JPS6129995B2 - - Google Patents

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JPS6129995B2
JPS6129995B2 JP49104375A JP10437574A JPS6129995B2 JP S6129995 B2 JPS6129995 B2 JP S6129995B2 JP 49104375 A JP49104375 A JP 49104375A JP 10437574 A JP10437574 A JP 10437574A JP S6129995 B2 JPS6129995 B2 JP S6129995B2
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JP
Japan
Prior art keywords
fluidized bed
heat medium
heat
gas
conduit
Prior art date
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Expired
Application number
JP49104375A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5131680A (en
Inventor
Kenji Arisaki
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.)
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Babcock Hitachi KK filed Critical Babcock Hitachi KK
Priority to JP49104375A priority Critical patent/JPS6129995B2/ja
Publication of JPS5131680A publication Critical patent/JPS5131680A/ja
Publication of JPS6129995B2 publication Critical patent/JPS6129995B2/ja
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals

Landscapes

  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は炭化水素熱分解装置に係り、特にエチ
レン等の炭化水素系化合物の分解に好適な装置に
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a hydrocarbon thermal decomposition apparatus, and particularly to an apparatus suitable for decomposing hydrocarbon compounds such as ethylene.

ナフサ、エタンなどのように軽質炭化水素化合
物等を熱分解し、オフレイン含有ガスなどを製造
するに際しては、発生カーボン、タール分などが
比較的少ないため、熱分解炉としては管式分解
炉、また生成ガスを急冷するための熱交換器とし
て、多管式熱交換器が採用されている。しかしな
がら管内にコークス、カーボンおよびタール分が
付着することは避けられず、間つけ的に装置の運
転を中止し、当該コークス、カーボン等を取り除
く、いわゆるデコーキング(decoking)作業が
必要である。従つて、原油、重油などのような重
質油を熱分解する場合には、カーボン等の発生が
著しく、上記のごとき管式構造のものでは熱分解
操作の開始ととも管内がカーボン等によつて閉塞
され、使用不能となる。したがつて現在使用され
ている分解炉の方式は、熱媒体を使用した移動床
式または流動床式のものが採用され、分解反応に
よつて生成したガスの冷却には直接オイルまたは
水を噴霧して吹き付ける冷却方式が採用されてき
た。しかしながらこのようなオイル(油)または
水の噴霧による冷却方法では、分解ガスの顕熱の
回収が不能であり、また多量の冷却用オイル
(油)あるいは水が必要となり、経済性の面で問
題が多い。
When light hydrocarbon compounds such as naphtha and ethane are pyrolyzed to produce gases containing off-hrain, the pyrolysis furnaces used are tube-type crackers and A shell-and-tube heat exchanger is used as a heat exchanger to rapidly cool the generated gas. However, the adhesion of coke, carbon, and tar inside the pipe is unavoidable, and it is necessary to temporarily stop the operation of the equipment and perform a so-called decoking operation to remove the coke, carbon, and the like. Therefore, when pyrolyzing heavy oils such as crude oil and heavy oil, carbon, etc. are generated significantly, and in the case of the above-mentioned pipe type structure, the inside of the pipe is filled with carbon, etc. as soon as the pyrolysis operation starts. It becomes blocked and becomes unusable. Therefore, the cracking furnaces currently in use are moving bed or fluidized bed types that use a heat medium, and the gas produced by the cracking reaction is cooled by direct spraying of oil or water. A cooling method has been adopted in which air is sprayed on the surface of the air. However, with this cooling method using oil or water spray, it is impossible to recover the sensible heat of the cracked gas, and a large amount of cooling oil or water is required, which poses economical problems. There are many.

本発明の目的は、以上に説明したような従来技
術にみられる問題点に鑑み、炭化水素の熱分解に
際してカーボン等による閉塞が起こらず、しかも
間けつ的に装置等の運転を停止することなく、使
用が可能である炭化水素熱分解装置を提供するこ
とにある。
In view of the problems seen in the prior art as explained above, an object of the present invention is to avoid clogging caused by carbon etc. during thermal decomposition of hydrocarbons, and to avoid intermittent shutdown of equipment, etc. An object of the present invention is to provide a hydrocarbon pyrolysis device that can be used.

本発明は、熱媒体による流動層形成下に炭化水
素を熱分解する流動層式熱分解炉と、該熱分解炉
を出た分解ガスを流動化用ガスとして流動層に導
入し、該分解ガスを急冷して生成ガスを分離する
流動層式熱媒体粒子を燃焼処理して熱媒体を再生
する流動層式熱媒体を再生する流動層式熱媒再生
器と、該再生器で再生された熱媒体を冷却器を介
して前記流動層式急冷に再循環する系統と、前記
熱分解炉で生成しカーボン付着熱媒体粒子を前記
熱媒再生器に供給する系統と、該熱媒再生器で再
生された熱媒体粒子を前記熱分解炉に再循環させ
る系統とを備えたことを特徴とするものである。
The present invention provides a fluidized bed type pyrolysis furnace that pyrolyzes hydrocarbons while forming a fluidized bed using a heat medium, and a fluidized bed pyrolysis furnace in which cracked gas exiting the pyrolysis furnace is introduced into the fluidized bed as a fluidizing gas, and the cracked gas is A fluidized bed heat medium regenerator that regenerates the fluidized bed heat medium by quenching the heat medium and separating the generated gas.A fluidized bed heat medium regenerator that regenerates the fluidized bed heat medium by combustion treatment of the heat medium particles, and the heat regenerated by the regenerator. a system for recirculating the medium to the fluidized bed quenching through the cooler; a system for supplying carbon-adhered heat medium particles produced in the pyrolysis furnace to the heat medium regenerator; and a system for recirculating the medium through the heat medium regenerator. The apparatus is characterized by comprising a system for recirculating the heated heat transfer medium particles to the pyrolysis furnace.

以下、本発明を図面によりさらに詳細に説明す
る。
Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to the drawings.

第1図は、本発明の一実施例を示す炭化水素の
熱分解装置の系統図である。第1図において、全
体装置は、熱分解炉1、熱交換器(急冷器)1
3、熱媒再生器32、および熱媒冷却器49から
主として構成され、これらの装置はすべて流動床
を採用している。熱交換器13は流動床式熱分解
炉1の後流側に配備され、当該熱分解炉1とは導
管8によつて連結されている。分解原料、例えば
原油、重油等の重質油は導管3から、原料予熱器
4で加熱される。予熱器の形式は問わないが原料
加熱コイル5を有している。加熱原料は、導管6
を介して分解炉1に供給される。熱分解反応で
は、カーボン等の生成を抑制し、オレフインの収
率を向上する目的で、スチームを添加するが、本
システムでは、スチームを流動化媒体として導管
7から供給し熱媒再生器32から送られて来た熱
媒体(高温熱媒体粒子)を流動化させて流動層を
形成する。原料は導管7よりブランチしたスチー
ムで霧化され流動床に噴射され、熱媒体および流
動化スチームとすみやかに接触混合して高温とな
り、オレフインに分解しガス化する。生成ガス
は、反応器内に設けたサイクロン2で熱媒体粒子
を捕集された後、導管8を経て熱交換器13に導
入される。
FIG. 1 is a system diagram of a hydrocarbon pyrolysis apparatus showing an embodiment of the present invention. In Fig. 1, the entire apparatus includes a pyrolysis furnace 1, a heat exchanger (quench cooler) 1
3, a heat medium regenerator 32, and a heat medium cooler 49, and all of these devices employ a fluidized bed. The heat exchanger 13 is arranged on the downstream side of the fluidized bed type pyrolysis furnace 1 , and is connected to the pyrolysis furnace 1 through a conduit 8 . A cracked raw material, for example, heavy oil such as crude oil or heavy oil, is passed through a conduit 3 and heated in a raw material preheater 4 . Although the type of preheater does not matter, it has a raw material heating coil 5. The heating raw material is passed through conduit 6
It is supplied to the decomposition furnace 1 via. In the thermal decomposition reaction, steam is added for the purpose of suppressing the production of carbon etc. and improving the yield of olefins. In this system, steam is supplied from the conduit 7 as a fluidizing medium and the steam is supplied from the heat medium regenerator 32. The delivered heat medium (high temperature heat medium particles) is fluidized to form a fluidized bed. The raw material is atomized by steam branched from the conduit 7 and injected into the fluidized bed, where it quickly contacts and mixes with the heating medium and the fluidizing steam, reaches a high temperature, and is decomposed into olefins and gasified. The generated gas is introduced into a heat exchanger 13 through a conduit 8 after collecting heat medium particles in a cyclone 2 provided in the reactor.

反応器(分解炉)1の熱媒体には、反応時副生
したカーボン、タール付着しており、一定量を溢
流管9よりオーバーフローさせて、バルブ10で
流量コントロールしながら、リフト11でリフト
ガス12、例えばコンプレツスドエアーで、再生
器32へ移送する。リフトエアーは、サイクロン
59で熱媒体と分離され、熱媒体粒子のみが再生
器32に供給される。再生器には、ブロワー47
で発生するエアーが、熱媒冷却器49、導管5
1,54および起動用加熱器41を経由して導管
43から再生器32に供給され、これを流動化媒
体としてカーボン付着媒体を流動化させ、付着カ
ーボンを燃焼して熱媒体を高温に加熱する。再生
媒体は、溢流管44でオーバーフローさせ、反応
器1へ返送される。その際、反応器のガスが再生
器方面へ流出するのを防止する目的で、導管45
からスチームを供給して、ガスシールをする。
The heating medium in the reactor (cracking furnace) 1 is covered with carbon and tar produced as by-products during the reaction, and a certain amount is allowed to overflow from the overflow pipe 9, and while the flow rate is controlled by the valve 10, the lift gas is removed by the lift 11. 12, for example, by compressed air, to the regenerator 32. The lift air is separated from the heat medium by a cyclone 59, and only heat medium particles are supplied to the regenerator 32. The regenerator includes a blower 47
The air generated in the heat medium cooler 49 and the conduit 5
1, 54 and the startup heater 41, it is supplied from the conduit 43 to the regenerator 32, and uses this as a fluidization medium to fluidize the carbon adhesion medium, burn the adhering carbon, and heat the heat medium to a high temperature. . The regeneration medium is allowed to overflow in the overflow pipe 44 and is returned to the reactor 1 . At that time, in order to prevent the gas from the reactor from flowing toward the regenerator, the conduit 45
Supply steam from and seal the gas.

熱交換器(急冷器)13では、分解ガスが流動
化ガスとして熱媒体(低温)を流動化させる。急
冷器13には、流動層にコイル14が設けられて
おり、分解ガスの有するけん熱を媒体粒子を介し
て冷却コイル14に伝える。冷却コイルは、一般
にボイラー蒸発管として用いる。急冷器13の本
体シエルはコイル15でメンブレンを形成し、コ
イル14と同様、ボイラ蒸発管として用いること
が出来る。熱交換器出口の分解ガスは冷却され
て、導管19を通り、サイクロン20で粒子を回
収して導管22を経て、油噴霧冷却器23で導管
24から供給される冷却用油で最終冷却され、油
分離器25でガスとドレンオイルに分離し、生成
ガスは導管26により精製セクシヨンへ、ドレン
オイルは導管27により処理セクシヨンへ送られ
る。
In the heat exchanger (quench cooler) 13, the cracked gas serves as a fluidizing gas to fluidize the heat medium (low temperature). The quencher 13 is provided with a coil 14 in a fluidized bed, and the kinetic heat of the decomposed gas is transferred to the cooling coil 14 via medium particles. Cooling coils are commonly used as boiler evaporator tubes. The main body shell of the rapid chiller 13 forms a membrane with the coil 15, and like the coil 14, it can be used as a boiler evaporation tube. The cracked gas at the outlet of the heat exchanger is cooled, passes through a conduit 19, collects particles in a cyclone 20, passes through a conduit 22, and is finally cooled in an oil spray cooler 23 with cooling oil supplied from a conduit 24. Gas and drain oil are separated in an oil separator 25, with the product gas being sent via conduit 26 to the refining section and the drain oil being sent via conduit 27 to the processing section.

熱媒粒子は、冷却器49に設けられたホツパー
57から、移送手段58にて急冷器13の供給ホ
ツパー17へ送られ、これによりバルブ18でコ
ントロールしながら、導管16より急冷器13へ
送られる。
The heating medium particles are sent from the hopper 57 provided in the cooler 49 to the supply hopper 17 of the quencher 13 by a transfer means 58, and are then sent to the quencher 13 through the conduit 16 while being controlled by a valve 18. .

急冷器13の流動媒体はオーバーフロー管28
より定量的にバルブ29でコントロールされつ
つ、導管30を経て再生器32へ入る。急冷器1
3から排出される熱媒体の量は分解炉のそれより
は少ないが、やはり、急冷過程でカーボン、ター
ルを生成し、粒子に付着するので、再生器32で
燃焼処理される。再生器32の熱媒体は、冷却器
49で冷却されて、導管55、バルブ56を経
て、貯槽ホツパー57に貯えられる。
The fluid medium of the quencher 13 is an overflow pipe 28.
It enters a regenerator 32 via a conduit 30, more quantitatively controlled by a valve 29. Quencher 1
Although the amount of heat transfer medium discharged from 3 is smaller than that of the cracking furnace, carbon and tar are still generated during the quenching process and adhere to particles, so they are burned in the regenerator 32. The heat medium of the regenerator 32 is cooled by a cooler 49, passes through a conduit 55 and a valve 56, and is stored in a storage tank hopper 57.

再生器32での燃焼ガスは、導管33を経て、
サイクロン34で粒子を回収し、導管35で廃熱
回収セクシヨン36,39に入る。該セクシヨン
36,39にはそれぞれ予熱ボイラー用コイル3
7,38が設けられている。廃ガスは最後にスタ
ツク40から大気へ排出される。
The combustion gas in the regenerator 32 passes through a conduit 33,
Particles are collected in cyclone 34 and enter waste heat recovery sections 36, 39 in conduit 35. The sections 36 and 39 each have a preheating boiler coil 3.
7 and 38 are provided. The waste gas is finally exhausted from the stack 40 to the atmosphere.

燃焼用空気は、ブロワーサクシヨン46からブ
ロワー47で昇圧され、導管48より熱媒冷却器
49で高温熱媒体の冷却の代償として自らは予熱
空気となつて、導管51、サイクロン52、導管
54を経て、起動用加熱器41へ入る。起動用過
熱41はコールドスタート時の再生器の昇温過熱
のために導管42より供給される燃料で高温燃焼
ガスを発生し、カーボンの燃焼に見合う温度まで
温度上昇され、再生器32へ供給される。常時運
転中は、カーボンの燃焼エネルギーで温度のバラ
ンスを取ることが出来るので起動用過熱器は必要
としない。
Combustion air is pressurized from the blower suction 46 to the blower 47, passes through the conduit 48 to the heat medium cooler 49, becomes preheated air in return for cooling the high temperature heat medium, and flows through the conduit 51, cyclone 52, and conduit 54. After that, it enters the startup heater 41. The startup superheater 41 generates high-temperature combustion gas using fuel supplied from the conduit 42 to raise the temperature of the regenerator during a cold start, and the temperature is raised to a temperature suitable for burning carbon, and the gas is supplied to the regenerator 32. Ru. During continuous operation, the temperature can be balanced by the combustion energy of carbon, so a superheater for startup is not required.

分解炉1で生成した分解ガスの温度はほぼ700
〜900℃であるが、急冷器13において熱交換さ
れ、反応凍結温度である500〜600℃まで冷却され
る。
The temperature of the cracked gas generated in cracking furnace 1 is approximately 700℃.
~900°C, but is heat exchanged in the quench cooler 13 and cooled to 500~600°C, which is the reaction freezing temperature.

第2a〜2b図は、本発明に用いる急冷器(熱
交換器)13の全体構成図およびその要部を示す
詳細図で、第2a図は流動床急冷熱交換器の構
造、第2b図はその流動層内に配備した伝熱管の
構成を示す説明図、第2c図は流動層の上部空間
に取付けたひれ付き伝熱管の断面図、第2d図は
メンブレンウオール(水冷壁)の構造を示す説明
図である。以上の各図において、分解ガスは、熱
交換器本体100の下部に設けられた分解ガス入
口導管102から導入され、入口コーン103の
部分に噴射され、さらに分解ガス分散104を経
て流動層133内に均一に分散される。当該流動
層133内にはホツパー127から送られる熱媒
体粒子(例えばセラミツクボール)が供給される
が、この際、上記の分散した分解ガスの作用によ
り流動化し、当該流動層133を形成する。また
当該流動層133は通常の運転条件のもとでは、
媒体排出導管131が配備されている高さまで流
動層境界を形成して安定し、当該流動層内では上
記の分解ガスと熱媒体粒子とが均一に混合され
る。また当該流動層133内には、伝熱管コイル
108が幾重にも屈曲されてヘアピン型に配備さ
れており、管寄せ112,114によつて懸垂さ
れている。当該伝熱管108はボイラの伝熱管と
しても使用され、ボイラ水はボイラ水入口導管1
13から入り、出口導管115から出て蒸気缶に
送られる。
Figures 2a and 2b are an overall configuration diagram and a detailed diagram showing the main parts of the quencher (heat exchanger) 13 used in the present invention. Figure 2a is the structure of the fluidized bed quenching heat exchanger, and Figure 2b is the An explanatory diagram showing the structure of the heat exchanger tubes arranged in the fluidized bed, Figure 2c is a cross-sectional view of the heat exchanger tube with fins installed in the upper space of the fluidized bed, and Figure 2d shows the structure of the membrane wall (water cooling wall). It is an explanatory diagram. In each of the above figures, the cracked gas is introduced from the cracked gas inlet conduit 102 provided at the bottom of the heat exchanger main body 100, injected into the inlet cone 103, and further passed through the cracked gas dispersion 104 into the fluidized bed 133. evenly distributed. Heat carrier particles (for example, ceramic balls) sent from the hopper 127 are supplied into the fluidized bed 133, and at this time, they are fluidized by the action of the dispersed cracked gas to form the fluidized bed 133. In addition, under normal operating conditions, the fluidized bed 133:
A fluidized bed boundary is formed and stabilized up to the height at which the medium discharge conduit 131 is provided, and the cracked gas and heat medium particles are uniformly mixed within the fluidized bed. Further, within the fluidized bed 133, a heat exchanger tube coil 108 is arranged in a hairpin shape by being bent many times, and is suspended by headers 112 and 114. The heat exchanger tube 108 is also used as a heat exchanger tube of a boiler, and the boiler water is passed through the boiler water inlet conduit 1.
13 and exits through outlet conduit 115 to the steam canister.

分解ガスの高温顕熱は熱媒体に移り、当該熱媒
体と、上記の伝熱管108との衝突効果により、
最終的には当該伝熱コイル108を流れるボイラ
水に移り、結局分解ガスが急冷され、水蒸気とし
て回収される。冷却中に発生したカーボン、ター
ルなどの固形分は媒体粒子に付着され、当該媒体
粒子は上記の媒体排出導管131からバルブ13
2を調整することによつて連続的に抜き出され、
排出される。排出された後は前出の第1図に関し
て説明したように再生器32(第1図)に送ら
れ、燃焼して熱媒体粒子の再生が行われる。
The high-temperature sensible heat of the cracked gas is transferred to the heat medium, and due to the collision effect between the heat medium and the heat transfer tube 108,
Eventually, the decomposed gas is transferred to the boiler water flowing through the heat transfer coil 108, whereupon the decomposed gas is rapidly cooled and recovered as water vapor. Solid content such as carbon and tar generated during cooling is attached to the medium particles, and the medium particles are discharged from the medium discharge conduit 131 to the valve 13.
2 is extracted continuously by adjusting
It is discharged. After being discharged, the particles are sent to the regenerator 32 (FIG. 1), where they are combusted and the heat carrier particles are regenerated, as explained with reference to FIG. 1 above.

上述の熱交換器100においては、その構造を
簡単なものとし、かつ伝熱効率を向上させる目的
から、加熱コイル105は、第2d図に示すよう
にメンブレンウオール(水冷壁)構造とし、入口
管寄せ117およびボイラ水出口管寄せ110に
連結されている。ボイラ水はボイラ水入口導管1
16から導入され、ボイラ水出口とを管111か
ら出て蒸気缶(図示せず)に送られる点は上記流
動層133内のボイラ水伝熱管(伝熱管)108
の場合と同様である。上記のメンブレンウオール
(水冷壁)構造において伝熱管105の外側には
保温材106が配備され、保温効果をさらに高め
ている。また上記加熱管105の内側には熱媒体
粒子による摩耗(エロージヨン)、腐食を防止す
る意味で摩耗防止用耐熱材107が配備されてい
る。
In the heat exchanger 100 described above, in order to simplify the structure and improve heat transfer efficiency, the heating coil 105 has a membrane wall (water-cooled wall) structure as shown in FIG. 117 and the boiler water outlet header 110. Boiler water is in boiler water inlet conduit 1
The point where the boiler water is introduced from the boiler water outlet and exits from the pipe 111 and sent to the steam can (not shown) is the boiler water heat transfer tube (heat transfer tube) 108 in the fluidized bed 133.
The same is true for . In the membrane wall (water-cooled wall) structure described above, a heat insulating material 106 is provided on the outside of the heat transfer tube 105 to further enhance the heat insulating effect. Furthermore, a wear-preventing heat-resistant material 107 is disposed inside the heating tube 105 to prevent wear (erosion) and corrosion caused by heat medium particles.

前述のように流動層133内の伝熱管108は
幾重にも曲げられたヘアピン構造となつている
が、当該流動層133より上部にある空間135
では、その伝熱効果を高める意味で第2c図の断
面図に示すように、ひれ109を配備することが
好ましい。
As mentioned above, the heat exchanger tubes 108 in the fluidized bed 133 have a hairpin structure bent many times, but the space 135 above the fluidized bed 133
In order to enhance the heat transfer effect, it is preferable to provide fins 109 as shown in the cross-sectional view of FIG. 2c.

分解ガスはガス排出導管118を経てサイクロ
ン119に送られ、当該サイクロン119におい
て熱媒体粒子が捕集、回収される。上記分解排ガ
スはさらに導管112を経て油分離器125に送
られるが、その途中で冷却用油導管123から供
給される冷却用油により、ベンチユリ構造よりな
る油冷却器124において冷却される。このよう
にして冷却された後、上記油分離器125に送ら
れた分離排ガスはドレン油130と、生成ガス1
26とに分離され、それぞれ径路を経てつぎの処
理工程に送られる。
The cracked gas is sent through a gas exhaust conduit 118 to a cyclone 119, where the heat carrier particles are collected and recovered. The decomposed exhaust gas is further sent to an oil separator 125 via a conduit 112, but on the way there, it is cooled by cooling oil supplied from a cooling oil conduit 123 in an oil cooler 124 having a bench lily structure. After being cooled in this way, the separated exhaust gas sent to the oil separator 125 contains drain oil 130 and produced gas 1.
26 and sent to the next processing step through respective routes.

一方、上記サイクロン119において回収され
た熱媒体粒子は、その下部に設けられた熱媒体回
収導管120を経て上記の流動層133中に戻さ
れる。この際、分解ガスとの短絡を防止する意味
でシール用蒸気121を導管等から導入すること
が好ましい。
On the other hand, the heat medium particles collected in the cyclone 119 are returned to the fluidized bed 133 through the heat medium recovery conduit 120 provided at the bottom thereof. At this time, it is preferable to introduce the sealing vapor 121 from a conduit or the like in order to prevent short circuit with the cracked gas.

第3a図、第3b図は、本発明に用いる急冷熱
交換器の別の実施態様を示したもので、前記の第
2図に示した実施例のものと異なる主な点は、第
2d図に示したメンブレンウオール(水冷壁)構
造と、多孔板等からなる分散板を用いる構造を省
略したことである。すなわち、スパウトベツト
(spoutedbed)方式を採用したものであり、第3
b図に明らかなように、伝熱管208を水平状に
配備したものであるが、熱媒体粒子排出導管13
1および媒体排出量制御バルブ132などの取付
けは前出の実施例のものと同様である。また、例
えば、熱分解装置を休止しているような場合、熱
媒体粒子が分解ガス入口導管202に入るので、
これを防止する意味で抜き出し管220および抜
き出しバルブ221を配備している。熱分解ガス
は上記の分解ガス入口導管202から入り、強い
圧力で、かつ早い速度で入口コーン203の部分
に噴射され、第3a図、第3b図に矢印で示すよ
うな状態で熱交換器本体100の内部を流動す
る。このような流動運動をを行なうことにより、
当該流動分解ガスは熱媒体粒子を吹き上げて中央
部にその上昇流、周壁の部分に下降する還流を形
成し、上記の入口コーン203の上側部分でかつ
上記伝熱管208を水平状に配備した部分で流動
層206を形成する。
Figures 3a and 3b show another embodiment of the quenching heat exchanger used in the present invention, and the main differences from the embodiment shown in Figure 2 are shown in Figure 2d. This is because the membrane wall (water-cooled wall) structure shown in 1 and the structure using a dispersion plate made of a perforated plate or the like are omitted. In other words, it adopts the spouted bed method, and the third
As is clear from Figure b, the heat exchanger tubes 208 are arranged horizontally, but the heat medium particle discharge conduit 13
1 and the medium discharge control valve 132 are similar to those of the previous embodiment. Further, for example, when the pyrolysis equipment is stopped, heat carrier particles enter the cracked gas inlet conduit 202.
To prevent this, an extraction pipe 220 and an extraction valve 221 are provided. The pyrolysis gas enters from the cracked gas inlet conduit 202 and is injected into the inlet cone 203 at a high pressure and at a high velocity, and the heat exchanger body is in the state shown by the arrows in FIGS. 3a and 3b. 100 flows inside. By performing such fluid movement,
The fluidized decomposition gas blows up heat carrier particles to form an upward flow in the central part and a downward reflux flow in the peripheral wall part, which is the upper part of the inlet cone 203 and the part where the heat exchanger tubes 208 are arranged horizontally. A fluidized bed 206 is formed.

媒体回収用サイクロン119は熱交換器本体1
00の内部に内蔵されており、これにより熱媒体
が捕集、回収されるが、分解排ガスはサイクロン
排出導管122、冷却ガス排出導管218等を経
て第2a図に示すような油冷却器124に送られ
る。
The medium recovery cyclone 119 is connected to the heat exchanger main body 1
00, and the heat medium is collected and recovered, but the decomposed exhaust gas passes through the cyclone discharge pipe 122, the cooling gas discharge pipe 218, etc., and is sent to the oil cooler 124 as shown in FIG. 2a. Sent.

上記の伝熱管(冷却コイル)208は第2a
図、第2b図などの場合と同様、ボイラの伝熱管
として機能するものであり、それぞれ第3b図に
示すようにボイラ水入口ヘツダ212、ボイラ水
出口ヘツダ211を有し、ボイラ(図示せず)と
連結されている。なお、すでに説明したように、
本実施例のものではサイクロン119は、熱交換
器本体100中に内蔵された構造であり、マンホ
ール219が当該本体100のトツプコーン部に
配備されている。
The above heat transfer tube (cooling coil) 208 is the second a
As in the case of FIGS. ) is connected. Furthermore, as already explained,
In this embodiment, the cyclone 119 is built into the heat exchanger body 100, and the manhole 219 is provided in the top cone of the body 100.

上述のように、本発明に用いる熱交換器は、セ
ラツミツクボール等を熱媒体として使用し、かつ
分解ガスを流動化ガスとし、熱媒体とともに流動
層を形成して分解ガスの冷却を行なう構造とし、
またこの冷却に際しては流動層中に伝熱管をヘア
ピン状に配備することにより、分解ガスの顕熱を
上記の媒体粒子を介して回収し、発生するカーボ
ン、タール等は当該媒体粒子に付着させて処理す
るようにしたものである。従つて、分解生成ガス
の冷却が極めて効果的、かつ経済的に行われるよ
うになり、軽質のみでなく重質の炭化水素化合物
の熱分解反応を高い効率のもとで実施することが
可能となり、また分解ガスの顕熱の回収も可能と
なつたので熱効率の改善の上でも大きな効果が得
られる。さらに熱分解の際のカーボン、タール等
による管の閉塞等の事故もほとんどみられなくな
り、この面でも熱分解作業効率の著しい改善がみ
られた。
As mentioned above, the heat exchanger used in the present invention uses ceramic balls or the like as a heat medium, uses cracked gas as a fluidizing gas, forms a fluidized bed with the heat medium, and cools the cracked gas. As a structure,
In addition, during this cooling, heat transfer tubes are arranged in a hairpin shape in the fluidized bed to recover the sensible heat of the cracked gas through the above-mentioned medium particles, and the generated carbon, tar, etc. are attached to the medium particles. It is designed to be processed. Therefore, the decomposition gas can be cooled extremely effectively and economically, making it possible to carry out thermal decomposition reactions of not only light but also heavy hydrocarbon compounds with high efficiency. Furthermore, since it has become possible to recover the sensible heat of the decomposed gas, a significant effect can be obtained in terms of improving thermal efficiency. Furthermore, accidents such as tube blockage due to carbon, tar, etc. during pyrolysis have almost no longer been observed, and a significant improvement in pyrolysis efficiency has been observed in this aspect as well.

以上、本発明は、熱分解炉、熱交換器(急冷
器)、再生器および冷却器をすべて流動層装置で
構成し、再生器、冷却器および急冷器によ熱媒循
環系統と、再生器および熱分解炉による熱媒循環
系統を用い、熱媒体を繰返して循環使用すること
ができるので、急冷器の顕熱回収も容易であり、
また熱媒体の利用効率も高く、プロセス経済上、
極めて有利である。
As described above, the present invention comprises a pyrolysis furnace, a heat exchanger (quench cooler), a regenerator, and a cooler all in a fluidized bed apparatus, and a heat medium circulation system and a regenerator By using a heat medium circulation system using a pyrolysis furnace, the heat medium can be repeatedly used, making it easy to recover sensible heat from the quench cooler.
In addition, the heat medium usage efficiency is high, and from a process economical point of view,
Extremely advantageous.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の炭化水素熱分解装置の一実
施例を示す系統図、第2a図は本発明に用いる流
動床式熱交換器(急冷器)の構造を示す断面図、
第2b図は該熱交換器の流動層内に設けた伝熱管
の構成図、第2c図は同じく流動層上部の空間に
配備したフインの説明図、第2d図は同じくメン
ブレンウオール構造の説明図、第3a図は本発明
に用いる熱交換器(急冷器)の別の実施例を示す
断面図、第3b図は第3a図のA−A矢視図であ
る。 8,102,202……分解ガス入口導管、1
3,100……熱交換器本体、14,108,2
08……伝熱管(冷却管)、15,105……メ
ンブレンウオール(水冷壁)、103,203…
…熱交換器入口コーン、104……分解ガス分散
板、106……保温層、107……耐摩耗性耐熱
材、109……ひれ、111,115……ボイラ
水出口導管、112,212……ボイラ入口管寄
せ、113,116……ボイラ水入口導管、11
4,211……ボイラ水出口管寄せ、117……
ボイラ水入口管寄せ、119……サイクロン、1
20……媒体回収導管、122……分解ガス排出
管、131……媒体排出導管、132……媒体排
出制御用バルブ、133……流動層形成部、13
4……流動層境界、135……流動層上部空間。
FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of the hydrocarbon pyrolysis apparatus of the present invention, and FIG. 2a is a sectional view showing the structure of a fluidized bed heat exchanger (quench cooler) used in the present invention.
Fig. 2b is a configuration diagram of heat transfer tubes provided in the fluidized bed of the heat exchanger, Fig. 2c is an explanatory diagram of the fins arranged in the space above the fluidized bed, and Fig. 2d is an explanatory diagram of the membrane wall structure. , FIG. 3a is a sectional view showing another embodiment of the heat exchanger (quenching device) used in the present invention, and FIG. 3b is a view taken along the line A--A in FIG. 3a. 8,102,202...Cracked gas inlet conduit, 1
3,100...Heat exchanger body, 14,108,2
08...Heat transfer tube (cooling pipe), 15,105...Membrane wall (water cooling wall), 103,203...
...Heat exchanger inlet cone, 104...Cracked gas distribution plate, 106...Heat insulation layer, 107...Wear-resistant heat-resistant material, 109...Fin, 111,115...Boiler water outlet conduit, 112,212... Boiler inlet header, 113, 116...Boiler water inlet conduit, 11
4,211... Boiler water outlet header, 117...
Boiler water inlet header, 119...Cyclone, 1
20...Medium recovery conduit, 122...Cracked gas discharge pipe, 131...Medium discharge conduit, 132...Valve for medium discharge control, 133...Fluidized bed forming section, 13
4...Fluidized bed boundary, 135...Fluidized bed upper space.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 熱媒体による流動層形成下に炭化水素を熱分
解する流動層式熱分解炉と、該熱分解炉を出た分
解ガスを流動化用ガスとして流動層に導入し、該
分解ガスを急冷して生成ガスを分離する流動層式
急冷器と、該急冷器で生成したカーボン付着熱媒
体粒子を燃焼処理して熱媒体を再生する流動層式
熱媒再生器と、該再生器で再生された熱媒体を冷
却器を介して前記流動層式急冷器に再循環する系
統と、前記熱分解炉で生成したカーボン付着熱媒
体粒子を前記熱媒再生器に供給する系統と、該熱
媒再生器で再生された熱媒体粒子を前記熱分解炉
に再循環させる系統とを備えたことを特徴とする
炭化水素熱分解装置。
1. A fluidized bed pyrolysis furnace that pyrolyzes hydrocarbons while forming a fluidized bed using a heating medium, and the cracked gas exiting the pyrolysis furnace is introduced into the fluidized bed as a fluidizing gas, and the cracked gas is rapidly cooled. a fluidized bed type quencher that separates the generated gas, a fluidized bed type heat medium regenerator that regenerates the heat medium by burning the carbon-adhered heat medium particles generated in the quencher, and a system that recirculates the heat medium to the fluidized bed quencher via the cooler; a system that supplies carbon-attached heat medium particles generated in the pyrolysis furnace to the heat medium regenerator; and the heat medium regenerator. A hydrocarbon pyrolysis apparatus comprising: a system for recirculating heat medium particles regenerated in the pyrolysis furnace to the pyrolysis furnace.
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