JPS62267397A - 炭化水素の水蒸気分解方法 - Google Patents

炭化水素の水蒸気分解方法

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JPS62267397A JP62112241A JP11224187A JPS62267397A JP S62267397 A JPS62267397 A JP S62267397A JP 62112241 A JP62112241 A JP 62112241A JP 11224187 A JP11224187 A JP 11224187A JP S62267397 A JPS62267397 A JP S62267397A
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    • C10G9/00Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/34Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils by direct contact with inert preheated fluids, e.g. with molten metals or salts
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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】 本発明は管N!加熱炉内で炭化水素を水蒸気熱分解して
エチレンを含む分解ガスを生成することに関する。
水蒸気分解炉ないしは水蒸気熱分解炉の基本的要素は長
年にわたった不変であった。炉は燃料によって高温まで
加熱する輻射室とこの内部に配置されている分解コイル
とを含む。分解コイル出口温度は約815℃〜930℃
である。炉は!It!型的には、炭化水素供給物を予熱
し、稀釈水蒸気を加熱し、稀釈打水蒸気と炭化水素供給
物どのa合供給物を加熱しかつエチレン装置で使用する
ための用役流体を加熱するのに廃熱を利用するための従
来型のコイル部分をさらに含む。
これらの炉の基本的要素は同じであるが、特定的な輻射
部分の設計は製品混合物に対する要求、供給原料の選択
、熱効率および費用に応じて変化してよい。しかしなが
ら、炭化水素と稀釈水蒸気との比および炉の焚焼度を変
化することにより、広汎な範囲の供給原料および製品混
合物に対!2Bするように設計することができる。所要
の輻射熱負荷、流体速度およびプロセス温度における差
にしかかわらず、広バな範囲の供給原料からエチレンを
一定偵製造するために特定の分解コイルを効率的に使用
することができる。
残念なことであるが、供給物範囲の一方の限界となるエ
タンおよび他方の限界となる貞空軽i+t+についての
水蒸気および炭化水素供給物の予熱負荷の差が大ぎいの
で、対流部には上記の融通性はない。例えば軽油分解に
はエタン分解に比べて548までもの稀釈水蒸気が必要
であり、従ってm位供給原料あたりより多くの水蒸気予
熱負荷が必要となる。さらに別な例として、軽油供給物
からの収率はエタンからのそれよりかなり低い。従って
エチレン製造量を一定とするならば、より多くの軽油を
予熱し、加えて、蒸発せねばならない。熱負荷がこのよ
うに増大すると、炭化水素(ちよび稀釈水蒸気を予熱す
るコイルの表面積の顕著な増大をやはり必要とする・対
流部における予熱の要求がIt、するので、軽油のよう
な重質供給原料のために特定的に設計した分解炉はガス
供給原料に関して効率的に使用することができず、また
逆も然りである。程度は低いにせよ、このような融通性
の欠如はナフサおよび軽油供給原料の間にもやはり認め
られる。重質供給物に関して設計した炉に軽質供給物を
使用することによる士な問題は、対流部での供給物の過
熱および分解であり、これは、より高い輻射部温度が軽
質供給物に対して必然的に作用することと対流部内のコ
イル表面積が過大なこととの帽合せから起る。対流部コ
イルでの分解は対流部コイルの汚染の他、より良い分解
滞留時間および分解管の望ましい温度分布の62乱を旧
き、その結果製品の劣化を惹起する。
従って、炉の製造能力あるいは操作性を箸しく損うこと
なく広い範囲の供給原料を処理する融通性を備えた水蒸
気分解方法を記供することが不発1!11の目的である
本発明に従うに、炭化水素を予熱するための対流部と予
熱した炭化水素を分解覆るだめの輻射部とを有するm型
の加熱炉内で炭化水素供給物を水蒸気分解する方法が提
供され、この方法においては供給物を分解管に導入する
のに先立つで供給物を過熱することなく供給原料に関す
る融通性を提供するために、予熱した炭化水素初期供給
物と稀釈用プロセス水蒸気との組合せから得ろ混合供給
物を冷u1シ次いで炉の対流部内で再加熱する。
第1図はボイラー給水の注入により混合供給物を冷部し
、引続いてボイラー吸水を蒸発し稀釈用プロヒス水蒸気
へと蒸発する本発明の−i様を例解する。
第2図は炉の対流部の外部にある熱交換器内での間接熱
交換により混合供給物を冷却す゛る本発明の別な一態様
を例解する。
第3図はすでに説明したように炭化水系初期供給物の一
部であってよい比較的([(い温度の炭化水素供給物を
t1人することにより82合供給物を冷IJIする本発
明のさらに別な態様を例解する。
1、H合供給物の冷/、IIの亀合いは主としr:供給
物自体に関係する。重質軽油分解能力をもつある特定の
炉においては、エタン混合供給物は例えばプフサ供給物
より冷7J]せねばならない。これに対応して、軽質軽
油供給物に必要な冷却はより少ない。
炭化水素初期供給物が常態でガス状である場合、混合供
給物は典型的には55℃から220℃だけ冷lJ′lさ
れ、次いで混合供給物を分解管に尋人する直11ηに5
65℃から705℃の範囲の温度まで再加熱されるであ
ろう。炭化水素初期供給物が25℃から120℃の間の
初溜点と150℃と230℃との間の終点とをもつ常態
で液状の炭化、水素である場合、混合供給物は典型的に
は55℃から140℃だけ冷月1され、次いで540℃
から650℃の範囲の温度まで再加熱されるであろう。
炉内の輻射熱と対流熱との両方を十分に利用するとして
供給原料に関する融通性が望ましいので、蒸発されても
引続いて分解されない炭化水素は熱的1【1失にあたる
ということになる。従って、より重質な物質を排除する
ための予熱炭化水素初期供給物の分離は好ましくない。
つまり炉の対流部内で予熱する初期供給物はすべて分解
管に導入する。
第1〜第3図を参照するに、軽油のような・f質供給物
を水蒸気分解するために設fft した熱分解装置を示
すが、この装置は輻射部2と対流部3とをもつ管壁加熱
炉からなる。輻射部内に配置されている。垂直分解管4
は床バーナー5によって加熱する。輻射部からのig4
燃焼ガスは対流部を通過して上昇し、対流部においては
、対流コイル6゜7.8.9.10および11によって
燃焼ガスから引続いて熱が吸収される。熱分解装置はさ
らに、熱分解副反応を停止しかつ水蒸気槽13内に収集
する高圧飽和水蒸気の形で熱回収するように分解ガスを
急速に冷却するための第一次急冷熱交換器12を追加的
に含む。第1〜第3図中で例解する水蒸気系統の基本的
型入に関しては、管14を経て導入するボイラー給水を
対流コイル11内で予熱しかつ槽13に挿入する。槽か
らのボイラー給水は管15を経て第一次急冷熱交換器に
送入し、そこで部分的に水蒸気へと蒸発し、次いで水蒸
気槽に返戻する。槽14からの飽和高圧水蒸気は管17
を経て対流コイル7に送入し、コイル内で過熱しかつ分
解ガスの圧縮および分離のために用いるタービンの駆動
に使用するためにプラントの水蒸気系に管18を経て排
出する。
特定的に第1図を参照するに、315℃〜565℃の間
の沸点をもつ炭化水素軽油を管120を経て導入し、か
つ対流コイル10内で加熱する。
この供給物の場合、弁121および123を閉じかつ管
124を経て予熱炭化水素初期供給物を流すために弁1
22をgil <。管124においてこの供給物は管1
25を経て導入し対流コイル8内で過熱した稀釈用プロ
セス水蒸気と一緒になり、蒸発flj合供給物となる。
この混合供給物は分解開始温度より僅に低い温度545
℃まで対流コイル9および6内で加熱し、次いで炉の輻
射部内の分解管4に管19を経て導入する。ここに述べ
る軽油運転にJ3いCは、分解管の出口温度は845℃
である。
再び第、1図を参照するに、供給物としてエタン/ブ〔
1パンを選fb! ・)る場合、弁121および122
を開き、弁122は閉じる。供給物はやはり管120を
経て導入しかつ対流コイル内で予熱する。
予熱した炭化水素初IN!供給物は管126を経て流れ
、そこで管125を経て導入づる稀釈用プロセス水蒸気
と一緒になり、混合供給物となる。この場合、導入する
稀釈用プロレス水蒸気はエタン/プロパン熱分解におい
て通例用いるけの半分以下である。この混合供給物はコ
イル8内で620℃まで加熱し、次いで温度120℃に
て管127を経て導入するボイラー給水と一緒にする。
ボイラー給水は悉発し、直接熱交換によって混合供給物
を冷却づる。1りられる温度150℃の流れは次いで、
この供給物についての分解開始温度より僅に低い温13
I650℃まで再加熱しかつ炉の輻訃1部内の分解管4
に導入する。オうまでもないが、蒸発したボイラー給水
は再加熱混合供給物にa31=フる最終的な水蒸気/炭
化水素の比−Vかつ所望となるように管125から導入
する稀釈用プロセス水蒸気を補う。ここに述べるエタン
/プロパン運転にJ3iノる分解管の出口温度は880
℃である。
対流コイル6〜11の個別的な熱負荷は、炉の対流部に
お1ノる効率的な熱利用を可能とする軽油分解およびエ
タン/プロパン分解の両ケースにおいて同一桁の大きさ
をもつ。一層、重要なことは混合供給物の所望の最終温
度つまり供給物の分解開始温度より1苧に低いト11度
が各ケースについて達成されるということである。
次に第2図を参照するに、第1図と実質的に同じ熱分解
系が示されており、参照?!T号1〜19の要素は実質
的に同じ機能をbつ。第1図に関連して述べた軽油供給
原料を再び用いて、供給物を管220を経て導入しかつ
対流コイル1o内で予熱する。次に、予熱した炭化水素
初期供給物を管225およびコイル8を経て導入した稀
釈用プロセス水蒸気と混合し、かつ得られる蒸発した混
合供給物をコイル9内で加熱する。軽油運転においては
、弁230を聞く一方弁231および232を閉じで熱
交換器233を切り離す。従って、混合供給物はコイル
9からコイル6へと次いで分解管へと直接流れる。
第2図の構成においてエタン/ブ[1パンを供給原v1
として用いる時、弁230を閉じる一方弁231J5よ
び232は開き、コイル9からの混合供給物をコイル6
で再加熱するに先立って熱交換器233中で冷741す
るのを可能にする。はと/νどの部分について流れの温
度は第1図に関連して延べた温度に似ている。
次に第3図を参照するに、第1図および第2図における
のに実質的に等しい熱分解系が示されており、参照番号
1〜19の要素は実質的に同じ機能をもつ。第3図の構
成において軽油を供給原料として用いる場合、弁335
を閉じまた管320 。
を経て尋人する供給原料をすべてコイル10内で予熱し
かつ管325および]イル8を経て導入する稀釈用プロ
セス水蒸気と一緒にする。第3図の構成においてエタン
/プロパンを供給原料として用いる場合、弁335は開
き、供給物の一部分のみをコイル10内で予熱する。予
熱した炭化水素初期供給物は次いで管325およびコイ
ル8を経て導入した稀釈水蒸気と氾合し、かつ得られる
混合供給物を、この説明においてはコイル1oを迂回し
た管320からの供給物の残りの部分である管336を
経て導入する炭化水素によって冷却する。この冷却11
.た混合供給物を次にコイル9および6内で再加熱する
【図面の簡単な説明】
第1図はボイラー給水の注入により混合供給物を冷却す
る本発明の一態様を示す。 第2図は間接熱交換により混合供給物を冷却する本発明
の一態様を示す。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)炭化水素を予熱するための対流部と予熱した炭化
    水素を分解するための輻射部とを有する管型加熱炉内で
    炭化水素を水蒸気分解を行う方法であつて、 a)対流部内で炭化水素の初期供給物を予熱し;b)得
    られる予熱した炭化水素初期供給物に稀釈水蒸気を混合
    して混合供給物をつくり; c)この混合供給物を冷却し; d)この冷却した混合供給物を対流部内で再加熱し;か
    つ e)炭化水素初期供給物をすべて含有する再加熱した混
    合供給物を輻射部で分解する ことからなる炭化水素の水蒸気分解方法。
  2. (2)水との直接熱交換により混合供給物を冷却する特
    許請求の範囲第1項記載の方法。
  3. (3)間接熱交換により混合供給物を冷却する特許請求
    の範囲第1項記載の方法。
  4. (4)炭化水素冷却材との直接熱交換により混合供給物
    を冷却する特許請求の範囲第1項記載の方法。
  5. (5)炭化水素初期供給物を対流部内で予熱して炭化水
    素の予熱した初期供給物をつくり、かつ炭化水素冷却材
    が炭化水素初期供給物の一部である特許請求の範囲第4
    項記載の方法。
  6. (6)予熱した炭化水素初期供給物が常態でガス状であ
    る炭化水素であり、また混合供給物を55℃から220
    ℃だけ冷却する特許請求の範囲第1項記載の方法。
  7. (7)予熱した炭化水素初期供給物が、25℃から12
    0℃の初溜点と150℃から230℃の終点とをもつ常
    態で液状である炭化水素でありまた混合供給物を55℃
    から140℃だけ冷却する特許請求の範囲第1項記載の
    方法。
  8. (8)冷却した混合供給物を565℃から705℃まで
    に再加熱する特許請求の範囲第6項記載の方法。
  9. (9)冷却した混合供給物を540℃から650℃まで
    に再加熱する特許請求の範囲第7項記載の方法。
JP62112241A 1986-05-12 1987-05-08 炭化水素の水蒸気分解方法 Expired - Lifetime JPH0745669B2 (ja)

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CN (1) CN1009833B (ja)
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DE (1) DE3764536D1 (ja)
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