JPH05239468A - 熱分解炉のリターン・ベンド構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】炭化水素等の熱分解炉の反応管のベンド部にお
いて、コークスの堆積およびそれに伴う閉塞を防止する
のに好適な、リターン・ベンド構造物を提供する。 【構成】リターン・ベンド部５を有する反応管４〜６を
備えた熱分解炉において、リターン・ベンド部５に案内
補助管９を介して水蒸気を高速流で供給する手段（水蒸
気マニホルド１２、フレキシブルホース１１、抵抗オリ
フィス１０）を設けたこと。 【効果】案内補助管９に水蒸気を導入し、抵抗オリフィ
ス１０により水蒸気を高流速として供給することによ
り、コークスのベンド部への落下を防ぎ、コークスを反
応管内で常に浮遊、拡散状態にさらすことができるの
で、デコーキング運転時の水性化反応、燃焼反応が完全
となり、リターン・ベンド部でのコークスの堆積がなく
なり、反応管を閉塞することがなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱分解炉のリターン・
ベンド構造物に係り、特に炭化水素を水蒸気と混合して
熱分解し、エチレン、プロピレン等のオレフィン類を製
造するための熱分解炉において、コークス等によるベン
ド管の閉塞を防止するのに好適な熱分解炉のリターン・
ベンド構造物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の熱分解炉は、図５に示すように、
原料炭化水素と希釈水蒸気をそれぞれ原料予熱コイル１
および２で予熱し、混合した後この混合物を反応管リタ
ーン・ベンド５を含む４〜６内で熱分解し、発生した分
解生成ガスを急冷装置７で急冷するように構成されてい
る。図６は、従来の熱分解炉の反応管リターン・ベンド
構造の一例を示す断面図である。リターン・ベンド５
に、ガイドパイプ９が溶接され、上下の熱伸びをガイド
する構造となっている。この従来技術に関する公知例と
しては、例えばドイツ特許Ｎｏ．２７１３２５６等が挙
げられる。

【０００３】この種の炭化水素の熱分解装置の運転時に
おいては、反応管４、６やリターン・ベンド５の管内面
にコークスが生成し、生長付着するため３０〜９０日ご
とにこのコークスを除去するために、デコーキング運転
を行うのが一般的である。デコーキング運転とは、図５
に示した原料炭化水素の代わりに空気を導入し、過熱さ
れた水蒸気と混合され、高温に加熱された空気混合物に
より、管内面に付着したコークスを燃焼反応させ、水性
化反応または高流速によって付着コークスを剥離させ、
取り除くことである。

【０００４】しかし、従来技術においては、このデコー
キング運転中、反応管６から剥離したコークスまたは急
冷設備７から剥離したコークスがリターン・ベンド部に
落下し、一旦堆積すると空気と水蒸気の混合物の流れが
阻害され、その結果燃焼反応または水性化反応が阻止さ
れ、ついには反応管を閉塞してしまうという問題があっ
た。反応管が閉塞してしまうと、燃焼装置を止め炉内の
冷却を待って、該当部を切断し、機械的に閉塞したコー
クスを取り除き、再び溶接し復旧するというきわめて原
始的な手段による対策しかなく、この間の作業量および
生産損失を考慮すれば非常に大きな問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、特
に下部リターン・ベンド部に、コークスが落下堆積した
場合の配慮がなされておらず、一旦コークスが落下堆積
した場合には、反応管の閉塞を誘発し、炉の停止、閉塞
部切断、機械的コークス除去、溶接復旧、再稼働という
煩雑作業と膨大な生産損失等の問題があった。また、場
合によっては、閉塞した反応管のオーバーヒートによる
材料劣化を招き、材料寿命を著しく短くする等の問題が
あった。

【０００６】本発明の目的は、上記熱分解炉のベンド部
において、コークスの堆積およびそれに伴う閉塞を防止
するのに好適な、リターン・ベンド構造物を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、リターン・
ベンド部の案内補助管を介して、生産運転時、デコーキ
ング運転時を問わず、常にリターン・ベンド部に水蒸気
を導入することによって達成される。また、この水蒸気
の供給源としては、外部水蒸気以外に、原料と混合され
る希釈水蒸気の一部を、予熱コイルをバイパスし、当該
ベンド部に導入してもよい。

【０００８】すなわち、本発明の熱分解炉のリターン・
ベンド構造物は、リターン・ベンド部を有する反応管を
備えた熱分解炉のリターン・ベンド構造物において、該
リターン・ベンド部に案内補助管を介して水蒸気を高速
流で供給する手段を設けたことを特徴とする熱分解炉の
リターン・ベンド構造物を特徴とする。案内補助管の先
端には、導入する水蒸気が各々のリターン・ベンド管に
均一、かつ高流速で分配されるべく、抵抗オリフィスを
設けることが好ましい。また反応管の上下熱伸びに対し
ては、フレキシブルホースを設け、反応管が拘束なく上
下に動くようにすることが好ましい。

【０００９】

【作用】各反応管に接続するリターン・ベンドに取付け
た案内補助管に水蒸気を導入し、例えば抵抗オリフィス
により水蒸気を高流速として供給することにより、コー
クスのベンド部への落下を防ぎ、コークスを反応管内で
常に浮遊、拡散状態にさらすことができる。この状態に
コークスを保持すれば、デコーキング運転時の水性化反
応、燃焼反応が完全となり、コークスを燃焼、消滅でき
るので、リターン・ベンド管でのコークスの堆積がなく
なり、反応管を閉塞することがなくなる。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す熱分解炉の
全体構成図を示す。熱分解炉は、原料炭化水素および希
釈水蒸気、および両者の混合物を加熱する予熱部を構成
する原料予熱コイル１、希釈蒸気予熱コイル２および原
料希釈蒸気予熱コイル３と、原料希釈蒸気混合物を燃焼
装置からの受熱により、高温熱分解する反応部を構成す
るリターン・ベンド５を有する反応管４〜６と、分解さ
れたガスを急冷する急冷部を構成する分解ガス急冷装置
７とから成り立っている。本発明のリターン・ベンド構
造物は、リターン・ベンド５と該リターン・ベンド５の
屈曲部から垂下するように設けられた案内補助管９と、
該案内補助管９に水蒸気を高速流で供給する手段とから
なる。

【００１１】すなわち、図２は、本発明のリターン・ベ
ンド構造物の詳細を示すが、リターン部の底部を開口
し、案内補助管９を下方に垂直に設け、該案内補助管９
をフレキシブルホース１１、水蒸気マニホルド１２を介
して水蒸気供給源に連結している。案内補助管９の先端
にはフランジ構造を介して抵抗オリフィス１０が設けら
れている。

【００１２】上記構成において、原料炭化水素は原料予
熱コイル１にて加熱され、希釈水蒸気は希釈蒸気予熱コ
イル２にて加熱され、加熱された両者は混合され、原料
希釈蒸気予熱コイル３にて反応開始温度まで加熱され、
反応管４に導入される。反応管４、リターン・ベンド
５、反応管６では、燃焼装置８からの受熱により、原料
は高温熱分解して分解ガスとなり、次いで急冷装置７に
て急冷される。この運転を継続していると炭化水素の熱
分解によりコークスが発生し、反応管４、ベンド管５、
反応管６、急冷装置７の管内面で生長し付着するため、
デコーキング運転を行うのが一般的である。このデコー
キング運転は、原料の代わりに空気を導入し、付着した
コークスを燃焼させる操作である。

【００１３】上記実施例のリターン・ベンド構造物にお
いては、各組の反応管４、６に接続するリターン・ベン
ド５に、通常運転、デコーキング運転を問わず、常に水
蒸気を高速度かつ均一に導入できる構造となっているの
で、通常運転時においても、特にベンド部でのコークス
生長は最小に押さえることができ、またデコーキング運
転中においても、落下するコークスは高速の水蒸気によ
り、常に浮遊、拡散状態にさらされるので、水性化反
応、燃焼反応がより完全に行われ、コークスがリターン
・ベンド管に堆積することがなく、反応管を閉塞するこ
とがなくなる。したがって、コークス除去のためのコイ
ル切断作業はなくなり、生産損失もなくなる。また反応
管閉塞、オーバーヒートによる材料劣化、寿命低下もな
くなる。また案内補助管先端がフランジ構造としてある
ので、万一チューブが閉塞した場合でもこれを開放し、
コークス除去できるので、反応管を切断する必要はなく
なる。

【００１４】本発明の他の実施例を図３に示す。この実
施例は、図１の実施例の導入水蒸気の代わりに、同系列
内の過熱された希釈水蒸気の一部を、バイパス管１３に
て下部リターン・ベンドに導入するようにしたものであ
る。この実施例によれば、図１の実施例の効果に加えて
過熱蒸気をベンド部に導入できるので、リターン・ベン
ド５と案内補助管９との温度差が軽減でき、またプラン
トの蒸気源が限られている場合に有効である等の利点が
ある。

【００１５】

【発明の効果】本発明によれば、落下したコークスが堆
積する場所であるリターン・ベンド部に、常に高速蒸気
流を起こさせ、コークスの落下を事前に防ぐことができ
るので、ベンド管の閉塞はなくなり、また仮に閉塞した
としても、従来のようにチューブを切断し、コークス除
去しなくとも、炉外に突出した案内補助管の先端フラン
ジの開放のみでコークス除去することができるので、実
用上の効果も大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のリターン・ベンド構造物を有
する熱分解炉の全体構成図である。

【図２】図２は、図１におけるリターン・ベンド構造物
の詳細を示す説明図である。

【図３】図３は、本発明の他の実施例を示す熱分解炉の
全体構成図である。

【図４】図４は、従来技術における熱分解炉の全体構成
図である。

【図５】図５は、従来のリターン・ベンド構造物の断面
図である。

【符号の説明】

１…原料予熱コイル、２…希釈蒸気予熱コイル、３…原
料希釈蒸気予熱コイル、４…反応管、５…リターン・ベ
ンド、６…反応管、７…分解ガス急冷装置、８…燃焼装
置、９…案内補助管、１０…オリフィス、１１…フレキ
シブルホース、１２…水蒸気マニホルド、１３…希釈蒸
気バイパス管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リターン・ベンド部を有する反応管を備
   えた熱分解炉のリターン・ベンド構造物において、該リ
   ターン・ベンド部に案内補助管を介して水蒸気を高速流
   で供給する手段を設けたことを特徴とする熱分解炉のリ
   ターン・ベンド構造物。