JPS58142978A - 炭化水素処理用加熱炉 - Google Patents
炭化水素処理用加熱炉Info
- Publication number
- JPS58142978A JPS58142978A JP2608482A JP2608482A JPS58142978A JP S58142978 A JPS58142978 A JP S58142978A JP 2608482 A JP2608482 A JP 2608482A JP 2608482 A JP2608482 A JP 2608482A JP S58142978 A JPS58142978 A JP S58142978A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating
- pipe
- heating pipe
- heating tube
- wall thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G9/14—Thermal 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
- C10G9/18—Apparatus
- C10G9/20—Tube furnaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B5/00—Muffle furnaces; Retort furnaces; Other furnaces in which the charge is held completely isolated
- F27B5/06—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
- F27B5/14—Arrangements of heating devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/006—Tubular elements; Assemblies of tubular elements with variable shape, e.g. with modified tube ends, with different geometrical features
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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】
本発明は炭化水素の加熱、改質、熱分解などの処理に用
いられる加熱炉における改良に関する。
いられる加熱炉における改良に関する。
炭化水素の改質、熱分解などに用いられる加熱炉中には
多数の長い加熱管が設置されている。この加熱管は長手
方向に一様な肉厚を有する長さ２〜３メートルの遠心鋳
造管（以下、素管という）を３〜５本溶接したものであ
る。一般に加熱管には長手方向に温度分布があるので、
加熱管のクリープ損傷はその最高温度で最大となる。ま
た、各素管の間の溶接部が最高温度部近傍に位置した場
合、特にその溶接部のクリープ損傷が問題となる０従来
、このような加熱管の肉厚は、長手方向の温度分布を無
視して、最高温度部位の管材のクリープ強度を基礎とし
て計算された、必要肉厚に統一されている。言い換えれ
ば、加熱管の低温度の部位の肉厚は過大となっている０
このような加熱管の材料としては、炭化水素の改質、熱
分解などの、高い反応温度を必要とされるものにあって
は、２５Ｃｒ −２ＯＮｉ鋼および２５Ｃｒ−３５Ｎｉ
鋼などの高価なものが用いられるから、過大な肉厚は加
熱管の価格を過大にすることとなる。
多数の長い加熱管が設置されている。この加熱管は長手
方向に一様な肉厚を有する長さ２〜３メートルの遠心鋳
造管（以下、素管という）を３〜５本溶接したものであ
る。一般に加熱管には長手方向に温度分布があるので、
加熱管のクリープ損傷はその最高温度で最大となる。ま
た、各素管の間の溶接部が最高温度部近傍に位置した場
合、特にその溶接部のクリープ損傷が問題となる０従来
、このような加熱管の肉厚は、長手方向の温度分布を無
視して、最高温度部位の管材のクリープ強度を基礎とし
て計算された、必要肉厚に統一されている。言い換えれ
ば、加熱管の低温度の部位の肉厚は過大となっている０
このような加熱管の材料としては、炭化水素の改質、熱
分解などの、高い反応温度を必要とされるものにあって
は、２５Ｃｒ −２ＯＮｉ鋼および２５Ｃｒ−３５Ｎｉ
鋼などの高価なものが用いられるから、過大な肉厚は加
熱管の価格を過大にすることとなる。
従って・本発明の目的は合理的設計によって低価格とさ
れた加熱管が設置された炭化水素処理用加熱炉の提供に
ある。
れた加熱管が設置された炭化水素処理用加熱炉の提供に
ある。
本発明の上記の目的は次の炭化水素処理用加熱炉によっ
て達成される。
て達成される。
燃焼室、その壁に設けられた燃料バーナー、燃焼ガス排
出口および該燃焼室内に配置された少くとも、１本の加
熱管からなり、該加熱管はその長手方向の外表面温度分
布における各位置の温度に対応して長手方向の肉厚が異
なるものであることを特徴とする炭化水素処理用加熱炉
。
出口および該燃焼室内に配置された少くとも、１本の加
熱管からなり、該加熱管はその長手方向の外表面温度分
布における各位置の温度に対応して長手方向の肉厚が異
なるものであることを特徴とする炭化水素処理用加熱炉
。
さらに、各素管の間の゛溶接線を最高温度部近傍に位置
させないように、素管の長さを調節することが好ましい
。
させないように、素管の長さを調節することが好ましい
。
本発明による加熱炉に用いる加熱管の長手方向の肉厚は
次の手順によって決定される。すなわち、第一に、目的
とする炭化水素の処理、例えば改質・熱分解などに応じ
て管内を流通する炭化水素および必要に応じ使用される
希釈剤の種類、流速お呈び圧力などから加熱管の長手方
向の温度分布を算出する。第二に、設計寿命および各位
置の温度から加熱管材のクリープ強度をもとに許容応力
を求める。第三に、適用する法規または規格に基いて、
加熱管の各位置における必要な肉厚を求める。第四に、
求められた加熱管各位置における必要な肉厚プロフィル
を決定する。
次の手順によって決定される。すなわち、第一に、目的
とする炭化水素の処理、例えば改質・熱分解などに応じ
て管内を流通する炭化水素および必要に応じ使用される
希釈剤の種類、流速お呈び圧力などから加熱管の長手方
向の温度分布を算出する。第二に、設計寿命および各位
置の温度から加熱管材のクリープ強度をもとに許容応力
を求める。第三に、適用する法規または規格に基いて、
加熱管の各位置における必要な肉厚を求める。第四に、
求められた加熱管各位置における必要な肉厚プロフィル
を決定する。
各素管の肉厚は上記の肉厚プロフィルに忠実に従って連
続的に変化させるのが最良であるが・素な凹凸を適宜無
視してもよいし、あるいは肉厚の変化を非連続的に段階
的に行なってもよい。
続的に変化させるのが最良であるが・素な凹凸を適宜無
視してもよいし、あるいは肉厚の変化を非連続的に段階
的に行なってもよい。
素管に製作は遠心鋳造法によって行われるが、製作に当
っては、肉厚プロフィルを凹として、これに対応する凸
のプロフィルの鋳型を用いる。前述したように、各素管
の間の溶接線が最高温度部に重ならないように、肉厚プ
ロフィルに従って素管の鋳型の長さを調整することがで
きる。
っては、肉厚プロフィルを凹として、これに対応する凸
のプロフィルの鋳型を用いる。前述したように、各素管
の間の溶接線が最高温度部に重ならないように、肉厚プ
ロフィルに従って素管の鋳型の長さを調整することがで
きる。
加熱管の肉厚プロフィルは加熱管中における炭化水素の
処理により異なるので一般的には規定しがたいが、加熱
管の入口から管全長の２０〜４０％に相当する位置まで
は比較的低温度から最高温度にまで上昇するから、この
温度の上昇に対応させて肉厚は最小から最大まで上昇さ
せるのが好ましい。
処理により異なるので一般的には規定しがたいが、加熱
管の入口から管全長の２０〜４０％に相当する位置まで
は比較的低温度から最高温度にまで上昇するから、この
温度の上昇に対応させて肉厚は最小から最大まで上昇さ
せるのが好ましい。
本発明の炭化水素処理用加熱炉は広範囲に用いうるが、
特に炭化水素の加熱、改質、熱分解などに用いられる。
特に炭化水素の加熱、改質、熱分解などに用いられる。
処理される炭化水素はメタンなどの気体の炭化水素から
、ナフサ、軽油、重質油などの炭化水素油である。
、ナフサ、軽油、重質油などの炭化水素油である。
加熱管の材料は炭化水素の改質、熱分解などのように、
加熱管の外表面温度が高い場合には２５Ｃｒ２ＯＮｉ鋼
、２５Ｃｒ−３５Ｎｉ鋼などが用いられる。
加熱管の外表面温度が高い場合には２５Ｃｒ２ＯＮｉ鋼
、２５Ｃｒ−３５Ｎｉ鋼などが用いられる。
加熱管の外表面温度がより低い場合には１〜９ＣｒＯ６
５〜ａ Ｍｏ鋼、炭素鋼なども用いられる。
５〜ａ Ｍｏ鋼、炭素鋼なども用いられる。
本発明による加熱炉は炭１化水素の種々の処理、例えば
炭化水素の比較的低温度までへの加熱１炭化水素の水蒸
気による改質、炭化水素の部分酸化、炭化水素の熱分解
などに用いられる。すなわち、加熱管の外表面最高温度
が例えば３００〜１，１００℃になる処理に広く使用さ
れる。
炭化水素の比較的低温度までへの加熱１炭化水素の水蒸
気による改質、炭化水素の部分酸化、炭化水素の熱分解
などに用いられる。すなわち、加熱管の外表面最高温度
が例えば３００〜１，１００℃になる処理に広く使用さ
れる。
一例として本発明による加熱炉をナフサの水蒸気改質に
適用する場合を添付図面を参照して述べる。）曲線■は
、その中でナフサの水蒸気改質が行なわれる加熱管の、
算出された長手方向の外表面温度分布を示し、これに基
いて曲線■に示される加熱管の長手方向の肉厚プロフィ
ルが得られる。
適用する場合を添付図面を参照して述べる。）曲線■は
、その中でナフサの水蒸気改質が行なわれる加熱管の、
算出された長手方向の外表面温度分布を示し、これに基
いて曲線■に示される加熱管の長手方向の肉厚プロフィ
ルが得られる。
■は従来の加熱管の肉厚を示し、長平方向に同じ値を示
す。■の肉厚プロフィルにおける最大値が従来の加熱管
の肉厚値に相当する。この図から明らかなように、本発
明において用いられる加熱管においては直線■と曲線■
との間の面積に相当する分だけ材料を減少させることが
できる。計算によればこれによる加熱管の使用材料は従
来の加熱管の８０％の量ですむことになる。
す。■の肉厚プロフィルにおける最大値が従来の加熱管
の肉厚値に相当する。この図から明らかなように、本発
明において用いられる加熱管においては直線■と曲線■
との間の面積に相当する分だけ材料を減少させることが
できる。計算によればこれによる加熱管の使用材料は従
来の加熱管の８０％の量ですむことになる。
本発明による炭化水素処理用加熱炉は、その加熱管とし
て長平方向の外表面温度分布における各位置の温度に対
応して長手方向の肉厚が異なるものを用いているので、
従来の加熱管に比して材料の量が少なくてすみ、したが
って加熱管の価格も低くなる。この加熱管は一定時間の
経過毎に交換されること、および１基の加熱炉当り多数
の加熱管が用いられることを考慮すれば・この材料の量
の節減による利益が極めて大きいものであることは明ら
かである０また、各素管の間の溶接線を加熱管の最高温
度部近傍に位置させないことにより、溶接部のクリープ
損傷を減じ、加熱管の信頼性および安定性が向上するの
で運転および保守上の利益が大きい。
て長平方向の外表面温度分布における各位置の温度に対
応して長手方向の肉厚が異なるものを用いているので、
従来の加熱管に比して材料の量が少なくてすみ、したが
って加熱管の価格も低くなる。この加熱管は一定時間の
経過毎に交換されること、および１基の加熱炉当り多数
の加熱管が用いられることを考慮すれば・この材料の量
の節減による利益が極めて大きいものであることは明ら
かである０また、各素管の間の溶接線を加熱管の最高温
度部近傍に位置させないことにより、溶接部のクリープ
損傷を減じ、加熱管の信頼性および安定性が向上するの
で運転および保守上の利益が大きい。
図面は従来の加熱管および本発明ｌこよる加熱管の長手
方向ｌこおける肉厚の分布、並びに加熱管外表面の長手
方向温度分布の一例を示すものである０■：従来の加熱
管の長手方向肉厚プロフィル■：本発明による加熱管の
長手方向肉厚プロフィル ■：■の基礎となった加熱管外表面の長手方向温度分布 特許出願人 東洋エンジニアリング株式会社
方向ｌこおける肉厚の分布、並びに加熱管外表面の長手
方向温度分布の一例を示すものである０■：従来の加熱
管の長手方向肉厚プロフィル■：本発明による加熱管の
長手方向肉厚プロフィル ■：■の基礎となった加熱管外表面の長手方向温度分布 特許出願人 東洋エンジニアリング株式会社
Claims (1)
- （１１燃焼室、その壁に設けられた燃料バーナー、燃焼
ガス排出口および該燃焼室内に配置された少くとも１本
の加熱管からなり、該加熱管はその長手方向の外表面温
度分布における各位置の温度に対応して長手方向の肉厚
が異なるものであることを特徴とする炭化水素処理用加
熱炉０
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2608482A JPS58142978A (ja) | 1982-02-22 | 1982-02-22 | 炭化水素処理用加熱炉 |
| FR8302600A FR2522126A1 (fr) | 1982-02-22 | 1983-02-17 | Four de traitement thermique d'hydrocarbures |
| GB08304503A GB2115538A (en) | 1982-02-22 | 1983-02-18 | Heating furnace for hydrocarbon treatment |
| DE19833305905 DE3305905A1 (de) | 1982-02-22 | 1983-02-21 | Heizofen fuer die behandlung von kohlenwasserstoffen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2608482A JPS58142978A (ja) | 1982-02-22 | 1982-02-22 | 炭化水素処理用加熱炉 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58142978A true JPS58142978A (ja) | 1983-08-25 |
Family
ID=12183748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2608482A Pending JPS58142978A (ja) | 1982-02-22 | 1982-02-22 | 炭化水素処理用加熱炉 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58142978A (ja) |
| DE (1) | DE3305905A1 (ja) |
| FR (1) | FR2522126A1 (ja) |
| GB (1) | GB2115538A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2760465A1 (fr) * | 1997-03-04 | 1998-09-11 | Procedes Petroliers Petrochim | Four tubulaire a radiation a tres haute resistance au fluage pour la decomposition thermique d'hydrocarbures en presence de vapeur d'eau |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3348923A (en) * | 1965-10-01 | 1967-10-24 | Foster Wheeler Corp | Tube design for terrace wall furnace |
| US3361118A (en) * | 1966-04-08 | 1968-01-02 | Selas Corp Of America | Tube heater |
| US3399117A (en) * | 1966-11-16 | 1968-08-27 | Selas Corp Of America | Tube for tube heater |
-
1982
- 1982-02-22 JP JP2608482A patent/JPS58142978A/ja active Pending
-
1983
- 1983-02-17 FR FR8302600A patent/FR2522126A1/fr active Pending
- 1983-02-18 GB GB08304503A patent/GB2115538A/en not_active Withdrawn
- 1983-02-21 DE DE19833305905 patent/DE3305905A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2115538A (en) | 1983-09-07 |
| FR2522126A1 (fr) | 1983-08-26 |
| GB8304503D0 (en) | 1983-03-23 |
| DE3305905A1 (de) | 1983-09-01 |
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