JPH0228293A - 近赤外線分析により制御された炭化水素のスチームクラッキング方法及び装置 - Google Patents

近赤外線分析により制御された炭化水素のスチームクラッキング方法及び装置

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JPH0228293A
JPH0228293A JP1137331A JP13733189A JPH0228293A JP H0228293 A JPH0228293 A JP H0228293A JP 1137331 A JP1137331 A JP 1137331A JP 13733189 A JP13733189 A JP 13733189A JP H0228293 A JPH0228293 A JP H0228293A
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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］ この発明は、オレフィン及びジオレフィン、特にエチレ
ン及びプロピレンの製造を意図したスチームの存在下で
の炭化水素クラッキング方法及び装置に関する。この発
明は、特に、赤外線分光光度計を使用してクラッキング
ファーネスに供給する炭化水素を分析できるようにし、
並びに、特にオレフィン及びジオレフィンの収率をこの
分析の関数として制御することにある。
［従来の技術及びその課題］ 炭化水素の混合物及びスチームを高温に加熱されたファ
ーネス内に配設されたクラッキングチューブに通流する
ことによって、スチームクラッキングとしても知られる
、スチームの存在下で炭化水素クラッキング又は熱分解
を行うことが知られている。炭化水素は、（１）エチレ
ン、プロピレン、及びイソブチンのような２ないし６個
の炭素原子を含むオレフィン、並びにブタジェン、及び
イソプレンのようなジオレフィンを特に包含する気体の
炭化水素留分に、（１１）５ないし１２個の炭素原子を
含む炭化水素を特に包含する、「スチームクラッキング
ガソリン（ｓｔｅａｍ−ｃｒａｃｋｌｎｇ　ｇａｓｏｌ
ｌｎｅ　）」とも呼ばれる液体の炭化水素留分に、（１
１１）並びに、メタンのような望ましくない副生成物に
炭化水素を転化するクラッキング反応に倶される。
一般に、クラッキングされるべきそれぞれのタイプの炭
化水素に対して、クラッキング反応の条件を、少なくと
も一つの生成物、又はオレフィン、ジオレフィン、若し
くはスチームクラッキングガソリンのような生成物の群
を望ましい収率で製造させることができるように選ぶ。
クラッキング反応生成物の収率は、使用した炭化水素の
量に対する製造された生成物の量の重量比を意味する。
しかしながら、これらの炭化水素の原料によって、性質
及び組成が頻繁に時間と共に変化するような炭化水素混
合物がクラッキングファーネスに供給されることが一般
に見られる。そこで、もし、望ましい収率にしたがって
少なくとも一つの生成物又は生成物の群を製造するには
、炭化水素混合物の性質及び組成が変化するたびにクラ
ッキング反応の条件を変更する必要があると思われる。
このことから、通常、クラッキング反応において、クラ
ッキングされる炭化水素の混合物の特性をできる限り頻
繁に測ることが重要になる。しかしながら、これらの特
性は、通常、特定の装置及び分析方法を使用する必要が
あり、並びに比較的長時間を要する各々の別々の特定の
７１１ＩＪ定法によって測定される。このように、炭化
水素混合物の性質及び組成が時間と共に変わる場合に、
クラッキング反応の条件を比較的長い時間遅れて変更す
る結果、予め設定した値における望ましい収率を維持す
ることができない。一般のかなりの大きさの工業的な炭
化水素クラッキングプラントがわかるとそのような欠点
の重要性が容易に理解できる。
上述の欠点を避け、望ましい値に予め設定され得る収率
でオレフィン及びジオレフィンを製造できることが炭化
水素のスチームクラッキング方法及び装置で見出だされ
た。こ゛の発明の目的の一つは、クラッキングチューブ
に供給する炭化水素混合物の近赤外線吸光度測定の助力
を直接用いて、炭化水素スチームクラッキング反応の一
つ又はそれ以上の生成物の空時収量を制御することであ
る。
この方法の主要な利点の一つは、クラッキングされる炭
化水素混合物の物理的及び／又は化学的特性を知ること
なしにスチームクラッキング反応を制御することができ
ることである。より厳密には、近赤外線領域で選ばれた
波長での炭化水素混合物の吸光度測定によって得られた
全ての数値データは、一つ又はそれ以上の反応生成物の
望ましい空時収ｆｌＰを得るためにスチームクラッキン
グ反応の制御用の情報として直接使用され得る。特に、
この発明はクラッキング反応中に赤外線分光光度計を使
用し、非常に短時間で一連の測定を行い、その結果が直
接、望ましい収率でオレフィン、ジオレフィン、並びに
他の反応生成物を製造するのに必要な反応条件を決定す
る。
［課題を解決するための手段］ したがって、この発明の要旨は、まず第１に（ａ）クラ
ッキングチューブに供給された炭化水素混合物を赤外線
分光光度計を用いて分析し、０゜８ないし２，６ミクロ
ンの範囲内のｎ個の波長における吸光度を決定し、（ｂ
）吸光度の結果を用いて、スチームクラッキング反応の
条件の少なくとも一つの値Ｖを決定し、並びに（Ｃ）少
なくとも一つの生成物の空時収量の望ましい値Ｐを得る
ために、決定された値Ｖで操作して方法を制御すること
によって方法が制御されることを特徴とする少なくとも
一つの加熱されたクラッキングチューブにスチーム及び
炭化水素混合物を通流することを包含する炭化水素混合
物のスチームクラッキング方法である。
この発明の必須の特徴の一つは、反射方法、若しくは透
過方法、でなければこれら二つの方法の組合わせにした
がって作用する赤外線分光光度計によって、クラッキン
グ反応中にクラッキングチューブに供給する炭化水素混
合物の吸光度測定を行うことである。ベール・ランベル
ト（Ｂｅｅｒ−Ｌａｍｂｅｒｔ）の法則にしたがって、
吸光度は通常赤外線分光光度計により放射された放射光
の強度ＩＯと炭化水素混合物により透過及び／又は反射
された放射光の強度■の関係の常用対数として定義され
る。
より具体的には、この方法は、０．８ないし２゜６ミク
ロン、好ましくは１．０ないし２．５ミクロン、及びよ
り具体的には１．４ないし２．５ミクロンの範囲の近赤
外線領域において選ばれたｎ個の波長で炭化水素混合物
のｎ個の一連の吸光度＋１１Ｊ定をクラッキング反応中
に多くの回数行うことを伴う。吸光度測定数ｎは、通常
２からおよそ２０、好ましくは２ないし１０である。吸
光度測定数ｎの選択は、クラッキング反応の条件の少な
くとも一つの値Ｖを決定するのに後に望まれる精度にい
くらか関係している。例えば、ミクロンで表して、２．
１４１．２．１６６．２．１８１．２゜２７８．２．３
０８．２，３４７．２，３７５．２．３９８．２．４３
９．２．４５７、並びに２゜４７５から選ばれた波長、
又はその波長に実質的に近い波長で吸光度測定を行うた
めに選ぶことができる。
より具体的には、吸光度測定は、ミクロンで表して２．
２７８．２．３０８．２．３９８．２゜４３９．２．４
７５の５つの波長、又はその波長に実質的に近い波長で
行われ得る。
スチームクラッキング反応の一つ又はそれ以上の生成物
の望ましい空時収量Ｐを得るためにこの方法において使
用される波長は、検定操作の間に、要因解析及び多重回
帰（ｍｕｌｔｌｌｉｎｅａｒ　ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ）
の助力を用いた統計的手法により選ばれ得る。より正確
には、この操作は、工業的プラントのクラッキングチュ
ーブ、又はマイクロ熱分解装置におけるような研究室に
おいてのクラッキングチューブ内で行われた実験の直交
系にしたがった扛々の条件下における多くの炭化水素混
合物をスチームクラッキングし、及び近赤外線領域にお
ける波長を選択することからなり、その結果、空時収ｆ
ｆ１Ｐと、ｎ個の吸光度測定のｎ個の結果ＲＬ及び方法
の条件の値Ｖを関連づける相関関係が最適な精度で与え
られ、目的どおり方法を制御する。通常、選ばれる波長
は、検定操作の間に最も吸光度が変化するようなもので
ある。
この発明のもう一つの必須の特徴は、一つ又はそれ以上
の反応生成物の空時収量が望ましい値Ｐと等しくなるよ
うに、吸光度測定の関数として、クラッキング反応の少
なくとも一つの条件を極めて短時間に設定することであ
る。クラッキング反応の条件は、このタイプの反応の場
合に通常知られているものであり、特に、クラッキング
チューブに供給するスチーム及び炭化水素混合物の流速
、このチューブのいずれかの部分、特にファーネス放射
領域の入口若しくは出口でのクラッキング温度、このチ
ューブのいずれかの部分、特にファーネス放射領域の出
口でのクラッキング圧力、並びにスチームの量に対する
使用される炭化水素混合物の量の重量比から選ばれ得る
ものである。
さらに、この発明の目的の一つは、クラッキング反応で
発生する一つ又はそれ以上の生成物の望ましい空時収量
Ｐを達成するために方法を制御することである。特に、
エチレン、プロピレン、若しくは１−ブテンのようなオ
レフィンの望ましい空時収量、ブタジェンのようなジオ
レフィンの望ましい空時収量、又は「スチームクラッキ
ングガソリン」のようなその他の多くの反応生成物の望
ましい空時収量を達成するために方法を制御することが
可能である。一つ又はそれ以上の反応生成物の空時収量
は、単位時間当りに製造される生成物の量に対応する生
成速度によって定義され得る。
空時収量は、また、一つ又はそれ以上の生成物に関する
クラッキング反応の収率としても定義され得る。空時収
量は、また、例えば、エチレンとプロピレンの製造量間
の比、又は３つの炭素原子を含む炭化水素と４つの炭素
原子を含む炭化水素の製造量間の比のような製造された
２つの生成物の型間の比によっても定義され得る。この
場合、この比は、２つの生成物、又は２つの生成物群間
のクラッキング反応の選択の目安である。
特に、この発明の方法は、各々の一連のｎ個の吸光度測
定から得られたｎ個の結果Ｒ【の関数として、少なくと
も一つの望ましい空時収量の値Ｐと同様に、クラッキン
グ反応の条件少なくとも一つの値Ｖを決定することにあ
る。このように、一連のｎ個の吸光度測定が行われる度
に、クラッキング反応の少なくとも一つの条件が値Ｖで
決定され、望ましい空時収量を得ることができる。実際
には、多数の一連のｎ個の吸光度測定が行われ、その結
果、好ましくは一定の時間の間隔で、例えば、１日当り
若しくは１時間当り１回、又は５若しくは１５分毎に１
回で、値Ｖがクラッキング反応中に何回も決定される。
さらに、クラッキング反応の条件の一〇の値■は、反応
条件を多（の変数に関係づける相関関係によって有利に
決定され得る。これらの変数は、特に、ｎｇＩの吸光度
測定のｎ個の結果Ｒ【、少なくとも一つの空時収量の望
ましい値Ｐ１並びに必要があれば一つ又はそれ以上の他
の反応条件からなる。この相関関係は、種々の炭化水素
混合物に対する異なるクラッキング条件で得られる生成
物の空時収量の値を用いて始めることにより行う多分散
回帰（ａｕｌｔｆｖａｒｆａｎｔ　ｒＱｇｒｅｓｓＩＱ
ｎ　）によって予め与えられ得る。特に、これは、ｎ個
の吸光度測定のｎ個の結果Ｒｉ少なくとも一つの望まし
い空時収量の値Ｐ１並びに反応条件の少なくとも一つの
値Ｖの一次関数となり得る。
この相関関係は、例えば、一般的な形としてＰ−ａ＋Ｅ
ｂ（−Ｒｊ＋ΣＣ１？１−ＶｆｆｌＬ　　　　　　　　
　　　ｗＩ となり得る。
ここで、Ｐは一つの反応生成物の空時収量の値を表わし
、Ｒはｎ個の吸光度の測定の値の一つを表わし、【は１
からｎまで変化する。■はスチームクラッキング反応の
条件の一つの値を表わし、爪は制御されたスチームクラ
ッキング反応条件の数を表わし、並びにａＳｂＬ及びＣ
７は正又は負、整数又は小数である数で表わされる係数
を表わす。
この相関関係は、これらの同じ変数の代数関数ともなり
得て、例えば、以下の一般式の一つにしたがいこれらの
変数の積又は商を含み得る。
又はＰ−ａ＋Ｍ　（ｂ、＋ｋｔ４　　／ＲＪ）　Ｒｔ＋
ｉ　（ｆｆｌＩＩ　ｖ。
又は 又は 又は ここで、変数及びパラメーターは前記のように定義され
、ｖｌはスチームクラッキング反応の条件の値ｖ、ｌｌ
の一つを表わし、ｋ（３は負又は正、整数又は小数であ
る数で表わされる係数を表わし、Ｒｊはｎ個の吸光度の
測定の値の一つを表わし、ｊはＬと異なりかつ１以上に
変化する。Ｐ及びＰｌは２つの反応生成物の空時収量の
値を表わす。この相関関係は、望ましい空時収量を制御
するために使用される赤外線分光光度計のタイプにより
、使用される条件により、選ばれたｎ個の波長により、
並びにクラッキング反応の生成物によ・り影響される。
特に、この方法が２つ又はそれ以上のクラッキング反応
の条件を制御する場合には、前記のように定義された相
関関係によってこれらの各々の条件に対するおよその値
Ｖを決定するのが賢明である。
値Ｖの決定は、計算機によって有効に行われ得る。後者
の機能は、特にｎ個の吸光度測定のｎ個の結果Ｒ及び少
なくとも一つの望ましい値Ｐに基づく変数から値Ｖを計
算するものである。計算機が直接赤外線分光光度計に連
結される場合、計算機によってｎ個の結果Ｒｉを得るこ
とがほとんど瞬時であり、値Ｖを全て決定するのに数分
、通常２分未満かかる。
クラッキング反応の条件に関する値Ｖがこのように決定
されると、方法は既知の手段、特にプロセスコンピュー
ター、好ましくは新たな一連のｎ個の吸光度測定が行わ
れる時まで決定された値Ｖで条件゛を維持することがで
きる手段に接続されているものによって、この値で操作
するように制御される。たとえ２つの連続した一連の吸
光度測定間の間隔中にクラッキングされる炭化水素混合
物の性質及び／又は組成が変化しても、新しい値Ｖがそ
のすぐ後に行われた一連の１ＴＩＩＩ定から決定され、
ただちに、クラッキング反応の条件が、一つ又はそれ以
上の反応生成物の空時収量を・望ましい値Ｐで維持する
ためにこの新しい値で補正され制御される。
この発明の方法の主な利点の一つは、たとえクラッキン
グチューブに供給する炭化水素混合物の性質又は組成に
変動かあ、つても、一つ又はそれ以上のクラッキング反
応生成物の空時収量を一定の値で維持することができる
ことである。特に、この方法によって、望ましくない生
成物の製造を最少にするように方法を制御し、又は満足
できる空時収量を達成するように方法を制御することが
できるようなりラブキング反応の条件の補正が非常に短
時間で行われることを見出したことは大変注目すべきで
ある。この成果は、この方法がクラ・ノキングされる炭
化水素混合物の物理的及び／又は化学的特性を決定する
工程を包含しないということによって得られる。吸光度
ＩＴＩＩＪ定の結果は、これらの結果と望ましい空時収
ｆｌＰと及びスチームクラッキング反応の条件の値Ｖと
を関係づける相関関係における数値データの形で直接使
用され得る。
スチームクラッキング方法が、ナフサ、軽質ガソリン、
並びに軽油のような約５ないし１５個の炭素原子を含む
液体炭化水素から、適切であれば、２ないし６個の炭素
原子を含むアルケン、又はメタン及び５ないし６個の炭
素原子を含有するアルカン、特に天然ガス、ＬＰＧとし
ても知られる液化石油ガス、エタン、プロパン、ブタン
、又は液体炭化水素のスチームクラッキングから生じる
二次軽質生成物と混合された２ないし４の炭素原子を含
むアルカンのような気体炭化水素までの原料油における
大きな変動を許容することが見出されたことは取分は驚
くべきことである。
クラッキング反応の条件は、クラッキングされる炭化水
素混合物の性質及び組成の関数として瞬時に補正され得
て、及び既知の範囲内に含まれている値Ｖで制御され得
る。具体的には、ファーネスの放射領域の入口での反応
混合物の温度は、約４００℃ないし７００℃、この領域
の出口での反応混合物の温度は、約７２０℃ないし８０
０”Ｃ１この領域の出口でのクラッキングチューブ中の
圧力は、１２０１ｃ　Ｐ　ａないし２４０ｋＰａ、並び
にスチームの量に対して使用される炭化水素混合物の量
の￥ｉ量比は、約１ないし６である。
さらに、クラッキングチューブ中を進行する反応混合物
の温度は、欧州特許明細書ＥＰ−Ａ−２５２，３５５号
及びＥＰ−Ａ−２５２，３５６号に記載されているよう
なプロファイルにしたがってファーネスの放射領域の入
口から出口に向って増加する。
この発明のもう一つの要旨は、上記の方法を実施するた
めに特別に設計された装置である。この装置は、加熱手
段を備え且つ少なくとも−っのクラッキングチューブに
より横切られた加熱チャンバーを本質的に具備する炭化
水素スチームクラッキングファーネスと、約０．８ない
し２．６ミクロンの範囲にわたる近赤外線領域の少なく
とも一つの区域で操作することができ、クラッキングチ
ューブに供給する炭化水素混合物の吸光度測定の実施を
意図する赤外線分光光度計とで構成されている。クラッ
キングファーネスの加熱チャンバーを加熱する手段は、
通常、チャンバーにおける配置及び大きさが任意に選択
され、又はその使用が任意に適合され得るバーナーから
なり、クラッキングチューブに沿って与えられた加熱力
を、具体的には欧州特許明細書ＥＰ−Ａ−２５２，３５
５号及びＥＰ−Ａ−２５２，，３５６号に記載されてい
るように、およそ均等になる方法で分配させる。
クラッキングチューブは、特にファーネスの放射領域に
おいて加熱チャンバーを横切るように水平に又は垂直に
配列されている。クラッキングチューブは、一定の、又
は欧州特許明細書ＥＰ−Ａ−２５２，３５５号及びＥＰ
−Ａ−２５２，３５６号に記載されているように、ファ
ーネスの放射領域の入口から出口までのクラッキングチ
ューブの長さの第１及び第２の部分間で変化する反応容
積を含む。
クラッキングチューブに供給する炭化水素混合物の吸光
度測定は、前記の赤外線分光光度計によって行われる。
後者は、フーリエ変換型赤外線分光光度計である。さら
に、クラッキング反応の条件をそれに依存する変数と関
連づける少なくとも一つの相関関係を含む計算プログラ
ムによって、クラッキング反応の少なくとも一つの条件
の値Ｖの決定を意図する計算機と結合すると都合が良い
。
さらに、スチームクラッキングファーネスは、これらの
条件を決定された値Ｖで自動的に調節することができる
プロセスコンピューター及び制御システムと結合させる
ことができる。プロセスコンピューターは、また、値Ｖ
を計算させることができる計算プログラムを都合良く包
含し得る。
赤外線分光光度計は、ファーネスに炭化水素混合物を供
給する導管若しくはこの混合物の貯蔵容器の近くに、又
はこれらのものからより大きい若しくはより小さい距離
をおいて配設され得る。赤外線分光光度計は、この特定
のタイプの分析に適合した光ファイバーのような情報を
伝達する手段を備え得る。この場合、これらの測定は、
有利には直接的にリアルタイムで行われる。すなわち、
ファーネスに炭化水素混合物を供給するための導管にお
いて、又はこの混合物を貯蔵するための空間においてオ
ンラインで行われる。また、ストップコックを備えたロ
ックチャンバーがら本質的になる手動装置、又はプログ
ラマブルオートメーションによって制御され不自動装置
を実質的に具備し、クラッキングされる炭化水素混合物
をサンプリングするためのシステムを据付は得る。この
場合、このシステムは、ファーネスに炭化水素混合物を
供給するための導管において、又はこの混合物の貯蔵容
器において配置され得る。吸光度測定は非リアルタイム
すなわち遅延時間で行うこともできる。
この発明は、相当の規模及び生産能力の工業的スチーム
クラッキングプラントで特に有効であることがわかる。
実際、この方法によって、クラッキングされる炭化水素
混合物の性質における及び組成における変動による空時
収量のいがなる誤差をも、著しく減少させ、又は抑制さ
えすることができ、したがって、望ましくない生成物や
満足できない空時収量で得られた生成物の製造を避ける
。
以下の実施例はこの発明を説明するが、これに限定され
るものではない。
［実施例］ 実施例１ ンの製造。
ナフサのスチームクラッキング反応は、内部長さ９　、
７５　ｍ　ｓ内部幅１．７０ｍ、並びに内部高さ４．８
５ｍを持つ矩形の平行パイプ型のレンガ製の放射加熱チ
ャンバーを実質的に具備したファーネスにおいて行われ
る。この加熱チャンバーには、全長８０ｍ１内径１０８
ｍｍ、並びに厚さ８ｍｍを持つニッケル及びクロムを基
にした耐熱鋼で作られたクラッキングチューブが配置さ
れている。
クラッキングチューブは、各々が等しい長、さて、互い
に屈曲部で連結されている８つの水平直線部分を包含す
るジグザグ形状である。
ファーネスの放射加熱チャンバーは、互いに等間隔に設
置され、５つの水平な列をなしているチャンバーの壁に
配置されたバーナーを備えている。
これら全てのバーナーの加熱力は、これら５つの列間に
均等に分配される。
一方ではスチームを９００ｋｇ／ｈの一定の速度で、他
方では時間と共に組成が変わるナフサを２８００ｋｇ／
ｈの一定の速度でクラッキングチューブに供給する。２
４時間で、使用されたナフサの組成は変動して、パラフ
ィン含量が７２％から６８％に、ナフテン系化合物含量
が２０％から２３％に、芳香族化合物含量が８％から９
％に、並びに相対密度が０．７１３から０．７１９に変
化する。
ファーネスの放射領域の出口での反応混合物の圧力は、
約１６５ｋＰａである。この領域の出口でのクラッキン
グ温度Ｔは、この製造の途中で変化することができ、エ
チレンの収率が常に２２％に等しくなるように決定され
る。はじめは５５０℃に近いファーネスの放射領域の入
口でのクラッキング温度は、出口温度Ｔの変動により時
間と共にわずかに変動する。
１５分ごとに一度、クラッキングチューブに供給するナ
フサの試料を、アメリカのブランルーベ（Ｂｒａｎ−Ｌ
ｕｅｂｂｅ　）により販売されている赤外線分光光度計
「インフラーアリザー（Ｉｎｒｒａａｌｙｚｅｒ　）５
００Ｊ　　（商品名）によって分析する。各々の分析に
おいて、一連の５つの吸光度ｎ１定を、ミクロンで表し
て２．２７８．２．３０８．２．３９８．２．４３９、
並びに２．４７５の５つの波長で、透過及び反射の組合
せ方法により、ベール−ランベルトの吸収の法則に対応
させて行う。これらの５つの測定結果をそれぞれＲｉ、
Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、並びにＲ５と示す。
この結果を赤外線分光光度計に直接連結されていて、フ
ランスのプル（Ｂｕｔ　Ｉ）により販売されているプロ
セスコンピューター「ソーラー（Ｓｏｌａｒ　）１６／
６５Ｊ　　（商品名）に伝送する。具体的に、プロセス
コンピューターは、以下の相関関係を適用することによ
ってエチレン、即ちＥＹの予め設定された所望の収率２
２％のために、５つの吸光度測定結果Ｒｉ、Ｒ２、Ｒ３
、Ｒ４、並びにＲ５の関数として、ファーネスの放射領
域の出口でのクラッキング温度Ｔの値を計算することが
できるプログラムを備えている。
Ｔ”’　５０９＋　１１．８３ＢＹ＋　３２８Ｒｔ　　
　４４８Ｒ２＋　６８８Ｒ３−６９２Ｒ４＋　６１１Ｒ
５（Ｔは摂氏で表される） クラッキング温度Ｔの値がこのように決定されると、プ
ロセスコンピューターはただちにファーネスの放射領域
の出口で所望温度に達するように方法を制御する。
上記のようにナフサの組成が変動する２４時間の間に、
クラッキング温度Ｔは７８８℃から８０６℃の範囲内で
変動することが観察される。この同じ期間中で、エチレ
ン生成量は６１６ｋｇ／ｈで一定に保たれ、その結果、
エチレンの収率は、ナフサの組成の変動にかかわらず２
２％に維持されていた。
実施例２ 実施例１と同様にしてファーネス内でクラッキング反応
を行う。
一方ではスチームを９６４ｋｇ／ｈの一定の速度で、他
方では時間と共に組成が変わるナフサを３０００ｋｇ／
ｈの一定の速度でクラッキングに供給する。２４時間で
、使用されたナフサの組成は変動して、パラフィン含量
が６８％から７６％に、ナフテン系化合物含量が２３％
から１９％１こ、芳香族化合物含量が９％から５％に、
並びに相対密度が０．７１９から０．６９７に変化する
。
ファーネスの放射領域の出口での反応混合物の圧力は、
約１６５ｋＰａである。この領域の出口でのクラッキン
グ温度Ｔは、この製造の途中で変化することができ、プ
ロピレンの収率に対するエチレンの収率の比が常に０．
６に等しくなるように決定される。はじめは５５０℃に
近いファーネスの放射領域の入口でのクラッキング温度
は、出口温度Ｔの変動により時間と共にわずかに変動す
る。
１５分ごとに一度、クラッキングチューブに供給するナ
フサの試料を、アメリカのブランルーベにより販売され
ている赤外線分光光度計「インフラーアリザ−５００」
によって分析する。各々の分析において、一連の５つの
吸光度測定を、ミクロンで表して２．２７８．２．３０
８．２．３９８．２．４３９、並びに２．４７５の５つ
の波長で、透過及び反射の組合せ方法により、ベール−
ランベルトの吸収の法則に一致させて行う。これらの５
つの測定結果をそれぞれＭＩＳＭ２、Ｍ３、Ｍ４、並び
にＭ５と示す。
この結果を赤外線分光光度計に直接連結されていて、フ
ランスのプルにより販売されているプロセスコンピュー
ター「ソーラー１６／６５Ｊに伝送する。具体的に、プ
ロセスコンピューターは、以下の相関関係を適用するこ
とによって、プロピレンの収率とエチレンの収率の予め
設定された所望の比（ＰＹ／ＥＹ）０．６のために、５
つの吸光度測定結果Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、並びにＭ
５の関数として、ファーネスの放射領域の出口でのクラ
ッキング温度Ｔの値を計算することができるプログラム
を備えている。
Ｔ−９９４十５５７ＰＹ／ＥＹ＋　　１６１Ｍ、−２２
２Ｍ２＋　３４１Ｍ３−３４２Ｍ４＋　３０３Ｍ５（Ｔ
は摂氏で表される） クラッキング温度Ｔの値がこのように決定されると、プ
ロセスコンピューターはただちにファーネスの放射領域
の出口で所望温度に達するように方法を制御する。
上記のようにナフサの組成が変動する２４時間の間に、
クラッキング温度Ｔは８００℃から７８５℃の範囲内で
変動することが観察される。この同じ期間中で、プロピ
レンの収率とエチレンの収率の比は、ナフサの組成の変
動にかかわらず０゜６で一定に保たれた。
実施例３ 変化する組成のナフサのスチームクラッキング反実施例
１と同様にしてファーネス内でクラッキング反応を行う
。
スチーム及び時間と共に組成が変わるナフサをクラッキ
ングに供給する。２４時間で、使用されたナフサの組成
は変動して、パラフィン含量が７６％から７２％に、ナ
フテン系化合物含量が１９％から２０％に、芳香族化合
物含量が５％から８％に、並びに相対密度が０．７１９
から０．６９７に変化する。
ファーネスの放射領域の出口での反応混合物の圧力は、
約１６５ｋＰａである。この領域の出口でのクラッキン
グ温度Ｔ及びナフサをチューブに供給する流速Ｑは、こ
の製造の途中で変化することができ、エチレンとプロピ
レンの生成速度が常にそれぞれ０，６４０ｔ／ｈ、０．
３７０ｔ／ｈに等しくなるように決定される。はじめは
５５０℃に近いファーネスの放射領域の入口でのクラッ
キング温度は、出口温度Ｔの変動により時間と共にわず
かに変動する。スチームの供給速度は時間と共に変化さ
せ、スチームの量に対して使用される炭化水素混合物の
量の重量比は３で一定であるようにする。
１０分ごとに一度、クラッキングチューブに供給するナ
フサの試料を、アメリカのブランルーベにより販売され
ている赤外線分光光度計「インフラーアリザー５００」
によって分析する。各々の分析において、一連の５つの
吸光度ＪＩＪ定を、ミクロンで表して２．２７８．２．
３０８．２．３９８．２．４３９、並びに２．４７５の
５つの波長で、透過及び反射の組合せ方法により、ベー
ル−ランベルトの吸収の法則に一致させて行う。これら
の５つのｎ１定結果をそれぞれＬ１１Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４
、並びにＬ５と示す。
この結果を赤外線分光光度計に直接連結されていて、フ
ランスのプルにより販売されているプロセスコンピュー
ター「ソーラー１６／６５Ｊに伝送する。具体的に、プ
ロセスコンピューターは、以下の２つの相関関係を応用
することによって、エチレンの生成速度ＱＥを０．６４
０ｔ／ｈに設定し、プロピレンの生成速度Ｑｐを０．３
７０ｔ／ｈに設定するために、５つの吸光度測定結果り
８、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、並びにＬ５の関数として、クラ
ッキングチューブへのナフサの供給速度Ｑの値Ｓ及びフ
ァーネスの放射領域の出口でのクラッキング温度Ｔの値
を計算することができるプログラムを備えている。
１００Ｑ　ＦＬ−Ｑ　（−３８，４＋　０．０８８Ｔ　
−２，８５Ｑ−２８Ｌ　１＋　３８．５Ｌ　２　５９．
２Ｌ　３＋　５９．５Ｌ　４−５２．５８Ｌ　ｓ　）Ｑ
　ｐ　＝　Ｑ　Ｅ　　（２，５５２−０，００２８Ｔ　
＋　０．０７７５Ｑ＋　０．４５１Ｌ１−０．６２０８
Ｌ２＋　０．９５４Ｌ３−０．９５８Ｌ４ ＋　０．８４７Ｌｓ　） ここで、Ｔは摂氏及びＱ、ＱＥＳＱＰはｔ／ｈで表わさ
れる。
クラッキング温度Ｔ及びクラッキングチューブへのナフ
サの供給速度Ｑの値がこのように決定されると、プロセ
スコンピューターはただちにファーネスの放射領域の出
口でのクラッキング温度及びこれらの値でのクラッキン
グチューブへのナフサの供給速度を制御する。
上記のようにナフサの組成が変動する２４時間の間に、
クラッキング温度Ｔは７８９℃から７９５℃の範囲内で
変動し、一方クラッキングチューブへのナフサの供給速
度Ｑは２．８’ｔ／ｈないし２．９ｔ／ｈの範囲内で変
動することが観察される。この同じ期間中で、ナフサの
組成の変動にがかわらずエチレンの生成速度は常に０．
６４０ｔ／ｈで維持され、プロピレンの生成速度は常に
０゜３７０ｔ／ｈに維持される。
出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）（ａ）クラッキングチューブに供給された炭化水
    素混合物を赤外線分光光度計を用いて分析し、０．８な
    いし２．６ミクロンの範囲内のｎ個の波長における吸光
    度を決定し、 （ｂ）吸光度の結果を用いて、スチームクラッキング反
    応の少なくとも一つの条件の値Ｖを決定し、並びに （ｃ）少なくとも一つの生成物の空時収量の望ましい値
    Ｐを得るために、決定された値Ｖで操作して方法を制御
    することによって方法が制御されることを特徴とする少
    なくとも一つの加熱されたクラッキングチューブにスチ
    ーム及び炭化水素混合物を通流することを包含する炭化
    水素混合物のスチームクラッキング方法。
  2. （２）クラッキング反応の条件が、クラッキングチュー
    ブに供給するスチーム及び炭化水素混合物の流速、クラ
    ッキングチューブのいずれかの部分におけるクラッキン
    グ温度又はクラッキング圧力、並びにスチームの量に対
    して使用される炭化水素混合物の量の重量比から選ばれ
    たものである請求項１記載の方法。
  3. （３）一つ又はそれ以上の反応生成物の空時収量が、収
    率により、流速により、又は製造された二つの生成物間
    の若しくは二つの生成物群間の比によって規定される請
    求項１記載の方法。
  4. （４）吸光度測定の数ｎが２から２０である請求項１記
    載の方法。
  5. （５）吸光度測定が、ミクロンで表して、２．１４１、
    ２．１６６、２．１８１、２．２７８、２．３０８、２
    ．３４７、２．３７５、２．３９８、２．４３９、２．
    ４５７、並びに２．４７５から選ばれた波長で又は前記
    波長に実質的に近い波長で行われる請求項１記載の方法
    。
  6. （６）値Ｖが、クラッキング反応の条件を、ｎ個の吸光
    度測定のｎ個の結果Ｒ＿ｉと、一つ又はそれ以上の反応
    生成物の空時収量の少なくとも一つの望ましい値Ｐと、
    並びに、もし適切であれば一つ又はそれ以上の他の反応
    の条件と関連づける一次的又は代数的相関関係によって
    決定される請求項１記載の方法。
  7. （７）加熱手段を備え、少なくとも一つのクラッキング
    チューブにより横切られた加熱チャンバーを本質的に具
    備した炭化水素スチームクラッキングファーネスと、０
    ．８ないし２．６ミクロンの近赤外線領域の少なくとも
    一つの区域で操作可能であり、クラッキングチューブに
    供給する炭化水素混合物の吸光度測定の実施を意図した
    赤外線分光光度計とで構成されることを特徴とする請求
    項１記載の方法を実施するための装置。
  8. （８）赤外線分光光度計が、クラッキング反応の条件を
    、ｎ個の吸光度測定のｎ個の結果Ｒ＿ｉと、一つ又はそ
    れ以上の反応生成物の空時収量の少なくとも一つの望ま
    しい値Ｐと、並びに、もし適切であれば一つ又はそれ以
    上の他の反応の条件と関連づける一次的又は代数的相関
    関係を含む計算プログラムによって、クラッキング反応
    の少なくとも一つの条件の値Ｖを決定することを意図し
    た計算機と結合している請求項７記載の装置。
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