JPS6247232B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は炭化水素を熱分解する装置に関す
る。

ナフサ等の炭化水素を熱分解し、生じた分解ガ
スを急冷しエチレン等を製造する装置はエチレン
分解炉とも呼ばれ知られている。このような装置
においては、原料を熱分解炉で短時間（１秒以下
のマイクロ秒単位）で熱分解し、かつ反応停止温
度たる約600℃まで急冷しないと、原料を分解す
る。クラツキングコイルを形成する管並びに急冷
設備の伝熱管の内面にカーボンが堆積成長し、運
転を継続することができず炉を停止し、ついでカ
ーボンを除去する所謂デコーキングをしなければ
ならず、その作業は困難なものであり、カーボン
堆積の少ない長時間連続運転できる熱分解装置の
出現が要望されている。

ナフサ分解実験炉で実験して得られた分解ガス
の温度（℃）と析出カーボン量の関係線図を第１
図に示す。これより明かなごとく分解ガス温度は
550〜400℃になるよう急冷することが必要なこと
が判る。

即ち原料の分解は短時間で行い、かつその分解
ガスを高温に保持しないことが必要である。

カーボンの堆積を生じさせないことと収率向上
の条件を要約すれば、 (1) クラツキングコイル内の滞留時間を小にする
こと、従つて管の長さは短く、パス（通路）数
を増やす。また伝熱面積の増大と分解ガスの流
速増大との点より管径は小にする。

(2) 炭化水素の分圧はできるだけ低いものとしパ
ス内圧力損失を少いものとすること。

ということになる。管径を太くすることは滞留
時間の低減には有効であるが、一方管壁温度が上
りすぎ分解ガスの分解を生ずる等好ましくない状
況が出てくるので、管は小径になるほどよい。

従来このような条件に対応するため小径の管を
ヘヤピン状の数屈曲させたパスを複数パス使用し
たり、複数ヘアピン状パスの二面を一つのヘツダ
に取付け一パネルにしたりする手段が構ぜられて
いる。しかし管内圧損、パネル保持手段の複数等
よりしてより簡易な構造が要望されている。近年
好ましいクラツキングコイルとして第２図、第３
図に示すものたるリンデシーラスクラツキングコ
イル（Linde Selas Cracking Coil）が採用され
ている。

この発明は前述の収率向上条件を満足させこの
リンデーシラスクラツキングコイルよりも炉の容
積効率のよいクラツキングコイルの構造について
提案することを目的とする。

要するにこの発明は、炭化水素の分解反応管が
配置された熱分解炉において、前記分解反応管の
炭化水素入口側を４本の反応管とし、該４本の反
応管の端部を２組のＵ字部を形成するように第１
のＵ字管を各々設け、ついで該Ｕ字管のＵ字部か
ら１本の第２のＵ字管を介して各々直管部を設
け、更に該２本の直管部の出口側を１組のＵ字部
となるように第３のＵ字管を接続して、炭化水素
の出口側を１本の分解反応管となるような構造を
有する熱分解装置であることを特徴とする。

以下図面によりこの発明にかかる装置の構造を
説明する。符号１は二点破線でその外形を示す熱
分解炉である。炉の排ガス流路に設けられた高温
加熱コイル２から原料（ナフサ等）に約300℃に
加熱され管路３，３′等により夫々対応するヘツ
ダ４に送られる。ヘツダ４からは４本の小径Ｕ字
管５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが炉内１ａに垂下す
る。この管の内径は一例では60mmである。ついで
この小径Ｕ字管５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの端部に
２股管部材６ａ，６ｂが接続され、５ａ，５ｂ，
６ａと５ｃ，５ｄ，６ｂとの組にそれぞれなる２
組のＵ字管組が形成される。ついで２股管部材６
ａ，６ｂの中央ノズル７ａ，７ｂにそれぞれＵ字
吊下げ管８ａ，８ｂの一端を溶接接続し、他端に
中径管９ａ，９ｂを接続して垂下させる。この中
径管の内径管の内径は一例では76mmである。つい
でこの中径管の下端を２股管部材１０で接続し、
この２股管部材１０のノズル１０ａに輸送管１
１、ついで逆Ｕ字型に直立する１次クエンチヤ１
２を接続し、以上の接続により一組のクラツキン
グモヂユール１３を形成する。輸送管１１の内径
は一例では108mmである。第４図はこの管接続の
状態を模式に示すもので、第５図は第４図のＢ−
Ｂ断面を示すものである。

前記のクラツキングモヂユール１３は管路１４
により集合部材１５と接続する。第６図の例は８
個のクラツキングモヂユール１３が一の集合部材
１５に接続されている場合を示す。

この集合部材１５は２本の集合ヘツダ１５ａ，
１５ｂと一のＴ字部材１６とをフランジ接続して
形成されたものである。通常Ｔ字部材１６のスタ
ツブ１６ａに直立して２次クエンチヤ１７が接続
され、分解ガスは管路１８により図示しないオイ
ルクエンチヤに送られる。一例で１次クエンチヤ
の出口の分解ガス温度は約600℃、２次クエンチ
ヤの出口では約300〜400℃である。

ガスオイルの場合は集合ヘツダ１５ａ，１５ｂ
で既に約500℃であり、２次クエンチヤを必要と
しない。従つて集合部材１５の軸心を軸としてＴ
字部材１６を約90度回転させ、破線で示すＬ字管
１９で管路１８のスタツブ１８ａと破線で示すス
タツブ１６a′とを接続し、２次クエンチヤ１７を
バイパスする管路を形成させてよい。この場合フ
ランジ１７ａに盲板を挿入する必要がある。この
ようにするとクエンチヤをナフサとガスオイルと
の二つ原料に使用することができる。

１次クエンチヤ１２は逆Ｕ字型をしており、そ
の頂部に接続する管路２０により発生した蒸気は
蒸気ドラム（図示せず）に送る。２次クエンチヤ
１７で発生した蒸気は管路２１により同様にして
蒸気ドラムに送る。図示例では２次クエンチヤ１
７は直立多管式のものが採用されており、良好な
分解ガスの冷却がされる。

この発明を実施することにより第２図と第４図
との比較よりも明かなごとく、同一火炉容積で収
容するクラツキングコイルの本数、伝熱面積は大
きいものとすることができ、滞留時間は第２図の
ものの約75％に減少し、ベンド部が従来のヘアピ
ン構造よりも少ないため圧損も少く、管壁温度上
昇は約70％程度の低いものとすることができ、装
置のモヂユール（単一標準型）化により製造費用
はいちじるしく低減される等種々の効果を奏する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は分解ガス温度と堆積カーボン量の関係
を示す線図、第２図は従来のクラツキングコイル
を模式に示す側面図、第３図は第２図のＡ−Ａ断
面図、第４図はこの発明にかかるクラツキングコ
イルを模式に示す側面図、第５図は第４図のＢ−
Ｂ断面図、第６図はこの発明にかかる装置の斜視
図である。 １……熱分解炉、２……高温加熱コイル、３，
３′……管路、４……ヘツダ、５ａ，５ｂ，５
ｃ，５ｄ……小径Ｕ字管、６ａ，６ｂ……２股管
部材、７ａ，７ｂ……中央ノズル、８ａ，８ｂ…
…Ｕ字吊下げ管、９ａ，９ｂ……中径管、１０…
…２股管部材、１１……輸送管、１２……１次ク
エンチヤ、１３……クラツキングモジユール、１
４……管路、１５……集合部材、１５ａ，１５ｂ
……集合ヘツダ、１６……Ｔ字部材、１６ａ……
スタツブ、１７……２次クエンチヤ、１８……管
路、１９……Ｌ字管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 炭化水素の分解反応管が配置された熱分解炉
   において、前記分解反応管の炭化水素入口側を４
   本の反応管とし、該４本の反応管の端部を２組の
   Ｕ字部を形成するように第１のＵ字管を各々設
   け、ついで該Ｕ字管のＵ字部から１本の第２のＵ
   字管を介して各々直管部を設け、更に該２本の直
   管部の出口端を１組のＵ字部となるように第３の
   Ｕ字管を接続して、炭化水素の出口側を１本の分
   解反応管となるような構造を有することを特徴と
   する熱分解装置。