DE60128548T2

DE60128548T2 - Verwendung eines flüssigkeitdampfabscheiders und verfahren

Info

Publication number: DE60128548T2
Application number: DE60128548T
Authority: DE
Inventors: Raul Jasso Houston GARCIA; Vance Jordan Destrehan GRIESHOP; Danny Yuk-Kwan Houston NGAN; Richard Addison Houston SANBORN; Louis Edward Houston STEIN
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 2000-03-08
Filing date: 2001-03-08
Publication date: 2008-01-31
Anticipated expiration: 2021-03-09
Also published as: MY131815A; DE60128548D1; CA2402297A1; PL199446B1; PL358685A1; BR0109049B1; WO2001066225A3; ES2284637T3; BR0109049A; US6376732B1; RU2002126607A; AU5217301A; AU2001252173B2; ATE362799T1; KR100827864B1; WO2001066225A2; CN1222344C; JP2003525976A; CA2402297C; RU2278720C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines Dampf/Flüssigkeits-Separators.
Das Konzept eines Durchflußzyklons zum Abscheiden von Feststoffen und Flüssigkeiten aus einem Trägergas ist in der Literatur bekannt, beispielsweise aus der US-A-5,466,272 , die einen Separator zum Trennen von Dampf und Wasser in wassergekühlten Kernreaktoren beschreibt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines Dampf/Flüssigkeits-Separators zur Auftrennung eines Kohlenwasserstoffe und Wasserdampf enthaltenden Gemisches, welcher Separator umfaßt:
ein Gefäß mit einem Einlaß zur Aufnahme eines Dampf/Flüssigkeits-Gemisches;
einen Ablenker, welcher im Gefäß an einer Stelle unterhalb des Einlasses angeordnet ist, wobei der Ablenker eine Vielzahl von Schaufelelementen an seinem nahen Ende zum Zentrifugieren des Gemisches aufweist, wenn das Gemisch das Gefäß durchströmt, wodurch die Wände des Dampf/Flüssigkeits-Separators vollständig mit der an den Wänden des Gefäßes nach unten strömenden Flüssigkeit benetzt bleiben;
einen Dampfauslaß, welcher am entfernten Ende des Ablenkers angeordnet ist, um die Dampfphase des Gemisches aus dem Gefäß zu entnehmen; und
einen Auslaß, welcher unterhalb des Dampfauslasses angeordnet ist, um die flüssige Phase des Gemisches aus dem Gefäß abzuziehen.
Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Auftrennung der Dampf- und der Flüssigphase eines Gemisches aus Kohlenwasserstoffen und Wasserdampf, umfassend die Schritte von:
Fließenlassen des Gemisches durch den Einlaß eines Gefäßes;
Zentrifugieren des Gemisches mittels einer am Kopfende des Gefäßes angeordneten Zentrifuge;
Hinabfließenlassen der Flüssigphase entlang der Wände des Gefäßes;
Leiten der Dampfphase zu einem Auslaßrohr für die Dämpfe;
Leiten der Dampfphase aus dem Gefäß und zu Mitteln für eine weitere Verarbeitung; und
Leiten der Flüssigphase aus dem Gefäß und zu Mitteln für eine weitere Verarbeitung.
Der Dampf/Flüssigkeits-Separator, der gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann die Dampfphase und flüssige Phase eines Kohlenwasserstoffe und Wasserdampf enthaltenden Gemisches trennen, derart, daß nur der Dampfstrom weitergeleitet und stromabwärts weiterbehandelt wird. Die Ausbildung des Separators kann sicherstellen, daß alle teilweise benetzten Flächen des Separators, außer das Dampfauslaßrohr, gut benetzt sind und durch den nicht-verdampften Flüssigkeitsteil des Einsatzes gewaschen werden. Die Oberflächenbenetzung stellt sicher, daß keine Koksablagerung auftritt, die schließlich zu einem Verlegen des Separators führen könnte. Durch die Oberflächenbenetzung, die eine Koksbildung verhindert, kann die Verdampfungstemperatur des Separators über die typische Grenze hinaus (wegen der Gefahr einer Koksbildung begrenzt) erhöht werden, wodurch eine tiefere Trennung in dem Einsatz vorgenommen und ein größerer Teil des Einsatzes als Dampf für die Weiterbehandlung stromabwärts gewonnen werden kann.
Eine mögliche Anwendung der vorliegenden Erfindung hinsichtlich der Verwendung des Dampf/Flüssigkeits-Separators ist die Vorverarbeitung eines schweren Olefinanlagen-Einsatzes (roh oder als Kondensat), spezieller einer Olefin-Gasöl-Dampf-Crackanlage, durch Beaufschlagen des Kohlenwasserstoffeinsatzes mit Dampf bei hoher Temperatur, sodann mechanisches Trennen der nicht-verdampften flüssigen Fraktion durch diesen Dampf/Flüssigkeits-Separator, so daß nur die verdampfbare Fraktion des Einsatzes weitergeleitet und stromabwärts in den Strahlungsrohren eines thermischen Pyrolyseofens behandelt wird. Der flüssige nicht-verdampfbare Teil enthält schwere Kohlenwasserstoffe, wie Pech, die abgetrennt und an einen Kokser, einen Katalysator-Cracker oder andere restverarbeitende Einheiten zur weiteren Verarbeitung, oder als Brennstoff, gesandt werden können.
Die gleichmäßig benetzten Wände, die gemäß der Erfindung erzielbar sind, erhöhen außerdem die Lebensdauer des vorliegenden Dampf/Flüssigkeits-Separators. Die Ausbildung einer Mehrfacheinlaß-Schaufelausbildung gemäß einem spezifischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist für die Erzeugung und Aufrechterhaltung eines gleichmäßigen Filmes von Bewässerungsflüssigkeit auf den Innenflächen des Dampf/Flüssigkeits-Separators gut geeignet.
Der Schaufelteil des Dampf/Flüssigkeits-Separators, der gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, erzeugt eine sehr glatte aerodynamische Beschleunigung und einen ebensolchen Spin für das einströmende Gas/Flüssigkeits-Gemisch, die not wendig sind, um eine hohe Trennwirksamkeit und niedrige Druckverluste zu erreichen. Die Schaufelausbildung zeichnet sich ferner durch ihren Mangel an stagnierenden Zonen aus, die zu Bereichen von Koksablagerung führen würden. Zusätzlich besteht im Gegensatz zu konventionellen Tangential-Eintritt-Zyklonseparatoren, welche typischerweise einen einzigen asymmetrischen Einlaßschlitz oder eine Einlaßrohröffnung aufweisen, die Schaufel selbst aus einer Reihe von Schaufelelementen oder -blättern, die dafür verantwortlich sind, daß eine gleichmäßige Zentrifugalkraft auf das einströmende Gas/Flüssigkeits-Gemisch entlang des gesamten Umfanges des Einlaßabschnittes des Dampf/Flüssigkeits-Separators ausgeübt wird.
Vorzugsweise weist der Separator, der gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ferner ein Randelement am entfernten Ende des Ablenkers auf, um jedwede flüssige Phase des Gemisches vom Ablenker weg in Richtung nach außen und zu den Wänden des Gefäßes hin zu leiten.
Der Separator, der gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, umfaßt ferner Mittel, die in dem Gefäß zwischen dem Einlaß und dem Ende des Ablenkers angeordnet sind und die Rezirkulation sowie das Aufspritzen des Gemisches steuern, wenn das Gemisch durch den Einlaß eintritt und auf den Ablenker fällt.
Der Separator kann ferner ein Sieb über dem entfernten Ende des Ablenkers umfassen, um jedweden Koks, welcher sich im Inneren des Ablenkers befindet, am Durchfallen durch diesen zu hindern.
Ferner kann der Ablenker ein Randelement umfassen, welches am Eintritt des Dampfauslasses angeordnet ist, um jedwede Flüssigkeit in einer Auswärtsrichtung und vom Eintritt wegzuleiten.
Vorzugsweise ist der Ablenker des Separators, der gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, axial in dem Gefäß angeordnet. Der Dampfauslaß ist vorzugsweise axial am entfernten Ende des Ablenkers vorgesehen. Das Dampf/Flüssigkeits-Gemisch, das in dem Ablenker und dem Verfahren der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, ist ein Gemisch, welches Kohlenwasserstoff und Dampf enthält.
1 ist eine schematische Darstellung eines Flußdiagramms des Gesamtverfahrens in einem Pyrolyseofen, welches mit der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann.
2 ist eine teilweise geschnittene Ansicht eines Dampf/Flüssigkeits-Separators gemäß der Erfindung.
3 ist eine Draufsicht zu 2.
4 ist eine Perspektivansicht der Schaufelanordnung des Dampf/Flüssigkeits-Separators nach 2.
Die schweren Rückstände von Rohölen und schweren Erdgasflüssigkeiten können unter den typischen Bedingungen des Konvektionsabschnittes eines Ethylenofens nicht verdampft werden. Sie werden normalerweise durch Destillation entfernt, und nur die leichtere verdampfbare Fraktion der Destillation wird als Einsatz in Olefinanlagen verwendet. Der Schritt der Einsatzpräparierung zum Abdestillieren der schweren Rückstände aus dem Olefinanlagen-Einsatz erfordert zusätzliches Kapital und Betriebskosten. Die vorliegende Vorrichtung und das Verfahren gestatteten es, den Abscheideschritt für schweren Rückstand mit dem Einsatz-Vorerhitzerabschnitt des modifizierten Olefinofens zu integrieren, so daß nur die verdampfbare Fraktion des schweren Einsatzes in die Crackzone des Ofens eintritt. Außerdem ergibt die Möglichkeit, den Kohlenwasserstoff mit Verdün nungsdampf bei einer Temperatur höher als jene, die typischerweise in einer Vakuumsäule erzielbar ist (400°C), zu spülen, in einer höheren Fraktion von Rohöl, die als Olefinanlagen-Einsatz gewonnen werden kann, als jene, die durch atmosphärische/Vakuum-Destilliersäulen gewonnen wird, wodurch die Ausbeute an schwerem Pechrückstand von geringem Wert reduziert wird. Dies wird durch einen nicht-koksenden Dampf/Flüssigkeits-Separator gemäß der vorliegenden Erfindung erreicht. Der Dampf/Flüssigkeits-Separator kann in einem weiten Bereich von Temperaturen betrieben werden, z.B. 260-482°C (500-900°F). Optimale Bedingungen werden durch eine akzeptable Koksbildung über einen erwünschten Temperaturbereich ermittelt.
Der Konvektionsabschnitt eines typischen Olefin-Pyrolyseofens kann derart modifiziert werden, daß schwere Kohlenwasserstoffeinsätze direkt in den Crackofen gespeist werden können. Schwere Kohlenwasserstoffeinsätze umfassen entsalzte Rohöle, schwere Erdgasflüssigkeiten, lange und kurze Rückstände, die schwere Endreinigungs-Kohlenwasserstoffe enthalten, welche unter normalen Betriebsbedingungen in dem Konvektionsabschnitt eines Olefin-Pyrolyseofens nicht vollständig verdampft werden können.
Unter Bezugnahme auf 1 ist in dieser eine schematische Ansicht eines Ethylenofens 10 gezeigt, wobei der schwere Kohlenwasserstoffeinsatz 11 durch einen Erststufen-Vorerhitzer 12 des Konvektionsabschnittes A des Ethylenofens 10 bei einer Temperatur von 140°C (285°F) und unter einem Druck von 21 bar (300 psig) eintritt. Eine kleine Menge von Verdünnungsdampf 13 (gesättigter Dampf bei 8 bar (100 psig)) wird den Konvektionsabschnitt-Vorerhitzerrohren zugeführt, bis sie auf einen Temperaturbereich von 343-482°C (650-900°F) bei einem Druck von 6-7 bar (70-80 psig) erhitzt ist, an welchem Punkt das Kohlenwasserstoff/Dampfgemisch 14 in einen Dampf/Flüssigkeits-Sepa rator gespeist wird. Der Dampf/Flüssigkeits-Separator 20 entfernt den nicht-verdampften Teil 15 des Kohlenwasserstoffeinsatzes und Dampfgemisches 14, wobei die nicht-verdampfte Flüssigkeit abgezogen und von dem vollständig verdampften Kohlenwasserstoff 16 getrennt wird. Je nach dem schweren Kohlenwasserstoffeinsatz 11 werden verschiedene Prozeßschemata angewendet.
Der verdampfte Teil 16 wird nachfolgend durch einen Verdampfer/Mischer 17 geführt, in welchem der Kohlenwasserstoffdampf 16 mit überhitztem Dampf 18 gemischt wird, um das Gemisch 19 auf eine Temperatur von 510-566°C (950-1050°F) zu erhitzen, außerhalb des Ofens 10. Das Gemisch 19 wird dann in dem Zweitstufen-Vorerhitzerteil 21 des Konvektionsabschnittes A des Olefin-Polyrolyseofens 10 weitererhitzt und wird nachfolgend in den mit 22 bezeichneten Strahlungsabschnitt B des Pyrolyseofens 10 gespeist, wo das Kohlenwasserstoffgemisch 19 thermisch gecrackt wird.
Die Zustände des Kohlenwasserstoff/Dampfgemisches 14 am Eingang des Dampf/Flüssigkeits-Separators 20 hängen von den Eigenschaften des schweren Kohlenwasserstoffeinsatzes 11 ab, wobei bevorzugt nicht-verdampfte Flüssigkeiten 15 vorhanden sind (zwischen 2-40 Vol.-% des Einsatzes, vorzugsweise 2-5 Vol.-%), um die Innenflächen des Dampf/Flüssigkeits-Separators 20 zu benetzen. Die benetzten Wände verhindern die Koksbildung und die Ablagerung an der Oberfläche des Separators 20. Das Ausmaß an Verdampfung (oder Vol.-% von nicht-verdampfter Flüssigkeit 15) kann durch Einstellen des Verdünnungsdampf/Einsatzverhältnisses und der Verdampfungstemperatur des Kohlenwasserstoff/Dampfgemisches 14 gesteuert werden.
Der beschriebene Dampf/Flüssigkeits-Separator 20 gestattet die Trennung der Flüssigkeitsphase 15 und der Dampfphase 16 des Verdampfungsgemisches derart, daß feste Koksteilchen den Separator 20 oder die stromabwärtige Einrichtung (nicht gezeigt) nicht verlegen können. Wegen seiner relativ kompakten Konstruktion kann der Benetzungswand-Dampf/Flüssigkeits-Separator 20 eine höhere Verdampfungstemperatur erreichen, als dies in einer typischen Vakuum-Rohsäule möglich wäre, wodurch eine höhere Verdampfungsfraktion 16 des Einsatzes 11 für die weitere Behandlung stromabwärts erzielt werden kann. Dies erhöht die Fraktion des Kohlenwasserstoffeinsatzes 11, der verwendet werden kann, um höherwertige Produkte 23 zu erzeugen, und reduziert die Fraktion der schweren Kohlenwasserstoff-Flüssigkeitsfraktion 15 von einem niedrigeren Wert.
Unter Bezugnahme auf die 2 und 3 ist der Dampf/Flüssigkeits-Separator 20 in einer vertikalen, teilweise geschnittenen Ansicht in 2 und in einer Schnittansicht in 3 gezeigt. Der Dampf/Flüssigkeits-Separator 20 umfaßt ein Gefäß mit Wänden 20a, einen Einlaß 14a zur Aufnahme des einströmenden Kohlenwasserstoff/Dampfgemisches 14, einen Dampfauslaß 16a zum Austragen der Dampfphase 16 und einen Flüssigkeitsauslaß 15a zum Austragen der flüssigen Phase 15. Nahe dem Einlaß 14a ist ein Ablenker 25 vorgesehen, der eine Vielzahl von Schaufeln 25a hat, die um den Umfang des Ablenkers 25 mit gegenseitigem Abstand angeordnet sind, vorzugsweise nahe dem Ende, welches den Einlaß 14a am nächsten liegt. Die Schaufelanordnung ist klarer in der Perspektivansicht nach 4 gezeigt. Das einströmende Kohlenwasserstoff/Dampfgemisch 14 wird zerstreut, indem es auf das nahe Ende des Ablenkers 25 auftrifft, und insbesondere durch die Schaufeln 25a, welche einen Teil der flüssigen Phase 15 des Gemisches 14 nach außen gegen die Wände 20a des Dampf/Flüssigkeits-Separators 20 drücken, wodurch die Wände 20a vollständig mit Flüssigkeit benetzt werden und jede Koksbildung an der Innenseite der Wände 20a verhindert wird. In ähnlicher Weise wird die Außenfläche des Ablenkers 25 durch eine Flüssigkeitsschicht in vollständig benetztem Zustand gehalten, die an der Außenfläche des Ablenkers 25 nach unten strömt, infolge der unzureichenden Kräfte, um die Flüssigkeit 15 in Kontakt mit der Oberfläche des Ablenkers 25 zum Inneren der Wände 20a zu transportieren. Ein Randelement 25b umgibt das entfernte Ende des Ablenkers 25 und trägt dazu bei, jegliche nach unten getragene Flüssigkeit an der Außenfläche des Ablenkers 25 zum Inneren der Wände 20a zu leiten, indem die Flüssigkeit in dem wirbelnden Dampf abgelagert wird. Der obere Teil des Dampf/Flüssigkeits-Separators 20 ist bei 20b zwischen dem Einlaß 14a und dem Ablenker 25 gefüllt, um das Benetzen der Innenwände 20a zu unterstützen, wenn das Dampf/Flüssigkeits-Gemisch 14 in den Dampf/Flüssigkeits-Separator 20 eintritt. Wenn die Flüssigkeit 15 nach unten transportiert wird, hält sie die Wände 20a und den Ablenker 25 benetzt und verhindert an deren Oberflächen die Bildung von Koks. Die Flüssigkeit 15 fällt weiter und tritt durch den Flüssigkeitsauslaß 15a aus dem Dampf/Flüssigkeits-Separator 20 aus. Ein Paar von Einlaßdüsen 16a ist vorgesehen, um Abschrecköl zum Kühlen der gesammelten Flüssigkeit 15 bereitzustellen und eine Koksbildung stromabwärts zu verhindern. Die Dampfphase 16 tritt in die Dampfaustrittsleitung 16a ein, u.zw. an deren höchsten Punkt 16c, tritt am Auslaß 16a aus und strömt weiter zur weiteren Behandlung zu einem Verdampfer 17, bevor sie in den Strahlungsabschnitt B 22 des Pyrolyseofens 10 eintritt, wie dies 1 zeigt. Ein Randelement 16b umgibt den Einlaß 16c zu der Dampfleitung 16 und trägt dazu bei, jegliche Flüssigkeit 15 nach außen gegen die Separatorwände 20a abzulenken.
BEISPIEL 1
Ein Kaltströmungsmodell im Maßstab 70 % aus klarem Kunststoff und Metall wurde unter Verwendung von Wasser und Luft getestet und im Laboratorium verfeinert. In dem Kaltströmungs-Testmodell war die Wasser/Dampf-Trennung so wirksam, daß keine flüssige Phase am Dampfauslaß festgestellt werden konnte, und eine visuelle Beobachtung zeigt, daß die Innenflächen des Modell-Dampf/Flüssigkeits-Separators durch den aktiven Strom der einströmenden flüssigen Phase über diese Oberflächen gut benetzt waren. Eine solche Flüssigkeitsbedeckung ist erforderlich, um eine beeinträchtigende Koksbildung während des Betriebes zu verhindern.
Die wichtigen Daten für die Erfassung umfassen die Dampfrate, die Dichte und die Viskosität. Die Flüssigkeitsrate, die Dichte und die Oberflächenspannung wurden ebenfalls im Vergleich zur Leistung des Luft/Wassermodells geprüft und um die Tropfengrößen des Separators abzuschätzen.
Die Einlaßrohrgröße, die empfohlen wurde (20 cm Durchmesser), wurde gewählt, um eine kalkulierte Flüssigkeitstropfengröße zu schaffen.
Die Schaufelanordnungsgröße wurde bestimmt und für eine gegebene Geschwindigkeit von 24-30 m/s durch die Schaufeln hindurch abgestellt. Bei der derzeitigen Ausbildung, die zwölf Schaufeln enthält, die an einem Rohr von 25 cm Durchmesser befestigt sind, beträgt die geschätzte Temperatur 27 m/s durch den 30° flachen Abschnitt der Schaufeln. Diese Schaufelanordnung ist in 4 gezeigt.
Die Position der Schaufelanordnung 25a relativ zum Eingang 14a und das „Füllen" im Kopfbereich 20b des Separators 20 wurde durch ein computererrechnetes Fluiddynamik-Modell geführt. Die Absicht bestand darin, Zonen von potentieller Rezirkulation zu verhindern, um die Koksbildungstendenz zu reduzieren. Die Innengestalt des Kopfes 20b wurde geformt, um den Strömungslinien von Gas zu folgen, so daß die Wände 20a durch die Flüssigkeit benetzt blieben, die in den Hauptkörper des Separators 20 hineingedrückt wurde.
Der Abstand der Verlängerung des Ablenkers 25 unterhalb der Schaufeln 25a wurde auf eine Annahme der Flüssigkeitstropfengröße abgestellt, die aufgefangen würde, bevor sich der Tropfen über mehr als die Hälfte des Weges an dem Ablenker 25 vorbeibewegt hatte. Ein signifikante Flüssigkeit 15 wird an dem Ablenker 25 hinunterströmen (auf der Annahme des Luft/Wasser-Modells), und das Vorhandensein des „Randelementes" 25b an dem Ablenker 24 wird Flüssigkeitströpfchen in die Dampfphase unterhalb der Schaufeln 25a leiten, und das Sammeln wird unterhalb des Randelementes 25b des Ablenkers 25 infolge der fortgesetzten Verwirbelung des Dampfes 16 fortgesetzt, wenn dieser sich zum Auslaßrohr 16a bewegt.
Das Ablenker-Randelement 25b wurde so bemessen, daß die Flüssigkeit von dem Ablenker 25 so nah wie möglich an der Außenwand 20a bewegt wird, ohne die Zone für die Strömung des Dampfes 16 unter jenem Bereich zu reduzieren, der in den Schaufeln 25a vorhanden ist. In praktischer Hinsicht wurde etwas mehr als 20 % Strömungsfläche bereitgestellt, als in den Schaufeln 25a vorhanden ist.
Der Abstand zwischen dem Boden des Ablenkers 25 und dem höchsten Punkt 16c des Dampfauslaßrohres 16a wurde so bemessen, daß er das Vierfache des Durchmessers des Dampfauslaßrohres 16a beträgt. Dies war mit dem Luft/Wasser-Modell konsistent. Die Absicht bestand darin, eine Zone für den Dampf zu bilden, der zum Auslaß 16a wandert, ohne extrem hohe Radialgeschwindigkeiten bereitzustellen.
Der Abstand vom Eingang 16c des Dampfauslaßrohres 16a zur Mittellinie des horizontalen Abschnittes des Dampfauslaßrohres 16a wurde so gewählt, daß er etwa das Dreifache des Rohrdurchmessers beträgt. Die Absicht bestand darin, einen Abstand zu wählen, der einen vertikalen Wirbel oberhalb des Auslaßrohres 16a aufrechterhält, der durch die Nähe des horizontalen Strömungspfades des Dampfes 16 nicht gestört wurde, welcher das Auslaßrohr 16a verläßt. Die Position und Größe des Anti-Kriechringes 16b des Dampfauslaßrohres 16a wurde etwas willkürlich gewählt. Es ist nahe, aber unterhalb der Lippe positioniert und relativ schmal, damit Raum für Koks besteht, der zwischen der Außenwand 20a und dem Ring 16b durchfallen kann.
Details des Separators 20 unterhalb des Auslaßrohres 16a wurden durch Forderungen außerhalb der Grenzen des Separators diktiert. Solange nichts mehr getan wird, damit Flüssigkeit oberhalb des Einlasses 16c zum Auslaßrohr 16a als Strahl verläuft, sollte dies keinen Einfluß auf die Abtrennwirksamkeit haben.
Die Hauptzonen der Koksbildung umfassen Abschnitte mit Dampfrezirkulation oder Metall, das mit Flüssigkeit nicht gut benetzt ist. Die Zone 20b innerhalb des Kopfes kann so geformt oder mit Material gefüllt werden, daß sie sich der erwarteten Zirkulationszone annähert. Die Innenseite des Ablenkers 25 ist ein anderer potentieller Schwachpunkt. Wenn Koks wachsen ge lassen würde und über den Einlaß 16c zum Dampfauslaßrohr 16a fällt, könnte eine signifikante Strömungsbehinderung auftreten (wie ein geschlossenes Rückschlagventil). Aus diesem Grund kann ein Käfig oder ein Sieb 25c aus Stäben oder eine Rohrkappe verwendet werden. Dies würde den Koks nicht am Wachsen hindern, würde aber das Meiste davon an Ort und Stelle halten, so daß ein großer Brocken nicht leicht abfallen kann. Zonen unterhalb der Schaufel-Randelemente und die Randelemente 16b des Dampfauslaßrohres 16a werden ebenfalls „nicht abgewaschen", und ein Kokswachstum ist in diesen Zonen möglich.

Das Laboratoriumsmodell, an welchem diese Designregeln versucht wurden, wurde über einen weiten Bereich von Strömungsbedingungen getestet, wie dies die nachfolgende TABELLE 1 zeigt. Die Luftraten lagen im Bereich von 15-45 m/s am Einlaß, und das Wasser wurde bei 0,06-0,28 l/s getestet. Über all diese Bedingungen lagen die Verluste unterhalb des meßbaren Bereiches. Bei einer Wasserströmung von weniger als 0,06 l/s (angenommen bei 0,03-0,05 l/s) war ein Benetzen der Separator-Außenwand 20a weniger vollständig. Ströme von Wasser mit „trockenen" Zonen dazwischen liefen das Plexiglas hinunter. Hinsichtlich l/s Wasser pro cm des Umfanges wurden bei 0,06 l/s Wasser die Separatorwände 20a mit einer Rate von 0,0008 l/cm·s gewaschen. Die Designraten hinsichtlich der Ölrate, 519 g/s bei 0,2 bar oder 0,8 l/s, würden eine Waschrate von 0,006 l/cm·s ergeben. TABELLE 1

	Niedrigluft/Hochwasser	Hochluft/Niedrigwasser	Anlage Designfall
Dampfeinlaß Geschwindigkeit, m/s	15	45	25
Dampfschaufel Geschwindigkeit, ms	18	45	27
Dampfrate, g/s	183	550	5780
Dampfrate, m³/s	0,14	0,42	0,82
Flüssigkeitsrate, g/s	283	63	519
Flüssigkeitsrate, l/s	0,28	0,06	0,79

g Flüssigkeit/g Dampf	1,55	0,11	0,090
dm³/s Flüssigkeit/m³/s Dampf	2	0,14	0,96
l/s Flüssigkeit/cm Separator Umfang	0,003	0,0008	0,006

Wenn die Tendenz zur Koksbildung an den Separatorwänden 20a durch die Waschrate gesteuert wird (volumetrische Flüssigkeitsströmungsrate pro Zoll Umfang), sollten die Anlage-Designbedingungen ein besseres Waschen als im Laboratoriumsmodell ergeben. Unter der Annahme, daß die Anlage-Wascheigenschaften jenen des Laboratoriums folgen, besteht die Möglichkeit, mit Einsätzen zu arbeiten, die niedrige Flüssigkeitsvolumina haben. Die Designdaten zeigen an, daß eine Flüssigkeitsströmung, die auf Gewichtsbasis „niedrig" ist und auf Volumensbasis „hoch" ist, im Vergleich zu dem Laboratorium vorhanden war. Das Laboratoriumsmodell zeigt jedoch keine visuellen Probleme mit der Trennung bei Flüssigkeitsraten unterhalb 0,06 l/s oder oberhalb 0,28 l/s, wo die Daten genommen wurden.

Claims

Verwendung eines Dampf/Flüssigkeits-Separators zur Auftrennung eines Kohlenwasserstoffe und Wasserdampf enthaltenden Gemisches, welcher Separator umfaßt: ein Gefäß mit einem Einlaß (14a) zur Aufnahme eines Dampf/Flüssigkeits-Gemisches; einen Ablenker (25), welcher im Gefäß an einer Stelle unterhalb des Einlasses angeordnet ist, wobei der Ablenker eine Vielzahl von Schaufelelementen (25a) an seinem nahen Ende zum Zentrifugieren des Gemisches aufweist, wenn das Gemisch das Gefäß durchströmt, wodurch die Wände (20a) des Dampf/Flüssigkeits-Separators vollständig mit der an den Wänden des Gefäßes nach unten strömenden Flüssigkeit benetzt bleiben; einen Dampfauslaß (16a), welcher am entfernten Ende des Ablenkers angeordnet ist, um die Dampfphase (16) des Gemisches aus dem Gefäß zu entnehmen; und einen Auslaß (15a), welcher unterhalb des Dampfauslasses (16a) angeordnet ist, um die flüssige Phase des Gemisches aus dem Gefäß abzuziehen.
Verwendung eines Separators nach Anspruch 1, welcher ferner ein Randelement am entfernten Ende des Ablenkers umfaßt, um jedwede flüssige Phase des Gemisches in einer Auswärtsrichtung vom Ablenker weg und hin zu den Wänden des Gefäßes zu leiten.
Verwendung eines Separators nach Anspruch 1 oder 2, welcher ferner ein Sieb über dem entfernten Ende des Ablenkers umfaßt, um jedweden Koks, welcher sich im Inneren des Ablenkers befindet, am Durchfallen durch diesen zu hindern.
Verwendung eines Separators nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welcher ferner ein Randelement umfaßt, welches am Eintritt des Dampfauslasses angeordnet ist, um jedwede Flüssigkeit in einer Auswärtsrichtung und vom Eintritt weg zu leiten.
Verwendung eines Separators nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin der Ablenker im Gefäß axial angeordnet ist.
Verwendung eines Separators nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin der Dampfauslaß am entfernten Ende des Ablenkers axial angeordnet ist.
Verfahren zur Auftrennung der Dampf- und der Flüssigphase eines Gemisches aus Kohlenwasserstoffen und Wasserdampf, umfassend die Schritte von: Fließenlassen des Gemisches durch den Einlaß eines Gefäßes; Zentrifugieren des Gemisches mittels einer am Kopfende des Gefäßes angeordneten Zentrifuge; Hinabfließenlassen der Flüssigphase entlang der Wände des Gefäßes; Leiten der Dampfphase zu einem Auslaßrohr für die Dämpfe; Leiten der Dampfphase aus dem Gefäß und zu Mitteln für eine weitere Verarbeitung; und Leiten der Flüssigphase aus dem Gefäß und zu Mitteln für eine weitere Verarbeitung.