JP4152592B2 - 改良されたディレードコーキングユニット炉 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディレードコーキングに係り、さらに、特に、ディレードコーキングユニットに結合されるコークス炉の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディレードコーキングプロセスでは、コークス炉中で残さ油をコーキング温度まで加熱し、その後、加熱された残さ油をコーキングドラムに移し、そこで、揮発成分とディレードコークスに分解する。ディレードコーキングプロセスは、主に、石油精製作業の低価値残さから有効な生成物を製造する手段として、数十年間使用されてきた。
【０００３】
コークス炉は、典型的に、多数列の加熱管を有し、各列は、一連の戻り屈曲エルボー部品により接続された直管部からなる。コークス供給原料が９００°Ｆ以上の温度に加熱されるコークスユニットの操作に際し、炉管は、管内面へのコークスの堆積によって詰まる。この詰まらせるプロセスの進行により、炉の能率が低下し、次第に、入ってくる供給物をコーキング温度まで加熱するために、さらに厳しい炉条件が要求される。この炉管内部の詰まりの結果、定期的に、炉管の脱コークスが必要となる。
【０００４】
炉管の脱コークスにはいくつかの方法が使用される。そのいくつかの手順において、脱コークス工程の間、炉が施設から取り外される。他の製造工程においては、一部の管列だけが施設から除去される。全ての場合において、炉の脱コークスプロセス中、製造は、停止または減少される。
【０００５】
しばしばオンライン粉砕と呼ばれる１つの脱コークス工程は、高速スチームを注入し、例えば１０００°Ｆないし１３００°Ｆのような、管の収縮及び膨張を生ずるに十分な炉管温度を反復し、結果として、蓄積したコークス堆積物を薄片状に剥がし、堆積物を、その後、スチームフローにより炉から吹き飛ばすことを含む。この手順工程は、管列の他の部分は製造を維持したまま、一部の管列について行うことができる。
【０００６】
多の脱コーキング工程は、脱コーキングのいくつかの段階で、スチームと共に空気を注入することを含む。脱コーキング中、管はまだ非常に熱いので、空気がコークス堆積物を燃焼させ、ここで、コークスの粉砕と燃焼の組み合わせがある。
【０００７】
その変形を含む上述の脱コーキング工程は、コーキング工業において当業者に知られている。
【０００８】
脱コーキング工程における一般的な問題は、脱コーキングプロセスによって除去されるコークス粒子が炉管特に炉管の直管部を接続する隣接する戻り屈曲エルボー部品の浸蝕を引き起こすことである。
【０００９】
以前は、浸蝕の問題は、耐浸蝕金属組成物を使用すること、非常に厚い壁の管を使用すること、及びいくつかの場合には、管の最も浸蝕しやすい接合部に溶接による被覆を加えることを含む若干の方法で対処されていた。
【００１０】
Ｃｌａｒｋの米国特許第４，３８９，４３９号及び第４，８２６，４０１号には、金属表面の浸蝕抵抗を改良するための技術が記載されている。この技術は、金属管の浸蝕抵抗を改良するための硼素拡散工程を含む。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明によれば、部品の内面を拡散表面硬化プロセスに供することにより、炉管部品の浸蝕抵抗が強化される。得られた硬化された表面は、未処理の部品よりも寿命が増加した部品を提供し、増加された安全性及び改良された作業効率を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、一般に、図１に示すような型のディレードコーキングユニットを対象とする。ここに示すように、供給ライン１０からの供給原料は、炉１２を通り、ここでコーキング温度に加熱され、その後、一対のコークスドラム１４の一方に供給される。
【００１３】
図２及び３は、コークス炉内にしばしば２ないし４箇所ある炉管列を示し、各管列は、１８０°のエルボー部品として示されている戻り屈曲部品１８により連結された隣接する直管部の端部を有する複数の直管区部１６を含むが、ときどき、短い直管連結部（図示しない）を有する一対の９０°エルボー部品を含む。
【００１４】
炉管列は、供給原料が８５０°Ｆないし９００°Ｆまたはそれ以上に加熱されなければならないので、高温に供される。
【００１５】
炉管列は、典型的に、９％クロム鋼等の高温使用材料から作られる。
【００１６】
コーキング工程が進行すると、管列の内面は、管列内面のコークスの堆積によって、次第に詰まる。この詰まりは、数週間または数カ月ごとに炉の効率を減少し、あるいはいくつかの場合には、１または数年後、炉管は、「脱コークス」されて、炉の効率が回復する。脱コーキングプロセスは、結果的にコークス粒子の粉砕または薄片状の剥離を生じ、スチーム流によって炉から運ばれる。
【００１７】
コークス堆積物が管表面から除去されるどのような脱コーキング工程においても、浸蝕の問題は、特に管列の戻り屈曲部品中に、コークス粒子が高速で流れることによって、引き起こされる。この流れは、図３に示され、ここで、コークス粒子は、戻り屈曲部１８の内面に衝突する。図４では、浸蝕領域２２が戻り屈曲部１８中に厚さが減少した領域を形成しており、安全性が危うくなり得ることが示されている。図４に示すように浸蝕された部品は、直管部から切り取られ、その直管部に交換部品を溶接することによって取り替えられる。
【００１８】
典型的な炉管列は、炉の放射区域内に、２０ないし２５の直管部を有し、隣接する直管部は、戻り屈曲部品により接続されている。コークス粒子の堆積の増加及び温度の増加による流れの速度の増加、及び出口に向かって圧力が低下することによって、流れが管列の出口へ進むに従って、浸蝕の問題はますます厳しくなる。それは、全ての戻り屈曲管部品における浸蝕の低減に有益であるが、主な利益は、管屈曲部において、最後の５または６の戻り屈曲部に耐浸蝕部品を有することによって得られ得る。
【００１９】
上述の浸蝕問題は、本発明では、部品１８内面の表面硬化を行い、部品の耐浸蝕性を増加することによって対処される。好ましい表面硬化処理は、処理部品内面を硼素拡散表面硬化工程に供することを含むが、他の拡散表面処理を使用することもできる。
【００２０】
実際の層は、図５に示すものよりも非常に少ない数千分の１インチの厚さであるけれども、典型的には、拡散表面硬化処理は、図５に示すように、硬化表面２４を生じる。表面硬化された層２４は、外表面をマスクし、内側を粉状の硼素化合物で充填し、及び硼素化合物を還元雰囲気で加熱して、部品表面に硼素の拡散を起こすことにより、製造され得る。拡散による表面硬化は、既知の工程であり、この業界で容易に利用され得る。
【００２１】
新しい管列または交換の部品に、拡散表面硬化された内表面を有する戻り屈曲部品を使用することは部品の寿命を延ばし、作業の安全性を増加させる。
【００２２】
本発明の要点は、コークス炉管列の戻り屈曲部品の内面に耐浸蝕性表面を提供し、結果として、浸蝕を低減し、作業を安全にすることにある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ディレードコーキングユニットの一部を示す図。
【図２】 コークス炉管列の一部を示す図。
【図３】 管列部の脱コーキング中の材料の流れを示すコークス炉管列の一部の破断図。
【図４】 部品の浸蝕の影響を示す戻り屈曲部品の破断図。
【図５】 図２の５−５断面を示す戻り屈曲部品の断面図。
【符号の説明】
１０…供給ライン
１２…炉
１４…コークスドラム
１６…直管部
１８…戻り屈曲部品
２２…浸蝕領域
２４…硬化表面

Claims (1)

1. 炉の入口及び出口、
   該入口及び出口に接続され、加熱管列が隣接する直管を有する、少なくとも１つの加熱管列、
   ９％のクロムスチールから形成され、内面を有し、隣接する管を取り外し可能に接続するエルボー屈曲部品、及び
   脱コーキングの際にコークス粒子の影響による前記屈曲部品の浸蝕に耐えるため、前記出口に一番近い前記屈曲部品の内面上だけに適用された硼素化合物からの硼素拡散表面硬化層を含むディレードコーキング炉。

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