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Title:
DEVICE AND METHOD FOR HEATING A FLUID IN A PIPELINE BY MEANS OF DIRECT CURRENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/035575
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device (110) for heating a fluid. The device comprises: - at least one electrically conductive pipeline (112) and/or at least one electrically conductive pipeline segment (114) for receiving the fluid; and - at least one direct current and/or direct voltage source (126), wherein each pipeline (112) and/or each pipeline segment (114) is assigned a direct current and/or direct voltage source (126) which is connected to the pipeline (112) and/or to the pipeline segment (114). The direct current and/or direct voltage source (126) is designed to generate an electric current in the pipeline (112) and/or in the pipeline segment (114) which warms up the pipeline (112) and/or the pipeline segment (114) by Joule heat, which is created as the electric current passes through the conductive pipe material, to heat the fluid.

Inventors:
KOCHENDOERFER KIARA AENNE (DE)
LAIB HEINRICH (DE)
SHUSTOV ANDREY (DE)
KUEHN HEINZ-JUERGEN (DE)
JENNE ERIC (DE)
JACOB REINER (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/071972
Publication Date:
February 20, 2020
Filing Date:
August 15, 2019
Export Citation:
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Assignee:
BASF SE (DE)
International Classes:
F24H1/10; C10G9/36; C10G35/02; F16L53/37
Domestic Patent References:
WO2015197181A12015-12-30
Foreign References:
FR2722359A11996-01-12
DE202013006214U12014-03-03
FR2831154A12003-04-25
US20140238523A12014-08-28
US20160115025A12016-04-28
CN201135883Y2008-10-22
FR2722359A11996-01-12
US20130028580A12013-01-31
FR2722359A11996-01-12
CN107880926A2018-04-06
KR20140024823A2014-03-03
Attorney, Agent or Firm:
STÖßEL, Matthias (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Einrichtung (1 10) zum Erhitzen eines Fluides umfassend

- mindestens eine elektrisch leitfähige Rohrleitung (1 12) und/oder mindestens ein elektrisch leitfähiges Rohrleitungssegment (1 14) zur Aufnahme des Fluides, und

- mindestens eine Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquelle (126), wobei jeder Rohr- leitung (112) und/oder jedem Rohrleitungssegment (1 14) je eine Gleichstrom- oder Gleichspannungsquelle (126) zugeordnet ist, welche mit der jeweiligen Rohrleitung (112) und/oder mit dem jeweiligen Rohrleitungssegment (1 14) verbunden ist, wobei die jewei- lige Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquelle (126) dazu ausgebildet ist, einen elektrischen Strom in der jeweiligen Rohrleitung (112) und/oder in dem jeweiligen Rohrlei- tungssegment (114) zu erzeugen, welcher die jeweilige Rohrleitung (1 12) und/oder das jeweilige Rohrleitungssegment (1 14) durch Joulesche Wärme, welche bei Durchgang des elektrischen Stromes durch leitendes Rohrmaterial entsteht, zum Erhitzen des Fluides er- wärmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1 10) eine Mehrzahl von Rohrlei- tungen (1 12) und/oder Rohrleitungssegmente (1 14) aufweist, wobei die Rohrleitungen (1 12) und/oder Rohrleitungssegmente (114) durchverbunden sind und somit ein Rohrsys- tem (1 18) zur Aufnahme des Fluides bilden.

2. Einrichtung (1 10) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1 10) L Rohrleitungssegmente (114) aufweist, wobei L eine natürliche Zahl größer oder gleich zwei ist, wobei die Rohrleitungssegmente (1 14) unsymmetrische Rohre und/oder eine Kombination davon aufweisen.

3. Einrichtung (1 10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitungen (1 12) und/oder Rohrleitungssegmente (1 14) und entsprechend zu- und abführenden Rohrleitungen miteinander fluidleitend verbunden sind, wobei die Rohr- leitungen (112) und/oder Rohrleitungssegmente (1 14) und die zu- und abführenden Rohr- leitungen galvanisch voneinander getrennt sind.

4. Einrichtung (1 10) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1 10) Isolatoren (124) aufweist, welche eingerichtet sind zur galvanische Trennung zwischen den jeweiligen Rohrleitungen (1 12) und/oder Rohrleitungssegmenten (1 14) und den zu- und abführenden Rohrleitungen, wobei die Isolatoren (124) eingerichtet sind, um einen freien Durchfluss des Fluides sicherzustellen.

5. Einrichtung (1 10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere oder sämtliche der Rohrleitungen (112) und/oder Rohrleitungssegmente (1 14) seriell und/oder parallel konfiguriert sind.

6. Einrichtung (1 10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1 10) eine Mehrzahl von Gleichstrom- und/oder Gleichspannungs- quellen (126) aufweist, wobei die Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquellen (126) mit oder ohne Regelungsmöglichkeit mindestens einer elektrischen Ausgangsgröße aus- gestaltet sind.

7. Einrichtung (1 10) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1 10) zur Verbindung der Gleichstrom- oder Gleichspannungsquellen (126) und der jeweiligen Rohrleitung (1 12) und/oder mit dem jeweiligen Rohrleitungsseg- ment (114) 2 bis N positive Pole und/oder Leiter (128) und 2 bis N negative Pole und/oder Leiter (130) aufweist, wobei N eine natürliche Zahl größer oder gleich drei ist.

8. Einrichtung (1 10) nach einem der zwei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, dass die jeweiligen Gleichstrom- oder Gleichspannungsquellen (126) identisch oder verschieden ausgestaltet sind.

9. Einrichtung (1 10) nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung 2 bis M verschiedene Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquellen (126) aufweist, wobei M eine natürliche Zahl größer oder gleich drei ist, wobei die Gleich- strom- und/oder Gleichspannungsquellen (126) unabhängig voneinander elektrisch regel- bar sind.

10. Anlage umfassend mindestens eine Einrichtung (110) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

1 1. Anlage nach dem vorhergehenden Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: einem Steameracker, einem Steamrefor- mer, einer Vorrichtung zur Alkandehydrierung.

12. Verfahren zum Erhitzen eines Fluides unter Verwendung einer Einrichtung (1 10) gemäß einem der vorhergehenden, eine Einrichtung betreffenden Ansprüche, wobei das Verfah- ren die folgenden Schritte umfasst:

- Bereitstellen mindestens einer elektrisch leitfähigen Rohrleitung (1 12) und/oder mindes- tens eines elektrisch leitfähigen Rohrleitungssegments (1 14) zur Aufnahme des Fluides;

- Aufnahme des Fluides in die Rohrleitung (1 12) und/oder das Rohrleitungssegment (114);

- Bereitstellen mindestens einer Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquelle (126), wo bei jeder Rohrleitung (112) und/oder jedem Rohrleitungssegment (114) je eine Gleich- strom- oder Gleichspannungsquelle (126) zugeordnet ist, welche mit der jeweiligen Rohr- leitung (112) und/oder mit dem jeweiligen Rohrleitungssegment (1 14) verbunden ist,

- Erzeugen eines elektrischen Stroms in der jeweiligen Rohrleitung (1 12) und/oder in dem jeweiligen Rohrleitungssegment (114) durch die jeweilige Gleichstrom- und/oder Gleich- spannungsquelle (126), welcher die jeweilige Rohrleitung (1 12) und/oder das jeweilige Rohrleitungssegment (114) durch Joulesche Wärme, welche bei Durchgang des elektri- schen Stromes durch leitendes Rohrmaterial entsteht, zum Erhitzen des Fluides erwärmt.

13. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Fluid ein thermisch zu spaltender Kohlenwasserstoff, insbesondere ein thermisch zu spaltendes Gemisch aus Kohlenwasserstoffen, erhitzt wird. 14. Verfahren nach einem der vorhergehenden, ein Verfahren betreffenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass als Fluid Wasser oder Wasserdampf erhitzt wird, wobei je- nes Wasser oder jener Wasserdampf insbesondere auf eine Temperatur im Bereich von 550°C bis 700°C erhitzt wird, und das Fluid zusätzlich einen thermisch zu spaltenden Kohlenwasserstoff, insbesondere ein Gemisch aus thermisch zu spaltenden Kohlenwas- serstoffen, aufweist, wobei das zu erhitzende Fluid ein vorgewärmtes Gemisch aus ther- misch zu spaltenden Kohlenwasserstoffen und Wasserdampf ist.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden, ein Verfahren betreffenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass als Fluid Verbrennungsluft eines Reformerofens vorge- wärmt wird, beispielsweise auf eine Temperatur im Bereich von 200 °C bis 800 °C, bevor- zugt 400 °C bis 700 °C.

Description:
Einrichtung und Verfahren zum Erhitzen eines Fluides in einer Rohrleitung mit Gleichstrom

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zum Erhitzen eines Fluides in einer Rohrleitung.

Derartige Einrichtung sind grundsätzlich bekannt. Beispielsweise beschreibt

WO 2015/197181 A1 eine Einrichtung zum Heizen eines Fluides mit zumindest einer elektrisch leitfähigen Rohrleitung zur Aufnahme des Fluides, und zumindest einer mit der mindestens ei- nen Rohrleitung verbundenen Spannungsquelle. Die mindestens eine Spannungsquelle ist dazu ausgebildet, einen elektrischen Strom in der mindestens einen Rohrleitung zu erzeugen, der die mindestens eine Rohrleitung zum Heizen des Fluides erwärmt. Die mindestens eine Spannungsquelle weist M Außenleiter auf, wobei M eine natürliche Zahl größer oder gleich zwei ist. Die mindestens eine Spannungsquelle ist dazu ausgebildet, an den Außenleitern eine Wechselspannung bereitzustellen. Jene Wechselspannungen sind gegeneinander um 2TT/M phasenverschoben. Die Außenleiter sind so mit der mindestens einen Rohrleitung elektrisch lei tend verbunden, dass eine Sternschaltung gebildet wird.

Vorrichtungen zum Erhitzen eines Fluids in einer Rohrleitung sind grundsätzlich bekannt. Bei- spielsweise beschreibt FR 2 831 154 A1 ein elektrisches Erhitzen zur Unterstützung exothermer Oxidations- und endothermer Pyrolysereaktionen bei hohen Temperaturen in einem kontinuierli- chen Kohlenwasserstoffreformierungsreaktor. US 2014/238523 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Heizen eines Pipelinesystems umfassend mindestens zwei Pipelines entlang denen sich ein elektrisches Widerstandsheizelement erstreckt. US 2016/115025 A1 ist ein System und Ver- fahren zum Erleichtern einer chemischen Reaktion. Das System kann einen elektrischen Leiter aufweisen, welcher eingerichtet ist eine chemische Mischung aufzunehmen. Der Leiter ist direkt mit einer Energiequelle verbunden und wird erhitzt, wenn die Energiequelle an ist. Wenn die chemische Mischung in dem Leiter ist und die Energiequelle an ist, wird die chemische Mi- schung erhitzt und eine chemische Reaktion kann ablaufen. CN 201135883 Y beschreibt einen Röhrenreaktor vom Sofortheiztyp, der ein in der Mitte angeordnetes Reaktionsrohr, eine außer- halb des Reaktionsrohrs bedeckte Wärmeisolationsschicht und eine elektrische Heizungssteu- ereinrichtung umfasst. Das Reaktionsrohr ist direkt mit der elektrischen Heizungssteuereinrich- tung verbunden. Das Reaktionsrohr besteht aus leitendem Material. Das Reaktionsrohr wird als Heizelement verwendet. FR 2722359 A1 beschreibt, dass ein Fluid durch eine gleichförmige zentrale Bohrung einer Leitung tritt, deren Wandstärke axial gleichförmig zunimmt. Eine elektri- sche Energiequelle ist zwischen den Enden angeschlossen. Die Widerstandserwärmung pro Längeneinheit nimmt mit zunehmender Dicke ab, wobei die erforderliche Energieverteilung durch Auswahl geeigneter Abmessungen erzielt wird. US 2013/028580 A1 beschreibt eine Lei- tung zum Transport eines Kohlenwasserstoffs. Die Leitung umfasst ein hohles Innenrohr, das sich in Längsrichtung erstreckt, um das Fluid in dem Innenrohr zu transportieren, und eine elektrisch isolierende Außenfläche aufweist. Auf dem Innenrohr ist eine Heizschicht angeordnet, die in ein Polymermaterial eingebettete Kohlenstofffasern umfasst. Um die Heizschicht ist eine Wärmedämmschicht angeordnet. Um die Wärmedämmschicht ist ein Außenrohr angeordnet. Das Außenrohr ist so ausgelegt, dass es einem Außendruck von mindestens 100 bar standhält. Abstandsmittel halten das Außenrohr in fester Weise vom Innenrohr beabstandet. Stromversor- gungsmittel speisen der Heizschicht einen elektrischen Strom zu, um das Innenrohr zu erwär- men.

Bekannte Einrichtung zum Erhitzen eines Fluides in einer Rohrleitung sind jedoch oft technisch kompliziert oder nur mit hohen technischen Aufwand zu realisieren. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung und ein Verfahren zum Erhitzen eines Fluides bereit- zustellen, welche die Nachteile bekannter Vorrichtungen und Verfahren zumindest weitgehend vermeiden. Insbesondere soll eine die Einrichtung und das Verfahren technisch einfach zu reali- sieren und durchzuführen sein und auch wirtschaftlich sein. Insbesondere soll die Einrichtung und das Verfahren bei der Erhitzung von Fluiden, welche eine Isolationsminderung verursa- chen, beispielsweise einer Verkokung bei Spaltöfen, anwendbar sein.

Diese Aufgabe wurde durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind u. a. in den zugehörigen Unteransprüchen und Unteranspruchsverknüpfungen angegeben.

Im Folgenden werden die Begriffe„haben“,„aufweisen“,„umfassen“ oder„einschließen“ oder beliebige grammatikalische Abweichungen davon in nicht-ausschließlicher Weise verwendet. Dementsprechend können sich diese Begriffe sowohl auf Situationen beziehen, in welchen, ne- ben dem durch diese Begriffe eingeführten Merkmal, keine weiteren Merkmale vorhanden sind, oder auf Situationen, in welchen ein oder mehrere weitere Merkmale vorhanden sind. Beispiels- weise kann sich der Ausdruck„A hat B“,„A weist B auf,„A umfasst B“ oder„A schließt B ein“ sowohl auf die Situation beziehen, in welcher, abgesehen von B, kein weiteres Element in A vorhanden ist (d.h. auf eine Situation, in welcher A ausschließlich aus B besteht), als auch auf die Situation, in welcher, zusätzlich zu B, ein oder mehrere weitere Elemente in A vorhanden sind, beispielsweise Element C, Elemente C und D oder sogar weitere Elemente.

Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass die Begriffe„mindestens ein“ und„ein oder mehrere“ sowie grammatikalische Abwandlungen dieser Begriffe oder ähnliche Begriffe, wenn diese in Zusammenhang mit einem oder mehreren Elementen oder Merkmalen verwendet werden und ausdrücken sollen, dass das Element oder Merkmal einfach oder mehrfach vorgesehen sein kann, in der Regel lediglich einmalig verwendet werden, beispielsweise bei der erstmaligen Ein- führung des Merkmals oder Elementes. Bei einer nachfolgenden erneuten Erwähnung des Merkmals oder Elementes wird der entsprechende Begriff„mindestens ein“ oder„ein oder meh- rere“ in der Regel nicht mehr verwendet, ohne Einschränkung der Möglichkeit, dass das Merk- mal oder Element einfach oder mehrfach vorgesehen sein kann.

Weiterhin werden im Folgenden die Begriffe„vorzugsweise“,„insbesondere“,„beispielswe ise“ oder ähnliche Begriffe in Verbindung mit optionalen Merkmalen verwendet, ohne dass alterna- tive Ausführungsformen hierdurch beschränkt werden. So sind Merkmale, welche durch diese Begriffe eingeleitet werden, optionale Merkmale, und es ist nicht beabsichtigt, durch diese Merkmale den Schutzumfang der Ansprüche und insbesondere der unabhängigen Ansprüche einzuschränken. So kann die Erfindung, wie der Fachmann erkennen wird, auch unter Verwen- dung anderer Ausgestaltungen durchgeführt werden. In ähnlicher Weise werden Merkmale, welche durch„in einer Ausführungsform der Erfindung“ oder durch„in einem Ausführungsbei- spiel der Erfindung“ eingeleitet werden, als optionale Merkmale verstanden, ohne dass hier- durch alternative Ausgestaltungen oder der Schutzumfang der unabhängigen Ansprüche einge- schränkt werden soll. Weiterhin sollen durch diese einleitenden Ausdrücke sämtliche Möglich- keiten, die hierdurch eingeleiteten Merkmale mit anderen Merkmalen zu kombinieren, seien es optionale oder nicht-optionale Merkmale, unangetastet bleiben.

In einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Einrichtung zum Erhitzen eines Fluides vorgeschlagen. Unter einem„Fluid“ wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein gasförmiges und/oder flüssiges Medium verstanden. Das Fluid kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: Wasser, Wasserdampf, einer Verbrennungsluft, einem Kohlenwasserstoffgemisch, einem zu spaltenden Kohlenwasserstoff. Beispielsweise kann das Fluid ein thermisch zu spaltender Kohlenwasserstoff, insbesondere ein thermisch zu spaltendes Gemisch aus Kohlenwasserstoffen, sein. Beispielsweise kann das Fluid Wasser oder Wasser- dampf sein und zusätzlich einen thermisch zu spaltenden Kohlenwasserstoff, insbesondere ein Gemisch aus thermisch zu spaltenden Kohlenwasserstoffen, aufweisen. Das Fluid kann bei- spielsweise ein vorgewärmtes Gemisch aus thermisch zu spaltenden Kohlenwasserstoffen und Wasserdampf sein. Auch andere Fluide sind denkbar. Unter„Erhitzen eines Fluides“ kann ein Vorgang verstanden werden, welcher zu einer Änderung einer Temperatur des Fluides führt, insbesondere zu einem Anstieg der Temperatur des Fluides, beispielsweise zu einem Erwär- men des Fluides. Das Fluid kann beispielsweise durch das Erhitzen bis zu einem vorgegebenen oder vorbestimmten Temperaturwert erwärmt werden. Beispielsweise kann das Fluid auf eine Temperatur im Bereich von 400°C bis 1200°C erhitzt werden.

Die Einrichtung kann Teil einer Anlage sein. Beispielsweise kann die Anlage ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: einem Steameracker, einem Steamreformer, einer Vorrichtung zur Alkandehydrierung. Beispielsweise kann die Anlage eingerichtet sein mindestens ein Ver- fahren durchzuführen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Steamcracking, Steamrefor- ming, Alkandehydrierung.

Die Einrichtung kann beispielsweise Teil eines Steamerackers sein. Unter„Steamcracking“ kann ein Verfahren verstanden werden, bei welchem durch thermisches Cracken längerkettige Kohlenwasserstoffe, beispielsweise Naphtha, Propan, Butan und Ethan sowie Gasöl und Hyd- rowax, in Gegenwart von Wasserdampf in kurzkettige Kohlenwasserstoffe umgewandelt wer- den. Bei dem Steamcracking kann Wasserstoff, Methan, Ethen und Propen als Hauptprodukt, sowie u.a. Butene und Pyrolysebenzin erzeugt werden. Der Steameracker kann eingerichtet sein das Fluid auf eine Temperatur im Bereich von 550°C bis 1100°C zu erwärmen. Beispielsweise kann die Einrichtung Teil eines Reformerofens sein. Unter„Steamreforming“ kann ein Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff und Kohlenoxiden aus Wasser und kohlen- stoffhaltigen Energieträgern, insbesondere Kohlenwasserstoffen wie Erdgas, Leichtbenzin, Me- thanol, Biogas oder Biomasse verstanden werden. Beispielsweise kann das Fluid auf eine Tem- peratur im Bereich von 200 °C bis 800 °C, bevorzugt von 400 °C bis 700 °C, erwärmt werden.

Beispielsweise kann die Einrichtung Teil einer Vorrichtung zur Alkandehydrierung sein. Unter einer„Alkandehydrierung“ kann ein Verfahren zur Herstellung von Alkenen durch Dehydrierung von Alkanen, beispielsweise Dehydrierung von Butan zu Butenen (BDH) oder Dehydrierung von Propan zu Propen (PDH), verstanden werden. Die Vorrichtung zur Alkandehydrierung kann ein- gerichtet sein das Fluid auf eine Temperatur im Bereich von 400°C bis 700°C zu erwärmen.

Auch andere Temperaturen und Temperaturbereiche sind jedoch denkbar.

Die Einrichtung umfasst:

- mindestens eine elektrisch leitfähige Rohrleitung und/oder mindestens ein elektrisch leit- fähiges Rohrleitungssegment zur Aufnahme des Fluides, und

- mindestens eine Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquelle, wobei jeder Rohrleitung und/oder jedem Rohrleitungssegment je eine Gleichstrom- und/oder Gleichspannungs- quelle zugeordnet ist, welche mit der jeweiligen Rohrleitung und/oder mit dem jeweiligen Rohrleitungssegment verbunden ist, wobei die jeweilige Gleichstrom- und/oder Gleich- spannungsquelle dazu ausgebildet ist, einen elektrischen Strom in der jeweiligen Rohrlei- tung und/oder in dem jeweiligen Rohrleitungssegment zu erzeugen, welcher die jeweilige Rohrleitung und/oder das jeweilige Rohrleitungssegment durch Joulesche Wärme, welche bei Durchgang des elektrischen Stromes durch leitendes Rohrmaterial entsteht, zum Er- hitzen des Fluides erwärmt.

Unter einer Rohrleitung kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine beliebige geformte Vorrichtung verstanden werden, welche eingerichtet ist das Fluid aufzunehmen und zu trans- portieren. Unter einem Rohrleitungssegment kann ein Teilbereich einer Rohrleitung verstanden werden. Die Rohrleitung kann mindestens ein symmetrisches und/oder mindestens ein unsym- metrisches Rohr aufweisen. Geometrie und/oder Oberflächen und/oder Material der Rohrleitung kann anhängig von einem zu transportierenden Fluid sein. Unter einer„elektrisch leitfähigen Rohrleitung“ kann verstanden werden, dass die Rohrleitung, insbesondere das Material der Rohrleitung, eingerichtet ist elektrischen Strom zu leiten. Die Rohrleitung kann als ein Reakti- onsrohr eines Reformerofens ausgebildet sein. Die Rohrleitung kann eingerichtet sein als Reak- tionsrohr mindestens einer Anlage ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: einem

Steameracker, einem Steamreformer, einer Vorrichtung zur Alkandehydrierung.

Die Einrichtung kann eine Mehrzahl an Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmenten aufwei- sen. Die Einrichtung kann L Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmente aufweisen, wobei L eine natürliche Zahl größer oder gleich zwei ist. Beispielsweise kann die Einrichtung mindes- tens zwei, drei, vier, fünf oder auch mehr Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmente auf- weisen. Die Einrichtung kann beispielsweise bis zu hundert Rohrleitungen und/oder Rohrlei- tungssegmente aufweisen. Die Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmente können identisch oder verschieden ausgestaltet sein. Die Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmente können symmetrische und/oder unsymmetrische Rohre und/oder Kombinationen davon aufweisen. Bei einer rein symmetrischen Ausgestaltung kann die Einrichtung Rohrleitungen und/oder Rohrlei- tungssegmente von einem identischen Rohrtyp aufweisen. Unter„unsymmetrische Rohre“ und „Kombinationen von symmetrischen und unsymmetrischen Rohren“ kann verstanden werden, dass die Einrichtung eine beliebige Kombination von Rohrtypen aufweisen kann, welche bei- spielsweise zudem beliebig parallel oder in Reihe verschaltet sein können. Unter einem„Rohr- typ“ kann eine durch bestimmte Merkmale gekennzeichnete Kategorie oder Art von Rohrleitung und/oder Rohrleitungssegment verstanden werden. Der Rohrtyp kann mindestens durch ein Merkmal charakterisiert werden ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: einer horizontalen Ausgestaltung der Rohrleitung und/oder des Rohrleitungssegments; einer vertikalen Ausgestal- tung der Rohrleitung und/oder des Rohrleitungssegments; einer Länge im Eintritt (L1) und/oder Austritt (L2) und/oder Übergang (L3); einem Durchmesser im Eintritt (d1 ) und Austritt (d2) und/oder Übergang (d3); Anzahl n von Pässen; Länge pro Pass; Durchmesser pro Pass; Geo- metrie; Oberfläche; und Material. Die Einrichtung kann eine Kombination von mindestens zwei verschiedenen Rohrtypen aufweisen, welche parallel und/oder in Reihe verschaltet sind. Bei- spielsweise kann die Einrichtung Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmente von unter- schiedlichen Längen im Eintritt (L1) und/oder Austritt (L2) und/oder Übergang (L3) aufweisen. Beispielsweise kann die Einrichtung Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmente mit einer Asymmetrie der Durchmesser im Eintritt (d1 ) und/oder Austritt (d2) und/oder Übergang (d3) auf- weisen. Beispielsweise kann die Einrichtung Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmente mit einer unterschiedlichen Anzahl von Pässen aufweisen. Beispielsweise kann die Einrichtung Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmente mit Pässen mit unterschiedlichen Längen pro Pass und/oder unterschiedlichem Durchmesser pro Pass aufweisen. Grundsätzlich sind belie- bige Kombinationen parallel und/oder in Reihe von allen Rohrtypen denkbar. Die Einrichtung kann eine Mehrzahl von Feed-Einlässen und/oder Feed-Auslässen und/oder Produktionsströ- men aufweisen. Unter„Feed“ kann ein Stoffstrom verstanden werden, welcher der Einrichtung zugeführt wird. Die Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmente von verschiedenem oder identischem Rohrtyp können parallel und/oder in Reihe mit mehreren Feed-Einlässen und/oder Feed-Auslässen angeordnet sein. Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmente können in verschiedenen Rohrtypen in Form eines Baukastens vorliegen und abhängig von einem Ver- wendungszweck ausgewählt und beliebig kombiniert werden. Durch eine Verwendung von Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmenten von verschiedenen Rohrtypen kann eine ge- nauere Temperaturführung, und/oder eine Anpassung der Reaktion bei schwankendem Feed und/oder eine selektive Ausbeute der Reaktion und/oder eine optimierte Verfahrenstechnik er- möglicht werden. Die Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmente können identische oder verschiedene Geometrien und/oder Oberflächen und/oder Materialien aufweisen. Die Rohrlei- tungen und/oder Rohrleitungssegmente können durchverbunden sein und so ein Rohrsystem zur Aufnahme des Fluides bilden. Unter einem„Rohrsystem“ kann eine Vorrichtung aus min- destens zwei, insbesondere miteinander verbundenen, Rohrleitungen und/oder Rohrleitungs- segmenten verstanden werden. Das Rohrsystem kann zu- und abführende Rohrleitungen auf- weisen. Das Rohrsystem kann mindestens einen Einlass zur Aufnahme des Fluides aufweisen. Das Rohrsystem kann mindestens einen Auslass zur Ausgabe des Fluides aufweisen. Unter „durchverbunden“ kann verstanden werden, dass die Rohrleitungen und/oder Rohrleitungsseg- mente miteinander in einer Fluidverbindung stehen. So können die Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmente derart angeordnet und verbunden sein, dass das Fluid die die Rohrlei- tungen und/oder Rohrleitungssegmente nacheinander durchströmt. Die Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmente können parallel zu einander verschaltet sein, derart, dass das Fluid min- destens zwei Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmente parallel durchströmen kann. Die Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmente, insbesondere die parallel geschalteten Rohrlei- tungen und/oder Rohrleitungssegmente, können derart eingerichtet sein unterschiedliche Fluide parallel zu transportieren. Insbesondere können für einen Transport von verschiedenen Fluiden die parallel geschalteten Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmente, zueinander verschie- dene Geometrien und/oder Oberflächen und/oder Materialien aufweisen. Insbesondere für den Transport eines Fluides, können mehrere oder sämtliche der Rohrleitungen und/oder Rohrlei- tungssegmente parallel konfiguriert sein, so dass das Fluid auf jene parallel konfigurierten Rohr- leitungen aufteilbar ist. Auch Kombinationen von einer seriellen und parallelen Schaltung sind denkbar.

Die Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmente und entsprechend zu- und abführenden Rohrleitungen können miteinander fluidleitend verbunden sein, wobei die Rohrleitungen und/o- der Rohrleitungssegmente und die zu- und abführenden Rohrleitungen galvanisch voneinander getrennt sein können. Unter„galvanisch voneinander getrennt“ kann verstanden werden, dass die Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmente und die zu- und abführenden Rohrleitungen derart voneinander getrennt sind, dass keine elektrische Leitung und/oder eine tolerierbare elektrische Leitung zwischen den Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmente und den zu- und abführenden Rohrleitungen erfolgt. Die Einrichtung kann mindestens einen Isolator, insbe- sondere eine Mehrzahl von Isolatoren, aufweisen. Die galvanische Trennung zwischen den je- weiligen Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmenten und den zu- und abführenden Rohrlei- tungen kann durch die Isolatoren gewährleistet sein. Die Isolatoren können einen freien Durch- fluss des Fluides sicherstellen.

Unter einer„Gleichstromquelle“ kann eine Vorrichtung verstanden werden, welche eingerichtet ist einen Gleichstrom bereitzustellen. Unter einer„Gleichspannungsquelle“ kann eine Vorrich- tung verstanden werden, welche eingerichtet ist eine Gleichspannung bereitzustellen. Die Gleichstromquelle und/oder die Gleichspannungsquelle sind eingerichtet einen Gleichstrom in der jeweiligen Rohrleitung und/oder dem jeweiligen Rohrleitungssegment zu erzeugen. Unter „Gleichstrom“ kann ein in Stärke und Richtung im Wesentlichen konstanter elektrischer Strom verstanden werden. Unter einer„Gleichspannung“ kann eine im Wesentlichen konstante elektri- sche Spannung verstanden werden. Unter„im Wesentlichen konstant“ kann ein Strom oder eine Spannung verstanden werden, welcher dessen Schwankungen für die beabsichtigte Wir- kung unwesentlich ist. Jeder der Rohrleitungen und/oder für jedes Rohrleitungssegment kann je eine Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquelle zugeordnet sein, welche mit der jeweiligen Rohrleitung und/o- der mit dem jeweiligen Rohrleitungssegment verbunden ist, insbesondere elektrisch über min- destens eine elektrische Verbindung. Zur Verbindung der Gleichstrom- und/oder Gleichspan- nungsquellen und der jeweiligen Rohrleitung und/oder mit dem jeweiligen Rohrleitungssegment kann die Einrichtung 1 bis N positive Pole und/oder Leiter und 1 bis N negative Pole und/oder Leiter aufweisen, wobei N eine natürliche Zahl größer oder gleich zwei ist.

Die Einrichtung kann eine Mehrzahl von Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquellen auf- weisen. Jeder Rohrleitung und/oder jedem Rohrleitungssegment kann je eine Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquelle zugeordnet sein, welche mit der jeweiligen Rohrleitung und/o- der mit dem jeweiligen Rohrleitungssegment verbunden ist, insbesondere elektrisch über min- destens eine elektrische Verbindung. Zur Verbindung der Gleichstrom- und/oder Gleichspan- nungsquellen und der jeweiligen Rohrleitung und/oder mit dem jeweiligen Rohrleitungssegment kann die Einrichtung 2 bis N positive Pole und/oder Leiter und 2 bis N negative Pole und/oder Leiter aufweisen, wobei N eine natürliche Zahl größer oder gleich drei ist. Die jeweilige Gleich- strom- und/oder Gleichspannungsquellen kann dazu eingerichtet sein einen elektrischen Strom in der jeweiligen Rohrleitung und/oder in dem jeweiligen Rohrleitungssegment zu erzeugen. Der erzeugte Strom kann die jeweilige Rohrleitung und/oder das jeweilige Rohrleitungssegment durch Joulesche Wärme, die bei Durchgang des elektrischen Stromes durch leitendes Rohrma- terial entsteht, zum Erhitzen des Fluides erwärmen. Unter„Erwärmen der Rohrleitung und/oder des Rohrleitungssegments“ kann ein Vorgang verstanden werden, welcher zu einer Änderung einer Temperatur der Rohrleitung und/oder des Rohrleitungssegments führt, insbesondere ei- nen Anstieg der Temperatur der Rohrleitung und/oder des Rohrleitungssegments.

Weiter kann die Einrichtung mindestens einen Heizdraht aufweisen, welcher beispielsweise um die Rohrleitung und/oder das Rohrleitungssegment gewickelt sein kann. Die Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquelle kann mit dem Heizdraht verbunden sein. Die Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquelle kann eingerichtet sein einen Strom in dem Heizdraht und so Wärme zu erzeugen. Der Heizdraht kann eingerichtet sein die Rohrleitung und/oder das Rohr- leitungssegment zu erwärmen, insbesondere zu erhitzen.

Die Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquellen können entweder geregelt oder ungeregelt sein. Die Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquellen können mit oder ohne Regelungs- möglichkeit mindestens einer elektrischen Ausgangsgröße ausgestaltet sein. Unter einer„Aus- gangsgröße“ kann ein Strom und/oder ein Spannungswert und/oder ein Strom und/oder ein Spannungssignal verstanden werden. Die Einrichtung kann 2 bis M verschiedene Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquellen aufweisen, wobei M eine natürliche Zahl größer oder gleich drei ist. Die Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquellen können unabhängig voneinander elektrisch regelbar sein. So kann beispielsweise ein verschiedener Strom in den jeweiligen Rohrleitungen erzeugt und verschiedene Temperaturen in den Rohrleitungen erreicht werden. In einem weiteren Aspekt wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Erhit zen eines Fluides vorgeschlagen. In dem Verfahren wird eine erfindungsgemäße Einrichtung verwendet. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

Bereitstellen mindestens einer elektrisch leitfähigen Rohrleitung und/oder mindestens ei- nes elektrisch leitfähigen Rohrleitungssegments zur Aufnahme des Fluides;

Aufnahme des Fluides in die Rohrleitung und/oder das Rohrleitungssegment;

Bereitstellen mindestens einer Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquelle, wobei jeder Rohrleitung und/oder jedem Rohrleitungssegment je eine Gleichstrom- und/oder Gleichspan- nungsquelle zugeordnet ist, welche mit der jeweiligen Rohrleitung und/oder mit dem jeweiligen Rohrleitungssegment verbunden ist,

Erzeugen eines elektrischen Stroms in der jeweiligen Rohrleitung und/oder in dem jeweili gen Rohrleitungssegment durch die jeweilige Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquelle, welcher die jeweilige Rohrleitung und/oder das jeweilige Rohrleitungssegment durch Joulesche Wärme, welche bei Durchgang des elektrischen Stromes durch leitendes Rohrmaterial entsteht, zum Erhitzen des Fluides erwärmt.

Hinschlich Ausführungsformen und Definitionen kann auf obige Beschreibung der Einheit werden. Die Verfahrensschritte können in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden, wobei ei- ner oder mehrere der Schritte zumindest teilweise auch gleichzeitig durchgeführt werden können und wobei einer oder mehrere der Schritte mehrfach wiederholt werden können. Darüber hinaus können weitere Schritte unabhängig davon, ob sie in der vorliegenden Anmeldung erwähnt wer- den oder nicht, zusätzlich ausgeführt werden.

Das Fluid kann die jeweiligen Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmente der Einrichtung durchströmen und in diesen erhitzt werden, indem die Rohrleitungen durch einen in diese Rohr- leitungen und/oder Rohrleitungssegmente aus den Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquel- len eingeprägten Gleichstrom erhitzt werden, so dass in den Rohrleitungen und/oder Rohrlei- tungssegmenten Joulesche Wärme erzeugt wird, welche auf das Fluid übertragen wird, so dass dieses beim Durchströmen der Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmente erhitzt wird.

Beispielsweise kann als Fluid ein thermisch zu spaltender Kohlenwasserstoff, insbesondere ein thermisch zu spaltendes Gemisch aus Kohlenwasserstoffen, erhitzt werden.

Beispielsweise kann als Fluid Wasser oder Wasserdampf erhitzt werden, wobei jenes Wasser oder jener Wasserdampf insbesondere auf eine Temperatur im Bereich von 550°C bis 700°C erhitzt wird, und das Fluid zusätzlich einen thermisch zu spaltenden Kohlenwasserstoff, insbe- sondere ein Gemisch aus thermisch zu spaltenden Kohlenwasserstoffen, aufweist, insbeson- dere enthält. Das zu erhitzende Fluid kann ein vorgewärmtes Gemisch aus thermisch zu spal- tenden Kohlenwasserstoffen und Wasserdampf sein. Beispielsweise kann als Fluid Verbrennungsluft eines Reformerofens vorgewärmt bzw. aufge- heizt werden, beispielsweise auf eine Temperatur im Bereich von 200 °C bis 800 °C, bevorzugt 400 °C bis 700 °C.

Beispielsweise kann die Rohrleitung als Reaktionsrohr eines Reformerofens ausgebildet sein.

Zusammenfassend sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung folgende Ausführungs-formen besonders bevorzugt:

Ausführungsform 1 : Einrichtung zum Erhitzen eines Fluides umfassend

- mindestens eine elektrisch leitfähige Rohrleitung und/oder mindestens ein elektrisch leit-fähi- ges Rohrleitungssegment zur Aufnahme des Fluides, und

- mindestens eine Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquelle, wobei jeder Rohrleitung und/oder jedem Rohrleitungssegment je eine Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquelle zu- geordnet ist, welche mit der jeweiligen Rohrleitung und/oder mit dem jeweiligen Rohrleitungs- segment verbunden ist, wobei die jeweilige Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquelle dazu ausgebildet ist, einen elektrischen Strom in der jeweiligen Rohrleitung und/oder in dem jeweili gen Rohrleitungssegment zu erzeugen, welcher die jeweilige Rohrleitung und/oder das jewei- lige Rohrleitungssegment durch Joulesche Wärme, welche bei Durchgang des elektrischen Stromes durch leitendes Rohrmaterial entsteht, zum Erhitzen des Fluides erwärmt.

Ausführungsform 2: Einrichtung nach der vorhergehenden Ausführungsform, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Einrichtung eine Mehrzahl von Rohrleitungen und/oder Rohrleitungsseg- mente aufweist, wobei die Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmente durchverbunden sind und somit ein Rohrsystem zur Aufnahme des Fluides bilden.

Ausführungsform 3: Einrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung L Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmente auf- weist, wobei L eine natürliche Zahl größer oder gleich zwei ist, wobei die Rohrleitungen und/o- der Rohrleitungssegmente symmetrische und/oder unsymmetrische Rohre und/oder eine Kom- bination davon aufweisen.

Ausführungsform 4: Einrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung L Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmente auf- weist, wobei L eine natürliche Zahl größer oder gleich zwei ist, wobei die Einrichtung eine Kom- bination von mindestens zwei verschiedenen Rohrtypen aufweist, welche parallel und/oder in Reihe verschaltet sind, wobei der Rohrtyp mindestens durch ein Merkmal charakterisiert wird ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: einer horizontalen Ausgestaltung der Rohrleitung und/oder des Rohrleitungssegments; einer vertikalen Ausgestaltung der Rohrleitung und/oder des Rohrleitungssegments; einer Länge im Eintritt (L1 ) und/oder Austritt (L2) und/oder Über- gang (L3); einem Durchmesser im Eintritt (d1 ) und Austritt (d2) und/oder Übergang (d3); Anzahl n von Pässen; Länge pro Pass; Durchmesser pro Pass; Geometrie; Oberfläche; und Material. Ausführungsform 5: Einrichtung nach einer der drei vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmente und entspre- chend zu- und abführenden Rohrleitungen miteinander fluidleitend verbunden sind, wobei die Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmente und die zu- und abführenden Rohrleitungen gal vanisch voneinander getrennt sind.

Ausführungsform 6: Einrichtung nach der vorhergehenden Ausführungsform, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Einrichtung Isolatoren aufweist, welche eingerichtet sind zur galvanische Trennung zwischen den jeweiligen Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmenten und den zu- und abführenden Rohrleitungen, wobei die Isolatoren eingerichtet sind, um einen freien Durch- fluss des Fluides sicherzustellen.

Ausführungsform 7: Einrichtung nach einer der fünf vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere oder sämtliche der Rohrleitungen und/oder Rohrlei- tungssegmente seriell und/oder parallel konfiguriert sind.

Ausführungsform 8: Einrichtung nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung eine Mehrzahl von Gleichstrom- und/oder Gleichspan- nungsquellen aufweist, wobei die Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquellen mit/ohne Re- gelungsmöglichkeit mindestens einer elektrischen Ausgangsgröße ausgestaltet sind.

Ausführungsform 9: Einrichtung nach der vorhergehenden Ausführungsform, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Einrichtung zur Verbindung der Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquel- len und der jeweiligen Rohrleitung und/oder mit dem jeweiligen Rohrleitungssegment 2 bis N positive Pole und/oder Leiter und 2 bis N negative Pole und/oder Leiter aufweist, wobei N eine natürliche Zahl größer oder gleich drei ist.

Ausführungsform 10: Einrichtung nach einer der zwei vorhergehenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquellen identisch oder verschieden ausgestaltet sind.

Ausführungsform 1 1 : Einrichtung nach der vorhergehenden Ausführungsform, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Einrichtung 2 bis M verschiedene Gleichstrom- und/oder Gleichspannungs- quellen aufweist, wobei M eine natürliche Zahl größer oder gleich drei ist, wobei die Gleich- strom- und/oder Gleichspannungsquellen unabhängig voneinander elektrisch regelbar sind.

Ausführungsform 12: Anlage umfassend mindestens eine Einrichtung nach einer der vorherge- henden Ausführungsformen.

Ausführungsform 123 Anlage nach der vorhergehenden Ausführungsform dadurch gekenn- zeichnet, dass die Anlage ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: einem Steameracker, einem Steamreformer, einer Vorrichtung zur Alkandehydrierung. Ausführungsform 14: Verfahren zum Erhitzen eines Fluides unter Verwendung einer Einrichtung gemäß einer der vorhergehenden, eine Einrichtung betreffenden Ausführungsformen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

- Bereitstellen mindestens einer elektrisch leitfähigen Rohrleitung und/oder mindestens eines elektrisch leitfähigen Rohrleitungssegments zur Aufnahme des Fluides;

- Aufnahme des Fluides in die Rohrleitung und/oder das Rohrleitungssegment;

- Bereitstellen mindestens einer Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquelle, wobei jeder Rohrleitung und/oder jedem Rohrleitungssegment je eine Gleichstrom- und/oder Gleichspan- nungsquelle zugeordnet ist, welche mit der jeweiligen Rohrleitung und/oder mit dem jeweiligen Rohrleitungssegment verbunden ist,

- Erzeugen eines elektrischen Stroms in der jeweiligen Rohrleitung und/oder in dem jeweiligen Rohrleitungssegment durch die jeweilige Gleichstrom- und/oder Gleichspannungs-quelle, wel- cher die jeweilige Rohrleitung und/oder das jeweilige Rohrleitungssegment durch Joulesche Wärme, welche bei Durchgang des elektrischen Stromes durch leitendes Rohrmaterial entsteht, zum Erhitzen des Fluides erwärmt.

Ausführungsform 15: Verfahren nach der vorhergehenden Ausführungsform, dadurch gekenn- zeichnet, dass als Fluid ein thermisch zu spaltender Kohlenwasserstoff, insbesondere ein ther- misch zu spaltendes Gemisch aus Kohlenwasserstoffen, erhitzt wird.

Ausführungsform 16: Verfahren nach einer der vorhergehenden, ein Verfahren betreffenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass als Fluid Wasser oder Wasserdampf erhitzt wird, wobei jenes Wasser oder jener Wasserdampf insbesondere auf eine Temperatur im Be- reich von 550°C bis 700°C erhitzt wird, und das Fluid zusätzlich einen thermisch zu spaltenden Kohlenwasserstoff, insbesondere ein Gemisch aus thermisch zu spaltenden Kohlenwasserstof- fen, aufweist, wobei das zu erhitzende Fluid ein vorgewärmtes Gemisch aus thermisch zu spal- tenden Kohlenwasserstoffen und Wasserdampf ist.

Ausführungsform 17: Verfahren nach einer der vorhergehenden, ein Verfahren betreffenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass als Fluid Verbrennungsluft eines Reformer- ofens vorgewärmt wird, beispielsweise auf eine Temperatur im Bereich von 200 °C bis 800 °C, bevorzugt 400 °C bis 700 °C.

Ausführungsform 18: Verfahren nach einer der vorhergehenden ein Verfahren betreffenden Ausführungsformen, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrleitung als Reaktionsrohre eines Reformerofens ausgebildet sind.

Kurze Beschreibung der Figuren

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei- bung von bevorzugten Ausführungsbeispielen, insbesondere in Verbindung mit den Unteransprü- chen. Hierbei können die jeweiligen Merkmale für sich alleine oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Ausführungsbeispiele sind in den Figuren schematisch dargestellt. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren bezeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche bzw. hinsichtlich ihrer Funktionen einander entsprechende Elemente.

Im Einzelnen zeigen:

Figuren 1a bis 1 c schematische Darstellungen von Ausführungsbeispielen einer erfindungs- gemäßen Einrichtung;

Figur 2 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung;

Figur 3 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung;

Figur 4a und b schematische Darstellungen weiterer Ausführungsbeispiele der erfin- dungsgemäßen Einrichtung;

Figuren 5a bis 5c schematische Darstellungen von Ausführungsbeispielen einer erfindungs- gemäßen Einrichtung;

Figur 6 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung;

Figur 7 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung;

Figuren 8a und 8b schematische Darstellungen weiterer Ausführungsbeispiele der erfin- dungsgemäßen Einrichtung;

Figuren 9Ai bis Cvi schematische Darstellung von Rohrtypen; und

Figuren 10 a bis y einen Baukasten mit Rohrtypen und erfindungsgemäße Ausführungsbei- spiele von Kombinationen von Rohrleitungen und/oder Rohrleitungsseg- menten.

Ausführungsbeispiele

Figuren 1a bis 1 c zeigen jeweils eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels ei- ner erfindungsgemäßen Einrichtung 1 10 zum Erhitzen eines Fluides. Die Einrichtung 110 um- fasst mindestens eine elektrisch leitfähige Rohrleitung 112 und/oder mindestens ein elektrisch leitfähiges Rohrleitungssegment 1 14 zur Aufnahme des Fluides. Das Fluid kann ein gasförmi- ges und/oder flüssiges Medium sein. Das Fluid kann beispielsweise ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: Wasser, Wasserdampf, einer Verbrennungsluft, einem Kohlenwasser- stoffgemisch, einem zu spaltenden Kohlenwasserstoff. Beispielsweise kann das Fluid ein ther- misch zu spaltender Kohlenwasserstoff, insbesondere ein thermisch zu spaltendes Gemisch aus Kohlenwasserstoffen, sein. Beispielsweise kann das Fluid Wasser oder Wasserdampf sein und zusätzlich einen thermisch zu spaltenden Kohlenwasserstoff, insbesondere ein Gemisch aus thermisch zu spaltenden Kohlenwasserstoffen, aufweisen. Das Fluid kann beispielsweise ein vorgewärmtes Gemisch aus thermisch zu spaltenden Kohlenwasserstoffen und Wasser- dampf sein. Auch andere Fluide sind denkbar. Die Einrichtung 1 10 kann eingerichtet sein das Fluid zu erwärmen, insbesondere einen Anstieg der Temperatur des Fluides zu bewirken. Das Fluid kann beispielsweise durch das Erhitzen bis zu einem vorgegebenen oder vorbestimmten Temperaturwert geheizt werden. Beispielsweise kann das Fluid auf eine Temperatur im Bereich von 400°C bis 1200°C erhitzt werden.

Beispielsweise kann die Einrichtung 1 10 kann Teil einer Anlage sein. Beispielsweise kann die Anlage ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus: einem Steameracker, einem Steamre- former, einer Vorrichtung zur Alkandehydrierung. Beispielsweise kann die Einrichtung 1 10 ein- gerichtet sein mindestens ein Verfahren durchzuführen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Steamcracking, Steamreforming, Alkandehydrierung. Die Einrichtung 1 10 kann beispiels- weise Teil eines Steamerackers sein. Der Steameracker kann eingerichtet sein das Fluid auf eine Temperatur im Bereich von 550°C bis 1 100°C zu erwärmen. Beispielsweise kann die Ein- richtung 1 10 Teil eines Reformerofens sein. Beispielsweise kann das Fluid eine Verbrennungs- luft eines Reformerofens sein, welche vorgewärmt bzw. aufgeheizt wird, beispielsweise auf eine Temperatur im Bereich von 200 °C bis 800 °C, bevorzugt von 400 °C bis 700 °C. Beispielsweise kann die Einrichtung 1 10 Teil einer Vorrichtung zur Alkandehydrierung sein. Die Vorrichtung zur Alkandehydrierung kann eingerichtet sein das Fluid auf eine Temperatur im Bereich von 400°C bis 700°C zu erwärmen. Auch andere Temperaturen und Temperaturbereiche sind jedoch denkbar.

Die Rohrleitung 1 12 und/oder das Rohrleitungssegment 1 14 kann eingerichtet sein das Fluid auf- zunehmen und zu transportieren. Die Rohrleitung 1 12 und/oder das Rohrleitungssegment 1 14 kann mindestens einen Schenkel 1 16 oder eine Windung umfassen. Die Rohrleitung 1 12 kann mindestens ein symmetrisches und/oder mindestens ein unsymmetrisches Rohr aufweisen. Figur 1 c zeigt eine Ausführungsform mit drei symmetrischen Rohrleitung 1 12 und/oder Rohrleitungs- segmenten 1 14. Geometrie und/oder Oberflächen und/oder Material der Rohrleitung 1 12 kann anhängig von einem zu transportierenden Fluid sein. Die Rohrleitung 1 12 und/oder das Rohrlei- tungssegment 1 14 kann eingerichtet sein elektrischen Strom zu leiten. Die Rohrleitung 1 12 kann als ein Reaktionsrohr eines Reformerofens ausgebildet sein.

Figur 1 b zeigt ein Ausführungsbeispiel, in welchem die Einrichtung eine Rohrleitung 1 12 aufweist. Die Einrichtung 1 10 kann eine Mehrzahl an Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohrleitungssegmenten 1 14 aufweisen, beispielsweise wie in Figur 1 a gezeigt zwei oder wie in Figur 1 c gezeigt drei. Die Einrichtung 1 10 kann L Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohrleitungssegmente 1 14 aufweisen, wobei L eine natürliche Zahl größer oder gleich zwei ist. Beispielsweise kann die Einrichtung 1 10 min- destens zwei, drei, vier, fünf oder auch mehr Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohrleitungssegmente 1 14 aufweisen. Die Einrichtung 1 10 kann beispielsweise bis zu hundert Rohrleitungen 1 12 und/o- der Rohrleitungssegmente 1 14 aufweisen. Die Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohrleitungsseg- mente 1 14 können identisch oder verschieden ausgestaltet sein. Die Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohrleitungssegmente 1 14 können durchverbunden sein und so ein Rohrsystem 1 18 zur Auf- nahme des Fluides bilden. Das Rohrsystem 1 18 kann zu- und abführende Rohrleitungen 1 12 aufweisen. Das Rohrsysteml 18 kann mindestens einen Einlass 120 zur Aufnahme des Fluides aufweisen. Das Rohrsystem 1 18 kann mindestens einen Auslass 122 zur Ausgabe des Fluides aufweisen. Figur 1 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohr- leitungssegmente 1 14 derart angeordnet und verbunden sind, dass das Fluid die die Rohrleitun- gen 1 12 und/oder Rohrleitungssegmente 1 14 nacheinander durchströmt.

Die Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohrleitungssegmente 1 14 und entsprechend zu- und abführen- den Rohrleitungen können miteinander fluidleitend verbunden sein, wobei die Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohrleitungssegmente 1 14 und die zu- und abführenden Rohrleitungen galvanisch von- einander getrennt sein können. Die Einrichtung 1 10 kann mindestens eine galvanische T rennung, insbesondere mindestens einen Isolator 124, insbesondere eine Mehrzahl von Isolatoren 124, aufweisen. Die galvanische T rennung zwischen den jeweiligen Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohr- leitungssegmenten 1 14 und den zu- und abführenden Rohrleitungen kann durch die Isolatoren 124 gewährleistet sein. Die Isolatoren 124 können einen freien Durchfluss des Fluides sicherstel- len.

Die Einrichtung 1 10 umfasst mindestens eine Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquelle 126. Die Einrichtung 1 10 kann eine Mehrzahl von Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquellen 126 aufweisen, beispielsweise wie in Figur 1 c exemplarisch gezeigt drei. Die Einrichtung 1 10 kann 2 bis M verschiedene Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquellen 126 aufweisen, wobei M eine natürliche Zahl größer oder gleich drei ist. Die Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquelle 126 ist mit der jeweiligen Rohrleitung 1 12 und/oder mit dem jeweiligen Rohrleitungssegment 1 14 ver- bunden, insbesondere elektrisch über mindestens eine elektrische Verbindung. Zur Verbindung der Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquellen 126 und der jeweiligen Rohrleitung 1 12 und/oder mit dem jeweiligen Rohrleitungssegment 1 14 kann die Einrichtung 1 10 2 bis N positive Pole und/oder Leiter 128 und 2 bis N negative Pole und/oder Leiter 130 aufweisen, wobei N eine natürliche Zahl größer oder gleich drei ist. Die Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquellen 126 können entweder geregelt oder ungeregelt sein. Die Gleichstrom- und/oder Gleichspan- nungsquellen 126 können mit oder ohne Regelungsmöglichkeit mindestens einer elektrischen Ausgangsgröße ausgestaltet sein. Die Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquellen 126 kön- nen unabhängig voneinander elektrisch regelbar sein. So kann beispielsweise ein verschiedener Strom in den jeweiligen Rohrleitungen 1 12 erzeugt und verschiedene Temperaturen in den Rohr- leitungen 1 12 erreicht werden Die jeweilige Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquelle 126 kann dazu eingerichtet sein ei- nen elektrischen Strom in der jeweiligen Rohrleitung 1 12 und/oder in dem jeweiligen Rohrlei- tungssegment 1 14 zu erzeugen. Der erzeugte Strom kann die jeweilige Rohrleitung 1 12 und/oder das jeweilige Rohrleitungssegment 1 14 durch Joulesche Wärme, die bei Durchgang des elektri- schen Stromes durch leitendes Rohrmaterial entsteht, zum Erhitzen des Fluides erwärmen.

Figuren 5a bis 5c zeigen jeweils eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Einrichtung 1 10 zum Erhitzen eines Fluides, wobei in den Ausführungsbei- spielen der Figuren 5a bis 5c weiterhin jeweils ein Reaktivraum 1 1 1 der Einrichtung 1 10 darge- stellt ist. Hinsichtlich der weiteren Elemente der Figur 5a kann auf die Beschreibung der Figur 1 a verwiesen werden. Hinsichtlich der weiteren Elemente der Figur 5b kann auf die Beschreibung der Figur 1 b verwiesen werden. Hinsichtlich der weiteren Elemente der Figur 5c kann auf die Beschreibung der Figur 1 c verwiesen werden.

Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung 1 10. Hinsichtlich der Ausgestaltung der Einrichtung wird auf die Beschreibung zu Figur 1 verwiesen mit folgenden Besonderheiten. In dieser Ausführungsform weist die Einrichtung 1 10 eine Rohrleitung 1 12 und/oder Rohrleitungssegmente 1 14 mit drei Schenkeln 1 16 oder Windungen auf, welche flui- disch verbunden sind. Die Einrichtung weist den Einlass 120 und den Auslass 122 auf. Das Fluid kann die Rohrleitung 1 12 und/oder die Rohrleitungssegmente 1 14 von dem Einlass 120 zu dem Auslass 122 seriell durchströmen. Zur galvanischen Trennung kann die Einrichtung 1 10 die Iso- latoren 124 aufweisen, beispielsweise wie in Figur 2 gezeigt zwei Isolatoren 124. In dieser Aus- führungsform weist die Einrichtung 1 10 eine Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquelle 126 auf. Zur Verbindung der Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquelle 126 und der Rohrleitung 1 12 und/oder mit dem jeweiligen Rohrleitungssegment 1 14 kann die Einrichtung 1 10 einen posi- tiven Pol und/oder Leiter 128 und einen negativen Pol und/oder Leiter 130 aufweisen.

Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemä- ßen Einrichtung 1 10 zum Erhitzen eines Fluides, wobei in dem Ausführungsbeispiel der Figur 6 weiterhin jeweils ein Reaktivraum 1 1 1 der Einrichtung 1 10 dargestellt ist. Hinsichtlich der weiteren Elemente der Figur 6 kann auf die Beschreibung der Figur 2 verwiesen werden.

Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung 1 10. Hinsichtlich der Ausgestaltung der Einrichtung wird auf die Beschreibung zu Figur 1 verwiesen mit folgenden Besonderheiten. In der Ausführungsform von Figur 3 In dieser Ausführungsform weist die Ein- richtung 1 10 eine Rohrleitung 1 12 und/oder Rohrleitungssegmente 1 14 mit einem Schenkel 1 16 oder einer Windung auf. Zur galvanischen Trennung kann die Einrichtung 1 10 die Isolatoren 124 aufweisen, beispielsweise wie in Figur 3 gezeigt zwei Isolatoren 124. In dieser Ausführungsform weist die Einrichtung 1 10 eine Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquelle 126 auf. Weiter kann die Einrichtung 1 10 mindestens einen Heizdraht aufweisen 132, welcher beispielsweise um die Rohrleitung und/oder das Rohrleitungssegment gewickelt sein kann. Die Gleichstrom- und/o- der Gleichspannungsquelle 126 kann mit dem Heizdraht 132 verbunden sein. Die Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquelle 126 kann eingerichtet sein, einen Strom in dem Heizdraht 132 und so Wärme zu erzeugen. Der Heizdraht 132 kann eingerichtet sein die Rohrleitung 1 12 und/o- der das Rohrleitungssegment 1 14 zu erwärmen.

Figur 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemä- ßen Einrichtung 1 10 zum Erhitzen eines Fluides, wobei in dem Ausführungsbeispiel der Figur 7 weiterhin jeweils ein Reaktivraum 1 1 1 der Einrichtung 1 10 dargestellt ist. Hinsichtlich der weiteren Elemente der Figur 7 kann auf die Beschreibung der Figur 3 verwiesen werden.

In den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 a und 1 c sind die Rohrleitungen 1 12 seriell angeord- net. Figuren 4a und 4b zeigen Ausführungsformen mit parallel geschalteten Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohrleitungssegmente 1 14, in Figur 4a mit zwei parallelen Rohrleitung 1 12 und/oder Rohrleitungssegmenten 1 14 und in Figur 4b mit 3 parallelen Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohr- leitungssegmenten 1 14. Auch andere Anzahlen von parallelen Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohr- leitungssegmenten 1 14 sind denkbar. In den Figuren 4a und 4b weist die Einrichtung 1 10 einen Einlass 120 und einen Auslass 122 auf. Die Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohrleitungssegmente 1 14 können derart zueinander verschaltet sein, dass das Fluid mindestens zwei Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohrleitungssegmente 1 14 parallel durchströmen kann. Die parallel geschalteten Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohrleitungssegmente 1 14 können zueinander verschiedene Geo- metrien und/oder Oberflächen und/oder Materialien aufweisen. Beispielsweise können die paral- lel geschalteten Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohrleitungssegmente 1 14 verschiedenen Anzah- len von Schenkeln 1 16 oder Windungen aufweisen.

Figuren 8a und 8b zeigen eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfin- dungsgemäßen Einrichtung 1 10 zum Erhitzen eines Fluides, wobei in den Ausführungsbeispielen der Figuren 8a und 8b weiterhin jeweils ein Reaktivraum 1 1 1 der Einrichtung 1 10 dargestellt ist. Hinsichtlich der weiteren Elemente der Figur 8a kann auf die Beschreibung der Figur 4a verwie- sen werden. Hinsichtlich der weiteren Elemente der Figur 8b kann auf die Beschreibung der Figur 4b verwiesen werden.

Die Einrichtung 1 10 kann symmetrische und/oder unsymmetrische Rohre und/oder Kombinatio- nen davon aufweisen. Bei einer rein symmetrischen Ausgestaltung kann die Einrichtung 1 10 Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohrleitungssegmente 1 14 von einem identischen Rohrtyp aufwei- sen. Die Einrichtung 1 10 kann eine beliebige Kombination von Rohrtypen aufweisen, welche beispielsweise zudem beliebig parallel oder in Reihe verschaltet sein können. Der Rohrtyp kann mindestens durch ein Merkmal charakterisiert werden ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: einer horizontalen Ausgestaltung der Rohrleitung 1 12 und/oder des Rohrleitungssegments 114; einer vertikalen Ausgestaltung der Rohrleitung 1 12 und/oder des Rohrleitungssegments 1 14; einer Länge im Eintritt (L1) und/oder Austritt (L2) und/oder Übergang (L3); einem Durch- messer im Eintritt (d1 ) und Austritt (d2) und/oder Übergang (d3); Anzahl n von Pässen; Länge pro Pass; Durchmesser pro Pass; Geometrie; Oberfläche; und Material. Alternativ oder zusätz- lich kann der Rohrtyp ausgewählt sein aus mindestens einer Rohrleitung 1 12 und/oder mindes- tens eines Rohrleitungssegments 114 mit oder ohne galvanische Trennung und/oder Erdung 125. Die galvanische Trennung kann beispielsweise unter Verwendung eines Isolators 124 aus- gestaltet sein. Beispielsweise kann eine galvanische Trennung am Einlass 120 der Rohrleitung 112 und/oder des Rohrsegments 1 14 und eine galvanische Trennung am Auslass 122 der Rohrleitung 1 12 und/oder des Rohrsegments 114 vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine galvanische Trennung am Einlass 120 der Rohrleitung 1 12 und/oder des Rohrsegments 114 und eine Erdung 125 am Auslass 122 der Rohrleitung 112 und/oder des Rohrsegments 1 14 vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine galvanische Trennung nur am Einlass 120 der Rohrleitung 112 und/oder des Rohrsegments 1 14 vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine Erdung 125 nur am Einlass 120 der Rohrleitung 1 12 und/oder des Rohrsegments 1 14 vorgese- hen sein. Beispielsweise kann die Rohrleitung 1 12 und/oder des Rohrsegments 1 14 ohne Er- dung 125 am Einlass 120 und Auslass 122 und/oder ohne galvanische Trennung am Einlass 120 und Auslass 122 vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Rohrtyp durch eine Flussrichtung des Fluids charakterisiert sein. Das Fluid kann grundsätzlich in zwei Flussrichtun- gen, als erste und als zweite Flussrichtung bezeichnet, fließen. Die erste und die zweite Fluss- richtung können entgegengesetzt sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Rohrtyp durch eine Beaufschlagung der Rohrleitung 112 und/oder des Rohrsegmentes 1 14 mit Gleichstrom charak- terisiert sein. Beispielsweise kann eine Einspeisung des Gleichstroms an einer beliebigen Stelle der Rohrleitung 112 und/oder des Rohrsegments 1 14 zwischen mindestens zwei negativen Po- len und/oder Leitern erfolgen. Beispielsweise kann die Einspeisung in einer Mitte zwischen zwei negativen Polen erfolgen, sodass ein Widerstand der Rohrleitung 112 und/oder des Rohrseg- ments 114 aufgeteilt wird in zwei Teilwiderstände R1 und R2. Eine Hälfte des Gleichstroms kann zu einem ersten negativen Pol und eine zweite Hälfte zu einem zweiten negativen Pol flie ßen. Die Einspeisung kann auch an beliebiger Stelle zwischen den negativen Polen/Leitern er- folgen, so dass sich unterschiedliche Teilwiderstände ergeben. Beispielsweise kann eine Ein- speisung des Gleichstroms über einen negativen Pol und/oder Leiter und einen positiven Pol und/oder Leiter an der Rohrleitung 112 und/oder dem Rohrsegment 114 erfolgen. Beispiels- weise kann der Gleichstrom von dem positiven zu dem negativen Pol fliesen und die Rohrlei- tung 112 und/oder das Rohrsegment 114 als Gesamtwiderstand R betrachtet werden. Eine be- liebige Kombination der Rohrtypen ist dabei möglich.

Figuren 9Ai bis Civ zeigen exemplarisch mögliche Ausführungsformen von Rohrtypen in sche- matischer Darstellung. Dabei ist in den Figuren 9A1 bis Civ jeweils der Rohrtyp angegeben. Dieser kann in die folgenden Kategorien eingeteilt werden, wobei alle denkbaren Kombination der Kategorien möglich sind: Kategorie A gibt einen Verlauf der Rohrleitung 112 und/oder eines Rohrleitungssegments 114 an, wobei A1 einen Rohrtyp mit horizontalem Verlauf und A2 einen Rohrtyp mit vertikalem, also einem zu dem horizontalen Verlauf senkrechten Verlauf, kennzeichnet.

Kategorie B gibt ein Verhältnis von Längen im Eintritt (L1) und/oder Austritt (L2) und/oder Durchmesser im Eintritt (d1 ) und/oder Austritt (d2) und/oder Übergang (d3) an, wobei in dem Baukasten 138 sechs verschiedene Kombinationsmöglichkeiten aufgeführt sind.

Kategorie C gibt Verhältnisse von Längen im Eintritt (L1) und/oder Austritt (L2) und Längen von Pässen an. Hier sind sämtliche Kommutationen denkbar, welche vorliegend mit Ci gekennzeichnet werden.

Kategorie D gibt an, ob das die mindestens eine Rohrleitung 1 12 und/oder das mindestens eine Rohrleitungssegments 114 mit oder ohne galvanische Trennung und/oder Erdung 125 ausgestaltet ist. Die galvanische Trennung kann beispielsweise unter Verwendung eines Isolators 124 ausgestaltet sein. D1 bezeichnet einen Rohrtyp, bei welchem eine galvanische Trennung am Einlass 120 der Rohrleitung 112 und/oder des Rohrsegments 114 und eine galvanische Trennung am Auslass 122 der Rohrleitung 112 und/oder des Rohrsegments 114 vorgesehen ist. D2 bezeichnet einen Rohrtyp, bei welchem eine galvanische Trennung am Einlass 120 der Rohrleitung 112 und/oder des Rohrsegments 114 und eine Erdung 125 am Auslass 122 der Rohrleitung 112 und/oder des Rohrsegments 114 vorgesehen ist. D3 bezeichnet einen Rohrtyp, bei welchem eine galvanische Trennung nur am Einlass 120 der Rohrleitung 112 und/oder des Rohrsegments 1 14 vorgesehen ist. D4 bezeichnet einen Rohrtyp, bei welchem eine Erdung 125 nur am Einlass 120 der Rohrleitung 112 und/oder des Rohrsegments 114 vorgesehen ist. D5 bezeichnet einen Rohrtyp, bei welchem die Rohrleitung 112 und/oder das Rohrsegments 114 ohne Erdung 125 am Einlass 120 und Auslass 122 und/oder ohne galvanische Trennung am Einlass 120 und Auslass 122 vorgesehen ist. Kategorie E gibt eine Flussrichtung des Fluids an. Das Fluid kann grundsätzlich in zwei Flussrichtungen fließen. Ein Rohrtyp, bei welchem das Fluid in eine erste Flussrichtung fließt wird als Rohrtyp E1 bezeichnet, und ein Rohrtyp, bei welchem das Fluid in eine zweite Flussrichtung fließt wird als Rohrtyp E2 bezeichnet. Die erste und die zweite Flussrichtung können entgegengesetzt sein.

Kategorie F kennzeichnet eine Beaufschlagung der Rohrleitung 112 und/oder des Rohrsegmentes 1 14 mit Gleichstrom. F1 bezeichnet einen Rohrtyp, bei welchem eine Einspeisung des Gleichstroms an einer beliebigen Stelle der Rohrleitung 112 und/oder des Rohrseg- ments 1 14 zwischen mindestens zwei negativen Polen und/oder Leitern erfolgt. Beispiels weise kann die Einspeisung in einer Mitte zwischen zwei negativen Polen erfolgen, sodass ein Widerstand der Rohrleitung 1 12 und/oder des Rohrsegments 1 14 aufgeteilt wird in zwei Teilwiderstände R1 und R2. Eine Hälfte des Gleichstroms kann zu einem ersten negativen Pol und eine zweite Hälfte zu einem zweiten negativen Pol fließen. Die Einspeisung kann auch an beliebiger Stelle zwischen den negativen Polen/Leitern erfolgen, so dass sich unter schiedliche Teilwiderstände ergeben können. F2 bezeichnet einen Rohrtyp, bei welchem eine Einspeisung, bzw. der Anschluss, des Gleichstroms über einen negativen Pol und/oder Leiter und einen positiven Pol und/oder Leiter an der Rohrleitung 1 12 und/oder dem

Rohrsegment 1 14 erfolgt. Beispielsweise kann der Gleichstrom von dem positiven zu dem negativen Pol fliesen und die Rohrleitung 112 und/oder das Rohrsegment 1 14 als Gesamtwi derstand R betrachtet werden. Eine beliebige Kombination der Rohrtypen ist dabei möglich.

In Figur 9Ai ist eine Rohrleitung 1 12 und/oder ein Rohrleitungssegment 1 14 vom Rohrtyp A1 D1 F2 gezeigt. Die Rohrleitung 1 12 und/oder das Rohrleitungssegment 1 14 weist einen horizontalen Verlauf aufweist. Die Einrichtung 1 10 weist in dieser Ausführungsform zwei Isolatoren 124 auf, welche nach dem Einlass 120 und vor dem Auslass 122 angeordnet sind. Hinsichtlich der weite ren Elemente der Figur 9Ai kann auf die Beschreibung der Figur 5b verwiesen werden. In Figur 9Ai sind mögliche Flussrichtungen Ei exemplarisch mit einem Doppelpfeil an Einlass 120 und Auslass 122 dargestellt. In den weiteren Figuren 9 werden Einlass 120 und Auslass 122 gemein sam bezeichnet. Das Ausführungsbeispiel in Figur 9Aii zeigt einen Rohrtyp A1 D2F2 und unter scheidet sich von Figur 9Ai darin, dass die Einrichtung 1 10 nur einen Isolator 124 aufweist, wobei statt des zweiten Isolators eine Erdung 125 vorgesehen ist. Das Ausführungsbeispiel in Figur 9Aiii zeigt einen Rohrtyp A1 D3F2 und unterscheidet sich von Figur 9Aii darin, dass keine Erdung 125 vorgesehen ist. In Figur 9Aiv, Rohrtyp A1 D4F2, weist die Einrichtung 1 10, im Vergleich zu Figur 9Aiii, anstatt des Isolators nur eine Erdung 125 auf. Auch Ausführungsformen ohne Isola toren 124 oder Erdungen 125 sind möglich, wie in Figur 9Av, Rohrtyp A1 D5F2, dargestellt. Figu ren 9Ai bis 9Avi zeigen Rohrtypen, bei welchen eine Einspeisung des Gleichstroms über einen negativen Pol und/oder Leiter und einen positiven Pol und/oder Leiter an der Rohrleitung 1 12 und/oder dem Rohrsegment 1 14 erfolgt. Figur 9Avi zeigt einen Rohrtyp A1 F1 , bei welchem eine Einspeisung des Gleichstroms an einer beliebigen Stelle der Rohrleitung 1 12 und/oder des Rohrsegments 1 14 zwischen mindestens zwei negativen Polen und/oder Leitern erfolgt.

In Figur 9Bi, Rohrtyp BiD1 F2, sind Längen im Eintritt (L1 ), Austritt (L2) und Übergang (L3) so wie Durchmesser im Eintritt (d 1 ), Austritt (d2) und Übergang (d3) dargestellt. Die Einrichtung 1 10 kann Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohrleitungssegmente 1 14 mit verschiedenen Längen im Ein tritt (L1 ) und/oder Austritt (L2) und/oder Übergang (L3) und/oder Durchmesser im Eintritt (d1 ) und/oder Austritt (d2) und/oder Übergang (d3) aufweisen. Hinsichtlich der weiteren Elemente der Figur 9Bi kann auf die Beschreibung der Figur 5b verwiesen werden. Das Ausführungsbeispiel in Figur 9Bii zeigt einen Rohrtyp BiD2F2 und unterscheidet sich von Figur 9Bi darin, dass die Ein- richtung 1 10 nur einen Isolator 124 aufweist, wobei statt des zweiten Isolators eine Erdung 125 vorgesehen ist. Das Ausführungsbeispiel in Figur 9Biii zeigt einen Rohrtyp BiD3F2 und unter- scheidet sich von Figur 9Bii darin, dass keine Erdung 125 vorgesehen ist. In Figur 9Biv, Rohrtyp BiD4F2, weist die Einrichtung 1 10, im Vergleich zu Figur 9Biii, anstatt des Isolators nur eine Er- dung 125 auf. Auch Ausführungsformen ohne Isolatoren 124 oder Erdungen 125 sind möglich, wie in Figur 9Bv, Rohrtyp BiD5F2, dargestellt. Figuren 9Bi bis 9Bvi zeigen Rohrtypen, bei welchen eine Einspeisung des Gleichstroms über einen negativen Pol und/oder Leiter und einen positiven Pol und/oder Leiter an der Rohrleitung 1 12 und/oder dem Rohrsegment 1 14 erfolgt. Figur 9Bvi zeigt einen Rohrtyp BiF1 , bei welchem eine Einspeisung des Gleichstroms an einer beliebigen Stelle der Rohrleitung 1 12 und/oder des Rohrsegments 1 14 zwischen mindestens zwei negativen Polen und/oder Leitern erfolgt.

Figur 9Ci, Rohrtyp CiD1 F2, zeigt ein Ausführungsbeispiel, in welcher die Einrichtung 1 10 Rohr- leitungen 1 12 und/oder Rohrleitungssegmente 1 14 mit einer Mehrzahl n von Pässen aufweist, beispielsweise wie hier dargestellt drei. Die Pässe können jeweils verschiedenen Längen L3, L4, L5 und/oder Durchmesser d3, d4, d5 aufweisen. Hinsichtlich der weiteren Elemente der Figur 9Ci kann auf die Beschreibung der Figur 6 verwiesen werden. Das Ausführungsbeispiel in Figur 9Cii zeigt einen Rohrtyp CiD2F2 und unterscheidet sich von Figur 9Ci darin, dass die Einrichtung 1 10 nur einen Isolator 124 aufweist, wobei statt des zweiten Isolators eine Erdung 125 vorgesehen ist. Das Ausführungsbeispiel in Figur 9Ciii zeigt einen Rohrtyp CiD3F2 und unterscheidet sich von Figur 9Cii darin, dass keine Erdung 125 vorgesehen ist. In Figur 9Civ, Rohrtyp CiD4F2, weist die Einrichtung 1 10, im Vergleich zu Figur 9Ciii, anstatt des Isolators nur eine Erdung 125 auf. Auch Ausführungsformen ohne Isolatoren 124 oder Erdungen 125 sind möglich, wie in Figur 9Cv, Rohrtyp CiD5F2, dargestellt. Figuren 9Ci bis 9Cvi zeigen Rohrtypen, bei welchen eine Einspei- sung des Gleichstroms über einen negativen Pol und/oder Leiter und einen positiven Pol und/oder Leiter an der Rohrleitung 1 12 und/oder dem Rohrsegment 1 14 erfolgt. Figur 9Cvi zeigt einen Rohrtyp CiF1 , bei welchem eine Einspeisung des Gleichstroms an einer beliebigen Stelle der Rohrleitung 1 12 und/oder des Rohrsegments 1 14 zwischen mindestens zwei negativen Polen und/oder Leitern erfolgt.

Die Einrichtung 1 10 kann eine Kombination von mindestens zwei verschiedenen Rohrtypen auf- weisen, welche parallel und/oder in Reihe verschaltet sind. Beispielsweise kann die Einrichtung 1 10 Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohrleitungssegmente 1 14 von unterschiedlichen Längen im Eintritt (L1 ) und/oder Austritt (L2) und/oder Übergang (L3) aufweisen. Beispielsweise kann die Einrichtung Rohrleitungen und/oder Rohrleitungssegmente mit einer Asymmetrie der Durchmes- ser im Eintritt (d1 ) und/oder Austritt (d2) und/oder Übergang (d3) aufweisen. Beispielsweise kann die Einrichtung 1 10 Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohrleitungssegmente 1 14 mit einer unter- schiedlichen Anzahl von Pässen aufweisen. Beispielsweise kann die Einrichtung 1 10 Rohrleitun- gen 1 12 und/oder Rohrleitungssegmente 1 14 mit Pässen mit unterschiedlichen Längen pro Pass und/oder unterschiedlichem Durchmesser pro Pass aufweisen.

Grundsätzlich sind beliebige Kombinationen parallel und/oder in Reihe von allen Rohrtypen denk- bar. Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohrleitungssegmente 1 14 können in verschiedenen Rohrtypen in Form eines Baukastens 138 vorliegen und abhängig von einem Verwendungszweck ausge- wählt und beliebig kombiniert werden. Figur 10A zeigt eine Ausführungsform eines Baukastens 138 mit verschiedenen Rohrtypen. Figuren 10 b bis y zeigen erfindungsgemäße Ausführungsbei- spiele von Kombinationen von Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohrleitungssegmenten 1 14 vom glei chen und/oder verschiedenen Rohrtyp an. Figur 10b zeigt ein Ausführungsbeispiel mit drei hori- zontalen Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohrleitungssegmenten 1 14 vom Rohrtyp A1 , welche nach- einander angeordnet sind. Figur 10c zeigt zwei parallel geschaltete, vertikale Rohre vom Rohrtyp A2 und eine nachgeschaltete Rohrleitung 1 12 und/oder ein nachgeschaltetes Rohrleitungsseg- ment 1 14 ebenfalls vom Rohrtyp A2. In Figur 10d sind eine Mehrzahl von Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohrleitungssegmenten 1 14 vom Rohrtyp A2 gezeigt, welche sämtlich parallelgeschal- tet sind. In Figur 10e ist eine Ausführungsformgezeigt, in welcher eine Mehrzahl von Rohrtypen der Kategorie B nacheinander angeordnet sind. Die Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohrleitungs- segmente 1 14 können hierbei identische oder verschiedene Rohrtypen der Kategorie B sein, wel- ches mit Bi gekennzeichnet ist. Figur 10f zeigt eine Ausführungsform mit sechs Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohrleitungssegmenten 1 14 der Kategorie B, wobei in zwei parallelen Strängen jeweils zwei Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohrleitungssegmente 1 14 angeordnet sind und zwei weitere Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohrleitungssegmente 1 14 nachgeschaltet sind. Figur 10g zeigt eine Ausführungsform mit Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohrleitungssegmenten 1 14 der Ka- tegorie C, wobei zwei Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohrleitungssegmente 1 14 parallelgeschaltet und eine Rohrleitung 1 12 und/oder ein Rohrleitungssegment 1 14 nachgeschaltet ist. Auch Misch- formen der Kategorien A, B und C sind möglich, wie in den Figuren 10h bis m gezeigt ist. Die Einrichtung 1 10 kann eine Mehrzahl von Feed-Einlässen und/oder Feed-Auslässen und/oder Pro- duktionsströmen aufweisen. Die Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohrleitungssegmente 1 14 von ver- schiedenem oder identischem Rohrtyp können parallel und/oder in Reihe mit mehreren Feed- Einlässen und/oder Feed-Auslässen angeordnet sein, wie beispielsweise in den Figuren 10k und 10m dargestellt ist.

Figuren 10n bis 10p zeigen beispielhafte Kombination von Rohrleitungen 1 12 und/oder von Rohr- leitungssegmenten 1 14 der Kategorien A, D und F. Figuren 10q und 10r zeigen beispielhafte Kombination von Rohrleitungen 1 12 und/oder von Rohrleitungssegmenten 1 14 der Kategorien B, D und F. Figur 10s zeigt eine beispielshafte Kombination von Rohrleitungen 1 12 und/oder von Rohrleitungssegmenten 1 14 der Kategorien C, D und F. Figur 10t zeigt eine beispielshafte Kom- bination von Rohrleitungen 1 12 und/oder von Rohrleitungssegmenten 114 der Kategorien A, D und F. Figur 10u zeigt eine beispielshafte Kombination von Rohrleitungen 1 12 und/oder von Rohr- leitungssegmenten 114 der Kategorien A, C, D und F. Figur 10v zeigt eine beispielshafte Kombi- nation von Rohrleitungen 112 und/oder von Rohrleitungssegmenten 114 der Kategorien B, C, D und F. Figur 10w und 10 y zeigen beispielshafte Kombinationen von Rohrleitungen 112 und/oder von Rohrleitungssegmenten 1 14 der Kategorien A, B, C, D und F. Figur 10x zeigt eine beispiels- hafte Kombination von Rohrleitungen 112 und/oder von Rohrleitungssegmenten 114 der Katego- rien A, B, D und F. Die Einrichtung 110 kann eine Mehrzahl von Feed-Einlässen und/oder Feed- Auslässen und/oder Produktionsströmen aufweisen. Die Rohrleitungen 1 12 und/oder Rohrlei- tungssegmente 1 14 von verschiedenem oder identischem Rohrtyp der Kategorien A, B, C, D, E und F können parallel und/oder in Reihe mit mehreren Feed-Einlässen und/oder Feed-Auslässen angeordnet sein. Beispiele für eine Mehrzahl von Feed-Einlässen und/oder Feed-Auslässen und/oder Produktionsströmen sind in den Figuren 10o, 10p, 10r, 10s, 10v bis 10 y dargestellt.

Durch eine Verwendung von Rohrleitungen 112 und/oder Rohrleitungssegmenten 1 14 von ver- schiedenen Rohrtypen kann eine genauere Temperaturführung, und/oder eine Anpassung der Reaktion bei schwankendem Feed und/oder eine selektive Ausbeute der Reaktion und/oder eine optimierte Verfahrenstechnik ermöglicht werden.

Bezugszeichenliste

110 Einrichtung

11 1 Reaktionsraum

112 Rohrleitung

114 Rohrleitungssegment

116 Schenkel

118 Rohrsystem

120 Einlass

122 Auslass

124 Isolator

125 Erdung

126 Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquelle

128 Positiver Pol/Leiter

130 Negativer Pol/Leiter

132 Heizdraht

134 Erste Rohrleitung

136 Zweite Rohrleitung

138 Baukasten