JPS58189295A - デコ−キング方法 - Google Patents

デコ−キング方法

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JPS58189295A
JPS58189295A JP7384282A JP7384282A JPS58189295A JP S58189295 A JPS58189295 A JP S58189295A JP 7384282 A JP7384282 A JP 7384282A JP 7384282 A JP7384282 A JP 7384282A JP S58189295 A JPS58189295 A JP S58189295A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat exchanger
decoking
steam
tube
temperature
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
Application number
JP7384282A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaaki Nonaka
野中 正昭
Yukimasa Shigemura
重村 幸正
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Mitsui Zosen KK
Original Assignee
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Mitsui Zosen KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Petrochemical Industries Ltd, Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd, Mitsui Zosen KK filed Critical Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Priority to JP7384282A priority Critical patent/JPS58189295A/ja
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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】 本発明は、デコーキング方法に関する。更に詳しくは、
分解ガス用熱交換器のテコ−キング方法に関する。
石油@を分解炉で分解し、発生した分解ガスを冷却する
ため熱交換器を通す際、分解ガス中に随伴される炭素状
物質が熱交換器の十台台台伝熱面に付着したシ、あるい
は高沸点物質が伝熱面に凝縮付着し、それが高温雰囲気
下で炭化したりするコーキング現象が一般に観察される
。かかるコーキング現象によって、炭素状物質が熱交換
器内に堆積されるにつれて、伝熱部が低下したり、ある
いは圧力損失が大きくなつ′fi:、シして、分解ガス
の冷却という熱交換器本来の機能を果し得なくなるので
、どうしてもデコーキングの操作が不可欠となる。
従来から、エタン、ナフサなどを原料として用いる軽質
油分解では、次のような方法でデコーキングが行われて
いる。
(1)メカニカルデコーキンク: 300 kg /crn 0以上の高圧水を伝熱管内に
堆積している炭素状物質に直接吹き付け、機械的にこれ
を除去する方法であシ、このためには分解炉の停止、熱
交換器の解放などの操作を必要とする。
(2)スチームおよびエヤーオンライン デコーキング
: 650℃程度に加熱されたスチームおよびエヤーの混合
ガスによって、炭素状物質を燃焼除去する方法であり、
この方法では、伝熱管の表面温度を上げるために、汽水
ドラム内の水の完全ブロー、エヤーの供給、デコーキン
グガスがプロセス側に混入しないようにするラインへの
切り替えなどの操作を必要とする。
これらのデコーキングは、分解炉の停止からデコーキン
グの開始迄約1’−2日間程度の時間をおき、完全なデ
コーキングを行っていたが、灯油などの重質油分解にこ
の方法をそのまま適用して完全にデコーキングすること
は、次のような理由によって不経済である(第1図参照
)、。
(1)完全にデフ−キングしても、熱交換器の使用開始
時(a)から短期間(約2〜3日間程度)でコーキング
が相当量発生し、それに応じて熱交換器のガス出口温度
が急速に上昇する。
(2)その後は、コーキングの発生速度が次第に低下し
、それに応じてガス出口温度の上昇速度も低下し、経時
的なコーキング曲線もなだらかになるので、デコーキン
グしなければならない時点(b)迄の期間は、上記(1
)よりは日数が長くなる。
(3)シかしながら、熱交換器の使用開始時(a)から
デコーキングのための運転停止(b)迄の期間(Run
Length)は、完全デコーキングに要する期間(b
〜、z )とからみて、決して長いとはいえないので、
相対的に操業性が低下することになる。
本発明者らは、デコーキング操作期間を短縮し、相対的
に操業性を上列せしめる方法について種々検討の結果、
次のような方法によって、熱交換器内に付着した炭素状
物質の剥離を容易圧するという目的を達成することがで
きた。
従って、本発明は、分解ガス用熱交換器のデコーキング
方法に係り、デコーキングは、熱交換器伝!!1!管の
温度を下け、かつ該伝熱管のコーキング面側にスチーム
を供給することによシ行われる。
熱交換器伝熱管の温度を下げるためには、熱交換器の発
生スチーム圧力を正常運転の約80〜140 kg/c
m”G程度から約4.0 kg7Cm”C)以下、好ま
しくは約15 kg/cm”G以下として、伝熱管の(
壁)温度を正常運転の約300〜350℃程度から約2
00℃以下とする。
伝熱管のコーキング面側へのスチームの供給は、好まし
くけ次のようにして行われる。即ち、分解炉への原料供
給を停止し、かつ熱交換器へ供給されるスチームの伝熱
部における質量速度が、正常運転時、即ち原料供給を停
止する以前の分解ガスの質量速度以上に維持されるよう
、具体的にはスチームの供給量が伝熱部で約40 kg
/crn2・秒以上の質量速度となるようにして、スチ
ームを供給する。
このスチームの供給は、約2〜4時間程度行えば十分で
あり、これ以上長い時間スチームを供給してもデコーキ
ングが完全に行われる訳ではなく、従って無駄である。
なお、熱交換器から排出されるスチームは、そのまま後
工程(プロセス側工程)に送り込んでもさし支えない。
このような方法が適切に適用される熱交換器としては、
伝熱管の内部に冷却水を通し、その外部に高温分解ガス
を通して熱交換させるタイプのものであって、急激な熱
変化を行なっても構造的な損傷が生じない熱交換器、例
えば特公昭52−27855号公報に記載される如き、
伝熱管の片側を固定した熱交換器や後記実施例で用いら
れたスペーサーの役目をも果すフィンを伝熱管に取付け
た熱交換器などが用いられる。
本発明方法では、熱交換器伝熱管の温度を下げ、かつ該
伝熱管コーキング面111にスチームを供給して、分解
反応に重要な支障をきたさない程度の最小限のデコーキ
ングを行々い、それによってデコーキング時間(第2図
c = +i )を約60日間行度に短縮することによ
り、分解炉の運転時間とデコーキング時間との相対的な
関係で位置付けられる操業性を著しく高めることができ
る。即ち、分解炉の運転を完全に停止1−させずに、分
解炉への原料供給の代りにスチームを供給する操作およ
びそのスチーム発生圧力を下げるという単純操作を比較
的短時間運転時間の間に挿入するだけで足シるからであ
る。
本発明に係る分解ガス用熱交換器のデコーキング方法は
、比較的短時間の不完全なデコーキングを挿入する操作
をくり返すのみで、その操業性を高め得るものであり、
特に重質油分解ガスについて極めて有効に適用し得るが
、勿論ナフサなどの軽質油分解ガスについても適用され
る。
次に、実施例について本発明を説明する。
実施例 第3図に、その中心線縦断面図が示されるような熱交換
器を用い、分解ガスの急冷を行なった。
熱又換器は、その頭部をなす汽水網lから複数本の伝熱
管2.2′、・・・・・・を管胴部3中に垂下させてお
り、各伝熱管中には降水管4.4’、・・・・・・が挿
入されている。水入口すから導入され、一旦高圧水タン
ク6に貯められた冷却水は、降水管中を流下し、管胴部
下端のガス人ロアから管胴部内に導入され、ガス出口8
から排出される高温分解ガスと伝熱管を介して熱交換さ
れ、蒸気となって降水管外壁−伝熱管内壁間を上昇し、
汽水胴上部のスチーム出口9から排出される。
伝熱管の下半分には、第3図の1−1線拡大端面図(た
だし、管胴部を除く)を表わす第4図に示されるような
フィン1O110′、・・・・・・が伝熱管にその長さ
方向に取シ付けられている。これらのフィンは、隣接す
る伝熱管あるいは管胴部内面との間のスペーサーの役目
をも果し得るので、その役目を果すのに十分な長さを有
している。また、3本のフィンで囲まれる垂直空間11
が、いずれもほぼ同じ3角形断面のガス流路となるよう
に、各フィンの伝熱管への半径方向における取付位置を
、いずれも120°間隔としている。なお、フィンの上
方には、伝熱管に取り付けられた突起12.12(・・
・・・・が設けられ、ガス流の乱れを生ぜしめて、高熱
カスの熱伝導をより良好ならしめている。
操作は、沸点範囲が約250〜350℃の重質油を、1
400kl?/待間の流量で分解炉(図示せず)に供給
し、分解温度が800℃、希釈スチーム比が080の条
件下で連続運転を行なった。分解ガスは、熱交換器のガ
ス入口(7)から器内に導入され、急冷された後ガス出
11(s)からvト出された。分解炉での連続運転を約
60日間行なった後、原料重質油の供給を止めつつ、第
5図に示されるパターンに従ってデコーキングスチーム
を熱交換器に加え、最終的に熱交換器へのスチーム供給
量を、希釈スチームと合せて25(l Ok+/7%間
とした。このとき、熱交換器のガス入口(7)から供給
されるスチームの伝熱部における質量速度は、約40 
kg/抛2・秒であった。
そして、第5図に示されるような条件下で、ガス出口(
8)から排出される発生スチームの圧力を120 kg
/crn20から15 kg7Cm”Gに迄下げて、即
ち伝熱管の温度を350℃から2oo℃に下げて、伝熱
管表面に付着した炭素状物質を剥離させ、除去した。
デコーキングの結果は、次の表に示される如くであり、
運転開始時を基準として約50%のデコーキング効果が
、熱交換器のガス出口温度およびガス圧力損失などの価
から認められた。
表 〔重質&b分解〕 原料供給量   (kv待時間   1400  14
00  1400分解温度  (”C)     80
0  800  800希釈スチーム比  (重量7重
l)  α8o   α8o   α80発生スチーム
圧力 (jB6++2G)    12!0   12
0   120〔熱交換器〕 ガス出口温度  (”C)      380  55
0  470ガス圧力損失  (Icg/cIn” a
 )    α1o   α35   α2゜このよう
なデコーキング操作を3回(操業−デコーキング−操業
−デコーキング−操業−デコーキング)行ない、通常の
スチーム−エヤーテコ−キングを施すことなく、約15
0日間の連続運転が可能となった。
【図面の簡単な説明】
第1図は重質油分解における従来のデコーキング方法で
の、まfC第2図は同じ血實油分騎における本発明に係
るデコーキング方法でのデコーキング時間とデコーキン
グの目安となるガス出口温度との関係をそれぞれモテル
的に示したグラフでおる。 第3図は、本発明実施例で用いられた熱交換器の中心線
縦断面図であシ、第4図はそのI−1線拡大端面図であ
る(ただし、管胴部を除く)。 また、第5図は、実施例で行われたデコーキングの操作
条件の経時的な変化を示すグラフである。 第3〜4図において、符号1は汽水鋼、2は伝熱管、3
は管胴部、番は降水管、5は水入口、6は高圧水タンク
、7はガス入口、8はガス出口、9はスチーム出口、1
0はフィン、そして12は突起をそれぞれ示している。   。 代理人 弁理士吉田俊夫 11− ζgB口四躯       ト区1ロ四便憾@−薬 ¥町 特開昭58−189295 (5) −621

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1熱交換器伝熱管の温度を正常運転時よりも下げ、かつ
    該伝熱管のコーキング面側に分解ガスの代シにスチーム
    を供給することにより不完全デコーキング全行ない、そ
    の後正常運転を再開させることを特徴とする分解ガス用
    熱交換器のデコーキング方法、 2、伝熱管の温度を約200℃以下とする特許請求の範
    囲第1項記載のデコーキング方法。 &熱交換器の発生スチーム圧力を正常運転時よシも下げ
    ることによって伝熱管の温度を下げる特許請求の範囲第
    2項記載のデコーキング方法。 温熱交換器の発生スチーム圧力を約40 kg/crn
     G以下とする特許請求の範囲第3項記載のデコーキン
    グ方法。 已正常運転時の分解ガスの質量速度以上に維持された質
    量速度のスチームが熱交換器に供給される特許請求の範
    囲第1項記載のデコーキング方法。 0供給されるスチームの質量速度が伝熱部で約40IC
    g/α2・枚以上に維持される特許請求の範囲第5現記
    戦のデコーキング方法。 ワ、伝熱1゛の内部に冷却水を通し、その外部に高温分
    解ガスを通して熱交換させる熱交換器に適用される特許
    請求の範囲第1項記載のデコーキング方法。
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