エチレン分解炉は、主に石油化学工業の主要原料であるエチレンを生産するために、炭化水素を熱化学的に処理するように設計された特殊な工業設備である。これらの炉は、高温・高圧で炭化水素を熱分解する熱分解と呼ばれるプロセスで稼働する。
プロセスの概要
エチレン分解プロセスは、エタン、メタン、石油ナフサ、軽質ガス、燃料油などの原料を炉に導入することから始まる。これらの原料は、通常700～1200℃の超高温、1～30バールの圧力下で加熱される。加熱は、過酷な条件に耐える耐火性合金でできた細長い反応管内で行われる。反応メカニズム
炉の中で炭化水素分子は共有結合の切断を受け、その過程で反応性の高いフリーラジカルを放出する。これらのラジカルは複雑な反応スキームに関与し、軽いガスから重いタールやコークスまで、さまざまな生成物を生み出す。このプロセスの主な目標は、エチレンの生産量を最大化することであり、そのためには、加熱ゾーンでの滞留時間や、生成物の分布を操作するための蒸気や窒素などの希釈剤の導入など、反応条件を注意深く制御する必要がある。
制御と最適化
工業的な操作では、いくつかの変数を調整することによって、エチレンの収率を最適化することを目指している。これには原料の種類と組成、温度と圧力の条件、炉内での反応物の滞留時間などが含まれる。さらに、反応生成物を急速に冷却する急速冷却装置が採用され、エチレンを安定化させ、それを劣化させる可能性のあるさらなる反応を防止するのに役立っている。用途と重要性
