JP2001262159A - Cracking coil - Google Patents

Cracking coil

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JP2001262159A
JP2001262159A JP2000079417A JP2000079417A JP2001262159A JP 2001262159 A JP2001262159 A JP 2001262159A JP 2000079417 A JP2000079417 A JP 2000079417A JP 2000079417 A JP2000079417 A JP 2000079417A JP 2001262159 A JP2001262159 A JP 2001262159A
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Japan
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cracking coil
outlet pipe
cracking
pipe
temperature
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JP2000079417A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Otsubo
憲司 大坪
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Publication date
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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new cracking coil capable of preventing the yield of ethylene and the like from being lowered by heightening the heat transfer performance to a fluid in a pipe without increasing pressure loss, and enabling the compactification of an apparatus, the facilitation of operational control, and the like. SOLUTION: This cracking coil has a protrusion 20 formed only on the inner surface of a straight pipe 14 at the outlet side. A fin 22 is exemplified as the protrusion 20 formed on the inner surface of the outlet pipe 14.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、エチレンの製造能
力の向上と製造設備の小型化を同時に達成できるクラッ
キングコイルに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cracking coil capable of simultaneously improving ethylene production capacity and reducing the size of production equipment.

【0002】[0002]

【従来の技術】エチレン、プロピレン等のオレフィン
は、ナフサ、天然ガス、エタン等の炭化水素原料ガスを
熱分解することによって生成される。熱分解操業は、炭
化水素原料ガスを加熱炉内に配備されたクラッキングコ
イル中に水蒸気(スチーム)と共に導入し、クラッキング
コイル内を高速で通過する間に、原料ガスを管外部から
の熱供給によって反応温度域まで加熱することにより行
なわれる。通常、クラッキングコイルは、複数の直管を
屈曲したベンド管で順に接続して、U字型やW字型に構
成されている。クラッキングコイルの上流側は、炭化水
素原料ガスの供給源に連繋され、予熱された原料ガスが
供給管を通ってクラッキングコイルに導入される。クラ
ッキングコイルの下流側には、ガス冷却用の熱交換器
や、生成ガスの分離精製器などが配備されており、製造
されたガス中からエチレン等のオレフィンを精製する。
2. Description of the Related Art Olefins such as ethylene and propylene are produced by pyrolyzing a hydrocarbon raw material gas such as naphtha, natural gas and ethane. In the pyrolysis operation, a hydrocarbon raw material gas is introduced together with steam (steam) into a cracking coil provided in a heating furnace, and while passing through the cracking coil at high speed, the raw material gas is supplied by heat supply from outside the pipe. It is carried out by heating to the reaction temperature range. Normally, the cracking coil is formed in a U-shape or a W-shape by connecting a plurality of straight pipes sequentially with a bent bend pipe. The upstream side of the cracking coil is connected to a supply source of the hydrocarbon raw material gas, and the preheated raw material gas is introduced into the cracking coil through a supply pipe. On the downstream side of the cracking coil, a heat exchanger for gas cooling, a separation / purification device for generated gas, and the like are provided, and purify olefins such as ethylene from the produced gas.

【0003】上記熱分解操業においては熱分解反応に伴
い、遊離炭素のクラッキングコイル内壁への析出、所謂
コーキングが起きる。このコーキングは、クラッキング
コイルの出口管で顕著に見られる。これは高温となるク
ラッキングコイルの出口管内面に分解ガスが接触するこ
とによりコーキングが助長されるためである。コーキン
グによりクラッキングコイルの圧力損失が増大すると共
に、クラッキングコイルの熱伝達効率が低下するため、
クラッキングコイルの表面温度が上昇し、使用上限温度
に到達するので、遊離炭素を取り除くデコーキング作業
を行う必要がある。また、上記熱分解操業においては、
炭化水素原料ガスの過剰な熱分解反応を避ける必要があ
る。具体的には、高温域での滞留時間が長くなることに
より、炭化水素の過度の軽質化(メタン、遊離炭素の生
成)や、分解生成物の重縮合反応等が起こり、目的生成
物の収率が低下し、さらにはコーキングを助長する。
[0003] In the above-mentioned thermal decomposition operation, free carbon is deposited on the inner wall of the cracking coil, that is, so-called coking occurs with the thermal decomposition reaction. This caulking is noticeable in the exit tube of the cracking coil. This is because coking is promoted by the contact of the decomposition gas with the inner surface of the outlet pipe of the cracking coil, which becomes high in temperature. As the pressure loss of the cracking coil increases due to coking, and the heat transfer efficiency of the cracking coil decreases,
Since the surface temperature of the cracking coil rises and reaches the upper limit temperature for use, it is necessary to perform a decoking operation for removing free carbon. Also, in the above pyrolysis operation,
It is necessary to avoid an excessive thermal decomposition reaction of the hydrocarbon feed gas. Specifically, the longer the residence time in the high-temperature region, the excessive lightening of hydrocarbons (generation of methane and free carbon), the polycondensation reaction of decomposition products, etc. occur, and the recovery of the target products The rate is reduced, further promoting coking.

【0004】クラッキングコイルの熱伝達性能を高める
ことにより、クラッキングコイルの表面温度の低下や、
管内流体を迅速に加熱昇温することを目的として、クラ
ッキングコイルの口径を小さくして、内容積に対する伝
熱面積の増加を図ったクラッキングコイルがある。しか
しながら、口径を小さくすると、圧力損失の増大等コー
キングの影響を受けやすくなる問題がある。また、同じ
エチレン製造能力を維持するためには、口径を小さくし
た分、クラッキングコイルの設置数を増やす必要があ
り、設備の大型化と運転管理の煩雑さの点で問題があ
る。
[0004] By increasing the heat transfer performance of the cracking coil, the surface temperature of the cracking coil can be lowered,
There is a cracking coil in which the diameter of the cracking coil is reduced to increase the heat transfer area with respect to the internal volume in order to quickly heat and raise the temperature of the fluid in the pipe. However, when the diameter is reduced, there is a problem that the influence of coking is increased, such as an increase in pressure loss. In addition, in order to maintain the same ethylene production capacity, it is necessary to increase the number of cracking coils to be provided for the reduced diameter, which is problematic in terms of increasing the size of the equipment and complicating operation management.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】クラッキングコイルの
伝熱面積を大きくするために、クラッキングコイルの内
面に全長に亘ってフィンを形成したものもある。しかし
ながら、形成されたフィンによって、クラッキングコイ
ル中を流れるガスの圧力損失が増大し、高温域での滞留
時間が増大することにより収率の低下を招く問題があ
る。
In order to increase the heat transfer area of the cracking coil, some cracking coils have fins formed on the inner surface thereof over the entire length. However, there is a problem that the formed fins increase the pressure loss of the gas flowing in the cracking coil and increase the residence time in a high-temperature region, thereby lowering the yield.

【0006】本発明は、上記に鑑み、圧力損失を増大さ
せることなく、管内流体に対する熱伝達性能を高めて、
エチレン等の収率の低下を防ぐと共に、装置のコンパク
ト化、運転管理の容易化等を可能とする新規なクラッキ
ングコイルを提供することを目的とする。
[0006] In view of the above, the present invention improves the heat transfer performance to the fluid in the pipe without increasing the pressure loss,
It is an object of the present invention to provide a new cracking coil that can prevent a decrease in the yield of ethylene and the like, and that can reduce the size of the device and facilitate operation management.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のクラッキングコイル(10)は、出口側の直管
(14)の内面のみに、突部(20)を形成したものである。出
口管(14)の内面に形成される突部(20)として、フィン(2
2)を例示することができる。
In order to solve the above-mentioned problems, a cracking coil (10) according to the present invention comprises a straight pipe on an outlet side.
The protrusion (20) is formed only on the inner surface of (14). Fins (2) are formed as protrusions (20) formed on the inner surface of the outlet pipe (14).
2) can be exemplified.

【0008】[0008]

【作用】出口管(14)のみに突部(20)を形成することによ
り、出口管の熱伝達性を高めて、出口管の温度上昇を抑
えるできる。従って、出口管における過分解やコーキン
グの発生は防止される。また、出口側部分以外には、突
部を設けていないから、出口側以外の部分における圧力
損失は増大せず、高温域での滞留時間の増大を抑制し、
収率の低下を抑制できる。
By forming the projection (20) only on the outlet pipe (14), the heat transfer of the outlet pipe is enhanced, and the rise in the temperature of the outlet pipe can be suppressed. Therefore, occurrence of over-decomposition and caulking in the outlet pipe is prevented. Also, except for the outlet side portion, since no protrusion is provided, the pressure loss in the portion other than the outlet side does not increase, suppressing an increase in residence time in a high temperature region,
A decrease in yield can be suppressed.

【0009】また、本発明のクラッキングコイルによれ
ば、原料ガスの供給量を増やしても、過分解や圧力損失
の増大や表面温度の著しい上昇は避けることができるか
ら、ガス流量を増やして収量増を図ることができる。
Further, according to the cracking coil of the present invention, even if the supply amount of the raw material gas is increased, it is possible to avoid over-decomposition, an increase in pressure loss and a remarkable rise in surface temperature. Can be increased.

【0010】さらに、本発明のクラッキングコイルは、
出口管のみに突部(20)を形成したことにより、従来のク
ラッキングコイルより各直管の長さを短くしても、表面
温度の著しい上昇を避けながら、十分な熱分解を行なう
ことができるから、建設設備の低コスト化や設置スペー
スの削減を達成できる。
[0010] Further, the cracking coil of the present invention comprises:
By forming the protruding part (20) only on the outlet pipe, even if the length of each straight pipe is shorter than the conventional cracking coil, sufficient thermal decomposition can be performed while avoiding a significant rise in surface temperature Thus, it is possible to reduce the cost of the construction equipment and the installation space.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1は、本発明をW字型のクラッ
キングコイルに適用した実施例の断面図を示している。
W字型のクラッキングコイルの場合、直管(12)(12)(12)
(14)を4本平行に並べて構成され、炭化水素原料ガスが
導入される入口側(図中左側)の直管(12)から出口側(図
中右側)の直管(14)に向かう流路が形成されるように、
隣り合う直管どうしは、夫々屈曲したベンド管(16)(16)
(16)で接続されている。出口管(14)以外の直管(12)の内
面には、図2(b)に示すように、突部は形成されていな
い。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment in which the present invention is applied to a W-shaped cracking coil.
In case of W-shaped cracking coil, straight pipe (12) (12) (12)
(14) are arranged in parallel, and flow from the straight pipe (12) on the inlet side (left side in the figure) where the hydrocarbon raw material gas is introduced to the straight pipe (14) on the outlet side (right side in the figure) So that a path is formed,
Adjacent straight pipes are bent bend pipes (16, 16)
Connected at (16). As shown in FIG. 2 (b), no protrusion is formed on the inner surface of the straight pipe (12) other than the outlet pipe (14).

【0012】出口管(14)には、図2(a)に示すように、
ほぼ全長に亘って内面に突部が形成されている。突部(2
0)として、フィン(22)を例示できる。フィン(22)は、管
軸方向に管壁内面を螺回する螺旋突条の形態であっても
よい。また、管軸の周りを周回する円環状突条として形
成することもできる。突部(20)の高さh及びピッチp
は、出口管(14)の口径Dに合わせて適宜設定される。口
径Dが約150mm以下の場合、高さhは約1〜15mm、
ピッチpは約20〜350mmとすることが望ましい。出
口管(14)のみに突部(20)を形成することによって、出口
管(14)以外の直管(12)(12)(12)では、圧力損失の増大が
生じることはない。出口管(14)では突部(20)により伝熱
面積が増大し、熱伝達性能が向上すると共に、流体が突
部(20)から受ける強い撹拌作用によっても熱伝達性能が
向上する。出口管(14)では、突部(20)の形成により圧力
損失の増大が生ずるが、クラッキングコイル(10)の全長
に亘って突部を形成した場合に比べて、生ずる圧力損失
の増大は小さく、熱分解操業の遂行に支障のないレベル
のものである。出口管(14)の熱伝達性能を高めることに
よって、出口管(14)の過度の温度上昇は防止され、過分
解等の発生は阻止される。
As shown in FIG. 2 (a), the outlet pipe (14)
A projection is formed on the inner surface over substantially the entire length. Projection (2
The fin (22) can be exemplified as (0). The fin (22) may be in the form of a spiral ridge that spirals the inner surface of the tube wall in the tube axis direction. Further, it may be formed as an annular ridge that orbits around the pipe axis. Height (h) and pitch (p) of the protrusion (20)
Is appropriately set in accordance with the diameter D of the outlet pipe (14). When the diameter D is about 150 mm or less, the height h is about 1 to 15 mm,
The pitch p is desirably about 20 to 350 mm. By forming the projection (20) only in the outlet pipe (14), pressure loss does not increase in the straight pipes (12), (12), (12) other than the outlet pipe (14). In the outlet pipe (14), the heat transfer area is increased by the protrusions (20), so that the heat transfer performance is improved, and the heat transfer performance is also improved by the strong stirring action that the fluid receives from the protrusions (20). In the outlet pipe (14), the pressure loss increases due to the formation of the protrusion (20), but the increase in pressure loss that occurs is smaller than when the protrusion is formed over the entire length of the cracking coil (10). At a level that does not hinder the performance of the pyrolysis operation. By increasing the heat transfer performance of the outlet pipe (14), an excessive rise in temperature of the outlet pipe (14) is prevented, and the occurrence of over-decomposition or the like is prevented.

【0013】出口管(14)は、遠心力鋳造によって管を作
製し、作製された管の内面に肉盛溶接等で突部(20)を形
成することによって得ることができる。なお、出口管(1
4)は、熱間押出により作製することもできる。出口管(1
4)は、Cを0.4重量%以上含有する材料から構成する
ことが望ましい。Cの含有量を0.4重量%以上とする
ことによって、出口管(14)の高温強度及び耐熱性を高め
ることができる。このように、Cの含有量が0.4重量
%を越える材料の場合、熱間押出では作製することが困
難であるため、遠心力鋳造により作製する。
The outlet pipe (14) can be obtained by producing a pipe by centrifugal casting and forming a projection (20) on the inner surface of the produced pipe by overlay welding or the like. The outlet pipe (1
4) can also be prepared by hot extrusion. Outlet pipe (1
4) is desirably composed of a material containing 0.4% by weight or more of C. By setting the content of C to 0.4% by weight or more, the high-temperature strength and heat resistance of the outlet pipe (14) can be increased. As described above, in the case of a material having a C content of more than 0.4% by weight, it is difficult to produce the material by hot extrusion, so that the material is produced by centrifugal casting.

【0014】出口管(14)以外の直管(12)(12)(12)も、遠
心力鋳造や熱間押出により作製することができる。な
お、上記と同様、高温強度及び耐熱性を高めるためにC
の含有量が0.4重量%以上の材料を使用する場合に
は、熱間押出ではなく遠心力鋳造により作製する。
The straight pipes (12), (12) and (12) other than the outlet pipe (14) can also be manufactured by centrifugal casting or hot extrusion. As described above, in order to increase high-temperature strength and heat resistance, C
When a material having a content of 0.4% by weight or more is used, it is manufactured by centrifugal casting instead of hot extrusion.

【0015】出口管(14)及び出口管以外の直管(12)(12)
(12)の長さLは、設置本数や口径、導入される炭化水素
原料ガスの量などによって適宜設定される。本発明のク
ラッキングコイル(10)は、出口管(14)の改良により、圧
力損失を抑えつつ、熱伝達性能の向上が達成できるた
め、熱分解効率が向上する。従って、従来のクラッキン
グコイルに比べて、クラッキングコイルの全長を約10
〜30%短くすることができ、建設設備の低コスト化や
設置スペースの削減を達成できる。
Outlet pipe (14) and straight pipes other than the outlet pipe (12) (12)
(12) The length L is appropriately set according to the number of installations, the diameter, the amount of the hydrocarbon raw material gas introduced, and the like. The cracking coil (10) of the present invention can achieve improved heat transfer performance while suppressing pressure loss by improving the outlet pipe (14), thereby improving thermal decomposition efficiency. Therefore, the total length of the cracking coil is about 10 times that of the conventional cracking coil.
3030%, which can reduce the cost of construction equipment and the installation space.

【0016】上記構成の直管(12)(12)(12)と出口管(14)
を略平行に並べ、隣り合う直管の端部をベンド管(16)(1
6)(16)で連結することにより、クラッキングコイル(10)
が形成される。形成されたクラッキングコイル(10)を加
熱炉(図示せず)内に配置して、輻射熱等によりクラッキ
ングコイル(10)を加熱昇温させつつ、入口側の直管(12)
から炭化水素ガスを導入することにより、熱分解操業が
行なわれる。
The straight pipes (12), (12), (12) and the outlet pipe (14) having the above configuration.
Are arranged almost in parallel, and the ends of the adjacent straight pipes are bent (16) (1
6) By connecting with (16), cracking coil (10)
Is formed. Placing the formed cracking coil (10) in a heating furnace (not shown), heating and raising the temperature of the cracking coil (10) by radiant heat, etc., while the straight pipe (12) on the inlet side
, A pyrolysis operation is performed.

【0017】上記では、W字型のクラッキングコイル(1
0)について説明を行なったが、直管の本数は4本に限定
されず、直管が2本であるU字型クラッキングコイル
や、直管が3本、又は5本以上のクラッキングコイルに
ついても、出口管の内面に突部を形成することにより、
同様の効果を得ることができることは勿論である。
In the above description, the W-shaped cracking coil (1
Although 0) was described, the number of straight pipes is not limited to four, and a U-shaped cracking coil having two straight pipes and a cracking coil having three straight pipes or five or more straight pipes are also described. , By forming a protrusion on the inner surface of the outlet pipe,
Needless to say, the same effect can be obtained.

【0018】[0018]

【実施例】《実施例1》W字型のクラッキングコイルに
炭化水素原料ガスとしてナフサを導入して熱分解を行な
い、クラッキングコイル中のガス圧と、クラッキングコ
イルの表面温度を測定した。測定には、表1に示すよう
に、クラッキングコイルの内面に突部であるフィンを全
く設けていない比較例1及び比較例2と、クラッキング
コイルの全長に亘って内面にフィンを形成した比較例3
と、クラッキングコイル(10)の出口管(14)にのみ内面に
フィン(22)を形成した発明例4のクラッキングコイルを
使用した。クラッキングコイルは、直管の長さが夫々
9.5m、口径70mm、肉厚8mmのものを用いた。発明
例4及び比較例3の突部は、高さhが3mm、ピッチpが
120mmの螺旋状に形成した。表1乃至表3中、「直管
番号」は、入口側の直管を1とし、出口管を4とした番
号を示しており、突部を設けた直管には丸印を付してい
る。
EXAMPLES Example 1 Naphtha was introduced as a hydrocarbon raw material gas into a W-shaped cracking coil for pyrolysis, and the gas pressure in the cracking coil and the surface temperature of the cracking coil were measured. In the measurement, as shown in Table 1, Comparative Examples 1 and 2 in which no fin was formed on the inner surface of the cracking coil, and Comparative Example in which the fin was formed on the inner surface over the entire length of the cracking coil. 3
The cracking coil of Inventive Example 4 in which fins (22) were formed only on the inner surface of the outlet pipe (14) of the cracking coil (10) was used. The cracking coils used had a straight pipe length of 9.5 m, a diameter of 70 mm, and a wall thickness of 8 mm. The protrusions of Inventive Example 4 and Comparative Example 3 were formed in a spiral shape with a height h of 3 mm and a pitch p of 120 mm. In Tables 1 to 3, "straight pipe number" indicates a number where the straight pipe on the inlet side is 1 and the straight pipe on the outlet side is 4. The straight pipe provided with the protrusion is marked with a circle. I have.

【0019】[0019]

【表1】 [Table 1]

【0020】発明例及び比較例の各クラッキングコイル
に、表1に示す流量のナフサをスチームと共に導入し、
クラッキングコイルの出口におけるガス圧力が0.2MPa
abs.、クラッキングコイルの入口におけるガスの温度
が600℃、出口におけるガスの温度が820℃となる
ように設定した。なお、スチーム:ナフサの比は、0.
4:1となるようにしている。各クラッキングコイルに
ついて、圧力の測定結果を表2及び図3、温度の測定結
果を表3及び図4に夫々示す。
In each of the cracking coils of the inventive example and the comparative example, naphtha having a flow rate shown in Table 1 was introduced together with steam.
Gas pressure at the outlet of cracking coil is 0.2MPa
abs., the temperature of the gas at the inlet of the cracking coil was set to 600 ° C., and the temperature of the gas at the outlet was set to 820 ° C. The ratio of steam to naphtha is 0.1.
The ratio is set to 4: 1. For each cracking coil, the measurement results of the pressure are shown in Tables 2 and 3, and the measurement results of the temperature are shown in Tables 3 and 4, respectively.

【0021】[0021]

【表2】 [Table 2]

【0022】[0022]

【表3】 [Table 3]

【0023】内圧について、発明例4は、突部を形成し
ていない比較例1及び比較例2よりも入口側の内圧が高
くなっているが、これは、発明例4が出口管に突部を設
けたことによるものである。しかしながら、突部を全長
に亘って形成した比較例3に比べると入口側の内圧は低
く抑えられていることがわかる。
With respect to the internal pressure, inventive example 4 has a higher internal pressure on the inlet side than comparative examples 1 and 2 in which no protrusion is formed. Is provided. However, it can be seen that the internal pressure on the inlet side is kept low as compared with Comparative Example 3 in which the protrusion is formed over the entire length.

【0024】一方、クラッキングコイルの表面温度につ
いては、発明例4は、ナフサの流量が約10%少ない比
較例1及びナフサの流量が発明例4と同じである比較例
2に比べて、出口管の表面温度が低くなっていることが
わかる。これは、出口管にのみ突部を形成することによ
って、出口部分における熱伝達性能が高まり、出口管の
温度上昇を抑えることができたことによる。また、発明
例4と比較例3とを比較すると、出口管のみに突部を形
成するだけで、全長に亘って突部を形成したのと同じく
らい温度上昇を抑える効果のあることがわかる。
On the other hand, with respect to the surface temperature of the cracking coil, the invention example 4 is different from the comparative example 1 in which the flow rate of naphtha is smaller by about 10% and the comparative example 2 in which the flow rate of naphtha is the same as the invention example 4 in the outlet pipe. It can be seen that the surface temperature of is low. This is because the heat transfer performance at the outlet portion was enhanced by forming the protrusion only on the outlet tube, and the rise in the temperature of the outlet tube could be suppressed. Also, comparing Inventive Example 4 and Comparative Example 3, it can be seen that forming the protrusion only on the outlet pipe has the effect of suppressing the temperature rise as much as forming the protrusion over the entire length.

【0025】上記内圧と温度を総合的に判断すると、発
明例4は、出口管にのみ突部を形成したことにより、熱
分解操業上、支障のないレベルまで内圧を抑えることが
でき、且つ、出口管の温度上昇を抑えることができてい
る。比較例1、比較例2は、突部を形成していないから
内圧の上昇は抑えることができたが、出口管における熱
伝達性能が低いから出口管の表面温度が高く、流通ガス
の過分解やコーキングを生ずる虞れがある。また、比較
例3は、全長に亘って突部を形成した結果、熱伝達性能
はクラッキングコイル全体に亘って良好なものとなり、
クラッキングコイルの温度上昇は抑制できるが、圧力損
失の増大に起因して内圧が上昇しており、熱分解操業に
おいて、収率の低下等を招く虞れがある。
Comprehensively judging the internal pressure and the temperature, the invention example 4 can suppress the internal pressure to a level that does not hinder the thermal decomposition operation by forming the projection only on the outlet pipe, and The rise in the temperature of the outlet pipe can be suppressed. In Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the rise in the internal pressure could be suppressed because no protrusion was formed, but the surface temperature of the outlet pipe was high because the heat transfer performance in the outlet pipe was low, and the flowing gas was over-decomposed. And caulking may occur. In Comparative Example 3, as a result of forming the protrusions over the entire length, the heat transfer performance was good over the entire cracking coil.
Although the rise in the temperature of the cracking coil can be suppressed, the internal pressure has risen due to the increase in the pressure loss, which may cause a decrease in the yield in the pyrolysis operation.

【0026】《実施例2》クラッキングコイルを構成す
る直管の長さを変えて、実施例1と同様に熱分解を行な
い、クラッキングコイル中のガス圧と、クラッキングコ
イルの温度を測定した。測定には、表4に示すように、
クラッキングコイルの全長に亘って内面に突部を設けて
いない比較例5及び比較例6と、クラッキングコイルの
全長に亘って内面にフィンを形成した比較例7と、クラ
ッキングコイル(10)の出口管(14)にのみ内面にフィン(2
2)を形成した発明例8のクラッキングコイルを使用し
た。クラッキングコイルの直管の長さは、比較例5を
9.5mとし、比較例6、比較例7及び発明例8は比較
例5よりも1m短い8.5mとした。クラッキングコイ
ルの口径、肉厚及び発明例8と比較例7の突部について
は、実施例1と同じである。表4乃至表6中、「直管番
号」は、入口側の直管を1とし、出口管を4とした番号
を示しており、突部を設けた直管には丸印を付してい
る。
Example 2 Pyrolysis was carried out in the same manner as in Example 1 except that the length of the straight pipe constituting the cracking coil was changed, and the gas pressure in the cracking coil and the temperature of the cracking coil were measured. For the measurement, as shown in Table 4,
Comparative Examples 5 and 6 in which no protrusion is provided on the inner surface over the entire length of the cracking coil, Comparative Example 7 in which fins are formed on the inner surface over the entire length of the cracking coil, and an outlet pipe of the cracking coil (10) Fins (2
The cracking coil of Invention Example 8 formed in 2) was used. The length of the straight pipe of the cracking coil was 9.5 m in Comparative Example 5, and 8.5 m in Comparative Example 6, Comparative Example 7, and Invention Example 8 which were 1 m shorter than Comparative Example 5. The diameter and thickness of the cracking coil and the protrusions of Inventive Example 8 and Comparative Example 7 are the same as in Example 1. In Tables 4 to 6, "straight pipe number" indicates the number where the straight pipe on the inlet side is 1 and the straight pipe on the outlet side is 4, and the straight pipe provided with the protrusion is marked with a circle. I have.

【0027】[0027]

【表4】 [Table 4]

【0028】発明例及び比較例の各クラッキングコイル
に、表1に示す流量のナフサをスチームと共に導入し、
クラッキングコイルの出口におけるガス圧力が0.2MPa
abs.、クラッキングコイルの入口におけるガスの温度
が600℃、出口におけるガスの温度が820℃となる
ように設定した。なお、ナフサの流量は、1200kg/h
とし、スチーム:ナフサの比は、0.4:1となるよう
にしている。各クラッキングコイルについて、圧力の測
定結果を表5及び図5、温度の測定結果を表6及び図6
に夫々示す。
In each of the cracking coils of the invention example and the comparative example, naphtha having a flow rate shown in Table 1 was introduced together with steam.
Gas pressure at the outlet of cracking coil is 0.2MPa
abs., the temperature of the gas at the inlet of the cracking coil was set to 600 ° C., and the temperature of the gas at the outlet was set to 820 ° C. The flow rate of naphtha is 1200kg / h
The ratio of steam to naphtha is set to be 0.4: 1. For each cracking coil, the measurement results of pressure are shown in Tables 5 and 5, and the measurement results of temperature are shown in Tables 6 and 6.
Are shown below.

【0029】[0029]

【表5】 [Table 5]

【0030】[0030]

【表6】 [Table 6]

【0031】内圧について、発明例8は、各直管の長さ
が1m長い比較例5及び発明例8と直管の長さが同じで
ある比較例6よりも入口側の内圧が高くなっている。こ
れは、発明例8の出口管に突部を形成したことによるも
のである。しかしながら、突部を全長に亘って形成した
比較例7に比べると入口側の内圧は低く抑えられてい
る。
Regarding the internal pressure, the internal pressure at the inlet side of the invention example 8 is higher than that of the comparative example 5 in which each straight pipe is 1 m longer and the comparative example 6 in which the length of the straight pipe is the same as that of the invention example 8. I have. This is due to the fact that a projection was formed on the outlet pipe of Invention Example 8. However, the internal pressure on the inlet side is kept low as compared with Comparative Example 7 in which the protrusion is formed over the entire length.

【0032】クラッキングコイルの温度について、比較
例5と比較例6とを比べると、比較例5よりも直管の長
さを1m短くした比較例6は、出口管の温度が非常に高
くなっていることがわかる。つまり、単にクラッキング
コイルの長さを短くしただけでは、クラッキングコイル
の温度上昇を招き、過分解等を引き起こしてしまうこと
がわかる。一方、比較例7及び発明例8は、内部に突部
を形成したことにより、比較例5よりもクラッキングコ
イルの長さが短いにも拘わらず、表面温度が低くなって
いることがわかる。発明例8と比較例7とを比べると、
出口管の表面温度はほぼ同じであり、出口管にのみ突部
を形成することによって、全長に亘って突部を形成した
のとほぼ同じ効果のあることがわかる。
When the comparative example 5 and the comparative example 6 are compared with respect to the temperature of the cracking coil, the comparative example 6 in which the length of the straight pipe is shorter by 1 m than the comparative example 5 has a very high outlet pipe temperature. You can see that there is. In other words, it can be seen that simply shortening the length of the cracking coil causes an increase in the temperature of the cracking coil and causes over-decomposition and the like. On the other hand, in Comparative Example 7 and Invention Example 8, the surface temperature was lower than that of Comparative Example 5 despite the shorter length of the cracking coil because the protrusions were formed inside. Comparing Invention Example 8 with Comparative Example 7,
The surface temperature of the outlet pipe is almost the same, and it can be seen that the formation of the protrusion only on the outlet pipe has almost the same effect as the formation of the protrusion over the entire length.

【0033】上記内圧と温度を総合的に判断すると、発
明例8は、クラッキングコイルの全長を短くしても、出
口管にのみ突部を形成したことにより、熱分解操業上、
支障のないレベルまで内圧を抑えることができ、且つ、
出口管の温度上昇を抑えることができている。比較例5
及び比較例6は、突部を形成していないから内圧の上昇
は抑えることができたが、出口管における熱伝達性能が
低いから出口管の表面温度が高く、流通ガスの過分解や
コーキングを生ずる虞れがある。特に、クラッキングコ
イルの全長を短くした比較例6は、表面温度が大きく上
昇している。また、比較例7は、全長に亘って突部を形
成した結果、熱伝達性能はクラッキングコイル全体に亘
って良好なものとなり、クラッキングコイルの温度上昇
は抑制できるが、圧力損失の増大に起因して内圧が上昇
しており、熱分解操業において、収率の低下等を招く虞
れがある。
Comprehensively judging the internal pressure and the temperature, the invention example 8 shows that even if the total length of the cracking coil is shortened, the protrusion is formed only in the outlet pipe, so that the cracking operation is not easily performed.
The internal pressure can be suppressed to a level that does not hinder, and
The rise in the temperature of the outlet pipe can be suppressed. Comparative Example 5
In Comparative Example 6, since no protrusion was formed, an increase in internal pressure could be suppressed. However, since the heat transfer performance in the outlet pipe was low, the surface temperature of the outlet pipe was high, and excessive decomposition and coking of the flowing gas were prevented. May occur. In particular, in Comparative Example 6 in which the total length of the cracking coil was shortened, the surface temperature increased significantly. In Comparative Example 7, as a result of forming the protrusions over the entire length, the heat transfer performance was good over the entire cracking coil, and the rise in the temperature of the cracking coil could be suppressed. Therefore, the internal pressure may increase, which may cause a decrease in yield in the thermal decomposition operation.

【0034】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
The description of the above embodiments is for the purpose of illustrating the present invention, and should not be construed as limiting the invention described in the appended claims or reducing the scope thereof. Further, the configuration of each part of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the technical scope described in the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用したW字型クラッキングコイルの
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a W-shaped cracking coil to which the present invention is applied.

【図2】(a)は出口管の拡大断面図であり、(b)は出口
管以外の直管の拡大断面図である。
2A is an enlarged sectional view of an outlet pipe, and FIG. 2B is an enlarged sectional view of a straight pipe other than the outlet pipe.

【図3】クラッキングコイルのガス圧を比較した実施例
1の結果を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing results of Example 1 in which gas pressures of cracking coils were compared.

【図4】クラッキングコイルの表面温度を比較した実施
例1の結果を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the results of Example 1 in which the surface temperatures of cracking coils were compared.

【図5】クラッキングコイルのガス圧を比較した実施例
2の結果を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing results of Example 2 in which gas pressures of cracking coils were compared.

【図6】クラッキングコイルの表面温度を比較した実施
例3の結果を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the results of Example 3 in which the surface temperatures of cracking coils were compared.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(10) クラッキングコイル (14) 出口管 (20) 突部 (22) フィン (10) Cracking coil (14) Outlet pipe (20) Projection (22) Fin

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 加熱炉内に配備され、内部に炭化水素原
料ガスを導入して熱分解を行なうクラッキングコイルで
あって、複数の直管(12)(14)を順にベンド管(16)で接続
してなるものにおいて、最も下流側の出口管(14)にの
み、内面に突部(20)を形成したことを特徴とするクラッ
キングコイル。
1. A cracking coil provided in a heating furnace for introducing a hydrocarbon raw material gas into the inside thereof for thermal cracking, wherein a plurality of straight pipes (12) and (14) are sequentially bent by a bend pipe (16). A cracking coil, characterized in that a projection (20) is formed on the inner surface of only the most downstream outlet pipe (14) in the connection.
【請求項2】 突部(20)は、出口管(14)の内面から突設
されたフィン(22)である請求項1に記載のクラッキング
コイル。
2. The cracking coil according to claim 1, wherein the protrusion (20) is a fin (22) protruding from an inner surface of the outlet pipe (14).
【請求項3】 出口管(14)は、Cを0.4重量%以上含
有する鋳造管である請求項1又は請求項2に記載のクラ
ッキングコイル。
3. The cracking coil according to claim 1, wherein the outlet pipe is a cast pipe containing 0.4% by weight or more of C.
【請求項4】 出口管(14)は、遠心力鋳造により製造さ
れる請求項1乃至請求項3の何れかに記載のクラッキン
グコイル。
4. The cracking coil according to claim 1, wherein the outlet pipe is manufactured by centrifugal casting.
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