Die Erfindung betrifft einen Reformer mit einer Sammelleitung und mit einer Endsammelleitung, wobei die Sammelleitung und die Endsammelleitung in einem Winkel, vorzugsweise senkrecht zueinander verlaufen.

Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Spaltung von Prozessgas in einem Reformer, bei dem Prozessgas durch ein Reaktionsrohr, eine Sammelleitung sowie eine Endsammelleitung geleitet wird.

Reformer der eingangs genannten Art sind hinreichend bekannt und sind für den großtechnischen Einsatz mit senkrecht stehenden Reaktions-/Spaltrohren ausgestattet. Diese Reaktions- bzw. Spaltrohre sind in Reihen angeordnet und werden von oben nach unten von Prozessgas durchströmt. Dieses Prozessgas wird dabei einem sogenannten Spaltprozess unterzogen. Die Reaktionsrohre sind wiederum an Sammelleitungen angeschlossen, die wiederum in einem Winkel mit einer Endsammelleitung (Transferleitung) verbunden sind . Der Festpunkt der thermischen Ausdehnung der Anordnung aus Reaktionsrohren, Sammelleitung und Endsammelleitung ist dabei üblicherweise das Ausströmungsende der Endsammelleitung .

Bei einer festen Verbindung zwischen Reaktionsrohren und Sammelleitung oder Sammelleitung und Endsammelleitung resultiert eine axiale thermische Ausdehnung eines Bauteiles in einer lateralen Verschiebung der angeschlossenen, vom Festpunkt weiter entfernt liegenden Bauteile.

Bei sehr großen Reformern führen diese sich addierenden thermischen Ausdehnungen zu großen Lateralbewegungen der Reaktionsrohre in Richtung der Endsammelleitung und Sammelleitungen, die die Durchführungen der Rohre durch den Boden und die Decke des Reformers konstruktiv schwierig oder sogar ab einer gewissen Größe praktisch unmöglich machen. Aufgabe der Erfindung ist es daher, diese Nachteile zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung manifestieren sich in den Unteransprüchen.

Die Erfindung sieht vor, dass zwischen Sammelleitung und Endsammelleitung eine Dehnungsausgleichsleitung angeordnet ist, die in die Sammelleitung und in die Endsammelleitung mündet, wobei die thermische Ausdehnung der Dehnungsausgleichsleitung gleich der thermischen Ausdehnung der Endsammelleitung ist, dies gilt auch für die Rohre und Sammler.

Grundlegende Idee der Erfindung ist es, ein Sammelsystem in einem Reformer mit einer Dehnungskompensation zu schaffen. Gemäß der Erfindung ist dabei die thermische Ausdehnung der Dehnungsausgleichsleitung, vorzugsweise bei kürzerer Gesamtlänge gegenüber der Endsammelleitung, gleich und entgegengesetzt der thermischen Ausdehnung der Endsammelleitung. Dabei weist die Dehnungsausgleichsleitung bogenförmige und/oder winklig ausgebildete Bereiche auf. Hierdurch entsteht ein Versprung, der sich für jede einzelne Dehnungsausgleichsleitung wie folgt berechnet:

(Ii + l ₂ ) * twl dl = I2 * tw2 Ü2 <"> l2 = Ii twl Ol / (tw2 Ol ~ t _w l Ol)

Für den Fall, dass die Sammelleitung senkrecht auf die Endsammelleitung zuläuft, bezeichnet der Versprung I2 auf der Endsammelleitung die Länge der Abweichung des Einmündungspunktes (d.h. die Stelle auf der Endsammelleitung, an der die Dehnungsausgleichsleitung in die Endsammelleitung mündet), von dem senkrechten Verlauf der Sammelleitung. Die sich dieser Länge bis zum Festpunkt anschließende Länge auf der Endsammelleitung ist mit Ii bezeichnet. Die Temperaturen t _w i, t _w2 sowie die Dehnungskoeffizienten cu, 02 sind die ent ^¬ sprechenden Temperaturen bzw. Ausdehnungskoeffizienten der Endsammelleitung und der jeweiligen Dehnungsausgleichsleitungen. Typische Temperaturen für einen Reformer in einer Propandehydrisierungsanlage sind t _w i = 160°C und t _W 2 = 570°C. Die Dehnungskoeffizienten betragen ungefähr cu = 1,3 mm/(100°C x m) und a ₂ = 1,8 mm/(100°C x m), wobei die Ausgleichsleitungen für 160/570°C fast spannungsfrei sind, was die thermischen Dehnungen anbelangt.

Eine thermische Ausdehnung der Endsammelleitung wird vorzugsweise durch eine Innenisolierung derselben und einer damit einhergehenden Kühlung des Druckmantels minimiert. Hierzu dient auch, dass vorteilhafterweise der Druckmantel der Endsammelleitung einen thermisch niedrigen Ausdehnungskoeffizienten, z. B. einen ferritischen Stahl aufweist. Gleichzeitig wird die thermische Ausdehnung der Dehnungsausgleichsleitung vorzugsweise durch eine Außenisolierung derselben und die Verwendung von hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, z. B. von austenitischen Stählen maximiert. Grundsätzlich sind auch andere Stahlvariationen möglich.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht daher vor, dass die Dehnungsausgleichsleitung einen austenitischen Stahl aufweist.

Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Spaltung von Prozessgas in einem Reformer, bei dem Prozessgas durch ein Reaktionsrohr, eine Sammelleitung sowie eine Endsammelleitung geleitet wird, wobei das Prozessgas zusätzlich durch eine zwischen Endsammelleitung und Sammelleitung angeordnete Dehnungsausgleichsleitung geleitet wird und die Dehnungsausgleichsleitung dieselbe thermische Ausdehnung wie die Endsammelleitung erfährt und dieser entgegengesetzt ist.

Vorzugsweise kann das Prozessgas im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zusätzlich durch eine zwischen Reaktorrohr und Sammelleitung angeordnete Dehnungsausgleichsleitung geleitet werden, wobei die Dehnungsausgleichsleitung dieselbe thermische Ausdehnung wie die Sammelleitung erfährt und dieser entgegengesetzt ist. Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Diese zeigt in :

Fig . 1 eine Prinzipdarstellung einer Endsammelleitung mit einer Sammelleitung mit entsprechenden Schnittdarstellungen und in den

Fig . 2 und 3 in perspektivischer Ansicht eine Endsammelleitung und eine Vielzahl von Sammelleitungen, die mittels Dehnungsausgleichsleitungen mit der Endsammelleitung verbunden sind .

Wie in Fig. 1 schematisch angedeutet, weist die mit 2 bezeichnete Endsammelleitung bzw. isolierte Transferleitung eines in Fig . 1 nicht explizit dargestellten Reformers einen Fixpunkt 1 auf, von dem die Ausdehnbewegungen des Syste- mes ausgehen.

Eine außenisolierte Sammelleitung 3 des Reformers ist über eine beispielsweise austenitische Kompensationsleitung 4 bzw. Dehnungsausgleichsleitung mit der Transferleitung 2 verbunden. Diese Kompensationsleitung 4 ist ebenso wie die Transferleitung 2 in Fig. 1 im Schnitt dargestellt. Um den Strömungsquerschnitt 10 der Kompensationsleitung 4 ist der Druckmantel 8 sowie die Isolierschicht 9 angeordnet.

Erkennbar weist die Transferleitung 2 außen auch einen mit 5 bezeichneten metallischen Mantel auf, der seinerseits eine Isolierschicht 6 umgibt, die ihrerseits um den Strömungsquerschnitt 7 der Transferleitung 2 herum positioniert ist.

Insgesamt werden die thermischen Gesamtdehnungen der Leitungen durch die des Druckmantels 5, 8 bestimmt. Im dargestellten Beispiel der Fig. 1 ist die metallische Kompensationsleitung 4 außen von einer Isolierschicht 6 umgeben.

Zum Verständnis des Dehnungsausgleiches bzw. der Dehnung selbst sind in Fig. 1 noch die Dehnungswege Ii und l ₂ eingezeichnet, die weiter vorne in den ent ^¬ sprechenden Berechnungsgleichungen ihren Niederschlag gefunden haben.

In den Fig. 2 und 3 sind praktische Ausführungsmöglichkeiten der Anordnungen wiedergegeben, ohne dass die Erfindung auf diese Ausführungsformen beschränkt wäre.

In Fig. 2 bzw. in gleicher Weise in Fig. 3 ist erkennbar, dass die Dehnungsausgleichsleitungen 4 von der Fixpunktseite aus gesehen in ihrer Länge anwachsen, um den sich addierenden Dehnungsausgleich zu gewährleisten. Aus diesem Grunde sind diese Leitungen mit 4a bis 4e bezeichnet.

Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung noch in viel ^¬ facher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. So ist die Erfindung nicht auf ein bestimmtes Material der jeweiligen Leitungen beschränkt, ebenso nicht auf die Art der Isolierung. So können die Dehnungsausgleichsleitungen ebenso wie die Sammelleitungen innen oder außen isoliert sein und dergl. mehr.

Bezuaszeichenliste:

1 Fixpunkt

2 Transferleitung

3 Sammler (Sammelleitung)

4 Kompensationsleitung (Dehnungsausgleichsleitung)

5 Mantel

6 Isolierschicht

7 Strömungsquerschnitt

8 Mantel

9 Isolierschicht

10 Strömungsquerschnitt