WO2016023745A1 - Method for producing cracked gas containing ethylene and cracking tube for use in the method - Google Patents

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WO2016023745A1
WO2016023745A1 PCT/EP2015/067234 EP2015067234W WO2016023745A1 WO 2016023745 A1 WO2016023745 A1 WO 2016023745A1 EP 2015067234 W EP2015067234 W EP 2015067234W WO 2016023745 A1 WO2016023745 A1 WO 2016023745A1
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canned
catalytically active
weight
tube
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PCT/EP2015/067234
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Inventor
Maximilian Walter
Eric Jenne
Natalie GELDER
Original Assignee
Basf Se
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING 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
    • C10G9/00Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/34Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils by direct contact with inert preheated fluids, e.g. with molten metals or salts
    • C10G9/36Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils by direct contact with inert preheated fluids, e.g. with molten metals or salts with heated gases or vapours
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING 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
    • C10G9/00Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/14Thermal 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
    • C10G9/18Apparatus
    • C10G9/20Tube furnaces
    • C10G9/203Tube furnaces chemical composition of the tubes

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of ethylene-containing cracked gas by thermal cracking of a hydrocarbon or hydrocarbon mixture in the presence of water vapor in a can at temperatures in the range of 600 to 1000 ° C and a Spaltgasaustrittstemperatur in the range of 750 to 1000 ° C.
  • the invention further relates to a can for use in a process for the production of ethylene-containing cracking gas by thermal cracking of a hydrocarbon or hydrocarbon mixture in the presence of water vapor.
  • the thermal cracking of hydrocarbons in the presence of water vapor in a canned oven finds widespread use in ethylene plants (steam crackers), in which in addition to the ethylene, other valuable unsaturated compounds such as propylene and butadiene and Pyrolysis gasoline with a high proportion of aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene are won.
  • steam crackers in which in addition to the ethylene, other valuable unsaturated compounds such as propylene and butadiene and Pyrolysis gasoline with a high proportion of aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene are won.
  • aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene
  • residence times for the hydrocarbons in the cans of the can furnace of 0.1 to 0.6 seconds (s) and outlet temperatures of the cracked gases from the cans of more than 750 ° C., generally between 800 and 1000 ° C., are preferred , complied. See, e.g. D. Glietenberg et al., Ullmanns Encyklopadie der ischen Chemie, 4th ed., Volume 8,
  • the canned oven must be turned off and the crevices of the deposits, esp. The coke, freed.
  • the split tubes and associated moldings are usually freed of the deposits with a water vapor / air mixture or even only with air at temperatures of 700 to 1000 ° C, as for example. in EP 36151 A1 (BASF AG).
  • Catalytically active coatings on the inner surface of cans or canned systems which can significantly reduce carbonaceous deposits, especially coke deposits, and convert these deposits, especially coke, into CO and CO2, e.g. Camol TM.
  • SFT® Swirl Flow Tubes®
  • Catalytically active coatings e.g. CAMOL TM have the disadvantage of all catalytic processes of being contaminated during operation with impurities, e.g. Sulfur compounds, and indefinite operating conditions in the canned oven lose activity.
  • US 5,242,574 A (Institute Francais du Petrole) relates to thermal vapor phase cracking and dehydrogenation of hydrocarbons in a honeycomb type reactor in a pyrolysis zone heated with a "heating liquid", in the presence of a special alloy 66-82 wt% Ni, 14-18 wt% Cr and 4-6 wt% Al.
  • WO 2014/092944 A1 (General Electric Company) describes the use of metallic cracker coils with an anti-coking catalyst layer, in particular perovskite (CaTiO 3), and an alumina barrier layer in the vapor-phase cracking of hydrocarbons.
  • the object of the present invention while overcoming disadvantages of the prior art, is to provide an improved economical process for the production of ethylene-containing cracked gas.
  • the process should also be particularly advantageous if, in the inlet region of catalytic canned systems, there is a temperature range at which the catalytic coating is not or only insufficiently restored after decoking, i. not or only insufficiently regenerated, can be.
  • the can in the region through which it flows first comprises a steel which is an alloy containing 25-35% by weight chromium, 25-55% by weight nickel, 2-6% by weight aluminum and 10-30% by weight. % Iron, thereby reducing carbonaceous deposits in the pipe,
  • a canned pipe has accordingly been found for use in a process for the production of ethylene-containing cracked gas by thermal cracking of a hydrocarbon or hydrocarbon mixture in the presence of water vapor, esp.
  • the canned in first to be flown A steel comprising an alloy containing 25-35% by weight of chromium, 25-55% by weight of nickel, 2-6% by weight of aluminum and 10-30% by weight of iron, whereby carbonaceous deposits are reduced in the pipe in the manufacturing process for fission gas, and the gap in the subsequently flowing through area on the inner surface has a catalytically active coating which reduces carbonaceous deposits in the pipe in the production process for fission gas.
  • the can in the region to be flown through does not comprise a steel as in the region to be flowed through first, but another steel which is particularly 0 to ⁇ 0.5% by weight, in particular 0 to ⁇ 0.1% by weight.
  • a steel as in the region to be flowed through first, but another steel which is particularly 0 to ⁇ 0.5% by weight, in particular 0 to ⁇ 0.1% by weight.
  • Contains aluminum an example is an alloy containing 25-45 wt .-% chromium, 30- 60 wt .-% nickel and 10-25 wt .-% iron; (The alloy may, for example, also niobium (eg 0.1 to 2 wt .-%) and / or carbon (eg 0.1 to 1, 5 wt .-%) and / or silicon (eg 0.5 to 2.5 Wt .-%) and / or manganese (eg 0.1 to 2 wt .-%) contain; typical further trace elements (eg in each case 0.01 to 0.5
  • steel comprehensive and partly inside to be provided with a catalytically active coating crevices may be straight tubes or curved tubes, such as coils.
  • the term 'split tube' in particular also includes molded parts connected to the split tube, such as Y-pieces, collectors, reversal bends, reducers.
  • Canned pipe plus connected moldings are also called canned system.
  • Canned systems can be provided e.g. 1 to 20 reversal bends (or even more), especially e.g. 1 to 1 1 reverse bends, and corresponding to 2 to 21 (or correspondingly more), especially 2 to 12, passports.
  • Passes in an initially traversed area can also be divided into several, e.g. 2 to 25, parallel tubes and possibly reversal bends be divided.
  • the Linde PYROCRACK® 4-2 Canned Pipe System (Fig. 2) consists of 6 passports and 5 reversing bends, with 4 passages divided into 2 parallel pipes in an initially flown-through area.
  • the thermal cleavage of the hydrocarbon or hydrocarbon mixture is preferably carried out in the first flow-through range at temperatures in the range of 600 to 800 ° C and in the thereafter flowed through at temperatures in the range of 700 to 1000 ° C.
  • the weight ratio of water vapor to the hydrocarbon used or to the hydrocarbon mixture used is in the thermal cracking particularly in the range of 0.1 to 1, preferably in the range of 0.2 to 0.8, and more particularly in the range of 0.3 to 0th , 7th
  • the pressure in the can is in the thermal cleavage especially 1, 5 to 5 bar, especially 1, 6 to 2.5 bar.
  • the can in the region through which it flows first comprises a high-alloyed steel which forms aluminum oxide on the inner side of the tube. This has the effect of reducing carbonaceous deposits in the pipe.
  • the split tube was made in the first through-flow region by a centrifugal casting process.
  • the molded parts of the can system were produced by means of a casting process from the same steels.
  • the steel is a Cr, Ni and Al-containing steel, i. Cr-Ni-Al-Fe alloy.
  • the alloy containing Cr, Ni, Al and Fe may also contain, for example, niobium (eg 0.1 to 1% by weight) and / or carbon (eg 0.1 to 1% by weight); Typical further trace elements (eg in each case 0.01 to 0.5% by weight) may be: Mn, W, Si, Co, Mo and / or Ti.
  • niobium eg 0.1 to 1% by weight
  • carbon e.g 0.1 to 1% by weight
  • Typical further trace elements eg in each case 0.01 to 0.5% by weight
  • Mn, W, Si, Co, Mo and / or Ti may be found in the Information Data Sheet, Centrailoy® HT E, Schmidt + Clemens GmbH + Co. KG, Sept. 2009, Rev. 01. See also the other references cited above.
  • the formation of aluminum oxide on the inner surface of the tube takes place in the presence of oxygen, especially at elevated temperature, e.g. B.> 100 ° C, in particular> 500 ° C, for example in the range of 550 to 1000 ° C instead.
  • elevated temperature e.g. B.> 100 ° C, in particular> 500 ° C, for example in the range of 550 to 1000 ° C instead.
  • the can in the region through which it flows first comprises a high-alloy steel which forms aluminum oxide on the inner surface of the pipe and in the region through which it flows, it has a catalytically active coating on the inner surface.
  • the catalytically active coating preferably contains manganese (Mn), especially manganese, in an oxidation state in the range from 2 to 7, further especially in the form of a manganese oxide, further especially in the form of MnO, ⁇ 2 ⁇ 3, MnC "2, Mn 2 C and / or ⁇ 3 ⁇ 4 , especially in the form of MnO.
  • Mn manganese
  • CAMOL TM coatings as e.g. in the BASF publication "CAMOL TM Catalytic Coatings for Steam cracker furnace tubes", BF-9657 3/12. These are the so-called “Low-Catalytic Gasification (LCG) Coating” and the so-called “High-Catalytic Gasification (HCG) Coating”.
  • LCG Low-Catalytic Gasification
  • HCG High-Catalytic Gasification
  • Comparative Example 1 In a canned oven containing four canned systems, a mixture of 2.2 th of a gasoline fraction (naphtha) having a boiling range of 40 to 180 ° C and 1, 0 t / h of steam were passed per canned system and at a cracking tube outlet temperature of up to 840 ° C thermally split.
  • naphtha a gasoline fraction having a boiling range of 40 to 180 ° C and 1, 0 t / h of steam were passed per canned system and at a cracking tube outlet temperature of up to 840 ° C thermally split.
  • the cracking tubes were internally provided with a catalytically active coating containing manganese, as described in the BASF publication "CAMOL TM catalytic coatings for steam cracker furnace tubes", BF-9657 3/12.
  • LCG 'Low-Catalytic Gasification
  • HCG High-Catalytic Gasification
  • the tube wall temperature at the measured location in the canned system eventually increased to 1 100 ° C after several months running time, the highest tube wall temperature used for the material and coating of this canned system.
  • the differential pressure of the flow nozzles in the inlet of the can system could be reduced to the minimum applied differential pressure limit of 0.3 bar.
  • example 1 In a canned oven containing four canned systems, a mixture of up to 2.2 t / h of a gasoline fraction (naphtha) having the boiling range of 40 to 180 ° C and 1, 0 t / h of steam are passed per canned system and at a crevice tube outlet temperature thermally split up to 840 ° C.
  • a canned system consists of 18 parallel, vertical inlet tubes, which are flowed through from top to bottom and merged into a manifold. From there, the fission gas is led out of the furnace in 2 parallel, vertical outlet pipes, which are flowed through from bottom to top.
  • the canned system is constructed analogously to a selective 2-pass canned system with the designation SRT®-V from CB & I (Lummus); see. Fig. 3.
  • SRT®-V from CB & I (Lummus); see. Fig. 3.
  • the cracked gas from each of two split-tube systems is cooled in a downstream split-gas cooler.
  • the split tubes are made in the front, first through-flow region of the can system from a high-alloy, produced by centrifugal casting, forming on the inner surface alumina steel, as described in the publication: Information Data Sheet,
  • the aluminum oxide-forming high-alloy steel is provided, starting from the top, to a length of 40% of the total length of the can system.
  • the canned system is internally provided with a catalytically active coating containing manganese and tungsten, namely, High-Catalytic Gasification (HCG) coating, as described in the BASF publication "CMOL TM catalytic Coatings for steam crackers furnace tubes ", BF-9657 3/12.
  • HCG High-Catalytic Gasification
  • the manually measured pipe wall temperature at the outlet of the canned system can be 940 to 980 ° C.
  • the tube wall temperature at the measured point in the last flowed through region of the crevice tube system can finally rise after several months of running up to 1 100 ° C, the highest pipe wall temperature applied to the material and the coating at this point of the canned system.
  • the differential pressure of the flow nozzles in the inlet of the can system can be reduced to the minimum applied differential pressure limit of 0.3 bar.
  • the hydrocarbon stream is interrupted by the canned oven and the canned systems separated from the rest of the process and freed from coke by means of oxygen.
  • a temperature in the range of 760 to 825 ° C and a pressure of 1, 05 to 3 bar over a total period of 60 hours at the beginning of a water steam / air mixture passed into the gap tubes, which is changed in the further course by reducing the amount of steam so that the amount of air in the mixture of initially 10 wt .-% to 70 wt .-% increases.
  • Pipe inner surface Alumina-forming "steel”, in particular "alloy containing 25-35 wt .-% chromium, 25-55 wt .-% nickel, 2-6 wt .-% aluminum and 10-30 wt .-% iron", and "Catalytically active coating” carbon deposits are optimally reduced in the entire range of the canned system, so that extended by many days to several weeks extended production times of the canned oven, compared to the respective installed individual technology.

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Abstract

The invention relates to a method for producing cracked gas containing ethylene by thermally cracking a hydrocarbon or hydrocarbon mixture in the presence of water vapor in a cracking tube at temperatures in the range of 600 to 1000 °C and at a cracked-gas outlet temperature in the range of 750 to 1000 °C, wherein the cracking tube comprises a steel in the region through which flow passes first, which steel is an alloy containing 25 – 35 wt% chromium, 25 – 55 wt% nickel, 2 – 6 wt% aluminum, and 10 – 30 wt% iron, whereby deposits containing carbon are avoided in the tube, and the cracking tube has a catalytically active coating on the inner surface in the region through which flow passes thereafter, which catalytically active coating avoids deposits containing carbon in the tube, wherein the cracking tube does not have the catalytically active coating on the inner surface in the region through which flow passes first. The invention further relates to a cracking tube for use in the method.

Description

Verfahren zur Herstellung von ethylenhaltigem Spaltgas und Spaltrohr zur Verwendung in dem Verfahren  Process for the preparation of ethylene-containing cracked gas and can for use in the process
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von ethylenhaltigem Spaltgas durch thermische Spaltung eines Kohlenwasserstoffes oder Kohlenwasserstoffgemisches in Gegenwart von Wasserdampf in einem Spaltrohr bei Temperaturen im Bereich von 600 bis 1000 °C und einer Spaltgasaustrittstemperatur im Bereich von 750 bis 1000 °C. The invention relates to a process for the production of ethylene-containing cracked gas by thermal cracking of a hydrocarbon or hydrocarbon mixture in the presence of water vapor in a can at temperatures in the range of 600 to 1000 ° C and a Spaltgasaustrittstemperatur in the range of 750 to 1000 ° C.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Spaltrohr zur Verwendung in einem Verfahren zur Herstellung von ethylenhaltigem Spaltgas durch thermische Spaltung eines Kohlenwasserstoffes oder Kohlenwasserstoffgemisches in Gegenwart von Wasserdampf. Das thermische Spalten von Kohlenwasserstoffen in Gegenwart von Wasserdampf in einem Spaltrohrofen, in dem in der Regel die Rohre indirekt beheizt werden, findet eine weit verbreitete Anwendung in Ethylenanlagen (Steamcracker), in denen neben dem Ethylen noch weitere wertvolle ungesättigte Verbindungen wie Propylen und Butadien sowie Pyrolysebenzin mit einem hohen Anteil an aromatischen Kohlenwasserstoffen wie Benzol, Toluol und Xylol gewon- nen werden. Die Entwicklung des Verfahrens hat zu immer kürzeren Verweilzeiten in den Spaltrohren des Spaltrohrofens und zu immer höheren Spalttemperaturen geführt. Bei den modernen Verfahren werden bevorzugt Verweilzeiten für die Kohlenwasserstoffe in den Spaltrohren des Spaltrohrofens von 0,1 bis 0,6 Sekunden (s) und Austrittstemperaturen der Spaltgase aus den Spaltrohren von mehr als 750 °C, in der Regel zwischen 800 und 1000 °C, eingehalten. Siehe z.B. D. Glietenberg et al., Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Aufl., Band 8,The invention further relates to a can for use in a process for the production of ethylene-containing cracking gas by thermal cracking of a hydrocarbon or hydrocarbon mixture in the presence of water vapor. The thermal cracking of hydrocarbons in the presence of water vapor in a canned oven, in which usually the tubes are heated indirectly, finds widespread use in ethylene plants (steam crackers), in which in addition to the ethylene, other valuable unsaturated compounds such as propylene and butadiene and Pyrolysis gasoline with a high proportion of aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene are won. The development of the process has led to ever shorter residence times in the crevices of the canned oven and to ever higher gap temperatures. In the modern process, residence times for the hydrocarbons in the cans of the can furnace of 0.1 to 0.6 seconds (s) and outlet temperatures of the cracked gases from the cans of more than 750 ° C., generally between 800 and 1000 ° C., are preferred , complied. See, e.g. D. Glietenberg et al., Ullmanns Encyklopadie der technischen Chemie, 4th ed., Volume 8,
Seiten 158 - 194 (Äthylen), Verlag Chemie, Weinheim, 1974, und L. Kniel, O. Winter, K. Stork, Ethylene: Keystone to the Petrochemical Industry, Marcel Dekker Inc., New York, 1980. Pages 158-194 (ethylene), Verlag Chemie, Weinheim, 1974, and L. Kniel, O. Winter, K. Stork, Ethylene: Keystone to the Petrochemical Industry, Marcel Dekker Inc., New York, 1980.
Obwohl die thermische Spaltung von Kohlenwasserstoffen in Gegenwart von Wasser-dampf einen hohen technischen Stand erreicht hat, haftet dem Verfahren ein beträchtlicher Nachteil an, nämlich die Bildung und Ablagerung von kohlenstoffhaltigen Stoffen, insb. Koks, auf den Innenwänden der Spaltrohre und den damit verbundenen, also zugehörigen, Formteilen im Spaltrohrofen, auch Verkokung genannt. Durch die isolierende Wirkung dieser Ablagerungen, insb. des Kokses, erhöht sich die Rohrwandtemperatur der Spaltrohre und der zugehörigen Formteile und der Druckverlust steigt an. Although the thermal cracking of hydrocarbons in the presence of water vapor has reached a high technical level, the process has a considerable disadvantage, namely the formation and deposition of carbonaceous substances, esp. Coke, on the inner walls of the cans and the associated, So associated, molded parts in the canned oven, also called coking. Due to the insulating effect of these deposits, esp. Of the coke, increases the tube wall temperature of the split tubes and the associated moldings and the pressure loss increases.
Bei diesen extremen Bedingungen findet In these extreme conditions finds
ohne Anwendung von ganz besonderen Werkstoffen,  without the use of very special materials,
ohne spezielle geometrische Veränderung der Spaltrohrinnenoberfläche zur Ablage- rungsverhindernden Manipulation der wandnahen Strömung oder  without special geometrical change of the crevice inner surface for deposit-preventing manipulation of the near-wall flow or
ohne spezielle Beschichtung der Innenoberfläche  without special coating of the inner surface
eine a
beschleunigte starke Verkokung der Spaltrohre und zugehörigen Formteilen sowie eine Aufkohlung und damit metallurgische Veränderung des Werkstoffs der Spaltrohre und der zugehörigen Formteile Accelerated strong coking of the split tubes and associated moldings and a carburization and thus metallurgical change of the material of the split tubes and the associated moldings
statt, die zu Einschränkungen bei der Produktion (Durchsatzmenge) und Limitierungen in der Produktionszeit (Betriebsintervall) sowie der Gesamtlebensdauer der Spaltrohre und der zuge- hörigen Formteile führen. instead of resulting in production limitations (throughput) and production time limitations (operating interval) as well as in the overall service life of the cans and the associated molded parts.
Haben die Ablagerungen, insb. Koksablagerungen, eine gewisse Stärke erreicht, muss der Spaltrohrofen abgestellt und die Spaltrohre von den Ablagerungen, insb. dem Koks, befreit werden. Die Spaltrohre und zugehörigen Formteile werden dazu in der Regel mit einem Was- serdampf-/Luft-Gemisch oder auch nur mit Luft bei Temperaturen von 700 bis 1000 °C von den Ablagerungen befreit, wie dies z.B. in EP 36151 A1 (BASF AG) beschrieben ist. If the deposits, esp. Coke deposits, reached a certain strength, the canned oven must be turned off and the crevices of the deposits, esp. The coke, freed. The split tubes and associated moldings are usually freed of the deposits with a water vapor / air mixture or even only with air at temperatures of 700 to 1000 ° C, as for example. in EP 36151 A1 (BASF AG).
Um die Ablagerungen, insb. Koksablagerungen, wirkungsvoll zu verhindern, zumindest deutlich zu reduzieren, wurden im Laufe der Jahre zahlreiche unterschiedliche Verbesserungen entwi- ekelt und im Markt eingeführt. Darunter befinden sich ganz besonders die folgenden: In order to effectively prevent, or at least significantly reduce, deposits, especially coke deposits, numerous different improvements have been developed and introduced to the market over the years. Among them are the following:
Katalytisch aktive Beschichtungen auf der Innenoberfläche von Spaltrohren oder Spaltrohrsystemen, welche kohlenstoffhaltige Ablagerungen, insb. Koksablagerungen, erheblich vermindern und diese Ablagerungen, insb. Koks, in CO und CO2 umwandeln können, wie z.B. CAMOL™. Catalytically active coatings on the inner surface of cans or canned systems which can significantly reduce carbonaceous deposits, especially coke deposits, and convert these deposits, especially coke, into CO and CO2, e.g. Camol ™.
Vgl. S. Petrone, Y. Chen, R. Deuis, L. Benum, D. Gent, R. Saunders, C. Wong: Cata- lyzed-Assisted Manufacture of Olefins (CAMOL): Realizing Novel Operational Benefits from Furnace Coil Surfaces, AIChEe 2008 Spring National Meeting, New Orleans, Louisiana (08.04.2008);  See Petrone, Y. Chen, R. Deuis, L. Benum, D. Ghent, R. Saunders, C. Wong: Catalyst-Assisted Manufacture of Olefins (CAMOL): Realizing Novel Operational Benefits from Furnace Coil Surfaces AIChEe 2008 Spring National Meeting, New Orleans, Louisiana (08.04.2008);
S. Petrone, R.L. Deuis, F. Kong, P. Unwinn, CAMOL: Year-(4) update on commercial furnace installations, Presentation at the 2010 AIChE Spring National Meeting, San Antonio, Texas (21.-25.03.2010),  S. Petrone, R.L. Deuis, F. Kong, P. Unwinn, CAMOL: Year- (4) Update on Commercial Furnace Installations, Presentation at the 2010 AIKhE Spring National Meeting, San Antonio, Texas (March 21-25, 2010),
M. Walter, S. Rech, CAMOL: Updated for use in naphtha Service, 2013 AIChE Spring M. Walter, S. Rech, CAMOL: Updated for use in naphtha service, 2013 AIChE Spring
Meeting (28.04.-02.05.2013), Meeting (28.04.-02.05.2013),
WO 2013/181606 A1 (BASF Corporation),  WO 2013/181606 A1 (BASF Corporation),
BASF-Publikation "CAMOL™ catalytic coatings for steam cracker furnace tubes", BF-9657 3/12.  BASF publication "CAMOL ™ catalytic coatings for steam cracker furnace tubes", BF-9657 3/12.
Geometrische Modifikationen von Spaltrohren oder Spaltrohrsystemen, Geometric modifications of crevices or canned systems,
besonders (a) durch Einbauten in den Spaltrohren, um veränderte Strömungsbedingungen zu schaffen, welche die Verkokung reduzieren, wie z.B. Mixing Element Radiant Tube (MERT) und Modifikationen hiervon, wie sMERT und xMERT,  especially (a) by incorporation in the cans to provide altered flow conditions which reduce coking, e.g. Mixing Element Radiant Tube (MERT) and modifications thereof, such as sMERT and xMERT,
oder besonders (b) durch Verbiegungen des Spaltrohrs, um veränderte Strömungsbedingungen zu schaffen, welche die Verkokung reduzieren, wie z.B. Swirl Flow Tubes® (SFT®).  or especially (b) by bending the can to create altered flow conditions which reduce coking, such as e.g. Swirl Flow Tubes® (SFT®).
Vgl. zu (a): M. Györffy et al., MERT Performance and technology update, 2009 AIChE Spring National Meeting (26.-30.04.2009), S. Matsueda, Next generation MERT achieves further advance in cracking tube Performance, Hydrocarbon Asia, v 15, n 6, Seiten 40-44, Nov./Dez. 2005, See (a): M. Györffy et al., MERT Performance and Technology Update, 2009 AIKhE Spring National Meeting (April 26-30, 2009), S. Matsueda, Next generation MERT achieves further advance in cracking tube performance, Hydrocarbon Asia, v. 15, n. 6, pp. 40-44, Nov. / Dec. 2005
WO 2004/046277 A1 (Kubota Corp.),  WO 2004/046277 A1 (Kubota Corp.),
und zu (b): M.W.M. Van Goethem et al., Enhanced Heat Transfer in Radiant Coils by Swirl Flow Tubes, AIChE Paper Number 94d for the Presentation at the 2014 Spring National and to (b): M.W.M. Van Goethem et al., Enhanced Heat Transfer in Radiant Coils by Swirl Flow Tubes, AIChE Paper Number 94d for the Presentation at the 2014 Spring National
Meeting New Orleans, LA, 30.03.-03.04.2014, Meeting New Orleans, LA, 30.03.-03.04.2014,
CM. Schietekat et al., Swirl flow tube reactor technology: An experimental and computa- tional fluid dynamics study, Chemical Engineering Journal 238, Seiten 56-65 (2014), G. Zhang et al., Progress of Modern Pyrolysis Furnace Technology, Advances in Materi- als Physics and Chemistry 2, Seiten 169-172 (2012).  CM. Schietekat et al., Swirl Flow Tube Reactor Technology: An Experimental and Computational Fluid Dynamics Study, Chemical Engineering Journal 238, pages 56-65 (2014), G. Zhang et al., Progressive Modern Pyrolysis Furnace Technology, Advances in Materi- als Physics and Chemistry 2, pages 169-172 (2012).
- Hochlegierte, an der Oberfläche Aluminiumoxid bildende, Cr, Ni und AI haltige Stähle (d.h. Cr-Ni-Al-Fe-Legierungen), und daraus bevorzugt im Schleuderguss-Verfahren hergestellten Rohre und bevorzugt mittels Formguss-Verfahren aus den gleichartigen Legierungen hergestellte Formteile. Z.B. eine Legierung enthaltend, besonders zu > 95 Gew.-% (weiter besonders zu > 98 Gew.-%) bestehend aus, 25 - 35 Gew.-% Chrom, 25 - 55 Gew.-% Nickel, 2 - 6 Gew.-% Aluminium und 10 - 30 Gew.-% Eisen. High-alloying, alumina-forming, Cr, Ni and Al-containing steels (ie Cr-Ni-Al-Fe alloys), and pipes preferably produced therefrom by centrifugal casting and moldings preferably produced from the similar alloys by means of casting , For example, an alloy containing, in particular,> 95% by weight (more particularly> 98% by weight) consisting of, 25-35% by weight chromium, 25-55% by weight nickel, 2-6% by weight % Aluminum and 10 - 30 wt .-% iron.
Vgl.: Information Data Sheet, Centrailoy® HT E, Schmidt + Clemens GmbH + Co. KG, Sept. 2009, Rev. 01 ,  Cf .: Information Data Sheet, Centrailoy® HT E, Schmidt + Clemens GmbH + Co. KG, Sept. 2009, Rev. 01,
D. Jakobi et al., The High-Temperature Corrosion Resistance of Spun-Cast Meterials for D. Jakobi et al., The High-Temperature Corrosion Resistance of Spun-Cast Meterials for
Steam-Cracker Furnaces - A Comparative Study of Alumina- and Chromia-Forming Alloys, Paper No. 2287 for the NACE® Corrosion 2013 Conference & Expo, Steam Cracker Furnaces - A Comparative Study of Alumina and Chromia Forming Alloys, Paper no. 2287 for the NACE® Corrosion 2013 Conference & Expo,
D. Jakobi et al., Benefits from educated Selection of advanced Materials for radiant Coils - A 10 Year Field Performance Review of Alumina forming Alloys, AIChE Paper Number 152f for the Presentation at the 2014 Spring National Meeting New Orleans, LA, 30.03.- D. Jakobi et al., Benefits from Educated Selection of Advanced Materials for Radiant Coils - A 10 Year Field Performance Review of Alumina Forming Alloys, AIChE Paper Number 152f for the Presentation at the 2014 Spring National Meeting New Orleans, LA, 30.03.-
03.04.2014. 04/03/2014.
Katalytisch aktive Beschichtungen, wie z.B. CAMOL™, haben den Nachteil aller katalytischen Prozesse, dass sie im Laufe des Betriebs durch Verunreinigungen, z.B. Schwefelverbindungen, und unbestimmte Betriebsbedingungen im Spaltrohrofen an Aktivität verlieren. Catalytically active coatings, e.g. CAMOL ™ have the disadvantage of all catalytic processes of being contaminated during operation with impurities, e.g. Sulfur compounds, and indefinite operating conditions in the canned oven lose activity.
US 5,242,574 A (Institut Francais du Petrole) betrifft thermisches Dampfphasen-Cracking und - Dehydrierung von Kohlenwasserstoffen in einem Honeycomb-Typ-Reaktor in einer Pyrolyse- Zone, die mit einer„heating liquid" beheizt wird, in Gegenwart einer speziellen Legierung ent- haltend 66-82 Gew.-% Ni, 14-18 Gew.-% Cr und 4-6 Gew.-% AI. US 5,242,574 A (Institute Francais du Petrole) relates to thermal vapor phase cracking and dehydrogenation of hydrocarbons in a honeycomb type reactor in a pyrolysis zone heated with a "heating liquid", in the presence of a special alloy 66-82 wt% Ni, 14-18 wt% Cr and 4-6 wt% Al.
WO 2014/092944 A1 (General Electric Company) beschreibt die Verwendung von metallischen Cracker-Coils mit einer anti-coking Katalysatorschicht, insb. Perowskit (CaTi03), und einer Alumina-Sperrschicht beim Dampfphasen-Cracking von Kohlenwasserstoffen. WO 2014/092944 A1 (General Electric Company) describes the use of metallic cracker coils with an anti-coking catalyst layer, in particular perovskite (CaTiO 3), and an alumina barrier layer in the vapor-phase cracking of hydrocarbons.
Die ältere Anmeldung EP 14172815.4 vom 17.06.2014 (BASF SE) beschreibt ein Verfahren zur Regenerierung einer katalytisch aktiven Beschichtung auf der Innenoberfläche eines Spaltroh- res, welches zuvor in einem Spaltrohrofen zur Erzeugung von ethylenhaltigem Spaltgas eingesetzt wurde, wobei das Spaltgas durch thermische Spaltung eines Kohlenwasserstoffes oder Kohlenwasserstoffgemisches in Gegenwart von Wasserdampf im Spaltrohr bei einer Spaltgasaustrittstemperatur im Bereich von 750 bis 1000 °C erhalten wurde, in dem zunächst bei einer Temperatur im Bereich von 600 bis 1000 °C ein sauerstoffhaltiges Gasgemisch durch das Spaltrohr geleitet wird (Schritt a), wobei eine teilweise oder vollständige Entfernung von kohlenstoffhaltigen Ablagerungen stattfindet, und danach bei einer Temperatur im Bereich von 500 bis 850 °C ein Gasgemisch enthaltend Wasserdampf und Wasserstoff bei einer Belastung im Bereich von 0,01 bis 0,4 kg H2 / (m2 kataiytisch aktive Beschichtung * h) durch das Spaltrohr geleitet wird (Schritt b). The earlier application EP 14172815.4 dated 17.06.2014 (BASF SE) describes a process for the regeneration of a catalytically active coating on the inner surface of a crevice tube. res, which was previously used in a canned oven to produce ethylene-containing cracking gas, wherein the cracking gas was obtained by thermal cracking of a hydrocarbon or hydrocarbon mixture in the presence of water vapor in the can at a Spaltgasaustrittstemperatur in the range of 750 to 1000 ° C, in the first at a Temperature in the range of 600 to 1000 ° C, an oxygen-containing gas mixture is passed through the can (step a), wherein a partial or complete removal of carbonaceous deposits takes place, and thereafter at a temperature in the range of 500 to 850 ° C, a gas mixture containing water vapor and passing hydrogen through the can at a load in the range of 0.01 to 0.4 kg H 2 / (m 2 catalytic coating * h) (step b).
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, unter Überwindung von Nachteilen des Stands der Technik, ein verbessertes wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von ethylenhaltigem Spaltgas bereitzustellen. The object of the present invention, while overcoming disadvantages of the prior art, is to provide an improved economical process for the production of ethylene-containing cracked gas.
Das Verfahren sollte es insbesondere ermöglichen, durch eine Erhöhung der Standzeit von Spaltrohren, die Produktionszeiten für Spaltgas, z.B. zwischen zwei Entkokungsphasen, zu verlängern.  In particular, the process should make it possible, by increasing the service life of crevices, to increase the production times for fission gas, e.g. between two decoking phases, to extend.
Das Verfahren sollte auch besonders vorteilhaft sein, wenn im Eintrittsbereich von katalytischen Spaltrohrsystemen ein Temperaturbereich gegeben ist, bei dem die katalytische Beschichtung noch nicht die Onset-Temperatur erreicht hat. (Onset-Temperatur = Mindesttemperatur für die Wirksamkeit der katalytischen Beschichtung).  The method should also be particularly advantageous if a temperature range at which the catalytic coating has not yet reached the onset temperature is given in the inlet region of catalytic canned systems. (Onset temperature = minimum temperature for the effectiveness of the catalytic coating).
Das Verfahren sollte weiterhin auch besonders vorteilhaft sein, wenn im Eintrittsbereich von katalytischen Spaltrohrsystemen ein Temperaturbereich gegeben ist, bei dem die katalytische Beschichtung nach der Entkokung nicht oder nur unzureichend wieder hergestellt, d.h. nicht oder nur unzureichend regeneriert, werden kann.  The process should also be particularly advantageous if, in the inlet region of catalytic canned systems, there is a temperature range at which the catalytic coating is not or only insufficiently restored after decoking, i. not or only insufficiently regenerated, can be.
Demgemäß wurde ein Verfahren zur Herstellung von ethylenhaltigem Spaltgas durch thermische Spaltung eines Kohlenwasserstoffes oder Kohlenwasserstoffgemisches in Gegenwart von Wasserdampf in einem Spaltrohr bei Temperaturen im Bereich von 600 bis 1000 °C und einer Spaltgasaustrittstemperatur im Bereich von 750 bis 1000 °C gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass Accordingly, a process for producing ethylene-containing cracked gas by thermal cracking of a hydrocarbon or hydrocarbon mixture in the presence of water vapor in a can at temperatures in the range of 600 to 1000 ° C and a Spaltgasaustrittstemperatur in the range of 750 to 1000 ° C was found, which is characterized that
das Spaltrohr im zuerst durchströmten Bereich einen Stahl umfasst, bei dem es sich um eine Legierung enthaltend 25 - 35 Gew.-% Chrom, 25 - 55 Gew.-% Nickel, 2 - 6 Gew.-% Aluminium und 10 - 30 Gew.-% Eisen handelt, wodurch kohlenstoffhaltige Ablagerungen im Rohr vermindert werden, the can in the region through which it flows first comprises a steel which is an alloy containing 25-35% by weight chromium, 25-55% by weight nickel, 2-6% by weight aluminum and 10-30% by weight. % Iron, thereby reducing carbonaceous deposits in the pipe,
und das Spaltrohr im danach durchströmten Bereich auf der Innenoberfläche eine kataiytisch aktive Beschichtung aufweist, die kohlenstoffhaltige Ablagerungen im Rohr vermindert. and the split tube in the subsequently flowed through area on the inner surface has a kataiytisch active coating which reduces carbonaceous deposits in the pipe.
Weiterhin wurde demgemäß ein Spaltrohr zur Verwendung in einem Verfahren zur Herstellung von ethylenhaltigem Spaltgas durch thermische Spaltung eines Kohlenwasserstoffes oder Kohlenwasserstoffgemisches in Gegenwart von Wasserdampf, insb. in dem o.g. Verfahren, gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass das Spaltrohr im zuerst zu durchströmenden Bereich einen Stahl umfasst, bei dem es sich um eine Legierung enthaltend 25 - 35 Gew.-% Chrom, 25 - 55 Gew.-% Nickel, 2 - 6 Gew.-% Aluminium und 10 - 30 Gew.-% Eisen handelt, wodurch im Herstellverfahren für Spaltgas kohlenstoffhaltige Ablagerungen im Rohr vermindert werden, und das Spaltrohr im danach zu durchströmenden Bereich auf der Innenoberfläche eine katalytisch aktive Beschichtung aufweist, die im Herstellverfahren für Spaltgas kohlenstoffhaltige Ablagerungen im Rohr vermindert. Furthermore, a canned pipe has accordingly been found for use in a process for the production of ethylene-containing cracked gas by thermal cracking of a hydrocarbon or hydrocarbon mixture in the presence of water vapor, esp. In the above-mentioned method, which is characterized in that the canned in first to be flown A steel comprising an alloy containing 25-35% by weight of chromium, 25-55% by weight of nickel, 2-6% by weight of aluminum and 10-30% by weight of iron, whereby carbonaceous deposits are reduced in the pipe in the manufacturing process for fission gas, and the gap in the subsequently flowing through area on the inner surface has a catalytically active coating which reduces carbonaceous deposits in the pipe in the production process for fission gas.
Das erfindungsgemäße Spaltrohr und das im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Spaltrohr weist also im zuerst zu durchströmenden Bereich auf der Innenoberfläche die katalytisch aktive Beschichtung nicht auf, sondern nur im danach zu durchströmenden Bereich. The canned tube according to the invention and the canned tube used in the method according to the invention therefore does not have the catalytically active coating on the inner surface in the region to be flowed through initially, but only in the region to be flowed thereafter.
Besonders bevorzugt umfasst das Spaltrohr im danach zu durchströmenden Bereich nicht einen Stahl wie im zuerst zu durchströmenden Bereich, sondern einen anderen Stahl, der besonders 0 bis < 0,5 Gew.-%, insbesondere 0 bis < 0,1 Gew.-%, Aluminium enthält; beispielhaft ist eine Legierung enthaltend 25 - 45 Gew.-% Chrom, 30 - 60 Gew.-% Nickel und 10 - 25 Gew.-% Eisen; (die Legierung kann z.B. auch Niob (z.B. 0,1 bis 2 Gew.-%) und/oder Kohlenstoff (z.B. 0,1 bis 1 ,5 Gew.-%) und/oder Silizium (z.B. 0,5 bis 2,5 Gew.-%) und/oder Mangan (z.B. 0,1 bis 2 Gew.-%) enthalten; typische weitere Spurenelemente (z.B. jeweils 0,01 bis 0,5 Gew.-%) können sein: Zr, Ti und/oder rare earth elements).  Particularly preferably, the can in the region to be flown through does not comprise a steel as in the region to be flowed through first, but another steel which is particularly 0 to <0.5% by weight, in particular 0 to <0.1% by weight. Contains aluminum; an example is an alloy containing 25-45 wt .-% chromium, 30- 60 wt .-% nickel and 10-25 wt .-% iron; (The alloy may, for example, also niobium (eg 0.1 to 2 wt .-%) and / or carbon (eg 0.1 to 1, 5 wt .-%) and / or silicon (eg 0.5 to 2.5 Wt .-%) and / or manganese (eg 0.1 to 2 wt .-%) contain; typical further trace elements (eg in each case 0.01 to 0.5 wt .-%) may be: Zr, Ti and / or rare earth elements).
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass durch die anspruchsgemäße neue Kombination die o.g. Aufgabe gelöst wird.  According to the invention, it was recognized that the og. Task is solved.
Geeignete Ausgangskohlenwasserstoffe für die thermische Spaltung sind Ethan, Propan, Butan, Liquified Petroleum Gas (LPG), Benzinfraktionen wie Leichtbenzin, z.B. Leichtbenzin mit dem Siedebereich von ca. 30 bis 150 °C, Benzin (full-range Naphtha), z.B. Benzin mit dem Sie- debereich von ca. 30 bis 180 °C, Schwerbenzin, z.B. Schwerbenzin mit dem Siedebereich von ca. 150 bis 220 °C, Kerosin, z.B. Kerosin mit dem Siedebereich von ca. 200 bis 260 °C, Gasöle wie leichtes Gasöl, z.B. leichtes Gasöl mit dem Siedebereich von ca. 200 bis 360 °C, schweres Gasöl, z.B. schweres Gasöl mit dem Siedebereich von ca. 310 bis 430 °C, und Vakuumdestillate. Weiterhin können Mischungen oder Kombinationen der geeigneten Ausgangskohlenwasser- Stoffe für die thermische Spaltung Anwendung finden. Suitable starting hydrocarbons for the thermal cracking are ethane, propane, butane, liquefied petroleum gas (LPG), gasoline fractions such as mineral spirits, e.g. Light gasoline having the boiling range of about 30 to 150 ° C, gasoline (full-range naphtha), e.g. Gasoline with a boiling range of approx. 30 to 180 ° C, heavy gasoline, e.g. Heavy gasoline with the boiling range of about 150 to 220 ° C, kerosene, e.g. Kerosene with the boiling range of about 200 to 260 ° C, gas oils such as light gas oil, e.g. light gas oil having the boiling range of about 200 to 360 ° C, heavy gas oil, e.g. heavy gas oil with the boiling range of about 310 to 430 ° C, and vacuum distillates. Furthermore, mixtures or combinations of suitable starting hydrocarbons can be used for the thermal cracking.
Bevorzugte Kohlenwasserstoffe für die Erzeugung von ethylenhaltigen Spaltgasen sind Gase, wie Ethan, Propan und Gemische enthaltend Ethan und Propan, LPG, Benzinfraktionen, Kerosin, Bionaphtha, Kondensate, die z.B. aus Gasfeldern gewonnen werden, und/oder Gasöle und deren Mischungen. Preferred hydrocarbons for the production of ethylene-containing cracked gases are gases such as ethane, propane and mixtures containing ethane and propane, LPG, gasoline fractions, kerosene, bionaphtha, condensates, e.g. are obtained from gas fields, and / or gas oils and mixtures thereof.
Bei den teils einen hochlegierten, an der Rohrinnenoberfläche Aluminiumoxid-bildenden, Stahl umfassenden und teils innen mit einer katalytisch aktiven Beschichtung zu versehenden Spaltrohren kann es sich um gerade Rohre oder auch gebogene Rohre, wie z.B. Rohrschlangen, handeln. Die Bezeichnung .Spaltrohr' umfasst im Besonderen auch mit dem Spaltrohr verbundene Formteile, wie z.B. Y-Stücke, Sammler, Umkehrbögen, Reduzierstücke. In some of a high-alloy, on the inner surface of the tube alumina-forming, steel comprehensive and partly inside to be provided with a catalytically active coating crevices may be straight tubes or curved tubes, such as coils. The term 'split tube' in particular also includes molded parts connected to the split tube, such as Y-pieces, collectors, reversal bends, reducers.
Spaltrohr plus verbundene Formteile werden auch Spaltrohrsystem genannt. Bei Spaltrohrsystemen mit einem oder mehreren Umkehrbögen wird der durchströmte Bereich bis zum ersten Umkehrbogen auch als .erster Pass', der anschließend durchströmte Bereich .zweiter Pass' und der nach einem ggf. weiteren Umkehrbogen durchströmte Bereich .dritter Pass', und so weiter, bezeichnet. Spaltrohrsysteme können so z.B. 1 bis 20 Umkehrbögen (o- der auch noch mehr), besonders z.B. 1 bis 1 1 Umkehrbögen, und entsprechend 2 bis 21 (oder entsprechend mehr), besonders 2 bis 12, Pässe umfassen. Pässe in einem zunächst durchströmten Bereich können auch in mehrere, z.B. 2 bis 25, parallele Rohre und ggf. Umkehrbögen aufgeteilt sein. Beispiel: Das Linde Spaltrohrsystem PYROCRACK® 4-2 (Abb. 2) besteht aus 6 Pässen und 5 Umkehrbögen, wobei 4 Pässe in einem zunächst durchströmten Bereich in 2 parallele Rohre aufgeteilt ist. Canned pipe plus connected moldings are also called canned system. In canned systems with one or more reversal bends, the region through which the flow passes is referred to as the first pass, the subsequently passed through passport area, and the second passage through which a further reversal arc passes, and so forth , Canned systems can be provided e.g. 1 to 20 reversal bends (or even more), especially e.g. 1 to 1 1 reverse bends, and corresponding to 2 to 21 (or correspondingly more), especially 2 to 12, passports. Passes in an initially traversed area can also be divided into several, e.g. 2 to 25, parallel tubes and possibly reversal bends be divided. Example: The Linde PYROCRACK® 4-2 Canned Pipe System (Fig. 2) consists of 6 passports and 5 reversing bends, with 4 passages divided into 2 parallel pipes in an initially flown-through area.
Diese hier in den drei vorhergehenden Absätzen beschriebenen Spaltrohre und Spaltrohrsysteme zählen zu den konventionellen, nicht geometrisch modifizierten, Spaltrohren und Spaltrohrsystemen. Die Gesamtlänge des Spaltrohrs bemisst sich von Spaltrohreingang bis zum Spaltrohrausgang, also auch über die Gesamtlänge eines Spaltrohrsystems. Bei der Bemessung der Länge zählt von parallel verlaufenden Rohren, die sich später im Verlauf verbinden (z.B. über Y-Stücke oder Sammler), nur ein Rohr. Ausschlaggebend ist die kürzest mögliche Weglänge über das Spaltrohrsystem. These crevices and canned systems described herein in the previous three paragraphs are conventional, non-geometrically modified crevices and canned systems. The total length of the canned pipe is measured from the crevice pipe entrance to the crevasse pipe outlet, thus also over the total length of a canned pipe system. When sizing the length, only one pipe counts in parallel pipes connecting later in the run (e.g., via Y-pieces or collectors). The decisive factor is the shortest possible path length via the can system.
Das Spaltrohr wird im erfindungsgemäßen Verfahren im Spaltrohrofen bevorzugt indirekt beheizt, d.h. das Spaltrohr wird nicht direkt mittels einer Flamme beheizt, sondern indirekt über die Wärmestrahlung einer Flamme. Die thermische Spaltung des Kohlenwasserstoffes oder Kohlenwasserstoffgemisches erfolgt bevorzugt bei Temperaturen im Bereich von 600 bis 1000 °C, besonders 700 bis 1000 °C. In the process according to the invention, the can is preferably heated indirectly in the canned oven, ie. the split tube is not heated directly by a flame, but indirectly via the heat radiation of a flame. The thermal cleavage of the hydrocarbon or hydrocarbon mixture is preferably carried out at temperatures in the range of 600 to 1000 ° C, especially 700 to 1000 ° C.
Die thermische Spaltung des Kohlenwasserstoffes oder Kohlenwasserstoffgemisches erfolgt bevorzugt im zuerst durchströmten Bereich bei Temperaturen im Bereich von 600 bis 800 °C und im danach durchströmten Bereich bei Temperaturen im Bereich von 700 bis 1000 °C. The thermal cleavage of the hydrocarbon or hydrocarbon mixture is preferably carried out in the first flow-through range at temperatures in the range of 600 to 800 ° C and in the thereafter flowed through at temperatures in the range of 700 to 1000 ° C.
Die Austrittstemperaturen des Spaltgases aus dem Spaltrohr betragen 750 bis 1000 °C, vorzugsweise 780 bis 950 °C, insbesondere 800 bis 900 °C. Die Verweilzeiten im Spaltrohr betragen besonders 0,05 bis 1 Sekunde (s), vorzugsweise 0,08 bis 0,6 s, insbesondere 0,1 bis 0,3 s. Bevorzugt betragen die Wärmebelastungen der Spaltrohre im Spaltrohrofen 64 kW/m2 h bis 128 kW/m2 h (40.000 bis 80.000 kcal/m2 h), vorzugsweise 58 kW/m2 h bis 81 kW/m2 h (50 000 bis 70 000 kcal/m2 h). Das Gewichtsverhältnis von Wasserdampf zum eingesetzten Kohlenwasserstoff bzw. zum eingesetzten Kohlenwasserstoffgemisch liegt bei der thermischen Spaltung besonders im Bereich von 0,1 bis 1 , vorzugsweise im Bereich von 0,2 bis 0,8, und ganz besonders im Bereich von 0,3 bis 0,7. Der Druck im Spaltrohr beträgt bei der thermischen Spaltung besonders 1 ,5 bis 5 bar, ganz besonders 1 ,6 bis 2,5 bar. The outlet temperatures of the cracked gas from the split tube are 750 to 1000 ° C, preferably 780 to 950 ° C, in particular 800 to 900 ° C. The residence times in the can are particularly 0.05 to 1 second (s), preferably 0.08 to 0.6 s, in particular 0.1 to 0.3 s. The heat loads of the cans in the canned oven are preferably 64 kW / m 2 h to 128 kW / m 2 h (40,000 to 80,000 kcal / m 2 h), preferably 58 kW / m 2 h to 81 kW / m 2 h (50,000 to 70,000 kcal / m 2 h). The weight ratio of water vapor to the hydrocarbon used or to the hydrocarbon mixture used is in the thermal cracking particularly in the range of 0.1 to 1, preferably in the range of 0.2 to 0.8, and more particularly in the range of 0.3 to 0th , 7th The pressure in the can is in the thermal cleavage especially 1, 5 to 5 bar, especially 1, 6 to 2.5 bar.
Im erfindungsgemäßen Verfahren umfasst das Spaltrohr im zuerst durchströmten Bereich einen hochlegierten, an der Rohrinnenoberfläche Aluminiumoxid-bildenden, Stahl. Dadurch wird be- wirkt, dass kohlenstoffhaltige Ablagerungen im Rohr vermindert werden. In the method according to the invention, the can in the region through which it flows first comprises a high-alloyed steel which forms aluminum oxide on the inner side of the tube. This has the effect of reducing carbonaceous deposits in the pipe.
(Als hochlegiert gilt ein Stahl dann, wenn der Massenanteil seiner Legierungselemente insgesamt mehr als 5 % beträgt; siehe z.B. Römpp Lexikon Chemie, Band 3,„Hochlegierter Stahl", 10. Auflage, 1997, G. Thieme Verlag; DIN 17006 (10/1949)).  (A steel is considered to be high-alloy if the mass fraction of its alloying elements totals more than 5%, see, for example, Römpp Lexikon Chemie, Volume 3, "Hochlegierter Stahl", 10th edition, 1997, G. Thieme Verlag; DIN 17006 (10 / 1949)).
Im Besonderen besteht das Spaltrohr im zuerst durchströmten Bereich aus einem hochlegier- ten, an der Rohrinnenoberfläche Aluminiumoxid-bildenden, Stahl.  In particular, the split tube in the region through which it flows first consists of a high-alloy steel which forms aluminum oxide on the inner surface of the tube.
Bevorzugt wurde das Spaltrohr im zuerst durchströmten Bereich durch ein Schleudergussverfahren hergestellt.  Preferably, the split tube was made in the first through-flow region by a centrifugal casting process.
(Schleudergussverfahren ist ein Gießverfahren, bei dem man die metallische Dauerform in schnelle Umdrehung versetzt, so dass das Gießmetall (z.B. der hochlegierte Stahl) durch die Zentrifugalkraft in die Form gedrückt wird. Die Schmelze legt sich gleichmäßig (gasfrei, ohne Lunker und Schlackeneinschlüsse) an die Innenwand der Kokille und bildet nach der Erstarrung Hohlkörper (Rohre, Büchsen, Ringe und dergleichen); Römpp Lexikon Chemie, Band 5, „Schleuderguss", 10. Auflage, 1998, G. Thieme Verlag).  (Centrifugal casting is a casting process in which the metallic permanent mold is set in rapid rotation so that the casting metal (eg high-alloyed steel) is forced into the mold by centrifugal force.) The melt settles evenly (gas-free, without cavities and slag inclusions) the inner wall of the mold and forms after solidification hollow body (tubes, cans, rings and the like); Römpp Lexicon Chemistry, Volume 5, "centrifugal casting", 10th edition, 1998, G. Thieme Verlag).
Bevorzugt wurden die Formteile des Spaltrohrsystems mittels Formguss-Verfahren aus den gleichen Stählen hergestellt.  Preferably, the molded parts of the can system were produced by means of a casting process from the same steels.
Im Besonderen handelt es sich bei dem Stahl um einen Cr, Ni und AI haltigen Stahl, d.h. Cr-Ni- Al-Fe-Legierung.  In particular, the steel is a Cr, Ni and Al-containing steel, i. Cr-Ni-Al-Fe alloy.
Ganz besonders bevorzugt ist eine Legierung enthaltend, besonders zu > 95 Gew.-% (weiter besonders zu > 98 Gew.-%) bestehend aus, 25 - 35 Gew.-% Chrom, 25 - 55 Gew.-% Nickel, 2 - 6 Gew.-% Aluminium und 10 - 30 Gew.-% Eisen. Weiter bevorzugt ist eine Legierung enthaltend, besonders zu > 95 Gew.-% (weiter besonders zu > 98 Gew.-%) bestehend aus, 27 - 33 Gew.-% Chrom, 28 - 52 Gew.-% Nickel, 2,5 - 5,5 Gew.-% Aluminium und 12 - 28 Gew.-% Eisen. Die Legierung enthaltend Cr, Ni, AI und Fe kann z.B. auch Niob (z.B. 0,1 bis 1 Gew.-%) und/oder Kohlenstoff (z.B. 0,1 bis 1 Gew.-%) enthalten; typische weitere Spurenelemente (z.B. jeweils 0,01 bis 0,5 Gew.-%) können sein: Mn, W, Si, Co, Mo und/oder Ti. Ein Beispiel einer solchen Legierung findet sich im Information Data Sheet, Centrailoy® HT E, Schmidt + Clemens GmbH + Co. KG, Sept. 2009, Rev. 01 . Siehe auch die weiteren in diesem Zusammenhang oben genannten Literaturstellen. Very particular preference is given to an alloy containing, in particular,> 95% by weight (more particularly> 98% by weight) consisting of, 25-35% by weight of chromium, 25-55% by weight of nickel, 2 6 wt .-% aluminum and 10 - 30 wt .-% iron. Further preferred is an alloy containing, in particular to> 95 wt .-% (more particularly to> 98 wt .-%) consisting of 27 to 33 wt .-% chromium, 28 to 52 wt .-% nickel, 2.5 - 5.5 wt .-% aluminum and 12 - 28 wt .-% iron. The alloy containing Cr, Ni, Al and Fe may also contain, for example, niobium (eg 0.1 to 1% by weight) and / or carbon (eg 0.1 to 1% by weight); Typical further trace elements (eg in each case 0.01 to 0.5% by weight) may be: Mn, W, Si, Co, Mo and / or Ti. An example of such an alloy can be found in the Information Data Sheet, Centrailoy® HT E, Schmidt + Clemens GmbH + Co. KG, Sept. 2009, Rev. 01. See also the other references cited above.
Die Bildung von Aluminiumoxid an der Rohrinnenoberfläche findet in Gegenwart von Sauerstoff, besonders bei erhöhter Temperatur, z. B. > 100 °C, insbesondere > 500 °C, beispielsweise im Bereich von 550 bis 1000 °C, statt.  The formation of aluminum oxide on the inner surface of the tube takes place in the presence of oxygen, especially at elevated temperature, e.g. B.> 100 ° C, in particular> 500 ° C, for example in the range of 550 to 1000 ° C instead.
Erfindungsgemäß weist der zuerst durchströmte Bereich bevorzugt eine Länge im Bereich von 15 bis 60 %, besonders 20 bis 55 %, ganz besonders 25 bis 50 %, jeweils bezogen auf die Gesamtlänge des Spaltrohrs, auf. According to the invention, the area through which flow passes first preferably has a length in the range of 15 to 60%, in particular 20 to 55%, very particularly 25 to 50%, in each case based on the total length of the can.
Im Besonderen schließt sich erfindungsgemäß der danach durchströmte Bereich direkt an den zuerst durchströmten Bereich an. Damit ergibt sich die bevorzugte Länge des danach durchströmten Bereichs aus den o.g. Längen für den zuerst durchströmten Bereich (Gesamtlänge = 100 %). Es ist jedoch auch möglich, dass, z.B. auch konstruktionsbedingt, sich zwischen den beiden Bereichen ein konventioneller Bereich, z.B. über eine Länge von > 0 bis 20 % (bezogen auf die Gesamtlänge des Spaltrohrs), ohne geometrische Modifizierung und ohne katalytisch aktive Beschichtung befindet. In particular, according to the invention, the area through which flows thereafter directly adjoins the region through which flow has taken place. This results in the preferred length of the then flowed through area from the o.g. Lengths for the area flown through first (total length = 100%). However, it is also possible that, e.g. also by design, between the two areas a conventional area, e.g. over a length of> 0 to 20% (based on the total length of the can), without geometric modification and without catalytically active coating is located.
Bevorzugt steigt die Länge des zuerst durchströmten Bereichs mit der Verweilzeit des Spaltgases im Spaltrohr an. Preferably, the length of the first area flowed through increases with the residence time of the cracked gas in the can.
Im Besonderen weist bei Verweilzeiten im Bereich von 0,10 bis 0,60 s der zuerst durchströmte Bereich bevorzugt eine Länge im Bereich von 15 bis 40 %, besonders 20 bis 40 %, ganz besonders 25 bis 40 %, jeweils bezogen auf die Gesamtlänge des Spaltrohrs, auf und weist bei Verweilzeiten im Bereich von > 0,60 s (z.B. bis 1 s) der zuerst durchströmte Bereich bevorzugt eine Länge im Bereich von > 40 bis 60 %, besonders > 40 bis 55 %, ganz besonders > 40 bis 50 %, jeweils bezogen auf die Gesamtlänge des Spaltrohrs, auf. In particular, at residence times in the range of 0.10 to 0.60 s, the area flown through first preferably has a length in the range of 15 to 40%, especially 20 to 40%, very particularly 25 to 40%, in each case based on the total length of Canned tube, and has at residence times in the range of> 0.60 s (eg to 1 s) of the first flow-through range preferably has a length in the range of> 40 to 60%, especially> 40 to 55%, especially> 40 to 50 %, in each case based on the total length of the can.
Im erfindungsgemäßen Verfahren beträgt die Konzentration an Wasserstoff im Spaltrohr im Ort oder im Bereich zwischen dem geometrisch modifizierten Teil und dem katalytisch aktiv beschichteten Teil bevorzugt im Bereich von 2 bis 5 Vol.%, besonders 3 bis 4 Vol.%. In the process according to the invention, the concentration of hydrogen in the can in the location or in the region between the geometrically modified part and the catalytically active coated part is preferably in the range of 2 to 5% by volume, especially 3 to 4% by volume.
Im erfindungsgemäßen Verfahren umfasst das Spaltrohr im zuerst durchströmten Bereich einen hochlegierten, an der Rohrinnenoberfläche Aluminiumoxid-bildenden, Stahl und im danach durchströmten Bereich weist es auf der Innenoberfläche eine katalytisch aktive Beschichtung auf. In the method according to the invention, the can in the region through which it flows first comprises a high-alloy steel which forms aluminum oxide on the inner surface of the pipe and in the region through which it flows, it has a catalytically active coating on the inner surface.
Die katalytisch aktive Beschichtung, die im Besonderen nach der Herstellung des Spaltrohres und vor seinem Einsatz zur thermischen Kohlenwasserstoff-Spaltung auf seine Innenoberfläche aufgebracht wird, bewirkt gegenüber einem konventionellen Spaltrohr eine Verminderung von kohlenstoffhaltigen Ablagerungen im Rohr. The catalytically active coating, which is applied in particular after the production of the can and before its use for thermal hydrocarbon cleavage on its inner surface, compared to a conventional can effect a reduction of carbonaceous deposits in the pipe.
Solche katalytischen Spaltrohre und Spaltrohrsysteme, auch„ steam cracker furnace tubes with catalytic surface coatings" genannt, sind auch am Markt erhältlich; vgl. z.B. die oben genannten Catalyzed-Assisted Manufacture of Olefins (CAMOL) - Systeme. Die .katalytisch aktive Beschichtung' kann auch als .katalytische Beschichtung', .Katalysatorschicht' oder als .Katalysator' bezeichnet werden; der Katalysator befindet sich als Schicht auf der Innenoberfläche des Spaltrohrs. Die Schicht weist bevorzugt eine Dicke im Bereich von 0,05 bis 5 mm, weiter bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 3 mm, besonders im Bereich von 0,2 bis 2 mm, auf. Such catalytic cracking tubes and canned systems, also called "steam cracker furnace tubes with catalytic surface coatings", are also available on the market, see, for example, the above-mentioned Catalyzed-Assisted Manufacture of Olefins (CAMOL) systems. The "catalytically active coating" may also be referred to as a "catalytic coating", "catalyst layer" or as a "catalyst"; The catalyst is located as a layer on the inner surface of the can. The layer preferably has a thickness in the range of 0.05 to 5 mm, more preferably in the range of 0.1 to 3 mm, especially in the range of 0.2 to 2 mm.
Bevorzugt befindet sich zwischen der katalytisch aktiven Beschichtung und der Innenoberfläche des Spaltrohrs keine Aluminiumoxid-haltige Schicht, besonders keine aus Aluminiumoxid bestehende Schicht. Preferably, there is no aluminum oxide-containing layer between the catalytically active coating and the inner surface of the split tube, especially no layer consisting of aluminum oxide.
Die katalytisch aktive Beschichtung des Spaltrohres enthält als Aktivkomponente ein oder mehrere Metalle der Nebengruppen VIB, VIIB, VIII des Periodensystems (Chemical Abstracts Service group notation), z.B. Cr, Mo, W, Mn, Re, Co, Ni. Bevorzugt liegen diese Metalle in der Beschichtung in oxidierter Form vor (Oxidationszahl ist > 0, besonders im Bereich von 1 bis 8, z.B. 2 bis 7). The catalytically active coating of the can contains as active component one or more metals of subgroups VIB, VIIB, VIII of the Periodic Table (Chemical Abstracts Service group notation), e.g. Cr, Mo, W, Mn, Re, Co, Ni. Preferably, these metals are present in the coating in oxidized form (oxidation number is> 0, especially in the range of 1 to 8, e.g., 2 to 7).
Bevorzugt enthält die katalytisch aktive Beschichtung Mangan (Mn), besonders Mangan in einer Oxidationsstufe im Bereich von 2 bis 7, weiter besonders in Form eines Manganoxids, weiter besonders in Form von MnO, Μη2θ3, MnC"2, Mn2C und/oder Μη3θ4, ganz besonders in Form von MnO. The catalytically active coating preferably contains manganese (Mn), especially manganese, in an oxidation state in the range from 2 to 7, further especially in the form of a manganese oxide, further especially in the form of MnO, Μη 2θ 3, MnC "2, Mn 2 C and / or Μη 3θ 4 , especially in the form of MnO.
Besonders bevorzugt enthält die katalytisch aktive Beschichtung Mangan (Mn), wie oben ausgeführt, und zusätzlich Wolfram (W), besonders Wolfram in einer Oxidationsstufe im Bereich von 2 bis 6, weiter besonders in Form eines Wolframoxids, weiter besonders in Form von W2O3, W02, W03, MWO4 (M = Be, Mg, Ca, Sr oder Ba) und/oder M3Y2WO9 (M = Be, Mg, Ca, Sr oder Ba), ganz besonders im Form von CaW04 und/oder Ba3Y2WOg. Particularly preferably, the catalytically active coating contains manganese (Mn), as stated above, and additionally tungsten (W), especially tungsten in an oxidation state in the range of 2 to 6, further especially in the form of a tungsten oxide, further especially in the form of W2O3, W0 2 , W0 3 , MWO4 (M = Be, Mg, Ca, Sr or Ba) and / or M3Y2WO9 (M = Be, Mg, Ca, Sr or Ba), especially in the form of CaW0 4 and / or Ba3Y2WOg.
Ganz besonders bevorzugt sind CAMOL™-Beschichtungen, wie sie z.B. in der BASF- Publikation "CAMOL™ catalytic coatings for steam cracker furnace tubes", BF-9657 3/12, beschrieben sind. Dies sind das sog. ,Low-Catalytic Gasification (LCG) Coating' und das sog. .High-Catalytic Gasification (HCG) Coating'. Most preferred are CAMOL ™ coatings, as e.g. in the BASF publication "CAMOL ™ Catalytic Coatings for Steam cracker furnace tubes", BF-9657 3/12. These are the so-called "Low-Catalytic Gasification (LCG) Coating" and the so-called "High-Catalytic Gasification (HCG) Coating".
Alle Druckangaben beziehen sich auf den Absolutdruck. All pressure data refer to the absolute pressure.
Beispiele Examples
Abbildung 1 zeigt schematisch einen Spaltrohrofen inkl. einem erfindungsgemäßem Spaltrohrsystem mit Konvektionszone und Strahlungszone und Quenchkühler für das Spaltgas. Das Spaltrohrsystem befindet sich in der Strahlungszone. 1 shows schematically a canned oven including an inventive canned system with convection zone and radiation zone and quench cooler for the cracked gas. The canned system is located in the radiation zone.
Vergleichsbeispiel 1 In einem Spaltrohrofen, der vier Spaltrohrsysteme enthält, wurden je Spaltrohrsystem eine Mischung von 2,2 t h einer Benzinfraktion (Naphtha) mit dem Siedebereich von 40 bis 180 °C und 1 ,0 t/h Wasserdampf durchgeleitet und bei einer Spaltrohraustrittstemperatur von bis zu 840 °C thermisch gespalten. Comparative Example 1 In a canned oven containing four canned systems, a mixture of 2.2 th of a gasoline fraction (naphtha) having a boiling range of 40 to 180 ° C and 1, 0 t / h of steam were passed per canned system and at a cracking tube outlet temperature of up to 840 ° C thermally split.
Ein Spaltrohrsystem besteht aus 18 parallelen, vertikalen Eintrittsrohren, welche von oben nach unten durchströmt werden und in einem Sammelrohr zusammengeführt werden. Von dort wird das Spaltgas in 2 parallelen, vertikalen Austrittsrohren, welche von unten nach oben durchströmt werden aus dem Ofen geführt. Das Spaltrohrsystem ist analog einem selektiven 2-Pass Spaltrohrsystem mit der Bezeichnung SRT®-V der Firma CB&I (Lummus) aufgebaut; vgl. Abb. 3. Das Spaltgas von je 2 Spaltrohrsystemen wird in einem nachgeschalteten Spaltgaskühler abgekühlt. A canned system consists of 18 parallel, vertical inlet tubes, which are flowed through from top to bottom and merged into a manifold. From there, the fission gas is led out of the furnace in 2 parallel, vertical outlet pipes, which are flowed through from bottom to top. The canned system is constructed analogously to a selective 2-pass canned system with the designation SRT®-V from CB & I (Lummus); see. Fig. 3. The cracked gas from each of two split-tube systems is cooled in a downstream split-gas cooler.
Die Spaltrohre waren innen mit einer katalytisch aktiven Beschichtung enthaltend Mangan ver- sehen, wie beschrieben in der BASF-Publikation "CAMOL™ catalytic coatings for steam cracker furnace tubes", BF-9657 3/12. Zum Einsatz kam eine Kombination von ,Low-Catalytic Gasification (LCG) Coating' im vorderen, zuerst durchströmten Bereich, und , High-Catalytic Gasification (HCG) Coating' im hinteren, zuletzt durchströmten Bereich des Spaltrohrsystems. Zu Beginn des Betriebes mit Naphtha, bei sauberen Spaltrohrsystemen, betrug die manuell gemessene Rohrwandtemperatur im Austritt des Spaltrohrsystems 940 bis 980 °C. Die Rohrwandtemperatur an der gemessenen Stelle im Spaltrohrsystem stieg nach mehreren Monaten Laufzeit schließlich auf 1 100 °C an, der höchsten für den Werkstoff und die Beschichtung dieses Spaltrohrsystems angewandten Rohrwandtemperatur. Im Verlauf des Betriebes konnte sich auch der Differenzdruck der Strömungsdüsen im Eintritt des Spaltrohrsystems bis zu der minimal angewandten Differenzdruckgrenze von 0,3 bar reduzieren. The cracking tubes were internally provided with a catalytically active coating containing manganese, as described in the BASF publication "CAMOL ™ catalytic coatings for steam cracker furnace tubes", BF-9657 3/12. A combination of 'Low-Catalytic Gasification (LCG) Coating' in the front, first through-flow area, and 'High-Catalytic Gasification (HCG) Coating' in the rear, last flowed through area of the canned system was used. At the beginning of operation with naphtha, in clean canned systems, the manually measured pipe wall temperature at the outlet of the canned system was 940 to 980 ° C. The tube wall temperature at the measured location in the canned system eventually increased to 1 100 ° C after several months running time, the highest tube wall temperature used for the material and coating of this canned system. In the course of operation, the differential pressure of the flow nozzles in the inlet of the can system could be reduced to the minimum applied differential pressure limit of 0.3 bar.
Jeweils eines der Kriterien .Rohrwandtemperatur' oder .Differenzdruck' konnte bestimmend sein für die Unterbrechung des Produktionsbetriebes und die Einleitung der Entkokungsprozedur. In each case one of the criteria 'wall temperature' or 'differential pressure' could be decisive for the interruption of the production operation and the initiation of the decoking procedure.
Für die Entkokungsprozedur wurde der Kohlenwasserstoffstrom durch den Spaltrohrofen unterbrochen und die Spaltrohrsysteme vom Prozess getrennt und mittels Sauerstoff vom Koks befreit. Dazu wurde bei einer Temperatur im Bereich von 760 bis 825 °C und einem Druck von 1 ,05 bis 3 bar über einen Gesamtzeitraum von 60 Stunden zu Beginn ein Wasserdampf/Luft- Gemisch in die Spaltrohre geleitet, welches im weiteren Verlauf durch Reduzierung der For the decoking procedure, the hydrocarbon stream was interrupted by the canned oven and the canned systems separated from the process and freed from coke by means of oxygen. For this purpose, at a temperature in the range of 760 to 825 ° C and a pressure of 1, 05 to 3 bar over a total period of 60 hours at the beginning of a steam / air mixture passed into the gap tubes, which in the further course by reducing the
Dampfmenge derart verändert wurde, dass die Luftmenge im Gemisch von zunächst 10 Gew.- % auf 70 Gew.-% anstieg.  Steam quantity was changed so that the amount of air in the mixture of initially 10% by weight increased to 70 wt .-%.
Beispiel 1 In einem Spaltrohrofen, der vier Spaltrohrsysteme enthält, werden je Spaltrohrsystem eine Mischung von bis zu 2,2 t/h einer Benzinfraktion (Naphtha) mit dem Siedebereich von 40 bis 180 °C und 1 ,0 t/h Wasserdampf durchgeleitet und bei einer Spaltrohraustrittstemperatur von bis zu 840 °C thermisch gespalten. example 1 In a canned oven containing four canned systems, a mixture of up to 2.2 t / h of a gasoline fraction (naphtha) having the boiling range of 40 to 180 ° C and 1, 0 t / h of steam are passed per canned system and at a crevice tube outlet temperature thermally split up to 840 ° C.
Ein Spaltrohrsystem besteht aus 18 parallelen, vertikalen Eintrittsrohren, welche von oben nach unten durchströmt werden und in einem Sammelrohr zusammengeführt werden. Von dort wird das Spaltgas in 2 parallelen, vertikalen Austrittsrohren, welche von unten nach oben durchströmt werden aus dem Ofen geführt. Das Spaltrohrsystem ist analog einem selektiven 2-Pass Spaltrohrsystem mit der Bezeichnung SRT®-V der Firma CB&I (Lummus) aufgebaut; vgl. Abb. 3. Das Spaltgas von je 2 Spaltrohrsystemen wird in einem nachgeschalteten Spaltgaskühler abgekühlt. A canned system consists of 18 parallel, vertical inlet tubes, which are flowed through from top to bottom and merged into a manifold. From there, the fission gas is led out of the furnace in 2 parallel, vertical outlet pipes, which are flowed through from bottom to top. The canned system is constructed analogously to a selective 2-pass canned system with the designation SRT®-V from CB & I (Lummus); see. Fig. 3. The cracked gas from each of two split-tube systems is cooled in a downstream split-gas cooler.
Die Spaltrohre sind im vorderen, zuerst durchströmten Bereich des Spaltrohrsystems aus einem hochlegierten, im Schleudergussverfahren hergestellten, an der Innenoberfläche Aluminiumoxid bildenden Stahl gefertigt, wie beschrieben in der Publikation: Information Data Sheet, The split tubes are made in the front, first through-flow region of the can system from a high-alloy, produced by centrifugal casting, forming on the inner surface alumina steel, as described in the publication: Information Data Sheet,
Centrailoy® HT E, Schmidt + Clemens GmbH + Co. KG, Sept. 2009, Rev. 01. Zusammensetzung der Legierung: 30 Gew.-% Cr, 45 Gew.-% Ni, 4 Gew.-% AI, 0,45 Gew.-% C, 0,5 Gew.-% Nb, 20,05 Gew.-% Fe. Centrailoy® HT E, Schmidt + Clemens GmbH + Co. KG, Sept. 2009, Rev. 01. Composition of the alloy: 30% by weight Cr, 45% by weight Ni, 4% by weight Al, 0.45 Wt% C, 0.5 wt% Nb, 20.05 wt% Fe.
Der Aluminiumoxid bildende hochlegierte Stahl wird, im Eintritt von oben ausgehend, zu einer Länge von 40 % der Gesamtlänge des Spaltrohrsystems vorgesehen. Im verbleibenden hinteren, zuletzt durchströmten, Bereich des Spaltrohrsystems ist das Spaltrohrsystem innen mit einer katalytisch aktiven Beschichtung enthaltend Mangan und Wolfram versehen, nämlich ,High-Catalytic Gasification (HCG) Coating', wie beschrieben in der BASF-Publikation "CA- MOL™ catalytic coatings for steam cracker furnace tubes", BF-9657 3/12. The aluminum oxide-forming high-alloy steel is provided, starting from the top, to a length of 40% of the total length of the can system. In the remaining rear, last flowed through, area of the canned system, the canned system is internally provided with a catalytically active coating containing manganese and tungsten, namely, High-Catalytic Gasification (HCG) coating, as described in the BASF publication "CMOL ™ catalytic Coatings for steam crackers furnace tubes ", BF-9657 3/12.
Zu Beginn des Betriebes mit Naphtha, bei sauberem Spaltrohrsystem, kann die manuell gemessene Rohrwandtemperatur im Austritt des Spaltrohrsystems 940 bis 980 °C betragen. Die Rohrwandtemperatur an der gemessenen Stelle im zuletzt durchströmten Bereich des Spalt- rohrsystems kann nach mehreren Monaten Laufzeit schließlich auf bis zu 1 100 °C ansteigen, der höchsten für den Werkstoff und die Beschichtung an dieser Stelle des Spaltrohrsystems angewandten Rohrwandtemperatur. Im Verlauf des Betriebes kann sich auch der Differenzdruck der Strömungsdüsen im Eintritt des Spaltrohrsystems bis zu der minimal angewandten Differenzdruckgrenze von 0,3 bar reduzieren. At the beginning of operation with naphtha, with a clean canned system, the manually measured pipe wall temperature at the outlet of the canned system can be 940 to 980 ° C. The tube wall temperature at the measured point in the last flowed through region of the crevice tube system can finally rise after several months of running up to 1 100 ° C, the highest pipe wall temperature applied to the material and the coating at this point of the canned system. In the course of operation, the differential pressure of the flow nozzles in the inlet of the can system can be reduced to the minimum applied differential pressure limit of 0.3 bar.
Jeweils eines der Kriterien .Rohrwandtemperatur' oder .Differenzdruck' kann bestimmend sein für die Unterbrechung des Produktionsbetriebes und die Einleitung der Entkokungsprozedur. In each case one of the criteria 'wall temperature' or 'differential pressure' can be decisive for the interruption of the production operation and the initiation of the decoking procedure.
Für die Entkokungsprozedur wird der Kohlenwasserstoffstrom durch den Spaltrohrofen unter- brachen und die Spaltrohrsysteme vom übrigen Prozess getrennt und mittels Sauerstoff vom Koks befreit. Dazu wird bei einer Temperatur im Bereich von 760 bis 825 °C und einem Druck von 1 ,05 bis 3 bar über einen Gesamtzeitraum von 60 Stunden zu Beginn ein Wasser- dampf/Luft-Gemisch in die Spaltrohre geleitet, welches im weiteren Verlauf durch Reduzierung der Dampfmenge derart verändert wird, dass die Luftmenge im Gemisch von zunächst 10 Gew.-% auf 70 Gew.-% ansteigt. Durch die kombinierte Anwendung der beschriebenen Technologien„hochlegierter, an derFor the decoking procedure, the hydrocarbon stream is interrupted by the canned oven and the canned systems separated from the rest of the process and freed from coke by means of oxygen. For this purpose, at a temperature in the range of 760 to 825 ° C and a pressure of 1, 05 to 3 bar over a total period of 60 hours at the beginning of a water steam / air mixture passed into the gap tubes, which is changed in the further course by reducing the amount of steam so that the amount of air in the mixture of initially 10 wt .-% to 70 wt .-% increases. Through the combined application of the described technologies "high alloyed, at the
Rohrinnenoberfläche Aluminiumoxid-bildender, Stahl", insbesondere„Legierung enthaltend 25 - 35 Gew.-% Chrom, 25 - 55 Gew.-% Nickel, 2 - 6 Gew.-% Aluminium und 10 - 30 Gew.-% Eisen", und„katalytisch aktive Beschichtung" werden kohlenstoffhaltige Ablagerungen im gesamten Bereich des Spaltrohrsystems optimal reduziert, so dass um viele Tage bis einige Wochen verlängerte Produktionszeiten des Spaltrohrofens möglich sind, gegenüber der jeweiligen installierten Einzeltechnologie. Pipe inner surface Alumina-forming "steel", in particular "alloy containing 25-35 wt .-% chromium, 25-55 wt .-% nickel, 2-6 wt .-% aluminum and 10-30 wt .-% iron", and "Catalytically active coating" carbon deposits are optimally reduced in the entire range of the canned system, so that extended by many days to several weeks extended production times of the canned oven, compared to the respective installed individual technology.

Claims

Patentansprüche claims
Verfahren zur Herstellung von ethylenhaltigem Spaltgas durch thermische Spaltung eines Kohlenwasserstoffes oder Kohlenwasserstoffgemisches in Gegenwart von Wasserdampf in einem Spaltrohr bei Temperaturen im Bereich von 600 bis 1000 °C und einer Spaltgasaustrittstemperatur im Bereich von 750 bis 1000 °C, dadurch gekennzeichnet, dass das Spaltrohr im zuerst durchströmten Bereich einen Stahl umfasst, bei dem es sich um eine Legierung enthaltend 25 - 35 Gew.-% Chrom, 25 - 55 Gew.-% Nickel, 2 - 6 Gew.-% Aluminium und 10 - 30 Gew.-% Eisen handelt, wodurch kohlenstoffhaltige Ablagerungen im Rohr vermindert werden, und A process for the preparation of ethylene-containing cracking gas by thermal cracking of a hydrocarbon or hydrocarbon mixture in the presence of water vapor in a can at temperatures in the range of 600 to 1000 ° C and a Spaltgasaustrittstemperatur in the range of 750 to 1000 ° C, characterized in that the can in the first flowed through area comprises a steel which is an alloy containing 25-35% by weight of chromium, 25-55% by weight of nickel, 2-6% by weight of aluminum and 10-30% by weight of iron , which reduces carbonaceous deposits in the pipe, and
das Spaltrohr im danach durchströmten Bereich auf der Innenoberfläche eine katalytisch aktive Beschichtung aufweist, die kohlenstoffhaltige Ablagerungen im Rohr vermindert, wobei das Spaltrohr im zuerst durchströmten Bereich auf der Innenoberfläche die katalytisch aktive Beschichtung nicht aufweist.  the canned in the area thereafter flowed through on the inner surface of a catalytically active coating which reduces carbonaceous deposits in the pipe, wherein the canned in the first through-flow area on the inner surface does not have the catalytically active coating.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die katalytisch aktive Beschichtung Mangan enthält. A method according to claim 1, characterized in that the catalytically active coating contains manganese.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die katalytisch aktive Beschichtung Mangan und Wolfram enthält. A method according to claim 1, characterized in that the catalytically active coating contains manganese and tungsten.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spaltrohr im zuerst durchströmten Bereich zuvor durch ein Schleudergussverfahren hergestellt wurde. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the can in the first through-flow area previously prepared by a centrifugal casting process.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spaltrohr im zuerst durchströmten Bereich einen Stahl umfasst, bei dem es sich um eine Legierung enthaltend 27 - 33 Gew.-% Chrom, 28 - 52 Gew.-% Nickel, 2,5 - 5,5 Gew.-% Aluminium und 12 - 28 Gew.-% Eisen handelt. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the can in the region through which it flows first comprises a steel which is an alloy containing 27-33% by weight of chromium, 28-52% by weight of nickel, 2.5% - 5.5% by weight of aluminum and 12-28% by weight of iron.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Spaltung des Kohlenwasserstoffes oder Kohlenwasserstoffgemisches im zuerst durchströmten Bereich bei Temperaturen im Bereich von 600 bis 800 °C und im danach durchströmten Bereich bei Temperaturen im Bereich von 700 bis 1000 °C erfolgt. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the thermal cleavage of the hydrocarbon or hydrocarbon mixture in the first through-flow region at temperatures in the range of 600 to 800 ° C and then thereafter flowed through at temperatures ranging from 700 to 1000 ° C.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zuerst durchströmte Bereich eine Länge im Bereich von 15 bis 60 % bezogen auf die Gesamtlänge des Spaltrohrs aufweist. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the first flow-through region has a length in the range of 15 to 60% based on the total length of the can.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zuerst durchströmte Bereich eine Länge im Bereich von 20 bis 55 % bezogen auf die Gesamtlänge des Spaltrohrs aufweist. Method according to one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the first flow-through region has a length in the range of 20 to 55% based on the total length of the can.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis von Wasserdampf zum eingesetzten Kohlenwasserstoff bzw. zum eingesetzten Kohlenwasserstoffgemisch im Bereich von 0,05 bis 1 ,5 liegt. 9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the weight ratio of water vapor to the hydrocarbon used or to the hydrocarbon mixture used in the range of 0.05 to 1, 5 is.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Spaltung bei einem Druck im Spaltrohr im Bereich von 1 ,5 bis 5 bar durchgeführt wird. 10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the thermal cracking is carried out at a pressure in the can in the range of 1, 5 to 5 bar.
1 1 . Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verweilzeit im Spaltrohr im Bereich von 0,05 bis 1 Sekunde liegt. 1 1. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the residence time in the can is in the range of 0.05 to 1 second.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Spaltrohr in einem Spaltrohrofen befindet und indirekt beheizt wird. 12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the can is in a canned oven and indirectly heated.
13. Spaltrohr zur Verwendung in einem Verfahren zur Herstellung von ethylenhaltigem Spaltgas durch thermische Spaltung eines Kohlenwasserstoffes oder Kohlenwasserstoffgemisches in Gegenwart von Wasserdampf, dadurch gekennzeichnet, dass das Spaltrohr im zuerst zu durchströmenden Bereich einen Stahl umfasst, bei dem es sich um eine Legie- rung enthaltend 25 - 35 Gew.-% Chrom, 25 - 55 Gew.-% Nickel, 2 - 6 Gew.-% Aluminium und 10 - 30 Gew.-% Eisen handelt, wodurch im Herstellverfahren für Spaltgas kohlenstoffhaltige Ablagerungen im Rohr vermindert werden, und das Spaltrohr im danach zu durchströmenden Bereich auf der Innenoberfläche eine katalytisch aktive Beschichtung aufweist, die im Herstellverfahren für Spaltgas kohlenstoffhaltige Ablagerungen im Rohr vermindert, wobei das Spaltrohr im zuerst durchströmten Bereich auf der Innenoberfläche die katalytisch aktive Beschichtung nicht aufweist. 13. A can for use in a process for the production of ethylene-containing cracked gas by thermal cracking of a hydrocarbon or hydrocarbon mixture in the presence of water vapor, characterized in that the can in the first area to be flowed through a steel, which is an alloy containing 25-35 wt .-% chromium, 25-55 wt .-% nickel, 2-6 wt .-% aluminum and 10-30 wt .-% iron, whereby in the production process for fission gas carbonaceous deposits are reduced in the pipe, and the gap tube in the area to be flowed thereafter on the inner surface has a catalytically active coating which reduces carbonaceous deposits in the tube in the production process for fission gas, the gap tube not having the catalytically active coating on the inner surface in the region through which it flows first.
14. Spaltrohr nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die katalytisch aktive Beschichtung Mangan enthält. 14. Canned tube according to the preceding claim, characterized in that the catalytically active coating contains manganese.
15. Spaltrohr nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die katalytisch aktive Beschichtung Mangan und Wolfram enthält. 15. Canned tube according to claim 13, characterized in that the catalytically active coating contains manganese and tungsten.
16. Spaltrohr nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spaltrohr im zuerst zu durchströmenden Bereich zuvor durch ein Schleudergussverfahren hergestellt wurde. 16. Canned tube according to one of the three preceding claims, characterized in that the split tube in the first area to be flowed through was previously prepared by a centrifugal casting process.
17. Spaltrohr nach einem der vier vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spaltrohr im zuerst zu durchströmenden Bereich einen Stahl umfasst, bei dem es sich eine Legierung enthaltend 27 - 33 Gew.-% Chrom, 28 - 52 Gew.-% Nickel, 2,5 - 5,517. Canned tube according to one of the four preceding claims, characterized in that the can in the region to be flowed through first comprises a steel, in which there is an alloy containing 27-33 wt .-% chromium, 28 - 52 wt .-% nickel, 2.5 - 5.5
Gew.-% Aluminium und 12 - 28 Gew.-% Eisen handelt. Wt .-% aluminum and 12-28 wt .-% iron.
18. Spaltrohr nach einem der fünf vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zuerst zu durchströmende Bereich eine Länge im Bereich von 15 bis 60 % bezogen auf die Gesamtlänge des Spaltrohrs aufweist. 18. Canned tube according to one of the five preceding claims, characterized in that the first area to be flowed through has a length in the range of 15 to 60% based on the total length of the can.
19. Spaltrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der zuerst zu durchströmende Bereich eine Länge im Bereich von 20 bis 55 % bezogen auf die Gesamtlänge des Spaltrohrs aufweist. 19. Canned tube according to one of the preceding claims 13 to 17, characterized in that the first area to be flowed through has a length in the range of 20 to 55% based on the total length of the can.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5242574A (en) * 1989-06-08 1993-09-07 Institut Francais Du Petrole Use of nickel-based alloys in a process for the thermal cracking of a petroleum charge and reactor for performing the process
US20110272070A1 (en) * 2008-10-13 2011-11-10 Schmidt + Clemens Gmbh + Co. Kg Nickel-chromium-alloy
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