DE102009016695A1 - Process and apparatus for the cracking of hydrocarbons - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Spaltung eines kohlenwasserstoffhaltigen Einsatzes in kürzerkettige Kohlenwasserstoffe in einer Anlage zur Erzeugung von Kohlenwasserstoffen (Olefinanlage), wobei der kohlenwasserstoffhaltige Einsatz in die Spaltrohre eines Spaltofens (1) geführt und die längerkettigen Kohlenwasserstoffe des Einsatzes thermisch in kürzerkettige Kohlenwasserstoffe gespalten werden. Die Erfindung beschreibt ebenfalls eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens. Der Spaltofen (1) wird durch die Verbrennung eines Heizmediums (2) mit reinem Sauerstoff (3) beheizt.The invention describes a process for the cleavage of a hydrocarbon-containing feed into shorter-chain hydrocarbons in a plant for producing hydrocarbons (olefin plant), wherein the hydrocarbon-containing feed is led into the cracking tubes of a cracking furnace (1) and the longer-chain hydrocarbons of the feed are thermally cracked into shorter-chain hydrocarbons. The invention also describes a system for carrying out the method. The cracking furnace (1) is heated by the combustion of a heating medium (2) with pure oxygen (3).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Spaltung eines kohlenwasserstoffhaltigen Einsatzes in kürzerkettige Kohlenwasserstoffe in einer Anlage zur Erzeugung von Kohlenwasserstoffen (Olefinanlage), wobei der kohlenwasserstoffhaltige Einsatz in die Spaltrohre eines Spaltofens geführt und die längerkettigen Kohlenwasserstoffe des Einsatzes thermisch in kürzerkettige Kohlenwasserstoffe gespalten wird, sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens. Die Erfindung wird am Beispiel einer Ethylenanlage unter Verwendung von Wasserdampf als Verdünnungsmedium beschrieben, ist aber prinzipiell für jedes Verfahren und jede Anlage der eingangs erwähnten Art geeignet und nicht auf Ethylenanlagen eingeschränkt.The The invention relates to a process for the cleavage of a hydrocarbon-containing Use in short-chain hydrocarbons in one Plant for the production of hydrocarbons (olefin plant), wherein the hydrocarbon-containing use in the crevices of a cracking furnace led and the longer-chain hydrocarbons the use of thermal in shorter-chain hydrocarbons is split, as well as a facility to carry out the Process. The invention is based on the example of an ethylene plant under Use of steam as a diluent described is however in principle for each procedure and each plant of the type mentioned above and not limited to ethylene plants.
In einer Ethylenanlage wird ein kohlenwasserstoffhaltiger Einsatz (beispielsweise Naphtha) mittels Dampfspaltung in die gewünschten kürzerkettigen Kohlenwasserstoffe umgewandelt. Nach dem Stand der Technik wird der kohlenwasserstoffhaltige Einsatzstoff in der Konvektionszone eines Spaltofens auf 550°C–650°C vorgewärmt. In dieser Konvektionszone wird dem kohlenwasserstoffhaltigen Einsatzdampf heißer Prozessdampf zugegeben. Das gasförmige Gemisch aus kohlenwasserstoffhaltigem Einsatz und Wasserdampf wird aus der Konvektionszone in die beheizten Spaltrohre des Spaltofens geführt. Im Inneren der beheizten Spaltrohre herrscht dabei eine Temperatur von 800°C–850°C, die zur Aufspaltung der längerkettigen Kohlenwasserstoffe des Einsatzes in kürzerkettige, bevorzugt ungesättigte Kohlenwasserstoffe führt. Der Prozessdampf dient der Partialdruckerniedrigung der einzelnen Reaktionsteilnehmer sowie der Verhinderung einer erneuten Aneinanderlagerung bereits gespaltener kürzerkettiger Kohlenwasserstoffe (Polymerisation). Die Verweilzeit in den Spaltrohren des Spaltofens beträgt dabei etwa 0,2–0,6 Sekunden.In an ethylene plant is a hydrocarbon-containing feed (for example Naphtha) by means of steam splitting into the desired shorter-chain Converted hydrocarbons. According to the prior art will the hydrocarbonaceous feedstock in the convection zone of a cracking furnace preheated to 550 ° C-650 ° C. In this convection zone, the hydrocarbon-containing feed vapor added hot process steam. The gaseous Mixture of hydrocarbon-containing feed and water vapor is from the convection zone into the heated gap tubes of the cracking furnace guided. Inside the heated gap tubes prevails a temperature of 800 ° C-850 ° C, the for the splitting of the longer - chain hydrocarbons of the Use in shorter-chain, preferably unsaturated Hydrocarbons leads. The process steam is used to lower the partial pressure the individual reactants and the prevention of a renewed Juxtaposition of already split shorter-chain hydrocarbons (Polymerization). The residence time in the gap tubes of the cracking furnace is about 0.2-0.6 seconds.
Der mit einer Temperatur von ca. 850°C aus dem Spaltofen austretende Stoffstrom, welcher zum großen Teil aus Ethen, anderen Olefinen (Propen) und Diolefinen besteht, wird rasch auf ca. 400°C abgekühlt, um Sekundärreaktionen der sehr reaktionsfreudigen Spaltprodukte zu unterbinden. Das abgekühlte Gasgemisch, dessen Zusammensetzung in starkem Maße vom Einsatzstoff und den Spaltbedingungen abhängt, wird anschließend in einer komplexen Folge von Trennschritten in die gewünschten Produkte zerlegt.Of the emerging at a temperature of about 850 ° C from the cracking furnace Material stream, which in large part from ethene, other Olefins (propene) and diolefins, is rapidly to about 400 ° C. cooled to secondary reactions of the highly reactive To prevent fission products. The cooled gas mixture, its composition to a great extent of the starting material and depends on the fissuring conditions, then in a complex sequence of separation steps into the desired products disassembled.
Typischerweise bestehen die Spaltrohre aus einer Chrom-Nickel-Legierung und werden in den Spaltofen hauptsächlich durch Wärmestrahlung in der sogenannten Strahlungszone beheizt. In der Strahlungszone, dem eigentlichen Feuerraum des Spaltofens, herrscht eine Temperatur zwischen 1100°C und 1300°C. Diese Temperatur wird nach dem Stand der Technik durch die Verbrennung eines Heizmediums, zumeist Heizgas, mit Luft erreicht.typically, The split tubes consist of a chromium-nickel alloy and are into the cracking furnace mainly by heat radiation heated in the so-called radiation zone. In the radiation zone, the actual firebox of the cracking furnace, a temperature prevails between 1100 ° C and 1300 ° C. This temperature will according to the prior art by the combustion of a heating medium, mostly fuel gas, with air reached.
Ein Spaltofen nach dem Stand der Technik besteht im Wesentlichen aus zwei Hauptbereichen. Dies sind die Strahlungszone und die Abhitzezone.One A cracking furnace according to the prior art consists essentially of two main areas. These are the radiation zone and the waste heat zone.
In der Strahlungszone, dem eigentlichen Feuerraum eines solchen Spaltofens, herrscht eine Temperatur zwischen 1100°C und 1300°C. Die Spaltrohre zur Spaltung des kohlenwasserstoffhaltigen Einsatzes führen direkt durch diese Strahlungszone. Zur Erzeugung der genannten Temperaturen wird das Heizmedium mit Luft verbrannt und gibt in der Strahlungszone die dabei entstehende Wärmeenergie, größten Teil mittels Wärmestrahlung, auf die Spaltrohre und somit über einen weiteren Wärmedurchgang auf den kohlenwasserstoffhaltigen Einsatz ab. Das Produktgas wird in den Spaltrohren zur Abkühlung und Auftrennung aus dem Spaltofen geführt.In the radiation zone, the actual firebox of such a cracking furnace, There is a temperature between 1100 ° C and 1300 ° C. The cracking tubes for the cleavage of the hydrocarbon-containing insert lead directly through this radiation zone. To produce the temperatures mentioned, the heating medium is burned with air and gives in the radiation zone the resulting heat energy, most part by means of heat radiation, on the split tubes and thus over a further heat transfer depend on the hydrocarbonaceous use. The product gas is in the crevices for cooling and separation from the Slit furnace led.
Der Strahlungszone des Spaltofens schließt sich rauchgasseitig die Abhitzezone an. In der Abhitzezone des Spaltofens beginnt die Abkühlung der bei der Verbrennung des Heizmediums entstehenden Rauchgase. Dabei wird das Rauchgas vor allem durch einen konvektiven Wärmeübergang mit anderen Prozessströmen der Anlage auf Temperaturen im Bereich von ca. 120°C bis 150°C abgekühlt. Das bei der Verbrennung entstehende Rauchgas verlässt somit den Spaltofen mit einer Temperatur von unter 150°C. Da die Abkühlung des Rauchgases unter Erwärmung von Prozessströmen in der Anlage erfolgt, geht sehr wenig Wärme der Verbrennung des Heizmediums verloren und der thermische Wirkungsgrad eines Spaltofens liegt nach dem Stand der Technik bei 90% bis 94% bezogen auf den unteren Heizwert des eingesetzten Brennstoffes.Of the Radiation zone of the cracking furnace closes on the flue gas side the waste heat zone. In the waste heat zone of the cracking furnace begins the Cooling of the flue gases produced during combustion of the heating medium. The flue gas is mainly due to a convective heat transfer with other process streams of the plant to temperatures cooled in the range of about 120 ° C to 150 ° C. The resulting during combustion flue gas leaves thus the cracking furnace at a temperature below 150 ° C. There the cooling of the flue gas under heating of Process flows in the system takes place, is very little heat lost the combustion of the heating medium and the thermal efficiency of a Slit furnace is based on the prior art at 90% to 94% on the lower calorific value of the fuel used.
Die bei der Verbrennung des Heizgases entstehenden Rauchgase enthalten Stickoxide. Diese Stickoxide sind für den Menschen schädlich und eine Hauptursache für sauren Regen, Smog- und Ozonbildung unter UV-Strahlung. Daher ist eine möglichst vollständige Entfernung der Stickoxide aus dem Rauchgas vor dem Entweichen in die Atmosphäre wünschenswert. Nach dem Stand der Technik können die Stickoxide (NOX) im Rauchgas mit einem Verfahren der selektiven katalytischen Reduktion durch Kontaktierung mit einem Katalysator (DeNOX-Katalysator) unter Anwesenheit eines Reduktionsmittels katalytisch zu Stickstoff und Wasser umgesetzt werden.The flue gases produced during combustion of the heating gas contain nitrogen oxides. These nitrogen oxides are harmful to humans and a major cause of acid rain, smog and ozone formation under UV radiation. Therefore, the most complete removal of the nitrogen oxides from the flue gas is desirable before the escape into the atmosphere. According to the prior art, the nitrogen oxides (NO x ) in the flue gas can be catalytically converted to nitrogen and water by a process of selective catalytic reduction by contacting with a catalyst (DeNO x catalyst) in the presence of a reducing agent.
In
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Verfahren sowie eine zugehörige Anlage zu entwickeln, die das Austreten von Stickoxiden mit dem Rauchgas eines Spaltofens in die Atmosphäre vermeidet.Of the present invention is based on the object, an alternative To develop a process and an associated plant, the the leakage of nitrogen oxides with the flue gas of a cracking furnace in the atmosphere avoids.
Die gestellte Aufgabe wird verfahrensseitig dadurch gelöst, dass der Spaltofen durch die Verbrennung eines Heizmediums mit reinem Sauerstoff beheizt wird.The posed task is procedurally solved by that the cracking furnace by the combustion of a heating medium with pure Oxygen is heated.
Unter reinem Sauerstoff wird im Rahmen dieser Anwendung ein sauerstoffhaltiges Gas verstanden, welches einen Sauerstoffanteil von über 99.5 Vol% bei maximal 0.2 Vol% Stickstoff aufweist. Eine derartige Verbrennung mit reinem Sauerstoff wird auch als Oxyfuel Combustion bezeichnet.Under pure oxygen becomes an oxygenated product in the context of this application Understood gas, which has an oxygen content of over 99.5% by volume with a maximum of 0.2% by volume of nitrogen. Such Combustion with pure oxygen is also called oxyfuel combustion designated.
Im Gegensatz zum Stand der Technik wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Heizmedium nicht mit Luft sondern mit reinem Sauerstoff verbrannt.in the Contrary to the prior art is in the inventive Do not heat the medium with air, but with pure oxygen burned.
Luft besteht zu 78 Vol% aus Stickstoff. Bei den im Spaltofen herrschenden hohen Verbrennungstemperaturen von über 1200°C bilden sich aus dem Stickstoff der Luft Stickoxide wie Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid im Bereich von 40–100 ppm. Durch die Verwendung von reinem Sauerstoff ohne Stickstoffanteil, wird der Stickstoff-Anteil im Spaltofen und somit die gebildete Menge Stickoxide im Spaltofen deutlich verringert. Bei der Verwendung von reinem Sauerstoff und zugleich stickstofffreiem Heizgas ist das entstehende Rauchgas somit gänzlich frei von Stickoxiden, welche die Atmosphäre belasten könnten. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dabei sowohl für Spaltöfen mit reiner Bodenfeuerung als auch für Spaltöfen mit gemischter Feuerung (Brenner auf dem Boden und an den seitlichen Wänden des Spaltofens) geeignet.air consists of 78% by volume of nitrogen. At the ruling in the cracking furnace high combustion temperatures of over 1200 ° C Nitrogen oxides such as nitric oxide form from the nitrogen of the air and nitrogen dioxide in the range of 40-100 ppm. By the Use of pure oxygen without nitrogen, the Nitrogen content in the cracking furnace and thus the amount of nitrogen oxides formed significantly reduced in the cracking furnace. When using pure Oxygen and nitrogen-free fuel gas is the resulting Flue gas thus completely free of nitrogen oxides, which the Atmosphere could burden. The invention Procedure is both for clearing ovens with pure Soil firing as well as for cracking furnaces with mixed Fire (burner on the floor and on the side walls of the cracking furnace).
Durch die Verwendung von reinem Sauerstoff gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Stickoxide im Rauchgas daher soweit reduziert, dass die Verwendung einer katalytischen Stickoxidentfernung überflüssig ist. Zusätzlich wird durch die Verwendung von reinem Sauerstoff die gesamte Rauchgasmenge deutlich reduziert.By the use of pure oxygen according to the Processes according to the invention are the nitrogen oxides in the flue gas therefore reduced so much that the use of a catalytic Nitric oxide removal is unnecessary. additionally Through the use of pure oxygen, the entire amount of flue gas significantly reduced.
Darüberhinaus bietet das erfindungsgemäße Verfahren noch eine Reihe von weiteren Vorteilen. Durch die reduzierte Rauchgasmenge wird deutlich mehr Wärme pro Heizmedium in der Strahlungszone absorbiert als im Stand der Technik. Durch den geringeren Stickstoffanteil steigt der Partialdruck des Kohlendioxids im Feuerraum. Kohlendioxid ist ein ausgezeichneter Gasstrahler, so dass deutlich mehr Energie durch Wärmestrahlung auf die Spaltrohre übertragen werden kann. Somit wird die Energieeffiziens des Spaltofens weiter verbessert und die verbrauchte Menge Heizmedium pro produzierter Tonne Wertprodukte (z. B. Ethen, Propen und andere hochwertige Chemikalien) sinkt. Durch die geringere verbrannte Menge von Heizmedium entsteht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch deutlich weniger Kohlenstoffdioxid als bei einem Verfahren nach dem Stand der Technik. Somit wird auch die Umweltbilanz pro Tonne produzierter Wertprodukte nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verbessert.Furthermore the method according to the invention still offers one Number of other advantages. Due to the reduced amount of flue gas significantly more heat is absorbed per heating medium in the radiation zone as in the prior art. Due to the lower nitrogen content increases the partial pressure of carbon dioxide in the furnace. carbon dioxide is an excellent gas radiator, allowing significantly more energy transmitted by thermal radiation to the gap tubes can be. Thus, the energy efficiency of the cracking furnace continues improved and consumed amount of heating medium per produced Ton of value-added products (eg ethene, propene and other high-quality chemicals) sinks. Due to the lower burned amount of heating medium arises also clearly by the method according to the invention less carbon dioxide than in a prior art process of the technique. Thus, the environmental balance per ton is produced Value products according to the inventive method improved.
In einer Ausgestaltung der Erfindung werden der Druck, der Volumenstrom und/oder die Eintrittsgeschwindigkeit des Heizmediums und/oder des Sauerstoffs derart eingestellt, dass das Heizmedium flammend verbrennt. Wie die genannten Parameter einzustellen sind, hängt dabei von der Ausführung des Brennersystems und der Geometrie des jeweiligen Spaltofens ab und ist dem Fachmann bekannt.In In one embodiment of the invention, the pressure, the volume flow and / or the entry velocity of the heating medium and / or the oxygen adjusted so that the heating medium burns flaming. As the mentioned parameters are to be adjusted depends thereby on the design of the burner system and the geometry of the respective cracking furnace and is known in the art.
Unter einer flammenden Verbrennung wird im Rahmen dieser Erfindung eine Verbrennung mit sichtbarer Flamme verstanden. Als Flamme wird der Bereich angesehen, in dem eine exotherme Reaktion von Gasen oder Dämpfen unter Emittierung von Strahlung durch intermediäre Spezies wie Kohlenwasserstoffradikale oder Ruß im sichtbaren Spektralbereich stattfindet. Eine flammenlose Verbrennung ist im Gegensatz dazu eine Verbrennung ohne Ausbildung einer sichtbaren Flamme. D. h. bei einer flammenlosen Verbrennung bildet sich kein Bereich aus, in dem Gase oder Dämpfe exotherm unter Emittierung von Strahlung im sichtbaren Spektralbereich reagieren. Die Verbrennungsprodukte Wasser und Kohlendioxid emittieren fast ausschließlich im für den Menschen nicht sichtbaren infraroten Bereich.Under a flaming combustion is in the context of this invention a Combustion with visible flame understood. As flame the area becomes viewed in which an exothermic reaction of gases or vapors with emission of radiation by intermediate species such as hydrocarbon radicals or soot in the visible spectral range takes place. A flameless combustion is in contrast a combustion without formation of a visible flame. Ie. in a flameless combustion, no area forms, in the gases or vapors exothermic with the emission of radiation react in the visible spectral range. The combustion products Water and carbon dioxide emit almost exclusively in the invisible infrared range for humans.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung werden der Druck, der Volumenstrom, die Eintrittsgeschwindigkeit und/oder die apparative Ausführung der Einlasslanzen des Heizmediums und/oder des Sauerstoff derart eingestellt, dass Heizgas, Sauerstoff und rezirkuliertes Rauchgas nahezu ideal durchmischt werden, bevor es zur eigentlichen Verbrennungsreaktion kommt. Eine vorteilhafte Vergrößerung des Reaktionsvolumens sowie eine Vergleichmäßigung der Stoffkonzentration und der Verbrennungstemperatur werden durch das Anregen einer internen Rauchgaszirkulation unterstützt. Die entsprechende Einstellung der Parameter ist dem Fachmann bekannt. In dieser Ausgestaltung der Erfindung erfolgt eine flammenlose Verbrennung. Diese Ausgestaltung der Erfindung weist weitere Vorteile auf. Bei einer flammenlosen Verbrennung kann der Abstand zwischen den Brennern und den Spaltrohren verringert werden. Durch den Wegfall der reduzierenden Flammenzone ist ein potenziell schädigender Einfluss der Flamme ausgeschlossen. Zusätzlich zeichnet sich eine flammenlose Verbrennung durch einen sehr gleichmäßigen Verbrennungsverlauf im Raum aus. Dadurch lässt sich in der Strahlungszone des Spaltofens eine deutliche homogenere Temperatur und Dichteverteilung erzeugen. Dadurch lässt sich der Temperaturverlauf der Spaltreaktion in den Spaltrohren homogener gestalten. Ein homogenerer Temperatur- und damit auch Dichteverlauf im Spaltofen führt gleichzeitig zu einer deutlich verminderten Schallemission. Zusätzlich sorgt die interne Zirkulation für eine Erhöhung des Wärmeübergangs auf die Spaltrohre mittels Konvektion. Damit wird die Energieeffizienz des erfindungsgemäßen Verfahrens in dieser Ausgestaltung weiter gesteigert.In another embodiment of the invention, the pressure, the flow rate, the inlet velocity and / or the apparatus design of the inlet lances of the heating medium and / or the oxygen are adjusted so that heating gas, oxygen and recirculated flue gas are almost ideally mixed before it for the actual combustion reaction comes. An advantageous increase in the reaction volume and a homogenization of the substance concentration and the combustion temperature are supported by the stimulation of an internal flue gas circulation. The corresponding adjustment of the parameters is known to the person skilled in the art. In this embodiment of Er tion takes place flameless combustion. This embodiment of the invention has further advantages. With flameless combustion, the distance between the burners and the cans can be reduced. The elimination of the reducing flame zone precludes a potentially damaging influence of the flame. In addition, flameless combustion is characterized by a very uniform combustion process in the room. As a result, it is possible in the radiation zone of the cracking furnace to produce a significantly more homogeneous temperature and density distribution. As a result, the temperature profile of the cleavage reaction in the split tubes can be made more homogeneous. A more homogeneous temperature and thus also density profile in the cracking furnace leads at the same time to a significantly reduced noise emission. In addition, the internal circulation ensures an increase in the heat transfer to the split tubes by means of convection. Thus, the energy efficiency of the method according to the invention is further increased in this embodiment.
Bevorzugt wird der Sauerstoff mit einem Vordruck von mindestens 3 bar, besonders bevorzugt zwischen 5 bar und 6 bar, dem Spaltofen zugeführt. Durch die Einstellung des Vordrucks in dieser Ausgestaltung der Erfindung entwickelt sich innerhalb des Spaltofens eine flammenlose Verbrennung. Die Verwendung eines Vordruckes zwischen 5 bar und 6 bar hat den zusätzlichen Vorteil, dass auf eine Druckregulation des Sauerstoffes verzichtet werden kann, da 5 bis 6 bar dem Sauerstoff-Versorgungsdruck aus angrenzenden Luftzerlegungsanlagen entspricht. Bei entsprechender Einstellung des Drucks des Heizmediums und/oder apparativer Ausgestaltung der Einlasslanzen ist jedoch auch in dieser Ausgestaltung der Erfindung eine flammende Verbrennung möglich.Prefers is the oxygen with a pre-pressure of at least 3 bar, especially preferably between 5 bar and 6 bar, fed to the cracking furnace. By the setting of the form in this embodiment of the invention inside the cracking furnace a flameless combustion develops. The use of a pre-pressure between 5 bar and 6 bar has the additional advantage that on a pressure regulation of Oxygen can be dispensed with, since 5 to 6 bar the oxygen supply pressure from adjacent air separation plants. With appropriate Adjustment of the pressure of the heating medium and / or apparatus design However, the inlet lances is also in this embodiment of the invention a flaming combustion possible.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird zumindest ein Teil des aus dem Spaltofen austretenden Rauchgases in den Feuerraum zurückgeführt. Diese Ausgestaltung der Erfindung bietet sich besonders für die Nachrüstung bestehender Spaltöfen an. Durch die vorliegende Erfindung wird die Energieeffizienz des Spaltofens soweit verbessert, dass deutlich weniger Wärme in der Abhitzezone des Spaltofens abzuführen ist. Bei bereits bestehenden Spaltöfen wird diese Wärme in der Abhitzezone jedoch zur dringend notwendigen Erwärmung weiterer Prozessströme (z. B. die Erzeugung von Hochdruckdampf) der Anlage benötigt. Eine Umrüstung auf das erfindungsgemäße Verfahren würde daher bei Altanlagen eine komplette Umgestaltung der Anlage zur Folge haben. Diese komplette Umrüstung wird durch diese Ausgestaltung der Erfindung vermieden. Durch die externe Zirkulation des Rauchgases, d. h. ein Teil des kalten Rauchgases mit einer Temperatur zwischen 80°C und 150°C wird nach der Abhitzezone des Spaltofens wieder in die Strahlungszone und somit dem Feuerraum des Spaltofens zurückgeführt, kann die Auswirkung auf den Spaltofen auf ein Minimum reduziert werden, so dass keine komplette Umordnung der gesamten Anlage notwendig ist. Das zurückgeführte Rauchgas kann dabei entweder an mehreren Stellen in den Feuerraum eingeblasen werden oder zusammen mit dem Sauerstoff über die Brenner eingedüst werden.In Another embodiment of the invention is at least a part the emerging from the cracking furnace flue gas is returned to the furnace. This embodiment of the invention is particularly suitable for the retrofitting of existing cracking furnaces. By The present invention will increase the energy efficiency of the cracking furnace far better that significantly less heat in the waste heat zone of the cracking furnace is to dissipate. For existing ones Cracking furnaces will heat this up in the waste heat zone however, to the urgently needed warming of further process streams (eg the generation of high-pressure steam) of the plant. A conversion to the invention Procedure would therefore be a complete transformation in old systems entail the plant. This complete conversion will avoided by this embodiment of the invention. By the external Circulation of flue gas, d. H. a part of the cold flue gas with a temperature between 80 ° C and 150 ° C after the waste heat zone of the cracking furnace back into the radiation zone and thus returned to the furnace of the cracking furnace, The effect on the cracking furnace can be reduced to a minimum so that no complete reorganization of the entire facility is necessary is. The recirculated flue gas can either be injected in several places in the firebox or together injected with the oxygen over the burner become.
Generell ermöglicht die Steuerung der Rauchgaszirkulation die Steuerung des Ausbrandverlaufes im Spaltofen. Aus der beeinflussbaren Ausdehnung der Verbrennungszone im Feuerraum können die Temperaturprofile und die davon abhängigen Wärmestromdichten der Übertragung an die Spaltrohre gestaltet werden. Dies bedeutet einen höheren Gestaltungsspielraum bei der Auslegung der Spaltöfen. Tendenziell können durch das erfindungsgemäße Verfahren deutlich weniger Brenner mit höherer spezifischer Leistung oder die gleiche Anzahl Brenner mit geringerer spezifischer Leistung als im Stand der Technik eingesetzt werden. Desweiteren kann die Ausdehnung der Strahlungszone reduziert werden, da der Wärmeeintrag auf die Spaltrohre deutlich gleichmäßiger und effektiver als im Stand der Technik erfolgt.As a general rule The control of the flue gas circulation allows the control the burnout process in the cracking furnace. From the influenceable extent the combustion zone in the furnace can the temperature profiles and the dependent heat flux densities of the transmission be designed to the split tubes. This means a greater freedom of design in the design of the cracking furnaces. Can tend to clear by the inventive method less burners with higher specific power or the same number of burners with lower specific power as used in the prior art. Furthermore, the Expansion of the radiation zone can be reduced because of the heat input on the cans much more uniform and more effective than in the prior art.
Vorrichtungsseitig soll eine Anlage zur Erzeugung von Kohlenwasserstoffen mittels Spaltung eines kohlenwasserstoffhaltigen Einsatzes in einem Spaltofen, wobei der Spaltofen mindestens ein Spaltrohr zur Führung des kohlenwasserstoffhaltigen Einsatzes durch den Feuerraum des Spaltofens, mindestens ein Mittel zur Zu- bzw. Abführung des kohlenwasserstoffhaltigen Einsatzes in die Spaltrohre, mindestens ein Mittel zur Zuführung des Heizmediums und mindestens ein Mittel zur Zuführung eines sauerstoffhaltigen Gases aufweist, derart ausgestaltet werden, dass kein mit Stickoxiden belastetes Rauchgas in die Atmosphäre entlassen wird.the device side should a plant for the production of hydrocarbons by splitting a hydrocarbonaceous insert in a cracking furnace, wherein the Cracking furnace at least one can for guiding the hydrocarbonaceous Use through the furnace of the cracking furnace, at least one agent for the supply and removal of the hydrocarbon-containing insert in the split tubes, at least one means for feeding the heating medium and at least one means for feeding an oxygen-containing gas, are designed in such a way that no flue gas loaded with nitrogen oxides into the atmosphere is dismissed.
Die gestellte Aufgabe wird vorrichtungsseitig dadurch gelöst, dass das Mittel zur Zuführung eines sauerstoffhaltigen Gases mit einer Quelle für reinen Sauerstoff verbunden ist. Erfindungsgemäß findet somit die Verbrennung des Heizmediums mit reinem Sauerstoff im Spaltofen statt.The asked task is solved by the device, that the means for supplying an oxygen-containing Gas connected to a source of pure oxygen is. According to the invention thus finds the combustion the heating medium with pure oxygen in the cracking furnace instead.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Mittel zur Zuführung des Heizmediums und die Mittel zur Zuführung des Sauerstoffs als Venturidüsen ausgebildet. Ebenfalls vorteilhaft ist die Zuführung von Heizmedium, Sauerstoff oder Rauchgas in den Spaltofen über Einlasslanzen.According to one Embodiment of the invention are the means for feeding the heating medium and the means for supplying the oxygen designed as Venturi nozzles. Also advantageous the supply of heating medium, oxygen or flue gas into the cracking furnace via inlet lances.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Anlage mindestens eine Zuführung für Rauchgase in den Feuerraum auf, welche strömungstechnisch mit dem Abzug des Rauchgases aus dem Spaltofen verbunden ist. Vorteilhafter Weise befindet sich ein Sauggebläse zum Abzug des Rauchgases aus dem Spaltofen stromabwärts der Abhitzezone des Spaltofens. In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung befindet sich ein zweites Gebläse stromaufwärts der Zuführung des Rauchgases in den Feuerraum des Spaltofens. Das zurückgeführte Rauchgas wird dabei vorteilhafterweise direkt in den Spaltofen geführt. In einer anderen Ausgestaltung wird das zurückgeführte Rauchgas mit dem Sauerstoff vermischt.In one embodiment of the invention, the system has at least one feed for flue gases into the furnace, which is fluidically connected to the withdrawal of the flue gas from the cracking furnace. Advantageously, there is a suction fan for the withdrawal of the flue gas from the cracking furnace downstream of the heat recovery zone of the cracking furnace. In another embodiment of the invention, a second fan is upstream of the supply of the flue gas into the furnace of the cracking furnace. The recirculated flue gas is advantageously guided directly into the cracking furnace. In another embodiment, the recirculated flue gas is mixed with the oxygen.
Die vorliegende Erfindung weist eine Reihe von Vorteilen auf.The The present invention has a number of advantages.
Der Stickoxidanteil im Rauchgas eines Spaltofens ist deutlich gegenüber dem Stand der Technik reduziert. Aufwändige Verfahren zur Entfernung von Stickoxiden aus dem Rauchgas des Spaltofens sind daher nicht notwendig.Of the Nitrogen oxide content in the flue gas of a cracking furnace is clearly opposite reduced in the prior art. Elaborate procedures for Removal of nitrogen oxides from the flue gas of the cracking furnace are therefore unnecessary.
Des weiteren wird die Energieeffizienz mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Anlage deutlich gesteigert, so dass pro Tonne erzeugter Wertprodukte deutlich weniger Kohlendioxid entsteht, da ein deutlich geringere Menge Heizmedium pro Tonne erzeugter Wertprodukte verbraucht wird. Zusätzlich lässt sich das entstandene Kohlenstoffdioxid leichter als im Stand der Technik aus dem Rauchgas entfernen. Da im Rauchgas nach dem Stand der Technik noch eine signifikante Menge an Stickstoff vorhanden ist, müssen Sauergaswäschen zur Kohlendioxidentfernung eingesetzt werden. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist das entstehende Rauchgas nahezu Stickstoff frei. Somit genügt es lediglich das Wasser aus dem Rauchgas zu kondensieren, um einen reinen Kohlenstoffdioxid Gasstrom zu erhalten.Of further is the energy efficiency by means of the invention Method and the system according to the invention clearly increased, so that per ton of produced value products significantly less Carbon dioxide is produced, as a significantly smaller amount of heating medium per ton of generated value products is consumed. additionally The resulting carbon dioxide is easier than remove in the prior art from the flue gas. Because in the flue gas According to the prior art still a significant amount of nitrogen is present, sour gas washes for carbon dioxide removal be used. After the invention Procedure, the resulting flue gas is almost free of nitrogen. Consequently it is sufficient to condense only the water from the flue gas, to get a pure carbon dioxide gas stream.
Desweiteren entsteht im Abgas bei dem erfindungsgemäßen Verfahren neben Kohlenstoffdioxid ausschließlich Wasser. Die Verbrennung des Heizmediums erfolgt also hochrein. Durch den Wegfall des Stickstoffstroms im Abgas nach dem Stand der Technik liegt somit ein deutlich höherer Wasserdampfpartialdruck vor. Dieser ermöglicht die Wärmeausnutzung durch die Kondensation des Wasserdampfs bei deutlich höheren Temperaturen als im Stand der Technik und ermöglicht so die wirtschaftliche Nutzung.Furthermore arises in the exhaust gas in the inventive method next to carbon dioxide only water. The burning the heating medium is thus very pure. By eliminating the nitrogen flow In the exhaust gas according to the prior art is thus a much higher Water vapor partial pressure before. This allows the use of heat by the condensation of the water vapor at much higher Temperatures than in the prior art and allows so the economic use.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.in the The invention is based on the illustrated in the figures Embodiments explained in more detail become.
Es zeigen:It demonstrate:
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4105297A1 (en) * | 2021-06-16 | 2022-12-21 | Linde GmbH | Method and measuring system for determining an oxygen content in a furnace, furnace and processing system |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113494707A (en) * | 2020-04-08 | 2021-10-12 | 中国石油化工股份有限公司 | Device and method for reducing NOx emission through flue gas circulation |
| CN116023972A (en) * | 2021-10-25 | 2023-04-28 | 中国石油化工股份有限公司 | Method for cracking organic matter in cracking furnace tubes |
| EP4310160A1 (en) | 2022-07-22 | 2024-01-24 | Linde GmbH | Method and apparatus for steam cracking |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002068097A1 (en) | 2001-02-26 | 2002-09-06 | Abb Lummus Global Inc. | Reactor and method for reducing the nitrogen oxide content of a gas |
| EP1834688A1 (en) | 2006-03-16 | 2007-09-19 | Linde Aktiengesellschaft | Method for removing nitrogen oxide from exhaust gas in combustion furnaces |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3836131A1 (en) * | 1988-10-22 | 1990-04-26 | Linde Ag | REACTOR FOR CARRYING OUT COMBUSTION PROCESSES |
| US5431559A (en) * | 1993-07-15 | 1995-07-11 | Maxon Corporation | Oxygen-fuel burner with staged oxygen supply |
| DE4400831A1 (en) * | 1994-01-13 | 1995-07-20 | Messer Griesheim Gmbh | Process for reducing harmful gas emissions during combustion and burner therefor |
| US6126438A (en) * | 1999-06-23 | 2000-10-03 | American Air Liquide | Preheated fuel and oxidant combustion burner |
| DE102005005832B4 (en) * | 2005-02-08 | 2006-11-02 | Air Liquide Deutschland Gmbh | Recuperative burner and method for heating an industrial furnace using the burner |
-
2009
- 2009-04-07 DE DE102009016695A patent/DE102009016695A1/en not_active Withdrawn
-
2010
- 2010-03-30 WO PCT/EP2010/002033 patent/WO2010115561A2/en not_active Ceased
- 2010-03-30 EP EP10711848A patent/EP2417391A2/en not_active Withdrawn
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002068097A1 (en) | 2001-02-26 | 2002-09-06 | Abb Lummus Global Inc. | Reactor and method for reducing the nitrogen oxide content of a gas |
| EP1834688A1 (en) | 2006-03-16 | 2007-09-19 | Linde Aktiengesellschaft | Method for removing nitrogen oxide from exhaust gas in combustion furnaces |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4105297A1 (en) * | 2021-06-16 | 2022-12-21 | Linde GmbH | Method and measuring system for determining an oxygen content in a furnace, furnace and processing system |
Also Published As
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|---|---|
| WO2010115561A2 (en) | 2010-10-14 |
| WO2010115561A3 (en) | 2011-10-13 |
| EP2417391A2 (en) | 2012-02-15 |
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| DE102009016695A1 (en) | Process and apparatus for the cracking of hydrocarbons | |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20121101 |