorsloyfe. To eller flere ror-sloyfer kan danne en rorslbyfemontasje. Rorene er anbragt inne i ovnen i ett eller flere plan og stort sett parallelle med hensyn til to motstående vegger i strålingsseksjonen, og flere strålings-brennere er anbragt i disse vegger. Hver rorsloyfemontasje kan ha sin egen konveksjonsforvarmingssone og sin egen bråkjolings- éller avkjolingssone.

Bråkjolingssonen er nær forbundet med utlopsåpningen for reak-sjonsproduktene fra ovnen og tilveiebringer hurtig avkjoling av avlopet fra reaksjonstemperaturen ned til en temperatur ved hvilken reaksjonen i det vesentlige opphorer. Det således avkjolte avlop kan avkjoles videre ved hjelp av en vanlig varmeveksler. Et egnet apparat for bråkjoling av avlopet er krevet i N.p.nr.120373.

I den foreliggende ovn stiger reaksjonsdeltagernes temperatur kontinuerlig fra innlopet til reaksjonsslbyfen, dvs. i ovnens stråle-varmeseksjon, til utlbpet av reaksjonssloyfen. Temperaturøkningen foregår hurtigere til å begynne med mens reaksjonsdeltagerne oppvarmes til det temperaturnivå ved hvilket reaksjonshastigheten blir vesentlig, og derpå med en lavere okningsgrad gjennom resten av reaksjonssonen på grunn av at krakkingreaksjonene er endoterme reaksjoner.

Reaksjonsdeltagernes temperatur ved innlopet til reaksjonssonen kan være ca. 593-°50°C, og temperaturen stiger til ca. 8l5-900°C ved utlopet. Med den omtalte oppholdstid menes reaksjonsdeltagernes oppholdstid i reaksjonssonen.

Ved termiske krakkingprosesser nås efterhvert som temperaturen oker, tilstander, for en hvilken som helst angitt tilforselshastighet og partialtrykk for hydrocarboner, hvorved forkoksning av ledningene og/eller tilsmussing av utstyret på ovnens nedstromsside inntreffer, og. dette krever hyppig fjernelse av koks fra utstyret. Med den korte oppholdstid og den hbye temperatur som er mulig med den foreliggende ovn, kan hoyere omdannelser oppnås enn vanlig hvor det benyttes lengre oppholdstid og en lavere temperatur, og dette gir som resultat at utbyttet av ethylen og andre olefiner forbedres. Det maksimale ut-

bytte av ethylen oker samtidig med okende omdannelsesnivå og for-bedring av selektiviteten med hensyn til ethylen.

Selektiviteten og utbyttet forbedres også ved å opprettholde et forholdsvis lavt partialtrykk for hydrocarbonet i omdannelses- eller reaksjonssonen. Partialtrykket i reaksjonssonen bestemmes av det samlede trykk ved ovnens utlbp, mengden av fortynnede vanndamp i forhold til mengden av hydrocarbon og av trykkfallet i krakkings lcxyfen..

Tilforselsmaterialets oppholdstid i krakkingslbyfens stråle-varmeseksjon kan være 0,10 til 0,50 sek, fortrinnsvis 0,15-0,^0 sek,

og spesielt 0,20 til 0, h0 sek. Ved de hoye temperaturer som anvendes, finner krakkingreaksjonene sted meget hurtig.

Ovnen ifolge oppfinnelsen omfatter en strålevarmesone inne-holdende strålevarmebrennere som gir en hoy temperatur på den over-flate som skal oppvarmes, ved en hoy gjennomsnittlig 'varmestrom av 5h.260-9<*>+.955 kcal/m<2>/h og fortrinnsvis 59.686-75.96<*>+ kcal/m<2>h.

Dette gir en maksimal rortemperatur av ca. 1065°C. Ovnens strålevarmesone inneholder slbyfer eller rbr som kan ha et absolutt innlbps-trykk av 2,1-5,3 kg/cm -2 og et absolutt utlbpstrykk av l,1+-3,2 kg/cm 2,

og fortrinnsvis et absolutt innlopstrykk av 2,8-3,5 kg/cm 2 og et absolutt utlopstrykk av 1,7-2,5 kg/cm p. Trykkfallet gjennom rbr-spiralen er lavt og kan være 0,7-2,1 kg/cm 2 , fortrinnsvis 0,7-1,<*>+ kg/cm 2' En av fordelene forbundet med ovnens konstruksjon er at fluidumet i de ledninger som skal oppvarmes, holdes på et forholdsvis lavt trykk under oppvarmningen. Hydrocarbonets absolutte partialtrykk ved utlopet kan være 0,3-1,<*>+ kg/cm 2 , fortrinnsvis 0,7-1,1 kg/cm 2. Det foretrekkes å, anvende et absolutt innlopstrykk for strålevarmeslbyfen av ca. 2,8 kg/cm 2 og et utlopstrykk av ca. 1,8 kg/cm 2, og det foretrukne absolutte

2 partialtrykk for hydrocarbonet ved utlopet kan være ca. 0,9-1,0 kg/cm . Ledningene som inneholder det fluidum som skal oppvarmes, er 18-6^-

meter lange, og hver lådning kan inneholde 2-8 ror av 6-1<*>+ meter lengde forbundet med l80° rorbend, og rorene har en innvendig diameter av 50-76 mm. Ledningene er fortrinnsvis 27-<*>+6 meter lange og består av 3-5 rbr med en lengde av 10-12 meter sammenbundet ved hjelp av l80° rorbend hvorved dannes en rbrslbyfe med et plan stort sett parallelt med ovnsveggen og -brennerne. Rbrslbyfene kan med fordel være 27

meter lange og omfatte tre ror av 9 meters lengde forbundet ved hjelp av to l80° rorbend. Rorene har fortrinnsvis en innvendig diameter av 50 mm.

Ovnen kan inneholde en enkelt eller dobbelt rad med ror, fortrinnsvis en enkelt rad, og rorene er vertikalt anbragt i ovnen.

Ovnen ifolge oppfinnelsen vil bli nærmere forklart under hen-visning til tegningene. Av disse viser

fig. 1 en varmeovn ifolge oppfinnelsen sett fra siden, idet en del av sideveggen er blitt fjernet for å vise den innvendige konstruksjon av ovnen,

fig. 2 ovnen sett bakfra med en del av bakveggen fjernet for

å vise et snitt langs linjen A - A på fig. 1, og

fig. 3 skjematisk en rorsloyfemontasje i ovnen med innlop og utlop og koblet til bråkjolingsapparatet ifolge N.p. nr.120373.

Ovnen omfatter et lukket rom med en ytre kappe lh og en innervegg 16 som omgir et oppvarmingskammer 17, og ledninger 3-6 danner en sloyfemontasje anbragt sentralt inne i kammeret 17. Disse ledninger mottar det forvarmede materiale som skal omsettes og danner sloyfer gjennom hvilke fluidumet strommer.

Ovnsveggen består av en ytre kappe l*f, en mellomliggende blokk-isolering 15 og en innervegg 16 av ildfast sten. Kammerets 17 innervegg 16 omfatter et ildfast materiale som er istand til å motstå den varme det vil utsettes for i hvert spesielt tilfelle. Kammeret 17

er i det vesentlige lukket bortsett fra passasjen 13 ved kammerets topp som danner et utlbp for forbrenningsproduktene som forlater kammeret. Passasjen 13 inneholder forvarmingsrorene 7 som står i forbindelse med ledningene 3-6. Rorene 7 er anbragt i ovnens konvek-sjonsvarmeseksjon og gjenvinner varme som' ellers ville ha gått tapt. Fluidumet som skal oppvarmes, tilfores gjennom ledningen 1 som står

i forbindelse med rorene 7, strommer gjennom forvarmingsrorene 7, dvs. konveksjonsforvarmingsseksjonen, og til varmestrålingsseksjonens hovedtilforselsledning 2 og derfra inn i varmestrålingsseksjonen.

Fluidumet forvarmes således til en temperatur som er like under den ved hvilken det er onskelig å behandle eller å omsette materialet.

Ved krakking av hydrocarboner kan vanndamp tilfores i rorene 7 gjennom ledningene $ h og/eller 55 > se fig. 3> for å lette for-dampningen av det tilforte materiale og for å kontrollere hydrocarbonets partialtrykk i varmestrålingsseksjonen.

En rekke brennere 18 er anbragt på kammerets 17 motsatte side-vegger, og disse brennere er anordnet slik at strålevarmen fra disse bestråler ledningene 3-6.

Brennerne 18 kan på vanlig måte tilfores naturgass eller annen brennbar gass fra samletanker, manifolder eller enkéltror som står i forbindelse med hver brenner.

Metallkappen lh danner ovnens yttervegg^ og hele anordningen stottes av ben 22. Delene 20 og 21 består av rammeverk av stål som stotter ovnsveggene.

Den spesielle type varmestrålingsbrenner og de nærmere .detaljer i forbindelse med denne behbver ikke å beskrives da de er velkjente og vanlige innenfor denne teknikk. En hvilken som helst type varme-str ålingsbrenner som tilforer i det vesentlige all varme ved varmestråling, kan benyttes.

Rorene 3a, b og c er f.eks. anbragt loddrett inne i brenn-kammeret 17. Rorene har en lengde av ca. 8,5 meter og er seriekoblet ved hjelp av to l80° rorbend slik at det fås en enkel rorsloyfe med en samlet lengde av ca. 27,5 meter. Rorenes innvendige diameter kan være 50 mm. Rorsloyfene er understottet oventil og styrt ved pvns-bunnen på vanlig måte. Innlopsrorene til hver sloyfemontasje, dvs. rorene 3a, *+a, 5a og 6a, er koblet til et innlopssamlerbr 2, og avlijpsrorene 3c, <*>+c, 5c og 6c er koblet til et samlerbr 11 for pro-duktavlbpet ved ovnens bunn. Rormontasjens plan er stort sett parallet med og på samme avstand fra to motsatte sider av brenn-kammeret. Brennerne 18 er anbragt i disse sider, se fig. 2.

Fire sloyfer, f.eks. 3,^,5 og 6,kan være koblet til et ovre samlerbr 2 og et nedre samlerbr 11 og kan utgjore en slbyfemontasje. Avhengig av den produktmengde som det er bnskelig å oppnå, kan en spesiell ovn konstrueres og inneholde så mange slbyfemontasjer som er nbdvendig i en enkel ovn for å oppnå den onskede ovnskapasitet. En rbrslbyfemontasje kan også inneholde færre eller flere enn fire rbrslbyfer. En ovn kan inneholde 1-20 rbrslbyfemontasjer, fortrinnsvis h- 10 rbrslbyfemontasjer.

Hver rbrslbyfemontasje kan forsynes med sin egen konveksjonsfor-varmingsslbyfe og bråkjblingsapparat for bråkjbling av de utstrbmmende produktgasser. Forbrenningsgassene fra konveksjonsseksjonen ledes til en skorstein som kan være felles for en eller flere konveksjons-seksjoner. Bråkjblingsenheten må være nært koblet til avlbpssamle-roret for varmestrålingsseksjonens rorsloyfe slik at det fås en hurtig temperaturreduksjon av de utstrommende gasser fra varme-strålingsseks jonen.

Ledningen 12 står i forbindelse med avkjolingsanordningen og tilveiebringer en anordning ved hjelp av hvilken de varme utstrommende gasser frå ovnens varmestrålingsseksjon kan ledes til avkjol-ingsapparatet.

Fig. 3 viser skjematisk hvordan ovnen kan være koblet til av-kjolingsenheten som i dette tilfelle er et termosifong-kjoleapparat ifolge N.p. nr. 120373. Kjolevann fra vanndampbeholderen 100 inn-fores- gjennom ledningen 103 og ledningen 108 med en temperatur av ca. 3l5°C og et trykk av ca. 112 kg/cm<2>. Kjolemidlet strommer gjennom ledningen 108 inn i ringledningen h9 og oppover i rorene 61 hvor det delvis omdannes til vanndamp. Blandingen av vanndamp og vann strommer inn i ringledningen 50 og gjennom ledningene 106 og 10<*>+ tilbake til vanndampbeholderen 100. En blanding av vanndamp og vann fra en forste ringformig passasje i kjbleapparatet strommer ut gjennom utlopsåpningen 75 og inn i ledningene 105 og 10<*>+ tilbake til vanndampbeholderen 100. Da vannet har storre egenvekt enn blandingen av vanndamp og vann, fås en termosifongstrbm av kjolevann gjennom kjbleapparatet. Innenfor konstruksjonsmessige begrensninger er kjbleapparatet selvregulerende, og jo hbyere temperaturen og strbmningshastig-heten til gassene inn i avkjblingsenheten er, jo hurtigere vil kjole-væskens sirkuleringshastighet være.

Mettet vanndamp med en temperatur av ca. 3l5°C og et trykk av ca. 112 kg/cm p kan avtrekkes fra vanndampbeholderen 100. gjennom ledningen 101, og varmeenergien kan gjenvinnes. Vann tilfores vanndampbeholderen 100 gjennom ledningen 102.

Claims (9)

1. Hoytemperaturovn for termisk krakking av hydrocarbonvæsker eller -gasser for fremstilling av olefiner, omfattende vegger (16) av et ildfast materiale som avgrenser et kammer (17) med en utlopskanal (13) på toppen og oppvarmingsanordninger for væskene eller gassene og en rekke i kammeret vertikalt anordnede ledninger(3-6) med innlop for de væsker eller gasser som skal oppvarmes, og med utlbp for de oppvarmede væsker eller gasser, karakterisert ved at hver ledning har en lengde av 18-6*+ meter og en innvendig diameter av 50-76 mm, og at en rekke varmeutstrålende brennere (l8) er anordnet i kammerets vegger.

2. Hoytemperaturovn ifolge krav 1,karakterisert ved at ledningene (3-6) er anordnet i minst en rad og med omtrentlig samme avstand fra to motstående vegger (16) i kammeret (17), og brennerne (l8) er i stand til jevnt å oppvarme begge sider av ledningene med en gjennomsnittlig varmetilforsel av over 5^260 kcal/m /h ledningoverflate ved en utlopstemperatur for væskene eller gassene av over 8l5°C.

3. Hoytemperaturovn ifolge krav 1 eller 2,karakterisert ved at hver ledning omfatter 2-8 ror hvert med en lengde av 6-1*+ meter og forbundet med hverandre med l80° rorbend under dannelse av en rbrslbyfe. h.

Hoytemperaturovn ifolge krav 1-3, karakterisert ved at hver ledning har en lengde av 27-^6 m.

5. Hoytemperaturovn ifolge krav l-*f, karakterisert v ed at hver ledning har en lengde av 36 m og en innvendig diameter av 63 mm og omfatter 3 r6r hvert med en lengde av 12 m.

6. Hoytemperaturovn ifolge krav 3-5, karakterisert ved at minst 2 av rorsloyfene er forbundet ved sine innlops-åpninger med et felles innlbpsror (2) og ved sine utlbpsåpninger med et felles utlbpsrbr (11) under dannelse av en rbrslbyfemontasje.

7. Hoytemperaturovn ifolge krav 6,karakterisert ved at kammeret (17) inneholder 1-20 rbrslbyfemontasjer.

8. Hoytemperaturovn ifolge krav 6 eller 7,karakterisert ved at rbrslbyfene omfatter 3-5 rbr med en lengde av 9-12 meter forbundet med hverandre med l80° rbrbend.

9. Hoytemperaturovn ifolge krav 2-8, karakterisert ved at ledningene (3-6) er vertikalt anordnet i en enkelt rad i kammeret (17).