KR20210110467A - 파이어 히터 및 이를 포함하는 탄화수소 탈수소화 장치 - Google Patents

파이어 히터 및 이를 포함하는 탄화수소 탈수소화 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유입 매니폴드, 유출 매니폴드 및 상기 유입 매니폴드와 상기 유출 매니폴드 사이에 형성되는 하나 이상의 가열튜브를 포함하고, 상기 가열튜브는 상기 유입 매니폴드에 연결되는 수평부, 상기 유출 매니폴드에 연결되고, 상기 수평부로부터 수직 방향 하방으로 절곡 형성되는 수직부 및 상기 수평부와 상기 수직부를 연결하는 절곡부를 포함하며, 상기 유입 매니폴드와 상기 유출 매니폴드는 수직 방향으로 서로 대향하여 형성되는 것을 특징으로 하는 가열 튜브 모듈, 이를 포함하는 파이어 히터 및 탄화수소 탈수소화 장치에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 파이어 히터간 연결 거리를 최단 거리로 함으로써 촉매의 크래킹을 최소화하고 가열 튜브의 유입구와 유출구 사이의 유속 편차를 줄임으로써 생산량을 극대화할 수 있다.

Description

파이어 히터 및 이를 포함하는 탄화수소 탈수소화 장치{FIRED HEATER AND HYDROCARBON DEHYDROGENATION APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 파이어 히터 및 이를 포함하는 탄화수소 탈수소화 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반응기와 파이어 히터 사이의 이격 거리를 최소화하고 반응기 상하부 사이의 유속의 편차를 최소화하여 생산성을 향상시킬 수 있는 파이어 히터 및 탄화수소 탈수소화 장치에 관한 것이다.
탄화수소 변환 공정은 종종 탄화수소가 흘러서 통과하는 다수의 반응 구역들을 이용한다. 각각의 반응 구역에서 소정의 탄화수소 변환을 수행하기 위해서는 공정에 이용되는 반응물들이 사전에 충분하게 가열되어야 한다.
일례로 하나의 공지된 탄화수소 변환 공정은 촉매 개질(catalytic reforming)일 수 있다. 일반적으로, 촉매 개질은 석유 정제 산업에서 이용된 탄화수소 변환 공정, 사이클로헥산의 탈수소 및 알킬사이클로펜탄의 탈수소이성화(dehydroisomerization), 올레핀을 제조하기 위한 파라핀의 탈수소화, 파라핀 및 올레핀의 탈수소고리화, n-파라핀의 이성화, 사이클로헥산을 생산하기 위한 알킬사이클로파라핀의 이성화 등을 포함한다. 일례로 프로판은 차세대 파워 디바이스 재료인 SiC의 원료 용도 등, 반도체 전자 재료 분야에서 이용되고 있다. 이러한 용도에 이용되기 위해서 프로판은 보다 고순도인 것이 요구된다.
이와 같이 많은 화학반응 공정에서 반응물을 반응온도 구간까지 가열하기 위하여 각 반응기 전단에 파이어 히터가 설치되는데, 종래의 파이어 히터의 구조는 단열 박스 내에 가스가 지나가는 U자형 가열 튜브를 버너로부터 나온 불꽃이 복사, 대류, 전도 등의 방법으로 가열하는 것이다.
미국특허공개 제2016-0334135호는 도 1에 도시된 바와 같은 파이어 히트를 개시하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기존의 파이어 히터는 버너(100)가 설치된 파이어박스(10)와 파이어박스 내부를 관통하며 반응물이 지나가는 U자형 코일들(18)로 구성된다. 버너(100)에서 나온 화염은 고온의 열기로 U자형 코일들(18)에 광범위하게 복사열을 전달하게 되고 U자형 코일들(18)의 외부면에서 달궈진 열은 가열 튜브 재질의 열전도 현상으로 가열 튜브의 내부까지 화염으로부터 받은 열을 전달하고, 튜브 내부에서는 튜브내벽으로부터의 복사열이 튜브 안쪽 중심공간까지 열을 복사하게 되어 반응물을 가열한다.
이와 같은 종래의 파이어 히터는 내부에 U자형 가열 튜브가 삽입되어 있어서 버너의 불꽃으로부터 열을 받는 구조이고, 반응기의 경우 유입구와 유출구가 하단에 위치하여 파이어 히터와 연결되어 있다. 이러한 종래의 장치는 파이어 히터와 반응기 간 연결을 위한 매니폴드와 반응기 사이의 이격 거리가 한 쪽이 과대하게 설계되는 구조이므로, 크래킹 발생에 취약한 구조이다. 또한 반응기 구조의 경우 유입구와 유출구가 동일 선상에 위치하는 구조이므로, 반응기 상하간 유속 편차가 심하게 발생하게 되어 반응기 내부 촉매층의 상부와 하부의 유속 편차가 발생하게 되어 반응기 수율이 낮아지는 문제가 발생한다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제를 해소하기 위한 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 하나의 과제는 탄화수소 탈수소화 장치에 연결 시에 탈수소화 반응기와 파이어 히터 간 최단 연결 거리를 제공함으로써 촉매의 크래킹을 최소화하고, 상하부 유속 편차를 줄임으로써 생산량을 극대화하기 위한 가열 튜브 모듈 및 이를 포함하는 파이어 히터를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 크래킹을 최소화하고 탈수소화 반응기 내부에서 피드 스트림 유입구와 유출구의 위치를 대칭으로 구성하여 생산성을 향상시키면서도 고순도의 생성물을 생성할 수 있는 탄화수소 탈수소화 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은,
유입 매니폴드, 유출 매니폴드 및 상기 유입 매니폴드와 상기 유출 매니폴드 사이에 형성되는 하나 이상의 가열튜브를 포함하고, 상기 가열튜브는 상기 유입 매니폴드에 연결되는 수평부, 상기 유출 매니폴드에 연결되고, 상기 수평부로부터 수직 방향 하방으로 절곡 형성되는 수직부 및 상기 수평부와 상기 수직부를 연결하는 절곡부를 포함하며, 상기 유입 매니폴드와 상기 유출 매니폴드는 수직 방향으로 서로 대향하여 형성되는 것을 특징으로 하는 가열 튜브 모듈에 관한 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은,
히팅 박스 내부에 설치된 하나 이상의 버너, 유입 매니폴드, 유출 매니폴드, 상기 유입 매니폴드와 유체 연통되는 유입구를 갖고, 상기 유출 매니폴드와 유체 연통되는 유출구를 갖는 하나 이상의 가열 튜브를 포함하고, 상기 가열 튜브는 상기 유입 매니폴드에 연결되는 수평부, 상기 유출 매니폴드에 연결되고, 상기 수평부로부터 수직 방향 하방으로 절곡 형성되는 수직부 및 상기 수평부와 상기 수직부를 연결하는 절곡부를 포함하며, 상기 유입 매니폴드와 상기 유출 매니폴드는 수직 방향으로 서로 대향하여 형성되는 것임을 특징으로 하는 파이어 히터에 관한 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 양상은,
복수의 반응기들 및 히팅 박스, 유입 매니폴드, 유출 매니폴드, 유입구 및 유출구를 갖는 하나 이상의 가열 튜브를 포함하는 하나 이상의 파이어 히터를 포함하는 탄화수소 탈수소화 장치로서, 상기 파이어 히터는 본 발명의 파이어 히터인 것을 특징으로 하는 탄화수소 탈수소화 장치에 관한 것이다.
본 발명의 다양한 실시예의 파이어 히터에 의하면, 크래킹을 최소화하고 반응기 내부에서 상하부 유속 편차를 줄임으로써 생산량을 극대화시킬 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 크래킹을 최소화하고 가열튜브의 상하부 사이의 유속 편차를 줄여 열분포를 균일하게 함으로써 탄화수소 탈수소화 공정에 적용 시에 부반응을 최소화하고 반응물의 순도를 높일 수 있다.
도 1은 종래의 파이어 히터의 일례를 도시한 개략단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 파이어 히터의 가열 튜브 모듈의 구조를 설명하기 위한 개략사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 탄화수소 탈수소화 장치의 개략사시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예의 탄화수소 탈수소화 장치의 개략사시도이다.
이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명의 구현예에 대하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에 사용되는 용어 "복사 섹션"은 일반적으로, 주로 복사 및 대류 열전달에 의해, 예를 들어 히터에 의해 연소된 연료 가스에 의해 방출된 열을 수용하는 히터의 섹션을 칭한다.
본 명세서에 사용되는 용어 "버너"는 노, 차지 히터, 또는 인터히터를 포함할 수 있다. 히터는 하나 이상의 연소기를 포함할 수 있고, 하나 이상의 복사 섹션, 하나 이상의 대류 섹션, 또는 하나 이상의 복사 섹션과 하나 이상의 대류 섹션의 조합을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "가열 튜브 모듈"은 피드 스트림이 유입되는 유입부와 피드 스트림이 유출되는 유출부가 일정한 간격을 두고 서로 평행하게 배열된 다수의 관형 수단들이 유입 매니폴드와 유출 매니폴드 사이에 연결된 것을 의미한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예의 파이어 히터의 가열 튜브의 구조를 설명하기 위한 개략사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예의 탄화수소 탈수소화 장치의 개략사시도이며, 도 4는 본 발명의 다른 실시예의 탄화수소 탈수소화 장치의 개략사시도이다. 도 3 및 도 4에는 단지 본 발명의 이해를 위해 필요한 설비 및 라인만이 도시되어 있고, 본 발명의 이해에 필요하지 않고 탄화수소 처리의 분야의 숙련가들에게 공지되어 있는 펌프, 압축기, 열교환기 및 밸브와 같은 구성요소들은 도시되어 있지 않다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예의 가열 튜브 모듈은, 유입 매니폴드(210), 유출 매니폴드(220), 상기 유입 매니폴드와 유체 연통되는 유입구를 갖고, 상기 유출 매니폴드와 유체 연통되는 유출구를 갖는 하나 이상의 가열 튜브(100)를 포함하고, 상기 가열 튜브는 상기 유입 매니폴드(210)에 연결되는 수평부(110), 상기 유출 매니폴드(220)에 연결되고, 상기 수평부(110)로부터 수직 방향 하방으로 절곡 형성된 수직부(120) 및 상기 수평부(110)와 상기 수직부(120)를 절곡 각도로 연결하는 절곡부(130)를 포함하며, 상기 유입 매니폴드(210)와 상기 유출 매니폴드(220)는 수직 방향으로 서로 대향하여 형성되는 것임을 특징으로 한다.
가열 튜브(100)는 복사 가열 표면을 제공하는데, 버너로부터의 복사열 및 화염은 가열 튜브(100)의 복사 가열 표면에 제공된다. 복사 가열 표면은 열을 가열 튜브 내의 반응물에 전달한다. 본 발명의 파이어 히터에서 가열 튜브(100)는 탄화수소의 탈수소화 반응기와 같은 반응기에 연결 시에 반응기와 파이어 히터 간 연결 거리를 최단거리로 연결하여 크래킹을 최소화하고 피드 스트림 유입구와 유출구 위치를 대칭으로 구성하여 가열튜브의 상하부 유속 편차를 줄임으로써 생산량을 극대화시킬 수 있다.
상기 가열 튜브(100)는 히팅 박스(10)를 통과하는 2개의 통로를 효과적으로 형성하는 것이다. 가열 튜브는 수평부(110), 상기 수평부(110)로부터 수직 방향 하향으로 절곡 형성되는 수직부(120) 및 상기 수평부(110)와 상기 수직부(120)를 절곡 각도로 연결하는 절곡부(130)를 포함한다. 이러한 가열 튜브(100)는 문자 "ㄱ"자와 다소 유사한 형상을 취할 수 있다. 또한, 가열 튜브 모듈은 각각은 유입구 및 다수의 유출구를 갖는 유입 매니폴드(210) 및 다수의 유입구 및 유출구를 갖는 유출 매니폴드(220)를 갖는다. 가열 튜브(100)의 유출구는 유출 매니폴드(220)의 다수의 유입구와 유체 연통하고, 유출 매니폴드(220)의 유출구는 일련의 다음 단 반응기의 입구와 유체연통한다.
본 발명에서 상기 절곡부(130)의 절곡각도는 60°내지 120°이고, 바람직하게는 실질적으로 수직으로 절곡될 수 있다.
상기 수평부(110)의 길이(l1)와 수직부(120)의 길이(l2)는 서로 같거나 상이할 수 있다. 상기 수평부(110)의 길이(l1)는 수직부(120)의 길이(l2) 보다 짧게 형성될 수 있는데, 수직부(120)의 길이(l2)에 대한 수평부(110)의 길이(l1)의 길이의 비는 0.2 내지 1의 범위 내일 수 있다.
하나의 실시예에서, 상기 유출 매니폴드(220)는 상단에 형성되고, 상기 유입 매니폴드(210)는 상기 유출 매니폴드(220)와 대향하여 하단에 형성되어, 피드 스트림이 하단의 유입 매니폴드(210)로 유입되어, 상단의 유출 매니폴드(220)로 배출되도록 구성될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 유출 매니폴드(220)는 하단에 형성되고, 상기 유입 매니폴드(210)는 상기 유출 매니폴드와 대향하여 상단에 형성되어, 피드 스트림이 상단의 유출 매니폴드(220)로 유입되어, 하단의 유출 매니폴드(220)로 배출되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 양상은 히팅 박스 내부에 설치된 하나 이상의 버너(미도시), 유입 매니폴드(210), 유출 매니폴드(220), 상기 유입 매니폴드(210)와 유체 연통되는 유입구를 갖고, 상기 유출 매니폴드(220)와 유체 연통되는 유출구를 갖는 하나 이상의 가열 튜브(100)를 포함하고, 상기 가열 튜브(100)는 상기 유입 매니폴드(210)에 연결되는 수평부(110), 상기 유출 매니폴드(220)에 연결되고, 상기 수평부로부터 수직 방향 하방으로 절곡 형성되는 수직부(120) 및 상기 수평부(110)와 상기 수직부(120)를 소정의 절곡 각도로 연결하는 절곡부(130)를 포함하며, 상기 유입 매니폴드(210)와 상기 유출 매니폴드(220)는 수직 방향으로 서로 대향하여 형성되는 것임을 특징으로 하는 파이어 히터에 관한 것이다.
상기 가열 튜브(100)의 상기 절곡부(130)는 수평부(110)에서 수직으로 절곡되는 수직부(120) 사이에 형성되어, 절곡 각도는 약 60°내지 120°각도가 되고, 바람직하게는 약90° 정도로 수직으로 절곡될 수 있다.
상기 수평부(110)의 길이(l1)와 수직부(120)의 길이(l2)는 서로 같거나 상이할 수 있다. 상기 수평부(110)의 길이(l1)는 수직부(120)의 길이(l2) 보다 짧게 형성될 수 있는데, 수직부(120)의 길이(l2)에 대한 수평부(110)의 길이(l1)의 길이의 비는 0.2 내지 1의 범위 내일 수 있다.
하나의 실시예에서, 상기 유출 매니폴드(220)는 상단에 형성되고, 상기 유입 매니폴드(210)는 상기 유출 매니폴드(220)와 대향하여 하단에 형성되어, 피드 스트림이 하단의 유입 매니폴드(210)로 유입되어, 상단의 유출 매니폴드(220)로 배출되도록 구성될 수 있다.
다른 실시예에서, 상기 유출 매니폴드(220)는 하단에 형성되고, 상기 유입 매니폴드(210)는 상기 유출 매니폴드와 대향하여 상단에 형성되어, 피드 스트림이 상단의 유출 매니폴드(220)로 유입되어, 하단의 유출 매니폴드(220)로 배출되도록 구성될 수 있다.
히팅 박스(10)는 가열 튜브의 외부면을 복사열에 노출시키기 위한 다수의 버너(20)를 포함하고 있다. 버너(20)는 차지 히터(charge heater) 또는 인터히터 (interheater)일 수 있다. 공지된 다양한 형태의 버너는 비정제 가스 또는 미리혼합된 버너를 포함하여 사용될 수 있다. 연소 공기 공급원은 주위 공기, 또는 가스 터빈 배기로부터 예열된 공기로부터 취해질 수 있다. 가열 튜브는 복사 섹션을 포함하는 히팅 박스(10) 내부에 위치된다. 히팅 박스(10)는 열에너지를 보존하기 위해 단열 내화재로 커버될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상은 복수의 반응기들(300) 및 히팅 박스(10), 유입 매니폴드(210), 유출 매니폴드(220), 유입구 및 유출구를 갖는 하나 이상의 가열 튜브(100)를 포함하는 하나 이상의 파이어 히터를 포함하는 탄화수소 탈수소화 장치로서, 상기 파이어 히터는 위에서 설명한 본 발명의 파이어 히터인 것을 특징으로 하는 탄화수소 탈수소화 장치에 관한 것이다.
도 3에 도시되어 있는 다른 예시적인 실시예에서, 탄화수소 탈수소화 장치의 적어도 일부는 적어도 하나의 히터 또는 노(미도시)와 하나 이상의 반응기(300)를 포함할 수 있다. 단지 하나의 반응기(300)만이 도시되어 있지만, 탄화수소 탈수소화 장치는 직렬형 반응기와 같은 다른 반응기들을 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 상기 반응기(300)의 하나의 예로는 탄화수소의 탈수소화 반응기를 예로 들 수 있는데, 이러한 반응기들은 직렬로 3단 이상의 다단으로 연결된 시스템으로 구성될 수 있다. 각각의 반응기에는 본 발명의 파이어 히터가 하나씩 연결되거나 2개의 파이어 히터가 2단으로 병렬로 연결될 듀얼 파이어 히터로 구성될 수 있다. 상기 반응기(300)의 피드 스트림 유입구 (310)는 반응기의 상단에 형성되고, 유출구(320)는 반응기의 하단에 형성될 수 있다. 이와 같이 구성되면 반응기의 유입구와 유출구가 동일 선상에 위치하지 않게 되어 반응기 상하간 유속 편차가 최소화될 수 있다.
바람직하게, 피드 스트림은 먼저 유입 매니폴드(210)를 통해 파이어 히터의 복사 섹션으로 들어간다. 상기 피드 스트림은 유입 매니폴드(210)를 통해 복사 섹션의 상부 또는 하부로 들어오고 ㄱ자형 가열 튜브(100)로 들어가거나 배출될 수 있다. 복사 섹션에서 가장 온도가 낮은 곳에서는 피드 스트림은 보다 저온인 가열 튜브의 상부 부분으로 진입하여 보다 고온인 하부 부분으로 유출될 수 있다. 한편, 온도가 복사 섹션에서 가장 뜨거운 곳은 반대로 피드 스트림은 가열 튜브의 하단 부분으로 진입하여 상단 부분으로 유출될 수 있다.
본 발명의 탄화수소 탈수소화 장치에서 저온의 피드 스트림은 하부의 유입 매니폴드(210)를 지나서 ㄱ자형 가열튜브(100)에서 가열된 후 상부의 유출 매니폴드(220)를 지난 후에 다음 단의 반응기의 상단 유입구로 들어가서 촉매층을 거쳐 반응기 하단의 유출구로 배출된다. 이와 같이 본 발명에서는 반응기와 파이어 히터 사이의 연결 거리를 최소화할 수 있다.
본 발명의 ㄱ자형 가열 튜브를 포함하는 파이어 히터와 기존의 U자형 가열 튜브를 포함하는 파이어 히터를 이용해서 동일한 조건에서 프로판 탈수소 반응을 진행할 경우에, 본 발명의 가열 튜브를 이용하는 경우에는 연결부 크래킹은 0.10%가 되고, 반응기 총수율은 36.5%가 되며, 파이어 히터 크래킹은 0.5%가 되었으나, U자형 가열 튜브를 포함하는 파이어 히터를 이용한 경우에는 연결부 크래킹은 0.20%가 되고, 반응기 총수율은 34%가 되며, 파이어 히터 크래킹은 0.7%로 나타났다. 이와 같이 본 발명의 파이어 히터를 포함하는 탈수소 반응화 장치는 크래킹을 최소화하고 수율을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 파이어 히터는 탄화수소 스트림의 개질, 액체의 열분해, 또는 에탄, 프로판, 나프타 등의 기상 방향족 및/또는 지방족 탄화수소 공급원료의 열분해, 또는 에틸렌, 및 아세틸렌, 프로필렌, 부타디엔 등의 생성물에 의해 다른 물질을 생성하기 위한 가스 오일의 열분해에 사용할 수 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 본 기술분야의 숙련된 당업자들은 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 히팅 박스
210: 입구 매니폴드 220: 출구 매니폴드
100: 가열튜브
110: 수평부
120: 절곡부
130: 수직부
300: 탈수소화 반응기

Claims (13)

  1. 유입 매니폴드, 유출 매니폴드 및 상기 유입 매니폴드와 상기 유출 매니폴드 사이에 형성되는 하나 이상의 가열튜브를 포함하고, 상기 가열튜브는 상기 유입 매니폴드에 연결되는 수평부, 상기 유출 매니폴드에 연결되고, 상기 수평부로부터 수직 방향 하방으로 절곡 형성되는 수직부 및 상기 수평부와 상기 수직부를 연결하는 절곡부를 포함하며, 상기 유입 매니폴드와 상기 유출 매니폴드는 수직 방향으로 서로 대향하여 형성되는 것을 특징으로 하는 가열 튜브 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 절곡부는 약 60°내지 120° 각도로 절곡되는 부분인 것을 특징으로 하는 가열 튜브 모듈.
  3. 제1항에 있어서, 상기 수평부의 길이(l1)와 수직부의 길이(l2)는 서로 같거나 상이한 것을 특징으로 하는 가열 튜브 모듈.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유출 매니폴드는 상단에 형성되고, 상기 유입 매니폴드는 상기 유출 매니폴드와 대향하여 하단에 형성되어, 피드 스트림이 하단의 유입 매니폴드로 유입되어, 상단의 유출 매니폴드로 배출되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가열 튜브 모듈.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유출 매니폴드는 하단에 형성되고, 상기 유입 매니폴드는 상기 유출 매니폴드와 대향하여 상단에 형성되어, 피드 스트림이 상단의 유입 매니폴드로 유입되어, 하단의 유출 매니폴드로 배출되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가열 튜브 모듈.
  6. 히팅 박스 내부에 설치된 하나 이상의 버너, 유입 매니폴드, 유출 매니폴드, 상기 유입 매니폴드와 유체 연통되는 유입구를 갖고, 상기 유출 매니폴드와 유체 연통되는 유출구를 갖는 하나 이상의 가열 튜브를 포함하고, 상기 가열 튜브는 상기 유입 매니폴드에 연결되는 수평부, 상기 유출 매니폴드에 연결되고, 상기 수평부로부터 수직 방향 하방으로 절곡 형성되는 수직부 및 상기 수평부와 상기 수직부를 연결하는 절곡부를 포함하며, 상기 유입 매니폴드와 상기 유출 매니폴드는 수직 방향으로 서로 대향하여 형성되는 것임을 특징으로 하는 파이어 히터.
  7. 제6항에 있어서, 상기 절곡부는 약 60°내지 120°각도로 절곡되는 부분인 것을 특징으로 하는 파이어 히터.
  8. 제6항에 있어서, 상기 수평부의 길이(l1)와 수직부의 길이(l2)는 서로 같거나 상이한 것을 특징으로 하는 파이어 히터.
  9. 제6항에 있어서, 상기 유출 매니폴드는 상단에 형성되고, 상기 유입 매니폴드는 상기 유출 매니폴드와 대향하여 하단에 형성되어, 피드 스트림이 하단으로 유입되어, 상단으로 배출되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 파이어 히터.
  10. 제6항에 있어서, 상기 유출 매니폴드는 하단에 형성되고, 상기 유입 매니폴드는 상기 유출 매니폴드와 대향하여 상단에 형성되어, 피드 스트림이 상단으로 유입되어, 하단으로 배출되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 파이어 히터.
  11. 복수의 반응기들 및 히팅 박스, 유입 매니폴드, 유출 매니폴드, 유입구 및 유출구를 갖는 하나 이상의 가열 튜브를 포함하는 하나 이상의 파이어 히터를 포함하는 탄화수소 탈수소화 장치로서, 상기 파이어 히터는 제6항 내지 제10항 중 어느 하나의 항의 파이어 히터인 것을 특징으로 하는 탄화수소 탈수소화 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 가열 튜브는 하나의 반응기 당 2대의 파이어 히터가 병렬로 연결되는 듀얼 파이어 히터로 구성되는 것을 특징으로 하는 탄화수소 탈수소화 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 반응기의 피드 스트림 유입구는 반응기의 상단에 형성되고, 유출구는 반응기의 하단에 형성되는 것을 특징으로 하는 탄화수소 탈수소화 장치.

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