JP2000512682A - 浸食作用に対する保護手段を用いる水蒸気クラッキング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 少なくとも１つの多管冷却用熱交換器を備える水蒸気クラッキング装置であり、該熱交換器は、入口用管板の浸食作用を防止するための非閉塞性インパクタ（６ａ）（６ｂ）を具備する。このインパクタは、該インパクタの周辺部と円錐形状部との間に少なくとも４０ｍｍの自由通路が存在するように、入口用円錐形状部（２）の内部に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】 浸食作用に対する保護手段を用いる水蒸気クラッキング装置 本発明は、熱分解管を有する少なくとも１つの炉を備えた従来の水蒸気クラッ キング装置に関し、これら熱分解管は、入口用管板を有する多管型の少なくとも １つのクラッキング済みガス急冷用熱交換器に下流において連結される。そのよ うな従来の装置は、脱コークス剤導入手段を用いており、これら手段は、空気、 水蒸気および空気／水蒸気混合物のグループの脱コークス流体の導入管路からな る。 これら従来の水蒸気クラッキング炉が、（空気、水蒸気または空気／水蒸気混 合物による）脱コークス期間中に熱分解管から剥離されるコークス破片の流通に よる浸食作用現象を免れ得ないことは当業者に公知である。これらコークス破片 は、（装置の内部の）内発的なコークス破片であり、かつ本発明の枠内において 、装置内に（外部の）浸食性固体粒子を導入しないにも拘らず浸食性作用の苛酷 な現象を生じる。 先行技術は、特許出願ＷＯ−９０１２８５１およびＥＰ−Ａ−０３６１５１に 記載されている。さらに、特許出願ＷＯ−９６２０２５９には、間接急冷用熱交 換器の入口でのインパクタ・ディフューザの上流に導 入される浸食性粒子による水蒸気クラッキング炉の管の脱コークス方法が記載さ れている。 さらに最も苛酷な浸食性問題は、一般的には非常に薄く（約１０ｍｍ）、故に 脆い、急冷用熱交換器の管板のレベルにおいて認められるのも当業者に公知であ る。 本発明の目的は、特に熱交換器の入口用管板レベルにおける、浸食性作用に対 する保護手段を利用する装置を提案することである。 本発明の別の目的は、上流の壁（熱分解管）から剥離されるコークス破片の大 量の流通が存在する期間の場合、閉塞のリスクのない保護手段を提案することで ある。 最後に、本発明の別の目的は、小さい内部容積を有する入口用円錐部の内部に おいて、保護手段用に頑丈で信頼性の高い固定手段を提案することである。 従って、熱分解管内での炭化水素の水蒸気クラッキング装置が提案され、この 装置は、少なくとも１つの炉を備え、この炉は、入口用管板を有する少なくとも １つの多管急冷用熱交換器を含む。この装置は、脱コークス剤の導入手段を利用 し、これら導入手段は、主として空気、水蒸気および空気／水蒸気混合物のグル ープの脱コークス流体の複数の導入管路からなる。前記急冷用熱交換器は、移送 導管を経て上流に連結される入口用円錐部を含む。この装置は、移送導管に向か い合って配置される硬質面（surfaces solides）を有するインパクタを含んでお り、前記インパクタは、上流に位置する前記移送導管から視て少なくとも５０％ 不透明であり、該インパクタは、該インパクタの周辺部の大部分において、該イ ンパクタの周辺部と、円錐部との間に、少なくとも４０ｍｍ、好ましくは少なく とも８０ｍｍの自由通路が存在するように該円錐部の内部に配置されることを特 徴とする。 自由通路は、大きくとも管板の直径の半分に等しいものである。 入口用円錐部の用語は、上流において熱分解管から来るクラッキング済みガス の移送導管に連結されかつ下流において急冷用熱交換器の管板に連結される、一 般に少なくとも一部円錐台形の実質的に（上流から下流に）増大する断面を有す る移行帯域を意味する。この円錐部もまた”トランペット状に”口が広がってい るものであるか、あるいは変化する形態であってもよい。 好ましくは、インパクタは、上流の移送導管から視て少なくとも７０％あるい は１００％さえも不透明（opaque）である。 少なくとも７０％不透明であるインパクタとは、円錐部の軸に並行して円錐部 内に延長される、移送導管の流れのラインの少なくとも７０％がインパクタに遭 遇するインパクタを意味する。 別の言葉では、移送導管の先端断面上にインパクタの種々の要素が投影される 面は、この断面の少なくとも７０％を示す。（移送導管の断面は、円錐部の直ぐ 上流の移送導管の内径に一致する円により画定される面であり、該面は、円錐部 の軸に並行して投影される。） ガス通路は、後述されるように、例えばインパクタを構成する硬質面の端部（ extremity）に連結されないか、あるいは連結されている。 特徴的一変形例によれば、装置は、インパクタが、実質的に並行である少なく とも１つの配列の棒を含むことを特徴とする。これらの並行状の棒は、特に円形 断面、切欠きを有する円形断面、正方形断面あるいは長方形断面を有してよい。 これら棒は、別の実施の形態によれば、熱交換器の軸にほぼ直交してよい。 該棒の軸は、別の実施の形態によれば、熱交換器の軸との９０度とは異なる角 度を示す。これら棒は、例えばＶ状形態を示すものである。 特徴的一変形例によれば、インパクタは、少なくとも２つのレベルに沿って配 置される、並行状の棒の少なくとも２つの配列を含む。該棒は、空所により隔て られかつ該レベルの一方のレベルにある空所が、他方のレベルに配置される棒に 向かい合うように位置をずらされている。 好ましい変形例によれば、これら棒は、該棒に直交する補強材に固定されてお り、かつ補強材はそれらのほぼ長さ中央に配置されている。 最後に、構成の特徴的一変形例によれば、入口用円錐部は、外部金属壁と、好 ましくは外部金属壁に接合される内部金属壁とを有する。これら２つの壁の間の 空間は、相対的にあまり熱伝導性のない耐火性装填物、例えば耐火性コンクリー トで充填される。前記インパクタは、少なくとも２つの固定用脚部を用いて内部 壁に固定される。 今、図面を参照して、本発明が、より明瞭に例証される： 図１は、本発明による装置の特徴的部分を示す： 図面により、複数管（４）を伴う急冷用熱交換器（３）と、入口用管板（５）と 、急冷用熱交換器の入口用円錐部（２）に向かう移送導管（１）とが示される。 インパクタ（６）は、複数の硬質面（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｆ）と、いくつかのガス通路 を形成する空所（Ｅ）とを備えている。このインパクタは、平行状の矢印で示さ れる、移送導管（１）の流れのラインの下流において、該移送導管に向かい合っ て位置する。 図１を検討すると、移送導管（１）内に位置する矢印を延長する場合、これら 矢印は、硬質面（Ａ、Ｂ、ＣおよびＦ）の少なくとも１つの面に遭遇することが 理解される。従って、インパクタ（６）は、急冷用熱 交換器の入口用円錐部（２）に向かって移送導管（１）から視て１００％不透明 である。しかしながら、このインパクタは、複数のガス通路を形成する空所（Ｅ ）によりガスには透過性である。有利には、多数の硬質面（例えば８〜２０）と 、多数のガス通路のための空所（Ｅ）とを含むインパクタが使用される。これは 図１には表示されない。 さらに理解されるように、このインパクタは、２つのレベルの硬質面を含む： すなわち、一方におけるＡおよびＣと、他方におけるＢおよびＦとである。これ らのレベルの一方のレベルにある空所（Ｅ）は、他方のレベルの硬質面にほぼ向 かい合っている。 Ａ、Ｂ、ＣおよびＦは、長方形状断面を有する耐火性合金製の真っ直ぐな棒状 でありかつ連結されるものであり、また図示されない固定用脚部により円錐部（ ２）あるいは管板（５）に固定されている。 図２は、特にインパクタ（６）の別の型を示す。このインパクタ（６）は、単 一のレベルに配置される横に傾いた棒（６ａ）（６ｂ）（６ｃ）（６ｄ）の一配 列（６）を含む。 図３Ａおよび図３Ｂは、インパクタ（６）の別の変形例を例証する。このイン パクタは、複数の真っ直ぐな棒（６ａ）（６ｂ）（６ｃ）を備え、これら棒は、 ほぼ並行状に２つのレベルに沿って配置されて、円形 状断面を有する。これら棒は、該棒の軸にほぼ直交する長さ中央の単一の補強材 （７）により支持される。これら棒の端部は、円錐部から少なくとも８０ｍｍの 距離ｄに位置する。 図３Ｂによれば、各棒の投影部は接していないし、投影される自由空間は、導 管から視て全体空間の大きくとも３０％である。 図４は、本発明による円錐部の特別な構造の特徴的一変形例を、内部インパク タの非常に信頼性の高い固定装置を伴って示す。 入口用円錐部（２）は、耐圧性の外部金属壁（１０）と、内部金属壁（１１） 、例えばクラッキング済みガスの減速用円錐部とを備える。２つの金属壁（１０ ）および（１１）の間の空間は、耐火性コンクリートのような耐火性装填物（１ ２）で充填される。インパクタ（６）は、全体で少なくとも２、好ましくは３ま たは４の固定用脚部（１３）により内部金属壁（１１）に固定される。 この円錐部とこの固定様式とは、本発明によれば特に有益である： 大きなサイズの外部金属壁（１０）は、比較的断熱性の耐火性コンクリートによ り比較的冷えている。従って、その経費は適切なものである。反対に、インパク タ（６）を、この壁に吊すのは非常に困難である：実際、インパクタ（６）は、 クラッキング済みガスの温 度に接近する非常に高い温度を有する。従って、外部ジャケットである外部金属 壁（１０）へのインパクタの連結的固定は、様々の膨張の問題を招く。 比較的冷えている管板（５）へのインパクタの固定は、同じ理由のために困難 である。さらに取り付けによる耐火性コンクリートへの固定は、コンクリートと 金属製インパクタとの間の熱膨張係数の差異により困難である。 反対に、内部壁（１１）へのインパクタの固定は、非常に簡単でありかつ信頼 性の高いものである。何故なら、これら２つの要素は、金属でありかつ非常に接 近する温度を有するからである。 水蒸気クラッキング装置は、空気／水蒸気混合物の典型的な流通を用いて、ク ラッキング段階と脱コークス段階とを交互に行って慣行的（常套的）に作用する 。さらにコークス化を減少させるために、非浸食性化学添加剤を注入してもよい 。 脱コークス段階の際、大量のコークス破片が、熱分解管から剥離されかつ高速 （例えば１７０ｍ／秒）で急冷用熱交換器の入口まで搬送される。 本発明によれば、インパクタは、管板へのこれら破片の大部分の直接衝撃を防 ぎかつ急冷用熱交換器の寿命期間を大幅に延長し、例えばこの寿命期間を倍増さ せる。 並行状の棒は、輪環面（トーラス）形状の棒に比し て、本発明の特徴的一変形例による非常に大きな利点を示す。何故なら、２つの 隣接する棒の間には、コークス片による堆積および詰まりの可能性が存在しない からである。並行状の棒では、輪環面（トーラス）形状の棒と違って、コークス 片は半径方向には滑らない。コークスの破片は、棒に並行して簡単に外部に向け て滑り、かつ外側の環状空間に排出される。この空間は、正確には固定用脚部の レベルを除いて拘束されない（libre）ものである。 従って、本発明により、コークスの堆積による閉塞のリスクのない、比較的簡 単かつ効果的な技術的解決策が提案される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラングレ エリック フランス国 ラ セル サン クルー 78170 ２ エリゼ 36 (72)発明者 ブルズィンスキ ジャン ピエール フランス国 サーント フォワ レ リヨ ン 69110 リュ デュ ブリュレ 25 (72)発明者 クルテウーズ ジェラール フランス国 リイル マルメゾン 92500 リュ カミユ コロ 34 (72)発明者 ユアン ローラン フランス国 モンテッソン ラ ボルドゥ 78360 リュ ドゥ コルメイユ 58 (72)発明者 グーニュ イヴ フランス国 ジヴォール 69700 サン ナンドゥオル ル シャトー ラ ジャラ ントニエール（番地なし)

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 熱分解管内での炭化水素の水蒸気クラッキング装置であって、この装置は 、少なくとも１つの炉を含み、この炉は、入口用管板を有する少なくとも１つの 多管急冷用熱交換器（３）を含み、この装置は、脱コークス剤導入手段を用いて おり、これら導入手段は、主として空気、水蒸気および空気／水蒸気混合物のグ ループの脱コークス流体の複数の導入管路からなり、前記急冷用熱交換器（３） は、移送導管（１）を経て上流に連結される入口用円錐部（２）を含み、該装置 は、移送導管（１）に向かい合って配置される硬質面を有するインパクタを含み 、前記インパクタは、上流に位置する前記移送導管（１）から視て少なくとも５ ０％不透明であり、該インパクタは、該インパクタの周辺部の大部分において、 該インパクタの周辺部と、円錐部との間に、少なくとも４０ｍｍ、好ましくは少 なくとも８０ｍｍの自由通路が存在するように該円錐部の内部に配置される、を 特徴とする、炭化水素水蒸気クラッキング装置。 ２． インパクタが、並行状の棒の少なくとも１つの配列を含むことを特徴とす る、請求項１記載の装置。 ３． インパクタは、２つのレベルに沿って配置され る、並行状の棒の少なくとも２つの配列を含み、該棒は、空所により隔てられか つ該レベルの一方のレベルにある空所が、他方のレベルに配置される棒に向かい 合うように位置をずらされていることを特徴とする、請求項２記載の装置。 ４． 棒は、該棒に直交する補強材に固定されており、かつ補強材はそれらのほ ぼ長さ中央に配置されていることを特徴とする、請求項２または３記載の装置。 ５． 入口用円錐部（２）は、外部金属壁（１０）と、好ましくは外部金属壁（ １０）に接合される内部金属壁（１１）とを有し、これら２つの壁の間の空間は 、耐火性コンクリートのような相対的にあまり熱伝導性のない耐火性装填物（１ ２）で充填され、前記インパクタ（６）は、少なくとも２つの固定用脚部（１３ ）を用いて内部金属壁（１０）に固定されることを特徴とする、請求項１〜４の いずれか１項記載の装置。 ６． インパクタの周辺部と円錐部との間の前記自由通路は、大きくとも入口用 管板の直径の半分に等しいものであることを特徴とする、請求項１〜５のいずれ か１項記載の装置。