JPH03505604A - 炭化水素の水蒸気分解装置の脱コークス法と対応する水蒸気分解装置 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 炭化水素の水蒸気分解装置の脱コークス法と対応する水蒸気分解装置 この発明は、炭化水素の水蒸気分解装置の脱コークス法、およびこの方法を実施 する手段を含む水蒸気分解装置に関する。

水蒸気分解炉とこれに続いて生成した分解ガスを冷却する間接冷却ボイラーとか らなる炭化水素の水蒸気分解装置の内壁に析出するコークスを除くｋめに、空気 と水蒸気の混合物による酸化に基づいた化学的な脱コークス法を用いるのが普通 の方法である。これを実施するには、水蒸気分解装置の運転を中断し、下流に設 置された装置からコークスをｉ雌することが必要である。

酸化剤として、ａ−意に水素を添加するとともに高温に過熱された水蒸気を用い ることしできる。水蒸気分解装置を分離する必要（ユないが、やはりその運転を 中断する２要がある。その上に、脱コークスは上記の方法の場合よりも低速で行 われる。

これら２つの従来技術は、水蒸気分解炉の出口に設けられ間接冷却ボイラーを完 全に脱コークス化するには不適でめろ。そのためには、時々、装置を完全に停止 し、コークスの層を破壊することができる水力手段（非常な高圧の水ジェツト） で冷却ボイラーを脱コークスすることが必要である。水力サンドブラスト法も用 いられるが、この場合、コークス層の破壊を促進するため比較的大きい粒子の砂 を加圧水とともに注入するか、または他の機滅的手段が用いられる。

側々の冷却熱交換器から延出する小直径の直線状配管からなる単−流路形炉を有 する水蒸気分解装置を脱コークスする方法が提案されている。この方法は炉の配 管の内壁を、水蒸気の手段によって化学的に脱コークスを行い、その結果、コー クスの一部分を内壁からフレークもしくはスケールの形で脱落させ、このフレー クもしくはスケールか熱交換器の壁の下流側で析出したコークスを破壊する。し たがって上記の方法は、炉と間接冷却手段とを同時に脱コークスする。しかし、 水蒸気分解装置の運転を中断することがやはり必要である。

最後に、特に固体粒子を装置に注入することからなる各種の方法が提案されてい る。第１の方法は、比較的大きな粒径（２５０ｎ＋〜２５００μｍ）の金属粒子 を大気に接続された炉を通じて運ぶ不活性ガスの流れをつくることからなる方法 である。他の方法として、砂を液体の炭化水素供給原料に注入することによって 水蒸気分解装置に連続的にサンドブラスティングを用いる方法が実業されている 。その砂の粒子は（標準の砂粒子は平均直径か２００μｍ〜１０００μｍ）炉と 間接冷却ボイラーを通過し、最後に直接冷却重油によってトラップされる。上記 の最後°に述べた方法の欠点は、利用が不可能な方法であるということである。

すなわち、粒子を分画し洗浄する非常に複雑で高価なシステムが設置されなけれ ば、揮発が困難な重タールを移動させることなしに直接冷却重油から砂粒子を分 離することは多少とも不可能なので、実際には、砂粒子は、再循環するのには不 適であり、冷却オイルは、燃料としても使用できなくなる。装置を連続的にサン ドブラストすると、供給原料と水蒸気の分解生成物が流れる配管が激しくまたは 破局的に侵食される。そして最後に砂粒子を液体の供給原料に注入する場合は、 固体の堆積物が、炭化水素の供給原料が気化する末端の領域に蓄積する大きな危 険を冒すことになる。

この発明の目的は、従来法の欠点を回避する炭化水素の水蒸気分解装置の脱コー クス方法を提供することにある。

この発明の他の目的は、装置を停止する必要なしに、装置自体を損傷する危険を 冒すことなく、および装置の下流部分を固体粒子でよごすことなく、装置の炉と あるいは間接冷却ボイラーを脱コークスすることができる水蒸気分解装置の脱コ ークス方法を提供することにある。

この目的を達成するために、この発明は、炭化水素の水蒸気分解装置の内壁、特 に水蒸気分解炉の内側と間接冷却ボイラーの内側に析出するコークスの少なくと も一部を侵食によって除去することからなり、侵食がベクターガスの高速流で運 ばれる固体粒子によって行われる炭化水素の水蒸気分解装置の脱コークス方法で あって、脱コークスが装置を運転しながら行われ、ベクターガスが少なくとも一 部分が水蒸気を混合した炭化水素供給原料で構成され、該ベクターガスが、平均 直径が約１５０μ閾より小さい固体粒子を、非常に低い比率の固体対ガスの比率 で含有し、ベクターガスと固体粒子の混合物が、軽い侵食を行う性能を有するガ スとして挙動することを特徴とする方法を提供するものである。

装置の内壁上に析出したコークス層を、多量の粒子からの激しい衝撃で破壊する 代わりに、この発明の方法によれば、装置の壁に対し、いかなる危険もなく、ゆ るやかに規則正しくコークス層を侵食することができる。

この発明の方法は、水蒸気分解炉と間接冷却ボイラーの両者を同時に脱コークス することができる。例えば、間接冷却ボイラーの入口にガス流によって運ばれる 固体粒子の量は、ガスがこのボイラーを通じて流れる低速度を補償するために増 大させてもよい。また対流領域を特に乾燥点で脱コークスすることは、希釈水蒸 気とともに供給される上記粒子を逐次注入することによって可能である。

この発明において、“脱コークス“という用語は、器壁上に析出したコークスの 少なくとも一部を宵効に除去することを意味して用いられる（すでに形成された コークス層を減らすかもしくはなくす、またはコークス層が堆積する速度を停止 させるかもしくは低下させる）。

この発明の他の特徴によれば、ベクターガスと固体粒子の混合物が、水蒸気分解 炉の出口で、約ａＯＯ℃未満の中間温度に冷却され、前記温度がどんな液体が凝 縮することも防止するように選択され、固体粒子の少なくとも主な部分が少なく とも１つのサイクロン内でベクターガスから分離され、サイクロン内でガスから 分離された固体粒子の少なくとも一部の圧力が上昇され、その粒子が水蒸気分解 装置を通じて再循環される。

良好な条件下では、１台のサイクロン、または直列に接続されている２台のサイ クロンの効率は、９５％に達するかもしくはこれを超え、９９％にもなるが、こ のことは、サイクロンから出るガス生成物は実質的に固体粒子を含有していない ことを意味する。その上に、残留している粒子は、粒径が非常に小さいのでサイ クロンの下流に設置されている装置の部分に実質的に影響がない。

さらに、固体粒子を分離するサイクロンは著しい高温をうけないので、低率合金 の鋼鉄すなわち比較的安価な１１１ｉ＃製でよい。

残留した固体粒子は、直接冷却中に、ベクターガスがサイクロンの出口で受ける 液体注入によってトラップされる。したがって分解ガスは、圧縮領域に到達する までに完全に粒子がなくな結局、炉の出口で水蒸気分解生成物の制限された冷却 がなされると、化学反応速度がかなり低下し、サイクロン中での生成物の過剰分 解が防止される。

使用される固体粒子の平均直径は、約５ｔｔｍ〜約１００ｇｍの範囲のものが好 ましく、固体／ガス比は１０重量％未満で、好ましくは０．０１〜ｌＯ重量％の 範囲にあり、一般にＯ，１〜８１１１ｉ％の範囲にある。粒子の量は、粒子がほ とんど衝突しない（衝撃なし）ことを保証するのに充分な少量であり、したがっ て混合物は、気体と同様に挙動し、移動床もしくは流動床とは異なる。

乱流力が優勢なために、非常に微細な粒子が、事実上ガスの全に含有するガスが 得られ、その粒子は、多段の低エネルギーの衝撃によって軽い侵食作用を与える ので、コークスを、大きな断片（フレーク）に破壊するのではなくて摩耗させる のに適している。炉内の粒子の速度は、７０メ一トル／秒（ｍ／ｓ）〜４Ｆ３０ ｍ／ｓのｆｆｌ囲にある（そして一般に１３０ｍ／ｓ〜４８０ｍｂの範囲にあり 、特に１３０ｍ／ｓ〜３００　ｍ／ｓの範囲である）。冷却ボイラー内では粒子 速度は４０　ｍ１ｓ−１５０ｍ／ｓの範囲にある。

粒子の最適量は、粒子の性質、コークスが析出する速度（供給原料の性質に依存 している）、および速度と乱流の局所条件固体粒子の平均粒径は、４ａｔｎもし くは５μｍ〜８５μｍの範囲にあり、固体／ガス比は０．１〜８重量％の範囲、 例えば０．１〜３重量％の範囲にあるのが好ましい。

使用される固体粒子は、装置に対し、種々の点に注入してもよい。例えば水蒸気 分解炉の１以上の点および間接冷却ボイラしたかって脱コークスは、水蒸気分解 炉の形態に適合させることができ、間接冷却ボイラーの脱コークスは最適化する ことこの発明のその外の特徴によれば、サイクロン内でベクターガスから分離さ れた固体粒子を、熱分解重芳香族化合物を実質的に含有していない水もしくは炭 化水素の液体、例えば分解すべき炭化水素供給原料の一部と混合され、固体粒子 と液体の混合物がポンプの作動によって装置に再循環される。

粒子−液体の混合物の流量と温度は、混合物を水蒸気分解装置に注入する際に液 体が準瞬間的に気化するように選択される。

上記の液体と、サイクロンからなる固体粒子を互いに接触させるために、その液 体を連続的に起源ラインから連続的に流して、固体粒子が到達する領域のまわり と下に濡れた壁を設置するのが有利である。

このようにすることによって、固体粒子が上記器壁に蓄積するのを回避し、また 連続的な流れによって流し出されることがない湿潤した器壁に、固体粒子が粘着 することによって固体粒子供給ダクトをつまらせることがある液滴を上記の液体 が形成しないようになる。粒子による伴出と壁の清浄効果を増大するために、液 体は渦巻き状に供給してもよい（回転を起こす）。

−変形においてサイクロンを出る粒子がタンクに集められ、そのタンクを分離し て、過熱蒸気流によって加圧し、少なくともいくらかの粒子が、この蒸気流によ って装置を通じて再循環される。

この発明の方法で用いられる固体粒子として有利なのは、シリカまたはアルミナ に基づいた多孔性粒子のようなガス噴霧法で製造されるほぼ球形の無機もしくは 金属の粒子であり、これらの粒子は、例えば、平均直径が６０１〜８０μｍの接 続分解用にすでに用いられる触媒の粒子（ゼオライト）で構成されてい固体粒子 は、あるいは２Ｎの粒子の混合物で構成されていても上く、一方は、水蒸気分解 条件下では比較的柔らかなコークス触媒金属粒子であり、他方はより硬質でかつ より侵食性のものであってもよい。その外の粒子（コークスの粒子、粉砕石炭、 セメント、鉱物、鋳鉄、鋼鉄、炭化物、ステライト、角ばった粒子・・・・・− ）も、この発明の侵食ガス条件下で使用できる。

比較的柔らかなコークス触媒金属粒子は、装置の内壁の露出金属部分に痕跡が残 り、その結果、その触媒効果によってコークスの保護層で前記の露出部分が被覆 されて過度の侵食から保護される。

この発明の他の特徴によれば、この発明の方法は、水蒸気分解炉の内壁上にコー クス層を形成させ、次いで前記固体粒子を用いて侵食させることにより、前記コ ークス層の厚みを予め決められた平均値にほぼ維持することからなる方法である 。このコークス層は、実際には、分解配管にそって厚みが変化するが、形成され た後、その厚みは、予め決められた配管内のコークス化の程度に対応するほぼ平 均の値を維持される。同様の変形例では、注入する粒子の量を制限するため、コ ークスの成長を完全に停止させるのではなく、単にコークスの成長速度を大きく 低下させて（例えばコークスの成長速度を１７５もしくは１／１０にする）運転 することもできる。

比較的うすいコークス層（約０．５ｘｘ〜約４１Ｒの範囲および好ましくは１ｕ 〜３Ｈの範囲の厚み）によって装置の内壁が侵食から保護される。というのは、 コークスが高温（壁の温度約１０００℃）に保持されている間にコークスが徐々 にか焼されるために、特にコークス層が急速に非常に硬質になり、破壊もしくは 侵食が非常に困難になるからである。このコークス層が一旦形成して硬化すると 、この保護層上にコークスが析出する速度と同じ速度でコークスを連続的にまた はほぼ連続的に浸食させることによって、コークス層の厚みがほぼ一定に保持さ れる。その上に、固体粒子を用いて侵食を調節する条件は、厳密なものではなく 、固体粒子の大きさ、用いられる固体粒子の性質および固体粒子がベクターガス 中に分布されている状態については、広い許容範囲をとることが可能である。

したがってこの発明の方法では、厳密な意味で脱コークスを行うことは必ずしも 必要でなく、むしろコークスが形成しているときに新しく生成した一層もろいコ ークスを除いて、はぼ固定したコークス形成状態を得ろか、または非常に低いコ ークス形成速度が得られる。

非常に微小なために所定重量に対して非常に数が多い侵食粒子の、この発明によ る特徴的な使用法は、新しいコークスの薄いフィルムを、硬化する前に除くため に、器壁への衝撃回数を大きく増加させる方法がある。粒子は連続的にもしくは 非連続的に注入してもよいが、短い間隔をおいて注入するのが好ましい。

この発明は、炭化水素供給原料の流れを運ぶ配管を備えた水蒸気分解炉、この炉 からでるガス生成物を冷却する間接冷却手段およびこの間接冷却手段の出口に接 続された液体圧入直接冷却手段とからなる、炭化水素の水蒸気分解装置であって 、装置を運転しながら、装置を通じて流動する気化された炭化水素供給原料に固 体粒子を注入する手段を備え、前記固体粒子が、約１５０μｍより小さい平均直 径を宵し、装置中の固体対気体の比率が非常に低く、ガスと粒子の混合物が軽い 侵食を行う性能を有するガスのように挙動し、さらにサイクロンのような、固体 粒子をガスから分離する分離手段を備え、この手段が間接冷却手段の出口に、設 けられている装置を提供するものである。

この装置はガスから分離された固体粒子を装置を通じて再循環する手段と、固体 粒子を補充する手段とを備えている装置が有利である。これは、分離手段内で失 われる粒子の量を補償するのに役立つが、この分離手段は非常に効率的であるが 、例えば効率は約９５〜９９％であり常に１００％より小さい。また、装置は摩 耗した粒子を除く手段を備えている。

この発明の有利な態様の装置は、 上記分離手段からの固体の出口に接続された入口と、装置に粒子を注入するため のダクトに接続された出口とを備えた固体粒子を貯蔵するタンクと；弁のごとき 前記タンクの分離手段と：タンク内圧を、粒子が装置に注入される点における圧 力値以上に上昇させることができる圧力下でガスの起源に前記タンクを接続する 手段とを備えている。

これらの再循環手段は侵食に対して比較的感受性が低い。その理由は固体粒子が 、この手段を例えば２０ｍ／以下のような低速で通過するので、その寿命が長く なるからである。その上に、これらの手段は通常の設計のものであり、約６００ ℃未満の温度で作動し、そのため安価である。

固体粒子は、重力流または、希釈相による固体−ガス懸濁液の形植で注入点に運 ばれ、著しく高速のベクターガスの流れを使用する必要がなくそのダクトの侵食 が低下する。

その装置は、分離手段の出口と第１に述べたタンクの入口との間に取付けられた 第２タンクと、２第２タンクを分離する弁のような手段と、大粒子を保持する第 ２タンク内に設けられている手段とを備えている。あるいはこの第２タンクは第 １タンクと並列に設置してもよい。

男２タンクは、分離手段の出口で回収される固体粒子を集める働きをし、そのと き第１に述べたタンクは空である。

したがって、分離手段の出口における固体粒子は、一時的に貯蔵することができ 、ま１こ大きな粒子、例えば器壁からはがれたコークスのフレークを保持するた め（Ｊ１固体粒子をｆｔすることができる。

この発明のたの特徴によりば、加圧ガスの起源が粒子を装置に注入するダクトに 接続されている１粒子を装置に注入するために用いられるベクターガスの流わは 、タンク内の圧力を増大するのに役立つ。したかってベクターガスにょっ”ζバ ランスがとられているタンクの内圧によって、固体粒子を衝撃しがちな過剰圧の 危険が回避される。

ベクターガスは、例えば供給原料の一部もしくは過熱水蒸気によって構成されて いてもよい。

一変形として、固体粒子を再循環する手段が、重芳香族化合物を含有しないガス 流を分離手段の底部に注入して、前記分離手段の出口に、回収した固体粒子とと もにガス−固体懸濁物を形成する手段と、前記の分離手段の出口に接続され、装 置への注入点までの途中でガスー固体＠濁物を再圧縮するために高圧ガスの補助 流を供給するエゼクタ−コンプレッサとで構成される。

エゼクタ−の入口に微細粒子を注入し、それにもかかわらず、このようにして生 成したガス−固体懸濁物を再圧縮することができることが観察されたのである。

非常に重い懸濁液（微粉砕固体２００もしくは３０Ｇ重量％）を約１．５〜１． ８の圧縮比で再圧縮することができる。エゼクタ−は粒子を移動もしくは放射さ せるのみならず、粒子の圧力を著しく増大させる働きを有し、その結果脱コーク スされる装置内の損失水頭を補償することによって粒子を再循環さけることがで きる。

エゼクタ−は侵食に耐性の物質（鋳鉄もしくはセラミック）で製造されたちのが 好ましい。

水蒸気分解炉が、分解される炭化水素原料の流れを運ぶ配管に供給するためのマ ニホルドを備えている場合は、この発明は、固体粒子を、気化した炭化水素に、 マニホルドの上流もしくは入口で注入する手段と、充分な速度でマニホルド内に 社流を起こさせてマニホルド内にどんな固体粒子も実質的に析出しないようにす る手段と、配管の末端に取付けられてマニホルド内へ延出する供給末端部とから なり、各供給末端部がマニホルドの上流末端に対して向けられた入口部とマニホ ルド内の平均の流れ方向に直角の面上に要素を備えている装置を提供するもので ある。また、上記の装置において、マニホルドの下流末端に固体粒子をとらえる 手段を設けることが有利である。

マニホルド内の乱流によって、全マニホルドを通じてガス−粒子混合物が適正に 均一になる。マニホルド内に［ｉｔ！スル配置装の末端部は、配管への粒子の供 給が、マニホルド内の配管の位置にかかわらず規ａｌｌ的でほぼ一定になるよう 保証する働きがある。末端部の入口部は流れに対面する前方要素を備え、配管の 入口における方向が極端に変化するのを回避する働きがある。

その理由は、このような方向が変化すると、ガス−粒子の分離現象が生じ粒子の 分布が不均一になるからである。またこれらの末端部はマニホルド内に乱流をお こさせる非常に宵効な乱位流発生器を構成している。最後に、マニホルドの下流 末端に設けられている過剰の粒子をとらえる手段は、マニホルドの最後の配管が 、過剰粒子によって供給過剰になるかまたはつまるのを防止する働きがある。

これらの手段は、例えば、フィルター、沈降室、およびサイクロンもしくは、過 剰の粒子、特により重い粒子を除くのに適切な類似の手段で構成されている。こ れらの手段は、例えば最後の２つの配管を有する、マニホルドの下流末端領域に 位置しているのが有利であり、その結果これらの手段は、マニホルドの底部母線 に沿って走行する比較的重い粒子をとらえて、これらの粒子が最後の配管に過剰 量の粒子とともに供給されて、平均値より著しく異なる侵食容量をもつに至るの を防止する。

上記の装置は、マニホルド内のガスと固体粒子の流れの一部を、マニホルドの下 流末端から取出する手段と、ガスと固体粒子の流れの取出した部分を、マニホル ドの上流もしくは入口に再循環さける再循環手段とを備えたらのが有利である。

このとき、マニホルドは、ガスー拉子混合物の残留分か供給される“最後“の配 管のない無限長のマニホルドのように挙動する。

各配管の入口は、上記末端部から下流に配置されたのど部もしくはベンチュリ部 もしくは小直径のチューブのようなくびれ部を備えている。このようなくびれ部 は、各配管を流れるガス流をより！　ＩＩＪ的にかつ均一にする動きがある。

上記くびれ部は、配管の内壁の脱コークスに有利な効果がある。すなわち、コー クスが、一つの配管の方に、他方の配管よりも速（析出した場合、コークスは流 れの断面積をへらすが、配管の入口にあるくびれ部が配管にそって一定の流量を 維持するならば、局所の流速を増大する。入口におけるくびれ部によって局所流 速が増大すると、粒子による侵食速度を増大する働きがあり、その結果配管がコ ークスの析出を増大する傾向を是正する。

最後に、水蒸気分解炉の配管内の圧力降下を測定する手段と、分解される炭化水 素供給原料もしくは希釈水蒸気の流量を測定する手段と、測定された流量の関数 として圧力降下を補正する手段と、装置に再循環された固体粒子の流量を制御す ることによって、前記の補正された圧力降下を調節する手段とを有する装置が有 利である。

これらの手段は、装置の内壁に所定の厚みの保護コークス層を維持し、前記保護 層の厚みか著しく増大するのを回避する働きがある。

例としてあげて下記添付図面を参照して以下に述べる説明によって、この発明は 一層よく理解され、この発明の他の特徴、詳細、および利点はより明瞭になるで あろう。

第１図はサイクロンの分離効率と固体粒子の侵食容量との変化を粒径の関数とし て表す曲線を示す。

第２図は、この発明の水蒸気分解装置の線図である。

第３図は、この発明の他の水蒸気分解装置の線図である。

第４図は、固体粒子を再循環する手段の部分線図である。

第５図は、この発明の一聾様を構成する水蒸気分解装置一式の線図である。

第６図は、再循環手段の−ａＳのｉ図である。

第７図は、固体粒子を分配する手段を備えた水蒸気分解装置の部分線図である。

第８．９および１０図は、配管の末端部の各Ｗ％！様を示す線図である。

第１１図は、この発明の他の９様を構成する水蒸気分解装置を示す線図である。

この発明の基礎になっている原理を一層よく理解するために、まず最初に第１図 について説明する。

第１図において、■はサイクロンに供給される固体粒子の大きさの関数として、 サイクロンの分離効率の変化を示す曲線である。また■は同固体粒子の大きさの 関数として、その固体粒子の侵食容量の変化を示す曲線である。

サイクロンの分離効率は、固体粒子の大きさが増大して、分離効率が例えば９９ ％の場合の値ｄｉを超えると、１００％に漸近する。

上記の大きさの固体粒子の侵食容量は比較的低いのでｄｉ近傍の大きさの範囲に とどまっている。

固体粒子が、ｄｌ値よりかなり小さい場合、サイクロンの分離効率は著しく低下 して粒子の侵食容量はほぼ零になる。逆に粒子の大きさが６１を超えて大きく増 大すると、サイクロンの分離効率は１００％にほぼ等しくなり、粒子の侵食容量 は非常に大きくなってサンドブラストに似た状態になって侵食があらくかつ不規 則になる。

この発明では、サイクロンの分離効率が、所定の値例えば９５％もしくは９９％ より大きい場合の粒子の大きさｄｌ、ｄ２の範囲が選択され、そのためその粒子 が起こす侵食が軽く焼目り的になる。

この発明の水蒸気分解装置の概略図を第２図に示す。

この装置は、炉１０を備えている。この炉は、マニホルド１４によって一端に炭 化水素が供給される単流配管１２を有し、この単流配管の反対側の末端は、炉の 出口に位置し、出口マニホルド１８に接続された個々の冷却ボイラー１６に取付 けられている。気化させるべき炭化水素供給原料は、それを加熱し気ｆヒさせる 炉の対流領域２２にダクト２０を通じて液体状部で送られる。水蒸気供給ダクト ２４は、炉１０の上記領域２２内でダクト２０に連結されている。予熱ダクト２ ６が、気化した炭化水素と水蒸気の混合物を、マニホルド１４に供給し、このマ ニホルドが水蒸気分解配管１２に供給する。

出口マニホルド１８は、１つのサイクロン２８に接続されるか、または直列およ び／または並列に連結された複数のサイクロンに接続され、各サイクロンはガス 生成物を送り出すトップダクト３０と固体粒子を送り出すボトムダクト３２を備 えている。このボトムダクト３２はタンク３４に開口し、タンク３４の底部には 、水でもよいが、好ましくは、実質的に熱分解重芳香族化合物を含有しない軽炭 化水素である液体３６で満たされている。タンク３４の底部は、液体と固体粒子 の、混合物を、装置の種々の個所、特にダクト２６の人口らしくは入口マニホル ド１４に、ポンプ３８によって接続されている。また注入個所が炉１０からの出 口と間接冷却ボイラー１６の入口との間に設けられている。

注入は、水蒸気とともに噴霧するか、またはフラッン：Ｌ膨張で気化さ仕ること によって実施するのが好ましく、この場合、懸濁液は図示していない手段によっ て注入する前に再加熱しなければならない。これに軽炭化水素の流れを加えるこ ともてきる。

噴霧条件と液体の流量は、噴霧された懸濁液が、注入されると直ちに完全に気化 するように（粒子が付着するのを防止するために同時に気化させる）設計されて いる。

固体粒子と液体の、混合物の一部が、第２図に４０という番号で示したように、 タンク３４の上部に戻され、その液体はタンク３４の全内壁を覆う連続膜を形成 しその結果、この液体がダクト３２を出る時に固体粒子をトラップする。この液 体は、タンク３４の壁上に液滴を形成することなく、“ソース゛ライン（ｓｏｕ ｒｃｅ　１ｉｎｅ）から連続的に流れるのが好ましい。

液体４０には、その洗浄効果とタンク３４の濡れた壁土へ粒子の保持とを増大さ 仕るために、渦巻運動が与えられる。４０に供給された液体は、実質的に粒子が なくなる様に沈降させることが有利であり、次いで図示されていない特定のポン プでタンク３４から取出される。

タンク３４で用いられる炭化水素の液体は、クラブキングするための炭化水素供 給原料の一部分であってもよく、これはダクト４２によってタンク３４の底部に 送られる。再循環される熱分解ガソリンは、炭化水素供給原料の上記一部分に、 第２図に示す４４の箇所で添加するか、または液体３６を直接構成していてもよ い。

例えばダクト４２の４６の箇所に、あるいは、炭化水素の液体もしくは水による 固体の懸濁液の形態に固体粒子を形成する手段が設けられる。

この発明の装置は以下のように作動する。すなわち分解用の炭化水素供給原料が 予熱され、水蒸気と混合され、炉１０の部分２２で気化され、次いで炉のチュー ブ１２内で非常に短い通過時間に水蒸気分解される。水蒸気分解の気体生成物は 次にボイラー１６内で間接急冷され、その後サイクロン２８を通過し、サイクロ ンから固体粒子を取出して、熱分解油を注入することによって直接冷却を行う手 段に送られる。

比較的多量のコークスが、ダクト２６およびマニホルド１４の内壁ならびにとり わけ炉の配管１２とボイラー１６の配管上に生成する。

気化された炭化水素供給材料によって運ばれる固体粒子は、コークス層が装置の 内壁に形成されているときに、コークス層の軽い規則的な侵食を行ってコークス を侵食する働きがある。

次に大部分の固体粒子が、水蒸気分解の生成物からサイクロン２８によって分離 されて、生成物はサイクロンからタンク３４に至り、そこで液体３６と混合され て液体一固体懸濁液が作製される。ポンプ３８は、固体−液体＠濁液を、注入点 の圧力に近い圧力に再圧縮することによって、これらの粒子を再循環するのに役 立つ。

サイクロン２８中で気体流から分離されない固体粒子は、その後、直接急冷を行 うための気体流中に注入される液体によってトラップされる。

一般に、使用される固体粒子は、粒子は、平均の大きさが約１５０μｍ未満であ り、気体流中の固体粒子の濃度は気体に対して１０重量％未満である。粒子は、 平均の大きさが５μｍ〜８５μｍで、好ましくは１５μ＋１〜６０μｍの範囲で 、気体に対する固体の比率が０．１％〜８％で例えば０．１〜３％の範囲のもの が好ましい。

粒子の“平均の大きさ”とは、例えば粒子の質量の５０％がその大きさより小さ い直径を有すること意味する。

ホホ球形の粒子を用いることができる。例えば接触分解用触媒粒子（スプレーに よって製造されるシリコーアルミチート）のようなシリカ−アルミナ粒子がある 。

分解触媒のこれらの粒子（シリカ−アルミナート類、ゼオライト）は、形態がほ ぼ球形であり、コークスを除去するのに著しく有効であるが、一方試験反応器の 金属に対して実質的に無害であることが判明した。

あるいは、２種の粒子を使ってもよい。これらの粒子のうちの一方は、コークス を触媒する金属の粒子であり、鉄、鋼鉄もしくはニッケルからなる粒子、または ニッケルを含有する合金からなる粒子でうり、水蒸気分解条件下で比較的柔らか である。

また他方の粒子は、より硬質でより侵食性である（例えば分解触媒粒子または耐 火性硬質金属合金製の粒子）、。

またこれらの粒子は、水蒸気分解炉に挿入される場合の凝縮の問題を回避するた め、装置に注入する前に予熱してもよい。

予熱温度は、注入点における局部露点より高い方が好ましい。

装置は、連続ベースもしくは不連続に、上記の粒子によって脱コークスされる。

コークスの比較的薄い第１層、例えば厚さが０．５ｍｍ〜４　ａｓｓまＬは好ま しくは１ｗ１Ｉ１１〜３ＩＩＩＩ１１の範囲のものを装置の内壁に形。

させてもよ（、この層はかなり急速に硬化する。この非常に質の屡は、装置の金 属壁を有効に保護する。この保護層の上部いて、析出するコークスは、形成する につれて、炭化水素供給によって運ばれる固体粒子による浸食に上って除かれる 。

装置に固体粒子を運ぶベクターガス（ｇａｚ　ｖｅｃｔｅｕｒ）には、炉の配管 の内面に酸化物（事実上酸化クロム）の層を形成す・のに重要な役割をはだす水 蒸気が豊富に存在することは認めれるであろう。この非常に硬質の酸化物フィル ムはこの発明ご固体粒子によって侵食されないように、配管の金属を保護す；。

と考えられる。

したかって、この発明の方法は、下記の３つの異なる物理ｅ現象を利用する。す なわち 高速変で流動し、反応しない多量のガスによって分布され１いる、少量の非常に 微細な粒子を含有する侵食性ガスを用い・ことによって、コークスか破壊するこ となく高度に均一に、転変に侵食される： 配管は、新たに生成するコークスよりも、侵食ガスによる９食に対して敏感でな り、制御されん厚みのノールドを構成すイ硬化コークスの予備層で保護されてい る；および使用される上記の非常に微細な粒子は、局部の酸化条件下ては配管の 金属をほとんど侵食しない。

気体生成物は、一般に約６００　’Ｃ未満の中間温度でサイクロンを通過するの で、サイクロンは、低合金調、すなわち安価な＊、成　　　　鉄で製造されてい てもよい。固体粒子を分離する際のサイクロ、硬　　　　ンの有効性は、高温の 場合は気体の粘度が低いので、高温で分に　　　　　離するよりはすぐれている 。最後に固体粒子の分離が分解反応１の　　　　　の速度が低い温度で行われる 。それ故に固体粒子が炉１０からの出口で直ちに分離されるならば、起こるであ ろう二次的な超過分解化学反応を起こさない。

る　　　　　　第３図にこの発明の池の水蒸気分解装置を示す。

ら　　　　　　この装置は、多路の曲がった配管もしくはコイル形のものでの　 　　　　あって、水蒸気分解炉１０にベント３４で相互に連結された直る　　　 ３　線状の長さを有する配管５２が取付けられている。マニホルド５６が炉ＩＯ からの出口で配管に相互連結され、間接冷却ボイ的　　　　ラー５８に接続され ている。サイクロン２８は冷却ボイラーからでる気体生成物を受けて固体粒子を 分離する。

て　　　　　粒子は、装置に対し、次の３つの点で注入される。すなわちる　　 　５　炉１０への入口、配管の最後の直ａ部分の最初の部分、および軽　　　　 冷却ボイラー５８の入口である。

第４図は、固体粒子再循環手段の他の態様の線図である。

浸　　　　　この変形においてサイクロン２８の底部が、分離バルブ６゜る　　 　　を介してタンク６４の上部入０６２に接続され、このタンクに！Ｏは、最大 の固体粒子を分離し保持する振動ふるいのような手段で　　　　６６と、これら の粒子を除くためのオリフィス６８（マンホール）とを備えている。

微細な固体粒子が集まるタンク６４の底部は、スクリュー、−回転σブクなどの 電動機駆動の回転部材７ｏに接続され、次に分離バルブ７２を介して池のタンク ７４の入口に接続され、タンク７４の底部出口には、前記の部材７０とバルブ７ ２と同一の、電動機駆動の回転部材７６と分離バルブ７８を備えている。

タンク７４からの出口は、バルブ７８によって、固体粒子を水蒸気分解装置内で 再循環させるダクト８０に接続されている。

加圧気体源８２が中位の速度もしくは比較的低速度の気体流（例えば２０ｍ／ｓ で走行する過熱水蒸気流）を供給する。

三方バルブ８４は、タンク７４を、加圧気体源８２もしくはサイクロンの出口ダ クト３０とに接続する働きを、する。三ロバルブ８４を、加圧気体源８２に接続 するダクトとダクト３０に接続するダクトはそれぞれ停止弁８日を備えている。

所定の平均粒径を存する新しい固体粒子を満たした独立のタンク９０は、電動機 駆動の回転部材９２と分離バルブ９４を介して、固体粒子を充填するためダクト ８０に注入する働きをする。タンク９０の頂部は、圧力のバランスをとる動きを するダクト９Ｂを介してタンク９０の出口に接続される。

回転部材９２は、充填粒子の流量を調整する働きをする。

第１タンク６４（またはタンク７４）の底部は、摩耗した固ていても上く、一方 、制御された入力のせきどめ気体（ｇａｚｄｅｂａｒｒａｇｅ）を送るダクトｌ ｏＯがタンク６４０頂部に開いている。せきどめ気体は重芳香族化合物を含有せ ず水蒸気であってもよい。せきどめ気体は、分解された気体が存在するのを防ぐ ことによって、タンク６４とスクリーン６６がコークス化するのを防止する働き をする。

これらの再循環手段は次のように作動する。すなわち最初に、第１タンク６４の 上流のバルブ６ｏが開いており、このタンクからの回転出口部材７ｏか回転せず 、がフ下流の分離バルブ７２が閉じられていると仮定する。気体生成物からサイ クロン２８内に分離された固体粒子が集められ、最大の大きさの粒子を除くスク リーン６６で濾過した後に貯蔵される。ダクト１゜Ｏによりて送られたせきどめ ガスは、いがなる重芳香族化合物もタンク６４に入るのを防止し、一方粒子がダ クト３２に重力で落下するのを妨害しない。

この段階において、上部タンク６４からの固体粒子で予め満たされた下部タンク ７４は、これらの固体粒子がダクト８ｏに再注入されて、次第に空になる。これ を行うために、このタンクの下流の分離バルブ７８が開かれ、回転部材７６が回 転し。

タンク７４の内容積部がバルブ８４によって、加圧気体源８２に接続される。一 方下部の止め弁８６が開いている、気体源８２が送る気体は、圧力が、固体粒子 が装置に注入される点の圧力（この圧力はサイクロン２８からの出口ダクト３ｏ の圧力より大きい）以上の圧力であり、この点の圧力よりわずかに大きくてもよ い。したがってタンク７４内の圧力は、上部タンク６４内の圧力より大であり、 再循環ダクト８ｏの圧力と平衡している。ガス源８２は、気体流を、このダクト に比較的低速度の５１１／ｓ〜２５１１／ｓで、例えば１０ｍｂ　〜２０ｍ７ｇ の範囲の速度で流れる過熱水蒸気を送り、その結果、固体粒子を含有する希釈気 体懸濁物を、装置の注入点の少なくとも１つに運ぶ。タンク７４が空になるかも しくはほとんど空になったときには、回転部材７６のスイッチを切り、バルブ７ ８が閉じられ、次にタンク７４が三方バルブ８４を介してサイクロンの出口ダク ト３ｏに接続されている。そのときタンク７４は、上部タンク６４と同じ圧力で あり、タンク６４に入っている固体粒子をタンク７４に移動させるには、分離バ ルブ７２を開いて回転部材７ｏのスイッチを入れればよい。

その後、回転部材７０のスイッチを切り、バルブ７２を再び閉じて、タンク７４ を加圧気体源８２に接続し、そのバルブを再開閉き次いで回転部材７θのスイッ チを再度入れて、固体粒子をダクト８０に注入する。

必要なときはいつでも、パージダクト９８は固体粒子の流れをタンク６４から除 く働きをするが、この流れは、充填タンクからの研磨粒子の混合物で構成されて いるが、この粒子は装置の内壁からはずれたコークスの粒子とともに装置を通過 して流れることによって、ある程度摩耗される、第５図に示す他の態様において は、２つのタンク６４と７４が、サイクロン２８の出口と再循環ダクト８ｏとの 間に並列に接続され、これらのタンクは交互に使用され、一方がサイクロンから の固体粒子を貯蔵しているときには他方がダクト８ｏに固体粒子を注入している 。サイクロン２８の出口に設けられたちょう形バルブ１０１は両タンクの一方も しくは他方に粒子を供給する働きをする。

その他の作動は第４図に示す再循環手段の作動と類似している。固体粒子は、ダ クト２６への入口と、間接冷却ボイラーＩ６への入口と、炉の２２の部分に備え られた供給原料気化ダクトを洗浄するためのダクト２４とで装置に再循環するこ とができる（例えば、供給原料が、水蒸気と混合される前に充分気化されるとき である）。

また第５図に示す装置は、炉内の各配管Ｉ２の内壁に形成されているコークス層 のために配管内の圧力降下が増大しているのを発見するために、その実際の圧力 降下を測定する手段１４２が設けられている。炉の配管中の損失水頭を測定する 手段１４２は、炭化水素供給原料の流量を測定する手段１４６に接続されている 補正回路１４４によって、論理制御回路１４８に接続されている。そしてこの制 御回路１４８は、炉の配管内の実際の圧力降下を、炉の同じ運転条件下（同じ炭 化水素供給原料と同じ水蒸気流量）での清浄な配管内の前記圧力降下の値の約１ １０％〜約３００％の範囲の値に調節する働きをする。炉内配管中の実際の圧力 降下（流量の関数として補正される）は、清浄な配管内の圧力降下の約１２０％ 〜約２００％、例えば１３０％〜１８０％の範囲の値に保持することが好ましい 。このことを実施するために、制御回路１４８は以下の手段に作用する。

タンク９０が送る充填固体粒子の量：ダクト９８によるタンク６４のパージング ：およびタンク６４と７４からの固体粒子が再循環される循環頻度と流量である 。

炉内配管中の実際の圧力降下を補正する上記の調節は、配管の内壁に保持されて いるコークス層の厚みを８０することに相当し、その厚みは例えば０．３■〜６ ｍｍの範囲にあり、０．５ｍｍ〜４ｓｕｎの範囲が好ましく、１ｍｍ〜３ｍ＋＋ ＋の範囲がより好ましく、このようにして、配管が固体粒子によって侵食される 危険から保護する。

第４図と５図を参照して記載されているこの発明の種々の手段は、炉内に使用さ れている配管の種類と、固体粒子が分離され再循環される方法とにかかわらず、 一般に炭化水素の水蒸気分解装置に適用できる。

第６図は再循環手段の他の変形例を示す。

この変形例では、サイクロン２８の底部出口３２が、エゼクタ−コンプレッサ１ ０４の軸方向人口１０２に接続され、このエゼクタ−コンプレッサ１０４は高圧 の駆動ガス流が供給される外周入口１０Ｂを備えている。軸方向入口１０２とエ ゼクタ−コンプレッサの外壁との間の環状スペースは外周入口１０６を介して供 給される高圧駆動ガスの加速ノズルを構成している。

エゼクタ−コンプレッサからの出口は、気体と固体の懸濁物を装置に注入するダ クトに接続されている。

またダクト１０８は、サイクロン２８からの出口に気体一固体の懸濁物を作るた めに、サイクロン２８の底部に補助ガス流ｑ　＋　ｑ　’を注入する働きをする 。

これらの条件下で、エゼクタ−コンプレッサ１０４は、気体一固体懸濁物を作製 するのに必要な場合に、サイクロン２８から補助気体の流量ｑを除く。サイクロ ンに注入される補助ガスのａ　剰Ａ量ｑ′は、サイクロンへの入口ガス流Ｑとと もに、サイクロンの上部から放出される。したがってサイクロンで回収された粒 子は、分解された気体とは性質が異なる補助ガスの流量ｑによって集められ、懸 濁物はエゼクターフンブレッサ内で再圧縮され、再圧縮された懸濁物は装置に再 循環される。

エゼクタ−コンプレッサ１０４によって行われる気体一固体懸濁物の再圧縮によ って、装置への注入点と、エゼクタ−コンプレッサ１０４の入口点との間の損失 水頭が充分に補償される。

エゼクタ−コンプレッサに供給される補助ガスは、水蒸気でもよく、またはその 外に、このガス中の音の速度が水蒸気中の音の速度よりかなり低いような化学組 成を有する買気体でもよい。このガスは、エゼクタ−コンプレッサを通過する流 速を制限するのに利用されるが、この流速は音速に関連しているのでエゼクタ− コンプレッサ内の侵食を抑制する。それにもかかわらず、このガスとしては重芳 香族化合物を含まないものが選択されるが、その理由はこの化合物は再循環され ると炉のコークス生成が増大するからである。

補助ガスの大部分は、例えば水素処理を行った後再循環される熱分解生成物の画 分、例えばＣ４のレンジで沸騰する画分と熱分解ガソリンによって構成されてい る。

１つの変形において、エゼクタ−コンプレッサは、代わりに通常の形式（中心軸 駆動ガス供給）で、摩耗に耐える物質（セラミックもしくはカーバイドの内部ラ イニング）で作製されていてもよい０重粒子は、エゼクタ−コンプレッサへの入 口で濾遇するのが有利である。

第７図は、水蒸気分解炉の配管１２の間に固体粒子を分布もしくは分配する手段 の線図である。これらの配管１２は小直径の平行な直進する配管であり、その末 端は供給マニホルド１４と、主冷却熱交換器の上方に設置してもよい出口マニホ ルド（図示せず）とに接続される。

マニホルド１４には、気化させた炭化水素の供給原料と、例えば約５５０℃の温 度である水蒸気が供給され、次に小直径にした固体粒子の少量を中に注入し、そ の粒子は水もしくは軽炭化水素〜中成化水素のような液体による＠濁液の形態で タンク１１０に貯蔵される。ポンプ１１２が、タンク＋１０から液体と固体粒子 の混合物を取出して、これを、マニホルド１４の上流のダクト１１４中の水蒸気 と気化されｆ二炭化水素共給原料の流れに注入する。

炉配管１２は、１つ以上の平行ζ列を形成し、一定の間隔をおいてマニホルド１ ４に開口しているが、マニホルドの断面は、供給原料の流動方向に対して上流端 から下流端へと漸次テーパーが付けられ、マニホルド内の混合物に対して最小の 流速を維持し、その結果粒子の堆積が回避される。

マニホルド１４に開口している各配管１２の末端は、マニホルドに延出する供給 末端部１１６を備え、この末端部は、マニホルドの上流端に向いた入口部もしく はオリフィス１１８と、マニホルド内の供給原料の流れの平均の方向に対して直 角な面で延びる重要な部品とを備えている。この供給末端部１１６のすぐ下流に 、各配管１２は、ガス流を配管１２にそって、均一にかつほぼ一定にするために 、スロート形もしくはベンチュリ形のくびれ部１２０を備えている。音波ベンチ ュリを使うのが有利である。

最後の配管１２のすぐ上流でマニホルド１４の底部に、マニホルド１４の底部の 母線に沿って走行する重粒子を集める沈降チャンバー１３７がある。

マニホルド１４の下流末端１２２は、適切な寸法のダクト１２４によって、水蒸 気のような駆動ガスの流れを供給される軸方向ダクト１２８を備えるエゼクタ− コンプレッサに接続されている。弁１３０は、駆動ガスの流量を制御する働きを する。

エゼクタ−コンプレッサ１２６．の出口は、ダクト１３２によって、マニホルド １４の上流端、または炭化水素供給原料を運ぶダクト１１４に接続されている。

駆動ガスの流量を制御する弁１３０はそれ自体システムＩ３４によって有利に制 御されるが、このシステムは、炉の第１と最後の配管１２の表面温度を検出する 手段を備え、駆動ガスの流量を上記の温度の差に対してサーボ制御する。その装 置は次のように作動する。

小さな固体粒子を運ぶ水蒸気と気化炭化水素の流れの供給は、マニホルド１４に そって著しい乱流で流れる。マニホルド内の平均流速は２０ｔｍ／ｓ　〜１２０ ｍ／ｓの範囲にあり例えば３０１Ｉｌ／ｓ〜８０＋ｅ／ｓの範囲であり、これは 約１３０調７ｇ〜３００の／Ｓの範囲にあり、特に１６ｈ＋／ｓ〜２７０ｓ／ｓ の範囲にある配管１２中の流速より著しく低速である。

マニホルド１４内のこの流速は、底部の母線にそつで走行するいくらかの重粒子 を除いて、ガスからマニホルド内に固体が分離するのを防止し、したがって固体 粒子の堆積がマニホルド内に蓄積するのを防止するのに充分なものである。

マニホルドの下流末端１２２からの固体粒子と気体の流れのかなりな部分を除く ことによって、マニホルドは、いわば無限の長さのマニホルドに変換され、その 結果マニホルドの下流端は、各配管Ｉ２がマニホルドの下流端に対していかに接 近しているかもしくは離れているかにがかわらず、これらの配管の間の気体と粒 子の流れの分布に明確な影響は全く与えない。

駆動ガス（例えば水蒸気）の流れをエゼクタ１２６に供給することによって、マ ニホルド内の気体と固体の流れの所望の部分を取出し５．この部分を再圧縮して 、ダクト１目に注入するかまたはマニホルドの上流端に注入することに上っで再 循環することができる。システム１３４は弁１３０に作用し、最後の配管に対１ ．て最初の配管への固体粒子の供給に作用し、これらの配管の表面温度の差に上 って検出される分布の異常を補正する働きをすることによって駆動ガスの流速を 制御する働きがある。

配管１２にそって流れる固体粒子はこれらの配管の内壁に形成されるコークス層 を侵食する。配管の表面温度の変動は、配管内に蓄積されるコークスにょるっま りの程度と、固体粒子によるコークス層の侵食の有効性とを評価するのに役立つ 。取出される流量が増大するとマニホルド内の平均流量が増大し、この増大はマ ニホルドの下流端の方が上流端より大きい。マニホルドの末端で取出される流量 は、各配管の相対的なっまりの情報の関数として調節することができる。このａ 、量は一層簡単に適切な値に調節できる。

配管１２の上流端に形成されるくびれ部１２０は配管内の気体の流量全均一にほ ぼ一定にする効果がある。このくびれ部によって、固体粒子によるこれら配管の 清浄化を自動的に制御することができる。コークスが配管内に異常に堆積して部 分的に配管をふさぐ場合、供給ガスの流量はくびれ部ｉ２０で保持されるので、 コ・−クスの堆積を通過する流量が増大し、侵食効力を改善する。

ガスと粒子の流れを各配管間に適正に調節分布させるために、ダミーＰＫ給末端 部１３６が最初の配管１２の上流に配置されているが、前記ダミー末端部は配管 の供給末端部１１６と同じである。これは最初の配管１２が、これに続く配管と 同じ空気力学的状態にあることを意味する。

第８図、９図および１０図は、配ｗ１２の末端とその供給末端部の各種のｌｓ様 を示す。

第８図では、末端部１１６は第７図に示す末＃ｉ部と同じであるが、くびれ部１ ２０は、好ましくは音波を発生するのど部を有するベンチュリ管で構成されてい る。このベンチュリ管は侵食に耐えるよう特に硬質の材料、例えば炭化タングス テンもしくは炭化ケイ素で製造されている。

第９図では、各配管１２は面取りカット末端部１３８で終っているが、この末端 部は面取りカットがなされ、配管内へのガスと固体粒子の流れの入口端を形成し ている。

第１Ｏ図では、各供給末端部は９０°のベンド部１４０で構成され、このベンド 部は、マニホルド１４の内壁に取付けられ、その中に対応する配管１２の末端が 開口し、この末端がくびれ部１２０を備えている。

配管１２は、炉の配管でもよいが、あるいは炉の配管に供給する可撓性のダクト ［ピッグティル（ｑｕｅｕｅｓ　ｄｅ　ｃｏｃｈｏｎ）　］でもよい。

第１１図は、この発明の水蒸気分解装置の他の態様を示す。

第１１図において、水蒸気分解炉１０は、一連の小直径の直線状配管１２で構成 されているが、この配管は、上流末端で炉の外部に設けられたマニホルド１４か ら供給され、下流末端が炉１０の内部に設けられたマニホルド１５８（任意に断 熱されている）に接続されている。マニホルド＋５８は、大直径の直線状配管１ ６０に供給し、配管１６０の出口末端は、炉の外側に位置し、水蒸気分解の生成 ガスを用いる間接冷却ボイラー１６２に接続されている。このボイラー１６２の 出口は生成物ガスの直接冷却手段１６４に接続されている。

注入された粒子は、ボイラー１６２と冷却手段１６４との間で図示されていない 手段によって回収される。

この装置において、炭化水素と水蒸気の混合物で構成されている水蒸気分解供給 原料はマニホルド１４に送られ、小配管１２を流れ、次に大直径配管１６０にそ って反対方向に流れ、炉から出て間接冷却熱交換４１６２を通過し、粒子が回収 された後に直接冷却手段１６４に到達する。この装置は二路式“スプリットコイ ル゛形装置として知られている。

運転しながら装置の脱コークスを行うため、水蒸気、または水蒸気と水素の混合 物を注入するための水蒸気注入ダクト１６６が、炉１０の外側にある小直径配管 １２の上流端に接続される。

各ダクト１６６は、１つの弁らしくは他の類似の開閉手段１６８を備え、このダ クトに水蒸気または水蒸気と水素の混合物を供給する手段１７０に接続されてい る。各ダクト１６６の弁１６Ｂは、１つの弁１６６だけまたはごく少数の弁を同 時に開き、残りの弁を閉鎮する逐次開閉制御手段＋７２に接続されている。小配 管１２の１つに注入される水蒸気、または水蒸気と水素の混合物の流量は、水蒸 気分解供給原料がその配管に入るのを防止するように調節される。

またこの装置は、大配管１６０の上流端、好ましくはこの大配管に供給するマニ ホルド１５Ｂの上流端に、侵食固体粒子を注入する手段を備えている。これらの 手段は図面に番号１７４にて線図で示しである。

図の右側に示すように、小直径の配管１２の上流端にごく少量の固体粒子を注入 する手段１７５を設けることもできる。その外、入口マニホルド１４またはこの マニホルドの上流に粒子を注入することも同様にありうる。この場合、最初、固 体粒子によって配管１２の部分的な脱コークスを行い、次に、水蒸気を注入する ことによって脱コークスを終ることができる。間接冷却ボイラー１６２の脱コー クスを改善するために、間接冷却ボイラー１６２の入口に直接、追加の固体粒子 を注入する手段１７６を設けるのが有利である。

上記の位置、すなわちボイラー１６２の入口にガスを注入する装置１７８が設け られ、このガスは、水蒸気分解のガス生成物より温度が低いので、ガス生成物を 予備冷却するが、その予備冷却は約１５０℃までに制限され、例えば５０℃〜１ ３０℃の範囲にある。

予備冷却するガスは、冷却された分解エタン、あるいは再循環熱分解ガソリン、 すなわち好ましくは水素処理された例えばベンゼン抽出後の低オクタン価の０５ もしくはＣ６のフラクシゴンが好ましい。

予備冷却は、炉１０の出口で生成物が後分解するのを回避もしくは抑制するのに 役立つ。

水蒸気を炉配管１２に注入することは、ガスと水の反応によってこれらの配管の 脱コークスを行うのに役立つ。配管１２の下流端からでる水蒸気は、マニホルド １５８内で水蒸気分解供給原料と混合する。それ故に、炉の第１流動配管１２の 逐次脱コークスは特別の水蒸気の消責なしで行われる。というのは、問題の蒸気 は回収され、炉の第２流路１６０内の希釈水蒸気として使用されるからである。

弁１６８は逐次開放され、各々所定の時間開放される。侵食固体粒子は、同時に もしくは外のしかたで、マニホルド１５８と、ボイラー１６２の入口に注入され る。

冷却ボイラー１６２と直接冷却手１９１６４との間に設けられたサイクロンは、 侵食固体粒子を、ガス生成物の流れから分離する働きをする。

一般にこの発明の方法は、第２図と１０図に示すように、ベンド部なしの直線状 小直径配管を用いる単流分解装置に好適である。

第１１図の装置は、この発明が、流れの方向を変えた点で侵食の危険がなく、２ 以上の流路を有する装置に適していることを示している（これらの流れの方向が 変る点では、少量の粒子が存在するかまたは存在しない）、。

結局、この発明は特に硬化したコークスの予備層を用い、粒子の注入を注意深く 制御して、曲がりくねった流路もしくは“コイル”を有する装置に使用すること ができる。

したがって、この発明の装置は、水蒸気分解工業に著しい改善をもたらすもので ある。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．炭化水素の水蒸気分解装置の内壁、特に水蒸気分解炉（１０）の内側と間接 冷却ボイラー（１６，５８）の内側に析出するコークスの少なくとも一部を侵食 によって除去することからなり、侵食がベクターガスの高速流で運ばれる固体粒 子によって行われる炭化水素の水蒸気分解装置の脱コークス方法であって、 脱コークスが装置を運転しながら行われ、ベクターガスが少なくとも一部分が水 蒸気を混合した炭化水素供給原料で構成され、該ベクターガスが、平均直径が約 １５０μｍより小さい固体粒子を、非常に低い比率の固体対ガスの比率で含有し 、ベクターガスと固体粒子の混合物が、軽い侵食を行う性能を有するガスとして 挙動することを特徴とする方法。 ２．ベクターガスと固体粒子の混合物が、水蒸気分解炉（１０）の出口で、約６ ００℃未満の中間温度に冷却され、前記温度がどんな液体が凝縮することも防止 するように選択され、固体粒子の少なくとも主な部分が少なくとも１つのサイク ロン（２８）内でベクターガスから分離され、サイクロン（２８）内でガスから 分離された固体粒子の少なくとも一部の圧力が上昇され、その粒子が水蒸気分解 装置を通じて再循環されたことを特徴とする請求項１記載の方法。 ３．固体粒子の平均直径が約５μｍ〜約１００μｍの範囲にあり、粒子対ガスの 比率が約０．０１〜約１０重量％の範囲にあり、炉を通じての粒子の速度が７０ ｍ／ｓ〜４８０ｍ／ｓの範囲にあることを特徴とする請求項１または２に記載の 方法。 ４．固体粒子の平均直径が約５μｍ〜約８５μｍの範囲内にあり固体対ガスの比 率が０．１〜８重量％であり、炉内での粒子の速度が１３０ｍ／ｓ〜３００ｍ／ ｓの範囲にあることを特徴とする請求項３記載の方法。 ５．装置に供給される固体粒子を、装置の複数の点、特に水蒸気分解炉（１０） の１つ以上の領域、または間接冷却ボイラー（１６，５８）の入口、または対流 領域で脱コークスを行うために逐次希釈水蒸気に注入することを特徴とする請求 項１〜４のいずれか１つに記載の方法。 ６．サイクロン（２８）内でベクターガスから分離される固体粒子を、熱分解重 芳香族化合物を実質的に含有していない水もしくは炭化水素の液体（３６）と混 合し、前記液体が任意に、水蒸気分解すべき炭化水素供給原料の一部分であり、 また固体粒子と液体の混合物がポンプ作動によって装置に再循環されることを特 徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載の方法。 ７．液体を、サイクロン（２８）からでる固体粒子と接触させるために、液体を 、粒子到着領域のまわりと下に設けられた壁の上に起源ラインから連続的に流動 させることを特徴とする請求項６記載の方法。 ８．固体粒子が、ガス噴霧法で形成される金属もしくは無機の粒子のようなほぼ 球形の粒子であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の方法。 ９．粒子が、シリカもしくはアルミナに基づいた多孔性の無機粒子であることを 特徴とする請求項８記載の方法。 １０．固体粒子が２種の粒子を含有する混合物であって、一方の粒子がコークス を触媒する金属粒子であり、水蒸気分解条件下で比較的柔らかであり、他方の粒 子がより硬質でかつより侵食性であることを特徴とする請求項１〜９項のいずれ か１つに記載の方法。 １１．装置の内壁にコークスの層を形成させ、次いで前記固体粒子を用いて侵食 させることにより、例えば清浄な配管の圧力降下よりもかなり高い一定レベルに 配管内の圧力降下を維持することにより、上記コークス層の平均の厚みを所定の 値の近傍に維持することからなることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１ つに記載の方法。 １２．炭化水素供給原料の流れを運ぶ配管（１２）を備えた水蒸気分解炉（１０ ）、この炉からでるガス生成物を冷却する間接冷却手段（１６，５８）およびこ の間接冷却手段の出口に接続された液体住人直接冷却手段とからなる、炭化水素 の水蒸気分解装置であって， 装置を運転しながら、装置を通じて流動する気化された炭化水素供給原料に固体 粒子を注入する手段を備え、前記固体粒子が、約１５０μｍより小さい平均直径 を有し、装置中の固体対気体の比率が非常に低く、ガスと粒子の混合物が軽い侵 食を行う性能を有するガスの上うに挙動し、さらにサイクロン（２８）のような 、固体粒子をガスから分離する分離手段を備え、この手段が間接冷却手段（１６ ，５８）の出口と、直接冷却手段の上流に設けられていることを特徴とする装置 。 １３．ガスから分離された固体粒子を装置を通じて再循環する手段と、固体粒子 を補充する手段とを備えていることを特徴とする請求項１２記載の装置。 １４．上記分離手段（２８）からの固体の出口（３２）に接続された入口と、装 置に粒子を注入するためのダクト（８０）に接続された出口とを備えた、固体粒 子を貯蔵するタンク（７４）と；弁のごとき前記タンク（７４）の分離手段（７ ２，７８）と；タンク（７４）の内圧を、粒子が装置に注入される点における圧 力値以上に上昇させることができる圧力下でガスの起源（８２）に前記タンクを 接続する手段（８４）とを備えていることを特徴とする請求項１３記載の装置。 １５．第１に述べたタンク（７４）と平行にまたは分離手段（２８）の出口と第 １タンク（７４）の入口との間に設けられた第２タンク（６４）と、弁のごとき 第２タンクの分離手段（６０，７２）とを備え、大粒子を保持する手段（６６） が第２タンク（６４）内に設けられ、加圧ガス起源（８２）が粒子を装置に注入 するダクト（８０）に接続されてなることを特徴とする請求項１４に記載の装置 。 １６．固体粒子を再循環する手段が、重芳香族化合物を含有しないガス流を分離 手段（２８）の底部に注入して前記分離手段の出口にガスー固体懸濁物を形成さ せる手段（１０８）と、前記分離手段（２８）の出口に接続され、装置に再注入 するためにガスー固体懸濁物を再圧縮するために高圧の補助ガス流が供給される エゼクターコンプレツサ（１０４）とからなることを特徴とする請求項１３に記 載の装置。 １７．水蒸気分解炉（１０）の配管（１２）の供給マニホルド（１４）を備え， 固体粒子を、気化炭化水素供給原料に、マニホルド（１４）の上流もしくは入口 で注入する手段と、充分な高速でマニホルド（１４）内に乱流を起こさせて、マ ニホルド内にどんな固体粒子も析出しないようにする手段と、配管（１２）の末 端に取付けられてマニホルド（１４）内へ延出する供給末端部（１１６）とから なり、各供給末端部がマニホルドの上流末端に対して向けられた入口部（１１８ ）とマニホルド内の平均の流れ方向に直角の面上に要素を備えていることを特徴 とする請求項１２〜１６のいずれか１つに記載の装置。 １８．マニホルドの下流末端に、固体粒子を集める手段（１２４，１２６，１３ ７）を備えていることを特徴とする請求項１７記載の装置。 １９．マニホルド内のガスと固体粒子の流れの一部を、マニホルドの下流末端か ら取出す手段（１２４，１２６）と、ガスと固体粒子の流れの取出した部分を、 マニホルドの上流もしくは入口に再循環させる再循環手段とを備えていることを 特徴とする請求項１８記載の装置。 ２０．水蒸気分解炉の配管内の圧力降下を測定する手段（１４２）と、分解させ る供給原料の流量を測定する手段（１４６）と、測定された流量の関数として圧 力降下を補正する手段（１４４）と、装置に再循環された固体粒子の流量を制御 することによって、前記の補正された圧力降下を調節する手段（１４８）とから なることを特徴とする請求項１１〜１９のいずれか１つに記載の装置。 ２１．水蒸気分解炉（１０）を通じて炭化水素と水蒸気の供給原料を運ぶ複数の 流路を備え、その流路の少なくとも１つが、最後の流路を構成する大直径の配管 （１６０）にマニホルド（１５８）によって接続された一連の小直径の配管（１ ２）で構成されている装置であって、 小直径配管（１２）の上流端に接続され、かつ開閉弁のような部材（１６８）を 備えた水蒸気注入ダクト（１６６）と、これらの部材を制御し、小直径配管（１ ２）に水蒸気を注入することによってこれらの配管の脱コークスを行えるように する手段（１７２）と、侵食固体粒子を、大直径配管（１６０）に小直径配管を 接続するマニホルド（１５８）に注入する手段（１７４）とを備えていることを 特徴とする請求項１２〜２０のいずれか１つに記載の装置。