TW503257B - Improved delayed coker unit furnace - Google Patents
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Description
503257 案號 87121342 Λ_3_ 曰 修正 五、發明說明（1) 發明背景 本發明係關於延遲煉焦，更特別的是關於與延遲煉焦結 合之煉焦爐之改良。 在延遲煉焦法中，石油殘留物在煉焦爐中加熱至煉焦溫 度，經加熱之殘留物再流到煉焦桶中，於此處分解成揮發 成份及延遲之焦炭。延遲煉焦法已使用數十年，主要係自 石油精製操作之低價值殘留物中製造有用產物之方法。 煉焦爐一般包含多層加熱管，其中之各層係包括一系列 藉由回彎曲肘裝置相連之直線段。在煉焦爐單元操作過程 中（其中之煉焦爐原料係加熱至9 0 0 °F或更高之溫度），爐 管之管内表面上因焦炭沉積而阻塞。當此阻塞製程進行 時，爐之效率下降，且漸需要更嚴苛之爐條件，以將進入 之原料加熱至煉焦溫度。結果造成此内爐管阻塞，需要週 期性的對内爐管除焦。 有許多方法可對内爐管除焦。在某些步驟中，爐在除焦 步驟之過程中無法使用。其他步驟中，僅自使用中移除一 部份之管層。在所有情況中，爐除焦製程過程中，製造會 暫停或減慢。 其一種除焦步驟（有時稱之為線上擊碎）中包含射出高速 蒸氣，且在充足之爐管溫度（如1 0 0 0 °F至1 3 0 0 °F之間）中循 環，造成管收縮及膨脹，使得累積之焦炭沉積物形成薄片 落下，沉積物再以蒸氣流自爐管吹除。此步驟可在一部份 之管層上進行，同時另一部份之管層維持生產。 另一除焦炭步驟包含在除焦之部分階段處伴隨蒸氣射入 空氣。因為在除焦之過程中，管仍然非常熱，空氣燃燒焦
O:\56\56458.ptc 第4頁 503257 案號 87121342 曰 修正 五、發明說明（2) 炭沉積物，使得焦炭形成碎片及燃燒二者結合。 上述除焦步驟（包含其改變）為煉焦工業中所習知者。 除焦之一般問題為以除焦法移除之焦炭顆粒會造成爐管 腐#，特別是在與爐管之直線段相鄰之回曲肘裝置處。 過去，腐蝕之問題已藉由許多方式排除，包含使用抗腐 姓之金屬組合物。使用非常厚壁之管，且在某些情況下添 加焊料覆蓋在管最容易腐蝕之段上。
Clark之美國專利第4, 389,439及4, 826, 401號中敘述改 良金屬表面腐蝕抗性之技術。此技術包含硼擴散步驟，以 改善金屬管之腐蝕抗性。
發明概要 依據本發明，爐管裝置之腐蝕抗性係藉由使裝置之内表 面進行擴散硬皮處理而提昇。所得之硬皮表面與未經處理 之表面比較，可提供裝置較長之壽命，增加安全性且改善 操作效率。 附圖之簡要敘述 圖1係一部份延遲煉焦爐單元之簡圖。 圖2係顯示一段煉焦爐管層之圖。 圖3係顯示管層除焦過程中物質流動之一段煉焦爐管層 之部分切除圖。
圖4係顯示裝置上腐蝕作用之回彎裝置之部份切除圖。 圖5係沿著圖2之直線5 - 5之回彎裝置剖面圖。 較佳具體例之敘述 本發明係針對一般示於圖1中之延遲煉焦爐裝置。如其 中所示，來自飼入管10的原料通過爐12，於此處加熱至煉
O:\56\56458.ptc 第5頁 503257 案號 87121342 年 月 曰 修正 五、發明說明（3) 焦溫度，再飼入兩個焦炭桶1 4之一中。 圖2及3顯示爐管層（其在煉焦爐中經常為二或四層）之部 分，各管層均包括許多直線段1 6，相鄰直線段之終端處以 回彎裝置1 8相連（如1 8 0 °肘裝置），但有時包括一對具有 短直線相連段（未顯示）之9 0 °肘裝置。 爐管層在高溫下進行加熱，原料需加熱至8 5 0 °F至9 00 °F，甚至更高。 爐管層一般係由可在高溫下使用之物質製成，如9 %之 鉻鋼。 煉焦運轉進行時，管層之内表面因管層内表面上之焦炭 沉積而逐漸阻塞。此阻塞會使爐效率降低至週期性（如每 數週或月，或在某些情況下為一或數年之後）之點，因此 爐管需π除焦π以恢復爐之效率。除焦製程導致焦炭顆粒破 碎或形成片狀落下，再以蒸氣流自爐帶走。 任一種除焦製程（其中之焦炭沉積物係自管表面移除） 中，會因為焦炭顆粒之高速流動造成腐蝕之問題，尤其是 在管層之回彎裝置中。此流動說明於圖3中，焦炭粒子於 此處撞擊回彎裝置1 8之内表面。圖4中，腐蝕區2 2係顯示 在造成減低厚度區之裝置18中，其可能會危及安全。如圖 4中所示之腐蝕裝置係自直線管段部分切除，且以將取代 裝置焊接在直線段上代替。 一般之爐管層在爐之輻射段中可能具有二十至二十五段 之直線段，其相鄰之直線段係以回彎裝置相連。由於焦炭 顆粒累積之增加，及由於向著出口處增加溫度及降低壓力 而增加流動速度，因此當流動漸向著管層之出口處時，腐
O:\56\56458.ptc 第6頁 503257 案號 87121342 _3. 曰 修正 五、發明說明（4) 蝕之問題變得更嚴重。雖然在所有管層回彎裝置中降低腐 蝕係有利，但主要之益處係藉由在管層之最後五或六個回 彎處具有抗腐蝕性得到。 上述之腐蝕問題在本發明中係藉由在裝置18之内表面上 藉由施以硬面處理，以增加裝置之腐蝕抗性解決。雖然可 用各種不同之硬面處理，較佳之方法包含將裝置之内表面 進行硼擴散硬面處理之步驟。
擴散硬面處理得到如圖5中所示之硬化表面層2 4，雖然 實際之層厚度一般係數千分之一英吋，遠低於圖5中所示 者。硬表面層2 4可能係藉由遮蓋外表面、以粉末狀硼化合 物充填内内部、且在還原氣體中加熱硼化合物、造成硼擴 散入裝置之表面製成。擴散硬面為已知之步驟，且在工業 中可立即使用。 使用具有擴散内硬面的回彎裝置以提供新的管層或替代 裝置，不僅可延長回彎裝置之壽命，亦會增加操作安全 性。 本發明之精髓係提供煉焦爐管層中回彎裝置内部之抗腐 钱表面，降低腐蚀及安全之操作。
O:\56\56458.ptc 第7頁 503257 案號 87121342 年 修正 圖式簡單說明 元件符號簡要說明 10 飼入管 12 爐 14 焦炭桶 16 管層之直線段 18 回彎裝置 2 2 腐姓區 24 硬化表面層
O:\56\56458.ptc 第8頁
Claims (1)
- 5fQ3251 U 案號 87121342 Λ_ 條正 修正 立」—車讀專刺範:圍 1 · 一種延遲煉焦爐，包括： —入π 至少一 及一出口 以可 擴散2. 個回 層 。 3. 置係 4. 其中 鄰直 層加熱管 或多個回彎裝 式連接該 在於：該 拆卸方 其特徵 硬面層 如申請 彎裝置 專利範圍 靠近延遲 ，其具有相鄰直線管； 置，其具有一内表面，該回彎裝置係 相鄰直線管； 一或多個回彎裝置之内表面包括一棚 第1項之延遲煉焦爐，其中該一或多 煉焦爐之出口 ，並包括一硼擴散硬面 如申請專利範圍第1項之延遲煉焦爐，其中該回彎裝 由9 %之鉻鋼所製成。 一種在一或多個回彎裝置煉焦過程中抗腐蝕之方法， 該回彎裝置係以可拆卸方式連接一延遲煉焦爐中之相 線管，該方法包括： 針對該一或多個回彎裝置之内表面提供一硼擴散硬面O:\56\56458.ptc 第9頁
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