[发明专利]用于管式裂解炉的集流管

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于管式裂解炉的集流管，该集流管从内到外具有至少两个层，这两个层通过一个内部的隔离层以及一个金属制的外管或者支承管构成。此外集流管包括多个接管，通过这些接管，管式炉的反应管能够与集流管连接。在此集流管在圆周方向上具有不同的热阻。这些热阻可以通过隔离层的不同的厚度和/或通过不同的导热材料(在通常情况下为耐火的混凝土式或者型砖)实现。此外本发明包括一种管式裂解炉，在其中设置一个或多个按照本发明的实施形式的集流管。 

背景技术

已知大量的用于间接加热可裂解介质的管式裂解炉，特别是为了裂解碳氢化合物以获得合成气和/或氢气的碳化氢的。在这种管式裂解炉中，在炉腔中设置了大量的作为寄存器或者管束的反应管，在此这些反应管和分布在炉底的下方的集流管连接。DE 1 542 530 B示出一个这样的管式裂解炉。 

此外如在DE 1 542 530 B中所示，集流管本身是多层式构建的，并且包含至少一个外部的金属制支承管，即所谓的高压外套，该支承管通常情况下由一种可焊接的钢材料组成；以及一个内置的隔离管，该隔离管通常情况下通过一种耐火的炉衬或者一种耐火的混凝土构成。在DE 1667 324 B中示出一种如在工业中所应用的三层管。最内层可以是一个金属制的内管，如在DE 1 542 530 B中为了反应管进入集流管中的通道区域已经建议的。这个内管用于保护混凝土隔离层防止过程气体流的侵蚀。在集流管中温度的值约为800℃到950℃。 

在此隔离层的厚度或者隔离效果必须是这样选择的，即它一方面通过使在外管或者支承管中的温度被限定为约200℃，以保护外部或者支承 管的钢材料，并且另一方面使混凝土不过冷。当一个太强的冷却时，位于升高的压力下的合成气在这个隔离层中凝结，由此可能发生在混凝土上和在高压外套中的损害。 

在此构成了一个问题，即集流管在圆周方向上承受非常不同的热负荷。这是由于热的炉体建筑的热辐射，它的炉底视具体的结构只在集流管的上侧的上方约1米。此外同样热的反应管或者接管作用于集流管的上侧上，并且提高热负荷。 

此外反应管的接管和反应管穿入集流管的隔离层表现为弱化位置，这个弱化位置对随后的机械损害是无抵抗力的。例如由EP 0799 639 A1中得知的，在接管的区域中应用一种不同的隔离材料。它含有一种催化剂，该催化剂化学转化受腐蚀的组成部分，并且以这种方式保护金属制外管。此外由US 2004 037760 A1已知具有沿着半径不同品质的隔离材料的集流管。 

发明内容

因此本发明的目的是，避免在集流管中的这种损害，并且提供一种改良的集流管。本发明按照独立权利要求实现该目的，其中相关的从属权利要求阐述了有利的结构。 

找到一种用于排出管式裂解炉中的热过程气体的集流管，该集流管从内到外包含至少两层，即由耐火的混凝土或者耐火的砌砖构成的隔离层和一个金属制外管的壁，并且集流管有利地具有一个第三层，即金属制内管的壁，并且集流管此外包括多个接管，通过这些接管，管式裂解炉的反应管能够和集流管连接。在此集流管在圆周方向上具有不同的热阻。 

一般形式下以[m²＊K/W]测量的热阻R定义为热导系数Λ的倒数，并且此外与层厚度以及材料固有的热导能力λ_R相关联。 

在此理想的方式是集流管中不同的热阻通过隔离层的不同的热阻生成。一个优选的实施形式的组成如下，即金属制内管偏心地设置在外管中，由此隔离层在圆周方向上具有不同的厚度和由此变化的热阻。在此在内管的偏心设置以及与此相关联的隔离层的变化的壁厚时有利的是， 隔离层在圆周方向上在接管的区域中具有其最大厚度，因为这也是朝向炉体建筑的区域，该区域承受最高的热作用。自由的流动腔在集流管内部的偏心位置在制造时也可以不带一个留在集流管中的内管而生成。 

偏心的内管布置的另一个优点在于，即在通常情况下由一种耐火的混凝土构成的隔离层在集流管的区域中具有最大厚度，在该区域内反应管穿过集流管。因此全部或者部分补偿由于所述穿过而造成的混凝土的弱化，该弱化促成裂纹的出现。