JPH01282294A - 熱分解炉を制御する方法 - 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〕 本発明は炭化水素の熱分解炉を制御する方法に関する。

詳しくは、本発明は炭化水素の熱分解炉において、ナフ
サ等の炭化水素原料の性状が著しく変化した際、それに
対応して分解炉の運転条件を迅速に変更し、かつ、エチ
レン、プロピレン等のオレフィン製造量が所定量となる
ように分解炉の運転条件を制御する方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、エタン、プロパン等のガス状炭化水素、及びナフ
サ、ガスオイル、灯油、軽油、重質油等の液状炭化水素
を水蒸気の存在下で熱分解（スチームクランキンク）シ
てエチレン、フロピレン等のオレフィン系炭化水素（以
下、オレフィンと略称する。）を製造する方法はよく知
られている。

一般に工業的なオレフィン製造プラントにおいては、複
数炉、例えば１０炉以上の分解炉を有しており、プラン
ト全体のオレフィン製造量を所定量確保しながら各分解
炉について分解管（チューブン内面に付着したコークを
脱コークするためにデコーキング処理することが行なわ
れている。該プラントにおけるエチレン、プロピレン等
のオレフィン製造量は各分解炉の熱分解条件（運転条件
）やナフサ等の炭化水素原料の性状等によって変化する
ため、例えば、前日のエチレン、プロピレン等のオレフ
ィン製造量ヲ把遅し、この結果に基づいて／日／回分解
炉の運転条件を変更すること等によってオレフィン製造
量を所定量確保することが行なわれている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、近年の炭化水素原料源の多様化てより、
熱分解炉に供給するナフサ等の炭化水素原料の性状が急
激に変動した場合には、上記した分解炉の運転条件を７
日／回変更する方法テは日々のエチレン、プロピレン等
のオレフィン製造量が大きく変動し、要求されるオレフ
ィン生産量に対応したオレフィン製造量を確保するのが
難しいという問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは従来技術の上記状況に鑑み、熱分解炉に供
給するナフサ等の炭化水素原料の性状が急激に変動する
場合においてもエチレン、プロピレン等のオレフィン製
造量の変動ヲ少すくするための運転方法につき鋭意検討
を重ねた結果、本願各発明を完成するに至った。

即ち、本出願の第１の発明は、 夫々が選ばれた制御因子の設定値の下に運転を制御され
ている複数の熱分解炉からなる熱分解炉系列において炭
化水素原料を水蒸気の存在下に熱分解してオレフィンを
製造するにあたり、予め、（Ａ）運転中の各熱分解炉の
運転状態を各熱分解炉の運転を制御する制御因子を変数
として、予め設定された制御限界への接近の度合として
表わす関数（以下、「負荷余裕度関数」という）を得て
おくこと、並びに、（Ｂ）各熱分解炉の制御因子及び原
料炭化水素の性状因子を変数として各オレフィンの収率
を表わす関数（以下、「オレフィン収率関数」という）
を得ておくこと、そして、 熱分解炉系列の運転に際しては、 ■　定められた時間間隔で各熱分解炉毎に、制御因子の
データをコンピューターに取込んで負荷余裕度関数の値
（以下、「負荷余裕度」という）を算出しておくこと、 ■　性状の異なる原料炭化水素への原料変更に際　し２
、 （ａ）　　変更前の原料炭化水素の性状因子のデータと
、変更後の原料炭化水素の性状因子のデータとをコンピ
ューターに取込んで対比して、その変化量からオレフィ
ン収率関数を用いて熱分解炉系列のオレフィン製造量の
予想変化量（以下、［系列予想オレフィン変化量」とい
う）を算出すること、 （ｂ）　　系列予想オレフィン変化量に相当する量のオ
レフィン製造量の変化を打消すべく、系列予想オレフィ
ン変化量に対応する熱分解炉系列のオレフィン製造量の
変更量（以下、「原料由来系列負荷変更量」という）を
決定すること、 （ｃ）　　上記（ｂ）で算出された原料由来系列負荷変
更量を、上記［１］で算出された各負荷余裕度の値の大
きさに応じて各熱分解炉へ配分し、各熱分解炉の負荷変
更量〔以下、「炉負荷変更量」という〕を得ること、 （ｄ）（イ）オレフィン収率関数を用いて、炉負荷変更
量に見合う量のオレフィン製造量 （以下、「必要オレフィン製造量」という）を与える各
熱分解炉の制御因子の値を算出し、該算出値が各熱分解
炉の制御因子の予め設定された操作限界値を越えた場合
には該限界値を各熱分解炉の制御因子の値とするが、そ
れ以外の場合には該算出値を各熱分解炉の制御因子の値
に決定すること、 又は、 （ロ）各熱分解炉の制御因子の操作限界を制約条件とし
て、オレフィン収率関数を用いて、必要オレフィン製造
量に最も近いオレフィン生産量を与える各熱分解炉の制
御因子の値を算出し、該算出値を各熱分解炉の制御因子
の値に決定すること、並びに、 ■　各熱分解炉の制御因子の設定値を上記決定された制
御因子の値に変更すること、 を特徴とする熱分解炉を制御する方法、を要旨とするも
のである。

また、本出願の第コの発明は、 夫々が選ばれた制御因子の設定値の下に運転を制御され
ている複数の熱分解炉からなる熱分解炉系列において炭
化水素原料を水蒸気の存在下に熱分解してオレフィンを
製造する方法において、 予め、（Ａ）運転中の各熱分解炉の運転状態を各熱分解
炉の運転を制御する制御因子を変数として、予め設定さ
れた制御限界への接近の度合として表わす関数（以下、
「負荷余裕度関数」という）、を得ておくこと、並びに
、（Ｂ）各熱分解炉の制御因子及び原料炭化水素の性状
因子を変数として各オレフィンの収率を表わす関数（以
下、「オレフィン収率関数」という）を得ておくこと、
そして、 熱分解炉系列の運転に際しては、 ＣＩ）　　定められた時間間隔で各熱分解炉毎に、制御
因子のデータをコンピューターに取込んで負荷余裕度関
数の値（以下、「負荷余裕度」という）を算出しておく
こと、 〔正■　短かい時間間隔で、 （ａ）　　運転中の熱分解炉系列のオレフィン製造量の
データ（以下、「実績オレフィン生産量」という）と要
求されるオレフィン生産量のデータ（以下、「要求オレ
フィン生産量」という）とをコンピュータ−に取込んで
対比して熱分解炉系列のオレフィン製造量の変更量（以
下、「系列負荷変更量」という）を算出すること、（ｂ
）　　系列負荷変更量を、上記（Ｉ）で算出された各負
荷余裕度の値の大きさに応じて各熱分解炉へ配分し、各
熱分解炉の負荷変更量（以下、「炉負荷変更量」という
）を得ること、 （ｃ）（イ）オレフィン収率関数を用いて、炉負荷変更
量に見合う量のオレフィン製造 量（以下、［必要オレフィン製造量］ という）を与える各熱分解炉の制御因 子の値を算出し、該算出値が各熱分解 炉の制御因子の予め設定された操作限 界値を越えた場合には、該限界値を各 熱分解炉の制御因子の値とするが、そ れ以外の場合には該算出値を各熱分解 炉の制御因子の値に決定すること、 又は、 （ロ）各熱分解炉の制御因子の操作限界を制約条件とし
て、オレフィン収率関数 を用いて、必要オレフィン製造量に最 も近いオレフィン生産量を与える各熱 分解炉の制御因子の値を算出し、該算 出値を各熱分解炉の制御因子の値に決 定すること、 並びに、 ■　各熱分解炉の制御因子の設定値を上記決定された制
御因子の値に変更すること、を繰り返すに当り、 〔■〕　　性状の異なる原料炭化水素への原料変更に際
しては、 （ａ）　　変更前の原料炭化水素の性状因子のデータと
、変更後の原料炭化水素の性状因子のデータとをコンピ
ューターに取込んで対比して、その変化量からオレフィ
ン収率関数を用いて熱分解炉系列のオレフィン製造量の
予想変化量（以下、「系列予想オレフィン変化量」とい
う）を算出すること、 （ｂ）　　系列予想オレフィン変化量に相当する看のオ
レフィン製造量の変化を打消すべ（、系列予想オレフィ
ン変化量に対応する熱分解炉系列のオレフィン製造量の
変更ｔ（以下、「原料由来系列負荷変更量」という）を
決定すること、並びに、 （ｃ）　　上記〔■〕■（ｂ）の系列負荷変更量を上記
（ｎ）■（ａ）で算出された系列負荷変更量と上記原料
由来系列負荷変更量との合計量で置き換えること、 を特徴とする熱分解炉を制御する方法、を要旨とするも
のである。

以下、図面を参照しながら本願各発明につきさらて詳細
に説明する。

本発明において、原料の炭化水素としてはエタン、プロ
パン、ブタン等の常温でガス状の炭化水素又はナフサ、
ガスオイル、灯軽油、重質油等の常温で液体である炭化
水素が使用される。

これらの炭化水素原料はそれぞれを単独で用いて（単独
分解）もよく、あるいは液状炭化水素とガス状炭化水素
とを併用して（共分解）もよい。

第３図は本発明方法を実施する熱分解炉の一例を示す模
式図である。図中、／は熱分解炉本体、コは加熱管、３
は急冷熱交換器、７は燃料供給管である。加熱管コは熱
分解炉本体／の内部に配置されているが、機能上、予熱
部ａ′と熱分解部！に区分される。加熱管コの一端には
原料炭化水素、例えばナフサ等を導入するための原料炭
化水素供給管ダが、他端には熱分解生成物を急冷熱交換
器３へ導くための出口配管６が接続されており、更に予
熱部の途中には水蒸気を導入するための水蒸気供給管５
が接続されている。ナフサ等の液状炭化水素原料は、通
常１００〜／３０℃の温度、コ、５〜瓜Ｏｋｇ／ｃｍ２
Ｇの圧力で供給管グから供給し、加熱管の予熱部２′を
通過する間に通常、ｅｓｏ〜６５０℃の温度に昇温させ
て全量を気化させる。熱分解部ユ“における熱分解条件
としては例えば、分解温度６ｓｏ−ｇｓｏ℃、水蒸気比
（水蒸気／原料炭化水素の重量比）　０．１．１〜７．
０の範囲が挙げられる。該熱分解反応により生成した分
解ガスは通常’ｙ！ｒｏ　〜ｇｓｏ℃の温度及び０．７
〜／、Ｊ　ｋｇ／ｃｍ２Ｇの圧力で加熱管＝の末端から
出て、出口配管６を経て急冷熱交換器３にいたり、ここ
で通常、３３０〜！θｏ℃の温度に冷却された後、排出
管ｇを経て分離精製系へ導入される。

本発明においては、夫々が選ばれた制御因子の設定値の
下に運転を制御されている、上記第３図に示すような熱
分解炉を゛複数炉、通常１０炉以上有する熱分解炉系列
において炭化水素原料を水蒸気の存在下に熱分解してオ
レフィンを型造するにあたり、予め、上記（Ａ）及び（
Ｂ）の関数を求めておき、熱分解炉系列の運転に際して
は上記一連の操作で熱分解炉系列を制御する。

（第１図は本出願の第１の発明の制御方法を模式的に示
すものである。）以下に、その詳細を説明する。

（Ａ）　　負荷余裕度関数の設定 従来、運転員は各熱分解炉の運転状態を、（ａ）熱分解
炉出口温度、（ｂ）原料炭化水素供給量、（ｃ）水蒸気
供給用バルブ開度、（ｄ）急冷熱交換器出口温度、（ｅ
）対流部温度、（ｆ）分解管表面温度等より判断してお
り、その測定値のいずれかが所定の上下限に近づいてい
るようであればその炉については負荷を増やさない、も
しくは減らす方向に操作していた。

本発明方法においては、このような運転員の主観的な判
断に基づいて評価されていた各熱分解炉の運転状態を、
各熱分解炉の運転を制御する上記（ａ）〜（ｆ）のよう
な制御因子を変数に、予め設定された制御限界への接近
の度合として関数化して把握する。上記制御限界は各熱
分解炉の物理的制約及び運転の経験に基づいて安全でか
つ合理的な運転が可能な運転条件範囲の限界として決定
されるものであり、通常、上記のような制御因子の各々
について設定されるが、場合によっては一個以上の制御
因子の組合せ（例えば和、積など）について設定するこ
ともできる。各熱分解炉の運転状態をこのような制御限
界への接近の度合として表わす上記関数は、従って、各
熱分解炉にあとどれだけの負荷をかけることが可能であ
るかを表わしていると見ることができる。そこでこの関
数を「負荷余裕度関数」と呼ぶことにする。

負荷余裕度関数の形は、各熱分解炉の運転状態の制御限
界への接近の度合を適切に反映するものである限り、特
に限定されるものではない。通常は、選ばれた適切な数
の制御因子の各々についてプラントから得られる測定値
の各制御限界値からの偏差（又はその関数）を変数とす
る関数を設定することによって十分に目的が達せられる
。この後者の関数としては例えば上記偏差（又はその関
数）の積、相、又はそれらの混合した形等を用いること
ができる。熱論、用いる負荷余裕度関数の形によって本
発明方法に従う制御方法の具体的な実施の態様は修正を
受ける。

上記のように負荷余裕度関数は種々の方法で設定される
が、以下には制御因子の測定値の制御限界値からの偏差
の関数を変数とする関数を設定する方法の一例であるフ
ァジィ−（ｆｕｚｚｙ　）モデル（数学におけるファジ
ィ−理論をもとにしたモデル）を用いる例につき説明す
る。

変数として用いる熱分解炉の運転を制御する制御因子と
しては例えば以下のものが挙げられる。

制御因子　　　　　　　　記号 熱分解炉出口温度　　　　　　　　　　Ｘｉ原料炭化水
素供給量又はその供給 用バルブ開度　　　　　　　　　　　ｘ２急冷熱交換器
出口温度　　　　　　　　Ｘ４対流部温度　　　　　　
　　　　　　Ｘ５分解管表面温度　　　　　　　　　　
　Ｘ６運転日数　　　　　　　　　Ｘ７ Ｘ１〜６０制御因子は例えば、第３図において、熱分解
炉出口温度測定装置９、原料炭化水素供給量又はその供
給用パルプ開度測定装置１０、水蒸気供給量又はその供
給用バルブ開度測定装置／／、急冷熱交換器出口温度測
定装置ｌ＝、対流部温度測定装置１３及び分解管表面温
度測定装置／ダにおいて制御因子の値を測定することが
できる。

上記した各変数について夫々予め設定された制御限界へ
の接近の度合を反映する関数を定義する。得られた関数
を夫々「メン・（−シップ関数」と呼ぶ。

各メンバーシップ関数により評価された値を下記のよ５
に合成して負荷余裕度関数を得る。

負荷余裕度＝　ｆ　Ｃｇｔ（ｘｔＬ　ｇｚ（ｘｚＬ　ｇ
ｓ（ｘｓＬ　ｇｎ（Ｘｄｔｇｓ（Ｘｓ）　ｌ　ｇｓ（Ｘ
ｓ）　Ｉ　ｇｙ（ｘ７）　］負荷余裕度関数の精度を高
めるためには一般により多くの変数〔制御因子〕、従っ
てメンバーシップ関数を用いるのが好ましいが、測定及
びコンピューター制御の簡略化と制御の精度との比較に
基いてメンバーシップ関数の数を減らすこともできる。

このような観点から制御因子として例えばＸｌ、Ｘｌ及
びＸｌを用いることができる。その場合には次のように
なる。

負荷余裕度＝　ｆ　Ｃｇｘ（ｘｔ）、　ｇｚ（ｘｚ）、
　ｇｓ（ｘ３）　）負荷余裕度関数ｆの形は制御因子の
操作方向による影響を受けるのでその方向ごとに設定す
るのがよい。

運転条件の変更に用いられる制御因子の選択は特に限定
されないが、通常、熱分解炉出口温度及び原料炭化水素
供給量の２つの制御因子で必要な運転条件の変更を行な
うことができる。この場合、これら制御因子の操作方向
は下記（Ｉ）〜（ＩＶ）のノくターンに分類される。

（Ｉ）熱分解炉出口温度　：　上げる 原料炭化水素供給量　：　増　量 （ｎ）熱分解炉出口温度：　下げる 原料炭化水素供給量　二　減　量 （［）熱分解炉出口温度：　上げる 原料炭化水素供給量　二　減　量 （ＩＶ）熱分解炉出口温度：　下げる 原料炭化水素供給量　：　増　量 一般に熱分解炉の温度が上昇するとより短かい炭素鎖の
オレフィンが生成しやすく、また、原料炭化水素供給量
が増加するとオレフィン製造量は全体として増加する。

従って、熱分解炉系列のオレフィンの製造量の変更要求
、即ち、例えば、オレフィン生産量自体を変更（増加又
は減少）する、あるいは、生成オレフィンの組成を変更
（例えばエチレンの生成割合を増加さ七る等）するとい
った変更要求に応じて、熱分解炉出口温度及び原料炭化
水素供給量の操作方向が上記（Ｉ）〜（ＩＶ）のパター
ンから選択されるので、通常、それに対応した負荷余裕
度関数とする。

各熱分解炉毎の制御因子の操作方向については、各熱分
解炉の状況に応じて選択すればよく、一系列全体を同一
のノ（ターンとする必要はない。しかしながら、熱分解
炉系列全体のオレフィンの製造量の変更を、より多（の
熱分解炉に配分することが、熱分解炉系列の運転にとっ
てより簡便で合理的な場合が多（・ことから、一系列全
体を同一の操作方向の］くターンとすることが好ましい
。

以下に、夫々（Ｉ）〜（ＩＶ）のノくターンについて、
詳細に説明する。

パターン（メン 変数×１〜Ｘ６については分解炉の物理的制約と運転の
経験から決定される安全かつ合理的な運転が可能な限界
値、すなわち上限値をＨ／　（１）とし、これらの変数
が該上限値に近づいたために負荷をそれ以上上げるのが
好ましくない点を通常運転限界値（例えば、０．ｇＨ／
（＋）以上でＨ／（ｊ）未満の範囲から設定する）とし
てＨ２（１）とすれば、メンバーシップ関数は下記のと
おりに定義される。

ｇ＋　”　／　　（ｘｉ　（Ｈ２（す）帽εＣＯ９／〕
、（１＝７〜６） 白が大きい程余裕があることになる。

また運転日数Ｘ７については運転日数の運転状態に及ぼ
す効果が他の変数とは異なることから、例えば、 ｇ７＝／＋α　　（Ｏ＜ｘ７　＜　、ｙ　Ｄ　）　（運
転初期〕ｇｙ　＝：　／、ｏ　　　　（Ｄ＜ｘｔ　＜　
３Ｄ）ｇ７＝７−α　　（７ＤくＸ７くＤ）〔運転末期
〕αｅＣｏ、ｏ、ｏｒ〕、Ｄ＝運転日数上限のように定
義することができる。

以上のメンバーシップ関数の合成を次のとおりに定義す
る。

ｆ　（ｇｔｐ　ｇ２＋　ｇｓｔｇ４りｇｓｔ　ｇａｐ　
ｇｙ　）＝ｇｌφｇ２°ｇ３°ｇ７°ＭＩＮ（ｇ４ｔ　
ｇｓｙ　ｇｓ　）（ＭＩ　Ｎ　（ｇ４＋　ｇｓｔ　ｇｓ
　）とはｇ４ｔ　ｇｓ及びｇ６の５ちの最小値を示す。

） パターン（ｎ） 変数Ｘ１及びＸ２については分解炉の合理的な運転が可
能な下限値、すなわち操作下限値をＬ　／　（１）とし
、該下限値に近づいたためそれ以上下げるのが好ましく
ない点を通常運転限界値としてり、２（りとすれば、 ｇｚ　＝　／　　　　　　　　（ｘｉ　＞Ｌ−２（ｔ）
　）ｇｉ　ＣＣ’ｔ　’　）、（Ｉ＝／〜２）と定義さ
れる。

Ｘ３〜ｘ６については下限を特に設定していないため、
各々の変数が上限に近づいている場合、より太き（負荷
を下げるようにする。

ｇＩ＝／　　　　　　　（ＸｉくＨコ（ｉ））ｇ１ε（
’ｙ２）、（ｌ＝３〜６） と定義する。

運転日数Ｘ７については運転日数が経っているものにつ
きより太き（負荷を下げるようにする。

ｇ７＝／−α　　　（ＯくＸ７く−ｊＤ）ｇｙ　＝　／
、θ　　　　（７Ｄくｘ７＜７Ｄ）ｇ７＝７＋α　　（
、ｙ　Ｄ＜ｘ７　＜Ｄ）αε〔ｏ、ｏ、ｏｓ〕、Ｄ：運
転日数上限のように定義することができる。

以上のメンバー７ノプ関数の合成を次のとおりに定義す
る。

ｆ　（ｇ＋＋　ｇｚ＋　ｇｓｔ　ｇ＋９ｇｓ＋　ｇａｓ
　ｇｙ）＝ｇビｇ２°ｇ３°ｇ７°ＭＡＸ　（ｇ４ｔ　
ｇｓｔ　ｇｓ　）（ＭＡＸ　（ｇ４ｐ　ｇｓｔ　ｇ６）
とはｇ＋＋　ｇｓ及びｇ６のうちの最大値を示す。） パターン（ＩＩＩ） 変数Ｘｌについては操作上限に着目してパターン（Ｉ）
におけるのと同様に ｇ＋　＝　／　　　　（Ｘｉ　＜　Ｈ２（＋）　）ｇ＋
　”’　（Ｏｒ　　’　］　　、　（ｌ＝ｉ　）と定義
する。

Ｘ２については操作下限に着目してパターン（ｎ）と同
様に ｇ＋　＝　／　　　　　　　　（ｘｉ　＞Ｌ−２（ｉ）
　）ｇｉε〔Ｏ２／〕、（１＝コ） と定義される。

Ｘ３〜Ｘ７についてはパターン（Ｉ）におけるのと同じ
とする。

メンバーシップ関数の合成もパターン（Ｉ）におけるの
と同じとする。

ｆ　（ｇｌ＋　ｇ２ｙ　ｇ３ｓ　ｇ４＋　ｇｓｔ　ｇｓ
ｔ　ｇｙ　）＝　ｇ＋　”　ｇｚ・ｇａ・ｇｙ・ＭＩ　
Ｎ　（ｇ４＋　ｇｓｙ　ｇａ　）パターンＧＶ） 変数ＸＩについては操作下限に着目してパターン（ＩＩ
）におけるのと同様に ｇ＋　＝　／　　　　　　　　　　　（ｘｌ　＞Ｌ−２
（す）ｇｉ　Ｃ（Ｏ＋　　’　］　　、　（１＝／）と
定義する。

Ｘ２については操作上限に着目してパターン（Ｉ）にお
けるのと同様に ｇｉ＝／　　　　　　　　　　（ｘｔ＜Ｈコ（す）ｇ１
ＣＣＯ２／〕、（１＝、２　） と定義する。

Ｘ３〜Ｘ７についてはパターン（Ｉ）におけるのと同様
とする。

メンバーシップ関数の合成モパターン（Ｉ）におけるの
と同じとする。

ｆ　（ｇｘ＋　ｇ２＊　ｇ３シｇ４シｇｓ＋　ｇａｐ　
ｇｙ　）＝ｇｔ　”　ｇｚ°ｇ３°ｇ７°ＭＩ　Ｎ　（
ｇ４＋　ｇｓｅ　ｇｏ　）（Ｂ）　　オレフィン収率関
数の設定 台熱分解炉において製造される各オレフィンの製造量は
、各熱分解炉の制御因子及び原料炭化水素の性状因子を
変数とする関数（オレフィン収率関数）として表わすこ
とができる。各熱分解炉の制御は、簡便かつ合理的な運
転を行なうことのできる制御因子が選ばれ、これが適切
な値に設定されて運転が制御されることから、該関数は
この制御因子と、原料炭化水素の性状を表わす因子とを
変数とする。

オレフィン収率関数の形は各熱分解炉の制御因子及び原
料炭化水素の性状因子の変化を各オレフィンの製造量に
適切に反映するものであれば特に限定されるものではな
い。

しかしながら、本発明方法においては、後記するように
、各熱分解炉の運転条件を変更するための制御因子の値
を求めるためにこの関数を用いることから、コンピュー
ター制御の簡略化と制御の精度との比較に基づいて適切
な制御因子を変数として用い、できるだけきるが、例え
ば次のものが挙げられる。

ｆＨ；Ｔｙ　（ｃＯＴ＋　ＳＧ　）　＝ａＯ＋　ａｌ　
ｅ　ｃｏ’ｒ　＋　ａ２１　ＳＧ・・・・・・（１） ｆ　ｐｐｙ　（ｃｏ”ｒ　、Ｓ　Ｇ　）　：ｂｏ　＋　
ｂ＋　”　ＣＯＴ　＋　ｂｚ　’　ＳＧ・・・・・・（
２） ＣＯＴ　：熱分解炉出口温度 ＳＧ：原料炭化水素性状〔比重、組成 （パラフィン分、オレフィン分及 びナフテン分の組成あるいは元素 分析値等）又は蒸留試験値（沸点 範囲）等から選ばれるもの〕 ｆｏ、（ｃＯＴ、　ＳＧ　）　：エチレン収率関数ｆｐ
ｐｙ（ｃＯＴ、ＳＧ　）　：プロピレン収率関数ａｏ〜
２及びす、〜２：係数（実験的に決定される）後述する
、原料炭化水素の変更に際しての熱分解炉系列のオレフ
ィン製造量の予想変化量の算出にあたっては上記オレフ
ィン収率関数は以下のよ５に用いられる。

オレフィン製造量は、 ＥＴＹ＝ｆＥ、ＴＹ（ｃｏＴ、ｓＧ）・ＮＡＰ・曲・曲
・・（３）ＰＰＹ＝ｆ　　　（ｃＯＴ、５Ｇ）−ＮＡＰ
　　　・・−・−・・−・−（４）ＰＰＹ ＥＴＹ　：エチレン製造量 ＰＰＹ　：プロピレン製造量 ＮＡＰ　：原料炭化水素供給量 と表わすことができる。

従って、原料炭化水素の性状変化によって予想されるオ
レフィン製造量の変化は、ΔＥＴＹｅ　＝　ａ２・ΔＳ
Ｇ　−ＮＡＰ　　・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・（５）ΔＰＰＹｅ　”　ｂｚ・ΔＳＧ　−ＮＡ
Ｐ　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（
６）ΔＥＴＹｅ　：系列予想エチレン変化量ΔＰＰＹｅ
　：系列予想プロピレン変化量ΔＳＧ：原料炭化水素性
状変化量 と表わされる。

また、後述する、各熱分解炉毎の制御因子の値の算出に
あたってはオレフィン収率関数は以下のように用いられ
る。

上記（３）及び（４）式より、 ΔＥＴＹｃ　”　ｆＦ、Ｔｙ（ｃＯＴ（Ｋ）、　５Ｇ（
Ｋ）　）　”　ＮＡＰ（Ｋ）−ｆ、ＨＴＹ（ｃＯＴ（Ｋ
−／）、　５Ｇ（Ｋ−／’）　）・ＮＡＰ（Ｋ−／）　
　　　　　　　・・・・・・（７）ΔＰＰＹｃ＝ｆｐｐ
ｙ（ｃＯＴ（Ｋ）、５Ｇ（Ｋ））・ＮＡＰ（Ｋ）ｆｐｐ
ｙ（ｃＯＴ（Ｋ−／）、５Ｏ（Ｋ−／））・ＮＡＰ（Ｋ
−／）　　　　　　　　　　・・・・・・（８）ΔＥＴ
Ｙｃ　　　：エチレン炉負荷変更量ΔＰＰＹｃ　　　：
プロピレン炉負荷変更量Ｃ０Ｔ（Ｋ）　　：　Ｋ回目の
熱分解炉出口温度の測定値Ｃ０Ｔ（Ｋ　／）　：　Ｋ−
／　　　　　　Ｉ／５Ｇ（Ｋ）　　　：　Ｋ回目の原料
炭化水素性状の測定値５Ｇ（Ｋ−’）　　：　Ｋ　　／
　　　　　　ｔｔと表わせることから、炉負荷変更量に
見合う量のオレフィン製造量を与える各熱分解炉の制御
因子の値、Ｃ０Ｔ（Ｋ）及びＮＡＰ　（Ｋ）の値を算出
することができる。

本出願の第１の発明に係る方法においては、上記した（
Ａ）負荷余裕度関数及び（Ｂ）オレフィン収率関数を用
いて、下記■〜■の一連の操作で熱分解炉系列を制御す
る。

即ち、第１図に示すように熱分解炉系列の運転に際して
は、■定められた時間間隔で各熱分解炉の負荷余裕度の
値を（Ａ）負荷余裕度関数な用いて算出しておき、■原
料炭化水素の変更に際し、（ａ）変更前の原料炭化水素
の性状因子データと変更後のものとを対比し、その変化
量からオレフィン収率関数を用いて系列予想オレフィン
変化量を算出し、（ｂ）系列予想オレフィン変化量に相
当する量のオレフィン製造量の変化を打消すべく原料由
来系列負荷変更量を決定し、（ｃ）原料由来系列負荷変
更量を負荷余裕度の大きさに応じて各熱分解炉へ配分し
て炉負荷変更量を得て、（ｄ）各熱分解炉毎に炉負荷変
更量に見合うオレフィン製造量を与える制御因子の値を
（Ｂ）オレフィン収率関数に基づいて決定し、■各熱分
解炉の制御因子の設定値を決定された制御因子の値に変
更して運転を続行するものである。

■　負荷余裕度の算出 上記（Ａ）で得た負荷余裕度関数に各熱分解炉毎に各熱
分解炉の運転を制御する制御因子（変数）の測定値デー
タを与え、負荷余裕度関数の値、即ち、負荷余裕度を算
出する。負荷余裕度の算出のタイミングは、後述する■
以降の制御操作を行なう時間的間隔との兼ね合いで決め
ればよい。■以降の操作を行な５時点になるべく近い時
点で各熱分解炉の負荷余裕度を算出すれば、各熱分解炉
の状態がより反映された制御操作を行なうことができる
ので好ましい。

■（ａ）　　系列予想オレフィン変化量の算出原料炭化
水素は常に一定の性状のものが供給されるわけではなく
、熱分解炉の運転中には性状の異なる原料炭化水素への
原料変更が行なわれる場合が多い。本発明方法において
は、その際に、変更前の原料炭化水素の性状因子のデー
タと、変更後の原料炭化水素の性状因子のデータとをコ
ンピューターに取込んで対比してその変化量からオレフ
ィン収率関数を用いて熱分解炉系列のオレフィン製造量
の予想変化量（系列予想オレフィン変化量）を算出する
。

原料炭化水素の性状因子としては、前述の如く、比重、
組成、蒸留試験値（沸点範囲）等がある。これら性状因
子のデータの把握の仕方に特に制限はなく、各性状因子
につき、変更前に対する変更後のデータの変化量（ΔＳ
Ｇ）を求め、オレフィン収率関数を用いて、例えば前記
（５）及び（６）式によって原料炭化水素の性状変化に
よって予想されるオレフィン製造量の変化（系列予想オ
レフィン変化量）が算出される。

なお、原料炭化水素の性状変化が予め想定される場合は
、その時点で上記変化量な求めればよいが、細かい性状
変化や予期せぬ性状変化によるオレフィン製造量の変動
をおさえるために、定められた時間間隔で、例えば、周
期的に、例えば０．５〜！時間毎、好ましくは７〜２時
間毎に変化量を観測することもでき、それによってより
きめ細かな制御をすることができる。

■（ｂ）原料由来系列負荷変更量の決定上記（ａ）で求
めた系列予想オレフィン変化量に相当する量のオレフィ
ン製造量の変化を打消すことにより、原料変更によるオ
レフィン製造量の変動を防ぐことができる。そこで、系
列予想オレフィン変化量に対応する熱分解炉系列のオレ
フィン製造量の変更量（原料山ΔＥＴＹ２＝−ΔＥＴＹ
　ｅ　　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・（９）ΔＰＰＹ２＝−ΔＰＰＹ　ｅ　　　・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・α０ΔＥＴＹ２：エ
チレン原料由来系列負荷変更量ΔＰＰＹ２　：　プロピ
レン　　　　　〃■（ｃ）　　炉負荷変更量の算出 上記［１］で求めた各熱分解炉の負荷余裕度の値の大き
さに応じて、上記原料由来系列負荷変更量を各熱分解炉
に配分する。配分は基本的に次式に従うのがよい。

しかしながら負荷余裕度関数の精度が不十分であって特
定の熱分解炉の運転状態が過大に又は過小に反映される
ような場合には経験に基いて上式に適当な係数を導入し
てこれを修正することもできる。

■（ｄ）　各熱分解炉毎の制御因子の値の決定炉負荷変
更量に見合う量のオレフィン製造量（必要オレフィン製
造量）を与える各熱分解炉の制御因子の値を前記オレフ
ィン収率関数に基づいて下記（イ）及び（口〕のうちの
いずれかの方法で決定する。

（イ）オレフィン収率関数を用いて、必要オレフィン製
造量を与える各熱分解炉の制御因子の値を算出し、該算
出値が各熱分解炉の制御因子の予め設定された操作限界
値を越えた場合には、該限界値を各熱分解炉の制御因子
の値とするが、それ以外の場合には該算出値を各熱分解
炉の制御因子の値に決定する。

（ロ）各熱分解炉の制御因子の操作限界を制約条件とし
て、オレフィン収率関数を用いて、必要オレフィン製造
量に最も近いオレフィン生産量を与える各熱分解炉の制
御因子の値を算出し、該算出値を各熱分解炉の制御因子
の値に決定する。

なお、上記（イ）において、オレフィン収率関数を用い
て算出された各熱分解炉の制御因子の値の一部のみが上
記操作限界値を越えた場合には、用いたオレフィン収率
関数のうちの一部を優先させて（例えば、前記（７）式
及び（８）式を用いる場合、エチレン収率又はプロピレ
ン収率のいずれか一方については十分な解を与えるよう
に一方を優先させて）再計算することもできる。

また、上記（ロ）について、前記（７）式及び（８）式
を用いて、その具体的な方法の一例を以下に示す。

前記（７）式及び（８）式をＮＡＰ（Ｋ）　、　Ｃ０Ｔ
（Ｋ）に着目して隆埋すると、 ｂ＝ＡＸ　　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・αυ制約条件については、 ＭＡＸ　（ＬｏＣＯＴ、　ＣＯＴ　（Ｋ　−／　）　−
Ｊ　ＣＯＴ　ｌ　＜ＣＯＴ　（Ｋ　）＜ＭＩ　Ｎ　（Ｈ
ｉＣＯＴ、　Ｃ０Ｔ（Ｋ−／　）＋ΔＣＯＴ　ｌ　　　
・・・ｑ２ＩＶＬＡＸ（ＬｏＮＡＰ、　ＮＡＰ（Ｋ−ｉ
）−ΔＮＡＰ　ｌ　＜ＮＡＰ（Ｋ）＜ＭＩＮ（ＨｉＮＡ
Ｐ、　ＮＡＰ（Ｋ−／）＋ΔＮＡＰ　ｌ　　　・・・ｑ
３ＨｉＣＯＴ　：熱分解炉出口温度上限 ＬｏＣＯＴ　：　　　　　ｔｔ　　　　　下限ＨｉＮＡ
Ｐ：原料炭化水素供給量又はその供給用バルブ開度上限 ＬｏＮＡＰ　：原料炭化水素供給量又はその供給用パル
プ開度下限 ΔＣＯＴ　：熱分解炉出口温度最大変化率ΔＮＡＰ　：
原料炭化水素供給量又はその供給用バルブ開度最大変化
率 （６）式及び（至）式は、 ｋ！＝ＭＡＸ（ＬｏＣＯＴ、Ｃ０Ｔ（Ｋ−／）−ｊｃＯ
Ｔｌｋｚ＝ＭＩＮ（ＨｉＣＯＴ、Ｃ０Ｔ（Ｋ　／）＋ｊ
ＣＯＴ）右＝ＭＡＸ（ＬｏＮＡＰ、　ＮＡＰ（Ｋ−／）
−ΔＮＡＰ　１１ｚ　＝ＭＩ　Ｎ　（ＨｉＮＡＰ、　Ｎ
ＡＰ（Ｋ−／　）＋ΔＮＡＰ　１とすると、次のように
まとめられる。

ＣＸ＜：ｄ　　　　・曲曲曲曲・１曲・（１４従って、
式α４の制約条件の下、ＩＩ　ＡＸ　−ｂ　ｉ２を最小
化するＸの値（最適解Ｘ”）を求めればＣＯ”ｒ（Ｋ）
及びＮＡＰ（Ｋ）を決定することができる。

この問題の最適解Ｘ”は以下のＫｕｈｎ−Ｔｕｃｋｅｒ
条件を満たしている事が必要十分である。

Ｕフラグ９フ２１乗数ベクトル変数 なお、原料炭化水素として二種のものを併用（共分解）
する場合も同様に行なうことができる。例えばナフサ及
びＬＰＧを用いる場合、前記（３）式及び（４）式は次
のようになる。

ＥＴＹ　＝　ｆ、ＴＹ（ｃＯＴ、　ＳＧ　）・ＮＡＰ十
ｇつＴＹ（ｃＯＴ）・ＬＰＧ　　　・・・α場ＰＰＹ　
＝　　ｆ、ＰＹ（ｃＯＴ、ＳＧン・ＮＡＰ＋　ｇＰＰＹ
　（ｃＯＴ　）・ＬＰＧ　　　・・・（イ）ｆＥ、ＴＹ
（ｃＯＴ、　ＳＧ）　：エチレン収率関数（ナフサ原料
） ｆＰ、Ｙ（ｃＯＴ、ＳＧ）　：プロピレン収率関数（ナ
フサ原料） ｇＥ、ＴＹ（ｃＯＴ　）　：エチレン収率関数（ＬＰＧ
原料）ｇＰＰＹ（ｃｏＴ）：プロビｌ／７収率関数（Ｌ
ＰＧ原料）ＮＡＰ　：ナフサ供給量、ＬＰＧ　：　ＬＰ
Ｇ供給量従って、前記（５）式及び（６）式はそのまま
、また前記（７）式及び（８）式に相当する式は、ΔＥ
ＴＹｃ　”ｆＥＴｙ（ｃＯＴ（Ｋ）、　５Ｇ（Ｋ）　）
　”　ＮＡＰ（Ｋ）”ｇＥＴＹ（ｃＯＴ（Ｋ））　−Ｌ
ＰＧ（Ｋ）−ｆＥＴＹ（ｃＯＴ（Ｋ−／）、５Ｇ（Ｋ−
／））・ＮＡＰ（Ｋ−／）ｇＨ；Ｔｙ（ｃＯＴ（Ｋ−／
　）　）・ＬＰＧ（Ｋ−／）・・・（２１） ΔＰＰＹｃ　＝　ｆ、、（ｃＯＴ（Ｋ）、　５Ｇ（Ｋ）
　）　・ＮＡＰ（Ｋ）＋ｇｐｐＹ（ｃＯＴ（Ｋ）　）・
ＬＰＧ（１０−ｆ、、Ｙ（ｃｏ”ｒ”（Ｋ−／）、５Ｇ
（Ｋ−／））・ＮＡＰ（Ｋ−／）ｇｐｐｙ（ｃＯＴ（Ｋ
−／　）　）・ＬＰＧ（Ｋ−／　）・・・（２２） となる。

従って、（２０式及び（２２）式は、 と置き換えると、 α０＝α１Ｘ＋α２ｙ＋α３Ｘｙ・・・曲曲曲曲・・（
２３）β０＝β、Ｘ＋β２ｙ＋β３Ｘｙ　　　・曲・・
・・・・１曲・・（２４）となる。従って、原料炭化水
素１種の場合と同様に、 制約条件　Ｇｔ（ｘ、ｙ）＜：０（１＝／−ダ）・・・
（２５）の下、 Ｆ（ｘ、　ｙ）　＝　（αｌＸ＋α２ｙ＋α３Ｘｙ−α
ｏ）２＋（βＩＸ＋β２ｙ＋β３Ｘｙ−β。）２　・・
・（２６）を最小化するＸ及びｙの値（最適解（ｘ、ｙ
））を求めればＣ０Ｔ（Ｋ）及びＮＡＰ（Ｋ）を決定す
ることができる。

この問題における最適解（Ｘ“、ｙ”戸ま以下のＫｕｈ
ｎ−Ｔｕｃｋｅｒ条件を満たしている事が必要十分であ
る。

λｌコニラグンシュ乗数 ■　各熱分解炉の運転条件の変更 各熱分解炉の制御因子Ω設定値を上記■（ｄ）で決定さ
れた制御因子の値に変更して熱分解炉系列の運転を続行
する。

例えば、上記■（ｄ）で求められた、熱分解炉出口温度
Ｃ０Ｔ（Ｋ）及び原料炭化水素供給量ＮＡＰ（Ｋ）を与
えるように、例えば、各熱分解炉の原料炭化水素供給用
バルブの開度が操作されて原料炭化水素供給量が所定量
となるように調節され、また熱分解炉加熱のための燃料
供給用バルブの開度が操作され、燃料供給量が調節され
、熱分解炉出口温度が所定温度に制御される。

更に、本出願の第一の発明、に係る方法においては上記
第１の発明に係る方法をフィードバック制御と組合わせ
る。

即ち、（Ｉ）定められた時間間隔で前記と同様にして各
熱分解炉の負荷余裕度の値を算出しておき、〔■〕■短
かい時間間隔で、（ａ）運転中の熱分解炉系列のオレフ
ィン製造量（実績オレフィン生産量）と要求されるオレ
フィン生産量（要求オレフィン生産量）とを対比して熱
分解炉系列のオレフィン製造量の変更量（系列負荷変更
量）を算出し、（ｂ）負荷余裕度の値の大きさに応じて
系列負荷変更量を各熱分解炉へ配分して各熱分解炉の負
荷変更量（炉負荷変更量ンを得、（ｃ）各熱分解炉毎に
炉負荷変更量に見合うオレフィン製造量を与える制御因
子の値を（Ｂ）オレフィン収率関数に基づいて決定し、
■各熱分解炉の制御因子の設定値を決定された制御因子
の値に変更する操作を繰り返すにあたり、原料炭化水素
の変更に際しては、（ａ）変更前の原料炭化水素の性状
因子データと変更後のものとを対比し、その変化量から
オレフィン収率関数を用いて系列予想オレフィン変化量
を算出し、（ｂ）系列予想オレフィン変化量に相当する
量のオレフィン製造量の変化を打消すべく原料由来系列
負荷変更量を決定し、（ｃ）上記〔工■（ａ）で算出さ
れた系列負荷変更量と上記原料由来系列負荷変更量との
合計量を上記ＣＴＩ）■（ｂ）の系列負荷変更量と置き
換える。

即ち、熱分解炉の運転においては、所望の種類のオレフ
ィンを所望の製造量でＩ！！！造できれば理想的である
が、実際には種々の要因により要求されるオレフィン生
産量と実績値とがずれることが多い。そこで、短かい時
間間隔で実績オレフィン生産量と要求オレフィン生産量
とのずれを系列負荷変更量としてフィードバック計算し
て把握し、前記負荷余裕度の大きさに応じて各熱分解炉
に配分し炉負荷変更量を得、炉負荷変更量に見合うオレ
フィン製造量を与える制御因子の値を決定し、変更する
フィードバック制御により、目的とするオレフィンを生
産目標に応じて生産することが行なわれている。

本出願の第７の発明の方法では、原料炭化水素の性状変
化に伴うオレフィン製造量の予想変化量を予め原料炭化
水素の性状データよりフィードフォワード計算して推定
し、その変化量よりオレフィン製造変更量を設定して熱
分解炉の運転条件を変更してオレフィン製造量が一定量
になるように制御（フィードフォワード制御）するもの
であるが、この制御を上記したフィードバック制御と組
合わせることにより、原料炭化水素の性状が変化した場
合でも要求オレフィン生産量に見合ったオレフィン製造
を精度よ〈実施することができる。

上記フィードバンク制御を付加した制御法の一例を第２
図に示す。

まず、上記フィードバック制御について説明する。

系列負荷変更量の算出 要求オレフィン生産量のデータ及び実績オレフィン生産
量のデータとをコンピューターに取入れ、短かい時間間
隔、例えば一定時間毎、具体的には３〜７０時間毎、好
ましくは３〜ｇ時間毎に対比し、熱分解炉系列のオレフ
ィン製造量の変更量（系列負荷変更量）を算出する。

実績オレフィン生産量の把握の仕方に特に制約はな（、
実績値が把握できるものであればいずれでもよい。例え
ば、製品オレフィン、例えば製品エチレン又はプロピレ
ンをタンク及び／又は送出量で把握する方法及び蒸留精
製系に送られる粗生成オレフィンの供給量及び抜出量で
把握する方法等があげられる。

上記実績オレフィン生産量は要求オレフィン生産量と共
にコンピューターに取込んで、熱分解炉系列におけるオ
レフィン製造変更量（系列負荷変更量）が適当な時間間
隔、例えば、一定時間毎、通常、３〜１０時間、好まし
くは３〜ｇ時間周期で算出される。

系列負荷変更量の算出の仕方に特に制限はないが、通常
は、実績オレフィン生産量と要求オレフィン生産量との
差に適当な係数（ゲイン）をかけたものを系列負荷変更
量とする。

ΔＥＴＹ＋　＝Ｍ　（ＥＴＹＲＥＴＹＡ　）　　・・・
曲曲曲（３２）ΔＰＰＹ、　＝向（ＰＰＹＲ−ＰＰＹＡ
　）　　・曲曲曲・・（３３）ΔＥＴＹ、　：エチレン
系列負荷変更量ΔＥＴＹＲ：要求エチレン生産量 ΔＥＴＹＡ：実績エチレン生産量 Ｍ：／〜１０の値の範囲で選択される数値ΔＰＰＭ、：
プロピレン系列負荷変更量ΔＰＰＭＲ：要求プロピレン
生産量 １ＰＰＹＡ：実績プロピレン生産量 算出された負荷変更量（ΔＥＴＹ工、ΔＰＰＹ＋）を本
出願の第１の発明の方法における前記原料由来系列負荷
変更量と同様に各熱分解炉に配分し、制御因子の値を決
定し、各熱分解炉の運転条件を変更する。

次に本出願の第コの発明について説明する。

本出願の第コの発明においては、上記フィードバック制
御における系列負荷変更量と前記原料由来系列負荷変更
量との合計量を、系列負荷変更量と置き換えることによ
り、フィードバック制御と前記したフィードフォワード
制御とを共に熱分解炉系列に効率よく適用するものであ
る。

具体的には以下のような操作を行なう。

即ち、上記したフィードバック制御における系列負荷変
更量の算出において、求められた系列負荷変更量（ΔＥ
ＴＹＩ　、ΔＰＰＹ＋　）に、上記（９）及び＜１０式
で算出されたフィードフォワード制御における原料由来
負荷変更量（ΔＥ　ＴＹ２１ΔＰＰＹｚ）を加えたもの
を改めて系列負荷変更量として置き換える操作を行な５
゜ ΔＥＴＹ　＝ΔＥＴＹＩ＋ΔＥ　Ｔ　Ｙｚこの後、置き
換えられた系列負荷変更量（ΔＥＴＹ、ΔＰＰＹ）を上
記フィードバック制御で記載したものと同様に各熱分解
炉に配分し、制御因子の値を決定し、各熱分解炉の運転
条件を変更する。

これによって、本出願の第１の発明の方法（フィードフ
ォワード制御）とフィードバック制御とを同時にしかも
効率よく行なうことができる。

なお、上記した本願の第１の発明のフィードフォワード
制御と、上記した、フィードバック制御とは、前者は、
原料性状の変化した際に、また、後者は熱分解炉の運転
中継続的に行なわれる性質のものであるので、両者を同
時に行なう本出願の第一の発明の方法の実施の時期は、
その熱分解炉の運転の仕方により、また両者の兼ね合い
で決まるものである。

〔実施例〕

以下に、本発明を実施例により更に具体的に説明するが
、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例によっ
て限定されるものではない。

実施例／ 原料炭化水素としてナフサを用いて運転されている／２
炉の熱分解炉からなる熱分解炉系列について、前記パタ
ーン（Ｉ）〜（ＩＶ）の中から運転状況に応じてパター
ンを選び、ｇ１〜７のメンバーシップ関数を用いて７時
間毎に各熱分解炉の負荷余裕度を算出する一方、ナフサ
の性状因子として比重を採用し、７時間毎に供給するナ
フサの性状の変化を観測し、（５）及び（６）式に従っ
て系列予想オレフィン変化量を求め、原料由来系列負荷
変更量を決定し、上記算出された最新の負荷余裕度に基
づき各熱分解炉にこれを配分し、この配分量からオレフ
ィン収率関数により各熱分解炉の制御因子の値を算出し
、制御因子の値を制御し、各熱分解炉の運転を継続した
。

７日毎の熱分解炉系列で製造されたエチレン及びプロピ
レンの製造量の変化（実績値と目標値との対比）を第４
図及び第３図に示す。

比較例／ 実施例／と同じ熱分解炉系列について、従来、原料炭化
水素の性状変化の観測に基づくフィードフォワード制御
をすることなく、運転員の経験により前日の実績オレフ
ィン生産量と要求オレフィン生産量との差を適当に各熱
分解炉に配分し、７日／回各熱分解炉の運転条件を変更
する方法によって運転を継続した際の、７日毎の熱分解
炉系列で製造されたエチレン及びプロピレンの製造量の
変化を第６図及び第７図に示す。

第９図及び第３図と第６図及び第７図とを対比すること
によって明らかなように、本発明方法によれば、エチレ
ン又はプロピレンの要求生産漬（目標値）に対してエチ
レン又はプロピレンの実績製造量の変動が少ないことが
明らかであり、要求オレフィン生産量により相応したオ
　（レフイン裂造を行なうことができ、熱分解炉におけ
るオレフィン製造の制御性が良好であることがわかる。

〔発明の効果〕

本発明方法によれば、原料炭化水素の性状、例えばナフ
サ比重が急激に変更した場合でもエチレン、プロピレン
等のオレフィンを一定した量で生産できる。

また、本発明方法によれば、原料性状の変動にかかわり
なく、目的とするオレフィンを生産目標に応じて生産す
ることができ、オレフィン生産量の目標値に対する振れ
幅を小さくすることができるので、生産能力の上限に近
い生産量を目標値として設定しても良好な運転が可能と
なる。

また、従来、運転員が経験的に行なっていた制御操作を
系統的に行なうことができるので、操作の個人差が解消
されかつ、簡略化、自動化することができる。

【図面の簡単な説明】

第７図は本出願の第１の発明の制御方法による熱分解炉
系列の制御を模式的に示す図である。 第一図は本出願の第一の発明の制御方法による熱分解炉
系列の制御を模式的に示す図である。 第３図は、本発明方法を実施する熱分解炉の一例を示す
略図である。 ｌ：熱分解炉本体、ユニ加熱管、２′：加熱管予熱部、
２″：加熱管熱分解部、３：急冷熱交換器、ｙｒｙｘ料
炭化氷炭化水素供給管水蒸気供給管、６：出口配管、７
：燃料供給管。 第７図及び第５図は実施例／における本発明方法による
配分の仕方で各熱分解炉の運転を継続した場合の熱分解
炉系列で製造されたエチレン製造量及びプロピレン製造
量の変化を、夫々目標値に対比させて示したグラフであ
る。 第６図及び第７図は比較例／において、従来の、運転員
の経験による配分で各熱分解炉の運転を継続した場合の
熱分解炉系列で製造されたエチレン製造量及びプロピレ
ン製造量を、夫々目標値に対比させて示したグラフであ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）夫々が選ばれた制御因子の設定値の下に運転を制
   御されている複数の熱分解炉からなる熱分解炉系列にお
   いて炭化水素原料を水蒸気の存在下に熱分解してオレフ
   ィンを製造するにあたり、 予め、 （Ａ）運転中の各熱分解炉の運転状態を各熱分解炉の運
   転を制御する制御因子を変数として、予め設定された制
   御限界への接近の度合として表わす関数（以下、「負荷
   余裕度関数」という）を得ておくこと、並びに、 （Ｂ）各熱分解炉の制御因子及び原料炭化水素の性状因
   子を変数として各オレフィンの収率を表わす関数（以下
   、「オレフィン収率関数」という）を得ておくこと、そ
   して、 熱分解炉系列の運転に際しては、 ［１］定められた時間間隔で各熱分解炉毎に、制御因子
   のデータをコンピューターに取込んで負荷余裕度関数の
   値（以下、「負荷余裕度」という）を算出しておくこと
   、 ［２］性状の異なる原料炭化水素への原料変更に際し、 （ａ）変更前の原料炭化水素の性状因子のデータと、変
   更後の原料炭化水素の性状因子のデータとをコンピュー
   ターに取込んで対比して、その変化量からオレフィン収
   率関数を用いて熱分解炉系列のオレフィン製造量の予想
   変化量（以下、「系列予想オレフィン変化量」という）
   を算出すること、 （ｂ）系列予想オレフィン変化量に相当する量のオレフ
   ィン製造量の変化を打消すべく、系列予想オレフィン変
   化量に対応する熱分解炉系列のオレフィン製造量の変更
   量（以下、「原料由来系列負荷変更量」という）を決定
   すること、 （ｃ）上記（ｂ）で算出された原料由来系列負荷変更量
   を、上記［１］で算出された各負荷余裕度の値の大きさ
   に応じて各熱分解炉へ配分し、各熱分解炉の負荷変更量
   （以下、「炉負荷変更量」という）を得ること、 （ｄ）（イ）オレフィン収率関数を用いて、炉負荷変更
   量に見合う量のオレフィン製造量（以下、「必要オレフ
   ィン製造量」という）を与える各熱分解炉の制御因子の
   値を算出し、該算出値が各熱分解炉の制御因子の予め設
   定された操作限界値を越えた場合には、該限界値を各熱
   分解炉の制御因子の値とするが、それ以外の場合には該
   算出値を各熱分解炉の制御因子の値に決定すること、 又は、 （ロ）各熱分解炉の制御因子の操作限界を制約条件とし
   て、オレフィン収率関数を用いて、必要オレフィン製造
   量に最も近いオレフィン生産量を与える各熱分解炉の制
   御因子の値を算出し、該算出値を各熱分解炉の制御因子
   の値に決定すること、 並びに、 ［３］各熱分解炉の制御因子の設定値を上記決定された
   制御因子の値に変更すること、 を特徴とする熱分解炉を制御する方法。
2. （２）夫々が選ばれた制御因子の設定値の下に運転を制
   御されている複数の熱分解炉からなる熱分解炉系列にお
   いて炭化水素原料を水蒸気の存在下に熱分解してオレフ
   ィンを製造する方法において、 予め、（Ａ）運転中の各熱分解炉の運転状態を各熱分解
   炉の運転を制御する制御因子を変数として、予め設定さ
   れた制御限界への接近の度合として表わす関数（以下、
   「負荷余裕度関数」という）を得ておくこと、並びに、
   （Ｂ）各熱分解炉の制御因子及び原料炭化水素の性状因
   子を変数として各オレフィンの収率を表わす関数（以下
   、「オレフィン収率関数」という）を得ておくこと、そ
   して、 熱分解炉系列の運転に際しては、 〔 I 〕定められた時間間隔で各熱分解炉毎に、制御因
   子のデータをコンピューターに取込んで負荷余裕度関数
   の値（以下、「負荷余裕度」という）を算出しておくこ
   と、 〔II〕［１］短かい時間間隔で、 （ａ）運転中の熱分解炉系列のオレフィン製造量のデー
   タ（以下、「実績オレフィン生産量」という）と要求さ
   れるオレフィン生産量のデータ（以下、「要求オレフィ
   ン生産量」という）とをコンピューターに取込んで対比
   して熱分解炉系列のオレフィン製造量の変更量（以下、
   「系列負荷変更量」という）を算出すること、 （ｂ）系列負荷変更量を、上記〔 I 〕で算出された各
   負荷余裕度の値の大きさに応じて各熱分解炉へ配分し、
   各熱分解炉の負荷変更量（以下、「炉負荷変更量」とい
   う）を得ること、 （ｃ）（イ）オレフィン収率関数を用いて、炉負荷変更
   量に見合う量のオレフィン製造量（以下、「必要オレフ
   ィン製造量」という）を与える各熱分解炉の制御因子の
   値を算出し、該算出値が各熱分解炉の制御因子の予め設
   定された操作限界値を越えた場合には、 該限界値を各熱分解炉の制御因子の値とするが、それ以
   外の場合には該算出値を各熱分解炉の制御因子の値に決
   定すること、 又は、 （ロ）各熱分解炉の制御因子の操作限界を制約条件とし
   て、オレフィン収率関数を用いて、必要オレフィン製造
   量に最も近いオレフィン生産量を与える各熱分解炉の制
   御因子の値を算出し、該算出値を各熱分解炉の制御因子
   の値に決定すること、 並びに、 ［２］各熱分解炉の制御因子の設定値を上記決定された
   制御因子の値に変更すること、 を繰り返すに当り、 〔III〕性状の異なる原料炭化水素への原料変更に際し
   ては、 （ａ）変更前の原料炭化水素の性状因子のデータと、変
   更後の原料炭化水素の性状因子のデータとをコンピュー
   ターに取込んで対比して、その変化量からオレフィン収
   率関数を用いて熱分解炉系列のオレフィン製造量の予想
   変化量（以下、「系列予想オレフィン変化量」という）
   を算出すること、 （ｂ）系列予想オレフィン変化量に相当する量のオレフ
   ィン製造量の変化を打消すべく、系列予想オレフィン変
   化量に対応する熱分解炉系列のオレフィン製造量の変更
   量（以下、「原料由来系列負荷変更量」という）を決定
   すること、並びに、 （ｃ）上記〔II〕［１］（ｂ）の系列負荷変更量を上記
   〔II〕［１］（ａ）で算出された系列負荷変更量と上記
   原料由来系列負荷変更量との合計量で置き換えること、 を特徴とする熱分解炉を制御する方法。