JPS6338888A - Heat exchanger, method of forming heat exchanger and hydrocarbon decomposing furnace including said heat exchanger - Google Patents

Heat exchanger, method of forming heat exchanger and hydrocarbon decomposing furnace including said heat exchanger

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JPS6338888A
JPS6338888A JP17692287A JP17692287A JPS6338888A JP S6338888 A JPS6338888 A JP S6338888A JP 17692287 A JP17692287 A JP 17692287A JP 17692287 A JP17692287 A JP 17692287A JP S6338888 A JPS6338888 A JP S6338888A
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JP
Japan
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duct
tube
heat exchanger
flue gas
external
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JP17692287A
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Japanese (ja)
Inventor
ペーター・ヒューベァータス・コスターズ
ニコ・ヤン・ヴォッセンベァーグ
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Dow Chemical Co
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Dow Chemical Co
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/14Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils in pipes or coils with or without auxiliary means, e.g. digesters, soaking drums, expansion means
    • C10G9/18Apparatus
    • C10G9/20Tube furnaces

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。
(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は第1態様では熱交換器および特に熱分解炉に用
いるための熱交換器に関する。第2態様では、本発明は
特定の熱分解炉および熱分解炉の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In a first aspect, the present invention relates to a heat exchanger and in particular a heat exchanger for use in a pyrolysis furnace. In a second aspect, the invention relates to a particular pyrolysis furnace and method of making a pyrolysis furnace.

炭化水素の熱分解は炭化水素工業界で広(行われている
方法であり、多くの形態の熱分解炉が提案されている。
Pyrolysis of hydrocarbons is a widespread process in the hydrocarbon industry, and many types of pyrolysis furnaces have been proposed.

例えば、ヨーロッパ特許明細書第0074435号は炭
化水素と過熱蒸気との混合物を反応炉流路に貫流させる
と同時にこの流路を囲繞する加熱ガス流を流す形式の熱
分解炉を開示している。
For example, European Patent Specification No. 0 074 435 discloses a pyrolysis furnace of the type in which a mixture of hydrocarbons and superheated steam flows through a reactor channel and at the same time a stream of heated gas surrounds this channel.

ヨーロッパ特許明細書第0074435号に述べられて
いるように、炭化水素の熱分解には特定の特徴が特に望
ましい。特に、短い滞留時間を容易にする高い反応温度
は熱分解の目的生成物の収率を一般に高め、しかも副生
成物の産出を最小にする。
Certain features are particularly desirable for the pyrolysis of hydrocarbons, as described in European Patent Specification No. 0074435. In particular, high reaction temperatures that facilitate short residence times generally increase the yield of the target product of pyrolysis while minimizing the production of by-products.

そのため、熱分解反応炉はできるだけ短く、かつそれに
も拘らずその長さにわたって最大の伝熱を生ずることが
望ましい。
Therefore, it is desirable for the pyrolysis reactor to be as short as possible, yet still provide maximum heat transfer over its length.

米国特許第4.412.975号は被分解炭化水素を含
む管が輻射囲いを貫通し、輻射囲いの中で炉壁からの輻
射によって加熱される形式の熱分解炉を述べている。こ
の系はヨーロッパ特許明細書第0074435号に開示
されている系と同様に、煙道ガスが炉を通過するときに
冷却されるために、熱交換器の伝熱面が炉の長さに沿っ
て変化するという欠点をHする。従って、伝熱面の長さ
全体に沿って最大伝熱をもたらすように伝熱面を最適温
度に維持することは不可能である。
U.S. Pat. No. 4,412,975 describes a type of pyrolysis furnace in which the tubes containing the hydrocarbons to be cracked pass through a radiant enclosure and are heated within the radiant enclosure by radiation from the furnace walls. This system is similar to the system disclosed in European patent specification no. H has the disadvantage that it changes. Therefore, it is not possible to maintain the heat transfer surface at an optimum temperature to provide maximum heat transfer along the entire length of the heat transfer surface.

ヨーロッパ特許第00.74435号および米国特許第
4.4]、2,945号に開示されている種類の管状分
解炉の伝熱維持を限定する要素は一般に、−船釣に金属
である管状炉の熱破壊温度である。従って、米国特許第
4.412,975号の第2図の炉では炉の管がバーナ
ー隣接部分においてその熱破壊温度に近づくとしても、
その温度はバーナーの下流個所の温度よりも実質的に低
い温度であると考えられる。
The factors that limit the maintenance of heat transfer in tubular cracking furnaces of the type disclosed in European Patent No. 00.74435 and US Pat. No. 4.4], 2,945 are generally: is the thermal breakdown temperature of Thus, in the furnace of Figure 2 of U.S. Pat. No. 4,412,975, even though the furnace tube approaches its thermal breakdown temperature in the area adjacent to the burner,
The temperature is believed to be substantially lower than the temperature downstream of the burner.

米国特許第4.412,975号は、煙道ガスのパック
ミキシングおよび(先行技術の考察では)多重バーナー
の配置を用いた、この問題を克服するための種々の試み
を開示している。このような試みは限られた成功のみを
果しているにすぎない、反応炉の長さに沿った実質的な
温度勾配がまだ生じ、存在する煙道ガスの温度がかなり
高く、燃料効率が悪くなるからである。
U.S. Pat. No. 4,412,975 discloses various attempts to overcome this problem using pack mixing of flue gases and (in view of the prior art) multiple burner arrangements. Such attempts have met with only limited success, as substantial temperature gradients along the length of the reactor still occur, resulting in significantly higher flue gas temperatures and poor fuel efficiency. It is from.

本発明の第1態様では、例えば熱分解炉に用いるための
輻射熱交換器は外部ダクトの外壁と内部ダクトとの間の
実質的な輻射伝熱を可能にするために、周囲に好ましく
は共軸に配置された外部ダクト外壁限定手段を有する内
部ダクト限定手段から成り、外部ダクトの横断面は使用
時に前記外壁から内側に向う輻射熱フラックスを形成す
るように、外部ダクトの長さの少なくとも1部に沿って
変化し、輻射熱フラックスは外部ダクトに流入する流体
の温度低下を補償するように、外部ダクトの長さの前記
1部に沿って変化する。
In a first aspect of the invention, the radiant heat exchanger, for example for use in a pyrolysis furnace, is preferably coaxial with the surroundings to enable substantial radiant heat transfer between the outer wall of the outer duct and the inner duct. an inner duct defining means having an outer duct outer wall defining means disposed in the outer duct, the cross-section of the outer duct being arranged over at least a portion of the length of the outer duct so as to form a radiant heat flux inwardly from said outer duct in use; The radiant heat flux varies along said portion of the length of the external duct to compensate for the temperature reduction of the fluid entering the external duct.

外部ダクトの横断面の変化はダクトの横断面積の変化(
通常は減少)および/または外部ダクト外壁の単位長さ
あたりの表面積の増加、好ましく ゛は連続増加の形式
をとることができる。
The change in the cross section of the external duct is the change in the cross section of the duct (
(usually a decrease) and/or an increase in the surface area per unit length of the outer duct wall, preferably in the form of a continuous increase.

内部ダクト末端にあるまたはこれに隣接したバーナーか
らの煙道ガスが外部ダクトを通して取出されるときに、
外部ダクト外壁の伝熱特性によって外部ダクトの前記部
分に対応する長さ部分にわたる内部ダクト外壁表面の温
度が運転時に実質的に定常になるような構造が好ましい
When the flue gas from the burner at or adjacent to the inner duct end is removed through the outer duct,
Preferably, the structure is such that the temperature of the surface of the inner duct outer wall over a corresponding length of the outer duct is substantially constant during operation due to the heat transfer properties of the outer duct outer wall.

横断面が変化する、ダクト長さの前記部分はダクト長さ
の好ましくは少なくとも1/4、さらに好ましくは1/
2、さらにより好ましくは少なくとも3/4、最も好ま
しくは全長である。
Said portion of the duct length where the cross-section changes is preferably at least 1/4, more preferably 1/4 of the duct length.
2, even more preferably at least 3/4, most preferably the full length.

外部ダクトの横断面の変化は煙道ガスが外部ダクトを通
過するときに煙道ガスの温度低下を補償する傾向がある
。典型的な実施態様では、煙道ガスの温度がダクトに沿
って低下して、バーナー末端の約2000°Cから排出
端部の約1500°Cになる。外部ダクト横断面が上述
のように変化することによって、好ましいレベルの輻射
加熱を内部ダクトに与えうるほどに外壁温度を充分に高
く維持することが可能になる。本発明によると分解炉の
外部ダクト壁の温度は典型的にバーナー末端の1600
°Cから排出端部の1200℃まで、好ましくはバーナ
ー末端の1500°Cから排出端部の1450℃まで変
化する。
The variation in the cross-section of the external duct tends to compensate for the temperature drop in the flue gas as it passes through the external duct. In a typical embodiment, the temperature of the flue gas decreases along the duct from about 2000°C at the burner end to about 1500°C at the discharge end. The above-described variation in the outer duct cross-section allows the outer wall temperature to be maintained sufficiently high to provide a desirable level of radiant heating to the inner duct. According to the present invention, the temperature of the outer duct wall of the cracking furnace is typically 1600°C at the end of the burner.
°C to 1200 °C at the discharge end, preferably from 1500 °C at the burner end to 1450 °C at the discharge end.

特定の使用温度は装置によって異なり、系の形状大きさ
に依存するのみでなく、生ずるのが望ましい分解反応に
も依存する。
The particular operating temperature will vary from device to device and will depend not only on the geometry of the system, but also on the decomposition reactions that are desired to occur.

外部ダクト外壁に用いられる特定の温度プロフィルは、
被分解物質と接触する内部ダクト壁の温度をその長さの
実質的な部分にわたって少なくとも950°Cに維持す
るように選択する。
The specific temperature profile used on the external duct wall is
The temperature of the internal duct wall in contact with the material to be decomposed is selected to be maintained at at least 950° C. over a substantial portion of its length.

外部ダクト内壁の温度は、外部ダクトの実質的な部分に
わたって、できるだけ高い、典型的には1070°Cよ
り高い、材料限界が許すかぎり高いのが好ましい。
Preferably, the temperature of the inner wall of the external duct is as high as possible over a substantial portion of the external duct, typically above 1070°C, as high as material limitations permit.

煙道ガスから輻射伝熱および対流伝熱によって若干の熱
が明白に内部ダクトに伝えられる。しかし、典型的な実
施態様では、内部ダクトへの伝熱の少なくとも60%、
好ましくは少なくとも75%が外部ダクト壁からの輻射
伝熱によるものである。
Some heat is clearly transferred from the flue gases to the internal ducts by radiant and convective heat transfer. However, in typical embodiments, at least 60% of the heat transfer to the internal ducts;
Preferably at least 75% is due to radiant heat transfer from the external duct wall.

単位長さあたりの表面積は外部ダクトの内面に、外部ダ
クトの前記部分に沿って連続的に増加する横断面積をG
する、複数のリブを設けることによって増加する。
The surface area per unit length is given by the internal surface of the external duct, which has a cross-sectional area that increases continuously along said part of the external duct.
This can be increased by providing multiple ribs.

前記部分にわたる表面積の増加は、例えば、上述のよう
に横断面積が連続的に増加するリブを設けることによっ
て連続的であることが好ましい。
Preferably, the increase in surface area over said portion is continuous, for example by providing ribs of continuously increasing cross-sectional area as described above.

しかし、例えば単位長さあたりの内面積がそれぞれ少し
ずつ増加した複数のブロックをダクトの長さに沿って結
合させて外部ダクトを構成することによって外部ダクト
の横断面の形状を少しずつ段階的に多く変化させて、外
部ダクトの表面積を増加させることはあまり好ましくな
い。
However, for example, by constructing an external duct by combining multiple blocks, each with a slightly increased internal area per unit length, along the length of the duct, the cross-sectional shape of the external duct can be changed little by little. It is less desirable to make many changes to increase the surface area of the external duct.

外部ダクトの横断面積はその長さにわたってまたは少な
くともその長さの前記部分にわたって減少するのが好ま
しい。これは内部ダクトと外部ダクトとの間の空隙内の
ガス流の速度を高め、ガスと外部ダクト壁との間の対流
伝熱を強化する効果を有する。横断面積の前記減少は」
二連のようにサイズが増大する前記リブを設けることに
よって達成される。この代りにまたは付加的に、外部ダ
クトの直径を段階的または連続的に減することによって
、横断面積の減少が生ずる。
Preferably, the cross-sectional area of the external duct decreases over its length or at least over said portion of its length. This has the effect of increasing the velocity of the gas flow in the air gap between the inner and outer ducts and enhancing the convective heat transfer between the gas and the outer duct walls. Said reduction in cross-sectional area is
This is achieved by providing said ribs increasing in size in two series. Alternatively or additionally, the cross-sectional area is reduced by stepwise or continuous reduction in the diameter of the external duct.

内部ダクトは一対の共袖管から成り、2個の共軸管の中
の内管は被加熱流体例えば蒸気と被分解炭化水素との混
合物を供給し、内管と外管との間の空隙は流体が実質的
に加熱される領域を構成し、分解炉の場合には分解が行
われる領域を構成する。
The inner duct consists of a pair of coaxial sleeve tubes, the inner tube of the two coaxial tubes supplies the fluid to be heated, such as a mixture of steam and hydrocarbons to be cracked, and the air gap between the inner tube and the outer tube is It constitutes the area where the fluid is substantially heated and, in the case of a cracking furnace, where the cracking takes place.

この配置は、外管壁(すなわち内部ダクトの外面)から
内管への輻射伝熱が被加熱流体(例えば蒸気/炭化水素
混合物)を介して非常に容易に行われるので、特に有利
である。従って、内管表面は周囲の流体の温度よりも高
い温度に加熱される。
This arrangement is particularly advantageous since radiant heat transfer from the outer tube wall (ie the outer surface of the inner duct) to the inner tube is very easily carried out via the fluid to be heated (eg steam/hydrocarbon mixture). The inner tube surface is therefore heated to a higher temperature than the temperature of the surrounding fluid.

これは内管に流入する液の予熱に役立つのみでなく、内
管と外管との間の空隙内の流体を内管からの輻射伝熱に
よって付加的に熱することにもなる。
This not only serves to preheat the liquid entering the inner tube, but also provides additional heating of the fluid in the gap between the inner and outer tubes by radiant heat transfer from the inner tube.

本発明のこの第1態様によると、外部ダクトの熱交換特
性を上述のようにその長さにわたって連続的に変化させ
ることによって、内部ダクト内の流体の温度は増加し、
周囲の煙道ガスの温度は低下するとしても、内部ダクト
内の液体と熱交換を行う内部ダクトの外面(すなわち前
記実施態様において、2個の共軸管の外管の内側面)は
その全長に沿って実質的に一定温度に維持することがで
きる。さらに、一般に金属管である内部ダクトの外壁は
実質的にその全長に沿ってその熱破壊温度に非常に近い
温度で操作されて、最大伝熱を果すことができる。
According to this first aspect of the invention, by varying the heat exchange characteristics of the external duct continuously over its length as described above, the temperature of the fluid within the internal duct is increased;
Even though the temperature of the surrounding flue gas is reduced, the outer surface of the inner duct (i.e. the inner surface of the outer tube of the two coaxial tubes in the embodiment) that exchanges heat with the liquid in the inner duct over its entire length. can be maintained at a substantially constant temperature along the line. Additionally, the outer wall of the internal duct, which is generally a metal tube, can be operated along substantially its entire length at a temperature very close to its thermal breakdown temperature to achieve maximum heat transfer.

外部ダクトの操作温度は一般に内部ダクトの温度よりも
実質的に高いので、外部ダクトの外面限定手段はセラミ
ック材料から形成するのが好ましい(ここで用いるかぎ
りセラミック材料なる用語は、その範囲内に、関連する
高温に耐え得る種々な種類の耐火材料を含む。)外部ダ
クトの表面積および横断面に望ましい変化を与えるよう
に、外部ダクト外壁の長さの一部または全長に沿って、
隆起したリブを設けることができる。このようなリブの
サイズと数の両方を外部ダクトの全長に沿って増すこと
ができる。
Since the operating temperature of the outer duct is generally substantially higher than the temperature of the inner duct, the outer surface limiting means of the outer duct is preferably formed from a ceramic material (as used herein, the term ceramic material includes within its scope (including various types of refractory materials capable of withstanding the associated high temperatures) along part or all of the length of the exterior duct exterior wall to provide the desired variation in surface area and cross-section of the exterior duct;
Raised ribs can be provided. Both the size and number of such ribs can be increased along the length of the external duct.

ダクトの外面は、例えば使い捨て小型を中心にしてセラ
ミック材料を成形することによるようなセラミック材料
の成形によって、外面に望ましい数のリブを有するよう
に形成するのが好ましい。
The outer surface of the duct is preferably formed with the desired number of ribs on the outer surface, for example by molding the ceramic material, such as by molding the ceramic material around a disposable miniature.

使い捨て小型は例えばポリスチレンのような発泡プラス
チック材料から製造することができる。セラミックを硬
化させた後、使い捨て小型を溶媒によって溶解すること
によって、またはより好ましくはセラミックをプラスチ
ック材料が熱分解する温度にまで単純に加熱することに
よって除去することができる。
Disposable miniatures can be manufactured from foamed plastic materials such as polystyrene. After the ceramic has hardened, the disposable miniature can be removed by dissolving it with a solvent or, more preferably, by simply heating the ceramic to a temperature at which the plastic material pyrolyzes.

従って、本発明の第2態様では、次の工程二〇少なくと
も1つの細長い小型の周囲にセラミック材料を注入成形
する; 0セラミツク材料を硬化させる;および0心型を破壊し
て少なくとも1つの細長い貫通路を有するセラミック・
ブロックを残す;ならびに 0熱交換管の周囲の流路内にガスダクトを限定するよう
に、前記の少なくとも1つの貫通路内に熱交換管を挿入
する から成る輻射熱交換器の形成方法を提供する。1回の注
入成形操作で複数の細長い流路を形成するために、幾つ
かの小型を用いることが好ましい。
Accordingly, in a second aspect of the present invention, the steps of: injection molding a ceramic material around at least one elongate compact; curing the ceramic material; and breaking the core mold to form at least one elongate through-hole. Ceramic with channels
leaving a block; and inserting a heat exchange tube into said at least one through passage so as to confine a gas duct in the flow path around the zero heat exchange tube. Preferably, several miniatures are used to form multiple elongated channels in a single injection molding operation.

本発明のこの態様の1実施態様では、セラミック鋳型の
長は7.5〜lOmである。この形成方法は材料コスト
および製造コストが低く、先行技術の構造に比べて熱応
力に関して実質的に強い構造を形成することができる。
In one embodiment of this aspect of the invention, the length of the ceramic mold is between 7.5 and 10m. This method of formation has low material and manufacturing costs and can produce structures that are substantially stronger with respect to thermal stress than prior art structures.

これに代る好ましい方法では、例えば金属鋳型を用いる
圧縮成形方法によってセラミック材料を成形することが
できる。この方法を用いる場合には、例えば1m以下の
最大長さを釘する多くの縦形材として外部ダクト限定セ
ラミック材料を成形することが一般に必要である。
In an alternative preferred method, the ceramic material may be formed by a compression molding method, for example using a metal mold. When using this method, it is generally necessary to form the external duct-limiting ceramic material as a number of vertical sections nailing a maximum length of, for example, 1 m or less.

セラミック材料の輻射面に沿って延長する複数の細長い
縦みぞを設けることが好ましい。このような細長いみぞ
はセラミック材料の熱衝撃に対する耐性を最大にするた
めに実質的に有利であることが判明している。この細長
いみぞは例えば深さ約1cm、幅0.5〜1mmである
。このようなみぞはセラミック材料を焼成する前にセラ
ミック材料に歯付きくし様要素を通すことによって便利
に形成される。
Preferably, a plurality of elongated longitudinal grooves are provided extending along the radiating surface of the ceramic material. Such elongated grooves have been found to be of substantial advantage in order to maximize the resistance of the ceramic material to thermal shock. This elongated groove is, for example, approximately 1 cm deep and 0.5 to 1 mm wide. Such grooves are conveniently formed by passing a toothed comb-like element through the ceramic material before firing the ceramic material.

本発明による熱交換器の内部ダクト限定手段は一対の共
軸管から成り、内管は内管と外管との間の熱交換が行わ
れる内部ダクトを限定する空隙内に熱交換流体を供給す
るために用いられる。2個の共軸管はそれらの一端にお
いて一般に連通しており、この端部は最も熱い煙道ガス
が占有する熱交換器部分にある。この配置では、内部ダ
クトに供給する熱交換流体を空間的な温度変動が起りう
るバーナー室に通す必要はない。このような温度変動は
又、内部ダクトの熱交換面の温度限界において熱交換器
を操作不能にする。
The inner duct defining means of the heat exchanger according to the invention consists of a pair of coaxial tubes, the inner tube supplying a heat exchange fluid into the gap defining the inner duct in which heat exchange between the inner tube and the outer tube takes place. used for The two coaxial tubes are generally in communication at one of their ends, which end is in the heat exchanger section occupied by the hottest flue gases. With this arrangement, there is no need for the heat exchange fluid feeding the internal duct to pass through the burner chamber where spatial temperature fluctuations can occur. Such temperature fluctuations also render the heat exchanger inoperable at the temperature limit of the heat exchange surface of the internal duct.

従って、本発明の他の態様では、フィードストック供給
口に連結し、分解生成物放出口に連通ずる第2管内に好
ましくは共軸に配置された第1管を−Gし、前記第1管
と第2管とが反応器の第1端部で連通している、少なく
とも1つの分解反応器と、第2管内のフィードストック
流と並流方向に、第2管周囲に熱い煙道ガス流を流すた
めに反 ゛窓器の前記第1端部近くに配置されたバーナ
ーとから成り、反応器の前記第1端部がバーナーからの
煙道ガス流内に配置され、反応器が前記第1端部からの
煙道ガス流に関して下流に伸びている炭化水素分解炉を
提供する。
Accordingly, in another aspect of the invention, a first tube connected to the feedstock inlet and preferably coaxially disposed within a second tube communicating with the decomposition product outlet is -G; and a second tube in communication at a first end of the reactor, and a flow of hot flue gas around the second tube in a cocurrent direction with the feedstock flow in the second tube. a burner disposed proximate said first end of the reactor to flow a flue gas, said first end of the reactor being disposed within said flue gas flow from said burner; A hydrocarbon cracking furnace is provided that extends downstream with respect to flue gas flow from one end.

本発明による炭化水素分解炉の特定の配置は、局部的な
「ホットスポット」のない最適温度分布を反応器管に与
えることで有利である。本発明の前記他の実施態様によ
る分解炉は、本質的にではないが、本発明の第1態様に
よる熱交換器を含むことが好ましい。これと同様に、本
発明による熱交換器は熱分解炉への使用に特に適してい
るが、少なくとも1種類の熱交換流体の最低滞留時間と
ともに最大伝熱が望ましいような状況下で使用可能であ
ることが理解されるであろう。
The particular arrangement of the hydrocarbon cracking furnace according to the invention is advantageous in providing an optimal temperature distribution in the reactor tubes without local "hot spots". The cracking furnace according to said other embodiment of the invention preferably, but not essentially, comprises a heat exchanger according to the first aspect of the invention. Similarly, the heat exchanger according to the invention is particularly suitable for use in pyrolysis furnaces, but can be used in situations where maximum heat transfer with minimum residence time of at least one heat exchange fluid is desired. One thing will be understood.

同様に、本発明の第2態様による熱交換器の形成方法は
熱分解炉に用いるだめの本発明の第1態様による熱交換
器の形成に特に適している。しかし、この方法は他の形
式の熱交換器の形成にも有利に適用される。
Similarly, the method of forming a heat exchanger according to the second aspect of the invention is particularly suitable for forming a heat exchanger according to the first aspect of the invention for use in a pyrolysis furnace. However, the method is also advantageously applied to form other types of heat exchangers.

本発明による熱分解炉は並行に配置された、多くの熱交
換要素を含むものが好ましい。このような各熱交換管は
長さの1部に沿って連続的に輻射面積が変化する一般に
六角形のセラミックブロック内に設けられる。このよう
な多角形ブロックは互いに都合良く係合して、最小重量
で最大の構造的結合性をaする。熱交換器は種々の熱交
換部分へのフィードストック供給を容易にするために管
か垂直方向にずれて配置されている配列状態で形成され
ている。代替フィードストックの分解にも容易に適用可
能である熱分解炉が製造可能であることが、セラミック
ブロック内に成形された複数の煙道ガスダクトを育する
、本発明による熱交換器の特に有利な特徴である。異な
るフィードストックは一般に異なる熱分解温度と反応熱
を必要にする。横断面が異なる隆起リブを有する種類の
熱交換器では、フィードストックが貫流する内部ダクト
の熱交換温度をセラミック材料上に形成するリブのサイ
ズと数を適当に選択することによって調節することがで
きる。従って、異なるフィードストックに適応するため
に、同一熱分解炉において異なる熱分解特性を有する異
なるセラミックブロックに取替えることができる。
The pyrolysis furnace according to the invention preferably comprises a number of heat exchange elements arranged in parallel. Each such heat exchange tube is mounted within a generally hexagonal ceramic block having a continuously varying radiant area along a portion of its length. Such polygonal blocks advantageously engage each other to provide maximum structural integrity with minimum weight. The heat exchanger is formed in a vertically offset array of tubes to facilitate the supply of feedstock to the various heat exchange sections. A particular advantage of the heat exchanger according to the invention with multiple flue gas ducts molded within a ceramic block is that it is possible to produce a pyrolysis furnace that is also easily applicable to the cracking of alternative feedstocks. It is a characteristic. Different feedstocks generally require different pyrolysis temperatures and heats of reaction. In heat exchangers of the type with raised ribs of different cross-section, the heat exchange temperature of the internal duct through which the feedstock flows can be adjusted by appropriate selection of the size and number of ribs formed on the ceramic material. . Therefore, different ceramic blocks with different pyrolysis properties can be replaced in the same pyrolysis furnace to accommodate different feedstocks.

さらに、本発明による熱分解炉の設計は既存の炉にセラ
ミックブロックと管構造体とを単に設けることによって
、既存の炉を本発明の炉に容易に転換できるような設計
である。
Furthermore, the design of the pyrolysis furnace according to the present invention is such that an existing furnace can be easily converted to the furnace of the present invention by simply equipping the existing furnace with a ceramic block and tube structure.

熱分解生成物を迅速に冷却するために炉領域からのその
放出口に少なくとも1つの付加的な熱交換器を設けるこ
とが好ましい。このような迅速な冷却によって、好まし
くない副生成物の生産を最少にする。好ましい実施態様
では、この付加的熱交換器は上述のような共軸タイプで
あり、高圧水を内管に供給することによって、外管内に
高圧蒸気を発生させるものである。
Preferably, at least one additional heat exchanger is provided at its outlet from the furnace area for rapid cooling of the pyrolysis products. Such rapid cooling minimizes the production of undesirable by-products. In a preferred embodiment, this additional heat exchanger is of the coaxial type as described above and generates high pressure steam in the outer tube by supplying high pressure water to the inner tube.

次に、添付図面に関連して、本発明の種々な態様の多く
の実施態様を説明する。
A number of implementations of various aspects of the invention will now be described in conjunction with the accompanying drawings.

先ず第一に第1図と第2図に関して説明すると、炭化水
素熱分解炉は例えばセラミック材料である断熱材製の内
層2を有するケーシング1を含む。ケーシング1の1端
に存在するバーナー3はライン4から供給される適当な
炭化水素フィードH料を燃焼するために用いられる。バ
ーナー3用の燃焼空気はポンプ7によって流路6aがら
供給され、熱交換器18aとJ−8bの中で予熱され、
流路6bを介してバーナー3の近くに供給される。この
空気の付加的な加熱が望ましい場合には、バーナー3へ
の途中のケーシング1と断熱材2との間にこの空気を流
すことによって付加的な加熱が行われる。ライン4によ
って供給される炭化水素燃料は、望ましい場合には、バ
ーナー3に交付する前に加熱することができる。
Referring first of all to FIGS. 1 and 2, a hydrocarbon pyrolysis furnace includes a casing 1 having an inner layer 2 of thermal insulation, for example a ceramic material. A burner 3 present at one end of the casing 1 is used to burn a suitable hydrocarbon feed H feed supplied from line 4. Combustion air for the burner 3 is supplied through the flow path 6a by the pump 7 and is preheated in the heat exchanger 18a and J-8b,
It is supplied near the burner 3 via the flow path 6b. If additional heating of this air is desired, it is provided by flowing it between the casing 1 and the insulation 2 on its way to the burner 3. The hydrocarbon fuel supplied by line 4 can be heated before being delivered to burner 3, if desired.

炉は8個の熱交換器から成るブロックを含み、その中の
2個は第1図の8で一般的に示し、第2図と第3図でさ
らに詳細に説明する。熱交換器8はセラミックブロック
9から成り、セラミックブロック内には第1図に10で
図示され、第2図ではさらに詳しくブロックつと管12
との間に限定されたダクトが配置される。これについて
は以下でさらに詳しく説明する。例えば6個または8個
のような、多数のダクトが実際には典型的に用いられる
The furnace includes a block of eight heat exchangers, two of which are shown generally at 8 in FIG. 1 and described in more detail in FIGS. 2 and 3. The heat exchanger 8 consists of a ceramic block 9, within which are shown diagrammatically at 10 in FIG. 1 and in more detail in FIG.
A limited duct is placed between the This will be explained in more detail below. A large number of ducts are typically used in practice, for example six or eight.

第3図は第1図の矢印3−3の方向からの概略図であり
、一般に複数の六角形セラミックブロック9a〜9hか
ら成る熱交換器8の外部ダクトの構造を示す。第3図の
ブロック9a〜9hは以下でさらに詳細に説明するよう
にその長さに沿って横断面が漸進的に変化する六角形セ
ラミックブロックを説明する。
FIG. 3 is a schematic view taken in the direction of arrows 3--3 in FIG. 1 and shows the structure of the external duct of heat exchanger 8, which generally consists of a plurality of hexagonal ceramic blocks 9a-9h. Blocks 9a-9h of FIG. 3 illustrate hexagonal ceramic blocks of progressively varying cross-section along their lengths, as will be explained in more detail below.

ダクト10内には、3個の同心管を有する内部ダクト1
1、その外面がバーナー3からの煙道ガスとの熱交換面
を限定する外管12、希釈されたフィードストックを供
給するための中間管13および高温蒸気希釈剤を供給す
るための内管14が含まれる。
Inside the duct 10, there is an internal duct 1 having three concentric tubes.
1, an outer tube 12 whose outer surface defines the heat exchange surface with the flue gas from the burner 3, an intermediate tube 13 for supplying diluted feedstock and an inner tube 14 for supplying hot steam diluent; is included.

第3図では、ブロック9a〜9hの各々にダクト10が
存在するが、簡明のためにブロック9aにおいてのみダ
クト10を説明する。種々な管12.13および14は
管10の端部15において連通ずる。
In FIG. 3, the ducts 10 are present in each of the blocks 9a to 9h, but for the sake of brevity, the ducts 10 will be explained only in the block 9a. The various tubes 12, 13 and 14 communicate at the end 15 of tube 10.

バーナー3からの煙道ガスはダクト10を貫流して、セ
ラミックブロックつと熱交換する。管12との熱交換は
主としてセラミックブロック9の内面からの輻射によっ
て行われる。バーナー3からの煙道ガスは管12を通過
した後に、熱交換塔20を通って導かれる。熱交換塔2
0は通常の形態の種々の熱交換器を倉み、空気予熱のた
めに炭化水素フィードを予熱し、炭化水素フィード希釈
用に蒸気を予熱する。熱交換塔20を用いて、上述のよ
うに、バーナー3の燃料を予熱することもできる。
The flue gas from the burner 3 flows through the duct 10 and exchanges heat with the ceramic blocks. Heat exchange with the tube 12 is performed mainly by radiation from the inner surface of the ceramic block 9. After passing through the pipes 12, the flue gas from the burner 3 is conducted through a heat exchange column 20. heat exchange tower 2
0 houses various heat exchangers of conventional configuration to preheat the hydrocarbon feed for air preheating and preheat steam for hydrocarbon feed dilution. The heat exchange column 20 can also be used to preheat the fuel in the burner 3, as described above.

詳しくは、熱交換塔20は」二連のように、燃焼空気予
熱用の熱交換器18aと18bとを含む。塔2oはまた
ライン23から供給される被分解フィードストックを予
熱するために熱交換器22a 、 22bおよび22c
をも含む。高温蒸気はライン25aと25bを介してラ
イン25から熱交換器26aと26bに供給される。熱
交換器28aと26b内で生成した高温蒸気は、加熱さ
れたフィードストックとともに、ダクト11に1共給さ
れる。
Specifically, the heat exchange column 20 includes two heat exchangers 18a and 18b for preheating combustion air. Column 2o also includes heat exchangers 22a, 22b and 22c to preheat the cracked feedstock fed from line 23.
Also includes. Hot steam is supplied from line 25 to heat exchangers 26a and 26b via lines 25a and 25b. The high temperature steam generated in the heat exchangers 28a and 26b is co-fed to the duct 11 together with the heated feedstock.

フィードストックは(第2図に関連して)詳しく説明す
ると、管14から供給され、過熱された蒸気は管13か
ら供給される。ナフサの熱分解に炉を用いる場合には、
典型的にナフサフィードストックを約620°Cの温度
において管14に供給され、過熱蒸気は約1100℃の
温度において管13に供給される。
Feedstock (in conjunction with FIG. 2) is specifically supplied via line 14 and superheated steam is supplied via line 13. When using a furnace for pyrolysis of naphtha,
Typically, naphtha feedstock is fed to tube 14 at a temperature of about 620°C and superheated steam is fed to tube 13 at a temperature of about 1100°C.

熱交換塔20は熱交換器17に用いるだめのボイラー供
給水の0r熱用の付加的な熱交換要素28をも含む。
The heat exchange column 20 also includes an additional heat exchange element 28 for the 0r heat of the boiler feed water used in the heat exchanger 17.

第2図に関連して、内部ダクト11の構造をさらに詳し
く説明する。
The structure of the internal duct 11 will be explained in more detail with reference to FIG.

第2図は被分解炭化水素(例えばナフサ)を流路30か
ら内管14に供給する、第1図に示すような種類の内部
ダクトを説明する。比較的少量の希釈蒸気を対流部分の
炭化水素に加えることが好ましい。例えば、LPG、ナ
フサおよびガス浦の分解に用いられる蒸気希釈比は好ま
しくは(重量比で)それぞれ、0.3〜0.8 、0.
4〜0.8および0.6〜1.0であり、さらに好まし
くはそれぞれ、約0.4゜0.5および0.8である。
FIG. 2 illustrates an internal duct of the type shown in FIG. 1 for supplying hydrocarbons to be cracked (e.g. naphtha) from flow path 30 to internal tube 14. FIG. Preferably, a relatively small amount of dilution steam is added to the hydrocarbon in the convection section. For example, the steam dilution ratios used for the cracking of LPG, naphtha and gasura are preferably (by weight) 0.3-0.8, 0.3-0.8, respectively.
4 to 0.8 and 0.6 to 1.0, more preferably about 0.4°0.5 and 0.8, respectively.

過熱蒸気は流路31から管14と13との間に限定され
た空隙に供給される。管14の長さに沿ってオリフィス
(図示せず)が設けられているため、ナフサフィードス
トックを流路31から供給される過熱蒸気と混合するこ
とができる。炭化水素フィードと過熱蒸気との混ご物は
管13内に含まれている時には、比較的低温であり、実
質的に熱分解を行うには不充分である。炭化水素フィー
ド/蒸気混合物はダクト11の端部15において管13
と管12とによって限定される空隙内に入る。ここで、
外管12の金属面との熱交換が行われる。ブロック9の
内面の表面積が増加するために、管12の外面の温度は
、単位長さあたりの輻射面積が増加する長さ部分にわた
って実質的に定常に維持される。
Superheated steam is supplied from the flow path 31 to the gap defined between the tubes 14 and 13. Orifices (not shown) are provided along the length of tube 14 to allow naphtha feedstock to mix with the superheated steam supplied from flow path 31. When the mixture of hydrocarbon feed and superheated steam is contained within tube 13, it is at a relatively low temperature, insufficient to effect substantial pyrolysis. The hydrocarbon feed/steam mixture is passed through pipe 13 at end 15 of duct 11.
and tube 12. here,
Heat exchange with the metal surface of the outer tube 12 takes place. Due to the increased surface area of the inner surface of the block 9, the temperature of the outer surface of the tube 12 remains substantially constant over the length where the radiant area per unit length increases.

内部に管12が配置されているダクト10の内面には、
第3図に関連してさらに詳細に説明するような、内側に
突出するリブが設けられている。
On the inner surface of the duct 10 in which the pipe 12 is arranged,
Inwardly projecting ribs are provided, as will be described in more detail in connection with FIG.

第3図はブロック9の長さに沿った内部横断面の変化を
示す概略図である。第3図には4種類の一般型のブロッ
クを示し、全てのダクト10はその長さに沿った如何な
る横断点においても同じ横断面を有するが、第3図の種
々なブロック9a〜9hはブロック9の長さに沿った種
々の個所における横断面を示す。このように、ブロック
9c。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the variation of the internal cross-section along the length of the block 9. Although four general types of blocks are shown in FIG. 3, and all ducts 10 have the same cross-section at any point along their length, the various blocks 9a-9h in FIG. Figure 9 shows cross-sections at various points along the length of 9; Thus, block 9c.

9d、9cおよび9hはバーナー3に隣接する熱交換器
の端部に用いるブロック9の横1折面を説明する。ブロ
ック9はこの長さ部分に沿って、約3mの長さにわたっ
て実質的に定常な横断面を白゛する。゛ブロック9には
管12を支持し配置するために大きなサポートレグ3個
36.37および38が存在するにすぎない。ダクト1
0の次の隣接部分的3mにわたっては、第3図の参照番
号9fと9oによって示すブロック内に図示するように
、主要サポートリブ313.37および38の間に小さ
な歯40が存在する。これらのサポートリブのサイズは
ダクト10の中央部分にわたって連続的に増加し、バー
ナー3から6mの距離ではリブ40が約2.5cmの高
さを−6する。ダクト10の総直径はバーナ−3隣接点
での約34cmからバーナー3から6mの距離での27
cmまで減少する。ブロック9aはバーナー3から遠位
の約9mの距離の端部におけるブロック9の横断面を説
明する。この点におけるダクト10の直径は約27cm
であり、歯40の高さは約3.2cmである。歯40の
高さの変化とダクト10の総直径の変化の両方はダクト
10の長さの少なくとも1部にわたって実質的に連続的
である。
9d, 9c and 9h illustrate the transverse fold planes of the block 9 used at the end of the heat exchanger adjacent to the burner 3. Along this length, the block 9 has a substantially constant cross-section over a length of about 3 m. There are only three large support legs 36, 37 and 38 in the block 9 for supporting and positioning the tube 12. Duct 1
Over the next adjacent portion 3m of 0, there are small teeth 40 between the main support ribs 313.37 and 38, as illustrated in the blocks indicated by reference numbers 9f and 9o in FIG. The size of these support ribs increases continuously over the central part of the duct 10, so that at a distance of 6 m from the burner 3 the ribs 40 have a height of approximately 2.5 cm -6. The total diameter of the duct 10 ranges from approximately 34 cm at the point adjacent to burner 3 to 27 cm at a distance of 6 m from burner 3.
decreases to cm. Block 9a describes a cross-section of block 9 at its end at a distance of approximately 9 m distal from burner 3. The diameter of the duct 10 at this point is approximately 27 cm
The height of the teeth 40 is approximately 3.2 cm. Both the change in height of the teeth 40 and the change in the overall diameter of the duct 10 are substantially continuous over at least a portion of the length of the duct 10.

異形ブロック9a〜9hを支持するために、付加的なセ
ラミックブロック4Iが設けられる。
Additional ceramic blocks 4I are provided to support the profiled blocks 9a-9h.

第1図には、熱分解に通常用いられる種類で、その機能
を詳細に説明する必要がない、種々なライン、道管およ
び熱交換器、例えば蒸気ドラム45およびトランスファ
ーライン交換器46をも図示する。
FIG. 1 also depicts various lines, conduits and heat exchangers, such as a steam drum 45 and a transfer line exchanger 46, of the type commonly used in pyrolysis and whose function does not need to be described in detail. do.

上述の熱分解炉は通常の熱分解炉に比べて多くの実質的
な利点をh゛する。通常の炉では、熱交換管が大きな耐
火ブロック内に配置され、表面積/体積の比が増大する
ように、単独の大きな熱交換の代りに幾つかの小熱交換
管を用いることによって短い滞留時間が可能になる。し
かし、1個の耐火ブロック内に間隔をおいて配置された
、このような熱交換器を用いて、管表面全体に均一な熱
分布を得ることは、特にこれらの管のサイズが小さいこ
とを考えると非常に困難である。このことから種々な熱
交換器によって異なるコークス比が生じ、実質的な圧力
低下が生ずる。
The pyrolysis furnace described above offers many substantial advantages over conventional pyrolysis furnaces. In conventional furnaces, the heat exchange tubes are placed within a large refractory block, and the residence time is shortened by using several small heat exchange tubes instead of a single large heat exchanger, so that the surface area/volume ratio is increased. becomes possible. However, obtaining a uniform heat distribution over the tube surface using such heat exchangers spaced within one refractory block is particularly difficult due to the small size of these tubes. It is very difficult to think about it. This results in different coke ratios in the various heat exchangers, resulting in substantial pressure drops.

上記の炉では、各熱交換器が固有のフィードストック供
給源を何するため、各熱交換器を経ると流速度と圧力は
低下し、独立的に調節可能である。
In the above-described furnace, each heat exchanger provides its own feedstock supply, so that the flow rate and pressure decrease through each heat exchanger and are independently adjustable.

特に上述した実施態様以外に本発明の種々の実施態様が
特許請求の範囲内で明らかに可能である。
Various embodiments of the invention are clearly possible within the scope of the claims, in addition to those specifically described above.

特に、別の実施態様の内部ダクト10a(図示せず)で
は、炭化水素フィードストックと過熱蒸気が単独の内部
管腔中に供給される。
In particular, an alternative embodiment internal duct 10a (not shown) provides hydrocarbon feedstock and superheated steam into a single internal lumen.

ここに説明した実施態様によると、反応器の温度プロフ
ィルが良好であるため950°C以上のような高い反応
器内壁温度によって、長期間にわたって反応器が熱破壊
することなく、熱分解を実施することが可能であると判
明した。このような高温度においては、反応器内の炭素
堆積を分解する化学反応(いわゆる「シフト反応」)速
度は炭素堆積を生ずる化学反応速度よりも大きくなるた
め、このことは重要である。シフト反応が炭素形成反応
よりも迅速であるようなこの臨界温度よりも高い温度で
反応器は操作されるため、反応器は実質的にコークスを
形成することなく長期間にわたって使用可能になる。
According to the embodiments described herein, the thermal decomposition can be carried out over a long period of time without thermal breakdown of the reactor at high reactor inner wall temperatures, such as 950° C. or higher, due to the favorable temperature profile of the reactor. It turned out that it is possible. This is important because at such high temperatures, the rate of the chemical reaction that decomposes the carbon deposits in the reactor (the so-called "shift reaction") is greater than the rate of the chemical reaction that causes the carbon deposit. Because the reactor is operated above this critical temperature such that the shift reaction is more rapid than the carbon forming reaction, the reactor can be used for extended periods of time substantially without coke formation.

さらに、本発明による特定の設計の分解炉は一定のスル
ーブツトに対して炉の総容積を実質的に減することを可
能にする。例えば、通常の設計によって300m3の容
積を有する炉を必要とするスループットは、本発明によ
る約25m3の容積を有する炉の使用によって典型的に
処理される。
Furthermore, the particular design of the cracking furnace according to the present invention allows for a substantial reduction in the total furnace volume for a given throughput. For example, throughputs that by conventional design require a furnace with a volume of 300 m3 are typically handled by the use of a furnace with a volume of about 25 m3 according to the present invention.

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

第1図は本発明による熱交換器を含む熱分解炉の概略図
であり、 第2図は内部ダクトの1実施態様の拡大図であり、 第3図は第1図の炉の1部の矢印3−3の方向からの概
略端部断面図である。 1・・・ケーシング   2・・・内  層3・・・バ
ーナー   4・・・フィード供給ライン6a、b・・
・流路  7・・・ポンプ8・・・熱交換器   9・
・・セラミックブロック10・・・ダ り ト18a、
b・・・熱交換器20・・・熱交換器 手  続  補  正   書 昭和62年10月7日 1、事件の表示 昭和62年特許!lT第176922号同熱変換器を含
む炭化水素分解炉 く 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 名a  (723)ザ・グラ・ケミカル・カンパニー4
、代理人 5、補正の対象 明細書の[特許請求の範囲]の欄 (別紙) 1、特許請求の範囲を次のように訂正する。 [(1)外部ダクト外壁と内部ダクトとの間の実質的な
輻射伝熱のために周囲に配置された外部ダクト外壁を画
定する手段を有する内部ダクトを画定する手段からなり
、外部ダクトの横断面がその良さの少なくとも18′l
S分に沿って運転時lこ前記外壁から内側に向かう輻射
熱7ラツク久が生ずるように変化し、前記輻射熱7ラツ
クスが外部ダクト長さの前記部分に沿って外部ダクトに
流入する流体の温度低下を補償するように変化する熱交
換器。 (2)前記外部ダクト外壁画定手段が、外部ダクト長さ
の前記部分に沿って連続的に横断面積が増加する内側に
突呂した複数のリブな備える特許請求の範囲第1項記載
の熱交換器。 (3)内部ダクト限定手段が1対の共軸管から成り、2
個の共軸管の中の内側の管が内管と外管との開に限定さ
れた空隙に1次熱交換流体を供給するために用いられる
特許請求の範囲第1項記載の熱交換器。 (4)外部ダクト外壁がセラミックブロックから成る特
許請求の範囲第1項記載の熱交換器。 (5)内部ダクト限定手段が外部ダクト内に配置された
金属管から成る特許請求の範囲第1項記載の熱交換器。 (6)外部ダクトの横断面積が外部ダクト長さの前記部
分にわたって減少する特許請求の範囲第1項記載の熱交
換器。 (7)  九1」1供給口に連結し、分解生、我物放出
口に連通する第2管内に配置された第1管を有し、前記
第1管と第2管とが反応器の第1″4部で連通している
、少なくとも1つの分解反応器と、肚と 2 との門に
画 されたダクト のフィーストック流と並流方向に第
2管周囲に熱い煙道ガス流を流すために反応器の前記第
1端部近くに配置されたバーナーとから成り、反応器の
前記第1端部がバーナーからの煙道ガス流に関して下流
に伸びている炭化水素分解炉。 (8)煙道ガスダクトの横断面が煙道ガスダクトの長さ
の少なくとも1部に沿って外壁から内側に向う輻射熱7
ラツクスが運転時に生ずるように変化し、前記輻射熱7
ラツクスが煙道がスグクトに流入する流体の温度低下を
補償するように、外壁の前記部分に沿って変化するよう
に形成された、外壁を有する煙道〃スグクト内に前記第
1管と第2管とが配置されている特許請求の範Ff5$
7項記載の炭化水素分解炉、 (9)外部ダクトの横断面積が外部ダクトの長さの前記
部分にわたって変化する特許請求の範囲第8項記載の炭
化水素分解炉。 (10)煙道ガスダクトの外壁が内側に突出した複数の
リブを有し、前記リブの横断面積が外部ダクト長さの前
記部分に沿って連続的に増加する特許請求の範囲第8項
記載の炭化水素分解炉。 (11)特許請求の範囲第7項記載の炉のフィードスト
ック供給口に被分解炭化水素フィードを供給し、前記バ
ーナーから煙道ガス流を煙道がスグクト内に発生させて
、炭化水素フィードを加熱し分解することから成る炭化
水素分解方法。 (12) 第2gの温度を第2管氏さの少なくとも煙道
ガスダクトの前記部分に対応する部分にわたって実質的
に定常に維持するように、炉を操作する特許請求の範囲
第11項記載の方法。 (13)少なくとも1 (1i5の細長い使い捨1文ヱ
)の周囲にセラミック材料を注入し、セラミック材料を
硬化させ、前区裏工)を破壊して、少なくとも1つのm
長い貫通路を有するセラミックブロックを残し、前記少
なくとも1つの細長い貫通路内に熱交換管を挿入して、
熱交換管の周囲の流路内にガスダクトが限定されるよう
にすることから成る輻射熱交換器形成方法、」 以   上
1 is a schematic diagram of a pyrolysis furnace including a heat exchanger according to the invention; FIG. 2 is an enlarged view of one embodiment of the internal duct; and FIG. 3 is a diagram of a portion of the furnace of FIG. FIG. 3 is a schematic end cross-sectional view taken in the direction of arrow 3-3. 1...Casing 2...Inner layer 3...Burner 4...Feed supply lines 6a, b...
・Flow path 7...Pump 8...Heat exchanger 9・
・Ceramic block 10 ・Dat 18a,
b...Heat exchanger 20...Heat exchanger procedure Amendment Book October 7, 1988 1, Incident indication 1988 patent! IT No. 176922 Hydrocarbon Cracking Furnace Including a Thermal Converter 3, Relationship with the Amendment Case Patent Applicant Address Name A (723) The Gra Chemical Company 4
, Agent 5, [Claims] column of the specification to be amended (attached sheet) 1. The claims are corrected as follows. [(1) means for defining an interior duct having means for defining an exterior duct exterior wall disposed around the exterior duct for substantial radiant heat transfer between the exterior duct exterior wall and the interior duct; surface is at least 18'l of its goodness
During operation along S, the temperature of the fluid flowing into the external duct varies so that radiant heat from the external wall inwardly occurs, and the radiant heat decreases the temperature of the fluid flowing into the external duct along that portion of the external duct length. The heat exchanger changes to compensate for the (2) The heat exchanger of claim 1, wherein the external duct external wall defining means comprises a plurality of inwardly convex ribs of continuously increasing cross-sectional area along the portion of the external duct length. vessel. (3) the internal duct limiting means consists of a pair of coaxial pipes;
The heat exchanger according to claim 1, wherein the inner tube of the coaxial tubes is used for supplying the primary heat exchange fluid to the gap defined by the inner tube and the outer tube. . (4) The heat exchanger according to claim 1, wherein the outer wall of the external duct is made of a ceramic block. (5) The heat exchanger according to claim 1, wherein the internal duct limiting means comprises a metal tube disposed within the external duct. 6. The heat exchanger of claim 1, wherein the cross-sectional area of the external duct decreases over said portion of the external duct length. (7) A first pipe connected to the 91'1 supply port and disposed within a second pipe communicating with the decomposition product and personal material discharge port, and the first pipe and the second pipe are connected to the reactor. A flow of hot flue gas is directed around the second pipe in a parallel flow direction with the feedstock flow of the duct defined by the gates of the first and second ducts and the at least one decomposition reactor communicating with the first part. a burner disposed near the first end of the reactor for flow, the first end of the reactor extending downstream with respect to the flue gas flow from the burner. ) radiant heat 7 in which the cross section of the flue gas duct is directed inwardly from the outer wall along at least part of the length of the flue gas duct;
The radiant heat 7 changes as occurs during operation.
The flue has an outer wall formed in such a way that the lux varies along said part of the outer wall so as to compensate for the temperature drop of the fluid entering the flue. Claim Ff5$ in which the pipe is arranged
(9) The hydrocarbon cracking furnace of claim 8, wherein the cross-sectional area of the external duct varies over said portion of the length of the external duct. (10) The outer wall of the flue gas duct has a plurality of inwardly projecting ribs, the cross-sectional area of the ribs increasing continuously along the portion of the outer duct length. Hydrocarbon cracking furnace. (11) A hydrocarbon feed to be decomposed is supplied to the feedstock supply port of the furnace according to claim 7, and a flue gas flow is generated from the burner within the flue gas flow to generate the hydrocarbon feed. A method of hydrocarbon decomposition consisting of heating and decomposition. 12. The method of claim 11, wherein the furnace is operated such that the temperature of the second g is maintained substantially constant over at least a portion of the second pipe temperature corresponding to the portion of the flue gas duct. . (13) Inject ceramic material around at least 1 (1i5 elongated disposable 1 bun), harden the ceramic material, and destroy the front lining) to form at least one m
leaving a ceramic block with elongated passages and inserting a heat exchange tube within the at least one elongated passage;
"A method of forming a radiant heat exchanger comprising confining a gas duct in a flow path around a heat exchange tube."

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)外部ダクト外壁と内部ダクトとの間の実質的な輻
射伝熱のために周囲に配置された外部ダクト外壁を画定
する手段を有する内部ダクトを画定する手段からなり、
外部ダクトの横断面がその長さの少なくとも1部分に沿
って運転時に前記外壁から内側に向う輻射熱フラックス
が生ずるように変化し、前記輻射熱フラックスが外部ダ
クト長さの前記部分に沿って外部ダクトに流入する流体
の温度低下を補償するように変化する熱交換器。
(1) means for defining an interior duct having means for defining an exterior duct exterior wall circumferentially disposed for substantial radiative heat transfer between the exterior duct exterior wall and the interior duct;
the cross-section of the external duct is varied along at least a portion of its length in such a way that in operation there is a radiant heat flux inwardly from said external wall; said radiant heat flux is directed into the external duct along said portion of the external duct length; A heat exchanger that changes to compensate for the temperature drop in the incoming fluid.
(2)前記外部ダクト外壁画定手段が、外部ダクト長さ
の前記部分に沿って連続的に横断面積が増加する内側に
突出した複数のリブを備える特許請求の範囲第1項記載
の熱交換器。
2. The heat exchanger of claim 1, wherein the external duct external wall defining means comprises a plurality of inwardly projecting ribs of continuously increasing cross-sectional area along the portion of the external duct length. .
(3)内部ダクト限定手段が1対の共軸管から成り、2
個の共軸管の中の内側の管が内管と外管との間に限定さ
れた空隙に1次熱交換流体を供給するために用いられる
特許請求の範囲第1項記載の熱交換器。
(3) the internal duct limiting means consists of a pair of coaxial pipes;
The heat exchanger according to claim 1, wherein the inner tube of the coaxial tubes is used to supply the primary heat exchange fluid to the gap defined between the inner tube and the outer tube. .
(4)外部ダクト外壁がセラミックブロックから成る特
許請求の範囲第1項記載の熱交換器。
(4) The heat exchanger according to claim 1, wherein the outer wall of the external duct is made of a ceramic block.
(5)内部ダクト限定手段が外部ダクト内に配置された
金属管から成る特許請求の範囲第1項記載の熱交換器。
(5) The heat exchanger according to claim 1, wherein the internal duct limiting means comprises a metal tube disposed within the external duct.
(6)外部ダクトの横断面積が外部ダクト長さの前記部
分にわたって減少する特許請求の範囲第1項記載の熱交
換器。
6. The heat exchanger of claim 1, wherein the cross-sectional area of the external duct decreases over said portion of the external duct length.
(7)フィードストック供給口に連結し、分解生成物放
出口に連通する第2管内に配置された第1管を有し、前
記第1管と第2管とが反応器の第1端部で連通している
、少なくとも1つの分解反応器と、第2管内のフィード
ストック流と並流方向に第2管周囲に熱い煙道ガス流を
流すために反応器の前記第1端部近くに配置されたバー
ナーとから成り、反応器の前記第1端部がバーナーから
の煙道ガス流中に配置され、反応器が前記第1端部から
の煙道ガス流に関して下流に伸びている炭化水素分解炉
(7) having a first tube connected to the feedstock supply port and disposed within a second tube communicating with the decomposition product discharge port, the first tube and the second tube being connected to the first end of the reactor; at least one cracking reactor in communication with the first end of the reactor for flowing a hot flue gas flow around the second tube in a cocurrent direction with the feedstock flow in the second tube; a burner disposed, the first end of the reactor being disposed in the flue gas flow from the burner, and the reactor extending downstream with respect to the flue gas flow from the first end. Hydrogen cracking furnace.
(8)煙道ガスダクトの横断面が煙道ガスダクトの長さ
の少なくとも1部に沿って外壁から内側に向う輻射熱フ
ラックスが運転時に生ずるように変化し、前記輻射熱フ
ラックスが煙道ガスダクトに流入する流体の温度低下を
補償するように、外壁の前記部分に沿って変化するよう
に形成された、外壁を有する煙道ガスダクト内に前記第
1管と第2管とが配置されている特許請求の範囲第7項
記載の炭化水素分解炉。
(8) the cross-section of the flue gas duct is varied in such a way that, during operation, a radiant heat flux inward from the outer wall occurs along at least a portion of the length of the flue gas duct, and said radiant heat flux is a fluid flowing into the flue gas duct; 2. The first and second tubes are arranged in a flue gas duct having an outer wall configured to vary along said portion of the outer wall so as to compensate for a temperature drop in the flue gas duct. The hydrocarbon cracking furnace according to item 7.
(9)外部ダクトの横断面積が外部ダクトの長さの前記
部分にわたって変化する特許請求の範囲第8項記載の炭
化水素分解炉。
(9) A hydrocarbon cracking furnace according to claim 8, wherein the cross-sectional area of the external duct varies over said portion of the length of the external duct.
(10)煙道ガスダクトの外壁が内側に突出した複数の
リブを有し、前記リブの横断面積が外部ダクト長さの前
記部分に沿って連続的に増加する特許請求の範囲第8項
記載の炭化水素分解炉。
(10) The outer wall of the flue gas duct has a plurality of inwardly projecting ribs, the cross-sectional area of the ribs increasing continuously along the portion of the outer duct length. Hydrocarbon cracking furnace.
(11)特許請求の範囲第7項記載の炉のフィードスト
ック供給口に被分解炭化水素フィードを供給し、前記バ
ーナーから煙道ガス流を煙道ガスダクト内に発生させて
、炭化水素フィードを加熱し分解することから成る炭化
水素分解方法。
(11) Supplying a hydrocarbon feed to be cracked to the feedstock inlet of the furnace according to claim 7, and generating a flue gas flow from the burner in the flue gas duct to heat the hydrocarbon feed. A hydrocarbon decomposition method consisting of decomposition.
(12)第2管の温度を第2管長さの少なくとも煙道ガ
スダクトの前記部分に対応する部分にわたって実質的に
定常に維持するように、炉を操作する特許請求の範囲第
11項記載の方法。
12. The method of claim 11, wherein the furnace is operated to maintain the temperature of the second tube substantially constant over at least a portion of the length of the second tube corresponding to the portion of the flue gas duct. .
(13)少なくとも1個の細長い使い捨て心型の周囲に
セラミック材料を注入し、セラミック材料を硬化させ、
前記心型を破壊して、少なくとも1つの細長い貫通路を
有するセラミックブロックを残し、前記少なくとも1つ
の細長い貫通路内に熱交換管を挿入して、熱交換管の周
囲の流路内にガスダクトが限定されるようにすることか
ら成る輻射熱交換器形成方法。
(13) injecting a ceramic material around the at least one elongated disposable core and curing the ceramic material;
breaking the core to leave a ceramic block having at least one elongated passageway, inserting a heat exchange tube into the at least one elongated passageway, and forming a gas duct in the flow passage around the heat exchange tube; A method of forming a radiant heat exchanger comprising:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997037185A1 (en) * 1996-03-29 1997-10-09 Mitsui Engineering And Shipbuilding Company Limited High temperature air heater and waste treatment equipment
US6675880B2 (en) 1996-03-29 2004-01-13 Mitsui Engineering And Shipbuilding Company Limited Air heater for recovering a heat of exhaust gas
JP2008528725A (en) * 2005-01-20 2008-07-31 テクニプ、フランス Method for cracking hydrocarbon feedstock containing heavy residues

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4418597C1 (en) * 1994-05-27 1995-12-21 Staudinger Gmbh Elektronik Ele Reactor for the treatment of hydrocarbon compounds
DE4418614C1 (en) * 1994-05-27 1996-02-08 Staudinger Gmbh Elektronik Ele Process for the thermal treatment of hydrocarbon compounds
MY134898A (en) 2002-01-25 2007-12-31 Sheel Internationale Res Mij B V Method for the preparation of lower olefines by steam cracking
CN101134160B (en) * 2006-08-30 2010-06-30 中国石油天然气股份有限公司 Reaction device for producing low carbon olefin hydrocarbon through catalytic cracking
CA3004298C (en) * 2015-11-04 2020-04-28 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Fired tube conversion system and process

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1560891A (en) * 1923-12-27 1925-11-10 William L Ragwill Cracking still for mineral oils
US2721735A (en) * 1951-10-23 1955-10-25 Shell Dev Tubular heater with partial flue gas recirculation and heating method
US3910768A (en) * 1973-11-06 1975-10-07 Stone & Webster Eng Corp High pressure cracking furnace and system
US4412975A (en) * 1980-07-08 1983-11-01 Pullman Incorporated Fired process heater
DE3171796D1 (en) * 1981-05-19 1985-09-19 Exxon Research Engineering Co Supporting the weight of a structure in a hot environment
DE3173374D1 (en) * 1981-09-08 1986-02-13 Dow Chemical Nederland Process and apparatus for cracking hydrocarbon; mixing device; apparatus and process for producing superheated steam; radiation block structure

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997037185A1 (en) * 1996-03-29 1997-10-09 Mitsui Engineering And Shipbuilding Company Limited High temperature air heater and waste treatment equipment
US6675880B2 (en) 1996-03-29 2004-01-13 Mitsui Engineering And Shipbuilding Company Limited Air heater for recovering a heat of exhaust gas
JP2008528725A (en) * 2005-01-20 2008-07-31 テクニプ、フランス Method for cracking hydrocarbon feedstock containing heavy residues

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