CN112912702A - 乙烯生成分解炉的辐射部线圈外表面温度的推定方法及推定装置、以及乙烯制造装置 - Google Patents
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Abstract
该辐射部线圈外表面温度的推定装置设置于乙烯生成分解炉(1)，该乙烯生成分解炉(1)具有对作为原料的烃及水蒸汽进行预热的对流部线圈(8A)、对预热了的所述烃及水蒸汽进行热分解的辐射部线圈(8B)及收容它们的箱体(2)，所述推定装置包括：对辐射部线圈(8B)的被拍摄区域(60)进行拍摄的拍摄相机(20)；和通过对来自拍摄相机(20)的输出信号进行处理来推定辐射部线圈(8B)的外表面温度的图像解析装置(22)。
Description
技术领域
本发明涉及推定乙烯生成分解炉的辐射部线圈外表面的温度的方法及装置、以及包括所述装置的乙烯制造装置。
本申请基于在2018年11月2日在日本提出申请的特愿2018-207772号而主张优先权，并将其内容援引于此。
背景技术
这种乙烯生成分解炉向多个线圈供给包含石脑油等烃的原料和水蒸汽，在对流部预热混合流体之后，在辐射部将石脑油等以750～900℃进行热分解，由此生产出乙烯、丙烯等烯烃作为主生成物。
线圈通常是直径20mm～180mm×长度10m～100m左右的耐热合金制的管，但是随着乙烯生成分解炉的运转时间的变长，焦炭作为副生成物逐渐堆积于该线圈的内面。乙烯生成分解炉为了确保烯烃的收获率为设定值而以调整线圈的出口温度的方式进行控制。因此，当焦炭蓄积于线圈的内面时，成为焦炭层而阻碍通过管壁的导热，相应地线圈的外表面温度逐渐升高。需要在线圈的外表面温度达到耐热合金的设计温度之前，停止乙烯生成分解炉，进行除焦从而燃烧去除附着于线圈的焦炭。
以往，如专利文献1记载那样，为了判定除焦时期，将设置于乙烯生成分解炉的观察窗打开，由人工利用高温计(感知热放射的非接触温度计)定期地测定线圈的外表面温度。采用的是若所测定的外表面温度在一定程度接近耐热合金的设计温度，则停止作为原料的烃的供给，进行线圈的除焦的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平7-268356号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在这种乙烯生成分解炉中，由于分解反应的摇晃等，焦炭有时在不特定的线圈的不特定部位相对厚地开始附着，而不是在全部的线圈的内部均等地堆积焦炭。于是，在该部位温度局部性地上升，焦炭堆积进一步进展而产生相对高温的区域(热点)。
然而，在专利文献1那样的基于高温计的温度测定方法中，温度测定区域大致缩减为一点，因此即使温度相对高的部位在温度测定区域外局部性地产生，也难以将其温度反映到测定结果中，存在容易漏掉局部性的加热这样的问题。
用于解决课题的方案
[1]本发明的乙烯生成分解炉的辐射部线圈外表面温度的推定方法中，所述乙烯生成分解炉具有：对作为原料的烃及水蒸汽进行预热的对流部线圈；对预热了的所述烃及水蒸汽进行热分解的辐射部线圈；和***述对流部线圈和所述辐射部线圈的箱体，所述乙烯生成分解炉的辐射部线圈外表面温度的推定方法包括：利用拍摄相机对所述辐射部线圈的被拍摄区域进行拍摄的工序；和通过利用图像解析装置对来自所述拍摄相机的输出信号进行处理来推定所述辐射部线圈的外表面温度的工序。
[2]在所述[1]的方法中，基于所述拍摄相机的所述被拍摄区域可以是跨所述辐射部线圈中的多个辐射部线圈的区域。
[3]在所述[1]或[2]的方法中，所述图像解析装置可以推定所述被拍摄区域内的最高温度。
[4]在所述[1]～[3]中，所述图像解析装置可以通过处理来自所述拍摄相机的所述输出信号，从而在所述被拍摄区域内识别热点，并算出所述热点处的热点温度。在该情况下，所述拍摄相机在比较宽的所述被拍摄区域内寻找热点，并能够推定该热点温度，因此漏掉在热点处进展着的焦炭堆积的可能性小，能够防止辐射部线圈的外表面温度局部性地超过设计温度的问题。
[5]在所述[1]～[4]中，将利用所述图像解析装置推定的任意的位置处的辐射部线圈外表面温度与所述任意的位置信息一起通过显示装置显示。在以往的基于高温计进行的温度测定方法中，难以准确地掌握热点在辐射部线圈的哪个位置产生，但是根据所述方法，能够在视觉上确认在辐射部线圈的哪个位置产生热点，并且通过收集热点的出现位置、出现频度的信息得知倾向，因此能够有效地用作除焦时期、检修的判断信息。
[6]本发明的乙烯生成分解炉的辐射部线圈外表面温度的推定装置设置于乙烯生成分解炉，该乙烯生成分解炉具有对作为原料的烃及水蒸汽进行预热的对流部线圈、进行预热后的所述烃及水蒸汽的热分解的辐射部线圈及***述对流部线圈和所述辐射部线圈的箱体，所述推定装置包括对所述辐射部线圈的被拍摄区域进行拍摄的拍摄相机和通过对来自所述拍摄相机的输出信号进行处理来推定所述辐射部线圈的外表面温度的图像解析装置。
[7]在所述[6]的装置中，基于所述拍摄相机的所述被拍摄区域可以是跨所述辐射部线圈中的多个辐射部线圈的区域。
[8]在所述[6]或[7]的装置中，所述图像解析装置可以具有推定所述被拍摄区域内的最高温度的最高温度推定部。
[9]在所述[8]的装置中，所述图像解析装置可以包括：热点识别部，通过对来自所述拍摄相机的所述输出信号进行处理而在所述被拍摄区域内识别热点；和热点温度算出部，算出所述热点处的热点温度。在该情况下，所述热点识别部在比较宽的所述被拍摄区域内寻找热点，热点温度算出部算出该热点温度，因此漏掉在热点处进展着的焦炭堆积的可能性小，能够防止辐射部线圈的外表面温度局部性地超过设计温度的问题。
[10]在所述[7]～[9]中，将利用所述图像解析装置推定的任意的位置处的辐射部线圈外表面温度与所述任意的位置信息一起通过显示装置显示。在该情况下，能够在视觉上确认在辐射部线圈的哪个位置产生热点，并且可知热点的出现位置、出现频度的倾向，因此能够有效地用作除焦时期、检修的判断信息。
[11]本发明的乙烯制造装置具有乙烯生成分解炉，所述乙烯生成分解炉包括：对作为原料的烃及水蒸汽进行预热的对流部线圈；对预热了的所述烃及水蒸汽的热分解的辐射部线圈；和***述对流部线圈和所述辐射部线圈的箱体，所述乙烯制造装置还具有所述[6]～[10]中的任一项所记载的乙烯生成分解炉的辐射部线圈外表面温度的推定装置。
发明效果
根据本发明的乙烯生成分解炉的辐射部线圈外表面温度推定方法及装置，利用拍摄相机拍摄辐射部线圈的被拍摄区域，并利用图像解析装置对来自所述拍摄相机的输出信号进行处理，由此能够推定与所述被拍摄区域对应的辐射部线圈的外表面温度，且即使在所述被拍摄区域存在温度相对高的部位，也能够推定反映了该部分的温度的辐射部线圈的外表面温度。
本发明的乙烯制造装置具有所述乙烯生成分解炉的辐射部线圈外表面温度的推定装置，因此即使在被拍摄区域存在温度相对高的部位，也能够推定反映了该部分的温度的辐射部线圈的外表面温度，能够在适当的时期进行除焦，因此能够提高乙烯的制造效率。
附图说明
图1是示出包括本发明的一实施方式的乙烯生成分解炉的辐射部线圈外表面温度的推定装置的乙烯的制造装置的概略图。
图2是示出该实施方式的拍摄相机的侧视图。
图3是示出通过该实施方式检测到辐射部线圈的热点的状态的主视图。
图4是示出本发明的另一实施方式的拍摄相机的侧视图。
图5是示出通过另一实施方式检测到辐射部线圈的热点的状态的主视图。
具体实施方式
以下，详细说明本发明的实施方式。图1是本实施方式的乙烯制造装置的示意图，该乙烯制造装置具有：对石脑油等烃原料进行热分解生成乙烯等的乙烯生成分解炉1；和该乙烯生成分解炉1的辐射部线圈外表面温度的推定装置3。乙烯生成分解炉1包括未图示的控制装置，并通过该控制装置可控制运转条件的各种参数。
[乙烯生成分解炉]
乙烯生成分解炉1具有：线圈8，被供给有作为原料的烃及水蒸汽；对流部4，预热线圈8内的混合流体；辐射部6，通过辐射热加热线圈8且对所述原料进行热分解；和收容线圈8、对流部4和辐射部6的箱体2。辐射部6的上端的一部分与对流部4的下端部的一部分通过连通部5连通，辐射部6内的燃烧热通过连通部5向对流部4流入。由此，对流部4被设计为适合于对线圈8内的原料进行预热的相对低温的内部温度，辐射部6被设计为适合于对线圈8内的原料进行热分解的相对高温的内部温度。
[线圈]
线圈8设置多个，并通过对流部4、连通部5的外侧及辐射部6地连续配置。更详细而言，将多个(例如四根)线圈8从对流部4的上部***，这些多个对流部线圈8A(在图1中仅图示一根)在对流部4内曲折并到达下方。在对流部线圈8A的中途连接有水蒸汽导入管10，通过水蒸汽导入管10，从未图示的水蒸汽供给源向对流部线圈8A导入高温的稀释用水蒸汽。作为原料的烃与水蒸汽的混合流体在通过对流部线圈8A的期间被加热。
在对流部线圈8A的下游端连接有多个辐射部线圈8B，辐射部线圈8B在辐射部6内上下曲折且连接于导出管12，导出管12从辐射部6的上部向外延伸。在对流部4预热了的混合流体在辐射部线圈8B内随着向下游流动而温度升高，原料烃被热分解，从而生成乙烯等。虽然没有限定，但是辐射部线圈8B的直径例如为20mm～180mm左右，长度例如为10m～100m左右。
辐射部线圈8B优选由耐热性优异的镍铬合金等耐热性合金形成。乙烯生成分解炉1中的设计温度根据线圈的材质而不同，虽没有限定但例如为1040℃～1120℃左右。
在辐射部6的下部设置有燃烧喷嘴14，燃料及空气从设置于燃烧喷嘴14的多个喷嘴孔16向上喷出且伴随火焰燃烧，通过该燃烧热加热辐射部线圈8B。由此，混合流体在到达辐射部线圈8B的出口之前，虽没有限定但例如被加热至750℃～900℃。
当在辐射部线圈8B的内表面蓄积焦炭时，焦炭堆积层的热阻进一步增加。由于进行将辐射部线圈8B的出口处的气体温度保持为恒定的控制，因此辐射部线圈8B的外表面温度进一步升高。因此，在焦炭堆积的情况下，必须以避免辐射部线圈8B的外表面温度超过设计温度的方式进行管理。在焦炭堆积且辐射部线圈8B的外表面温度达到设计温度的情况下，辐射部线圈8B的强度及寿命可能会下降，因此需要停止基于乙烯生成分解炉1进行的乙烯制造并进行除焦。除焦是通过向线圈8内输送空气及水蒸汽并加热，燃烧去除焦炭而进行的。
导出管12还连接于未图示的冷却器，从导出管12导出的高温的分解生成物被骤冷至300℃～650℃左右，避免过度的分解生成。这样得到的分解生成物经由多级的蒸馏塔，按沸点而被分馏成不同的成分，从而得到以乙烯为首的多个种类的制品。
[拍摄相机]
在辐射部6中的箱体2的壁面，在与辐射部线圈8B的各部相对的多个部位设有观察窗18，在窥视各个观察窗18的位置设有拍摄相机20。拍摄相机20的个数及位置没有限定，对应于任一个观察窗18可以仅设置一台，也可以比图示的例子(五台)多。观察窗18可以利用原本乙烯生成分解炉1所配备的观察窗，也可以是为了本装置而新设的。
拍摄相机20的种类没有特别限定，例如可以使用单色摄像机、彩色摄像机、双传感器相机等。在为单色摄像机的情况下，输出单一波长下的各受光像素的亮度。在为彩色摄像机的情况下，输出例如RGB的各波长下的各受光像素的亮度。在为双传感器相机的情况下，输出波长A和波长B下的各受光像素的亮度。
图2是示出观察窗18及拍摄相机20的一例的侧视图。拍摄相机20具有相机主体46和透镜48，并经由云台53被支承于支承台54上，相机主体46包括进行亮度计测的拍摄传感器，透镜48用于向拍摄传感器成像。云台53具有水平回转单元50和垂直回转单元52，通过调整各单元50、52来调整朝向，使得能够透过观察窗18拍摄作为目标的辐射部线圈8B的被拍摄区域。
图3示出基于拍摄相机20形成的被拍摄区域60的一例。在本例中，被拍摄区域60为矩形形状，但是没有限定为该形状，如果需要，也可以为圆形、椭圆形等其他的形状。期望在被拍摄区域60包含多个辐射部线圈8B的一部分。如果被拍摄区域60宽，则其中包含热点62的可能性增加。即使是在被拍摄区域60之中不包含热点的情况下，只要在被拍摄区域60之中包含一部分温度相对高的区域，也能够推定反映了该高温域的温度的温度。
虽然未必受到限定，但是更优选如图1所示，基于各拍摄相机20进行的被拍摄区域60将位于辐射部6内的辐射部线圈8B的特别是焦炭容易堆积且温度容易升高的下游侧区域(从图的下方向上方流动的区域)的整个区域无间隙地覆盖。在该情况下，无论在下游侧区域的哪个位置产生热点都能够检知其发生。
如图2所示，该实施方式的观察窗18具有：透过窗44，闭塞设置于炉壁的开口部的、由透明的耐热材料构成；开闭器40，在未进行拍摄(温度计测)时覆盖透过窗44的外表面；执行器42，使开闭器40开闭。执行器42通过未图示的控制***的计算机内的程序，仅在拍摄相机20每隔一定间隔进行拍摄时打开开闭器40。在未拍摄时，关闭开闭器40，从而避免乙烯生成分解炉1的热效率下降。开闭器40并非必须的，根据情况的不同也可以不需要而能够进行基于拍摄相机20的连续拍摄，还可以借助人工仅在需要拍摄时进行开闭。
拍摄相机20分别连接于图像解析装置22，该图像解析装置22用于解析拍摄相机20所输出的信号并输出温度信号，图像解析装置22连接于未图示的计算机。图像解析装置22接收来自拍摄相机20的图像输出，并对来自辐射部线圈8B的外表面的各点的亮度进行解析，由此来求出拍摄相机20的视野范围之中的任意的位置处的温度或最高温度。
在计算机连接有液晶显示器等各种显示装置(图示省略)，图像解析装置22例如图3所示那样通过该显示装置显示拍摄相机20所拍摄到的图像和在该图像内的热点62的产生位置。所述图像可以是拍摄相机20所拍摄到的图像本身，也可以是能够识别为将拍摄到的图像进行示意性地加工后的温度分布的图像。由此，能够在视觉上确认在辐射部线圈8B的哪个位置产生热点，并且通过收集热点的出现位置、出现频度的信息得知倾向，因此能够有效用作除焦时期、检修的判断信息。
图像解析装置22接受来自拍摄相机20的图像信号，并连续输出各时刻下的在视野61内示出最高的温度的信号。计算机(图示省略)连续地接收来自图像解析装置22的最高温度，在拍摄相机20的扫描完成之后，将在该扫描过程中根据亮度推定的最高的温度存储为该拍摄相机20所测定的最高温度。由此，能够高精度地检测成为辐射部线圈外表面的最高温度的位置，因此能够进行更高精度的除焦时期预测。
另外，不是如所述那样仅接收最高温度而是还可以具有以下功能：即，将任意的位置处的温度信息与位置信息一起接收，例如输出多个辐射部线圈外表面的温度分布图。
作为基于图像解析装置22进行的温度推定方法，可以为以下那样的方法，但是在本发明中没有限定。
(1)使用单色摄像机，测定单一波长下的辐射部线圈8B的外表面的亮度，根据预先求出的亮度和辐射部线圈8B的外表面温度的检量线，来推定外表面温度。在该情况下，当测定条件变化时，推定温度受到影响，但是在本实施方式中将拍摄相机20固定，因此测定条件的变化小，且即使是使用单色摄像机的简单的结构，也能够推定比较准确的外表面温度。所述单一波长没有限定，可以为1000℃～1300℃的黑体放射波长，例如为1～3μm。
(2)使用彩色摄像机、双传感器相机等，求出第一波长与第二波长的亮度之比，根据预先求出的第一波长与第二波长的亮度之比和外表面温度的检量线，来推定外表面温度。在该情况下，即使拍摄相机20的位置、观察窗18的状态等测定条件变化，通过利用第一波长A与第二波长B的亮度之比，可抵消因测定条件的变化引起的亮度的变化，从而能得到推定温度难以受到影响的优点。第一波长和第二波长没有不受限定，可以为1000℃～1300℃的黑体放射波长，例如为1～3μm。
(3)此外，也可以是使用三个以上的频率之比，作为检量线进行推定等方法，或者使用彩色摄像机并根据亮度和波长的光谱来推定外表面温度等方法。
[其他的实施方式]
在图2的例子中，拍摄相机20通过云台53被固定，且其被拍摄区域60始终恒定，但是在图4所示的另一实施方式中，在拍摄过程中能够使拍摄相机20水平及垂直转动，并对图5所示的视野61进行扫描。如果是对视野61进行扫描的结构，则能够拍摄比各个拍摄相机20的视野61宽的范围，因此提高热点62的检测概率，能够进行更高精度的除焦时期预测。
在该例中，具有：水平驱动单元70，通过执行器使相机主体46在一定角度范围内水平地回转；和垂直驱动单元72，通过执行器使相机主体46在一定角度范围内垂直地回转，而垂直驱动单元72的底部固定于在观察窗18前设置的支承台54。也可以是仅设置水平驱动单元70及垂直驱动单元72的任一者的结构。
水平驱动单元70的执行器及垂直驱动单元72的执行器分别由未图示的控制***的计算机的程序进行控制。该程序在进行拍摄时，驱动执行器42打开开闭器40，开始基于拍摄相机20进行的拍摄，进而对水平驱动单元70及垂直驱动单元72进行驱动，遍及通过透过窗44能看见辐射部内8B的范围的大致整个区域，使拍摄相机20的视野61左右往复且上下移动地扫描。由此，即使拍摄相机20的视野61狭小，也能如图3所示，使拍摄相机20的视野61遍及从透过窗44能看见的被拍摄区域60的大致整个区域地扫描，从而对辐射部线圈8B的外表面进行拍摄。在计测结束后使拍摄相机20返回初期位置，并关闭开闭器40。由此，即使仅在任一辐射部线圈8B的一部分产生了热点62的情况下，也能够推定热点62的温度。
图像解析装置22可以将拍摄相机20在扫描过程中拍摄到的图像在计算机内合成并生成一张图像，将该图像内的热点62的产生位置例如图5所示那样通过显示装置显示。对于所述图像而言，可以是将拍摄相机20所拍摄到的单独的图像单纯地接合而合成的图像，也可以是能够识别为将合成了的图像示意性地加工后的温度分布的图像。由此，在视觉上能够确认在辐射部线圈的大范围的图像之中在哪个位置产生热点，并且通过收集热点的出现位置、出现频度的信息得知倾向，能够有效用作除焦时期、检修的判断信息。
或者，图像解析装置22也可以将拍摄相机20在扫描过程中拍摄到的图像作为连续动态图像通过显示装置显示，并将热点62的产生位置与该动态图像重叠地显示。即使是该显示形式，也能够在视觉上确认在辐射部线圈的大范围的图像之中在哪个位置产生热点，并通过收集热点的出现位置、出现频度的信息得知倾向，能够有效用作除焦时期、检修的判断信息。
以上，说明了本发明的实施方式，但是本发明并未限定为所述实施方式，在后述的权利要求中可存在各种变形例。
工业方面的可利用性
根据本发明的乙烯生成分解炉的辐射部线圈外表面温度推定方法及装置，不依赖作业员就能够高精度地预测除焦时期，在适当的时期进行除焦，并能够提高乙烯的制造效率。因此，本发明能够进行工业方面的利用。
附图标记说明
1：乙烯生成分解炉，2：箱体，3：辐射部线圈外表面温度推定装置，4：对流部，5：连通部，6：辐射部，8：线圈，8A：对流部线圈，8B：辐射部线圈，10：水蒸汽导入管，12：导出管，14：燃烧喷嘴，16：喷嘴孔，18：观察窗，20：拍摄相机，22：图像解析装置，40：开闭器，42：执行器，44：透过窗，46：相机主体，48：透镜，50：水平回转单元，52：垂直回转单元，53：云台，54：支承台，60：被拍摄区域，61：相机视野，62：热点，70：水平驱动单元，72：垂直驱动单元。
Claims (11)
1.一种乙烯生成分解炉的辐射部线圈外表面温度的推定方法，所述乙烯生成分解炉具有：对作为原料的烃及水蒸汽进行预热的对流部线圈；对预热了的所述烃及水蒸汽进行热分解的辐射部线圈；和***述对流部线圈和所述辐射部线圈的箱体，
所述乙烯生成分解炉的辐射部线圈外表面温度的推定方法的特征在于，包括：
利用拍摄相机对所述辐射部线圈的被拍摄区域进行拍摄的工序；和通过利用图像解析装置对来自所述拍摄相机的输出信号进行处理来推定被拍摄到的所述辐射部线圈的外表面温度的工序。
2.根据权利要求1所述的乙烯生成分解炉的辐射部线圈外表面温度的推定方法，其特征在于，
基于所述拍摄相机的所述被拍摄区域是跨所述辐射部线圈中的多个辐射部线圈的区域。
3.根据权利要求1或2所述的乙烯生成分解炉的辐射部线圈外表面温度的推定方法，其特征在于，
所述图像解析装置推定所述被拍摄区域内的最高温度。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的乙烯生成分解炉的辐射部线圈外表面温度的推定方法，其特征在于，
所述图像解析装置通过处理来自所述拍摄相机的所述输出信号，从而在所述被拍摄区域内识别热点，并算出所述热点处的热点温度。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的乙烯生成分解炉的辐射部线圈外表面温度的推定方法，其特征在于，
将利用所述图像解析装置推定的任意的位置处的辐射部线圈外表面温度与所述任意的位置信息一起通过显示装置显示。
6.一种乙烯生成分解炉的辐射部线圈外表面温度的推定装置，其特征在于，
所述乙烯生成分解炉的辐射部线圈外表面温度的推定装置设置于乙烯生成分解炉，该乙烯生成分解炉具有：对作为原料的烃及水蒸汽进行预热的对流部线圈；对预热了的所述烃及水蒸汽进行热分解的辐射部线圈；和***述对流部线圈和所述辐射部线圈的箱体，所述推定装置包括：对所述辐射部线圈的被拍摄区域进行拍摄的拍摄相机；和通过对来自所述拍摄相机的输出信号进行处理来推定所述辐射部线圈的外表面温度的图像解析装置，。
7.根据权利要求6所述的乙烯生成分解炉的辐射部线圈外表面温度的推定装置，其特征在于，
基于所述拍摄相机的所述被拍摄区域是跨所述辐射部线圈中的多个辐射部线圈的区域。
8.根据权利要求6或7所述的乙烯生成分解炉的辐射部线圈外表面温度的推定装置，其特征在于，
所述图像解析装置具有推定所述被拍摄区域内的最高温度的最高温度推定部。
9.根据权利要求6～8中任一项所述的乙烯生成分解炉的辐射部线圈外表面温度的推定装置，其特征在于，
所述图像解析装置包括：热点识别部，通过对来自所述拍摄相机的所述输出信号进行处理而在所述被拍摄区域内识别热点；和热点温度算出部，算出所述热点处的热点温度。
10.根据权利要求6～9中任一项所述的乙烯生成分解炉的辐射部线圈外表面温度的推定装置，其特征在于，
将利用所述图像解析装置推定的任意的位置处的辐射部线圈外表面温度与所述任意的位置信息一起通过显示装置显示。
11.一种乙烯制造装置，其特征在于，
所述乙烯制造装置具有乙烯生成分解炉，该乙烯生成分解炉包括：对作为原料的烃及水蒸汽进行预热的对流部线圈；对预热了的所述烃及水蒸汽进行热分解的辐射部线圈；和***述对流部线圈和所述辐射部线圈的箱体，
所述乙烯制造装置还具有权利要求6～10中任一项所述的乙烯生成分解炉的辐射部线圈外表面温度的推定装置。
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|---|---|---|---|---|
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| US11976549B2 (en) * | 2020-09-21 | 2024-05-07 | Saudi Arabian Oil Company | Monitoring temperatures of a process heater |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1259981A (zh) * | 1997-06-10 | 2000-07-12 | 埃克森化学专利公司 | 带有内部有翼片的u形辐射线圈的高温分解炉 |
| CN1503732A (zh) * | 2001-04-24 | 2004-06-09 | Abb拉默斯环球有限公司 | 热解加热器 |
| CN101679879A (zh) * | 2007-05-07 | 2010-03-24 | 鲁姆斯科技公司 | 乙烯炉辐射段炉管除焦方法 |
| CN107367331A (zh) * | 2017-07-26 | 2017-11-21 | 广东石油化工学院 | 一种乙烯裂解炉炉管温度的连续测量装置 |
| CN107990986A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-05-04 | 合肥金星机电科技发展有限公司 | 乙烯裂解炉温度场在线检测*** |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1033177A1 (ru) * | 1981-12-11 | 1983-08-07 | Уфимский Нефтяной Институт | Реактор |
| JP2762324B2 (ja) * | 1991-10-18 | 1998-06-04 | 東海カーボン株式会社 | 多管式熱交換器チューブの表面温度測定法とその装置 |
| JP3537862B2 (ja) * | 1994-03-30 | 2004-06-14 | 東洋エンジニアリング株式会社 | ナフサ分解炉スキン温度予測方法およびそれを用いたナフサ分解炉運転管理方法 |
| JPH1051758A (ja) * | 1996-08-02 | 1998-02-20 | Kitashiba Denki Kk | タンク内部点検装置 |
| JPH11263982A (ja) * | 1998-03-17 | 1999-09-28 | Yokogawa Electric Corp | スタートアップ／シャットダウンの運転制御装置 |
| CN1259981C (zh) | 2003-01-22 | 2006-06-21 | 长春泰尔茂医用器具有限公司 | 红细胞保存液红细胞洗涤方法 |
| JP2006518464A (ja) * | 2003-01-31 | 2006-08-10 | マイクロン インフラレッド インコーポレイテッド | 赤外線撮像装置 |
| US20070177650A1 (en) * | 2006-01-31 | 2007-08-02 | Diamond Power International, Inc. | Two-color flame imaging pyrometer |
| RU2374454C2 (ru) | 2007-07-17 | 2009-11-27 | Иван Иванович Пеньков | Устройство поршневой машины и способ выполнения ее рабочего объема для организации термодинамического цикла |
| JP5107116B2 (ja) | 2008-03-31 | 2012-12-26 | 大阪瓦斯株式会社 | 低温液化ガス貯留設備およびその製造方法 |
| CN101504249B (zh) * | 2009-02-18 | 2010-09-01 | 中国科学院金属研究所嘉兴工程中心 | 一种多功能真空-正压熔炼凝固设备 |
| RU91144U1 (ru) | 2009-10-09 | 2010-01-27 | Сергей Эрикович Белкин | Система горячего водоснабжения |
| CA2789642C (en) * | 2012-09-14 | 2020-06-09 | Nova Chemicals Corporation | Improved industrial furnace |
| WO2015084500A1 (en) | 2013-12-06 | 2015-06-11 | Exxonmobil Upstream Research Company | Method and device for separating hydrocarbons and contaminants with a heating mechanism to destabilize and/or prevent adhesion of solids |
| GB201620863D0 (en) | 2016-12-08 | 2017-01-25 | Land Instr Int Ltd | Control system for furnace |
| US10754359B2 (en) * | 2017-03-27 | 2020-08-25 | Uop Llc | Operating slide valves in petrochemical plants or refineries |
-
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-
2021
- 2021-04-21 US US17/302,018 patent/US12044642B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1259981A (zh) * | 1997-06-10 | 2000-07-12 | 埃克森化学专利公司 | 带有内部有翼片的u形辐射线圈的高温分解炉 |
| CN1503732A (zh) * | 2001-04-24 | 2004-06-09 | Abb拉默斯环球有限公司 | 热解加热器 |
| CN101679879A (zh) * | 2007-05-07 | 2010-03-24 | 鲁姆斯科技公司 | 乙烯炉辐射段炉管除焦方法 |
| CN107367331A (zh) * | 2017-07-26 | 2017-11-21 | 广东石油化工学院 | 一种乙烯裂解炉炉管温度的连续测量装置 |
| CN107990986A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-05-04 | 合肥金星机电科技发展有限公司 | 乙烯裂解炉温度场在线检测*** |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US12044642B2 (en) | 2024-07-23 |
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