KR101896028B1 - 에틸렌 분해로 - Google Patents

에틸렌 분해로 Download PDF

Info

Publication number
KR101896028B1
KR101896028B1 KR1020147005332A KR20147005332A KR101896028B1 KR 101896028 B1 KR101896028 B1 KR 101896028B1 KR 1020147005332 A KR1020147005332 A KR 1020147005332A KR 20147005332 A KR20147005332 A KR 20147005332A KR 101896028 B1 KR101896028 B1 KR 101896028B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pipe
tube
upstream
pass
tubes
Prior art date
Application number
KR1020147005332A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140064810A (ko
Inventor
시오우 헤
징쿤 리우
창리 리
하이누 쉔
유핑 구오
첸 샤오
Original Assignee
차이나 페트로리움 앤드 케미컬 코포레이션
시노팩 엔지니어링 인코퍼레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 차이나 페트로리움 앤드 케미컬 코포레이션, 시노팩 엔지니어링 인코퍼레이션 filed Critical 차이나 페트로리움 앤드 케미컬 코포레이션
Publication of KR20140064810A publication Critical patent/KR20140064810A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101896028B1 publication Critical patent/KR101896028B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING 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
    • C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/14—Thermal 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
    • C10G9/18—Apparatus
    • C10G9/20—Tube furnaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2415—Tubular reactors
    • B01J19/2425—Tubular reactors in parallel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C11/00—Aliphatic unsaturated hydrocarbons
    • C07C11/02—Alkenes
    • C07C11/04—Ethylene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C4/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms
    • C07C4/02—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms by cracking a single hydrocarbon or a mixture of individually defined hydrocarbons or a normally gaseous hydrocarbon fraction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C4/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms
    • C07C4/02—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a larger number of carbon atoms by cracking a single hydrocarbon or a mixture of individually defined hydrocarbons or a normally gaseous hydrocarbon fraction
    • C07C4/04—Thermal processes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/06—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits having a single U-bend
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00076—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements inside the reactor
    • B01J2219/00083—Coils
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00157—Controlling the temperature by means of a burner
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0059—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for petrochemical plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2210/00—Heat exchange conduits
    • F28F2210/02—Heat exchange conduits with particular branching, e.g. fractal conduit arrangements

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Gas Burners (AREA)

Abstract

본 개시내용은, 하위부 버너(bottom burner) 및/또는 측부 버너(side burner)가 구비된 하나 이상의 복사 구획(radiant section), 및 상기 복사 구획의 길이 방향으로 배열되어 있는 1세트 이상의 복사 코일(radiant coil)을 포함하는, 에틸렌 분해로(ethylene cracking furnace)를 제공한다. 상기 복사로(radiant furnace)는 N-1형 구조를 가진 2개 이상의 세그먼트를 포함하며, N은 바람직하게는 2 내지 8의 자연수이다. 수집관(collective tube)은 분해로 관의 2개 이상의 세그먼트의 하류 세그먼트에서 분해로의 하위부 단부에 구비되어 있다. 분해로의 2개 이상의 세그먼트 중 상류 세그먼트에서 분해로의 하위부 단부는 곡선형 연결장치를 통해 수집관에 연결된다. 이러한 배치로 인해, 제1 세그먼트의 분해로 관들 간의 팽창의 불균형, 및 분해로 관들의 상류 세그먼트와 하류 세그먼트 간의 팽창 차이로 인해, 분해로에 존재하는 응력이 줄어들어, 분해로 관들의 굽힘이 방지되고, 복사 분해로 관들의 사용 수명이 연장된다.

Description

에틸렌 분해로{ETHYLENE CRACKING FURNACE}
본 개시내용은 석유화학 공학 분야, 보다 상세하게는, 석유화학 공학에 사용되는 에틸렌 분해로의 복사 코일 구조(radiant coil structure)에 관한 것이다.
석유화학 에틸렌 장치에 사용되는 에틸렌 분해 기술은 주로, LUMMUS Co . (USA), Stone & Webster Co . (USA), Kellog & Braun Root Co . (USA), Linde Co . (Germany), Technip KTI Co . (Netherlands)사에서 개발한 것들과, China Petrochemical Corporation사에서 개발한 CBL 분해로를 포함한다.
도 1A는, 복사 구획(11), 연결 구획(13), 및 상기 복사 구획(11)과 상기 연결 구획(13) 사이에 위치한 플루 구획(flue section)(12)을 포함하는, 전형적인 에틸렌 분해로(10)를 나타낸 것이다. 복사 구획(11)안에는, 복사 코일(14)이, 상기 복사 구획의 길이 방향으로, 복사 구획(11)의 중심면(P)에 구비되어 있다. 또한, 상기 복사 구획(11)에는, 가열용 하위부 버너(15) 및/또는 측부 버너(16)가 추가로 구비되어 있다. 더욱이, 상기 에틸렌 분해로(10)는 수송선 교환부(transfer line exchanger)(17), 고압 스팀 드럼(high-pressure steam drum)(18), 및 인듀스드 드래프트 팬(induced draft fan)(19) 등을 추가로 포함한다.
공급 원료의 소모를 상당히 줄이고, 적절한 운행 길이를 유지하고, 양호한 공급 원료 가요성(flexibility)을 가지기 위해, 현재, 직경이 다양한 분지를 포함하거나 또는 포함하지 않는 2-패스 고-선택성 복사 코일이 사용된다. 복사 코일의 제1-패스 관은 직경이 작다. 따라서, 직경이 작은 관의 비표면적은 상대적으로 넓기 때문에, 신속한 온도 상승이 이루어질 수 있다. 제2-패스 관은 직경이 넓어, 탄소 침적 민감성(coking sensitivity)에 대한 영향이 감소된다. 2-패스 복사 코일은 1-1형 (U자형), 2-1형, 4-1형, 6-1형 코일 등으로서 배치될 수 있다.
수송선 교환부(들)에 매칭될 수 있는, 2-패스 1-1형 코일 구조는 비표면적이 넓으며, 기계적 성능이 양호하다. 그러나, 이의 운행 길이는 약간 짧다.
N-1 (N>1)형 코일 구조의 경우, 제1 패스 관의 수는, 제2 패스 관의 수 x N이다. 따라서, 제1 패스에 있는 N개의 관들은 상응하는 제2-패스 관에 연결되기 전에, 하나의 관으로 합체되어야 한다. EP 1146105에는, 2-패스 2-1형 코일 구조를 가진 분해로가 개시되어 있다. 도 1B에 나타난 바와 같이, 2-패스 복사 코일은 제1-패스 관(51) (16개의 관) 및 제2-패스 관(52) (8개의 관)을 포함하며, 이들은 복사 구획의 내부 챔버에 수직으로 배열되어 있다. 이들 관들은 모두 하나의 공통의 평면에 위치해 있으며, 제1-패스 관(51)들은 모두 함께 배열되어 있으며, 제2-패스 관(52)들도 모두 함께 배열되어 있으며, 제1-패스 관(51)들은 각각 2개씩, 제1-패스 관(51)의 하위부에 있는 Y자형 매니폴드(53)에 의해 하나의 관으로 합체된 후, 2개의 S자형 엘보우(54) 및 U자형 엘보우(55)를 통해 제2-패스 관(52)에 연결된다.
CN 1067669는, 6개의 제1-패스 관, 및 1개의 제2-패스 관을 포함하는, 2-패스 6-1형 코일 구조를 가진 분해로를 개시하고 있다. 유사하게는, 이들 6개의 제1-패스 관은 우선, 이의 하위부에 배열된 강성 매니폴드를 통해 1개의 관으로 합체된 다음, 제2-패스 관에 연결된다.
전술한 구조들에서, 제1-패스 관의 수는 제2-패스 관의 수보다 복수 배로 더 많기 때문에, 코일이 가열되어 팽창되는 경우, 제2-패스 관이 먼저 아래 방향으로 팽창한 다음, 제1-패스 관이 상기 제2-패스 관에 의해 드래깅(dragged)되어, 상기 제1-패스 관 또한 아래 방향으로 움직이게 되며, 여기서, 상기 제1-패스 관은 서로 다른 힘의 작용 하에 변형되기 때문에 쉽게 구부러진다. 제1-패스 관의 하위부에 연결되어 있는 매니폴드의 강성은, 이러한 팽창 차이가 (존재하는 경우) S자형 관에 의해 흡수되지 못하게 하므로, 코일은 쉽게 구부러지게 된다. 따라서, 상기 코일의 기계적 성능은 저하되어, 코일의 사용 수명 및 분해로의 운용 길이가 단축되게 된다.
선행 기술에 존재하는 기술적인 단점들을 극복하기 위해, 본 개시내용은 2-패스 또는 멀티-패스 복사 코일을 가진 새로운 에틸렌 분해로를 개시하고 있으며, 상기 복사 코일의 특수한 배열 구조는 상기 코일의 굽힘을 감소시켜서, 코일의 기계적 성능을 개선하고, 이의 사용 수명을 연장하며, 분해로의 운용 길이를 연장할 수 있다.
본 개시내용에 따라, 하위부 버너 및/또는 측부 버너가 구비된 하나 이상의 복사 구획, 및 상기 복사 구획의 길이 방향으로 배열된 1세트 이상의 복사 코일을 포함하는, 에틸렌 분해로를 제공하며, 상기 복사 코일은 N-1 구조를 가진 2 패스 이상의 코일(at least two-pass coil)로서, N은 바람직하게는 2 내지 8의 자연수이며; 매니폴드는 상기 2 패스 이상의 코일의 하류관의 투입 단부에 배열되어 있으며, 상기 2 패스 이상의 코일의 각각의 상류관의 배출 단부는 곡선형 연결 장치를 통해 상기 매니폴드에 연결되어 있다.
본 개시내용의 맥락에서, 용어 "N-1 구조를 가진 코일"은, 2개의 관 패스가 인접한 경우, 각각의 하류관에 대해 N개의 상응하는 상류관이 존재함을 의미한다. N-1 구조를 가진 2-패스 코일에서, 매니폴드는 N개의 투입 단부 및 1개의 배출 단부를 가질 수 있는 것으로 쉽게 이해된다. 하나의 바람직한 실시 양태에 따르면, 매니폴드는 역전된 Y자형 파이프 형태로서, N개의 투입 단부 및 하나의 배출 단부를 가지며, N은 2 또는 4이다. N이 4인 경우, 우선, 상류관이 각각 2개씩 하나의 Y자형 파이프 요소를 경유하여 합체된 다음, 곡선형 연결 장치에 연결된다. 다른 실시 양태에 따르면, 매니폴드는, 복수의 투입 단부 및 1개의 배출 단부를 가진 손바닥-형 파이프 형태이다. 패스가 2개보다 많은 코일의 경우, N-1은, N-1 구조를 가진 2-패스 코일에 적용가능한 모든 연결 수단을 가진, N개의 투입 단부 및 1개의 배출 단부를 의미한다.
바람직한 일 실시 양태에서, 복사 코일은 2-패스 코일이며, 이때 상류관이 제1-패스 관이며, 하류관이 제2-패스 관이다. 다른 실시 양태에서, 복사 코일은 2개보다 많은 수의 패스를 가진 멀티-패스 코일로서, 상류관이 제1-패스 관, 제3-패스 관 등과 같은 홀수 관이며, 하류관이 제2-패스 관, 제4-패스 관과 같은 짝수-관이다.
일 실시 양태에 따르면, 상류관은, 하류관의 양쪽 편에 각각 동일한 수의 관들이 배열된 2개의 군으로 분할되어 있으며, 상기 상류관 및 상기 하류관은 모두 공통의 평면에 배열되어 있다.
일 실시 양태에 따르면, 곡선형 연결 장치는 U자형 엘보우 및 S자형 엘보우를 포함하며, 이 중 하나는 상응하는 상류관의 하위부(lower portion)에 연결되어 있으며, 다른 하나는 매니폴드의 투입 단부에 연결되어 있다. 본 개시내용의 곡선형 연결 장치는 직접적으로 또는 변환 파이프(transition pipe)를 통해 간접적으로, 구체적으로 필요에 따라 선택될 수 있는 상기 관 또는 상기 매니폴드에 "연결"될 수 있음을 주지해야 한다. 일부 바람직한 실시 양태에서, 상기 곡선형 연결 장치의 관 직경은 상기 상류관의 관 직경과 동일하며, 예를 들어, N이 2이거나, 또는 N이 2 초과이고, 매니폴드가 손바닥-형 파이프 형태인 경우, 특히 적합하다.
일 실시 양태에 따르면, 복사 코일의 상면도에서 봤을 때, 하류관에 관하여, 상응하는 S자형 엘보우는 서로 평행하며, 및/또는 상응하는 U자형 엘보우는 동일한 하나의 선상에 배열되어 있다. 바람직하게는, S자형 엘보우는 모두 서로 평행이다. 다르게는, S자형 엘보우는 모두, 복수의 군으로 분할되어 있으며, 각 군의 S자형 엘보우는 모두 서로 평행이다.
일 실시 양태에 따르면, 상류관은, 하류관의 양쪽 편에 각각 동일한 수의 관들이 배열된 2개의 군으로 분할된다. 그러나, 이러한 실시 양태에서, 상류관이 하류관의 한쪽 편에 배열되어 있는 평면과, 상류관이 하류관의 다른 면에 배열되어 있는 평면은, 더 이상 하류관과 공통의 평면에 배열되어 있지 않다. 대신, 하류관이 위치한 평면에 대해, 상류관이 하류관의 한쪽 편에 배열된 평면은, 하류관의 다른 면에 배열된 상류관이 위치한 평면과 거울상 관계에 있다. 하나의 다른 실시 양태에서, 하류관의 한쪽 편에 배열된 상류관, 하류관의 다른 면에 배열된 상류관, 및 하류관은, 서로 평행인 3개의 평면에 각각 위치해 있다.
본 개시내용에 따르면, 상류관은 모두 하류관의 동일한 한쪽 편에 배열될 수 있으며, 상류관 및 하류관은 모두 공통의 평면에 위치해 있다. 일 실시 양태에 따르면, 2개의 인접한 상류관의 곡선형 연결 장치는, 관들이 위치한 평면의 양쪽 편에 각각 위치해 있다. 일 실시 양태에서, 상류관은 하류관과 공통의 평면을 가지지 않으나, 2개의 평행인 평면에 각각 배열되며, 하류관이 배열된 평면과 평행이다. 다른 실시 양태에서, 상류관은, 하류관이 위치한 평면에 대해 서로 거울상 관계에 있는 2개의 평면에 각각 배열되어 있다.
선행 기술과 비교해, 본 개시내용은 하기의 유리한 기술적 효과들을 유도한다:
(1) 제1-패스 관이 이의 하위부에서 제2-패스 관과 합체되기 때문에, S자형 엘보우 및 U자형 엘보우가 사용되며, 2-1형, 4-1형, 및 다른 유형의 코일에 존재하는 제1-패스 관 사이의 팽창 차이에 의해 야기되는 응력이 효과적으로 감소될 수 있다. 결과적으로, 복사 코일의 굽힘이 방지되어, 상기 복사 코일의 사용 수명이 연장될 수 있다.
(2) 상류관의 S자형 엘보우 및 U자형 엘보우는, 상기 상류관이 상류관의 하위부에서 합체될 때보다 상기 상류관이 하류관의 하위부에서 합체되는 경우, 보다 작은 관 직경을 가진다. 따라서, 상류관은 보다 양호한 가요성을 가지며, 이는 관의 2개의 인접한 패스에서 열 팽창 차이의 흡수를 촉진하여, 관의 굽힘을 방지하고, 결국 복사 코일의 사용 수명을 연장한다.
(3) 제1-패스 관의 작은 관 직경으로 인해, 이의 비표면적이 커진다. 따라서, 제1-패스 코일이 연장되는 경우, 전체 코일의 비표면적은 증가될 것이며, 동일한 분해 깊이에서 분해로의 운용 길이의 연장을 촉진하며, 동일한 운용 길이에서는 올레핀 수율을 개선한다.
도 1A는 선행 기술에 따른 전형적인 에틸렌 분해로를 나타낸 것이다;
도1B는 선행 기술에 따른 전형적인 2-패스(two-pass) 2-1형 코일 구조를 나타낸 것이다;
도 2A, 2B, 및 2C는 각각, 본 개시내용에 따른 2-패스 2-1형 코일 구조의 일 실시 양태의 정면도, 상면도, 및 측면도를 나타낸 것으로, 제1-패스 관(tube)은, 동일한 수의 관으로 구성된 2개의 군으로 분할되어 있으며, 각 군은 제2-패스 관의 양쪽 면에 각각 배열되어 있다;
도 3A, 3B, 및 3C는 각각, 본 개시내용에 따른 2-패스 2-1형 코일 구조의 또 다른 실시 양태의 정면도, 상면도, 및 측면도를 나타낸 것으로, 제1-패스 관들은 모두 제2-패스 관과 동일한 한 쪽 면에 배열되어 있다;
도 4A, 4B, 및 4C는 각각, 본 개시내용에 따른 2-패스 4-1형 코일 구조의 일 실시 양태의 정면도, 상면도, 및 측면도를 나타낸 것이다;
도 5A 내지 7C는, 본 개시내용에 따른 2-패스 2-1형 코일 구조의 3가지 변형 형태의 정면도, 상면도, 및 측면도를 나타낸 것으로, 제1-패스 관은, 동일한 수의 관들로 이루어진 2개의 군으로 분할되어 있으며, 각 군은 제2-패스관의 양쪽 면에 각각 배열되어 있거나, 또는 제1-패스 관들은 모두 제2-패스 관과 동일한 한쪽 편에 배열되어 있다;
도 8A 내지 10C는, 본 개시내용에 따른 2-패스 2-1형 코일 구조의 3가지 변형 형태의 정면도, 상면도, 및 측면도를 나타낸 것으로, 제1-패스 관들은 모두 제2-패스 관과 동일한 한쪽 편에 배열되어 있다; 및
도 11A 내지 11C는, 본 개시내용에 따른 2-패스 4-1형 코일 구조의 1가지 변형 형태의 정면도, 상면도, 및 측면도를 나타낸 것이다.
첨부된 도면에서, 동일한 구성분 또는 구조는 동일한 참조 부호로 명시되어 있다.
하기에서, 본 개시내용은 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명될 것이다. 본 개시내용은 에틸렌 분해로의 복사 구획의 복사 코일을 개선함을 주지해야 한다. 대류 구획(convective section), 수송선 교환부 등과 같은, 에틸렌 분해로의 다른 구조들은 선행 기술분야에 이미 공지되어 있다 예를 들어, 본 개시내용에 적절한 수송선 교환부는 이중-코일 수송선 교환부 (예컨대 선형 수송선 교환부, U자형 수송선 교환부, 및 2-레벨 수송선 교환부의 제1 레벨 등), 종래의 보일러 등일 수 있다. 더욱이, 본 개시내용의 2-패스 복사 코일은 주로 액체 물질을 분해하는 데 적절하며, 뿐만 아니라 가스 물질을 분해하는 데도 적절하다. 대조적으로는, 본 개시내용의 멀티-패스 복사 코일은 주로 가스 물질을 분해하는 데 적절할 수 있으며, 뿐만 아니라 액체 물질을 분해하는 데도 적절하다. 또한, 본 개시내용의 2-패스 복사 코일 및 멀티-패스 복사 코일은 둘 다 기존의 분해로를 재구성하거나 또는 새로운 분해로를 구축하는 데 사용될 수 있다. 이들은 당해 기술분야의 당업자에게 공지되어 있으며, 이들에 관한 상세한 사항은 본원에 생략되어 있다.
도 2A, 2B, 및 2C는 본 개시내용에 따른 제1 실시 양태를 예시하고 있으며, 이는 2-패스 2-1형 코일 구조를 포함하낟. 도면에 나타난 바와 같이, 실시 양태에 따른 2-패스 2-1형 코일은 2개의 제1-패스 관(1) 및 하나의 제2-패스 관(2)을 포함한다. 정면도, 즉, 도 2A는, 상기 2개의 제1-패스 관(1)이 각각 상기 제2-패스 관(2)의 양쪽 편에 배열되어 있다. 더욱이, 3개의 관들은 공통의 평면(P)에 위치한 3개의 중심선을 가진다 (도 2B 참조).
본 개시내용에 따라, 제2-패스 관(2)의 하위부 단부 (즉, 투입 단부)에는 매니폴드(3)가 구비되어 있으며, 이는 2개의 제1-패스 관(1)을 조합하여, 이를 제2-패스 관(2)에 연결하는 데 사용된다. 구체적인 실시 양태에서, 매니폴드(3)는 역전된 U자형 파이프 형태로, 2개의 투입 단부와 1개의 배출 단부를 가지며, 여기서, 상기 배출 단부는 제2-패스 관(2)의 하위부 단부에 각각 연결되어 있다. 2개의 제1-패스 관(1)은 각각, 상기 2개의 제1-패스 관(1) (즉, 이의 배출 단부)에 배열된 2개의 곡선형 연결 장치 (각각은 S자형 엘보우(5) 및 U자형 엘보우(4)를 가짐) 각각을 통해, 상기 매니폴드(3)의 2개의 투입 단부에 연결되어 있다. N-1형 코일 구조 (N>2)의 경우, 매니폴드는 N개의 투입 단부 및 1개의 배출 단부를 가져서, 즉 손바닥 형태로 설계될 수 있다는 것이 쉽게 이해될 수 있다. 또한, 상기 곡선형 연결 장치는 변환 파이프를 통해 상기 매니폴드(3)의 2개의 투입 단부에 연결되어, 공정 요건 및 기계적 설계를 충족시킬 수 있다. 하나의 구체적인 실시 양태에서, 직선형 파이프 또는 엘보우일 수 있는 변환 파이프는 곡선형 연결 장치와 동일한 관 직경을 가진다.
제1-패스 관(1)의 하위부 단부 대신에 제2-패스 관(2)의 하위부 단부에 강성 연결 구조로서 매니폴드(3)를 배열하면, 제1-패스 관(1)과 제2-패스 관(2) 사이의 가열에 의한 팽창 차이에 의해 유발되는 응력, 및 제1-패스 관(1)들 사이의 팽창 차이에 의해 유발되는 응력 불균형은, 제1-패스 관(1)의 하위부 단부에 배열된 S자형 엘보우(5) 및 U자형 엘보우(4)에 의해 흡수된다. 따라서, 변형이 줄어들어, 코일의 사용 수명이 연장된다.
더욱이, 본 개시내용에 따라, S자형 엘보우(5) 및 U자형 엘보우(4)는 제1-패스 관(1)의 하위부 단부에 연결되어 있으며, 제1-패스 관(1)과 동일한 관 직경을 가지며, 제1-패스 관(1)의 길이를 실질적으로 연장한다. 이는, 관의 비표면적이 증가되는 경우로, 동일한 분해 깊이 하에 분해로의 운용 길이를 연장하고, 분해로의 동일한 운용 길이 하에 산물의 수율을 개선하는 데 유리하다. 그 외에도, 곡선형 연결 장치가 제1-패스 관과 동일한 관 직경을 가지기 때문에, 이의 가요성은 개선되어, 열 응력(thermal stress)의 제거를 촉진하여, 관의 변형을 줄이고, 이의 사용 수명을 연장한다.
유리하게는, 제2-패스 관(2)의 좌측면에 배열된 제1-패스 관(1)의 하위부 단부에 연결되어 있는 S자형 엘보우(5) 및 U자형 엘보우(4) (도 2A 참조), 및 제2-패스 관(2)의 우측면에 배열된 또 다른 제1-패스 관(1)의 하위부 단부에 연결되어 있는 S자형 엘보우(5) 및 U자형 엘보우(4) (도 2A 참조)는 평면(P)의 양쪽 편에 각각 위치해 있다 (도 2B 및 2C 참조). 이러한 배열은 열 응력에 의해 유발되는 변형을 보다 균일하게 흡수할 수 있도록 촉진하여, 관의 표면 온도를 보다 낮추며 이의 사용 수명을 연장한다.
도 2B의 상면도에서 나타낸 바와 같이, 일 바람직한 실시 양태에서, 2개의 제1-패스 관(1)의 S자형 엘보우(5) 각각은 서로 평행하며, 한편, 2개의 제1-패스 관(1)의 U자형 엘보우(4)는 각각 동일한 하나의 선상에 존재한다. 보다 바람직하게는, 제2-패스 관(2)의 중심선에 대해, 평면(P)의 한쪽 편에 위치한 제1-패스 관(1)의 S자형 엘보우(5) 및 U자형 엘보우(4)는, 평면(P)의 다른 쪽 면에 위치한 제1-패스 관(1)의 S자형 엘보우(5) 및 U자형 엘보우(4)와 180° 회전 상태에서 대칭적이다.
더욱이, 공정 또는 기계적 설계에서 요구되는 바와 같이, 제1-패스 관과 동일한 관 직경 및 소정의 길이를 가지는 직선형 파이프는 매니폴드(3)와 곡선형 연결 장치 사이에 구비될 수 있다.
제1 실시 양태의 일 변형예에 따르면, 제1-패스 관(1) 및 제2-패스 관(2)은 서로 다른 평면에 배열될 수 있으며, 여기서, 곡선형 연결 장치는 U자형 엘보우(4)만 포함할 수 있으며, S자형 엘보우(5)는 생략될 수 있다.
본 개시내용에 따른 다른 실시 양태는 하기에 설명할 것이다. 간략화하기 위해, 전술한 실시 양태와 상이한 특징 및 구성요소와, 이의 기능들만 설명될 것이며, 동일한 특징 또는 구성요소 또는 이의 기능들은 반복되지 않을 것이다.
도 3A, 3B, 및 3C는 본 개시내용에 따른 제2 실시 양태를 나타낸 것이다. 제2 실시 양태는, 2개의 제1-패스 관(1) 모두가 제2-패스 관(2)의 동일한 한쪽 편에 배열되는 점에서, 제1 실시 양태와 구별된다 (정면도인 도 3A 참조). 이러한 배열은 또한, 제1 실시 양태에서 언급된 이점을 실현할 수 있게 하며, 특정한 구조의 분해로들 일부에 적용가능하다. 제2 실시 양태에서, 제1-패스 관(1)의 하위부 단부에 연결되어 있는 S자형 엘보우(5) 및 U자형 엘보우(4), 및 또 다른 제1-패스 관(1)의 하위부 단부에 연결되어 있는 S자형 엘보우(5) 및 U자형 엘보우(4)는 여전히 각각, 3개의 관들이 모두 위치한 평면(P)의 양쪽 편에 배열되어 있다 (도 3B 및 3C 참조).
일 실시 양태에서, 측면도에서 봤을 때, S자형 엘보우(5)와 U자형 엘보우(4)로 구성된 한 그룹은, 평면(P)에 대해, S자형 엘보우(5)와 U자형 엘보우(4)로 구성된 또 다른 그룹과 거울상 관계에 있다 (도 3C 참조). 그러나, 제시되지 않은 일 실시 양태에서, 곡선형 연결 장치로 구성된 2개의 그룹은 서로 거울상 관계에 있지 않아, 양쪽 편에 놓인 엘보우들 간의 길이 및 중량이 동일하게 할 수 있다.
유사하게는, 제1-패스 관(1) 및 제2-패스 관(2)이 공통의 평면에 배열되지 않은 경우, 곡선형 연결 장치는 U자형 엘보우(4)만 포함할 수 있으며, 한편 S자형 엘보우(5)는 생략될 수 있다.
도 4A, 4B, 및 4C는 본 개시내용에 따른 제3 실시 양태를 나타낸 것이다. 제3 실시 양태는, 상기 제3 실시 양태가 2-패스 4-1형 코일 구조를 수반하는 점에서, 제1 실시 양태와 상이하다. 도면에 나타난 바와 같이, 제2-패스 관(2)의 양쪽 편에 2개의 제1-패스 관(1)이 구비된다. 어느 한쪽 편에 놓인 2개의 제1-패스 관(1)은 매니폴드(6)를 경유해 하나의 파이프에 먼저 합체되며, 그런 다음, S자형 엘보우(5) 및 U자형 엘보우(4)에 연결되고, 마지막으로 제2-패스 관(2)의 하위부 단부에 위치한 매니폴드(3)에 연결된다. 이 실시 양태에서, 매니폴드(6)는 Y자형 파이프 요소 형태로, 2개의 투입 단부 및 1개의 배출 단부를 가진다. 또한, 공정 요건 및 기계적 설계에 따라, 어느 한쪽 편의 2개의 제1-패스 관(1)은 하나의 매니폴드(6)를 경유해 먼저 하나의 파이프에 합체된 다음, 하나의 직선형 파이프에 연결함으로써 S자형 엘보우(5) 및 U자형 엘보우(4)에 연결되고, 마지막으로, 하나의 변환 파이프 (즉, 직선형 파이프 또는 엘보우)를 통해 제2-패스 관(2)의 하위부 단부에 배열된 매니폴드(3)에 연결될 수 있다.
제시되지 않은 일 실시 양태에서, 매니폴드(6)는 생략될 수 있음을 쉽게 이해할 수 있다. 한편, 매니폴드(3)는 4개의 투입 단부 및 1개의 배출 단부를 가지도록 변형될 수 있다. 이 경우, 4개의 제1-패스 관(1)은 필요한 엘보우 (즉, U자형 엘보우(4) 및 S자형 엘보우(5)), 또는 변환 파이프 (즉, 직선형 파이프 또는 엘보우)를 통해 4개의 투입 단부에 직접 연결될 수 있다.
도 5A, 5B, 및 5C는 본 개시내용에 따른 제4 실시 양태를 나타낸 것이다. 제4 실시 양태 역시, 2-패스 2-1형 코일 구조로, 나란히 함께 배열되어 있는 8개의 제2-패스 관(2), 및 각 그룹이 제2-패스 관(2)의 양쪽 편에 각각 배열되어 있는 8개의 관으로 구성된 2개의 그룹으로 나눠지는 16개의 제1-패스 관(1)을 포함하는 점을 제외하고는, 제1 실시 양태와 동일한 방식으로 설계된다. 제4 실시 양태의 구조는, 서로 평행하여 함께 배열되어 있는 제1 실시 양태의 코일을 8개 포함하는 구조와 동일하다. 도 5B에 나타난 바와 같이, 16개의 S자형 엘보우(5)는 서로 평행하다. 더욱이, 각각의 제2-패스 관(2)에 대해, 상응하는 2개의 U자형 엘보우(4)는 하나의 동일한 선상에 놓인다. 바람직하게는, 각각의 제2-패스 관(2)의 상응하는 U자형 엘보우(4)는 서로 평행하다.
또한, 바람직하게는, 평면(P)의 양쪽 편에서, S자형 엘보우(5) 및 U자형 엘보우(4)의 연결면들은 모두, 평면(P)와 평행인 공통의 평면(Q)에 위치한다.
도 6A, 6B, 및 6C는 본 개시내용에 따른 제5 실시 양태를 나타낸 것이다. 제5 실시 양태는, 16개의 S자형 엘보우(5) 중 일부는 서로 평행이지 않은 점을 제외하고는, 제4 실시 양태와 실질적으로 동일하다. 대신에, 이들은 몇 개의 그룹으로 분할되어 있으며, 한 그룹의 엘보우들은 모두 서로 평행이다. 도면에 나타난 바와 같이, S자형 엘보우(5)는 외부 엘보우 및 내부 엘보우로 분할되어 있으며, 각 그룹에서 2개의 S자형 엘보우(5)는 서로 평행이다.
도 7A, 7B, 및 7C는 본 개시내용에 따른 제6 실시 양태를 나타낸 것이다. 제6 실시 양태는, 제1-패스 관(1)이 제2-패스 관(2)과 공통의 평면에 놓이도록 배열되지 않는 점을 제외하고는, 제4 실시 양태와 실질적으로 동일하다. 도 7C의 측면도에 예시되는 바와 같이, 8개의 제1-패스 관(1)이 제2-패스 관(2)의 어느 한쪽 편에 위치하는 평면(M), 및 또 다른 8개의 제1-패스 관(1)이 제2-패스 관(2)의 다른 면에 위치하는 평면(M')는, 제2-패스 관(2)이 위치하는 평면(P)에 대해 각각 예각을 형성한다. 바람직하게는, 평면(M) 및 평면(M')는 평면(P)에 대해 거울상 관계에 있다. 또한, 도 7B의 상면도에 나타난 바와 같이, 제1-패스 관(1)은 각각, 제2-패스 관(2)이 위치하는 평면(P)에 대해 수직인 축선(axis line)(L)을 가진다. 하나의 구체적인 실시 양태에서, 평면(M, M')은 평면(P)와 평행일 수 있음을 쉽게 이해할 수 있다. 즉, 평면(M 또는 M')은 평면(P)와 0°의 각도를 규정한다. 더욱이, 당해 기술분야의 당업자는, 이러한 구조가, 제1-패스 관이 모두 제2-패스 관(2)과 동일한 하나의 면에 위치하는 경우에 적용될 수 있음을 쉽게 알 것이다 (예를 들어, 본 개시내용의 제2 실시 양태에서).
도 8A, 8B, 및 8C는 본 개시내용에 따른 제7 실시 양태를 나타낸 것이다. 제7 실시 양태는, 나란히 함께 배열된 5개의 제2-패스 관(2), 및 제2-패스 관(2)과 동일한 하나의 면에 배열된 10개의 제1-패스 관(1)을 포함하는 점을 제외하고는, 제2 실시 양태와 실질적으로 동일하다. 이러한 실시 양태의 구조는 서로 평행해서 함께 배열된 제1 실시 양태에서 예시된 5개의 코일과 동일하다. 도 8B에 나타나 바와 같이, 제1-패스 관의 하위부 단부에 연결된 S자형 엘보우(5) 및 U자형 엘보우(4)는, 관들이 위치한 평면(P)에 대해 서로 엇갈려 있는데, 즉, 제1-패스 관의 제1 관에 연결된 S자형 엘보우(5) 및 U자형 엘보우(4)는 평면(P)의 어느 한쪽 편 (상면도에서 상부)에 배열되어 있으며, 한편 제1-패스 관의 제2 관에 연결된 S자형 엘보우(5) 및 U자형 엘보우(4)는 평면(P)의 다른 한쪽 편 (상면도에서 하위부)에 배열되어 있는 등이다. 그 외에도, 상면도의 상위부에 있는 S자형 엘보우(5)는 모두 서로 평행하며, 이의 U자형 엘보우(4) 또한 모두 서로 평행이다. 상면도의 하위부의 S자형 엘보우(5)는 모두 서로 평행하며, 이의 U자형 엘보우(4) 또한 모두 서로 평행이다.
부가적으로는, 이러한 실시 양태에서, 측면도 (도 8C)에서 봤을 때, 평면(P)의 양쪽 편에 각각 배열되어 있는 S자형 엘보우(5) 및 U자형 엘보우(4)는 평면(P)와 서로 거울상 관계에 있다. 그러나, 제시되지 않은 일 실시 양태에서, 이의 면 돌출부(side projection)는 대칭이지 않아서, 동일한 길이의 2개의 곡선형 연결 장치가 동일한 하나의 매니폴드에 연결되게 한다.
도 9A, 9B, 및 9C는 본 개시내용에 따른 제8 실시 양태를 나타낸 것이다. 제8 실시 양태는, 제1-패스 관(1)의 하위부 단부가 먼저 U자형 엘보우(4)에 연결된 다음, S자형 엘보우(5)에 연결되고, 마지막으로 매니폴드(3)에 연결되는 점을 제외하고는, 제7 실시 양태와 실질적으로 동일하다. 즉, U자형 엘보우(4) 및 S자형 엘보우(5)의 배치 순서는, 전술한 실시 양태와 다르다. 바람직하게는, 관들이 위치하는 평면(P)의 양쪽 편에 각각 배열되어 있는 S자형 엘보우(5)는 상면도에서 평면(P)에 대해 거울상 관계에 있다. 또한 바람직하게는, 제1-패스 관에 상응하는 연결부의 파이프 길이는 제2-패스 관에 연결되는 파이프 길이과 동일하다 (도 9B 참조).
도 10A, 10B, 및 10C는 본 개시내용에 따른 제9 실시 양태를 나타낸 것이다. 제9 실시 양태는, U자형 엘보우가 모두 서로 동일하며, 관들이 위치하는 평면(P)의 양쪽 편에 각각 위치하는 S자형 엘보우가 평면(P)에 대해 거울상 관계에 있지 않은 점을 제외하고는, 제8 실시 양태와 실질적으로 동일하다.
도 11A, 11B, 및 11C는 본 개시내용에 따른 제10 실시 양태를 나타낸 것이다. 2-패스 4-1형 코일 구조인 제10 실시 양태는, 서로 평행하여 함께 배열되어 있는 4개의 제2-패스 관(2), 및 각 그룹이 제2-패스 관(2)의 양쪽 편에 각각 배열되어 있는 8개의 관으로 구성된 2개의 그룹으로 나눠지는 16개의 제1-패스 관(1)을 포함하는 점을 제외하고는, 제1 실시 양태와 실질적으로 동일하다. 이러한 실시 양태의 구조는, 서로 평행하여 함께 배열되어 있는 제3 실시 양태의 코일 4개와 동일하다.
본 개시내용에 따라, 제1-패스 관(1)의 내경은 40 mm 내지 65 mm일 수 있으며, 제2-패스 관의 내경은 55 mm 내지 130 mm일 수 있으며, 제1-패스 관과 제2-패스 관을 연결하는 연결 장치의 내경은 40 mm 내지 90 mm일 수 있다. 더욱이, 제1-패스 관(1)의 길이는 일반적으로, 8 m 내지 18 m 내에서 선택될 수 있으며, 한편, 제2-패스 관(2)의 길이는 6 m 내지 14 m에서 선택될 수 있다. 전술한 파라미터들은, 및 관 및 연결 장치의 길이 및 내경에 관한 다른 파라미터들은 전술한 범위에 한정되지 않지만, 당해 기술분야의 당업자에게 잘 알려진 바와 같이, 구체적으로 요구되는 대로 선택될 수 있다.
하나의 바람직한 실시 양태에서, CN 1260469에 개시된 바와 같이 트위스트된 관과 같은 인텐시파이드 열 전달 부재(intensified heat transfer member)가 복사 코일 구조에 추가로 구비되어, 복사열의 흡수를 촉진할 수 있다.
본 개시내용의 분해로는 2-패스 복사 코일 구조와 함께 예시적으로 기술되어 있지만, 본 개시내용은 또한, 2개 초과의 패스를 가지는 복사 코일 구조에서도 사용될 수 있는 것으로 이해된다. 예를 들어, 8-4-2-1형 4-패스 코일 구조에서, 매니폴드는 제2-패스 관 또는 제4-패스 관의 하위부 단부에 구비될 수 있다. 당해 기술분야의 당업자는 본 개시내용을 읽은 후 전술한 사항을 쉽게 생각할 것이다.
더욱이, 전술한 본 개시내용이 하나의 분해로에 배열된 1세트의 복사 코일을 참조로 기술되어 있지만, 실질적인 필요요건에 따라, 복수의 세트의 복사 코일이 하나의 단일 분해로에 배열될 수 있는 것으로 이해할 수 있다. 하나의 분해로에 전술한 실시 양태에서 기술된 바와 같이 복수의 복사 코일이 구비되는 경우, 상기 복사 코일들은 연속적으로 배열될 수 있다. 다르게는, 복수의 복사 코일은 매니폴드 형태로 배열될 수 있다. 이 경우, 상기 코일은 거울상-대칭형으로 배열되어야 한다.
본 개시내용은 일부 실시 양태를 참조로 상세히 기술되지만, 당해 기술분야의 당업자는, 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않으면서, 본 개시내용의 일부 특징/구성분/구조에 변형 및 변화를 줄 수 있음을 알 것이다. 특히, 일 실시 양태에서 개시된 특징들은, 조합이 상충되지 않을 수 있는 한, 다른 실시 양태에 개시된 것들과 임의적인 방식으로 조합될 수 있다. 본 개시내용은 이의 변형 및 변화를 모두 망라하되, 첨부된 청구항 및 이의 등가물의 범위에 포함되는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 에틸렌 분해로(ethylene cracking furnace)로서,
    하위부 버너(bottom burner) 및/또는 측부 버너(side burner)가 구비된 하나 이상의 복사 구획(radiant section), 및 상기 복사 구획의 길이 방향으로 배열된 1세트 이상의 복사 코일(radiant coil)을 포함하며,
    상기 복사 코일이 N-1 구조를 가진 2 패스 이상의 코일(at least 2-pass coil)로서, N은 바람직하게는 2 내지 8의 자연수이며; 및
    상기 2 패스 이상의 코일의 하류관(downstream tube) 투입 단부에 매니폴드(manifold)가 배열되어 있으며, 상기 2 패스 이상의 코일의 각각의 상류관(upstream tube)의 배출 단부는 곡선형 연결 장치(curved connector)를 통해 상기 매니폴드에 연결되어 있는, 에틸렌 분해로.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 매니폴드가, N개의 투입 단부 및 1개의 배출 단부를 가진, 역전된(invertedly) Y자형 파이프 또는 역전된 손바닥 모양(palm-like)의 파이프이며, N은 2 또는 4인 것을 특징으로 하는, 에틸렌 분해로.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 각각의 곡선형 연결 장치는 U자형 엘보우(elbow) 및 S자형 엘보우를 포함하며, 이중 하나는 상응하는 상류관의 배출 단부에 연결되어 있으며, 다른 하나는 상기 매니폴드의 투입 단부에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 에틸렌 분해로.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 상류관은, 상기 하류관의 양측에 각각 동일한 수의 관들이 배열된 2개의 군으로 각각 분할되어 있으며,
    상기 상류관 및 상기 하류관 모두 공통의 평면(common plane)에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 에틸렌 분해로.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 복사 코일은, 상면도에서 봤을 때, 상응하는 S자형 엘보우는 하류관들이 서로 평행하게 위치된 평면의 양쪽 편에 각각 배열되어 있으며, 및/또는
    상응하는 U자형 엘보우는, 하류관이 동일한 하나의 선으로 위치된 평면의 양쪽 편에 각각 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 에틸렌 분해로.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 S자형 엘보우는 모두 서로 평행인 것을 특징으로 하는, 에틸렌 분해로.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 S자형 엘보우는 모두 복수의 군으로 분할되어 있으며,
    각 군의 S자형 엘보우는 모두 서로 평행인 것을 특징으로 하는, 에틸렌 분해로.
  8. 제2 항에 있어서,
    N이 4인 경우, 상류관이 2개씩 하나의 Y자형 파이프 요소를 경유하여 먼저 합체된 다음, 상기 곡선형 연결 장치에 연결되는 것을 특징으로 하는, 에틸렌 분해로.
  9. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 상류관은, 상기 하류관이 위치한 평면의 양쪽 편에 각각 동일한 수의 관들이 배열된 2개의 군으로 분할되어 있으며, 및
    상기 하류관이 위치한 상기 평면에 대해, 상기 하류관의 한쪽 편에 배열된 상기 상류관이 위치한 평면이, 상기 하류관의 다른쪽 면에 배열된 상기 상류관이 위치한 평면과 거울상 관계에 있는 것을 특징으로 하는, 에틸렌 분해로.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 하류관의 한쪽 편에 배열된 상류관, 상기 하류관의 다른쪽 면에 배열된 상류관, 및 상기 하류관이 각각, 서로 평행인 3개의 평면에 위치하는 것을 특징으로 하는, 에틸렌 분해로.
  11. 제3 항에 있어서,
    상기 상류관이 모두, 상기 하류관의 동일한 한쪽 편에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 에틸렌 분해로.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 상류관과 상기 하류관이 모두 공통의 평면에 위치해 있는 것을 특징으로 하는, 에틸렌 분해로.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 복사 코일의 상면도에서 봤을 때, 2개의 인접한 상류관의 상기 곡선형 연결 장치가 각각, 상기 관들이 위치한 평면의 양쪽 편에 위치해 있는 것을 특징으로 하는, 에틸렌 분해로.
  14. 제13 항에 있어서,
    각각의 S자형 엘보우가, 상응하는 상류관의 배출 단부에 연결되어 있으며,
    각각의 U자형 엘보우가, 상기 매니폴드의 투입 단부에 연결되어 있으며, 및
    상기 관들이 위치한 평면의 양쪽 편에 있는 상기 S자형 엘보우들은 서로 평행하며, 및 상기 관들이 위치한 평면의 양쪽 편에 있는 상기 U자형 엘보우가 서로 평행한 것을 특징으로 하는, 에틸렌 분해로.
  15. 제13 항에 있어서,
    각각의 S자형 엘보우가, 상기 매니폴드의 상응하는 투입 단부에 연결되어 있으며,
    각각의 U자형 엘보우가, 상응하는 상류관의 배출 단부에 연결되어 있으며, 및
    상기 관들이 위치한 상기 평면의 양쪽 편에 각각 배열되어 있는 S자형 엘보우가, 상기 관들이 위치한 상기 평면에 대해 거울상 관계에 있는 것을 특징으로 하는, 에틸렌 분해로.
  16. 제13 항에 있어서,
    2개의 인접한 상류관의 상기 곡선형 연결 장치들은 길이가 동일한 것을 특징으로 하는, 에틸렌 분해로.
  17. 제11 항에 있어서,
    상기 상류관들 모두, 상기 하류관이 위치한 평면에 대해 거울상 관계에 있는, 2개의 평면에 각각 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 에틸렌 분해로.
  18. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 곡선형 연결 장치의 관 직경이 상기 상류관의 관 직경과 동일한 것을 특징으로 하는, 에틸렌 분해로.
  19. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 복사 코일이 2-패스 코일이며,
    상기 상류관이 제1-패스 관이며, 상기 하류관이 제2-패스 관인 것을 특징으로 하는, 에틸렌 분해로.
  20. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 복사 코일이, 2개보다 많은 수의 패스를 가지는 멀티-패스 코일이며,
    상기 상류관이 홀수 관이며, 상기 하류관이 짝수관인 것을 특징으로 하는, 에틸렌 분해로.





KR1020147005332A 2011-07-28 2011-07-28 에틸렌 분해로 KR101896028B1 (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2011/001239 WO2013013344A1 (zh) 2011-07-28 2011-07-28 一种乙烯裂解炉

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140064810A KR20140064810A (ko) 2014-05-28
KR101896028B1 true KR101896028B1 (ko) 2018-09-06

Family

ID=47600438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147005332A KR101896028B1 (ko) 2011-07-28 2011-07-28 에틸렌 분해로

Country Status (7)

Country Link
US (2) US9205400B2 (ko)
KR (1) KR101896028B1 (ko)
BR (1) BR112014002075B1 (ko)
MY (2) MY167725A (ko)
RU (1) RU2576387C2 (ko)
SG (1) SG2014011019A (ko)
WO (1) WO2013013344A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2983204C (en) * 2015-06-30 2020-03-10 Uop Llc Film temperature optimizer for fired process heaters
KR102320510B1 (ko) * 2020-02-28 2021-11-03 효성화학 주식회사 가열 튜브 모듈 및 이를 포함하는 파이어 히터
WO2022108936A1 (en) * 2020-11-17 2022-05-27 Lummus Technology Llc Multi row radiant coil arrangement of a cracking heater for olefin production

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011050573A1 (zh) * 2009-10-27 2011-05-05 中国石油化工股份有限公司 一种具有多程辐射炉管的乙烯裂解炉

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4160701A (en) * 1973-04-25 1979-07-10 Linde Aktiengesellschaft Tube furnace for the cracking of organic feed stock
DE2854061A1 (de) 1978-12-14 1980-07-03 Linde Ag Verfahren zum vorwaermen von kohlenwasserstoffen vor deren thermischer spaltung
ES2028211T3 (es) 1987-09-01 1992-07-01 Abb Lummus Crest Inc. Calentador de pirolisis.
JPH0631323B2 (ja) 1988-09-30 1994-04-27 三井造船株式会社 分解炉
EP0519230A1 (en) 1991-06-17 1992-12-23 Abb Lummus Crest Inc. Pyrolysis heater
US5151158A (en) 1991-07-16 1992-09-29 Stone & Webster Engineering Corporation Thermal cracking furnace
JPH10103624A (ja) 1996-09-26 1998-04-21 Taihei Kinzoku Kogyo Kk 加熱炉用ラジアントチューブ
GB2340911B (en) 1998-08-20 2000-11-15 Doncasters Plc Alloy pipes and methods of making same
CN1133862C (zh) 1998-09-16 2004-01-07 中国石油化工集团公司 一种热交换管及其制造方法和应用
DE10018201A1 (de) 2000-04-12 2001-10-25 Linde Ag Pyrolyseofen zum thermischen Spalten von Kohlenwasserstoffen
CN1194071C (zh) 2001-09-19 2005-03-23 中国石油化工股份有限公司 裂解炉及其用途
EP1561796A1 (en) * 2004-02-05 2005-08-10 Technip France Cracking furnace
RU2345122C1 (ru) * 2008-01-09 2009-01-27 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Центральный Научно-Исследовательский Институт Конструкционных Материалов "Прометей" (Фгуп "Цнии Км "Прометей") Печь пиролиза для производства непредельных углеводородов
CN201520747U (zh) 2009-10-27 2010-07-07 中国石油化工股份有限公司 一种多管程乙烯裂解炉
CN102050696B (zh) 2009-10-27 2014-05-21 中国石油化工股份有限公司 一种烃类蒸汽裂解制乙烯裂解炉
CN102146011B (zh) 2010-02-10 2013-05-01 中国石油化工股份有限公司 一种烃类蒸汽裂解制乙烯裂解炉

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011050573A1 (zh) * 2009-10-27 2011-05-05 中国石油化工股份有限公司 一种具有多程辐射炉管的乙烯裂解炉

Also Published As

Publication number Publication date
US20160045889A1 (en) 2016-02-18
BR112014002075A2 (pt) 2017-02-21
KR20140064810A (ko) 2014-05-28
MY177140A (en) 2020-09-08
RU2576387C2 (ru) 2016-03-10
BR112014002075B1 (pt) 2019-05-28
WO2013013344A1 (zh) 2013-01-31
US9604193B2 (en) 2017-03-28
US9205400B2 (en) 2015-12-08
RU2014106935A (ru) 2015-09-10
MY167725A (en) 2018-09-24
SG2014011019A (en) 2014-06-27
US20140199214A1 (en) 2014-07-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102051197B (zh) 一种多管程乙烯裂解炉
CN201520747U (zh) 一种多管程乙烯裂解炉
KR101896028B1 (ko) 에틸렌 분해로
CN102146011B (zh) 一种烃类蒸汽裂解制乙烯裂解炉
CN210036337U (zh) 一种列管式光管蒸发器
CN102050696B (zh) 一种烃类蒸汽裂解制乙烯裂解炉
JP2018009762A (ja) 熱交換器及びボイラ
CN101723784B (zh) 一种乙烯裂解炉
CN100487079C (zh) 新型结构及排布的裂解炉用两程辐射炉管
EP2131131A1 (en) Heat exchanger
CN202688271U (zh) 一种乙烯裂解炉
CN201276507Y (zh) 一种乙烯裂解炉
TWI467000B (zh) A double row of radiant furnace tube cracking furnace
CN102911706B (zh) 一种采用分支变径炉管的乙烯裂解炉
CN201634601U (zh) 一种烃类蒸汽裂解制乙烯裂解炉
CN209276456U (zh) 乙烯裂解炉
CN110057209A (zh) 一种列管式光管蒸发器及其焊接方法
CN202509042U (zh) 一种多管程乙烯裂解炉
CN209555154U (zh) 一种采用分支多程炉管的乙烯裂解炉
CN103965948B (zh) 一种辐射炉管构型
CN109486506A (zh) 一种乙烯裂解炉
CN109486507B (zh) 一种乙烯裂解炉
RU2266474C1 (ru) Пучок теплообменных труб регенеративного воздухоподогревателя
CN109423321A (zh) 一种乙烯裂解炉
CN105579557A (zh) 用于过程流体的传热单元

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right