Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Entkokung einer aus Spaltzone und nachfolgendem Spaltgaskühler bestehenden Vorrichtung zum thermischen Spalten von Kohlenwasserstoffen

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum thermischen Entkoken einer Vorrichtung zum thermischen Spalten von Kohlenwasserstoffen, die in einer Spaltzone angeordnete Spaltrohre und einen nachfolgenden Spaltgaskühler zur Kühlung der Spaltprodukte durch indirekten Wärmetausch mit einem Kühlmedium aufweist, wobei ein Wasserdampf und Sauerstoff enthaltender Gasstrom durch die Spaltrohre und den Spaltgaskühler geleitet und das Kühlmedium auch während der Entkokung durch den Spaltgaskühler geführt wird. Ausserdem betrifft die Erfindung eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.

[0002] Die thermische Spaltung von Kohlenwasserstoffen, insbesondere die auf die Bildung von Äthylen und anderen niederen Olefinen gerichtete thermische Spaltung, ist von grosser technischer Bedeutung. Bei der Durchführung derartiger Verfahren treten jedoch eine Reihe von Nebenreaktionen auf, die zu wirtschaftlich uninteressanten oder sogar zu störenden Produkten führen. Eine solche störende Nebenreaktion ist in der Verkokung der Spaltrohre und des Spaltgaskühlers zu sehen, da sie zu einer Verschlechterung des Wärmeübergangs sowohl in der von aussen beheizten Spaltzone als auch im nachfolgenden Spaltgaskühler führt und im Extremfall sogar die Verstopfung einzelner Leitungselemente zur Folge haben kann. Es ist deshalb bei fortschreitender Verkokung nötig, die Spaltrohre stärker zu beheizen, um die für die Umsetzung erforderliche Aufheizung der Kohlenwasserstoffe zu gewährleisten. Diesem erhöhten Energieaufwand steht im Spaltgaskühler, in dem ein möglichst grosser Anteil der Spaltgaswärme zur Erzeugung von Hochdruckdampf zurückgewonnen werden soll, eine verminderte Hochdruckdampfproduktion gegenüber. Ausserdem ist natürlich aus prozesstechnischer Sicht die verschlechterte Abkühlung unbefriedigend, weil ein schnelles Abkühlen und damit eine Unterbrechung der Spaltreaktionen im Hinblick auf eine erwünschte Produktausbeute angestrebt wird.

[0003] Es ist deshalb erforderlich, die thermische Spaltung von Zeit zu Zeit zu unterbrechen und eine Entkokung der Anlage durchzuführen. Dies erfolgt üblicherweise dadurch, dass ein Gemisch aus Luft und Wasserdampf durch die weiterhin von aussen beheizten Spaltrohre und den weiterhin gekühlten Spaltgaskühler geführt wird. Bei den hohen Temperaturen in den Spaltrohren, die beispielsweise zwischen 750 und 850°C liegen können, erfolgt dann ein Abbrand der Ablagerungen. Die Reinigung des Spaltgaskühlers ist auf diese Weise jedoch nicht möglich, da bei den hier herrschenden Temperaturen kein Abbrand mehr erfolgt. Es kann höchstens im Eintrittsbereich des Spaltgaskühlers, in dem die eintretenden Gase noch die hohe Temperatur der Spaltzone aufweisen, zu einem begrenzten Abbrand kommen, der jedoch wegen der Kühlung rasch beendet wird. Ein übliches Entkokungsverfahren für den Spaltgaskühler besteht deshalb darin, dass die Anlage abgekühlt und anschliessend der Spaltgaskühler von der Spaltzone abgetrennt und mechanisch gereinigt wird. Diese Reinigung kann durch einen Wasserstrahl erfolgen, der unter sehr hohem Druck, beispielsweise 700 -1000 bar, aus einer Düse austritt und ein Abspringen der Ablagerungen herbeiführt. Dieses Verfahren, das üblicherweise etwa drei Tage dauert, ist jedoch nicht nur zeitaufwendig, sondern führt darüber hinaus durch die sich periodisch wiederholenden Aufheiz- und Abkühlzyklen zu einer thermischen Belastung der Anlage, durch die die Lebensdauer der Spaltrohre begrenzt wird.

[0004] Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass der Kosten- und Zeitaufwand für das Entkoken verringert wird.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass in einer ersten Verfahrensstufe der Gasstrom in einer solchen Menge durch die Vorrichtung geleitet wird, dass die Temperatur der Ablagerungen auf den wärmetauschenden Flächen des Spaltgaskühlers im Bereich der bei der thermischen Spaltung herrschenden Betriebstemperatur liegt, dass die erste Verfahrensstufe solange fortgesetzt wird, bis die Spaltrohre weitgehend entkokt sind und dass danach in einer zweiten Verfahrensstufe der Gasstrom soweit verstärkt wird, dass sich die Temperatur der Ablagerungen auf den wärmetauschenden Flächen des Spaltgaskühlers soweit erhöht, dass die Temperatur des Gasstroms am Austritt aus dem Spaltgaskühler mindestens 400°C beträgt.

[0006] Erfindungsgemäss wird damit ein Entkokungsverfahren vorgeschlagen, bei dem eine Abtrennung des Spaltgaskühlers von der Spaltzone und eine Abkühlung der Anlage nicht mehr erforderlich ist.

[0007] Es ist zwar schon ein Spaltgaskühler bekannt geworden, der ebenfalls auf thermischem Wege entkokt wird (Bulletin of the Japan Petroleum Institute, Vol. 13, Nr. 2, November 1971, Seiten 279 bis 284), wobei aber in wesentlichen Punkten vom erfindungsgemässen Verfahren abgewichen wird. In diesem bekannten Spaltgaskühler werden die Spaltgase in spiralförmig angeordneten Rohren abgekühlt. Die Entkokungsvorgang ist dabei praktisch der gleiche wie der in einer Spaltzone, denn das Kühlwasser wird während der Entkokungsphase aus dem Spaltgaskühler entfernt, wodurch sich die Kühlrohre auf über 700°C erhitzen und ein Abbrand der Verunreinigungen erfolgt.

[0008] Ein wesentlicher Nachteil dieses bekannten Spaltgaskühlers ist jedoch darin zu sehen, dass die Temperatur der Rohre im Spaltgaskühler grossen Schwankungen unterworfen ist. Dies ist insbesondere deshalb von Bedeutung, weil die Rohre in einem Hochdruckbehälter, der beispielsweise einen Betriebsdruck in der Grössenordnung von 100 bar aufweist, angeordnet sind. Wenn in einem solchen Behälter gegenüber der Betriebstemperatur in der Grössenordnung von 300°C eine Aufheizung auf über 700°C in regelmässigen Abständen durchgeführt wird, sind besondere Massnahmen für die Betriebssicherheit eines solchen Spaltgaskühlers zu treffen. Darüber hinaus weicht dieser bekannte Spaltgaskühler in seiner Konstruktion von der am häufigsten verwendeten Bauart ab. Er verwendet nämlich im Gegensatz zu üblichen Spaltgaskühlern keine geraden Wärmetauschrohre, sondern spiralförmig angeordnete Rohrschlangen. Eine Übertragung dieses bekannten Konzepts auf Geradrohr-Konstruktionen wäre schon wegen der thermischen Ausdehnung bzw. Schrumpfung beim Temperaturanstieg bzw. beim Rückkühlen auf Betriebstemperatur nicht möglich. Geradrohrkonstruktionen werden unter anderem auch vorgezogen, weil sich auf der Aussenseite der Rohre im Betrieb eine korrosionshemmende Magnetitschicht bildet, die bei grösseren Temperaturschwankungen erhalten bleibt, während bei Rohrschlangen ein Abplatzen dieser Schicht und damit eine erhöhte Korrosionsanfälligkeit auftritt.

[0009] Weiterhin ist aus der FR-PS 153'2127 ein Verfahren bekannt, bei dem die thermische Entkokung durch Einwirkung von Wasserdampf und Luft auf die Innenflächen der Rohre sowohl in der Spaltzone als auch im Spaltgaskühler erfolgen. Es wird zwar ausgeführt, dass man den Wärmetauscher für die Spaltgaskühlung während der Entkokung in Betrieb lassen kann, wenn aber tatsächlich so verfahren wird, hat das für die Entkokung zweierlei Konsequenzen: entweder findet keine ausreichende Entkokung des Spaltgaskühlers statt, da Effekte auftreten, wie sie eingangs bereits erwähnt wurden, oder das Entkokungsgas muss von vornherein mit einem so hohen Durchsatz durch die gesamte Anlage geführt werden, dass nach relativ kurzer Zeit Schädigungen an der Anlage auftreten. Hinweise auf ein zweistufiges Verfahren, wie es erfindungsgemäss vorgesehen ist, sind der FR-PS 1 532127 dagegen nicht zu entnehmen. Aus der US-PS 3365387 _'ist schliesslich ein Verfahren bekannt, das die Entkokung von einzelnen, parallel geschalteten Spaltrohren in einer Spaltzone beschreibt. Hinweise auf eine zweistufige Entkokung sind jedoch auch dieser Druckschrift nicht zu entnehmen.

[0010] Erfindungsgemäss wird dagegen ein zweistufiges Verfahren vorgeschlagen, bei dem eine fortlaufende Dampfproduktion ermöglicht wird, und bei dem nur eine vergleichsweise geringe Temperaturänderung der Rohre im Spaltgaskühler erfolgt. Deshalb ist es auch möglich, dieses Verfahren bei üblichen Spaltgaskühlern mit geraden Rohren durchzuführen.

[0011] In der ersten Stufe des erfindungsgemässen Verfahrens wird ein Wasserdampf und Sauerstoff enthaltendes Gasgemisch, üblicherweise ein Gemisch aus Wasserdampf und Luft, durch die Spaltanlage geleitet, wobei in der bisher üblichen Weise ein Abbrand der Ablagerungen in den Spaltrohren erfolgt. Während dieser schonenden Entkokungsphase wird der grösste Teil des Kokses aus den Spaltrohren entfernt, während der Spaltgaskühler nur geringfügig gereinigt wird, da hier die Temperatur für einen Abbrand zu niedrig ist.

[0012] Nach Abschluss dieser ersten Verfahrensstufe, die einige Stunden, beispielsweise 4 - 8 Stunden, währen kann, schliesst sich die zweite Verfahrensstufe an, bei der eine wesentlich grössere Menge des Gasgemisches durch die Anlage geführt wird. In dieser Verfahrensstufe werden die Spaltrohre weiter gereinigt und ausserdem wird der Koks im Spaltgaskühler weitgehend abgebaut. Dies ist darauf zurückzuführen, dass das Gasgemisch in einer solchen Menge durch den Spaltgaskühler geführt wird, dass sich die Temperatur der Koksablagerungen auf der Innenwand der Rohre soweit erhöht, dass eine merkbare Wassergasreaktion einsetzt. Diese Temperaturerhöhung ist trotz der Kühlung der Rohre möglich, weil die Wärmeleitfähigkeit der Koksschicht sehr gering ist. Ein Abbrand, wie er in den Spaltrohren der Spaltzone erfolgt, findet hier jedoch nicht statt, da bei fortlaufender Kühlung des Spaltgaskühlers eine Temperaturerhöhung auf die dafür erforderlichen Werte, die über 600°C liegen, nicht erreicht werden kann. Dagegen wird der Entkokungsvorgang vermutlich durch Abplatzen von Ablagerungen aufgrund des erhöhten Massendurchsatzes begünstigt.

[0013] Die zweistufige Verfahrensweise ist im Hinblick auf die Lebensdauer der Spaltrohre erforderlich. Würde nämlich bereits zu Beginn der Entkokung der Gasstrom so stark gewählt werden, dass im Spaltgaskühler die Wassergasreaktion einsetzt, dann bestünde die Gefahr, dass in der Spaltzone abplatzende Koksteile eine Erosionswirkung auf die Spaltrohre ausüben und diese beschädigen würden.

[0014] Von Bedeutung für die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist, dass auch in der zweiten Verfahrensstufe ein Wasserdampf und Sauerstoff enthaltendes Gasgemisch verwendet wird, obwohl für die Wassergasreaktion eigentlich nur der Wasserdampf erforderlich ist. Für die Abbaugeschwindigkeit des Kokses im Spaltgaskühler ist die Anwesenheit von Sauerstoff jedoch von Vorteil. Dies hängt damit zusammen, dass die Wassergasreaktion durch Spurenbestandteile aus den Rohrmaterialien, insbesondere von Chrom und Nickel, die durch Diffusion aus den Rohrmaterialien im Koks enthalten sind, katalysiert wird. Dieser katalytische Effekt tritt jedoch erst dann ein, wenn die im Koks stets auch enthaltenen Schwefelbestandteile abgebaut sind. Die Anwesenheit von Sauerstoff im Gasstrom führt nun dazu, dass die Schwefelspuren vorwiegend in S0₂ umgewandelt werden, so dass sie nicht mehr als Katalysatorgift wirken können.

[0015] Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens hat es sich als günstig erwiesen, den Gasstrom in der zweiten Verfahrensstufe soweit zu erhöhen, dass die Temperatur der Entkokungsgase am Austritt aus dem Spaltgaskühler mindestens 400°C beträgt. Es hat sich nämlich gezeigt, dass die Koksabbaugeschwindigkeit im Spaltgaskühler bei tieferen Temperaturen zu gering ist, um eine effektive Entkokungsbehandlung zu gewährleisten. Wird die Entkokungsgasmenge während der zweiten Verfahrensstufe konstant gehalten, ist es günstig, die Austrittstemperatur zu Beginn der zweiten Verfahrensstufe beträchtlich über der minimalen Temperatur von etwa 400°C zu wählen, da die Austrittstemperatur mit fortschreitender Entkokung sinkt und die Mindesttemperatur nicht unterschritten werden sollte.

[0016] Während der Entkokung des Spaltgaskühlers wird die Ablagerungsschicht in den Rohren laufend dünner, wodurch der Wärmetausch mit dem Kühlmittel verbessert wird, so dass die Austrittstemperatur mit fortschreitender Entkokung absinkt. Eine Beendigung des Entkokungsvorganges lässt sich deshalb durch Überprüfung der Austrittstemperatur leicht feststellen, da sie in diesem Fall praktisch konstant bleibt. Nachfolgend wird das erfindungsgemässe Verfahren anhand eines Beispiels verdeutlicht. Bei der High-Severity-Spaltung eines schweren atmosphärischen Gasöls ergab sich nach 60 Tagen Betrieb bei einer Ofenaustrittstemperatur von 800°C eine Spaltgaskühler-Austrittstemperatur von 634°C, was auf eine starke Verkokung schliessen liess. In einer ersten Phase der Entkokung wurde 8 Stunden lang ein Dampf-Luft-Gemisch mit einer Massengeschwindigkeit von 25 kg/s m² im Spaltgaskühler verwendet, wobei die Ofenaustrittstemperatur 750°C betrug. Anschliessend wurde die Massengeschwindigkeit im Spaltgaskühler auf 45 kg/s m² und die Ofenaustrittstemperatur auf 800°C erhöht. Nach einer zweistündigen Induktionsperiode, in der die Koksabbaugeschwindigkeit klein war, trat eine merkliche Erhöhung der Koksabbaugeschwindigkeit ein. (Als Koksabbaugeschwindigkeit wird die Absenkung der Spaltgaskühleraustrittstemperatur während des Entkokens bei völlig konstanten Bedingungen bezeichnet.) Die Koksabbaugeschwindigkeit während der Induktionsperiode betrug 2 K/h, während sie anschliessend einen maximalen Wert 15 K/h erreichte. Diese zweite Phase der Entkokung wurde nach 16 Stunden beendet.

[0017] Nach einer Gesamtentkokungszeit von 24 Stunden betrug die Austrittstemperatur der Entkokungsgase aus dem Spaltgaskühler etwa 400°C. Hier wurde der Entkokungsvorgang beendet.

[0018] Nach Wiederinbetriebnahme des Spaltofens mit schwerem Gasöl stellte sich eine Spaltgaskühleraustrittstemperatur von etwa 470°C ein. Dies bedeutet, dass der Spaltgaskühler praktisch vollständig gereinigt wurde. In der anschliessenden Laufzeit konnten ebenfalls wieder 60 Tage erreicht werden, was darauf hinweist, dass die Verkokungsgeschwindigkeit des erfindungsgemäss gereinigten Spaltgaskühlers nicht grösser ist als bei einem mechanisch gereinigten Spaltgaskühler.

[0019] Das erfindungsgemässe Verfahren in seiner bisher beschriebenen Form hat sich bei der Entkokung einer Anlage zum Spalten von schweren Kohlenwasserstoffen wie Gasöl oder Vakuumgasöl als günstig erwiesen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass eine wirksame Entkokung für Spaltgaskühler einer Anlage zum Spalten von leichteren Einsätzen, wie beispielsweise Naphtha oder Äthan auf diese Weise nicht erreicht werden kann. Dies ist in erster Linie darauf zurückzuführen, dass die Spaltgaskühler bei der Spaltung derartiger Einsätze so ausgelegt sind, dass die Spaltgastemperatur unterhalb der Temperatur liegt, bei der noch eine merkbare Wassergasreaktion erfolgt. Diese verstärkte Kühlung, die beispielsweise durch Verwendung längerer Kühlrohre erreicht werden kann, ist bei der Spaltung leichterer Kohlenwasserstoffe möglich, da diese weniger zur Vorkokung neigende Bestandteile im Spaltgas enthalten. Während beispielsweise bei der Abkühlung eines aus Gasöl gewonnenen Spaltgases eine Kühlung auf weniger als etwa 470°C zu einer raschen Verkokung des Spaltgaskühlers führt, kann bei einem aus Naphtha gewonnenen Spaltgas die Abkühlung auf Temperaturen von etwa 350 bis 370°C durchgeführt werden, ohne stärkere Verkokungsneigungen befürchten zu müssen. Das aus dem Spaltgaskühler austretende Gas wird dann üblicherweise durch direkten Wärmetausch mit einem Quenchöl weiter abgekühlt.

[0020] Um dennoch eine Ausweitung des erfindungsgemässen Entkokungsverfahrens auch auf Spaltgaskühler mit niedriger Austrittstemperatur, wie sie bei der Spaltung von unter etwa 200°C siedenden Kohlenwasserstoffen eingesetzt werden, zu ermöglichen, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, dass der Spaltgaskühler schrittweise entkokt wird, wobei in jedem Schritt der Gasstrom nur durch einen Teil der wärmetauschenden Fläche geführt wird. Wesentlich ist dabei, dass während der Entkokung des Spaltgaskühlers die wärmetauschende Fläche verringert wird, um auf diese Weise eine Temperaturerhöhung in den durchströmten Abschnitten zu erreichen. Dies kann bei Verwendung eines Spaltgaskühlers mit einem Rohrbündelwärmetauscher beispielsweise dadurch geschehen, dass der gesamte Strom des Entkokungsgases nur durch einen Teil der Kühlrohre geführt wird, während andere Rohre stillgelegt werden. Die Wärmezufuhr zu den einzelnen Abschnitten des verkokten Spaltgaskühlers kann hierdurch soweit erhöht werden, dass die für eine hinreichend starke Wassergasreaktion erforderlichen Temperaturen erreicht werden. Dagegen ist durch ausschliessliche Erhöhung des Massendurchsatzes diese Temperaturerhöhung nicht möglich, weil der Gasstrom dann beim Durchlaufen der Spaltzone nicht mehr auf die erforderliche hohe Temperatur erhitzt wird. Die vollständige Entkokung des Spaltgaskühlers erfolgt in dieser Ausgestaltung der Erfindung dadurch, dass nach der Entkokung eines ersten Teils der wärmetauschenden Fläche diese abgesperrt wird und der Gasstrom dann durch einen weiteren Teil geleitet wird, in dem sich der Vorgang wiederholt. Dieses Verfahren wird solange fortgesetzt, bis der gesamte Spaltgaskühler entkokt ist.

[0021] Als günstig hat es sich erwiesen, den Spaltgaskühler in zwei Schritten zu entkoken. Es hat sich nämlich gezeigt, dass bei Halbierung der wärmetauschenden Fläche des Spaltgaskühlers bereits die für eine ausreichende Wassergasreaktion erforderliche Temperatur erreicht wird. Die Begrenzung auf möglichst wenige Entkokungsschritte ist natürlich erstrebenswert, um die Entkokungsdauer möglichst gering zu halten, doch muss dabei berücksichtigt werden, dass die Temperatur für eine ausreichende starke Wassergasreaktion in jedem einzelnen Schritt erreicht wird.

[0022] Günstig ist es weiterhin, die schrittweise Entkokung des Spaltgaskühlers nur während der zweiten Verfahrensstufe, d. h. bei erhöhtem Massendurchsatz des Entkokungsgases, durchzuführen. Allerdings kann es in einigen Fällen auch zweckmässig sein, während der ersten Verfahrensstufe, in der eine Entkokung der Spaltrohre erfolgt, den Gasstrom durch einen kleinen Bereich des Spaltgaskühlers zu führen. Das erfindungsgemässe Verfahren kann bei der Spaltung schwerer Kohlenwasserstoffe unter Verwendung der hierfür üblicherweise verwendeten Spaltgaskühler durchgeführt werden. Bei der Spaltung von unter 200°C siedenden Kohlenwasserstoffen wird dagegen ein modifizierter Spaltgaskühler eingesetzt, der neben den üblichen Merkmalen wie eine Gaseintrittshaube, eine Gasaustrittshaube, dazwischen verlaufende, von einem Kühlmittel umgebene Kühlrohre noch Absperrorgane aufweist, durch die die Stillegung eines Teils der Kühlrohre ermöglicht wird. Als günstig hat sich dabei erwiesen, die Absperrorgane im Bereich der Gasaustrittshaube des Spaltgaskühlers anzuordnen. Da auf diese Weise die Absperrorgane im kälteren Teil des Spaltgaskühlers angeordnet sind, ist eine baulich einfachere Ausführung möglich. Während im Bereich der Gaseintrittshaube angeord- _ nete Absperrorgane bei Temperaturen von beispielsweise 850°C funktionsfähig bleiben müssen, genügt es, im Bereich der Austrittshaube Ventile vorzusehen, die bei Temperaturen bis zu beispielsweise 550°C funktionsfähig sind. Als eine besonders einfache Art der Unterteilung der wärmetauschenden Fläche des Spaltgaskühlers hat sich eine Aufteilung der Gasaustrittshaube in mehrere, voneinander getrennte Bereiche erwiesen. Dabei steht jeder Bereich mit einer Zahl von Kühlrohren in Verbindung und weist jeweils eine absperrbare Gasableitung auf. Die einzige bauliche Änderung gegenüber üblichen Spaltgaskühlern besteht damit in der Unterteilung der Gasaustrittshaube und ist deshalb mit geringen Kosten auch bei bereits bestehenden Anlagen durchführbar.

Ansprüche

1. Verfahren zum thermischen Entkoken einer Vorrichtung zum thermischen Spalten von Kohlenwasserstoffen, die in einer Spaltzone angeordnete Spaltrohre und einen nachfolgenden Spaltgaskühler zur Kühlung der Spaltprodukte durch indirekten Wärmetausch mit einem Kühlmedium aufweist, wobei ein Wasserdampf und Sauerstoff enthaltender Gasstrom durch die Spaltrohre und den Spaltgaskühler geleitet und das Kühlmedium auch während der Entkokung durch den Spaltgaskühler geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Verfahrensstufe der Gasstrom in einer solchen Menge durch die Vorrichtung geleitet wird, dass die Temperatur der Ablagerungen auf den wärmetauschenden Flächen des Spaltgaskühlers im Bereich der bei der thermischen Spaltung herrschenden Betriebstemperatur liegt, dass die erste Verfahrensstufe solange fortgesetzt wird, bis die Spaltrohre weitgehend entkokt sind und dass danach in einer zweiten Verfahrensstufe der Gasstrom soweit verstärkt wird, dass sich die Temperatur der Ablagerungen auf den wärmetauschenden Flächen des Spaltgaskühlers soweit erhöht, dass die Temperatur des Gasstroms am Austritt aus dem Spaltgaskühler mindenstens 400°C beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Verfahrensstufe ein Gasstrom konstanter Menge durch die Vorrichtung geleitet wird, und dass diese zweite Verfahrensstufe beendet wird, wenn die Austrittstemperatur des Gasstroms aus dem Spaltgaskühler einen annähernd konstanten Wert erreicht hat.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spaltgaskühler schrittweise entkokt wird, wobei in jedem Schritt der Gasstrom nur durch einen Teil der wärmetauschenden Fläche geführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spaltgaskühler in zwei Schritten entkokt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die schrittweise Entkokung des Spaltgaskühlers nur während der zweiten Verfahrensstufe erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Verfahrensstufe ein Gasstrom konstanter Menge durch die Vorrichtung geleitet wird und dass ein Schritt der zweiten Verfahrensstufe beendet wird, wenn die Austrittstemperatur des Gasstroms aus dem Spaltgaskühler einen annähernd konstanten Wert erreicht hat.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 3 bis 6, gekennzeichnet durch einen Spaltgaskühler mit einer Gaseintrittshaube, einer Gasaustrittshaube, dazwischen verlaufenden Kühlrohren und Absperrorganen zur Stillegung eines Teils der Kühlrohre.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Absperrorgane im Bereich der Gasaustrittshaube des Spaltgaskühlers angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasaustrittshaube in mehrere, voneinander getrennte Bereiche, von denen jeder mit einer Anzahl von Kühlrohren in Verbindung steht, unterteilt ist, und dass jeder Bereich mit einem Absperrorgan versehen ist.

Claims

1. A process for the thermal decoking of apparatus for the thermal cracking of hydrocarbons, which apparatus comprises cracking tubes arranged in a cracking zone, and a subsequent cracking gas cooler for cooling the cracking products by indirect heat exchange with a cooling medium, in which process a gas stream containing steam and oxygen is passed through the cracking tubes and the cracking gas cooler, and the cooling medium is also passed through the cracking gas cooler during the decoking, characterised in that, in a first process step, the gas stream is led through the apparatus in an amount such that the temperature of the deposits on the heat exchange surfaces of the cracking gas cooler lies in the region of the operating temperature which prevails during the thermal cracking; that the first process stage is continued until the cracking tubes are substantially decoked; and that in a second process stage, the gas stream is thereafter increased to an extent such that the temperature of the deposits on the heat exchange surfaces of the cracking gas cooler increases to an extent such that the temperature of the gas stream at the outlet from the cracking gas cooler is at least 400°C.

2. A process as claimed in claim 1, characterised in that, in the second process stage, a gas stream of constant amount is passed through the apparatus, and that this second process stage is terminated when the outlet temperature of the gas stream from the cracking gas cooler has attained an approximately constant value.

3. A process as claimed in claim 1 or claim 2, characterised in that the cracking gas cooler is decoked in stepwise mariner, in each step, the gas stream being led only over a part of the heat exchange surface.

4. A process as claimed in claim 3, characterised in that the cracking gas cooler in decoked in two steps.

5. A process as claimed in claim 3 or claim 4, characterised in that the stepwise decoking of the cracking gas cooler takes place only during the second process stage.

6. A process as claimed in one of claims 3 to 5, characterised in that, in the second process stage, a gas stream of constant amount is passed through the apparatus, and that one step of the second process stage is terminated when the outlet temperature of the gas stream from the cracking gas cooler has attained an approximately constant value.

7. Apparatus for carrying out the process claimed in one of claims 3 to 6, characterised by a cracking gas cooler having a gas inlet cap, a gas outlet cap, cooling tubes running between these, and shut-off devices for shutting off a part of the cooling tubes.

8. Apparatus as claimed in claim 7, characterised in that the shut-off devices are arranged in the region of the gas outlet cap of the cracking gas cooler.

9. Apparatus as claimed in claim 8, characterised in that the gas outlet cap is divided into a plurality of separate regions each of which is connected to a number of cooling tubes; and that each region is provided with a shut-off device.

Revendications

1. Procédé de décokage thermique d'un dispositif de craquage thermique d'hydrocarbures qui présente des tubes de craquage disposés dans une zone de craquage et un refroidisseur de gaz de craquage qui y fait suite et sert à refroidir les produits de craquage par échange de chaleur indirect avec un agent de refroidissement, procédé dans lequel on fait circuler un courant gazeux contenant de la vapeur d'eau et de l'oxygène dans les tubes de craquage et dans le refroidisseur de gaz de craquage et on fait passer l'agent de refroidissement dans le refroidisseur de gaz de craquage également pendant le décokage, procédé caractérisé en ce que, dans une première phase du procédé, on fait circuler le courant gazeux dans le dispositif à un débit tel que la température des dépôts formés sur les surfaces échangeuses de chaleur du refroidisseur de gaz de craquage se trouve dans la région de la température de service régnant lors du craquage thermique, en ce qu'on prolonge la première phase du procédé jusqu'à ce que les tubes de craquage soient largement décokés et en ce que, ensuite, dans une deuxième phase du procédé, on accroît le courant gazeux de sorte que la température des dépôts formés sur la surface échangeuse de chaleur du refroidisseur de gaz de craquage soit augmentée pour que la température du courant gazeux à la sortie du refroidisseur de gaz de craquage soit au moins égale à 400°C.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, dans la deuxième phase du procédé, on fait passer dans le dispositif un courant gazeux à débit constant et en ce qu'on interrompt cette deuxième phase du procédé lorsque la température de sortie du courant gazeux sortant du refroidisseur de gaz de craquage a atteint une valeur à peu près constante.

3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le refroidisseur de gaz de craquage est décoké par étapes successives, le courant gazeux ne circulant dans chaque étape que dans une partie de la surface échangeuse de chaleur.

4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le refroidisseur de gaz de craquage est décoké en deux étapes.

5. Procédé suivant _'la revendication _'3 ou 4, caractérisé en ce que le décokage par étapes successives du refroidisseur de gaz de craquage ne s'effectue que pendant la deuxième phase du procédé.

6. Procédé suivant l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que, dans la deuxième phase du procédé, on fait circuler un courant gazeux à débit constant dans le dispositif et en ce qu'on arrête une étape de la deuxième phase du procédé lorsque la température de sortie du courant gazeux quittant le refroidisseur de gaz de craquage a atteint une valeur à peu près constante.

7. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le refroidisseur de gaz de craquage comprend une hotte d'entrée des gaz, une hotte de sortie des gaz, des tubes de refroidissement qui s'étendent entre ces hottes et des organes d'arrêt servant à mettre hors service une partie des tubes de refroidissement.

8. Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les organes d'arrêt sont disposés dans la région de la hotte de sortie des gaz du refroidisseur de gaz de craquage.

9. Dispositif suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la hotte de sortie des gaz est subdivisée en plusieurs zones séparées les unes des autres dont chocune est en liaison avec un certain nombre de tubes de refroidissement et en ce que chaque zone est munie d'un organe d'arrêt.