JPS58104991A - 炭化水素の加熱又は熱分解における炭素析出の抑制方法 - Google Patents
炭化水素の加熱又は熱分解における炭素析出の抑制方法Info
- Publication number
- JPS58104991A JPS58104991A JP20252981A JP20252981A JPS58104991A JP S58104991 A JPS58104991 A JP S58104991A JP 20252981 A JP20252981 A JP 20252981A JP 20252981 A JP20252981 A JP 20252981A JP S58104991 A JPS58104991 A JP S58104991A
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- Japan
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- heating
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- pyrolysis
- carbon
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- Granted
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- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発萌は、炭化水素の加熱又は熱分解を行なう際に発生
する炭素の析出を抑制する方法に関する。
する炭素の析出を抑制する方法に関する。
炭化水素を高温に加熱又は分解する場合、これに伴なっ
て炭素化反応が起きて炭素が析出するが、装置材料中の
鉄、ニッケル、コバルト等がこの反応の触媒として作用
し、炭素化反応を助長することは周知である。
て炭素化反応が起きて炭素が析出するが、装置材料中の
鉄、ニッケル、コバルト等がこの反応の触媒として作用
し、炭素化反応を助長することは周知である。
て、加熱又ヰ熱分解装置は高温にさらされるため、モツ
ケルークロム系、モリブデン−クロム系クロム系、コバ
ルト系等の耐熱合金又は耐熱合金鋼が使用され、これら
耐熱合金鋼において、鉄、ニッケル、コバルト等が炭素
化反応の触媒として作用においては、加熱又は熱分解さ
れる炭化水素にスチームを加え、折中してくる炭素と水
性ガス化反応を行なわしめ、炭素′析出をある程度抑制
しているのであるが、それでも不十分であって、なお炭
素が析出してくるのｉｘ現状である。このため装置への
炭素析出に士って、装置に必要な伝熱性能および装置材
料の耐久性の低下、従って経済性の低下を来している。
ケルークロム系、モリブデン−クロム系クロム系、コバ
ルト系等の耐熱合金又は耐熱合金鋼が使用され、これら
耐熱合金鋼において、鉄、ニッケル、コバルト等が炭素
化反応の触媒として作用においては、加熱又は熱分解さ
れる炭化水素にスチームを加え、折中してくる炭素と水
性ガス化反応を行なわしめ、炭素′析出をある程度抑制
しているのであるが、それでも不十分であって、なお炭
素が析出してくるのｉｘ現状である。このため装置への
炭素析出に士って、装置に必要な伝熱性能および装置材
料の耐久性の低下、従って経済性の低下を来している。
従来は、析出した炭素の除去は、装置の運転を停止して
行なっているのであるが、う経済的損失は多大であった
。
行なっているのであるが、う経済的損失は多大であった
。
例えばエチレン、プロピレン等を製造する際に使用され
るナフサ等の熱分解装置は第１図に示すように、対流部
１、放射部２とからなる。対流部１においては、ボイラ
ー給水の予熱管１ａ、熱分解するナフサの予熱管１ｂな
どによって、放射部２よυ発生する高レベルの廃熱を回
収する。さらに希釈用スチーム配管ＩＣよシの希釈スチ
ームと混合しながら５００〜６００℃に予熱されたナフ
サは、放射部２に導入される。放射部２は両側壁面に多
数のバーナプ２ａがとりつけられ、両側壁間中央には予
熱されたナフサを熱分解する反応管２ｂが配設されてい
る。
るナフサ等の熱分解装置は第１図に示すように、対流部
１、放射部２とからなる。対流部１においては、ボイラ
ー給水の予熱管１ａ、熱分解するナフサの予熱管１ｂな
どによって、放射部２よυ発生する高レベルの廃熱を回
収する。さらに希釈用スチーム配管ＩＣよシの希釈スチ
ームと混合しながら５００〜６００℃に予熱されたナフ
サは、放射部２に導入される。放射部２は両側壁面に多
数のバーナプ２ａがとりつけられ、両側壁間中央には予
熱されたナフサを熱分解する反応管２ｂが配設されてい
る。
なお、４は、分解ガスの冷却熱回収装置である。
反応管２ｂ内を通過するナフサは希釈スチームと共に両
側壁面のバーナ２ａからの放射熱によってさらに加熱さ
れ、エチレン、プロピレン等に分解される。ここでその
分解温度は反応管２ｂの出口において８００〜８５０℃
となるようバーナーの燃焼量が制御されている。
側壁面のバーナ２ａからの放射熱によってさらに加熱さ
れ、エチレン、プロピレン等に分解される。ここでその
分解温度は反応管２ｂの出口において８００〜８５０℃
となるようバーナーの燃焼量が制御されている。
この際、ナフサの分解にともなう炭素化反応によって炭
素が析出成長して管内壁面を覆う（コーキング）ため管
壁の熱伝導度が低下し、管内ナフサを一定温度で分解す
るためにはバーナーの燃焼量を増し管外面温度を徐々に
上昇させて、熱伝導度の低下を補なわなければならない
。−例を示せば、スタート時において、反応管２ｂの外
面、温度が９００〜９５０℃であったものが運転時間の
経過とともに１０００〜１−０５０℃程度となると、経
済性、および材質の耐久性の面から運転を停止して、炭
素除去（デコーキング）を行なわねばならない。
素が析出成長して管内壁面を覆う（コーキング）ため管
壁の熱伝導度が低下し、管内ナフサを一定温度で分解す
るためにはバーナーの燃焼量を増し管外面温度を徐々に
上昇させて、熱伝導度の低下を補なわなければならない
。−例を示せば、スタート時において、反応管２ｂの外
面、温度が９００〜９５０℃であったものが運転時間の
経過とともに１０００〜１−０５０℃程度となると、経
済性、および材質の耐久性の面から運転を停止して、炭
素除去（デコーキング）を行なわねばならない。
デコーキングは９００〜９５０℃の反応管出口温度にお
いてスチームを通すスチームデコーキング又は反応管出
口温度７００〜７５０℃でスチーコーキングのサイクル
は大体４０〜６０日間隔で行なわなければならず、また
１回のデコーキングには、約２日（４８時間）を要する
。
いてスチームを通すスチームデコーキング又は反応管出
口温度７００〜７５０℃でスチーコーキングのサイクル
は大体４０〜６０日間隔で行なわなければならず、また
１回のデコーキングには、約２日（４８時間）を要する
。
このデコーキングのためのナフサクランキング装置停止
によるエチレン、ブーピレン等の生産量の低下、および
デコーキングに使用するスチームの消費や反応管の加熱
などのために莫大な燃料の損失が強いられている。
によるエチレン、ブーピレン等の生産量の低下、および
デコーキングに使用するスチームの消費や反応管の加熱
などのために莫大な燃料の損失が強いられている。
このため従来よシ炭素析出を抑制し、装置の運転停止に
よる炭素除去の間隔を少しでも延ばすいろいろな試みが
なされている。例えば、炭化水素に′力ｎえられた゛゛
責￥ニム゛による水性ガ′ス化反応を促進して析出した
炭素を消費させるために、原料炭化水素中にアルカリ金
属又はアルカリ土類金属の化合物を添加する方法が提案
されているが、この方法は、ダウンス） ＩＪ−ムの装
置腐食がちうてその対策が必要であシ、又分解生成物を
汚染するので、添加物除去の対策も講じなければならな
いという欠点がある。この他耐熱合金鋼中の鉄、ニッケ
ル、コバルトの炭素化反応に対する触媒効果を抑制する
ために、炭素化反応に不活性な金属によって、加熱又は
熱分解装置の内壁をコーティングする方法も提案されて
いるが、コーティングが難しく、又、装置が複雑となる
という欠゛点がある。
よる炭素除去の間隔を少しでも延ばすいろいろな試みが
なされている。例えば、炭化水素に′力ｎえられた゛゛
責￥ニム゛による水性ガ′ス化反応を促進して析出した
炭素を消費させるために、原料炭化水素中にアルカリ金
属又はアルカリ土類金属の化合物を添加する方法が提案
されているが、この方法は、ダウンス） ＩＪ−ムの装
置腐食がちうてその対策が必要であシ、又分解生成物を
汚染するので、添加物除去の対策も講じなければならな
いという欠点がある。この他耐熱合金鋼中の鉄、ニッケ
ル、コバルトの炭素化反応に対する触媒効果を抑制する
ために、炭素化反応に不活性な金属によって、加熱又は
熱分解装置の内壁をコーティングする方法も提案されて
いるが、コーティングが難しく、又、装置が複雑となる
という欠゛点がある。
本発明者等は、装置材料の改良によって炭素析出を抑制
すべく研究を行なった結果、小量のアルカリ金属、アル
カリ土類金属、それらの酸化物を装置材料である耐熱合
金の内面に溶射することによって、上記欠点が無く、炭
素析出を抑制することができることの知見を得た。
すべく研究を行なった結果、小量のアルカリ金属、アル
カリ土類金属、それらの酸化物を装置材料である耐熱合
金の内面に溶射することによって、上記欠点が無く、炭
素析出を抑制することができることの知見を得た。
本発明は、この知見に基いてなされたもので、その要旨
は、炭化水素の加熱又は熱分解に際し、炭素析出部位の
少なくとも一つの装置の内面にアルカリ金属、アルカリ
土類金属およびそれらの酸化物からなる群のうち少なく
とも一種を又はこれ若しくはこれらを含有する合金若し
くは合金鋼を溶射することを特徴とする炭化水素の加熱
又は熱分解における炭素析出の抑ｆｆ７１Ｊ方法、であ
る。
は、炭化水素の加熱又は熱分解に際し、炭素析出部位の
少なくとも一つの装置の内面にアルカリ金属、アルカリ
土類金属およびそれらの酸化物からなる群のうち少なく
とも一種を又はこれ若しくはこれらを含有する合金若し
くは合金鋼を溶射することを特徴とする炭化水素の加熱
又は熱分解における炭素析出の抑ｆｆ７１Ｊ方法、であ
る。
以下において、本発明に係るアルカリ金属、アルカリ土
類金属およびそれらの酸化物からなる群のうち少なくと
も一種を以下単に「アルカリ金属等」といい、これを含
有する合金若しくは合金鋼を単にｒ本発明の合金」とい
う。
類金属およびそれらの酸化物からなる群のうち少なくと
も一種を以下単に「アルカリ金属等」といい、これを含
有する合金若しくは合金鋼を単にｒ本発明の合金」とい
う。
本発明において、炭素析出部位とは、加熱又は熱分解に
よる概ね５００℃以上の高温の炭化水素が接する部位で
おって、通常、予熱装置、直接加熱又は熱分解が行なわ
れる缶又は管等およびその下流の加熱物又は熱分解生成
物の冷却装置までである。ナフサ等熱分解装置の例では
第１図の予熱管１ｂ、反応管２ｂ、反応管から熱回収装
置に至るまでの配管３および熱回収装置４の炭化水素側
材料との接着性、耐熱性等を考慮して装置材料の例えば
ニッケルクロム系、ニッケルーモリブデン溶射の方法と
しては１、プラズマ溶射、ガスフレーム溶射又はアーク
溶但等の公知の方法が採用しえる。アルカリ金属の歩な
くとも一種を含有させる場合は、＋ず本発明の合金の溶
射粉末を得、これを装置内面に溶射すればよいし、アル
カリ土類金属の場合は、アルカリ金属と同じ方法および
、合金基材とアルカリ土類金属両方の溶射粉末を混合し
てから装置内面に溶射する方法が採用しえ、酸化物の場
合は、合金基材の溶射粉末と酸化物又は炭酸塩を混合し
て溶射すればよい。炭酸塩は溶射によって、酸化物に変
る。
よる概ね５００℃以上の高温の炭化水素が接する部位で
おって、通常、予熱装置、直接加熱又は熱分解が行なわ
れる缶又は管等およびその下流の加熱物又は熱分解生成
物の冷却装置までである。ナフサ等熱分解装置の例では
第１図の予熱管１ｂ、反応管２ｂ、反応管から熱回収装
置に至るまでの配管３および熱回収装置４の炭化水素側
材料との接着性、耐熱性等を考慮して装置材料の例えば
ニッケルクロム系、ニッケルーモリブデン溶射の方法と
しては１、プラズマ溶射、ガスフレーム溶射又はアーク
溶但等の公知の方法が採用しえる。アルカリ金属の歩な
くとも一種を含有させる場合は、＋ず本発明の合金の溶
射粉末を得、これを装置内面に溶射すればよいし、アル
カリ土類金属の場合は、アルカリ金属と同じ方法および
、合金基材とアルカリ土類金属両方の溶射粉末を混合し
てから装置内面に溶射する方法が採用しえ、酸化物の場
合は、合金基材の溶射粉末と酸化物又は炭酸塩を混合し
て溶射すればよい。炭酸塩は溶射によって、酸化物に変
る。
次に実施例をあげて本発明を更に説明する。
ニッケルークロム系耐熱合金鋼ＨＫ−４０の溶射粉末１
０重量部と、Ｌｉ２Ｏ、Ｋ２ＣＯ，、ＢａおよびＬｉ２
Ｏ＋に２ＣＯ３＋Ｂａ （各成分は等量）それぞれの粉
末１重量部の混合物をアルゴンガス雰囲気中のプラズマ
溶射によりＨＫ−４０管内面に溶射した。
０重量部と、Ｌｉ２Ｏ、Ｋ２ＣＯ，、ＢａおよびＬｉ２
Ｏ＋に２ＣＯ３＋Ｂａ （各成分は等量）それぞれの粉
末１重量部の混合物をアルゴンガス雰囲気中のプラズマ
溶射によりＨＫ−４０管内面に溶射した。
０・１
溶射層の厚みは約■論１．溶射管の寸法は外径２３−１
内径約１９．５■、長さ１００簡であって、４種類のテ
スト管および同径のＨＫ−４０管をＴＩＧ溶接で継いで
加熱炉内に設け、加熱分解反応管とした。テスト管は加
熱炉内の反応管の出口に近い、１・ 部分に配したりこれに入口温度６００ ’Ｑ、出ロ出産
温度８５０℃ナフサ２重量部、スチｒム１重量部の比率
にて、入旧圧力Ｉ Ｋｇ ／ ｃａ Ｇで４０時間通過
させ、各元有元素からなる反応管１００ｍｍに析出した
炭素重量を測定した。その結果を第１表に示すが、アル
カリ金属等を含有する 第１表 本発明の合金の溶射によって、炭素析出が抑制されるこ
とがわかる。
内径約１９．５■、長さ１００簡であって、４種類のテ
スト管および同径のＨＫ−４０管をＴＩＧ溶接で継いで
加熱炉内に設け、加熱分解反応管とした。テスト管は加
熱炉内の反応管の出口に近い、１・ 部分に配したりこれに入口温度６００ ’Ｑ、出ロ出産
温度８５０℃ナフサ２重量部、スチｒム１重量部の比率
にて、入旧圧力Ｉ Ｋｇ ／ ｃａ Ｇで４０時間通過
させ、各元有元素からなる反応管１００ｍｍに析出した
炭素重量を測定した。その結果を第１表に示すが、アル
カリ金属等を含有する 第１表 本発明の合金の溶射によって、炭素析出が抑制されるこ
とがわかる。
以上かられかるように本発明の方法によれば、装置腐食
を招来することなく、又添加物除去のだめのプロセス上
の対策を講じる必要もなく比較的容易にかつ効果的に炭
化水素の加熱又は熱分解における炭素析出を抑制するこ
とができる。
を招来することなく、又添加物除去のだめのプロセス上
の対策を講じる必要もなく比較的容易にかつ効果的に炭
化水素の加熱又は熱分解における炭素析出を抑制するこ
とができる。
第１図はナフサ等の熱分解装置の説明図である。
特許出願人 昭和電工株式会社
代理人弁理士菊地精−
Claims (1)
- （１）炭化水素の加熱又は熱分解に際し、炭素析出部位
の少なくとも一つの装置の内面にアルカリ金属、アルカ
リ土類金属およびそれらの酸化物からなる群のうち少な
くとも一種を又はこれ若しくはこれらを含有する合金若
しくは合金鋼を溶射することを特徴とする炭化水素の加
熱又は熱分解における炭素析出の抑制方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20252981A JPS58104991A (ja) | 1981-12-17 | 1981-12-17 | 炭化水素の加熱又は熱分解における炭素析出の抑制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20252981A JPS58104991A (ja) | 1981-12-17 | 1981-12-17 | 炭化水素の加熱又は熱分解における炭素析出の抑制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58104991A true JPS58104991A (ja) | 1983-06-22 |
| JPS645640B2 JPS645640B2 (ja) | 1989-01-31 |
Family
ID=16458998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20252981A Granted JPS58104991A (ja) | 1981-12-17 | 1981-12-17 | 炭化水素の加熱又は熱分解における炭素析出の抑制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58104991A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62132995A (ja) * | 1985-12-06 | 1987-06-16 | Toyo Eng Corp | 炭化水素高温処理用複層耐熱材料 |
| JP2004519543A (ja) * | 2001-03-07 | 2004-07-02 | エルジー ケミカル エルティーディー． | 熱分解反応管及びこれを利用した熱分解方法 |
-
1981
- 1981-12-17 JP JP20252981A patent/JPS58104991A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62132995A (ja) * | 1985-12-06 | 1987-06-16 | Toyo Eng Corp | 炭化水素高温処理用複層耐熱材料 |
| JPH0441711B2 (ja) * | 1985-12-06 | 1992-07-09 | Toyo Engineering Corp | |
| JP2004519543A (ja) * | 2001-03-07 | 2004-07-02 | エルジー ケミカル エルティーディー． | 熱分解反応管及びこれを利用した熱分解方法 |
| US7169292B2 (en) | 2001-03-07 | 2007-01-30 | Lg Chem, Ltd. | Pyrolysis tube and pyrolysis method for using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS645640B2 (ja) | 1989-01-31 |
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