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DE1551535B2 - Röhrenofen zur Herstellung von niedermolekularen Olefinen - Google Patents

Röhrenofen zur Herstellung von niedermolekularen Olefinen

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Publication number
DE1551535B2
DE1551535B2 DE1551535A DE1551535A DE1551535B2 DE 1551535 B2 DE1551535 B2 DE 1551535B2 DE 1551535 A DE1551535 A DE 1551535A DE 1551535 A DE1551535 A DE 1551535A DE 1551535 B2 DE1551535 B2 DE 1551535B2
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DE
Germany
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approximately
furnace
hydrocarbon
outlet
coil
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DE1551535A
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Ellis J. Winchester Green
Lawrence P. London Hallee
Herman N. Lexington Woebke
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Stone and Webster Engineering Corp
Original Assignee
Stone and Webster Engineering Corp
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Publication date
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Publication of DE1551535B2 publication Critical patent/DE1551535B2/de
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    • 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

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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
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Description

Die Erfindung betrifft einen Röhrenofen zur Herstellung von niedermolekularen Olefinen durch kurzzeitige thermische Spaltung von stärker gesättigten Kohlenwasserstoffen mit Wänden aus feuerbeständigem Material, die eine Kammer mit einem Auslaß an ihrer oberen Seite begrenzen, mit mehreren in der Kammer angeordneten, aus schmalbohrigen senkrechten Röhren bestehenden Leitungen und mit mehreren von den Wänden getragenen Strahlungsbrennern, die dazu ausreichen, einen durchschnittlichen Wärmeabsorptionswert von ab 59 620 bis zu 75 880 Kcal/h pro qm der Leitungsoberfläche zu gewährleisten.
Mit einem derartigen, aus der NL-OS 64 15 243 bekannten Ofen soll bei Aufenthaltszeiten von 0,2—0,5 see, vorzugsweise 0,3 see, eine Gasauslaßtemperatur von 816 bis 843,5° C erreichbar sein. Leitungsabmessungen sind nicht offenbart. Es bestand das Vorurteil, daß hohe Druckabfälle nur dann vermieden und verhältnismäßig hohe Temperaturen nur dann erreicht werden können, wenn weite und lange Leitungen angewandt werden.
Jedoch wird nur eine schlechte Olefinumsetzung und Selektivität erreicht, wozu ebenfalls die niedrige Gasauslaßtemperatur von nur 816 bis 843,5° C beitragen.
Entsprechendes gilt für das aus der NL-OS 65 14 389 beschriebene Verfahren, für dessen Durchführung öfen mit Rohraußendurchmessern von 7,5 bis 15 cm und Leitungslängen von 61 m und mehr genannt werden.
Aus der DE-PS 9 56 67.3 ist eine Heizvorrichtung bekannt, die aus einem senkrechten Ofen besteht, der einen kreisförmigen Querschnitt und senkrechte Trennwände aufweist, welche sich quer zum unteren Teil der Kammer erstrecken und den senkrechten zylindrischen Ofen in eine Vielzahl von Strahlungssegmenten unterteilen. Der Ofen enthält längs des Umfanges der zylindrischen Kammer angeordnete senkrechte Leitungen, welche nur auf einer Seite durch heiße Strahlungsgase und durch von der senkrechten Trennwand im Boden des Ofens reflektierte Strahlungshitze erhitzt werden. Bestimmte Heizrohrlängen und bestimmte Innendurchmesser derselben sind nicht offenbart. Die Heizvorrichtungen "des Standes der Technik hatten üblicherweise HeizroHreJTjtt einem Innendurchmesser von 10 bis 15 cm und einer Länge von 120 bis 240 m.
ίο In der US-PS 32 74 978 wird ebenfalls ein Ofen beschrieben, dessen Strahlungsrohre einen Innendurchmesser von 10 bis 15 cm aufweisen und der Hitzefluß 55 240 bis 61 360 Kcal/h pro qm sowie die Auslaßtemperatur 815 bis 843° C betragen. Bei Rohren mit großem Durchmesser wird, wie bereits angemerkt, keine hohe Umwandlung und kein hohes Trennvermögen für niedermolekulare Olefine erzielt.
Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Ofen der eingangs genannten Gattung vorzuschlagen, mit dem es möglich ist, höhere Olefinausbeuten und/oder eine verbesserte selektive Umwandlung zu erreichen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß jede aus drei Röhren von ungefähr gleicher Länge, die durch zwei 180°-Rohrkrümmer miteinander verbunden sind, bestehende Leitung einer Länge von etwa 27 ni und einen Innendurchmesser von etwa 5 cm besitzt und daß die Strahlungsbrenner eine Gasauslaßtemperatur von etwa 885°C bis 896°C gewährleisten.
Der erfindungsgemäße Ofen erlaubt eine hochintensive Strahlungsbeheizung von Kohlenwasserstoffen in kurzen und schmalbohrigen Leitungen bei hoher Temperatur, kurzer Verweilzeit, hoher Massengeschwindigkeit und niedrigem Druckabfall, wodurch bessere Ausbeuten und eine verbesserte Selektivität erreicht werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind zur Bildung einer Leitungseinheit die Einlasse von wenigstens zwei Leitungen durch ein Verteilerrohr und deren Auslässe durch ein Sammelrohr verbunden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt
F i g. 1 eine Seiteneinsicht des Röhrenofens, wobei ein Teil der Seitenwand weggebrochen ist, um die innere Ausbildung des Ofens zu zeigen, und
F i g. 2 eine Endansicht des Röhrenofens, wobei ein Teil der Endwand weggebrochen ist, um einen Schnitt nach der Linie A-A der F i g. 1 zu zeigen.
Geeignete Kohlenwasserstoffe, die thermisch ge-
krackt werden können, sind Äthan, Propylen, Propan, Butan, Pentan und Mischungen derselben, sowie Erdöl, Gasöl und Rohöl. Insbesondere finden Verwendung im Bereich von 26 bis 399° C siedende Mineralölfraktionen. Bevorzugte Mineralöl-Erdölfraktionen sind solche mit Anfangssiedepunkten im Bereich von 32 —650C und mit Endsiedepunkten im Bereich von 104—204°C. Das zugeführte Material wird wahlweise gekrackt, um Olefine, insbesondere Äthylen, mit hoher Ausbeute zu erzeugen.
Der Röhrenofen weist einen Strahlungshitzeabschnitt auf, der Strahlungsbrenner enthält, welche auf der zu erhitzenden Oberfläche eine hohe Temperatur mit einem hohen durchschnittlichen Wärmefluß von 59 620 bis 75 880 kcal/h pro qm liefern. Dies ergibt eine
<ir> maximale Rohrtemperatur von bis zu ungefähr 1065°C. Der Strahlungsabschnitt des Röhrenofens kann Rohrschlangen oder Rohre enthalten, die einen Einlaßdruck von 2,11— 5,27 kg/cm2 und einen Auslaßdruck von
1,41— 3,16 kg/ctn2 aufweisen. Vorzugsweise kann der Einlaßdruck 2,81— 3,52 kg/cm2 und der Auslaßdruck 1,76—2,46 kg/cm2 betragen. Der Druckabfall in der Rohrschlange ist gering und kann 0,7—2,1 kg/cm2 und vorzugsweise 0,7—1,05 kg/cm2 betragen. Einer der Vorteile der Ausbildung des Röhrenofens besteht darin, daß das in den Leitungen zu erhitzende Medium während der Erhitzung auf einem verhältnismäßig niedrigen Druck gehalten wird. Der Teildruck des Kohlenwasserstoffes beim Auslaß kann 0,35— 1,4 kg/cm2 und vorzugsweise 0,7—1,05 kg/cm2 betragen. Ein bevorzugter Einlaßdruck der Strahlungsrohrschlange beträgt ungefähr 2,8 kg/cm2 mit einem bevorzugten Auslaßdruck von ungefähr 1,76 kg/cm2. Der bevorzugte Teildruck des Kohlenwasserstoffs am Auslaß kann ungefähr 0,91—0,98 kg/cm2 betragen. Die das zu erhitzende Medium enthaltenden Leitungen weisen eine Länge von 27 m auf und bestehen aus drei Rohren mit einer Länge von 9 m, die durch 180°-Rohrkrümmer miteinander verbunden sind und eine Rohrschlange bilden, deren Ebene im allgemeinen zu den Ofenwänden und den Brennern parallel ist. die Rohre haben einen Innendurchmesser von etwa 5 cm.
Der Ofen kann eine einzige oder eine doppelte Reihe von Rohren aufweisen. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung verwendet jedoch eine einzige Reihe von senkrecht angeordneten Rohren.
In einer Krackrohrschlange, die einen hohen Druckabfall aufweist, nimmt der Gesamtdruck in der Rohrschlange am Auslaßende derselben sehr rasch ab. Dies ergibt in der Rohrschlange eine Teildruckverteilung, die in der Nähe des Auslasses und in der Zone der hohen Umwandlung durch ein Maximum hindurchgeht. Dieser maximale Teildruck des Kohlenwasserstoffs ist wesentlich höher als der Teildruck am Auslaß der Rohrschlange. In Rohrschlangen mit einem hohen Druckabfall tritt daher ein verhältnismäßig hoher Teildruck des Kohlenwasserstoffs in jener Zone der Rohrschlange auf, in welcher ein niedriger Teildruck erforderlich ist, wenn ein Maximum der Selektivität und der Umwandlung in Olefine erhalten werden sollen.
Bei Verwendung einer Rohrschlange mit niedrigem Druckabfall, die unter den gleichen Bedingungen der Dampfverdünnung und des Auslaßdrucks betrieben j wird, wie die Rohrschlange mit hohem Druckabfall, tritt gemäß der Erfindung der maximale Teildruck gewöhnlich am Rohrschlangenauslaß und nicht in der Zone der hohen Umwandlung in der Krackrohrschlange auf. In jenen Fällen, in denen in der Rohrschlange ein Maximum auftritt, ist der maximale Teildruck nicht bedeutend höher als der Teildruck am Rohrschlangenauslaß. Um bei hoher Umwandlung eine hohe Selektivität für Olefine zu erhalten, ist ein verhältnismäßig niedriger Teildruck des Kohlenwasserstoffs erforderlich. Der gesamte Auslaßdruck des Ofens kann 1,76—2,1 kg/cm2 betragen. Bei einem solchen Auslaßdruck des Ofens wird der Teildruck des Kohlenwasserstoffs am Auslaß durch die Menge des Verdünnnungsdampfes, die pro Mengeneinheit des Kohlenwasserstoffs verwendet wird, und durch das Molekulargewicht des ausströmenden Kohlenwasserstoffs bestimmt.
Das Gewichtsverhältnis von Dampf zum Kohlenwasserstoff kann 0,3—1,0 und vorzugsweise ungefähr 0,5 betragen. Bei einem Verfahren zum Kracken von Erdöl zwecks Erzeugung von Äthylen wird bei einem gesamten Auslaßdruck von ungefähr 1,76 kg/cm2 und einem Gewichtsverhältnis von Dampf zum Kohlenwasserstoff von 0,5 der Teildruck des Kohlenwasserstoffs am Rohrschlangenauslaß ungefähr 0,98 kg/cm2 betragen.
Bei der hohen Temperatur und der kurzen Aufenthaltszeit, die gemäß der Erfindung verwendet werden, ist es erforderlich, die aus dem Ofen ausströmenden Gase rasch genügend weit unter die Reaktionstemperatur abzukühlen, um die Reaktion im wesentlichen zu unterbrechen. Wenn dies nicht geschieht, dauert die Reaktion an, nachdem die ausströmenden Gase die
ίο Reaktionszone verlassen haben und kann zu einem Abbau des Produkts, zu einer Verringerung der Ausbeute an Äthylen und zu einer erhöhten Produktion von polynuklearen aromatischen Stoffen und/oder anderen Verbindungen von geringer Flüchtigkeit führen. Solche Produkte trachten, eine Ablagerung von Koks auf den Wänden des stromabwärts liegenden Teils der Anlage zu verursachen. Bei 871°C sind die Reaktionsgeschwindigkeiten so hoch, daß bei einer Aufenthaltszeit von nicht mehr als 50 ms in der Abschreckungszone eine bedeutende Reaktion stattfindet. Es ist daher wichtig, die ausströmenden Gase nach dem Verlassen des Ofens sofort und sehr rasch auf eine Temperatur von beispielsweise weniger als 593—760° C abzukühlen, bei welcher im wesentlichen keine schädliehe Reaktion mehr stattfindet.
Der Ofen gemäß der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die F i g. 1 und 2 der Zeichnungen beschrieben.
Die Vorrichtung weist eine Umhüllung auf, die aus
jo einem äußeren Mantel 14 und einer inneren Wand 16 besteht, welche eine Heizkammer 17 begrenzt. Innerhalb dieser Kammer 17 sind in der Mitte Rohre 3—6 angeordnet, welche eine Rohrschlangeneinheit bilden. Diese Rohre nehmen das zu behandelnde vorgewärmte flüssige Material auf und bilden Rohrschlangen, durch welche das Medium hindurchgeht.
Zwischen dem äußeren Mantel 14 der Ofenwand und der inneren Wand 16 ist eine Isolierung 15 angeordnet. Die innere Wand 16 der Kammer 17 besteht aus feuerfestem Material, welches der Hitze Widerstand leistet, der es in irgendeiner besonderen Anlage unterworfen werden kann. Die Kammer 17 ist im wesentlichen geschlossen mit Ausnahme des Durchgangs 13 am oberen Ende, der einen Auslaß für die die Kammer verlassenden Verbrennungsprodukte bildet. Der Durchgang 13 enthält die Vorwärmungsrohre 7, die mit den Rohren 3—6 in Verbindung stehen. Die Rohre 7 bilden den Konvektions-Vorwärmungsabschnitt des Ofens und gewinnen Wärme zurück, die sonst verloren gehen würde. Das zu erhitzende flüssige Material wird durch die Leitung 1 zugeführt, die mit den Rohren 7 verbunden ist. Das Material fließt dann durch die Vorwärmungsrohre 7, d. h. durch den Konvektions-Vorwärmungsabschnitt, sowie durch das Sammelrohr 2, aus dem das Material in den Strahlungsabschnitt gelangt.
Das flüssige Material wird daher auf eine Temperatur vorgewärmt, die etwas unterhalb jener liegt, bei welcher das Material behandelt werden soll.
Bei Krackverfahren von Kohlenwasserstoffen kann
w) Dampf in die Rohre 7 durch die Leitungen 54 und/oder 55 (F i g. 7) eingeführt werden, um die Verdampfung des zugeführten Materials zu unterstützen und den Teildruck des Kohlenwasserstoffs im Strahlungsabschnitt zu regeln.
h5 In den gegenüberliegenden Seitenwänden der Kammer 17 ist eine Vielzahl von Strahlungsbrennern 18 angeordnet, von denen Strahlungshitze auf die Rohre )—6 abgestrahlt wird.
Die Brenner 18 können in üblicher Weise mit Erdgas, einem anderen Brennstoffgas oder fein verteilten Brennstoffen über (nicht dargestellte) Sammelrohre, Verteiler oder einzelne Leitungen gespeist werden, die zu jedem Brenner führen.
Der Metallmantel 14 bildet die Außenwand des Ofens, der auf Füße 22 gestellt ist. Bauteile 20 und 21 bilden ein Stahlgerüst, welches die Ofenwände trägt.
Die besondere Type des Strahlungshitzebrenners und die Einzelheiten desselben brauchen nicht beschrieben zu werden, da sie bekannt und von üblicher Art sind. Es kann irgendeine Type des Strahlungshitzebrenners verwendet werden, der im wesentlichen die ganze Hitze durch Strahlung liefert.
Die Rohre 3a, 3b, 3csind innerhalb der Verbrennungskammer 17 senkrecht angeordnet. Die Rohre haben eine Länge von ungefähr 8,4 m und sind durch zwei 180°-Rohrkrümmer miteinander verbunden, um eine einzige Rohrschlange von ungefähr 27 m Gesamtlänge zu bilden. Bei dieser Ausführungsform beträgt der Innendurchmesser der Rohre 5 cm. Die Rohrschlangen werden am oberen und unteren Ende des Ofens in üblicher Weise abgestützt und geführt. Die Einlaßrohre 3a, 4a, 5a, 6a jeder Rohrschlangeneinheit sind am oberen Ende der Verbrennungskammer mit einem Einlaßsammeirohr 2 verbunden und die Auslaßrohre 3c, 4c, 5c, 6c sind am unteren Ende des Ofens mit einem Auslaßsammeirohr 11 verbunden. Die Ebene der Rohrschlangeneinheit ist im allgemeinen parallel und liegt im gleichen Abstand von den beiden Stirnseiten der Verbrennungskammer, in welchen die Brenner 18 angeordnet sind.
Vier Rohrschlangen 3, 4, 5, 6 können mit einem oberen Sammelrohr 2 und einem unteren Sammelrohr 11 verbunden werden und eine Rohrschlangeneinheit bilden. Je nach der Menge des gewünschten Produkts kann der Ofen besonders ausgebildet werden und soviele Rohrschlangeneinheiten enthalten, als in einem einzigen Ofen erforderlich sind, um die gewünschte Kapazität des Ofens zu erzielen. Ebenso kann eine Rohrschlangeneinheit aus weniger oder mehr als vier Rohrschlangen bestehen. Ein Ofen kann 1—20 Rohrschlangeneinheiten und vorzugsweise 4—10 Rohrschlangeneinheiten enthalten.
Jede Rohrschlangeneinheit kann mit ihrem eigenen Konvektions-Vorwärmungsabschnitt und ihrer eigenen Abschreckungsvorrichtung zum raschen Abschrecken der ausströmenden Gase des Produkts versehen sein. Die Verbrennungsgasc aus dem Konvektionsabschnitt gelangen in eine Kammer, die einem oder mehreren Konvektionsabschnitten gemeinsam sein kann. Die Abschreckungsvorrichtung muß dicht neben dem Auslaßsammelrohr liegen, um eine rasche Verringerung der Temperatur der aus dem Strahlungsabschnitt ausströmenden Gase zu bewirken. :■.;■-.
Die Leitung 12 steht mit der Kühlvorrichtung in Verbindung und durch diese Leitung werden die aus dem Strahlungsabschnitt des Ofens ausströmenden heißen Gase der Kühlvorrichtung zugeführt.
. Beispiel 1
Es wurde eine Mincralöl-lirdölfraktion verwendet, welche aus Rohöl aus Kuwait gewonnen wurde und welche die folgenden Eigenschaften aufweist:
Endsiedepunkt 178° C
Zusammensetzung nach Art
der Bestandteile:
Paraffine 72,0 VoI.-°/o
Olefine 0,4 Vol.-%
Naphthene 19,0VoI.-%
Aromatische Stoffe : 8,6Vol.-%
Dampf wird mit dem zugeführten Kohlenwasserstoff
ίο mit einem Gewichtsverhältnis von Dampf zum Kohlenwasserstoff von 0,7 gemischt. Das Gemisch wird im Vorwärmungsabschnitt auf ungefähr 593° C erhitzt und mit einem Einlaßdruck von ungefähr 2,8 kg/cm2 in die Krackrohrschlangen eingeführt. In den Ofen werden pro Rohrschlange ungefähr 461 kg Kohlenwasserstoff pro Stunde eingeführt oder einer aus vier Rohrschlangen bestehenden Einheit werden 1845 kg Kohlenwasserstoff pro Stunde zugeführt. Im Strahlungsabschnitt des Ofens wird das aus Dampf und Kohlenwasserstoff bestehende Gemisch von ungefähr 593°C allmählich auf eine Auslaßtemperatur von ungefähr 885°C erhitzt. Der Kohlenwasserstoff wird in der Rohrschlange bei einer Aufenthaltszeit von 0,23 s thermisch gekrackt. Der Kohlenwasserstoff wird dem thermischen Kracken unter Bedingungen von hoher Trennschärfe und unter einem niedrigen Teildruck des Kohlenwasserstoffs unterworfen, um eine hohe Ausbeute an Äthylen zu erzielen. In einem einzigen Durchgang wird eine Ausbeute von ungefähr 30 Gew.-% Äthylen erzielt. Die Temperatur der ausströmenden Gase am Rohrschlangenauslaß beträgt ungefähr 885°C unter einem Auslaßdruck von ungefähr 1,75 kg/cm2 und einem Teildruck des Kohlenwasserstoffs von ungefähr 0,84 kg/cm2. Die ausströmenden Gase werden in weniger als ungefähr 15 ms rasch von ungefähr 8850C auf ungefähr 6500C abgekühlt. Der Auslaßdruck der abgekühlten Gase beträgt ungefähr 1,68 kg/cm2. Das Kühlwasser, das eine Einlaßtemperatur von ungefähr 315°C aufweist und unter einem Druck von ungefähr U 2,5 kg/cm2 steht, wird in einem Gewichtsverhältnis des Kühlmittels zu den heißen Gasen von ungefähr 10 :1 in Umlauf gesetzt. Die Temperatur des die Kühlvorrichtung verlassenden Dampf-Wassergemischs beträgt ungefähr 315°C und für lkg erzeugten Dampfes werden ungefähr 15 kg Wasser in Umlauf gesetzt. Die Produktverteilung der ausströmenden Gase ist folgende: .. .. ^ .
Wasserstoff . . ' 1,1 Gew.-°/o
■ Methan."., .: 14,6Gew.-%
r Acetylen '. l,0Gew.-%
' Äthylen 29,5Gew.-%
Äthan 3,0 Gew.-%
Methyl-Acetylcn & Propadiene l,OGew.-°/o
Propylen 13,5Gew.-°/o
Propan 0,3 Gew.-%
1,3 Butadiene 4,3Gew.-%
Butene \ 3,7 Gew.-%
C5undschwcrcr ' ' 28,0Gcw.-%
Das vorstehende Beispiel veranschaulicht die Verwendung der Erfindung zum Erzeugen von Äthylen aus Erdöl, das eine wesentliche Menge von Paraffinen enthält. :. , ;
Spezifisches Gewicht
ASTM Destillation:
Anfangssiedepiiiikl
0,724
43"C
120' C
Beispiel 2
Line LidöKiaktion. die uns Rohöl aus Nigeria gewonnen wurde, wird thermisch gekrackt, um Olefine
zu erzeugen. Die Fraktion hat die folgenden Eigenschaften:
Spezifisches Gewicht 0,74
ASTM Destillation:
Anfangssiedepunkt 460C
50 Vol.-% destilliert 115°C
Endsiedepunkt 1770C
Zusammensetzung nach Art
der Bestandteile:
Paraffine 46,5
Olefine 0,1
Naphthene 41,5
Aromatische Stoffe 11,9
genauslaß beträgt ungefähr 896° C unter einem Auslaßdrud' von ungefähr 1,75 kg/cm2 und einem Teildruck des Kohlenwasserstoffs von ungefähr 0,98 kg/cm2. Die ausströmenden Gase werden in weniger als ungefähr 15 ms rasch von ungefähr 896° C auf ungefähr 650° C abgekühlt. Der Auslaßdruck der abgekühlten Gase beträgt ungefähr 1,68 kg/cm2.
Die Betriebsbedingungen der Kühlvorrichtung sind ungefähr die gleichen wie im Beispiel 1.
ίο Die Produktverteilung der ausströmenden Gase ist folgende:
Dampf wird mit dem zugeführten Kohlenwasserstoff mit einem Gewichtsverhältnis von Dampf zum Kohlenwasserstoff von 0,5 gemischt. Das Gemisch wird im Vorwärmungsabschnitt auf ungefähr 593° C erhitzt und unter einem Einlaßdruck von ungefähr 3,02 kg/cm2 in die Krackrohrschlangen eingeführt. In den Ofen werden pro Rohrschlange ungefähr 522 kg Kohlenwasserstoff pro Stunde eingeführt oder einer aus vier Rohrschlangen bestehenden Einheit werden 2090 kg Kohlenwasserstoff pro Stunde zugeführt. Im Strahlungsabschnitt des Ofens wird das aus Dampf und Kohlenwasserstoff bestehende Gemisch von ungefähr 593° C allmählich auf eine Auslaß tempera tür von ungefähr 896° C erhitzt. Der Kohlenwasserstoff wird in der Rohrschlange bei einer Aufenthaltszeit von 0,25 s thermisch gekrackt. Der Kohlenwasserstoff wird dem thermischen Kracken unter Bedingungen von hoher Trennschärfe und unter einem niedrigen Teildruck des Kohlenwasserstoffs unterworfen, um eine hohe Ausbeute an Äthylen zu erzielen. In einem einzigen Durchgang wird eine Ausbeute von ungefähr 24 Gew.-% erzielt. Die Temperatur der ausströmenden Gase am Rohrschlan-
Wasserstoff l,0Gew.-%
Methan 13,5Gew.-%
Acetylen 0,9 Gew.-%
Äthylen 24,0 Gew.-%
Äthan 2,5 Gew.-% Methyl-acetylen & Propadiene 1,0 Gew.-%
Propylen 12,0 Gew.-%
Propan 0,2 Gew.-%
1,3 Butadiene 4,0Gew.-%
Butene 3,0 Gew.-%
C5 und schwerer 37,9 Gew.-%
Dieses Beispiel veranschaulicht die Umwandlung und die Produktverteilung, die aus einer Erdölfraktion erhalten werden, welche eine verhältnismäßig große Menge von Naphthenen enthält, im Vergleich zur Erdölfraktion des Beispiels 1, welche eine verhältnismäßig große Menge von Paraffinen enthält.
Der für die obigen Beispiele verwendete Krackofen enthält im Strahlungsabschnitt Rohrschlangen mit einem Innendurchmesser von ungefähr 5 cm. Jede Rohrschlange besteht aus drei Rohren von ungefähr gleicher Länge, die durch zwei 180° -Rohrkrümmer miteinander verbunden sind, um eine Rohrschlange mit einer Länge von ungefähr 27 m zu bilden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
030 143/1

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Röhrenofen zur Herstellung von niedermolekularen Olefinen durch kurzzeitige thermische Spaltung von stärker gesättigten Kohlenwasserstoffen mit Wänden aus feuerbeständigem Material, die eine Kammer mit einem Auslaß an ihrer oberen Seite begrenzen, mit mehreren in der Kammer angeordneten, aus schmalbohrigen senkrechten Röhren bestehenden Leitungen und mit mehreren von den Wänden getragenen Strahlungsbrennern, die dazu ausreichen, einen durchschnittlichen Wärmeabsorptionswert von ab 59 620 bis zu 75 880 Kcal/h pro qm der Leitungsoberfläche zu gewährleisten, dadurch gekennzeichnet, daß jede aus drei Röhren (3a, 3b, 3c; 4a, 4b, 4c; usw.) von ungefähr gleicher Länge, die durch zwei 180°-Rohrkrümmer miteinander verbunden sind, bestehende Leitung (3—6) eine Länge von etwa 27 m und einen innendurchmesser von etwa 5 cm besitzt und daß die Strahlungsbrenner (18) eine Gasauslaßtemperatur von etwa 885°C bis 896°C gewährleisten.
2. Röhrenofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung einer Leitungseinheit die Einlasse von wenigstens zwei Leitungen (3—6) durch ein Verteilerrohr (2) und deren Auslässe durch ein Sammelrohr (11) verbunden sind.
DE1551535A 1966-06-13 1967-06-08 Röhrenofen zur Herstellung von niedermolekularen Olefinen Ceased DE1551535B2 (de)

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