JP2881664B2 - 炭化水素の分解炉 - Google Patents

炭化水素の分解炉

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は炭化水素類の分解炉即ち
クラッキング炉に関する。かかる分解炉は強度の加熱及
び分解中に炭化水素類が流通する１本又は精々数本の管
体を有する。本発明の分解炉は、従来技術の炉設計で可
能であつたよりも長い操作時間を管体の取換えの間に可
能とし且つ炉のより高い作業温度を可能とする管体を有
するものである。
【０００２】
【従来の技術及び問題点】従来技術による炭化水素類の
分解炉は、クロム含量が比較的多いニッケル基体合金か
ら形成された管体を有する。この組成によつて炉に幾つ
かの欠点を与え、何故なら管体材料は高価であり十分に
満足な与炭耐性を有さず、炭化物主として炭化クロムを
生成してしまうからである。更には高温材料と呼ばれる
これらの管体の形状耐久性は若干の用途には十分には満
足できない。
【０００３】炭化水素類の分解（クラッキング）には分
解装置を用いる。用いる原料は例えば少量のスチームと
混合したナフサ又はプロパンであり得る。原料ガスが分
解炉中の管体を通送する時にはその温度は約８５０℃ま
で上昇する。得られる重要な生成物のうちにはエチレン
及びプロパンがある。更には水素、メタン、ブテン及び
その他の炭化水素類が得られる。望ましくない反応を回
避するためには加熱はきわめて迅速でありしかも得られ
る生成物はその後迅速に冷却することが必須である。炉
中の滞留時間は１秒のわずか数十分の１である。炉内温
度は１１００〜１２００℃であり炉の管体中の製品温度
は１１００℃以上であり得る。炉の加熱は分解処理から
のガス例えば水素及びメタンを燃焼させることにより行
うことができ、炉は多数のバーナーを備えておりこれら
のバーナーは炉の底部及び側面に配設し得る。
【０００４】炭化水素類の分解炉に使用される管体は良
好な形状耐久性を有すると共に高温に耐える能力を有す
るものである。管体はまた炉内雰囲気に耐えるために酸
化及び腐食に対して耐性でなければならない。炉中の管
体内の炭素ポテンシャル（存在能力）はきわめて高く、
それ故管体材料は与炭及び炭化物の形成に対して耐性で
あるべきである。少量の硫黄を原料に添加することが多
く、その時管体は硫黄及び硫黄化合物にも耐性でなけれ
ばならない。管体の内側には、局部的な温度変化を生起
してしまう炭素及びコークスの沈着物が存在しており、
これらの沈着物は適当にはスチームでの酸化により除去
できる。
【０００５】
【問題点を解決するための手段、作用及び効果】本発明
は炉内の条件に対してかなり向上した耐性を有する材料
の管体を有する炉に関するものである。
【０００６】従って本発明によると、強度の加熱及び分
解中に炭化水素類が流通する１本又はそれ以上の本数の
管体を有してなる、炭化水素の分解炉であって該管体は
１５〜３０重量％のクロムと、３〜１０重量％のアルミ
ニウムと、残余部分として主に鉄と、少量の他の合金成
分とを有する合金から形成されることを特徴とする、炭
化水素の分解炉が提供される。
【０００７】本発明の炭化水素分解炉は１５〜３０重量
％のクロムと３〜１０重量％のアルミニウムと主に鉄よ
りなる残余部分とを有する合金から形成された管体を有
する。該合金はまた通常の不純物と場合によつては少量
の別の合金成分とをも含有している。これらの管体を高
温で酸化性の条件に暴露した時には、酸化アルミニウム
が管体表面に形成され、管体の少なくとも内面は、炉を
分解生成物の製造に使用する前に酸化アルミニウムの１
層を有するのが適当である。処理中の管体内では炭素ポ
テンシャルがきわめて高いにも拘らず、かかる管体は与
炭及び炭化クロムの如き炭化物の形成に対してきわめて
良好な耐性を有することを示した。管体はまた、管体材
料の与炭を防止するために炭化水素類に少量で添加され
る硫黄及び硫黄化合物に対して優れた耐性を有する。本
発明の炉はまた硫黄の添加が不必要であるような特性を
有する。
【０００８】管体はまた多くの場合には１重量％以下の
イットリウム、ジルコニウム、チタン、ハフニウム、セ
リウム及びカルシウムの１種又はそれ以上を含有する合
金から形成されるのが適当である。かかる添加剤は酸化
アルミニウム層の特性を向上させることが見出された。
好ましくは押出成形により製造した継目なし管体を使用
する時には就中、形状耐久性がきわめて良好であること
が判明した。この目的のために粉末冶金法によつて生成
されたビレットを使用するのが適当である。かかる管体
はきわめて高い温度によつても高度の耐熱性を有する。
管体中の製品の温度は満足な形状耐久性を有しながら約
１３００℃までであることができ、この温度はこの種の
炭化水素分解炉で従来可能であつた温度よりもかなり高
い。
【０００９】本発明の炉の管体に使用される材料は従来
技術の材料と比較すると高い電気耐性を有する。それ故
管体に直接電流を通すことにより加熱の全部又は一部を
行うことができる。
【００１０】管体の壁面から管体内部のガスへの伝熱は
主として輻射作用による。前述した如く加熱はきわめて
迅速であるのが必須であり、それ故縦長の棒又はリブの
形で突起物を有する内面を形成することにより管体の放
熱内部表面を拡大することが適当であり得る。押出成形
する時には、これらの管体は押出ダイの形状によつて直
接得られる。

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 強度の加熱及び分解中に炭化水素が流通
    する１本又はそれ以上の本数の管体を有してなる、炭化
    水素の分解炉であつて該管体は１５〜３０重量％のクロ
    ムと、３〜１０重量％のアルミニウムと、残余として主
    として鉄と、少量の他の合金成分とを有する合金から形
    成されることを特徴とする、炭化水素の分解炉。
  2. 【請求項２】 管体の内面は、好ましくは炉を稼動させ
    る前に管体の予備酸化によつて得られた酸化アルミニウ
    ム層によつて被覆される、請求項１記載の炉。
  3. 【請求項３】 合金は１５〜３０重量％のクロムと３〜
    １０重量％のアルミニウムと全部で１重量％以下のジル
    コニウム、チタン、ハフニウム、セリウム及びカルシウ
    ムの１つ又はそれ以上とを包含してなる請求項１又は２
    記載の炉。
  4. 【請求項４】 管体は継目なし管であり、好ましくは押
    出により製造される請求項１〜３の何れかに記載の炉。
  5. 【請求項５】 管体は粉末冶金ビレットの押出により製
    造される請求項４記載の炉。
  6. 【請求項６】 加熱は管体の壁面上に直接電流を流すこ
    とにより得られる請求項１〜５の何れかに記載の炉。
  7. 【請求項７】 管体の内壁は加熱表面を拡大するため突
    起を有する請求項１〜６の何れかに記載の炉。
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