JPH0633965B2 - 熱流動ガス用の熱交換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、多数の並列接続された熱交換体から構成さ
れ、該熱交換体がそれぞれガス側で、一方ではガス分解
炉と及び他方側では集合管と接続されており、該集合管
が後続された油噴射ノズルを有する、特にガス分解炉由
来の熱流動ガス用の熱交換装置であって、個々の熱交換
体が流入口及び流出口を備えたそれぞれ１つの管状熱ガ
ス流路を有し、該熱ガス流路がその全長の大部分にわた
って冷却ジャッケトによって包囲されており、該冷却ジ
ャッケトが軸線平行の管から構成され、その管のそれぞ
れが相互に気密に接続されかつ冷媒の流入口及び流出口
を備えている形式のものに関する。

従来の技術 この種の熱交換装置は、プロセスガス、特にガス状及び
液状炭化水素の熱分解由来の分解ガスを冷却するために
使用される。該装置は就中、それぞれ個々の分解管流出
口に接続されかつそれらのガス側の横断面が分解炉流出
口の横断面に等しい単管式装置として構成されている。
１段式分解ガス冷却装置を備えた分解炉においては、熱
交換体を構成する際には使用される原料（ガスないしガ
ス油）のスペクトル幅が考慮されるべきである。一般
に、熱交換装置からの分解ガス流出温度は、装置の清浄
な状態のために、軽い装入物では一層経済的なエネルギ
ー回収が達成されかつ重い装入物では熱交換体の冷却面
でのコークス化が許容程度に維持されるように選択され
る。熱交換体の背面での分解ガスの温度範囲は、上記理
由から一般に４２０〜５５０℃（加熱面が清浄である場
合）に制限される。熱交換体の背面には、油噴射ノズル
が設けられており、該ノズルは一般に１段式でありかつ
分解ガスのより以上の冷却を行う。

冷却面が重い装入物では比較的に強度にコークス化され
かつひいては熱交換体の背面で約６５０℃までのガス流
出温度が達成されることが甘受されねばならない。冷却
装置からコークス堆積物を周期的に排除することが必要
である。

２段式分解ガス冷却装置を備えたガス分解炉では、熱交
換装置は一般に多数の１段式熱交換体から構成され、こ
れらの熱交換体は個々の炉流出口に接続されている。１
段式熱交換体は約５５０〜６５０℃のガスを集合管に送
る。軽い装入物（ガス、軽ベンジン）を使用する場合に
は、分解ガスのより以上の冷却は、一般に炉単位当り大
容量の個別装置として設けられた別の熱交換体で行われ
る。

重い装入物（ガス油、真空ガス油、水素添加残渣）を使
用する際には、分解ガスは直接的に集合管から第１の熱
交換段の背面で取り出されかつ後続の油噴射ノズルに供
給される。この運転形式では、後続の熱交換体は作動し
ない。

１段式方法の欠点は、強度のコークス化を阻止するため
に、比較的狭い装入物スペクトルに制限されることであ
る。多面では、妥協策により軽い装入物におけるエネル
ギー収率は理論的に可能であるよりも低くなる。場合に
より、重い装入物においては冷却装置のコークス化によ
り運転時間が制限されることがある。両者の熱交換段の
間の熱接続導管を有しない、複雑でなくかつ廉価のシス
テム及び全体的に廉価な構造形式が有利である。

２段式熱交換装置は、第１と第２の熱交換段を、不経済
な熱誘導中間接続装置（６５０〜６８０℃での導管）と
接続された２つの個別のシステムに分割することによ
り、コストが著しく高くなる。更に、システム全体の圧
力損失は導管路が比較的に長いために大きい。このこと
は管型分解炉内での分解の損失に不利に影響する。従っ
て、運転を装入物に融通性をもって合わせる（重い装入
物では１段式熱交換装置のみで運転し、軽い装入物では
２段式熱交換装置で運転する）ことができれば有利であ
る。

発明が解決しようとする課題 従って、本発明の課題は、異なった装入物を用いて融通
性をもった運転ができるように構成された、短時間分解
炉由来の分解ガスを冷却することを可能ならしめるため
に適当である、経済的な２段式交換装置を提供すること
であった。

課題を解決するための手段 前記課題は、公知技術水準及びドイツ連邦共和国特許出
願第３７１４６７１．８−１６号明細書から出発して、
冒頭に記載した形式の熱交換装置において、 ａ）冷却ジャッケトがその全長の大部分にわたって管状
ジャッケトによって包囲されており、該ジャッケトが冷
却ジャッケトの上方部分の開口部を経てガス側で熱ガス
流路と接続されており、 ｂ）冷却ジャッケトの両端部で同心的に気密に溶接され
た管状接続部が熱ガス流路の流入区分及び流出区分形成
し、 ｃ）ジャッケトが熱ガスの流出口を備え、該流出口が集
合管と接続されており、 ｄ）集合管が導管によって集合管と接続されており、 ｅ）導管が２つの遮断弁と、それらの間に配置された、
冷却されたガスの流出口とを備えており、 ｆ）流出口が後続された油噴射ノズルを備えている ことにより解決される。

発明の効果 本発明による解決手段は、公知技術水準に比較して、２
段式熱交換装置を、重い装入物を分解する際でも、また
軽い装入物（炭化水素）を分解する際でも使用すること
ができ、しかも分解ガスを長い、熱くなる導管を介して
第２の分離段に供給する必要がないという利点を有す
る。

実施例 次に、図面に示した実施例により本発明を詳細に説明す
る。

第１図及び第２図においては、重い装入物で運転する際
には、遮断弁１８を開きかつ遮断弁１９を閉じる。分解
炉２からの熱い分解ガスは、導管２２及び流入口７を経
て熱交換体３に導入され、第１段で冷却されかつ流出口
８及び導管２３を経て集合管４に導入され、そこから場
合により更に油噴射ノズル５によって冷却するために送
られかつ導管２０を経て取り出される。熱交換体３のジ
ャッケト管１０は、その下端部では流入口１１によって
かつその上端部では流出口１２によって図示されていな
い蒸気ドラムと水側ないしは蒸気側で接続されている。

軽い装入物で運転する際には、遮断弁１８を閉じかつ遮
断弁１９を開く。分解炉２からの熱い分解ガスは導管２
２及び流入口７を経て熱交換体３に導入され、第１段及
び第２段で冷却されかつ流出口１５を経て集合管１６に
導入され、そこから更に場合により油噴射ノズル２１に
よって冷却するために送られかつ導管２０を経て取り出
される。熱交換体３のジャッケト管１０は、その下端部
では流入口１１によってかつその上端部では流出口１２
によって図示されていない蒸気ドラムと水側ないし蒸気
側で接続されている。

第３，４，５及び６図においては、熱ガス流路６は、流
入口７、流出口８及び冷却ジャッケト９から成ってい
る。流入口７は、図示されていない分解ガス炉に対する
接続部を有する。流出口８は、図示されていない集合管
に対する接続部を有する。ジャッケト管１０は、相互に
流入口７、流出口８及びジャッケト１３に気密に接続さ
れている。

ジャッケト管１０は、その下端部では集合管２４の流入
口１１によってかつその上端部では集合管２５の流出口
１２によって図示されていない蒸気ドラムと水側ないし
は蒸気側で接続されている。ジャッケト１３の上方領域
では、ジャッケト１０は、熱交換体３の２つの段の間の
ガス流路のための開口１４を形成するために、外側に向
かって湾曲せしめられている。ジャッケト１３は、熱交
換体１３の第２の段のための流出口１５を有する。

第７及び８図においては、１段式熱交換体２は２段式熱
交換体３とは、ジャッケト１３及び開口１６が冷却ジャ
ッケト内に設けられていない点でのみ異なっている。

【図面の簡単な説明】

第１図はガス分解炉と、それに後続され、集積された２
段式熱交換装置とを示す略示構成図、第２図は第１図の
Ａ−Ａ線に沿った断面図、第３図は２段式熱交換体の断
面図、第４図は第２図のＢ−Ｂ線に沿った断面図、第５
図は第２図のＣ−Ｃ線に沿った断面図、第６図は第２図
のＤ−Ｄ線に沿った断面図、第７図は熱交換体の別の実
施例の断面図及び第８図は第７図のＥ−Ｅ線に沿った断
面図である。 １……熱交換装置（２段式）、２……ガス分解炉、３…
…熱交換体（２段式）、４，１６，２４，２５，３４，
３５……集合管、５，２１……油噴射ノズル、６，２７
……熱ガス流路、７，２８……熱ガス流入口、８，２９
……熱ガス流出口、９，３０……冷却ジャッケト、１
０，３１……ジャケット管、１１，３２……冷却ジャケ
ット流入口、１２，３３……冷却ジャケット流出口、１
３……ジャケット、１４……開口部、１５……ジャケッ
ト流出口、１７，２２，２３……導管、１８，１９……
遮断弁、２０……流出口、２６……熱交換体（１段式）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】多数の並列接続された熱交換体（３）から
   構成され、該熱交換体がそれぞれガス側で、一方ではガ
   ス分解炉（２）と及び他方では集合管（４）と接続され
   ており、該集合管が後続された油噴射ノズル（５）を有
   する熱流動ガス用の熱交換装置（１）であって、個々の
   熱交換体（３）が流入口（７）及び流出口（８）を備え
   たそれぞれ１つの管状熱ガス流路（６）を有し、該熱ガ
   ス流路がその全長の大部分にわたって冷却ジャッケト
   （９）によって包囲されており、該冷却ジャッケトが軸
   線平行の管（１０）から構成され、その管のそれぞれが
   相互に気密に接続されかつ冷媒の流入口（１１）及び流
   出口（１２）を備えている形式のものにおいて、 ａ）冷却ジャッケト（９）がその全長の大部分にわたっ
   て管状ジャッケト（１３）によって包囲されており、該
   ジャッケトが冷却ジャッケト（９）の上方部分の開口部
   （１４）を経てガス側で熱ガス流路（６）と接続されて
   おり、 ｂ）冷却ジャッケト（９）の両端部で同心的に気密に溶
   接された管状接続部が熱ガス流路（６）の流入区分
   （７）及び流出区分（８）形成し、 ｃ）ジャッケト（１３）が熱ガスの流出口（１５）を備
   え、該流出口が集合管（１６）と接続されており、 ｄ）集合管（１６）が導管（１７）によって集合管
   （４）と接続されており、 ｅ）導管（１７）が２つの遮断弁（１８）、（１９）
   と、それらの間に配置された、冷却されたガスの流出口
   （２０）とを備えており、 ｆ）流出口（２０）が後続された油噴射ノズルを備えて
   いる ことを特徴とする熱交換装置。