JPH031092A - 分解ガスを冷却するために使用される熱交換器 - 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、請求項１の前文に記載されている構成を有す
る分解ガスを冷却するために使用される熱交換器に関す
る。

（従来の技術） 水蒸気を加えながら炭化水素を熱分解することにより得
られる分解ガスは、いろいろな分子量と分圧を有する複
数の炭化水素より成る混合物である。分解ガスの分子組
成を安定化させるため、約８００から９００’Ｃまでの
レベルから６００から６５０’Ｃまでのレベルまで分解
ガスを急冷しなければならない。分解ガスから熱を受は
取る媒体として機能する水蒸気へ間接的に熱を伝達する
ことにより分解ガスが冷却される。冷却にさいして高い
冷却速度を確保するためには高速度で熱交換器を通って
分解ガスを貫流させなければならない。６００から６５
０’Ｃのレベルから４５０から３８０°Ｃまでのレベル
までさらに分解ガスを冷却することは熱を回収すること
により実施されているので、分解ガスの品質に及ぼす影
響は僅かである。これ以降の冷却は比較的低い速度で行
われる。

十分に高く設定された冷却速度のほか、分解ガス炉と分
解ガス冷却器の管内のガス側の圧力も発生した分解ガス
の品質に影響を及ぼす。分解ガス冷却器内の圧力損失を
低くすればするほど分解ガス炉内の圧力を低めることが
でき、エチレンの歩留を高めることができる。したがっ
て、流速と流動する分解ガスの圧力損失との間の関係を
最適切化する努力が払われている。

８００°Ｃから４００°Ｃの温度範囲でガスを冷却する
ため、管束式熱交換器が分解ガス冷却器として使用され
ている。この種の熱交換器の場合、管内を流れる分解ガ
スの速度は適当に低めに維持されている。このような熱
交換器の構成はｆｉｎ　ｌｉｔであるが、所要の分解ガ
スの組成を安定させることを４處して、熱交換器の少な
くとも入Ｌ１部分にわける冷却速度はごく低く設定され
ている。

二段階式熱交換システトも公知である。この熱交換器は
ほとんど単管式冷却器として構成されていて、比較的高
い流速で８００ＤＣから５００゜Ｃに分解ガスを冷却す
るようになっている。この冷却器の後ろに別個の熱交換
器が配置されており、該熱交換器では比較的低い流速で
分解ガスが４００１１０に冷却される。このような熱交
換システムに要する設☆αコストはかなり高くつく。

圧力と温度に左右されるが、熱交換器に使用されている
管のよごれを低くすることもｉｎ要なことである。分圧
により決まる個々の分解ガスの成分の凝縮温度を下回っ
た低い温度領域で管内壁に分解ガスの成分が付着して堆
積すると、よごれが生じる。いわゆるコークス層が形成
され、流動を妨げるとともに、圧力を高めることになる
。また、ガス出口端のガスの温度が上昇し、蒸気の発生
が少なくなる。この状態を解消するため、一定の稼働時
間が経過した後、コークス層を除去するために冷却器の
使用を停止しなければならない。

コークス層の形成を遅らせるため、管壁温度が分解ガス
の成分の凝縮温度を下回ることがないようにすることも
公知のことである。例えば、二段階冷却により上記の措
置が実施されている。すなわち、入口の部分では水が熱
交換媒体として使用きれるとともに、出口側の部分また
は別個の装置では水蒸気が熱交換媒体として使用される
（ドイツ特許第３．６４３．８０１号を参照されたい）
。

また、ガス出口端にある熱交換器の管をスリーブにより
取り囲み、該スリーブを通って限定された量の水を貫流
させることにより分解ガス冷却器の出口部分における分
解ガスの冷却作用を低下させることも公知゛のことであ
る（ドイツ特許第３．７１５．７１３号を参照されたい
）。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の課題は、分解ガスを冷却するために使用される
当初に挙げた種類の熱交換器であって、−段階式の冷却
の装置上の簡素さを維持することができるとともに、流
速を変更することができる二段階式の冷却の特長を利用
することができるよう構成された熱交換器を提供するこ
とである。

（課題を解決するための手段） 上記の課題を解決するため、請求項１の特徴項に記載さ
れている構成を有する当初に挙げた種類の熱交換器が本
発明に従って提供されたのである。

（作用と効果） この熱交換器の入口部分では、管の直径が小さく寸法ぎ
めされているので、分解ガスを急速に冷却するに必要な
高い流速を確保することができる。

ガス出口側の部分にコークス層が形成されるが、管の直
径が太き（寸法ぎめされているので、分解ガス冷却器の
機能に悪影響を及ぼす恐れがない。

このように管の直径が大きく設定されているから、細い
方の管と比較してガスの流動抵抗とガス出口温度が上昇
することはない。二次的な効果として、円筒状の管区画
内の流速を低下させることにより分解ガスの静圧の一部
を回復することができることを挙げることができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図解した添付図面を参照しな
がら本発明の詳細な説明する。なお、添付図面は、本発
明の実施例に従って構成された分解ガスを冷却するため
に使用される熱交換器を長さ方向に切断した断面図であ
って、熱交換器の構造を概念的に図解したものである。

図示されている熱交換器は分解ガス炉に後設されており
、発生した分解ガスを冷却する働きをするものである。

熱交換器は多数の管束１を備えている。図解の簡明化を
図るため、多数の管束１のうち２本が示されているだけ
である。管束１の両端は底板２と３に取り付けられてい
る。底板２と３は、管束ｌを取り囲んでいるジャケット
４と接続されいる。ジャケット４は供給側の継手５と排
出側の継手６を備えており、該継手４と５を通１て熱交
換器用の媒体がジャッケト４の内部に供給されるととも
に、ジャケット４の内部から排出される。この熱交換器
では水蒸気が熱交換用の媒体として使用される。

管束１はガス入口チャンパー７をガス出口チャンパー８
と接続している。ガス入口チャンパー７はフード９と底
板２により限定されているとともに、ガス出口チャンパ
ー８はフード９と底板３により限定されている。

各管束ｌは２つの管区画１０と１１を備えており、該管
区画１０と１１は円錐体１２を介して互いに接続されて
いる。円錐角は６°から８″までの範囲内に声ることが
好ましい。ガス入口チャンパー７に面している側の管区
画１０の直径はガス出口チャンパー８に而している側の
管区画１１の直径より小さく寸法ぎめされている。管区
画１゜の直径は、例えば、３１ｍｍまたは３８ｍｍに寸
法ぎめされており、一方、管区画１１の直径は４２ｍｍ
または４８ｍｍまたは５１ｍｍに寸法ぎめされている。

管束ｌの壁体の厚さが３ｍｍまたは５ｍｍに寸法ぎめさ
れている場合、上記のように寸法が選択されている実例
では、管束１の横断面積の広がり度を表す比は１：１．
６から１：Ｉ。

８までである。一般に、横断面積の広がり度を表す比は
１：１．５からｌ：２．ｏまでに設定されている。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、本発明の一実施例に従って構成された分解
ガスを冷却するために使用される熱交換器を長さ方向に
切断した概念的な断面図である。 ■・・・管束、２．３・・・底板、４・・・ジャケット
、５・・・供給側の継手、６・・・排出側の継手、７・
・・ガス入口チャンパー、８・・・ガス出口チャンバー
、９・・・フード、１Ｏ１１１・・・管区画、１２・・
・円錐体。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）分解ガスが貫流する多数の管束（１）を備えた分
   解ガスを冷却するために使用される熱交換器であって、
   管束（１）の両端が底板（２、３）により保持されてい
   るとともに、管束（１）がジャケット（４）により取り
   囲まれていて、該ジャッケト（４）が底板（２、３）と
   協働して水蒸気が充満している内部スペースを取り囲む
   よう構成された熱交換器において、各管束（１）が直径
   が異なった２つの管区画（１０、１１）を備えていて、
   該管区画（１０、１１）が円錐体（１２）を介して互い
   に接続されていることと、直径が大きい方の管区画（１
   １）が管束（１）のガス出口側の端部に設けられている
   ことを特徴とする熱交換器。
2. （２）管区画（１０、１１）の横断面積の比が１：１．
   ５から１：２．０まで、好適には１：１． ６から１：１．８までに設定されていることを特徴とす
   る請求項１記載の熱交換器。
3. （３）円錐体（１２）の円錐角が６゜から８゜までに設
   定されていることを特徴とする請求項１または２記載の
   熱交換器。