エチレン製造用ガスケット

リストを保存して読む 発行者: Callum O'Reilly、炭化水素工学上級編集者、2020 年 4 月 6 日月曜日 09:05

10 年間にわたる不確実性を経て、エチレン産業は大幅な成長を遂げています。

プラスチックに対する消費者の旺盛な需要と原油価格の低下（これはひいては原料の安さを意味する）によって、世界的なコンサルティング会社ウッド・マッケンジーは成長率が年間3.4％になると予測している。 IHS Markitによるさらなる調査によると、エチレン需要は2018年から2022年の間に6,000万トンを超える見込みです。

現在、新しいエチレンプラントの第一次「建設波」の成功に続き、第二波の計画が世界的に最終決定されつつある。 エチレン製造の過酷な運転条件はプラント設備、特にシールの劣化を引き起こし、漏れや火災、費用のかかるダウンタイムのリスクにつながる可能性があるため、新しい設備を最大限の安全性と効率性を確保するために最適化するには、適切なシールソリューションを選択することが不可欠です。 。

最高レベルの安全性と効率的な操業を確保するには、最も適切で効果的なシーリング ソリューションの仕様を支援するために考慮すべきエチレン製造の典型的な課題がいくつかあります。

エチレンの製造には、非常に高温での炭化水素原料の水蒸気分解が含まれます。 炉の主要コンポーネントである輻射セクション、クロスオーバー配管、トランスファー ライン交換器 (TLE)、および急冷冷却器の温度範囲は約 650°C ～ 1000°C (1200°F ～ 1830°F) であり、自動温度をはるかに上回っています。 -媒体の発火温度。

したがって、これらの領域で不適切なガスケットを使用することによって漏れが発生すると、大気に触れると自然発火が発生する可能性があります。

高温に加えて、エチレン製造の酸化環境はシーリング材料にとって大きな課題となっています。 分解反応により副生成物として水素が生成されるにもかかわらず、炉の輻射セクション内の状態とガスケット接合部の周囲の外部環境の両方の状態は、本質的には還元ではなく酸化となっています。

過熱蒸気と外部空気が高温と組み合わされると、酸化が抑制された高仕様のグレードのグラファイトであっても酸化条件が生じます。

従来のシーリング材はこのような条件下では機能しなくなり、重大な安全上のリスクが生じることがわかっています。 一般的に使用されるガスケット材料であるグラファイトは劣化しやすいため、耐酸化性と寿命期間中気密性を維持できるシール材料を使用することが最も重要です。 炭素の一種であるグラファイトは、外部大気または内部プロセス媒体に存在する酸素と反応して二酸化炭素を形成し、その結果ガスケットの質量損失が発生し、漏れが発生します。

さらに、TLE は高い動作温度と頻繁な熱サイクルにさらされるため、シールが非常に困難な用途となる可能性があります。 古い設計では、耐火物ライニングがないため、信頼性の問題が特に発生しやすい可能性があります。

原料に関係なく、コークスの生成は水蒸気分解の望ましくない副反応ですが、避けられません。 効果的なプロセス制御と原料の選択によりコークスの蓄積を減らす (そしてオレフィンの収率を高める) ことができますが、炉コイルや TLE の内壁にこれらの硬質炭素の堆積物が蓄積することは避けられません。

「デコーキング」として知られるコークス堆積物の定期的な除去は、許容可能な熱伝達を維持し、ホットスポットを削減し、圧力降下を制御して、プラント効率と機器の寿命を最大化するために不可欠です。