JPS6279292A - 炭化水素処理時の腐食ならびに炭化物生成および付着の防止方法 - Google Patents
炭化水素処理時の腐食ならびに炭化物生成および付着の防止方法Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
し産業上の利用分野〕
本発明は、高温で炭化水素を処理する場合に、表面にお
ける炭化物の生成および付着ならびに表面の腐食を防止
するために使用する方法および組成物に関する。
ける炭化物の生成および付着ならびに表面の腐食を防止
するために使用する方法および組成物に関する。
し従来の技術〕
炭化水素液体および気体が、それらを処理する装置の高
温金属表面に接触すると、炭化物が付着し、腐食が起こ
るということは一般に経験するところである。炭化物の
生成については、炭化水素の組成が複雑なため技術的に
完全には解明されていないが、高温であり、かつ高温金
属表面に接触する炭化水素は、化学反応および/または
炭化水素の種々の不安定な成分の分解により種々に変化
する。多くの場合、望ましくない生成物は、炭化物、重
合生成物および付着不純物などである。どのような望ま
しくない生成物か生成しようとも、結果は同様であり、
その方法の経済性か減少する。
温金属表面に接触すると、炭化物が付着し、腐食が起こ
るということは一般に経験するところである。炭化物の
生成については、炭化水素の組成が複雑なため技術的に
完全には解明されていないが、高温であり、かつ高温金
属表面に接触する炭化水素は、化学反応および/または
炭化水素の種々の不安定な成分の分解により種々に変化
する。多くの場合、望ましくない生成物は、炭化物、重
合生成物および付着不純物などである。どのような望ま
しくない生成物か生成しようとも、結果は同様であり、
その方法の経済性か減少する。
このような付着がそのままで放置されると、熱移動、処
理量および総括生産性が好ましくない影響を受ける。更
に、処理システムのそのような影響を受けた部分の据え
替えおよび/または清掃が必要になり、停止時間が必要
になってくる。
理量および総括生産性が好ましくない影響を受ける。更
に、処理システムのそのような影響を受けた部分の据え
替えおよび/または清掃が必要になり、停止時間が必要
になってくる。
望ましくない生成物の生成および種類は、処理する炭化
水素および処理条件に依存し、そのような生成物は、1
00°Fのような低温でも生成するが、処理システムの
温度および炭化水素が接触する金属表面の温度が上昇す
るにつれて、はるかに生成しやすくなると一般に言われ
ている。このような温度では、供給する炭化水素の種類
に関係なく炭化物は生成する。生成する炭化物の種類、
即ち、無定型、フィラメント状または熱分解性は、幾分
変わるが、そのような炭化物が生成する可能性は、非常
に高くなる。
水素および処理条件に依存し、そのような生成物は、1
00°Fのような低温でも生成するが、処理システムの
温度および炭化水素が接触する金属表面の温度が上昇す
るにつれて、はるかに生成しやすくなると一般に言われ
ている。このような温度では、供給する炭化水素の種類
に関係なく炭化物は生成する。生成する炭化物の種類、
即ち、無定型、フィラメント状または熱分解性は、幾分
変わるが、そのような炭化物が生成する可能性は、非常
に高くなる。
アメリカ合衆国特許第3.53’l 、394号および
第4.105,540号には、炭化物の生成および付着
は、例えば炭化水素と接触する金属表面が1600°F
またはそれ以上であるエチレン(オレフィン)プラント
では、共通の問題であると記載。
第4.105,540号には、炭化物の生成および付着
は、例えば炭化水素と接触する金属表面が1600°F
またはそれ以上であるエチレン(オレフィン)プラント
では、共通の問題であると記載。
されている。問題は、輸送配管、交換器ならびに分解炉
コイルでし生じ、そこでは熱分解性の炭化物の生成およ
び付着が一般に生じる。しばしば一般に「オレフィンプ
ラント」とも言うエチレンプラントは、初期には、エタ
ン、プロパン、ブタンおよびそれらの混合物を原料とし
て、エチレン、プロピレン、ブテンおよびブタジェンの
ような単純′オレフィンを製造してきた。しかしながら
、この分野の技術のその後の進歩により、軽質オレフィ
ンのみではなく、芳香族化合物および熱分解ガソリンを
製造するために入手容易性故、より重質の原料の分解を
行うようになった。今や、原料は、軽質ナフサおよび軽
油を包含する。
コイルでし生じ、そこでは熱分解性の炭化物の生成およ
び付着が一般に生じる。しばしば一般に「オレフィンプ
ラント」とも言うエチレンプラントは、初期には、エタ
ン、プロパン、ブタンおよびそれらの混合物を原料とし
て、エチレン、プロピレン、ブテンおよびブタジェンの
ような単純′オレフィンを製造してきた。しかしながら
、この分野の技術のその後の進歩により、軽質オレフィ
ンのみではなく、芳香族化合物および熱分解ガソリンを
製造するために入手容易性故、より重質の原料の分解を
行うようになった。今や、原料は、軽質ナフサおよび軽
油を包含する。
オレフィンプラントで使用される熱分解方法では、原料
は、オレフィンプラント内で一般にチューブ状熱分解炉
により水蒸気存在下に分解される。
は、オレフィンプラント内で一般にチューブ状熱分解炉
により水蒸気存在下に分解される。
原料は予熱され、水蒸気により希釈され、混合物は、熱
分解炉で約1500°Fまたはそれ以上、最もしばしば
1500〜1650°Fの範囲に加熱される。炉からの
排出物は、直接的手段によりまたはプロセスで使用する
400〜800psigの高圧水蒸気を発生させるため
に使用する交換器により急冷される。この急冷は、二次
反応を最小限に抑制することによりオレフィンの損失を
減少させる。
分解炉で約1500°Fまたはそれ以上、最もしばしば
1500〜1650°Fの範囲に加熱される。炉からの
排出物は、直接的手段によりまたはプロセスで使用する
400〜800psigの高圧水蒸気を発生させるため
に使用する交換器により急冷される。この急冷は、二次
反応を最小限に抑制することによりオレフィンの損失を
減少させる。
次いで、冷却した気体は、予備精留器を通過させて、循
環油により冷却し、燃料油部分を分離する。
環油により冷却し、燃料油部分を分離する。
別法では、急冷交換器から出る気体を予備精留器に入れ
る前に、油で更に冷却する。どちらの場合でも、循環油
により回収される熱は、水蒸気を発生させ、他のプロセ
スのストリームを加熱するのに使用する。予備精留器を
出たガスの蒸気および水蒸気は、更に冷却し、水蒸気お
よびガソリン生の冷却負荷には、直接水で急冷するが、
または熱交換器を使用する。
る前に、油で更に冷却する。どちらの場合でも、循環油
により回収される熱は、水蒸気を発生させ、他のプロセ
スのストリームを加熱するのに使用する。予備精留器を
出たガスの蒸気および水蒸気は、更に冷却し、水蒸気お
よびガソリン生の冷却負荷には、直接水で急冷するが、
または熱交換器を使用する。
冷却後、大気圧またはそれに近い圧力の分解気体は、多
段の圧縮系により、非常な高圧にまで圧縮する。通常、
股間で中間冷却および凝縮液分離できる4段または5段
の圧縮である。たいていのプラントは、炭化水素凝縮液
ストリブピング装置を備えている。中間ノックアウトド
ラムからの凝縮液は、C2炭化水素およびより軽質物を
分離するストリッパーに供給する。より重質の炭化水素
は、脱プロパン器に供給する。
段の圧縮系により、非常な高圧にまで圧縮する。通常、
股間で中間冷却および凝縮液分離できる4段または5段
の圧縮である。たいていのプラントは、炭化水素凝縮液
ストリブピング装置を備えている。中間ノックアウトド
ラムからの凝縮液は、C2炭化水素およびより軽質物を
分離するストリッパーに供給する。より重質の炭化水素
は、脱プロパン器に供給する。
高温に於ける熱分解性フィラメント状炭化物の生成を防
止または減少させる種々の処理が提案されてきたが、い
ずれも満足すべき程の効果を達成していない。「金1「
:に面における炭化物の生成」(Coke Form
aLion on Metal S urfac
e)(アルブライト(A lbright)およびベー
カー(B aker)、1982年)という文献には、
前処理にケイ素およびアルミニウムを使用する方法か記
載されてい慝−その力渓に上ると、庁什7に素原料をイ
ル給する前に、ケイ素およびアルミニウムにより、炉の
チューブを面処理する。ケイ素を使用してアルコキシン
ランの化学的蒸発により、炉のチューブを被覆する。ア
メリカ合衆国特許第4,105,540号および第4.
116,812号では、一般的に問題を防止することを
目的に行なわれているが、これらの特許には、高温の処
理条件における一般的な汚損に加えて、炭化物の生成を
減少させる目的で使用するある種のホスフェートの用途
ならびにホスフェートおよび硫黄含有添加剤が開示され
ている。
止または減少させる種々の処理が提案されてきたが、い
ずれも満足すべき程の効果を達成していない。「金1「
:に面における炭化物の生成」(Coke Form
aLion on Metal S urfac
e)(アルブライト(A lbright)およびベー
カー(B aker)、1982年)という文献には、
前処理にケイ素およびアルミニウムを使用する方法か記
載されてい慝−その力渓に上ると、庁什7に素原料をイ
ル給する前に、ケイ素およびアルミニウムにより、炉の
チューブを面処理する。ケイ素を使用してアルコキシン
ランの化学的蒸発により、炉のチューブを被覆する。ア
メリカ合衆国特許第4,105,540号および第4.
116,812号では、一般的に問題を防止することを
目的に行なわれているが、これらの特許には、高温の処
理条件における一般的な汚損に加えて、炭化物の生成を
減少させる目的で使用するある種のホスフェートの用途
ならびにホスフェートおよび硫黄含有添加剤が開示され
ている。
炭化物生成の防止という観点から、種々の研究が行なわ
れ、その結果が報告されている。その例としては、次の
ようなものがある。
れ、その結果が報告されている。その例としては、次の
ようなものがある。
1、フランス国特許第2.202,930号(ケミカル
・アブストラクツ(Chemical Abstrac
ts)、第83巻、30687K)は、■、■または■
族金属の溶融酸化物または塩(例えば、K、VO,,5
iOzおよびNiOの混合物を含有する溶融鉛)を予熱
した原料、例えば932°Fのナフサ/水蒸気に添加す
る炭化水素のチューブ状炉分解を目的としている。この
処理により、炉の分解領域での炭化物の生成および付着
が減少したと記載されている。
・アブストラクツ(Chemical Abstrac
ts)、第83巻、30687K)は、■、■または■
族金属の溶融酸化物または塩(例えば、K、VO,,5
iOzおよびNiOの混合物を含有する溶融鉛)を予熱
した原料、例えば932°Fのナフサ/水蒸気に添加す
る炭化水素のチューブ状炉分解を目的としている。この
処理により、炉の分解領域での炭化物の生成および付着
が減少したと記載されている。
2、スターショフ(S tarshov)ら、イズブ・
ヴイッシ・ウーケブン・ゼイブド(r zv、 V y
ssh。
ヴイッシ・ウーケブン・ゼイブド(r zv、 V y
ssh。
U chebn 、 Z aved、 )、ネット・ガ
ズ(Neft GAZ)、+977(ケミカル・アブス
トラクツ、第87巻、154474r)には、ホウ酸水
溶液の存在下における炭化水素の熱分解について記載さ
れている。
ズ(Neft GAZ)、+977(ケミカル・アブス
トラクツ、第87巻、154474r)には、ホウ酸水
溶液の存在下における炭化水素の熱分解について記載さ
れている。
この方法により炭素の付着は最小限になった。
3、ニコノフ(N 1konov)ら、ソ連国特許第8
34.107号(1981年)(ケミカル・アブストラ
クッ、第95巻、135651v)には、ホウ酸のアル
コール水溶液で119処理した内表面を有する反応器内
に過酸化物が+′f在する場合の、熱分解によるオレフ
ィンの製造が記載されている。ホウ酸の機能が反応器の
内表面を被覆し、反応器表面の近傍の過酸化物の掃去を
減少させることであるので、炭化物の生成については、
この特許では触れてな4、スターショフ(S tars
hov)ら、ネフテクヒミャ(Neftekhimiy
a)、1979(ケミカル・アブストラクツ、第92巻
、8645j)には、炭化水素を熱分解してオレフィン
を製造する場合に、ホウ素を含有するある種の成分が炭
化物の生成に与える影響について記載されている。
34.107号(1981年)(ケミカル・アブストラ
クッ、第95巻、135651v)には、ホウ酸のアル
コール水溶液で119処理した内表面を有する反応器内
に過酸化物が+′f在する場合の、熱分解によるオレフ
ィンの製造が記載されている。ホウ酸の機能が反応器の
内表面を被覆し、反応器表面の近傍の過酸化物の掃去を
減少させることであるので、炭化物の生成については、
この特許では触れてな4、スターショフ(S tars
hov)ら、ネフテクヒミャ(Neftekhimiy
a)、1979(ケミカル・アブストラクツ、第92巻
、8645j)には、炭化水素を熱分解してオレフィン
を製造する場合に、ホウ素を含有するある種の成分が炭
化物の生成に与える影響について記載されている。
5、アメリカ合衆国特許第2,063,596号には、
金属部分にメタロイドを供給した装置での炭化水素に関
する問題が、従来技術の部分に記載されている。一般的
な印象として、そのような装置はうまく使用できないと
思われる。
金属部分にメタロイドを供給した装置での炭化水素に関
する問題が、従来技術の部分に記載されている。一般的
な印象として、そのような装置はうまく使用できないと
思われる。
6、アメリカ合衆国特許第1,847,095号には、
炭化水素の処理時に「揮発性水素(volatileh
ydrogen) jを発生できるメタロイド化合物が
記載されている。この特許は、更に「すすの付着につな
がる物質(特に遊離鉄)で構成された反応器は、装置の
高温部分から完全に除外すべきである」ということを限
定している。更に、内壁をメタロイV(r?ζ m
−M :) 111 ・ノ 千4士き ト
fぐ口=58)メー含有する材料で作ってよいが、炭化
物の生成防止には、メタロイドの水素化物の添加が更に
必要である。実際、この特許の例としてのシリカゲルの
存在下で、炭化物生成を減少させるためにケイ素の水素
化物を添加している。また、この特許は、生じる炭化物
の種類およびそれに関する問題について全く触れていな
い。
炭化水素の処理時に「揮発性水素(volatileh
ydrogen) jを発生できるメタロイド化合物が
記載されている。この特許は、更に「すすの付着につな
がる物質(特に遊離鉄)で構成された反応器は、装置の
高温部分から完全に除外すべきである」ということを限
定している。更に、内壁をメタロイV(r?ζ m
−M :) 111 ・ノ 千4士き ト
fぐ口=58)メー含有する材料で作ってよいが、炭化
物の生成防止には、メタロイドの水素化物の添加が更に
必要である。実際、この特許の例としてのシリカゲルの
存在下で、炭化物生成を減少させるためにケイ素の水素
化物を添加している。また、この特許は、生じる炭化物
の種類およびそれに関する問題について全く触れていな
い。
7、べ・−カー(B aker)、R,T、に、 、ガ
ス・ケム・ニュークル・リアクト・ラージ・インダスト
・プラント(Gas Chem、Nu、cl、Reac
t、LargeI ndust、 P 1ant)、ブ
ロク・コン7(P roc、 Conf、)、1980
(ケミカル・アブストラクツご第94巻、1981年、
8141h)は、Ni−FeまたはMO触媒によるエチ
レンの分解により生成するフィラメント状炭化物の成長
速度に対する種々の添加剤、例えばB、03の役割につ
いて検討している。B。
ス・ケム・ニュークル・リアクト・ラージ・インダスト
・プラント(Gas Chem、Nu、cl、Reac
t、LargeI ndust、 P 1ant)、ブ
ロク・コン7(P roc、 Conf、)、1980
(ケミカル・アブストラクツご第94巻、1981年、
8141h)は、Ni−FeまたはMO触媒によるエチ
レンの分解により生成するフィラメント状炭化物の成長
速度に対する種々の添加剤、例えばB、03の役割につ
いて検討している。B。
03のみが、フィラメントの成長を有意に抑制しない添
加剤であるように記載されている。
加剤であるように記載されている。
上述の種々の検討に拘わらず、取り扱いが安全であり、
添加が容易でかつ便利であり、腐食防止剤としての付加
的な利点を有する、炭化物の生成を防止する方法が必要
であるという工業的要求は、未f二に、j4たされてい
ない。
添加が容易でかつ便利であり、腐食防止剤としての付加
的な利点を有する、炭化物の生成を防止する方法が必要
であるという工業的要求は、未f二に、j4たされてい
ない。
[発明の構成]
本発明は、炭化水素を処理する装置の構造物およびその
付属物の高温金属表面における炭化物の生成および付着
を、腐食を伴うことなく防止するために、ホウ素化合物
およびホウ素化合物を含有する組成物を使用することに
関連している。高温 −の炭化水素処理において、炭化
水素の温度は約1375〜1900°Fになり得、処理
装置の金属表面は、1600〜2200°Fに達する。
付属物の高温金属表面における炭化物の生成および付着
を、腐食を伴うことなく防止するために、ホウ素化合物
およびホウ素化合物を含有する組成物を使用することに
関連している。高温 −の炭化水素処理において、炭化
水素の温度は約1375〜1900°Fになり得、処理
装置の金属表面は、1600〜2200°Fに達する。
この温度は、上述のオレフィンプラントでは、一般に遭
遇する温度である。このような系では、付属の部分およ
び(熱分解)炉の要素は、通常鉄金属からできている。
遇する温度である。このような系では、付属の部分およ
び(熱分解)炉の要素は、通常鉄金属からできている。
炉、輸送配管、反応器、熱交換器、分離塔および精留器
などの炭化水素処理装置の製造には、低および高炭素鋼
のような鉄合金だけでなく鉄ならびにニッケルークロム
−鉄合金か通常使用される。
などの炭化水素処理装置の製造には、低および高炭素鋼
のような鉄合金だけでなく鉄ならびにニッケルークロム
−鉄合金か通常使用される。
発明者らは、ある種のホウ素化合物およびそれらを含有
ずろ組成物が、腐食により生じろ炉の損傷を防止するこ
とを見出し几。また、分解時および/または前に炭化水
素原料または仕込みに、十つ水酸化物、(実質的に水を
含有しないのが好ましいカリ最小量の水を含有ずろホウ
酸、ホウ素酸化物の塩または有機ホウ素化合物を使用す
るホウ素化合物に応じて変化させた組成で添加ずろこと
により、処理装置の鉄およびニッケル系の表面における
、炭化水素の高温分解時の炭化および腐食を相当減少さ
せることができることを見出した。
ずろ組成物が、腐食により生じろ炉の損傷を防止するこ
とを見出し几。また、分解時および/または前に炭化水
素原料または仕込みに、十つ水酸化物、(実質的に水を
含有しないのが好ましいカリ最小量の水を含有ずろホウ
酸、ホウ素酸化物の塩または有機ホウ素化合物を使用す
るホウ素化合物に応じて変化させた組成で添加ずろこと
により、処理装置の鉄およびニッケル系の表面における
、炭化水素の高温分解時の炭化および腐食を相当減少さ
せることができることを見出した。
更に、発明者らは、使用する特定の組成物を製造する場
合に、明らかなある性質を見出だしfこ。
合に、明らかなある性質を見出だしfこ。
この点については、後によりわかりやすく説明する。こ
の点に関しては、配合物の効果が、ホウ素化合物と共に
使用才ろ溶解またはQ[3媒体に敏Iεであるというこ
とを示せば十分であろう。
の点に関しては、配合物の効果が、ホウ素化合物と共に
使用才ろ溶解またはQ[3媒体に敏Iεであるというこ
とを示せば十分であろう。
市販でき、容易に仕込み溶液調製てきるので、グリコー
ル系溶媒、特にエチレングリコール、プロピレングリコ
ールおよびヘキシレングリコールなどを使用して、ホウ
素酸化物を配合するのが好ま1−い。本発明の目的に使
用できるホウ素化合物には、ホウ素酸化物、ホウ素酸化
物の塩、有機ホウ素化合物、例えばアルキルボレートが
包含される。ホウ素酸化物化合物の例としては、メタボ
レート(例えば、ナトリム、カリウムおよびリチウムメ
タボレート)、トリエチルボレート、トリメデルボレー
ト、四ホウ酸ナトリム、四ホウ酸カリウム、四ホウ酸リ
チウムのようなホウ酸塩、ホウ酸アンモニウム(例えば
、ニホウ酸アンモニウムおよび五ホウ酸アンモニウム)
などがある。また、無水および水和ホウ酸塩、ボレート
エステル、過ホウ酸塩、ボラン、オルガノボランおよび
ボラジンのような化合物も使用できる。
ル系溶媒、特にエチレングリコール、プロピレングリコ
ールおよびヘキシレングリコールなどを使用して、ホウ
素酸化物を配合するのが好ま1−い。本発明の目的に使
用できるホウ素化合物には、ホウ素酸化物、ホウ素酸化
物の塩、有機ホウ素化合物、例えばアルキルボレートが
包含される。ホウ素酸化物化合物の例としては、メタボ
レート(例えば、ナトリム、カリウムおよびリチウムメ
タボレート)、トリエチルボレート、トリメデルボレー
ト、四ホウ酸ナトリム、四ホウ酸カリウム、四ホウ酸リ
チウムのようなホウ酸塩、ホウ酸アンモニウム(例えば
、ニホウ酸アンモニウムおよび五ホウ酸アンモニウム)
などがある。また、無水および水和ホウ酸塩、ボレート
エステル、過ホウ酸塩、ボラン、オルガノボランおよび
ボラジンのような化合物も使用できる。
一ヒ述のように、本発明の組成物を調製する場合に、使
用するホウ素化合物に依存するが、次のような法化が必
要である。
用するホウ素化合物に依存するが、次のような法化が必
要である。
酸化ホウ素もしくはホウ酸まfこはこれらの組み合わせ
を使用する場合、組成物は実質的にm個アルコール系溶
媒を含まないようにする必要がある。
を使用する場合、組成物は実質的にm個アルコール系溶
媒を含まないようにする必要がある。
ホウ素酸化物およびホウ酸を配合するのに使用できる溶
媒または媒体には、グリコール系溶媒が包含される。ホ
ウ酸と水系溶媒または水溶液の炭化物防止特性は、水の
含量の増加と共に減少する。
媒または媒体には、グリコール系溶媒が包含される。ホ
ウ酸と水系溶媒または水溶液の炭化物防止特性は、水の
含量の増加と共に減少する。
水を溶解媒体として使用できるが、水を含有するホウ酸
組成物の非ノブキング特性は、低下すると考えられる。
組成物の非ノブキング特性は、低下すると考えられる。
炭化物が生成しがちの環境で、炭化物の生成を効果的に
抑制し、少なくとも最小量にするために使用する生成物
を調製するには、ホウ素酸化物のようなホウ素化合物は
、どのような比率で水と共にま1こは水なしで、グリコ
ールキャリヤーに溶解さけてもよい。有機ホウ素化合物
のような他のホウ素物質は、そのままでまたは非一価ア
ルコール系溶媒に溶解させてよい。炭化物生成および腐
食は重大な問題であり、そのまま放置しておくと、最終
的には運転停止ということになる。
抑制し、少なくとも最小量にするために使用する生成物
を調製するには、ホウ素酸化物のようなホウ素化合物は
、どのような比率で水と共にま1こは水なしで、グリコ
ールキャリヤーに溶解さけてもよい。有機ホウ素化合物
のような他のホウ素物質は、そのままでまたは非一価ア
ルコール系溶媒に溶解させてよい。炭化物生成および腐
食は重大な問題であり、そのまま放置しておくと、最終
的には運転停止ということになる。
上述のことは、ある組成物の単一物として、種々の薬剤
、例えばホウ素化合物、溶媒などの使用について説明し
たが、別々の物の混合物も、それらが相溶性である限り
使用してよい。
、例えばホウ素化合物、溶媒などの使用について説明し
たが、別々の物の混合物も、それらが相溶性である限り
使用してよい。
代表的な配合を次に示す。
ポレート〕
キシレン 9G−00−99また、処理
に投入する量は、炭化物生成の問題の程度、炭化物生成
の位置および当然ながら配合物中のホウ素化合物の量に
依存する。従って、仕込に添加する配合物の量は、炭化
水素仕込に対して生成物濃度か0.1−10000pp
m、好ましくは0.5〜5000ppmになるようにす
る必要がある。
に投入する量は、炭化物生成の問題の程度、炭化物生成
の位置および当然ながら配合物中のホウ素化合物の量に
依存する。従って、仕込に添加する配合物の量は、炭化
水素仕込に対して生成物濃度か0.1−10000pp
m、好ましくは0.5〜5000ppmになるようにす
る必要がある。
実施例
本発明の効果を確認するために、分解を促進するために
希釈用水蒸気を加えたプロパン原料を使用して試験を行
った。試験の装置および手順は次の通りである。
希釈用水蒸気を加えたプロパン原料を使用して試験を行
った。試験の装置および手順は次の通りである。
装置
高温汚損装置(High Temperature
FoulingA pparatusXHT P A
)は、炭化水素の実際の熱分解の状況を詳細に模擬す
る5つの部分から構成され、軽質オレフィンを生成し、
熱分解反応時に加熱金属表面に炭化物が生成する。
FoulingA pparatusXHT P A
)は、炭化水素の実際の熱分解の状況を詳細に模擬す
る5つの部分から構成され、軽質オレフィンを生成し、
熱分解反応時に加熱金属表面に炭化物が生成する。
仕込予熱区域は、316ステンレス・スチール製の配管
および継手で構成され、HTFAのスタートアップおよ
びシャットダウン時に水蒸気と窒素ガスとを、また実際
の試験時にプロパンと水蒸気とをこの区域で混合するこ
とができる。水蒸気は、水蒸気発生器により40psi
gで供給される。
および継手で構成され、HTFAのスタートアップおよ
びシャットダウン時に水蒸気と窒素ガスとを、また実際
の試験時にプロパンと水蒸気とをこの区域で混合するこ
とができる。水蒸気は、水蒸気発生器により40psi
gで供給される。
窒素またはプロパンは、圧縮ガスシリンダーから得られ
る。気体および水蒸気は約400°Fに加熱し、この温
度において少量の(空白試験の場合の)水または防汚剤
を、シリンジポンプにより水蒸気中に徐々に注入する。
る。気体および水蒸気は約400°Fに加熱し、この温
度において少量の(空白試験の場合の)水または防汚剤
を、シリンジポンプにより水蒸気中に徐々に注入する。
防汚剤の注入後、気体を316ステンレス・スチール製
チューブを通って電気加熱した炉内部に流入させる。炉
の温度(表面温度)は、約18650Fであり、気体が
炉に入った時、気体は1150〜1250°Fに加熱さ
れた。
チューブを通って電気加熱した炉内部に流入させる。炉
の温度(表面温度)は、約18650Fであり、気体が
炉に入った時、気体は1150〜1250°Fに加熱さ
れた。
炉のチューブの次に、気体は炭化物生成ロッドアッセン
ブリを通過する。この区域は、15000Fに電気加熱
した316ステンレス・スチール製ロフトにより構成さ
れ、気体は316ステンレス・スチール製シェル内の加
熱ロッドの回りを流れる。ロッドは、シリコン制御整流
B(SCR)、次に低電圧(3〜4ボルト)にするため
に4分の1に低下させる2つの直列に接続したトランス
により電気加熱され、高電流(〜200アンペア)によ
りロッドが加熱される。温度調節器は、SCRにより電
源制御を行い、ロッド温度を1500°Fに維持する。
ブリを通過する。この区域は、15000Fに電気加熱
した316ステンレス・スチール製ロフトにより構成さ
れ、気体は316ステンレス・スチール製シェル内の加
熱ロッドの回りを流れる。ロッドは、シリコン制御整流
B(SCR)、次に低電圧(3〜4ボルト)にするため
に4分の1に低下させる2つの直列に接続したトランス
により電気加熱され、高電流(〜200アンペア)によ
りロッドが加熱される。温度調節器は、SCRにより電
源制御を行い、ロッド温度を1500°Fに維持する。
炭化物生成ロッドを出て、気体はコンデンサーコイルを
通過し、次いで水浴に入れた2つのノックアウトフラス
コに入り、生成気体から水(水蒸気)が除去される。気
体中の残存同伴水蒸気は、乾燥用粒状物を通過させて除
去する。
通過し、次いで水浴に入れた2つのノックアウトフラス
コに入り、生成気体から水(水蒸気)が除去される。気
体中の残存同伴水蒸気は、乾燥用粒状物を通過させて除
去する。
生成気体の比重は、ガス・デシトメ−ターで測定し、気
体はガス・クロマトグラフィーを使用して分析し、生成
物の収率を定量する。残留気体は、排気口を通じて排出
する。
体はガス・クロマトグラフィーを使用して分析し、生成
物の収率を定量する。残留気体は、排気口を通じて排出
する。
試験手順
炉を稼動させ、窒素および水蒸気を供給しながら、炉の
温度を1200°Fに安定させた。次いで、炉の手前の
混合気体/水蒸気配管に、約400°Fの気体温度で炭
化防止剤または水(空白試験)を注入しながら、炉の温
度を10分間で1800°Fまで徐々に昇温させた。
温度を1200°Fに安定させた。次いで、炉の手前の
混合気体/水蒸気配管に、約400°Fの気体温度で炭
化防止剤または水(空白試験)を注入しながら、炉の温
度を10分間で1800°Fまで徐々に昇温させた。
次いで、窒素仕込みを(約2分間で)プロパン仕込みに
徐々に切り替えた。その後、約30分て炉の温度を約1
865°Fに上昇させた。プロパン/水蒸気原料におけ
る160分の試験において、生成気体をガス・クロマト
グラフィーで分析し、温度、流量、圧力および生成気体
重量は、35分毎に測定した。気体は、約1150〜1
250°Fで炉のチューブを出て、炭化物生成シェルを
約975〜1000°Fで出た。
徐々に切り替えた。その後、約30分て炉の温度を約1
865°Fに上昇させた。プロパン/水蒸気原料におけ
る160分の試験において、生成気体をガス・クロマト
グラフィーで分析し、温度、流量、圧力および生成気体
重量は、35分毎に測定した。気体は、約1150〜1
250°Fで炉のチューブを出て、炭化物生成シェルを
約975〜1000°Fで出た。
通常の160分の試験の間、約3200〜3300gの
プロパンおよび1500〜2000g(得られた凝縮液
量から決定した。)の水蒸気を供給し、炭化水素の水蒸
気に対する比は1.6:l〜2.2:1であった。
プロパンおよび1500〜2000g(得られた凝縮液
量から決定した。)の水蒸気を供給し、炭化水素の水蒸
気に対する比は1.6:l〜2.2:1であった。
次いで、運転を停止し、冷却した後、炉のチューブおよ
び炭化物生成シェルを清掃し、炭化物を集めて重量を測
定した。
び炭化物生成シェルを清掃し、炭化物を集めて重量を測
定した。
非炭化物(金属の腐食による生成物)の量を測定するた
めに、炭化物を燃焼させた。一連の空白試験(水)と防
汚剤試験を行った後、炭化物と水蒸気との関係を空白試
験について測定し、炭化物生成減少割合を定量するため
に、処理した場合の実際の炭化物生成量と予想炭化物生
成量を比較した。
めに、炭化物を燃焼させた。一連の空白試験(水)と防
汚剤試験を行った後、炭化物と水蒸気との関係を空白試
験について測定し、炭化物生成減少割合を定量するため
に、処理した場合の実際の炭化物生成量と予想炭化物生
成量を比較した。
プロパン/水蒸気仕込および空白試験時の水の注入また
は試験時のホウ素系配合物の注入による試験から得られ
たデータを以下の実施例で示す。
は試験時のホウ素系配合物の注入による試験から得られ
たデータを以下の実施例で示す。
実施例1
プロパン/水蒸気仕込および水(空白試験)またはホウ
酸アンモニウムを使用して、HTFAにより得られた試
験データを第1表および第2表に示す。また、これらの
データから得られた結果を第3表に示す。データの解析
には、2種類の既知の統計学的手法を使用した。
酸アンモニウムを使用して、HTFAにより得られた試
験データを第1表および第2表に示す。また、これらの
データから得られた結果を第3表に示す。データの解析
には、2種類の既知の統計学的手法を使用した。
A−Bは、アンサリーブラッドリ−(Ansari−B
radley)統計学的手法を意味し、M−Wは、マ
ンーホイットニー(Mann −Whitney)統計
゛学的手法を意味し、これらは信頼水準を表す特有の方
法を使用する。
radley)統計学的手法を意味し、M−Wは、マ
ンーホイットニー(Mann −Whitney)統計
゛学的手法を意味し、これらは信頼水準を表す特有の方
法を使用する。
第3表の結果から、試験したホウ酸アンモニウムは両方
とも、空白試験に対して炭化物生成里を平均で32〜3
5%減少させることが判る。更に、ニホウ酸アンモニウ
ムは、95+%の信頼水準で空白試験より非常に大きい
防止効果を示した。五ホウ酸アンモニウムの防止効果の
有意信頼限界は、95%より小さいが、これは、試験数
がニホウ酸アンモニウムの場合より少ないためであると
ら考えられる。
とも、空白試験に対して炭化物生成里を平均で32〜3
5%減少させることが判る。更に、ニホウ酸アンモニウ
ムは、95+%の信頼水準で空白試験より非常に大きい
防止効果を示した。五ホウ酸アンモニウムの防止効果の
有意信頼限界は、95%より小さいが、これは、試験数
がニホウ酸アンモニウムの場合より少ないためであると
ら考えられる。
実施例2
池のホウ素化合物について、HT F Aを使用して実
施した試験の条件および結果を次の第4表に示す。特定
の信頼水準を表現するために、データの解析にマンーホ
イットニー統計学的手法を使用した。
施した試験の条件および結果を次の第4表に示す。特定
の信頼水準を表現するために、データの解析にマンーホ
イットニー統計学的手法を使用した。
水溶液に配合した場合、ホウ酸が炭化物の生成速度をそ
れほど減少させることは観察されなかった。炭化物の生
成に対する水中のホウ酸の防止効果の有意信頼水準は5
4%であり、信頼できる効果示すのに必要な95%水準
をはるかに下回った。
れほど減少させることは観察されなかった。炭化物の生
成に対する水中のホウ酸の防止効果の有意信頼水準は5
4%であり、信頼できる効果示すのに必要な95%水準
をはるかに下回った。
他のホウ素化合物、特にホウ素フッ化物も有意の防汚性
を示すことが認められなかった。しかしながら、トリー
ローオクチルボレート(ボーエステルl)、トリヘキシ
レングリコールヒポレート(ボーエステル2)およびト
リー(m、p)クレシルポレート(ボーエステル3)の
ような有機ホウ素化合物は、そのままでもまたはキシレ
ンに溶解させても炭化物生成を防止することが認められ
た。
を示すことが認められなかった。しかしながら、トリー
ローオクチルボレート(ボーエステルl)、トリヘキシ
レングリコールヒポレート(ボーエステル2)およびト
リー(m、p)クレシルポレート(ボーエステル3)の
ような有機ホウ素化合物は、そのままでもまたはキシレ
ンに溶解させても炭化物生成を防止することが認められ
た。
第4表のデータから、グリコール系溶媒に配合した場合
、酸化ホウ素およびホウ酸配合物は、炭化物の生成を減
少させるのに特に効果的であることが判る。エチレング
リコールおよびヘキシレングリコール中の酸化ホウ素に
対する保護データの有き水■は、0.00005および
0016である。この有は水準は、処理を施した試験が
99゜995%および98.4%の信頼水準で、非処理
試験はど速くまたは多量の炭化物を生成することがない
ことを意味する。同様の結果が、エチレングリコールま
たはヘキシレングリコール中のホウ酸についてらいえる
。
、酸化ホウ素およびホウ酸配合物は、炭化物の生成を減
少させるのに特に効果的であることが判る。エチレング
リコールおよびヘキシレングリコール中の酸化ホウ素に
対する保護データの有き水■は、0.00005および
0016である。この有は水準は、処理を施した試験が
99゜995%および98.4%の信頼水準で、非処理
試験はど速くまたは多量の炭化物を生成することがない
ことを意味する。同様の結果が、エチレングリコールま
たはヘキシレングリコール中のホウ酸についてらいえる
。
実施例3
腐食防止剤としての本発明の効果を確認するために、上
述のHTPAを使用した各試験後、金属の腐食生成物の
量を測定した。空白試験の腐食量、ならびに酸化ホウ素
、ホウ酸および他のホウ素化合物を種々の流体と共に炭
化水素/水蒸気に添加した場合に測定した腐食量を次の
第5表に示す。
述のHTPAを使用した各試験後、金属の腐食生成物の
量を測定した。空白試験の腐食量、ならびに酸化ホウ素
、ホウ酸および他のホウ素化合物を種々の流体と共に炭
化水素/水蒸気に添加した場合に測定した腐食量を次の
第5表に示す。
第5表の結果は、ホウ素系物質を一価アルコール性媒体
に配合した場合、腐食性が顕著に増加することを示す。
に配合した場合、腐食性が顕著に増加することを示す。
これは、腐食量が非処理試験の平均の腐食量の約6〜8
倍に増加していることにより証明される。グリコール系
溶媒または水にホウ素化合物を配合した場合、ホウ素化
合物は腐食の程度を相当減少させることが確認された。
倍に増加していることにより証明される。グリコール系
溶媒または水にホウ素化合物を配合した場合、ホウ素化
合物は腐食の程度を相当減少させることが確認された。
本発明を特定の態様について説明したが、この分野の当
業者には、本発明の他の多くの態様および変更ら明白で
あろう。本発明は、そのような態様および変更をも包含
することは明らかであると理解されよう。
業者には、本発明の他の多くの態様および変更ら明白で
あろう。本発明は、そのような態様および変更をも包含
することは明らかであると理解されよう。
特許出願人 ペッツ・インターナショナル・インコーホ
レイテッド
レイテッド
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、高温で炭化水素を処理する場合に、処理される該炭
化水素と接触する金属部分が実質的に腐食を起こすこと
なく、金属部分に炭化物が生成し付着するのを防止する
方法であって、加熱して約1375〜1900°Fの温
度で処理すべき炭化水素に、最少量の水を含有するホウ
酸、ホウ素酸化物化合物および有機ホウ素化合物から選
択される、一価アルコール無含有ホウ素化合物を添加す
ることから成る方法。 2、炭化水素の分解を促進するために、炭化水素に水蒸
気を混合する特許請求の範囲第1項記載の方法。 3、ホウ素化合物が、実質的に一価アルコールを含有し
ない水、グリコール系、水−グリコール系キャリヤーに
含有される特許請求の範囲第1項記載の方法。 4、ホウ素化合物が、実質的にモノアルコールを含有し
ない水、グリコール系、水−グリコール系キャリヤーに
含有された特許請求の範囲第2項記載の方法。 5、ホウ素化合物が、酸化ホウ素またはホウ酸アンモニ
ウムである特許請求の範囲第3項記載の方法。 6、原料のホウ素濃度を0.1〜5000p.p.m.
にするような量で、原料に酸化ホウ素またはホウ酸アン
モニウムを添加する特許請求の範囲第5項記載の方法。 7、炭化水素の分解を促進するために、炭化水素に水蒸
気を混合する特許請求の範囲第6項記載の方法。 8、グリコール系キャリヤーが、エチレングリコールお
よび/またはプロピレングリコールである特許請求の範
囲第6項記載の方法。 9、原料が、エタン、プロパン、ブタン、軽質ナフサ、
重質ナフサ、軽油またはそれらの混合物である特許請求
の範囲第1項記載の方法。 10、原料のホウ素濃度を0.1〜5000p.p.m
.にするような量で、原料にホウ素化合物を添加する特
許請求の範囲第9項記載の方法。 11、ホウ素化合物が、ホウ酸、ホウ酸アンモニウムお
よび酸化ホウ素から選択される特許請求の範囲第10項
記載の方法。 12、炭化水素の分解を促進するために、炭化水素に水
蒸気を混合する特許請求の範囲第11項記載の方法。 13、ボレートが、水、グリコール系または水−グリコ
ール系キャリヤーに含有された特許請求の範囲第12項
記載の方法。 14、熱分解炉の腐食を起こすことなく、熱分解炉の本
体およびその付属部分の加熱金属表面に、炭化物が生成
し付着するのを防止する方法であって、該炉は、石油系
原料を分解してオレフィンを製造するために使用され、
該金属表面は、約1400°Fまたはそれ以上の温度で
あり、分解時および/またその前に、最少量の水を含有
するホウ酸、ホウ素酸化物化合物および有機ホウ素化合
物から選択される一価アルコールを含有しないホウ素化
合物の炭化物生成防止量を原料に添加することから成る
方法。 15、原料が、エタン、プロパンもしくはブタンまたは
その混合物である特許請求の範囲第14項記載の方法。 16、製造されるオレフィンが、エチレン、プロピレン
、ブタジエンおよびそれらの種々の混合物である特許請
求の範囲第15項記載の方法。 17、炭化水素の分解を促進するために、炭化水素に水
蒸気を混合する特許請求の範囲第16項記載の方法。 18、原料のホウ素濃度を0.1〜5000p.p.m
.にするような量で、原料にホウ素化合物を添加する特
許請求の範囲第17項記載の方法。 19、ホウ素化合物が、水、グリコール系または水−グ
リコール系キャリヤーに含有された特許請求の範囲第1
8項記載の方法。 20、ホウ素化合物が、ホウ酸である特許請求の範囲第
19項記載の方法。 21、ホウ素化合物が、酸化ホウ素である特許請求の範
囲第19項記載の方法。 22、ホウ素化合物が、ホウ酸アンモニウムである特許
請求の範囲第19項記載の方法。 23、キャリヤーが、エチレングリコールである特許請
求の範囲第20〜22項のいずれかに記載の方法。 24、炭化水素原料を高温で熱分解する場合に、熱分解
に付される炭化水素と組み合わせた水、グリコール系ま
たは水−グリコール系キャリヤー中のホウ素化合物から
成る炭化物生成および付着防止用組成物。 25、ホウ素化合物が、最小限の水を含有するホウ酸、
ホウ素酸化物化合物および有機ホウ素化合物から選択さ
れる特許請求の範囲第24項記載の組成物。 26、ホウ素化合物が、ホウ酸、酸化ホウ素またはホウ
酸アンモニウムから選択される特許請求の範囲第25項
記載の組成物。 27、グリコール系キャリヤーが、エチレングリコール
および/またはプロピレングリコールから選択される特
許請求の範囲第26項記載の組成物。 28、ホウ素化合物を、原料のホウ素濃度を0.1〜5
000p.p.m.にするような量で含有する特許請求
の範囲第25項または第27項記載の組成物。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/773,402 US4680421A (en) | 1985-09-06 | 1985-09-06 | Composition and method for coke retardant during pyrolytic hydrocarbon processing |
US773402 | 1985-09-06 | ||
US883254 | 1986-07-08 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6279292A true JPS6279292A (ja) | 1987-04-11 |
Family
ID=25098158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61210520A Pending JPS6279292A (ja) | 1985-09-06 | 1986-09-06 | 炭化水素処理時の腐食ならびに炭化物生成および付着の防止方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4680421A (ja) |
JP (1) | JPS6279292A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US4889614A (en) * | 1989-05-09 | 1989-12-26 | Betz Laboratories, Inc. | Methods for retarding coke formation during pyrolytic hydrocarbon processing |
US5000836A (en) * | 1989-09-26 | 1991-03-19 | Betz Laboratories, Inc. | Method and composition for retarding coke formation during pyrolytic hydrocarbon processing |
US4962264A (en) * | 1989-10-23 | 1990-10-09 | Betz Laboratories, Inc. | Methods for retarding coke formation during pyrolytic hydrocarbon processing |
US5093032A (en) * | 1991-01-03 | 1992-03-03 | Betz Laboratories, Inc. | Use of boron containing compounds and dihydroxybenzenes to reduce coking in coker furnaces |
US5039391A (en) * | 1991-01-03 | 1991-08-13 | Betz Laboratories, Inc. | Use of boron containing compounds and dihydroxybenzenes to reduce coking in coker furnaces |
US5258113A (en) * | 1991-02-04 | 1993-11-02 | Mobil Oil Corporation | Process for reducing FCC transfer line coking |
CA2059964A1 (en) * | 1991-03-27 | 1992-09-28 | Betzdearborn Inc. | Composition and method for inhibiting coke formation and deposition during pyrolytic hydrocarbon processing |
US5221462A (en) * | 1991-03-27 | 1993-06-22 | Betz Laboratories, Inc. | Methods for retarding coke formation during pyrolytic hydrocarbon processing |
US5128023A (en) * | 1991-03-27 | 1992-07-07 | Betz Laboratories, Inc. | Method for inhibiting coke formation and deposiiton during pyrolytic hydrocarbon processing |
US5358626A (en) * | 1993-08-06 | 1994-10-25 | Tetra International, Inc. | Method for retarding corrosion and coke formation and deposition during pyrolytic hydrocarbon procssing |
US5567305A (en) * | 1993-08-06 | 1996-10-22 | Jo; Hong K. | Method for retarding corrosion and coke formation and deposition during pyrolytic hydrocarbon processing |
US5656150A (en) * | 1994-08-25 | 1997-08-12 | Phillips Petroleum Company | Method for treating the radiant tubes of a fired heater in a thermal cracking process |
CA2292915C (en) | 1997-06-05 | 2001-08-21 | Atf Resources, Inc. | Method and apparatus for removing and suppressing coke formation during pyrolysis |
US5958271A (en) | 1997-09-23 | 1999-09-28 | Quadlux, Inc. | Lightwave oven and method of cooking therewith with cookware reflectivity compensation |
US6482311B1 (en) * | 2000-08-01 | 2002-11-19 | Tda Research, Inc. | Methods for suppression of filamentous coke formation |
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UA96248C2 (uk) * | 2011-01-24 | 2011-10-10 | Частное Акционерное Общество "Донецксталь"-Металлургический Завод" | Спосіб обробки доменного коксу |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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