JPH0299596A - オレフィン製造用熱分解炉およびそのデコーキング方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、デコーキングが容易なオレフィン製造用熱分
解炉とそのデコーキング方法に係り、特に、核熱分解炉
の原料予熱部のデコーキングが容易なオレフィン製造用
熱分解炉とそのデコーキング方法に関する。

〔従来の技術〕

炭化水素を熱分解して、エチレン、プロピレンに代表さ
れるオレフィン類を製造することは知られており、その
ような熱分解炉の例として米国特許第３，５８３，４７
６号があげられる。

第８図は、かかる従来のオレフィン製造用熱分解炉の概
略系統図である。この熱分解炉は、炉室１３と、該炉室
に続く煙道１４と、分解ガス急冷装置７とからなり、前
記煙道１４は、燃焼排ガスの流れと反対の方向に配置さ
れた、原料である炭化水素（以下、原料と略記する）を
予熱する原料予熱コイル２、希釈スチーム予熱コイル４
、および原料・希釈スチーム混合物過熱コイル５を有し
、前記炉室１３は、複数の燃焼装置８と、該燃焼装置に
近接して垂直方向に配設された外観がＵ字型の複数の反
応コイル６とを有し、該反応コイル６の一端は前記炭化
水素・希釈スチーム混合物過熱コイル５の出口に接続さ
れ、他の一端は分解ガス急冷装置７に接続されている。

第８図に示す従来の熱分解炉における通常の生産運転に
ついて説明する。原料は、原料流量制御弁１により所定
流量に調整され、原料予熱コイル２において予熱される
。希釈スチームは希釈スチーム流量制御弁３により原料
の性状、および流量に対して適正な流量に調整され、希
釈スチーム予熱コイル４内で予熱される。予熱された原
料と希釈スチームは合流して原料・希釈スチーム混合物
過熱コイル５に導かれ、さらに複数の燃焼装置８により
加熱される反応コイル６に導入され、熱分解反応が行な
われる。生成した分解ガスは、分解ガス急冷装置７によ
り急冷され、その後分離、精留が行なわれ、製品のオレ
フィンが得られる。

第９図は、上記従来の熱分解炉の生産運転時のフロー系
統を示す説明図であって、代表的な操作温度を併記した
ものである。

このような従来の炭化水素の熱分解炉においては、前述
の生産運転を続けると、各部のコイル内面にコークスが
付着するコーキング現象が起きる。

特に、反応コイルにおいてはこのコーキング現象が著し
いため、通常３０〜９０日ごとに付着したコークスを除
去するデコーキング運転を行なうのが一般的である。

デコーキング運転について説明すれば、第１０図は、従
来の熱分解炉のデコーキング運転時のフロー系統を示す
説明図であり、代表的な操作温度を併記したものである
。デコーキング運転においては、生産運転における原料
に代わってデコーキング用空気が導入される。該デコー
キング用空気は、デコーキング用空気制御弁９により所
定流量に調節され、原料予熱コイル２により加熱された
のち、希釈スチーム予熱コイル４により加熱された希釈
スチームと合流して、炭化水素・希釈スチーム混合物過
熱コイル５を経て反応コイル６に導入される。

この高温に加熱されたデコーキング用空気と希釈スチー
ムの混合物により、コイル内面に付着したコークスは、
燃焼または水性ガス反応を起こし、一部は高い流速によ
る剥離作用により取り除がれる。

従来の熱分解炉においては、燃焼装置を備えた反応コイ
ルのデコーキングは、充分高い温度で実施できるように
配慮はされていたが、第１０図に示したデコーキング運
転時における代表的操作温度からも明らかなように、予
熱部（予熱コイル２．４）におけるコーキングの進行に
よるコークス付着が著しく、原料と希釈スチームとの合
流点、および原料・希釈スチーム混合物過熱コイル付近
の温度も比較的低く、その部分に付着したコークスの除
去に対する配慮はなされておらず、特に予熱コイル２．
４が閉塞されるような場合には分解炉の運転を停止し、
該当部を切断した上、機械的にコークスを取り除く等の
方法によらざるを得ず、また予熱コイルに生成したコー
クスによる反応コイル、分解ガス急冷設備の閉塞を起こ
す等の課題があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、前記従来技術の課題を解決し、コーキ
ングが著しく、かつ従来技術ではデコーキング運転によ
る除去が困難な、特に原料と希釈スチームとの合流点、
および原料・希釈スチーム混合物過熱コイル入口部のデ
コーキング運転が容易なオレフィン製造用熱分解炉およ
びそのデコーキング方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕 上記目的は、原料予熱コイルと、希釈スチーム予熱コイ
ルと、原料・希釈スチーム混合物過熱コイルとを有し、
該過熱コイルを出た混合物を分解温度以上に加熱して反
応させる反応コイルとを有し、該反応コイルの一端は、
前記原料・希釈スチーム混合物過熱コイルの出口に接続
され、他の一端は分解ガス急冷装置に接続されているオ
レフィン製造用熱分解炉において、前記原料予熱コイル
出口と前記希釈スチーム予熱コイル入口を接続する原料
バイパス配管と、希釈スチーム導入口と前記原料・希釈
スチーム混合物過熱コイルを接続する希釈スチームバイ
パス配管とを設け、生産運転時とデコーキング運転時の
流通径路を選択可能としたことを特徴とするオレフィン
製造用熱分解炉により達成できる。

本発明の他の目的は、上記装置のデコーキング運転に際
して、デコーキング用空気を原料予熱コイルと希釈スチ
ーム予熱コイルを直列に通過させることにより加熱する
とともに希釈スチームを原料・希釈スチーム混合物過熱
コイルの中間部に送入することを特徴とするオレフィン
製造用熱分解炉のデコーキング方法によって達成される
。

〔作用〕

本発明は、原料予熱コイル出口と希釈スチーム予熱コイ
ル入口を接続する原料バイパス配管と、希釈スチーム導
入口と原料・希釈スチーム混合物過熱コイルを接続する
希釈スチームバイパス配管を設け、生産運転時とデコー
キング運転時の流通径路を選択可能に構成したので、生
産運転、デコーキング運転、それぞれの場合に好適なフ
ロー系統と運転条件を選択することができる。

生産運転時におい−Ｃ１原料は原料予熱コイルにより所
定温度まで予熱される、希釈スチームは希釈スチーム予
熱コイルにより所定温度まで予熱されたのち、前記原料
と合流して原料・希釈スチーム混合物過熱コイルを経て
反応コイルに送入される。

デコーキング運転時において、デコーキング用空気は原
料予熱コイルにより予熱されたのち、さらに希釈スチー
ム予熱コイルにより加熱され、コークスの燃焼に必要な
５００〜５５０℃となる。

第４図は、コークスの燃焼試験の一例を示す図であるが
、この試験に供されたコークスは、実際のオレフィン製
造用熱分解炉から採取され、試験は空気雰囲気で行なわ
れた。第４図から、前記コークスの燃焼は約３００℃の
雰囲気温度で開始するが充分ではなく、完全に燃焼する
には約５００〜５５０℃の雰囲気温度が必要なことがわ
かる。

また、本発明において、希釈スチームは希釈スチーム予
熱コイルを通過せず、デコーキング用空気がコークスの
燃焼に充分な温度まで加熱され、コークスを燃焼させた
のち原料・希釈スチーム混合物過熱コイルの中間部へ送
入されるので、デコーキング用空気と希釈スチームの混
合物の温度を下げることはない。

なお、本発明の熱分解炉は、通常の生産運転時は従来の
技術と変わることのない操作温度で運転できるので、生
産運転に対して支障はない。

以下、図面により本発明の詳細な説明する。

〔実施例〕

第１図は、本発明の一実施例を示すオレフィン製造用熱
分解炉の概略系統図である。第８図に示す従来の熱分解
炉と異なるのは、原料予熱コイル２の出口と希釈スチー
ム予熱コイル４の入口を接続する原料バイパス配管１１
と、希釈スチーム入口と原料・希釈スチーム混合物過熱
コイル５Ａ、５Ｂの中間部を接続する希釈スチームバイ
パス配管１０を設けたことである。

第２図は、第１図に示す本発明の実施例における生産運
転時のフロー系統を示す説明図である。

生産運転時は、原料バイパス配管１１と希釈スチームバ
イパス配管１０は閉止されているので、第９図に示す従
来技術とフロー系統、操作温度とも変わるところはない
。その結果、原料が蒸発する希釈スチームと原料の合流
部、および原料・希釈スチーム混合物過熱コイル入口部
５Ａには著しいコーキング現象が起きる。

第３図は、本発明の実施例のデコーキング運転時のフロ
ー系統を示す説明図である。デコーキング用空気は、原
料予熱コイル２において２５０〜３５０℃に加熱され、
原料バイパス配管１１を通って希釈スチーム予熱コイル
４でさらに加熱されたのち、原料・希釈スチーム混合物
過熱コイル入口部５Ａ、次いで同出口部５Ｂに導かれる
。

一方希釈スチームは、希釈スチームバイパス配管１０を
通り、希釈スチーム予熱コイル４を通過せずに原料・希
釈スチーム混合物過熱コイル５Ａ、５Ｂの中間部に供給
されるので、コーキングの著しい原料と希釈スチームの
合流点、および原料・希釈スチーム混合物過熱コイル入
口部５Ａの温度を、コークスが燃焼するのに充分な５０
０〜５５０℃に上げることができる。したがって、運転
を停止することなく、デコーキング運転によりコークス
を除去し、引き続いて安定した生産運転に移行すること
ができる。

第５図および第６図は、本発明の他の実施例の生産運転
時のフロー系統の説明図、第７図は、そのデコーキング
運転時のフロー系統の説明図である。この実施例は、第
１図に示す実施例に加えて原料・希釈スチーム混合物過
熱コイル入口部５Ａをバイパスする、過熱コイルバイパ
スライン１２を有している。この実施例のオレフィン製
造用熱分解炉は、生産運転において沸点の異なる石油系
原料を用いても、原料の沸点に応じて希釈スチームと原
料との混合点を変更することができ、原料多様化に対し
て最適な混合部条件を得ることを目的としたものである
。第５図は、ナフサに代表される低沸点の軽質原料を使
用する場合、第６図は軽油またはＮＧＬに代表される高
沸点の重質原料を使用する場合、第７図は、デコーキン
グ運転時のフロー系統を示す説明図であり、このような
オレフィン製造用熱分解炉に対しても本発明が適用可能
であることを示す。

〔発明の効果〕

従来技術では、コーキングが著しく発生する原料と希釈
スチームの混合する部分、および原料・希釈スチーム混
合物過熱コイルの入口部で発生したコークスをデコーキ
ング運転で除去することができず、連続安定運転に問題
があった。

本発明によれば、デコーキング用の空気を原料予熱コイ
ルだけでなく、さらに希釈スチーム予熱コイルをも通す
ことができるので、上記該当部の温度をコークス除去に
充分な５００〜５５０℃の温度に上昇することが可能と
なり、コークスを完全に燃焼除去することができる。し
たがって、本発明によれば、運転を停止し、機械的にコ
ークスを取り除く操作は必要なく、長期間安定した連続
運転ができるという効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す熱分解炉の概略系統
図、第２図は、第１図に示す実施例の生産運転時のフロ
ー系統を示す説明図、第３図は、前記実施例のデコーキ
ング運転時のフロー系統を示す説明図、第４図は、コー
クスの燃焼試験結果の一例を示す図、第５図および第６
図は、本発明の他の実施例の生産運転時のフロー系統を
示す説明図、第７図は、第５図および第６図に示す実施
例のデコーキング運転時のフロー系統を示す説明図、第
８図は、従来の熱分解炉の概略系統図、第９図は、従来
の熱分解炉の生産運転時のフロー系統を示す説明図、第
１０図は、従来の熱分解炉のデコーキング運転時のフロ
ー系統を示す説明図である。 ２・・・原料予熱コイル、４・・・希釈スチーム予熱コ
イル、５Ａ・・・原料・希釈スチーム混合物過熱コイル
（入口部）、５Ａ・・・原料・希釈スチーム混合物過熱
コイル、６・・・反応コイル、７・・・分解ガス急冷装
置、１０・・・希釈スチームバイパス配管、１１・・・
原料バイパス配管、１２・・・過熱コイル）＜イノイス
配管。 特許出願人　バブコ・ツク日立株式会社代理人　弁理士
　川　北　武　長

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）原料予熱コイルと、希釈スチーム予熱コイルと、
   原料・希釈スチーム混合物過熱コイルとを有し、該過熱
   コイルを出た混合物を分解温度以上に加熱して反応させ
   る反応コイルとを有し、該反応コイルの一端は、前記原
   料・希釈スチーム混合物過熱コイルの出口に接続され、
   他の一端は分解ガス急冷装置に接続されているオレフィ
   ン製造用熱分解炉において、前記原料予熱コイル出口と
   前記希釈スチーム予熱コイル入口を接続する原料バイパ
   ス配管と、希釈スチーム導入口と前記原料・希釈スチー
   ム混合物過熱コイルを接続する希釈スチームバイパス配
   管とを設け、生産運転時とデコーキング運転時の流通径
   路を選択可能としたことを特徴とするオレフィン製造用
   熱分解炉。
2. （２）請求項（１）記載のオレフィン製造用熱分解炉に
   おいて、デコーキング用空気を原料予熱コイルと希釈ス
   チーム予熱コイル内を直列に通過させることにより加熱
   するとともに、希釈スチームを原料・希釈スチーム混合
   物過熱コイルに送入することを特徴とするオレフィン製
   造用熱分解炉のデコーキング方法。