DE1493115A1 - Trennscharf-Crackapparatur und -verfahren - Google Patents
Trennscharf-Crackapparatur und -verfahrenInfo
- Publication number
- DE1493115A1 DE1493115A1 DE19651493115 DE1493115A DE1493115A1 DE 1493115 A1 DE1493115 A1 DE 1493115A1 DE 19651493115 DE19651493115 DE 19651493115 DE 1493115 A DE1493115 A DE 1493115A DE 1493115 A1 DE1493115 A1 DE 1493115A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- naphtha
- temperature
- hydrocarbon
- mixture
- pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 25
- 238000005336 cracking Methods 0.000 title claims description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 17
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 24
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 24
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 17
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 15
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 7
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims 2
- 241000512687 Anilius Species 0.000 claims 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims 1
- 244000070969 koal Species 0.000 claims 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 claims 1
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 claims 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 12
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 10
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 241000251730 Chondrichthyes Species 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000270295 Serpentes Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 235000019788 craving Nutrition 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G9/14—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils in pipes or coils with or without auxiliary means, e.g. digesters, soaking drums, expansion means
- C10G9/18—Apparatus
- C10G9/20—Tube furnaces
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Description
27. Oktober 1965
Selaa Corporation of America
H93115
Die Erfindung beschäftigt sich Bit trennscharfer (high severity)
Pyrolyse und insbesondere einer Apparatur und einen Verfahren zum trennscharfen Cracken von Kohlenwasserstoffen·
Die bisher ObIlohen Kohlenwasserstoff-Cracköfen und -verfahren
zur Gewinnung spezieller Endprodukte, wie z. B. Äthylen, benötigten Betriebsbedingungen» die jede Einxelfraktion«komponente des
Craokprozesses vor der Abtrennung Gleichgewicht»bedingungen annehmen
Hessen. Auf diese Weise erzielte nan Ausbeuten an speziellen Produkten, wie Äthylen, die etwas von der Auslasstenperatur der
Apparatur abhlnglg waren. In der Praxis benutzte nan beispielsweise diese "Oleichgewichtsannaherung" zur Äthylengewinnung durch
Xthanoraokung·
Sobald nan aber diese Arbeitetheorie auf das Craeken von schwereren
Kohlenwaseerstoffraktionen, wie etwa den verschiedenen Naphthasorten,
anzuwenden versucht·, ergaben sich verschiedene schwle-C0
rige, bislang noch nicht erfolgreich gelüste Probiene. Wenn nan
ο Naphtha nach den Prinzip der "Olelohgewichtsannaherung" craokt,
-* erzielt nan eine Vielzahl von Kohlenwasserstoffprodukten, die
ο
^ sämtlich gleichzeitig In Abgasstron der Crackapparatur Is dleloh-
^ gewloht stehen· Infolgedessen benötigte man hinter der Craokeln*
heit noch teuere /L nlagen zur Trennung und Raffinierung dieser
? , BAD
Komponenten. Ausserde« bedurfte.es Ihm allgemeinen einer anschliessenden
Craokung der Einzelkomponenten oder Komponentengruppen, um
hohe Ausbauten an ungeeMttigten, niedrig!»lekularen Kohlenwasserstoffen,
wie z. B. Äthylen, zu erzielen.
Ausserdea warf die in dieser Weise durchgeführte Naphthacrackung
beträchtliche Wartungsprobleme auf. Wenn nämlich der Crackstock solange la Ofen bleibt, bis Qlelchgewlchtsbedlngungen aufgetreten
sind, dann bilden sich auch reichliche Mengen an höhermolekularen
Rückständen, die unter den Crackbedingungen zur Koksbildung neigen,
was eine häufige, zeltraubende und teuere Wartung verlangt. Die
Verkokung 1st an sich schon bei jeden Kohlenwasserstofforackvorgang
ein Problee, kann aber im Fall der Naphthaorackung besonders
schwerwiegend werden.
Daher besteht ein Erfindungsziel in der Schaffung einer Methode
und Anlage zur Crackung von Kohlenwasserstoffen, die beide sowohl
bezüglloh des Spezialausbeute an den verschiedenen gewünschten
Kohlenwaseeretoffprodukten leistungsfähig als auch betriebswirtschaftlich
sind. Weiterhin bezweckt die Erfindung die Schaffung einer trennscharfen Pyrolysemethode und -apparatur zur Gewinnung
von ungesättigten, niedrigmolekularen Kohlenwasserstoffen, wie z. B· Äthylen.
O CO CO
nachfolgenden Beschreibung.
909810/0834
Die Erfindung beruht auf der Feststellung« dass man durch Kombination
von hoher Betriebstemperatur und stark verkürzter Verwellzelt
des durchmessenden Crackstooks In der Reaktionszone eine
Selektivbildung verschiedener gewünschter Produkte In hoher Oesamtausbeute
ohne ttbermässlg verstärkte Verkokung und unter Einsparung
anschliessender Fraktionieranlagen erzielen kann.
für die Durchführung der erflndungsgemissen Trennscharf-Pyrolyse und
FIg 2 bis 6 Betriebsdiagranne von erflndungsgem&ss durchgeführten
Craokvorgingen, aus denen die Zusammenhgnge zwischen den Betriebsvariablen
ersichtlich sind.
Der in Fig 1 dargestellte Bbchtemperaturofen 1st vorzugsweise mit
gasbeheizten Hitzestranlbrennern 2,2 a und Schlangenrohren 3 versehen,
die bei * einen Crackstookelnlass und bei 3 einen Auslass
für den Reaktlonsproduktenstrom aufweisen. Zwecks genauer überwachung
der Reaktionstemperatur weist der Ofen mehrere Thermoelement-Sonden
TW 1 - 5 auf. Ausserde» 1st in der Haieverengung des co
° Ofens an vorgegebener Stelle ein Dampfzuleitungsrohr 6 zum Schlan-
.__, genrohr 3 vorgesehen.
*""" Heizöl, und Sauerstoff tr agem, wie Luft^ in Verbindung, wobei un-
ter Verwendung nicht dargestellter, an β loh üblicher Regelorgane
entweder Ol plus Luft (zwecke Erhitzung) od«r nur Luft allein
(χweoks Abkühlung) zugeliefert werden, Einzelheiten über diese
Verteileranlage schildert beispielsweise die amerikanische Patentschrift
2 638 879.
Im Betrieb wird als Craokstook Naphtha mit einem Sledebeglnnbsreioh
von etwa 21 - 33°C und Sledeendbereich von etwa 175 - 205°
mit vorgegebener Geschwindigkeit eingegeben und In der Zone A
durch bei 6 eingeführten Dampf verdünnt. Diese Arbeltsstufe verringert
gemeinsam mit den übrigen Arbeltsstufen dia mit dem vergleiche·
weise schweren Craokstook Naphtha verbundenen Verkokungsprobleme
und zerstäubt das Naphtha nebelförralg, wodurch eine glelchmassigere
Wttrmeabsorptlon und eine zusätzliche Regelung der Obergangsteraperatur
geschaffen werden.
Beim Weitertransport des so behandelten Crackstook schlangenabwarte
In die Zone B dienen die Temperaturfühler Tu 1 und TW 2 zusammen
mit an β loh bekannten und daher nicht dargestellten Selbstreglern zur Einstellung des Brenne to ff-Luftverhiltnisses in der
Zuführung zu den Strahlungsbrennern 2 und ermöglichen daher eine
genaue Einstellung der Craokstook-Aufhelzung in tusserst breitem
Elngabegeschwlndlgkeitsbereloh. derade auf diese geneue Temperatureinstellung
In der Zone B kommt es aber bei dem erflndungsgemlssen
Verfahren ganz besonders an.
die Stelle an, wo die Temperatur des Crackstooks sorgfältig auf
909810/0834
etwa 325OC gehalten wird· Diese nachstehend als Übergangstemperatur
bezeichnete Temperatur tritt an einem vorgegebenen Punkt der Zone B und »war vorzugsweise an der Übergangsstelle zwischen den
engeren Rohren der Zone B und den welter dimensionierten Schlangenrohren
zu Beginn der Zone C ein. Der Einfluss dieser Übergangstemperaturlnnehaltung
auf den erflndungsgemässen Trennsoharf-Pyrolyseprozees
1st aus den späteren Beispielen ersichtlich.
Brslchtlloherweise kann man durch Einregeln der WMrme_zu- oder
abfuhr vermittels der Brenner 2,2 a die Stelle festlegen, an der
die Übergangstemperatur auftritt. Hierin besteht ein wichtiges und
vorteilhaftes Erfindungsmerkmal.
Der nun fliessende Crackstock wird bein Eintritt in die Zone C
stark aufgeheist» damit er unabhängig von der jeweiligen Eingabegeschwindigkeit
schnell und zwar etwa am Punkt X gemüse Pig I eine Temperatur von etwa 580 - 620° erreicht. Diese Temperatur
wird als die Crackeingangstemperatur des betreffenden Naphtha-Crackstocks
bezeichnet. Die Brennkammertemperatur in der Zone C wird auf etwa 1170 - II800 gehalten. Eine weitere BetriebsgrBsse
1st die "Verweilzelt", ntalloh die Zeitdauer, die die fliessenden
Materlallen benötigen, um vom ungefähren Ort des Crackbeglnns bis
zum Ofenbodenaualass bei 5 zu gelangen.
Die nachfolgenden Beispiele berichten Über Versuchsreihen mit
verschiedener Ausflussmengenelnstellung, aus denen ersichtlich 1st,
wie man durch Variation dieser Paktoren die bei Benutzung des er-
909810/08K
BAD ORIGINAL - 6 -
BAD ORIGINAL - 6 -
findungagemaasen Trennsoharf-Pyrolyseprozesses entstehenden Kohlen·
Wasserstoffe in unterschiedlichen Mengenanteilen erhalten kann.
Dia den Betriebsdiagrammen der Figuren 2 bis 6 zugrundeliegenden und nachstehend tabellarisch aufgeführten Daten entstanden In der
Weise, dass bei den einzelnen Versuchsreihen jeweils die Variablen
wla Crackstook-Elngaberate, Dampfverd Unmutiger ate, übergang« temperatur
und Auslassteraperatur praktisch konstant gehalten wurden.
Bei der Variation der Temperaturen wurde die Befeuerung der Strahlungsbrenner
in den verschiedenen Ofenzonen genau kontrolliert, damit die gewünschte Erhitzungskurve erzielt wurde. Dadurch wurde es
abglich, den alleinigen Einfluss der Verweilzelt auf die Ausbeute-Verteilung der Cr ac kprodukt komponenten, und zwar insbesondere von
Ethylen, Methan und Propylen aufzuzeichnen. Durch Wiederholung der
Versuchsreihe alt in bestimmter Weise abgeänderten sonstigen Variablen konnten die ZusammenhMnge zwischen einerseits Verweilzelt
und andererseits Übergangs- bzw. Auelasetemperatur graphisch festgelegt werden. Tabelle 1 nebst Figur 2 zeigen, dass die Kombination
von kurzer Verweilzeit (entsprechend hoher 9 Eingaberate) und hoher Auslasstemperatur einen hohen Äthylengehalt im ausfliessenden
Produktenstrcm hervorruft. Man erkennt fernerhin, dass innerhalb der Versuohagrenzen die prozentuale Verteilung bei starker
Erhöhung der Eingaberate abfüllt. Dabei 1st sehr beachtenswert, dass aamtliche graphisch dargestellten Eingaberaten an sich aussergewöbnlioh
hoch sind und demgemJtss viel kürzere Verweilzeiten bedingen,
als sie Jemals früher angewandt wurden. Die Bedeutung der einzelnen Diagrams» liegt in der ungewöhnlichen Eigenart der beob-
9098 1 0/083Λ
achteten Vorgange, wahrend der Anteil an gewünschten Komponenten
ab« und der an unerwünschten zunlant, sind dl® entsprechenden Unterschiede
In der Eingaberate von vergleichsweise so niedriger Orussenordnung, dass der Betriebsleiter auf der Grundlage der
Auslasstenperatur-Elngaberaten-Abhtnglgkelt die Produktenverteilung
la ausfllessenden Strom In den Sinne Mildern kann, dass eine
Maxlaalausbeute an gewünschten und eine Minimalausbeute an unerwünschten
Produkten erzielt wird. Dies bedeutet Insofern eine erwünschte
Verbesserung, well die prozentuale Verteilung der einzelnen
Produkte nicht nehr von aielohgewlohtsbedlngungen abhlnglg
zu sein braucht, wo man lediglich nlt der Auslasstemperatur als
Regelgrösse für die Endproduktaufteilung bei einem bestimmten RegelYorgang
arbeiten kann.
Bei dieser Versuchsreihe wurde alt Leiohtnaphtha von Sledebereloh
35 - 110° als Crackstock, einer Danpfrerdünnung von etwa 6o % und
einer Ubergangstenperatur von etwa 525° als Festgrussen und den angegebenen
variablen Auslaesteaperaturen gearbeitet.
9098-10/0834
BAD ORIGINAL -'AP? - 8 -
BAD ORIGINAL -'AP? - 8 -
I t JvJ ί IJ
^Äthylen bei | 120 | 110 | 100 | 90 | 80 |
85O°C | 28,5 | 29,5 | 30,4 | 31,* | 32,4 |
84O°C | 26,8 | 27,8 | 28,75 | 29,7 | 30,65 |
830 0C | 25,55 | 26,5 | 27,4 | 28,35 | 29,25 |
820°C | 24,5 | 25,35 | 26,25 | 27,1 | 28,0 |
% Methan bei | |||||
85O0C | 18,6 | 18.18 | 19.05 | 19,25 | 19,5 |
84O°C | 17,35 | 17,55 | 17,8 | 18,0 | 18,25 |
83O0C | 16,25 | 16,5 | 16,7 | 16,9* | 17,2 |
8200C | 15,5 | 15,7 | 15,95 | 16,2 | 16,4 |
% Propylen bei | |||||
8500C | 16,0 | 16,15 | 16,3 | 16,4 | 16,55 |
84O0C | 16,7 | 16,8 | 16,95 | 17,1 | 17.25 |
83O°C | 17,25 | 17,* | 17,55 | 17,7 | 17,8 |
820°C | 17,75 | 17,9 | 18,05 | 18,2 | 18,35 |
% (^-Verbindungen bei | |||||
850 ° c | 10,0 | 9.7 | 9.15 | 8,9 | |
840 ° C | 10,6 | 10,3 | 10,0 | 9,75 | 9,45 |
83O°C | 11,35 | 11,05 | 10,75 | 10,45 | 10,1 |
8200C | 12,1 | 11,8 | 11,5 | 11,2 | 10,9 |
% Cc und höher-Verbin- | |||||
5 düngen bei | |||||
85O°C | 18,7 | 17,7 | 16,75 | 15,75 | 14,8 |
840 ° C | 20,6 | 19.6 | 18,65 | 17,65 | 16,7 |
8300C | 21,75 | 20,8 | 19,8 | 18,9 | 17,9 |
820°C | 22,35 | 21,4 | 20,4 | 19,45 | 18,5 |
Wie insbesondere aus den Vergleich elnereeite der Figuren 2-4 und andererseits der Figuren 5 und 6 deutlich erkennbar 1st, folgt
die Verteilung der C1, sowie der C- und huher-Verbindungen einer
Qesetzaasslgkeit, die der der O5 und darunter-Verbindungen gerade
entgegengesetzt 1st. Hler sind die prozentualen Ausbeuten an Cj1
und darüber-Verbindungen umso niedriger, je höher die Auelassteope-
909810/0834
rmturen sind· Man kann also durchaus die Betriebsbedingungen so
wählen, dass die Verteilung auf einerseits erwünschte und andererseits
unerwünschte Endprodukte breit variierbar 1st. Diese Besonderheit gibt dea erflndungsgemMssen Verfahren Insbesondere bei der
Crackung schwererer Kohlenwasserstoffraktionen ein weit grösseren
Anpassungssplelraua, als dies bisher möglich war.
Die In Tabelle 1 angegebenen und in den Figuren 2 bis 6 graphisch
ausgewerteten Daten geben auch einen Vergleich zwischen verschiedenen Auslasstemperaturen und verschiedenen Craokstock-Eingaberaten
bei in übrigen konstant gehaltenen Betriebsbedingungen. Ua diese
Beobachtungen nloht auf die spezielle Kapazität des benutzten
Versuohsofens zu begrenzen» wurde dabei die Eingaberate anstelle
der sonst üblichen Verweilzelt als BezugsgrOsee benutzt. Diese
Wahl 1st natürlich rein willkürlich und beeIntrMachtigt nicht die
Bedeutung der gewonnenen Daten, well man sie ohne weiteres auf die
Verweilselten In dea Jeweils für die ErflndungsdurchfUhrung verwendeten
Ofen umrechnen kann. Definitionagemäss 1st die Verwell-
der
zelt diejenige Zeltdauer, wahrend der/Reagentlenstrom auf oder über seiner Craokelngangstemperatur gehalten wird. Bei Naphtha als Crackaock liegt diese Temperatur bei etwa 600°. Durch genaue« Einregelung von Ubergangstemperatur und Brennkammertemperatur stroaab dieses Punktes kann der Betrlebsmann sehr genau die Stelle bestimmen, wo der Reagentlenstrom ,die Craokelngangstemperatur erreicht. Matttrlloh muss man dabei auch die thernodynamiechen Verhältnisse der Jewell· In den Reaktionsrohreη stattfindenden Crackreaktionen und dl· durch die Temperaturerhöhung bedingte Erhöhung der Durchlaufgeschwindigkeit der sieh auedehnenden Flüssigkeit be-
zelt diejenige Zeltdauer, wahrend der/Reagentlenstrom auf oder über seiner Craokelngangstemperatur gehalten wird. Bei Naphtha als Crackaock liegt diese Temperatur bei etwa 600°. Durch genaue« Einregelung von Ubergangstemperatur und Brennkammertemperatur stroaab dieses Punktes kann der Betrlebsmann sehr genau die Stelle bestimmen, wo der Reagentlenstrom ,die Craokelngangstemperatur erreicht. Matttrlloh muss man dabei auch die thernodynamiechen Verhältnisse der Jewell· In den Reaktionsrohreη stattfindenden Crackreaktionen und dl· durch die Temperaturerhöhung bedingte Erhöhung der Durchlaufgeschwindigkeit der sieh auedehnenden Flüssigkeit be-
909810/083A
rücksicht Igen. Bei Verwendung der englischen Massgrössen ergibt
sich beispielsweise, dass das Produkt aus spezifischer Durchlaufsgeechwlndigkelt
( in mund je Sekunde und Quadratures RohrquerschnittsflKche)
und spezifischem Volumen (in Kublkfuss Volunen
Je Pfund bzw. reziproker Dichte) gleich der mittleren Lineargeschwindigkeit
des flieseenden Reagentlenstroroes in Puss je Sekunde
1st. Die Gesamt lunge (in Puss) des Ober der Crackelngangs temperatur
gehaltenen Rohrabschnitte dividiert durch die mittlere Lineargeschwindigkeit
ergibt dann die Verweilzeit· Bei der Berechnung der vorstehenden Faktoren» die einfanhheits- und gewohnheitshalber einen
Gewichtsausdruck enthalten, wurde unterstellt, dass das mittlere
Molekulargewicht der Bestandteile des Reagentlenstromes dnschliesslich
des Dampfes gleich der halben Summe aus den Molekulargewichten einerseits am Übergangstemperaturpunkt und andererseits
am Auelass 1st.
Venn man diese Berechnungen In Betracht zieht und auf den bei den
Versuchsreihen benutzten Ofen anwendet, dessen Brennkammertemperatur
auf etwa 1130° gehalten wird', und die Wärmezufuhr auf etwa
38OO - 76OO kcal hält, dann variiert die tatsächliche Verweil ze It
zwischen etwa 0,6 und 1,25 Sekunden. Diese Werte wurden dabei auf
der Grundlage einer wllkürlioh aufgedrückten maximalen Lineargesohwlndlgkelt
der Reagentlen von etwa 1200 Fuss J· Sekunde berechnet»
Bei der Bezugnahme auf den Ausdruck "tatsäohliohe Verweilzelt" lat
zu beaohten, dass sowohl die Kinetik der Reaktion als auch sie
selbst sehr komplex sind, und daher 1st er vorzugsweise, wenn auch
909810/0834
- 11 -
ziemlich willkürlich, durch den Endauedruck aus vorstehender Berechnung definiert.
Aus «eiteren Erfahrungen ergab sich, dass man die einzigartigen
Erfindungserfolge mit Verweilzelten bis hinunter zu 0,1 und hinauf zu 1,5 Sekunden erzielen kann. Stellt man diese Zahlen den bekannten
Arbeitsweisen gegenüber, so lässt sich bestimmen, dass die bekannten Trennschwach-Verfahren in Gegensatz zu den Bedingungen
des erfindungsgemässen Verfahrens mit Verweilzeiten von etwa 2 Sekunden und noch darüber arbeiteten. Da für einen gegebenen Ofen
die Verweilzeit der Ofeneingaberate direkt proportional 1st« wenn man den übergang einregeln kann, zeigen Tabelle und Diagramme, daß
eine Erhöhung der Verweilzeit bei irgendeiner vorgegebenen Temperatur gewisse Produkte Im Auslasstrom emengenmässlg vergrössern,
andere dagegen verringern würde, Infolgedessen kann man durch passende Wahl der Betriebsbedingungen den Ausbeutegewinn an einem
bestimmten erstrebten Produkt, wie z. B. Äthylen, zu Lasten gewisser anderer Produkte, wie z. B. Cj1 und C ^ ^-Verbindungen, maximal
steigern km. Die durch diese Betriebsanpassbarkeit erzielbaren
Vorteile liegen auf der Hand. Die so ermöglichte Abwandelbarkeit in der Endjroduktenvertellung liefert nämlich eine merkliche Senkung
der Herstellungskosten für spezielle gewollte Fraktionen. So
co wird beispielsweise die Kthylengewinnung dadurch beträchtlich vero
*° billigt, dass man nicht mehr grosse Kapitalinvestitionenfflr dem
ο sohaftllche Vorteil der Erfindung lässt sich auch daran ermessen,
ω dass der Mengenanteil an C, und darunter-Verbindungen im Endprodukt
vermindert werden kann, was eine Einsparung von Kompressionsauf-
wand für eine vorgegebene Äthylenausbeute bedeutet.
Wenn auch In Vorstehenden de erflndungsgealsse Trennscharf-Methode
und -Apparatur unter spezieller Bezugnahme auf die Äthylengewinnung
aus Naphthacrackstock erläutert wurde, kann man nach
der Erflndungslehre auch andere erwünschte Kohlenwasserstoffraktl·
onen aus anderen Ausgangsmaterlallen herstellen, und ausserdem
können Innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung Äquivalente ausgetauscht,
Teile umgekehrt und Elnzelmassnahnen unabhXnglg von
anderen angewendet werden.
909810/083/;
- 1 "5 -
Claims (9)
1. Apparatur zum trennsoharfen Crecken von Kohlenwasserstoffen,
dadurch gekennzeichnet, dass sie MIttel zur Schaffung eines geschlossenen,
langen Weges für den Kohlenwasserstoff, Mittel, um Ihn dem.Weg zu- und in ihm entlangzuführen, Mittel zur Entnahme
von Produkten aus ihm, ausserhalb des Weges angeordenete Heizmittel
solcher Leistung, um durch Wärmeübertragung das eingegebene Material auf seinen Punkt beginnender Carackung und darüber
aufzuhelzenyund Regelmittel aufweist, um den Ort dieses Punktes
beginnender Craokung einstellbar zu variieren, wobei diese Regelmittel stromauf dieses Ortes angeordnet sind und einen Abschnitt
dieses Weges geregelt aufheizen oder abkühlen können.
2. Apparatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelmittel
aus einer Heizung bestehen, die auf den stromauf vom Ort beginnender Craokung liegenden Weg einzuwirken vermag.
3· Apparatur nach Anepruoh 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Zusatzheizung mit Vorratsquellen für Brennstoff und verbrennung«· erhaltendem Fluidum verbunden sind und das Fluidum dem Weg für
Kühlzweoke ohne Verbrennung zuzuführen vermag.
4. Verfahren zum trennsoharfen Craaken von Kohlenwasserstoffen,
dadurch gekennzeichnet, dass man ein sich fortbewegendes flüssiges aemlsoh aus Kohlenwasserstoff und Dampf In einer Reaktion»·
zone so starker Erhitzung unterwirft, dass eine Craokreakt1on
909810/0834 "l4"
eingeleitet wird, die Temperatur erhöht und die Wärmezufuhr über
den Auamass hält, bei den die R^agentien und Raaktionsprodukte
Olelohgewioht erreichen« die nicht umgesetzten Reagentlen sowie
die Reaktionsprodukte aus der Reaktionszone entfernt und die Reaktionsprodukte
abkühlt und abscheidet.
5· Verfahren sun trennsoharfen Cracken von Kohlenwasserstoffen, gekennzeichnet
durch die Arbeitsschritte, dass nan eine Kohlenwasserstoffe
ingabe durch eine Rohrschlange schickt, die Rohrsehlange
zwecks Erhitzung des Kohlenwasserstoffs heizt, dem erhitzten Kohlenwasserstoff Dampf zuführt, das Kohlenwasserstoff-Danpfgenlsoh
auf eine Temperatur weiter erhitzt, bei der eine Craokreaktlon eingeleitet wird, das Reaktionsgemisch auf oberhalb
der Craoktemperatur liegende Temperatur erhitzt, die Wärmezufuhr
zun Re akt ions gemisch auf etwa 38OO - 76OO kcal je Stunde
und Quadratfuss RohraussenfIache hält, den Rohrinhalt etwa 0,1
bis etwa 1,5 Sekunden lang auf dfeser Temperatur IUUt, danach den
Rohrinhalt aus dieser Heizzone entfernt, das Reaktionsgemisch abkühlt und die gewünschten Kohlenwasserstoffprodukte abscheidet.
6. Verfahren zun tennscharfen Cracken von naphtha, gekennzeichnet
durch die Arbeitsschritte, dass nan kontinuierlich einen Naphtha* strom durch ein einen Ofen durchsetzendes Rohr fordert, das Rohr
nebst Inhalt der Warneeinwirkung unterwirft und dadurch das Naphtha
erhitzt, das erhitzte Naphtha nlt Dampf vernischt, dieses Naphtha-Danpf-Oenlsoh
in genau geregelter Weise derart erhitzt, dass es an einem ersten vorgegebenen Rohrabschnitt etwa 525° heiss ist,
- 15 -
das Gemisch weiterhin erhitzt*, so dass es an einer zweiten, vorgegebenen
späteren Rohrstelle mehr als 600° helss 1st, stromab dieser
zweiten Stelle die Wärmezufuhr zum Gemisch auf etwa 3800 - 7600 koal
Je Stunde und Quadratfuss Rohraussenfläohe und die Strömungsgeschwindigkeit
des Gemisches unter etwa 36O m je Sekunde hält und das Oemisch
etwa 0,1 bis 1,25 Sekunden dieser Erhitzung und Temperatur aussetzt«
bevor man es aus dem Ofen herauslässt und die Reaktionsprodukte abscheidet.
7. Verfahren zum kontlnuierlionen trennscharfen Cracken von Kohlenwasserstoffen,
gekennzeichnet t durch die Arbeitsschritte, dass man
ein sohnellströmendee Kohlenwasserstoff-Dampfgemisch in einem
Rohr auf eine oberhalb der Craokeingangstemperatur des Kohlenstoffs
liegende Temperatur erhitzt, die Wärmezufuhr zum Gemisch In Abhängigkeit von dem angestrebten Kohlenwasserstoffendprodukt
etwa 0,1 bis etwa 1,5 Sekunden lang auf etwa 3300 - 76OO kcal
hält und sohliesslich das angestrebte Kohlenwasserstoffprodukt
abscheidet.
8.Verfahren zur kontinuierlichen, trennscharfen Gewinnung niedrigmolekularer ungesättigter Kohlenwasserstoffe dursh Umsetzung von
Naphtha als Ausgangsmaterial, dadurah gekennzeichnet, dass man einen schnellfliessenden, im wesentlichen aus einem Naphtha-Dampf-Gemisch
bestehenden Materialstrom auf zur Reaktionselnleitung
ausreichende Temperatur erhitzt, dem fliessenden Reaktion«- gemisch im Raaktionebe^irk ständig genügend WSärme zuführt, damit
es bis zum Verlassen des Reaktionsbezirks fortwährend heiseer wird, wobei seine festgelegte Verweilzeit in dleeero Bezirk etwa 0,1 bis
9098.10/0834 ' -16-
BAD ORIGINAL
etwa 1,5 Sekunden betragt, und schliesslich die Reaktionsprodukte
abscheidet.
9. Verfahren zur pyrolytischen Umwandlung von Naphtha in niedrigmolekulare,
aliphatIsche und olefinische Kohlenwasserstoffe, gekennzeichnet
durch die Arbeitsschritte, dass man ein im wesentlichen
aus Naphtha und Dampf bestehender Gemisch durch ein Gebiet leitet, in dem es kontinuierlich an leweils bestimmten
Orten seines Durchlaufweges auf jeweils vorgegebene Temperaturen
erhitzt wird, es dabei In seiner Fliessgeschwindigkeit unter 360 m Je Sekunde hält, nach Erreichen der Crackeingangstemperatür
das Naphtha eine vorgegebene, etwa 0,1 bis 1,5 Sekunden betragende Zeit lang im Gebiet verweilen lässt, danach aus dem Erhltzungegebiet
herauslässt und die Reaktionsprodukte abscheidet·
909810/0834
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US411079A US3353920A (en) | 1964-11-13 | 1964-11-13 | High severity pyrolysis apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1493115A1 true DE1493115A1 (de) | 1969-03-06 |
Family
ID=23627465
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19651493115 Pending DE1493115A1 (de) | 1964-11-13 | 1965-10-27 | Trennscharf-Crackapparatur und -verfahren |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3353920A (de) |
DE (1) | DE1493115A1 (de) |
FR (1) | FR1451819A (de) |
GB (1) | GB1121528A (de) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3413217A (en) * | 1966-10-20 | 1968-11-26 | Universal Oil Prod Co | Steam cooling of alkylate fractionator |
US3922189A (en) * | 1971-09-13 | 1975-11-25 | Hubertus Carolus Marie Penders | Drying of liqueform materials |
FR2210426B1 (de) * | 1972-12-19 | 1976-08-27 | Poudres & Explosifs Ste Nale | |
US4231753A (en) * | 1979-03-22 | 1980-11-04 | Phillips Petroleum Company | Control of a cracking furnace |
US4592827A (en) * | 1983-01-28 | 1986-06-03 | Intevep, S.A. | Hydroconversion of heavy crudes with high metal and asphaltene content in the presence of soluble metallic compounds and water |
US4469587A (en) * | 1983-09-02 | 1984-09-04 | Intevep, S.A. | Process for the conversion of asphaltenes and resins in the presence of steam, ammonia and hydrogen |
US5078857A (en) * | 1988-09-13 | 1992-01-07 | Melton M Shannon | Delayed coking and heater therefor |
US5394837A (en) * | 1994-02-25 | 1995-03-07 | Tsai; Frank W. | High-efficiency furnace |
US6852294B2 (en) | 2001-06-01 | 2005-02-08 | Conocophillips Company | Alternate coke furnace tube arrangement |
US20060188417A1 (en) * | 2005-02-23 | 2006-08-24 | Roth James R | Radiant tubes arrangement in low NOx furnace |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3124424A (en) * | 1964-03-10 | high temperature thermal cracking | ||
US2090504A (en) * | 1933-10-09 | 1937-08-17 | Alco Products Inc | Method and apparatus of heating hydrocarbon oils |
US2208123A (en) * | 1937-12-06 | 1940-07-16 | Solvay Process Co | Process for the manufacture of ethylene |
US2263557A (en) * | 1937-12-30 | 1941-11-25 | Du Pont | Conversion of hydrocarbons |
US2638879A (en) * | 1947-06-30 | 1953-05-19 | Selas Corp Of America | Apparatus for heat treatment of fluent substances |
US2736685A (en) * | 1953-01-02 | 1956-02-28 | Exxon Research Engineering Co | Process of petrolatum cracking in liquid and vapor phase |
US2904502A (en) * | 1954-02-19 | 1959-09-15 | Hercules Powder Co Ltd | Method of cracking hydrocarbons |
US2994724A (en) * | 1958-08-14 | 1961-08-01 | Exxon Research Engineering Co | Cyclodiene dimer vapor phase cracking method and furnace |
US2917564A (en) * | 1959-01-05 | 1959-12-15 | Phillips Petroleum Co | Hydrocarbon cracking furnace and its operation |
US3112880A (en) * | 1962-11-21 | 1963-12-03 | Phillips Petroleum Co | Furnace control |
-
1964
- 1964-11-13 US US411079A patent/US3353920A/en not_active Expired - Lifetime
-
1965
- 1965-08-20 GB GB35746/65A patent/GB1121528A/en not_active Expired
- 1965-10-27 DE DE19651493115 patent/DE1493115A1/de active Pending
- 1965-10-28 FR FR36479A patent/FR1451819A/fr not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR1451819A (fr) | 1966-01-07 |
GB1121528A (en) | 1968-07-31 |
US3353920A (en) | 1967-11-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3247775B1 (de) | Verfahren und anlage zum überführen von kunststoffabfällen in einen brennstoff mit eigenschaften von diesel/heizöl | |
DE1493115A1 (de) | Trennscharf-Crackapparatur und -verfahren | |
DE2442122A1 (de) | Pyrolyse-behaelter | |
DE3841844A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen zerlegen in ihre bestandteile fliessfaehiger organischer medien, insbesondere von halogenierten kohlenwasserstoffe enthaltenden abfallprodukten und zum weiteren aufbereiten u./o. entsorgen | |
DE2444827C2 (de) | Verfahren zur Hydrierung von Kohle zusammen mit Schweröl und/oder Rückstand aus der Erdölverarbeitung | |
DE1111146B (de) | Verfahren zur Waermebehandlung von Wirbelschicht-Petrolkoks fuer die Herstellung vonElektroden | |
DE2519884A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur waermebehandlung von teilchenfoermigem material mit unterschiedlicher teilchengroesse | |
DE2436527A1 (de) | Schachtofensteuerung | |
DE960633C (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Verdampfen von Benzol bzw. Leichtoel mittels heisser, wasserstoffhaltiger Gase | |
DE2030410C3 (de) | Verfahren zur thermischen Spaltung von Kohlenwasserstoffen | |
DE2262503A1 (de) | Wirbelschichtverfahren und vorrichtung hierfuer | |
DE1804093A1 (de) | Verfahren zum Betrieb eines Regenerativ-Ofens und Regenerativ-Ofen hierzu | |
DE532564C (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Druckwaermespaltung von Kohlenwasserstoffoelen und deren Rueckstaenden | |
DE2113425C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Furnace-RuB | |
DE740443C (de) | Verfahren und Vorrichtung zur stetig arbeitenden Schwelung von staubfoermigem bzw. feinkoernigem Schwelgut | |
DE1809177A1 (de) | Erhitzer | |
DE192295C (de) | ||
AT128375B (de) | Verfahren zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffen. | |
DE963774C (de) | Verfahren und Vorrichtung zum katalytischen Druckhydrieren bzw. Druckraffinieren von Rohbenzol | |
DE568891C (de) | Verfahren zur Spaltung von Kohlenwasserstoffoelen in der Dampfphase | |
DE1443136A1 (de) | Pyrolyse-Verfahren und Ofen zur Durchfuehrung desselben | |
CH395041A (de) | Verfahren und Anlage zur Erzeugung von Aktivkohle | |
DE550480C (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Spalten von Kohlenwasserstoffoelen und Teeren | |
DE685130C (de) | Verfahren zum Spalten von Kohlenwasserstoffoelen in der Dampfphase | |
DE966245C (de) | Verfahren zum Verkoken schwerer Kohlenwasserstoffoele |