JPH0292820A - 分解炉 - Google Patents

分解炉

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JPH0292820A
JPH0292820A JP63246149A JP24614988A JPH0292820A JP H0292820 A JPH0292820 A JP H0292820A JP 63246149 A JP63246149 A JP 63246149A JP 24614988 A JP24614988 A JP 24614988A JP H0292820 A JPH0292820 A JP H0292820A
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heat exchanger
burner
center
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中瀬 憲明
Mamoru Hokkedo
法花堂 守
Etsuji Yamamoto
山本 悦治
Masahiko Yoshida
雅彦 吉田
Yutaka Kitayama
北山 裕
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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    • C10G9/00Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/14Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils in pipes or coils with or without auxiliary means, e.g. digesters, soaking drums, expansion means
    • C10G9/18Apparatus
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は分解炉に関し、さらに詳しくは石油系炭化水素
を熱分解してエチレン、プロピレン、ブタジェン等を得
るのに好適な管式熱分解炉に関するものである。
〔従来の技術〕
第4図は、従来技術による分解炉の断面図、第5図は、
第4図のV−V線矢視断面図、第6図は、反応管出口に
おける急冷熱交換器接続部の断面図である。
この装置は、燃焼室1の中央に配列され、かつ反応管接
続ベンド8で接続されて蛇腹状をなす複数個の反応管7
と、該反応管7の入口に設けられた反応管入口配管21
と、前記反応管7の出口に設けられた反応管出口配管2
2と、該反応管出口配管22と反応管出口へラダ9を介
して接続された急冷熱交換器10と、前記反応管7を燃
焼室1の天井から吊り下げられ、かつカンウタウェイト
17と接続された反応管吊金具16と、前記燃焼室1の
上部と接続ダクト5を介して連通ずる対流伝熱管11お
よび対流伝熱部6と、前記燃焼室1の下部に設けられる
炉床バーナ20と、前記燃焼室1の壁面に設けられる壁
面バーナ19とから構成される。
このような構成において、原料は、通常水蒸気と混合さ
れ、あらかじめ対流伝熱部6で予熱された後、反応入口
配管22から反応管7に導入され、燃焼室lの炉床バー
ナ20および壁面バーナ19の輻射熱で加熱され、熱分
解反応を起し、反応管出口ヘッダ9から急冷熱交換器1
0に導入され、熱分解ガスが過度の分解反応や重合反応
を行わないよう象、冷される。
上記分解炉においては、ナフサ原料(比重0.70)か
らエチレンを年産3万トンベースで生産する場合、前記
分解炉の長さ(炉長)を15m前後、5万トンベースの
場合は20m以上としなければならず、ナフサ1トン当
たりの敷地面積が大きくなる。また炉壁面面積が大きく
なるため炉壁からのヒートロスが多くなる欠点がある。
また燃焼室1の燃焼ガス23は、対流伝熱部6へ移動す
るために反応管吊金具16を横切る必要があり、高温ガ
スによる該金具16の損傷を起こし易く、また燃焼室1
と対流伝熱管11とを接続する接続ダクト5が非常に短
いため、不均一な温度の燃焼ガスが充分に混合されない
うちに通常4〜12バスで構成される対流伝熱管11に
導入されるため、対流伝熱管11の各パスの加熱が不均
一となり、結果として対流伝熱管出口の各バスの温度に
差が生じる。その差は多いもので20〜50 ’Cとな
る。
理想的な反応管は、低圧損失型で、該反応管に導入され
たナフサ原料が、一定の滞留時間内に所定温度まで上昇
して1バス当たりの最大処理を行うことができ、かつ反
応管出口と急冷熱交換器入口との反応管出口ヘッダ9に
よる接続長さをできるだけ短くすることができるもので
あり、また急冷熱交換器は、経済性の面から大容量のも
のを少基数用いるのが好ましい。
しかしながら、上記分解炉では、急冷熱交換器lOの設
置基数を少なくするために、第8図および第9図の反応
管形状図に示すように複雑なベンドを用いたり、小R(
アール、曲げ半径)ベンド、集合Y型ピース等を用いた
反応管を用いているため、炉内流体のスムーズな流れを
阻害して圧力損失を増大させ、コーキングを増大させて
いる。また反応管形状が複雑になると、高温度条件下(
750〜ll00°C)での異常熱応力発生に伴い、反
応管およびベンド部の損傷が起こり易い欠点がある。第
7図の反応管の形状は簡単であるが、1パス当たりの追
油量が少ないため、歩容量の急冷熱交換器を用いてその
数を増やさなければならない欠点がある。例えばナフサ
原料から3万トン/年ベースで生産する場合には16基
以上の急冷熱交換器を取りつける必要がある。なお、第
7A図、第8A図および第9A図は、それぞれ第7図、
第8図および第9図のB方向の矢視図である。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、前記従来技術の問題を解決し、分解炉
の長さを短縮して分解炉の敷地面積および分解炉壁面面
積を減少させ、また急冷熱交換器の設置基数を削減して
装置のコンパクト化および軽量化を図ることができ、か
つ、部品損傷を低減させることができる分解炉を提供す
ることにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、燃焼室天井の中央に設けられるセンターバー
ナと、前記燃焼室天井の側面側に設けられた壁面側バー
ナと、前記センターバーナの両側に垂直に配置され、前
記燃焼室下部で大アール状の接続ベンドを介して接続さ
れ、かつ前記燃焼室の長手方向に複数配列された反応管
と、前記燃焼室の上部に設けられた急冷熱交換器と、前
記反応管の複数の出口と前記急冷熱交換器とを接続する
反応管出口ヘッダとを備えたことを特徴とする〔作用〕 本発明による反応管は、アール状の接続ベンドを介して
センターバーナの両側に接続され、かつ燃焼室の長手方
向に複数配列されるため、複数の反応管出口と急冷熱交
換器とを接続するヘッダは、短い接続管で簡単な形状と
することができる。従って反応管内で生成した有効成分
の副反応を抑えることができる。また急冷熱交換器の設
置基数の削減が可能であり、さらに反応管と急冷熱交換
器との無理のない接続によって構造上の安定性を確保す
ることができる。
また本発明においては、バーナを燃焼室の天井に配列し
、かつ接続ダクトおよび対流ダクトを燃焼室下部の燃焼
ガス誘引ダクトを介して設けるため、燃焼ガスおよびバ
ーナ火炎は、反応管吊金具および反応管出口ヘッダに触
れることがない。従って、高温ガスによる前記部品の損
傷が防止される。
さらに前記燃焼ガス誘引ダクトが、燃焼室の中心下部に
例えばv型形状をなして設置され、該■型形状に沿って
形成された大アール状の反応管接続ベンドの間に燃焼ガ
ス通路が形成されるため、燃焼ガスは、炉壁面に沿った
平行流となるので、反応管の均一加熱が可能となる。
また燃焼室と対流伝熱管との間に燃焼ガス誘引ダクトお
よび接続ダクトを設けることによって、温度の不均一な
燃焼ガスは、対流伝熱部に導入されるまでに充分に混合
されるため、対流伝熱管の各バスの均等な加熱が可能と
なる。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例により詳しく説明する。
第1図は、本発明の一実施例による分解炉の断面図、第
2図は、第1図の■−■線矢視断面図、第3図は、第1
図の反応管出口ヘッダの形状図である。
この装置は、燃焼室1天井の中央に設けられるセンター
バーナ13と、前記燃焼室1天井の側面側に設けられる
壁面側バーナ12と、前記燃焼室lの下部で前記センタ
ーバーナ130両側に大アール状の接続ベンド8を介し
て接続され、かつ、燃焼室1の長手方向A(第2図)に
複数配列された反応管7と、該反応管7を前記燃焼室1
の天井から吊るすための反応管吊金具16と、前記燃焼
室1の上部に設けられる急冷熱交換器10と、前記反応
管7の4本の出口と前記急冷熱交換器10とを接続する
反応管出口ヘッダ9と、前記燃焼室lの下部に設けられ
、かつ前記大アール状の接続ベンド8に沿うように設け
られるV型誘引ダクト18と、該■型誘引ダクト18に
接続される誘引ダクト4と、mV型誘引ダクト18、誘
引ダクト4および接続ダクト5を介して前記燃焼室1と
連通され、かつ該燃焼室1と並列に設けられる対流伝熱
管11および対流伝熱部6とから構成される。
燃焼室1は、耐火壁2およびケーシング3で覆われ、反
応管吊金具16は、カウンタウェイト17と接続される
。また反応管7の4本の出口は、第3図に示すように反
応管出口ヘッダ9によって大容量の急冷熱交換器10に
接続されている。
このような構成において、原料は、通常水蒸気と混合さ
れ、あらかじめ対流伝熱部6で予熱された後、反応管7
に供給され、燃焼室1の天井のセンターバーナ13およ
び壁面側バーナ12の輻射熱で加熱され、熱分解反応を
起こし、反応管出口ヘッダ9から急冷熱交換器10に導
入され、熱分解ガスが急冷される。
センターバーナ13および壁面側バーナ12からの燃焼
ガス23は、反応管吊金具16および反応管出口ヘッダ
9を横切ることなく、反応管7と平行流を形成して壁面
に沿って流れ、燃焼室下部の■型誘引ダクト18に流入
し、■型形状に沿って誘引ダクト4に導かれ、接続ダク
ト5を経て対流伝熱管11および対流伝熱部6に導入さ
れる。
従って、反応管吊金具16および反応管出口ヘッダ9は
、前記燃焼ガス23に触れることがなく、また前記バー
ナ12.13が天井に配列されていることから、それぞ
れの火炎14および15に接することがなく、高温によ
る部品の損傷が防止される。また接続ベンド8が大アー
ル状をなすシンプルな形状をしているため、反応管7の
圧力損失が少なく、コーキングの発生が減少する。さら
に対流伝熱管11に導入される燃焼ガス23は、■型誘
引ダクト18、誘引ダクト4および接続ダクト5を通過
する間に均一な温度のガスに混合されるため、対流伝熱
管の各パスの均等な加熱が可能となる。さらにまた反応
管7は、燃焼室1の長手方向Aに複数配列されるため、
反応管出口へ・ンダ9と急冷熱交換器10とを無理のな
いシンプルな形状で接続ができ、またヘッダ9の接続管
を短くすることができるので、反応管内で生成した有効
成分の副反応を押さえることができ、かつ構造上の安定
性を確保することができる。
第1表は、本発明の装置(実施例1)と従来装置(比較
例1)との炉長、炉敷地面積、炉壁面面積および炉型量
を比較したものである。
第1表 (N:原料ナフサ) この表から、本発明の装置は、従来装置に比し、30%
以上のコンパクト化と軽量化が図れることがわかる。
(発明の効果) 本発明によれば、分解炉の長さを短縮して分解炉の敷地
面積および分解炉壁面面積を減少させ、また急冷熱交換
器の設置基数を無理なく削減することができるため、装
置のコンパクト化および軽量化が可能である。またバー
ナを天井に設置させ、炉床に■型誘引ダクトを設置する
ことにより、バーナおよび反応管の適正な配列と相まっ
て、反応管の均一加熱が可能となる。また反応管の接続
ベンドを大アール状のシンプルな型状とするため、圧力
損失が少なくなるとともにベンド部でのコーキングトラ
ブルを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例による分解炉の断面図、第
2図は、第1図の■−■線矢視断面図、第3図は、第1
図の反応管出口ヘッダの形状図、第4図は、従来技術に
よる分解炉の断面図、第5図は、第4図のV−V線矢視
断面図、第6図は、第5図の反応管出口における急冷熱
交換器接続部の断面図、第7図、第8図および第9図は
、従来技術による反応管の形状図、第7A図、第8A図
および第9A図は、それぞれ第7図、第8図および第9
図のB方向の矢視図である。 ■・・・燃焼室、2・・・耐火壁、3・・・ケーシング
、4・・・誘引ダクト、5・・・接続ダクト、6・・・
対流伝熱部、7・・・反応管、8・・・反応管接続ベン
ド、9・・・反応管出口ヘッダ、10・・・急冷熱交換
器、11・・・対流伝熱管、12・・・壁面側バーナ、
13・・・センターバーナ、14・・・壁面側バーナ火
炎、15・・・センターバーナ火炎、16・・・反応管
吊金具、17・・・カウンタウェイト、18・・・■型
誘引ダクト、19・・・壁面バーナ、20・・・炉床バ
ーナ、21・・・反応管入口配管、22・・・反応管出
口配管、23・・・燃焼ガス。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)燃焼室天井の中央に設けられるセンターバーナと
    、前記燃焼室天井の側面側に設けられた壁面側バーナと
    、前記センターバーナの両側に垂直に配置され、前記燃
    焼室下部で大アール状の接続ベンドを介して接続され、
    かつ前記燃焼室の長手方向に複数配列された反応管と、
    前記燃焼室の上部に設けられた急冷熱交換器と、前記反
    応管の複数の出口と前記急冷熱交換器とを接続する反応
    管出口ヘッダとを備えたことを特徴とする分解炉。
JP63246149A 1988-09-30 1988-09-30 分解炉 Expired - Lifetime JPH0631323B2 (ja)

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DE8989309825T DE68900505D1 (de) 1988-09-30 1989-09-27 Krackofen.
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