CN104769078B - 在可伸缩注射喷嘴中采用可移除插入件的中心进料系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及中心进料系统，允许残留副产品被从容器的中心内注射到容器中。中心进料系统可以包括：入口套管，该入口套管被附接到容器；和可伸缩注射喷嘴，该可伸缩注射喷嘴延伸进入到容器中以将残留副产品注射到容器中，并且该可伸缩注射喷嘴在注射残留副产品后缩回到入口套管中。根据该发明的一个或更多个实施例的可伸缩注射喷嘴可包括一个或更多个开口，该一个或更多个开口每个均包括可以从开口移除的插入件。插入件因此可以被更换以定制喷嘴的功能或当插入件已经磨损时更换它们。

Description

在可伸缩注射喷嘴中采用可移除插入件的中心进料系统

在烃加工工业中，很多精炼厂从在精炼作业完成之后残留的重质残油中回收有价值的产品。这种回收过程称为延迟焦化。延迟焦化产生有价值的蒸馏物，在大容器或焦炭鼓中留下焦炭作为副产品。延迟焦化过程涉及将残留副产品流从进料源引导通过入口到称为焦炭鼓的容器中。

在延迟焦化工业中的总趋势是朝向提高的安全性、耐久性、高效和可靠性。期望利用分配系统，该分配系统允许对进入到储存容器中的残留副产品、蒸汽和骤冷流体的分配、散布和流动模式进行控制。同样，需要改进包括残留副产品的材料和流体被注射到大型焦炭鼓中的方式。

图1示出一种类型的分配系统。图1示出被附接或联接到容器2的分配系统的剖视透视图，容器2显示为焦炭鼓。容器2包括圆柱形的侧壁支撑本体4和下凸缘5。下凸缘5进一步包括多个螺栓孔7，所述多个螺栓孔7用于在其中接纳螺栓以将容器2牢固地联接到另一匹配的凸缘构件，诸如去头阀或中间筒组件。

被联接到容器2的是入口6，该入口6显示为圆柱形管道的形式，该圆柱形管道具有凸缘段和开口8，以允许入口6与容器2的内部流体连接。当进料管线被附接到入口6时，进料管线中的残留副产品可被接收通过入口6中的开口8并被输送到容器2中。入口6对副产品是如何被进给到容器2中的不提供任何程度的控制。作为结果，在容器2内可能存在大量的不均匀热分布、热变化和不均匀的流动沟道效应，对此入口6不提供任何能力进行控制。

图2示出了另一类型的分配系统。具体地，图2示出被附接或联接到容器2的分配系统的透视图，容器2显示为焦炭鼓。容器2包括圆柱形的侧壁支撑本体4和下凸缘5。下凸缘5进一步利用多个螺栓孔7，所述多个螺栓孔7用于在接纳高强度螺栓以将容器2牢固地联接到另一匹配的凸缘构件9，诸如去头阀或中间筒组件。被联接到容器2的是显示为入口进料器1的第一副产品分配器和显示为入口进料器3的第二副产品分配器，第一副产品分配器以及第二副产品分配器定位成彼此相对且彼此同轴。入口进料器1和3中的每个均起到在延迟焦化期间将副产品分配到容器2中的作用。

尽管附加另一分配器或入口进料器有助于减轻与当使用单个入口时残留副产品涌入到焦化容器中相关的问题中的一些，但是两个相对的入口进料器在这些问题上的补救效果或益处只是微小的。因为入口进料器1和3不能够以可控且可预测的方式分配副产品，所以在容器2内仍存在大量的不均匀热分布、热变化和不均匀的流动沟道效应。

不均匀热分布、热变化和不均匀的流动沟道效应是多种因素作用的结果。例如，进料管线内的压力和残留副产品的高温相组合在副产品进入入口时在进料管线内产生显著的力。可在压力下将残留副产品高速推进通过入口到容器内部中，从而撞击与入口的排出区域相对的容器的内侧。尽管容器可被预加热，例如加热到约450华氏度的温度，但是进入的副产品可能在显著较高的温度下，例如约900°F下被注射到焦炭鼓中。加热的残留副产品的高速流撞击侧壁支撑本体的内侧表面，该内侧表面垂直于或大致垂直于快速移动的加热的残留副产品流的方向。

尽管图1和图2中所示的系统的简化可能是期望的，但允许对进入到容器中的加热的残留副产品流进行附加控制的系统也可能是期望的。例如，加热、加压材料突然涌入到不动的容器中可能引起遍及容器2、侧壁支撑本体4、下凸缘5、将容器连接到其它部件的螺栓以及其它部件的剧烈热分布变化。

例如，加热的残留副产品可能被注射到容器2中并撞击相对的侧壁。受撞击的壁和周围区域立即开始变热。侧壁上的该撞击点是热中心，热量从该热中心开始分布到容器2的其它相邻区域。经过一段时间，残留材料在该撞击点处聚集并积聚在容器2内侧。发生这种情况时，残留副产品的连续涌入撞击冷却的新形成的焦炭而不是侧壁，从而改变热中心。当额外的残留副产品继续被注射到容器2中时，撞击点继续远离相对侧壁朝向入口6移动，且因此热中心也继续远离相对侧壁朝向入口6移动，致使不均匀的热分布或热变化。

作为残留副产品以上述方式涌入的结果，存在于容器2内的不均匀热分布或热变化导致在容器2内和其它连接的部件内的不均匀的应力分布。该不均匀的应力可能会导致容器和其它部件较快速地磨损。

此外，因为延迟焦化过程通常以交替的方式利用至少两个容器，所有该加热和冷却循环发生。在一个容器正在被填充时，另一个容器被清除材料并准备接受另一批副产品。在非运转周期期间，容器被清除其内容物时，它由水冷却并返回到平衡状态。将热残留副产品分配到容器2中并随后水力清理副产品的循环模式导致容器2内的热差异和应力。容器2的循环加载和卸载、或加应力和去应力被称为热循环。除了其它因素之外，热循环通常致使容器2及其部件的弱化或疲劳，这致使容器2的使用寿命缩短。

除了容器和注射系统内的热变化之外，出于许多其它原因，对加热的残留副产品进入到容器中的流动进行控制可能是期望的。又例如，焦炭床形态可能受到各种因素的影响，该各种因素包括流动沟道效应和骤冷特性。流动沟道效应是在残留副产品被注射到焦炭鼓底部中时发生的复杂过程。例如，当容器开始填充时，残留副产品的下压的重量可能开始影响残留副产品随着它从入口喷射而被注射到容器中的流动沟道模式。不同的流动沟道模式影响焦化过程。

流动沟道模式与焦化过程之间的关系是复杂的。例如，流动沟道效应不仅影响残留副产品到焦化容器中的引入，而且影响在后续过程中蒸汽的引入以及用于冷却焦炭床的骤冷流体的流动。均匀或不均匀的流动沟道效应可能导致不同的骤冷特性。

因此，产生特定流动沟道效应模式诸如不均匀流动沟道效应或均匀流动沟道效应的复杂过程可以对在填充焦炭鼓时焦炭鼓内的热变化具有伴随影响。此外，被注射到焦炭床中以裂解挥发性有机复合物的蒸汽的运动可能导致改变的骤冷特性，包括但不限于冷却焦炭床所需的水量以及骤冷循环期间骤冷流体流过焦炭床的路径。例如，不均匀的流动沟道效应可能致使不均匀的骤冷特性，这可能改变焦化容器中的热变化，显著地缩短焦化容器的寿命。

又例如，不均匀的沟道效应可能导致如下的骤冷特性，即剧烈地冷却焦炭鼓和焦炭床的部分，同时留下在从焦炭鼓被切割之前未被充分冷却的焦炭床区域。当切割工具下降通过焦炭床且遇到焦炭床被加热区域时，可能发生热气体、液体和微粒物质的爆炸。这些爆炸会是危险的。

简要总结

本发明提供中心进料系统，允许残留副产品被从容器的中心内注入到容器中。中心进料系统可以包括：入口套管，该入口套管被附接到容器；和可伸缩注射喷嘴，该可伸缩注射喷嘴延伸进入到容器中以将残留副产品注射到容器中，并且该可伸缩注射喷嘴在注射残留副产品后缩回到入口套管中。

根据本发明的一个或更多个实施例的可伸缩注射喷嘴可包括一个或更多个开口，该一个或更多个开口每个均包括可以从开口移除的插入件。插入件因此可以被更换以定制喷嘴的功能或当他们已经被磨损时更换插入件。

在一些实施例中，插入件可以制有螺纹以允许插入件被拧入到开口中。此外，在一些实施例中，插入件能够被用螺栓固定到可伸缩注射喷嘴以将插入件保持在开口内。

根据一些实施例，可伸缩注射喷嘴可包括一个或更多个沟槽，该一个或更多个沟槽沿着可伸缩注射喷嘴的外表面纵长延伸。该一个或更多个沟槽提供通道，通过该通道入口套管的内部能被加压。

根据一些实施例，所述入口套管可包括刮具，该刮具位于紧靠可伸缩注射喷嘴的外表面，使得，当可伸缩注射喷嘴缩回到入口套管中的时候，已在外表面上积聚的任何残留副产品被从外表面刮除。在一些实施例中，刮具可包括围绕整个可伸缩注射喷嘴延伸的环。

在一些实施例中，可伸缩注射喷嘴可被构造成最小化入口套管和附近的结构之间所需的空间量。在这种情况下，可伸缩注射喷嘴可被构造为伸缩式喷嘴。此外，可伸缩注射喷嘴可以被构造有螺纹，当喷嘴在容器内时，该螺纹允许该喷嘴被插入到入口套管中或从入口套管移除。

本概述被提供以用简化形式介绍在下面的详细描述中进一步描述的概念的选择。本概述并不旨在确定所要求权利的主题的关键特征或必要特征。

该发明的附加特征和优点将在下面的描述中被阐述，并且部分从描述中将是显而易见的，或者可以通过本发明的实践而得知。该发明的特征和优点通过在所附的权利要求中特别指出的器械和组合可以被实现并获得。本发明的这些和其它特征从下面的描述和所附的权利要求中将变得更彻底明显，或可以通过下文中阐述的本发明的实践而得知。

附图的简要说明

为了描述可以获得该发明的上述和其它优点和特征的方式，上面简述的本发明的更具体的描述将通过参照示于附图中的具体的实施例被提供。理解的是，这些附图仅描绘了该发明的典型实施例，并不因此被认为是对其范围的限制，该发明将通过使用附图以附加特征和细节来描述并解释，其中：

图1示出采用单个入口的现有技术的分配系统；

图2示出采用多个入口的另一现有技术的分配系统；

图3示出根据一些实施例的处于打开或伸展位置的中心进料系统的剖视图，该中心进料系统联接到筒，该筒附接在延迟焦化系统中的焦炭鼓与去头阀之间；

图4示出处于缩回位置的图3的中心进料系统的剖视图；

图5示出根据本发明的一个实施例的可伸缩注射喷嘴的透视图，其中入口套管包括四通管道段；

图6示出图5的中心进料系统的剖视透视图，其中可伸缩注射喷嘴的处于伸展位置；

图7示出图6的中心进料系统的另一个剖视透视图；

图8示出根据本发明的一个示例性实施例的可伸缩注射喷嘴的剖视透视图；

图9A和9B示出根据一个实施例的可伸缩注射喷嘴的透视图；

图10A和10B示出根据一个实施例的可伸缩注射喷嘴的透视图；

图11A和11B示出根据本发明的实施例的可伸缩注射喷嘴的透视图；

图12A-12G示出根据本发明的实施例的中心进料系统的透视图；

图13示出根据本发明的一个或更多个实施例的包括可移除插入件的可伸缩注射喷嘴；

图14A-14E示出具有两个有插入件的开口的可伸缩注射喷嘴的多个透视图，其中这些插入件中的一个部分地被拧松；

图15A和15B示出包括可移除插入件的可伸缩注射喷嘴的截面图；

图16A和16B示出包括刮具的可伸缩注射喷嘴的截面图；

图16C和16D示出图16A和16B的刮具如何从可伸缩注射喷嘴的外表面刮除积聚的材料；

图17示出包括沟槽的可伸缩注射喷嘴，该沟槽提供用于对入口套管的内部加压的通道。

详细说明

本发明提供中心进料系统，该中心进料系统允许残留副产品被从容器的中心内注射到容器中。中心进料系统可以包括入口套管和可伸缩注射喷嘴，该入口套管被附接到容器，该可伸缩注射喷嘴延伸到容器中以将残留副产品注射到容器中，并且在注射残留副产品后该可伸缩注射喷嘴缩回到入口套管中。

根据本发明的一个或更多个实施例的可伸缩注射喷嘴可包括一个或更多个开口，该一个或更多个开口每个均包括可以从开口移除的插入件。插入件因此可以被更换以定制喷嘴的功能或当插入件已经磨损时更换插入件。

在一些实施例中，插入件可以制有螺纹以允许插入件被拧入到开口中。此外，在一些实施例中，插入件能够被用螺栓固定到可伸缩注射喷嘴以将插入件保持在开口内。

根据一些实施例，可伸缩注射喷嘴可包括一个或更多个沟槽，该一个或更多个沟槽沿着可伸缩注射喷嘴的外表面纵长延伸。该一个或更多个沟槽提供通道，通过该通道入口套管的内部能被加压。

根据一些实施例，入口套管可包括刮具，该刮具位于紧靠可伸缩注射喷嘴的外表面，使得，当可伸缩注射喷嘴缩回到入口套管中的时候，已在外表面上积聚的任何残留副产品被从外表面刮掉。在一些实施例中，刮具可包括围绕整个可伸缩注射喷嘴延伸的环。

在一些实施例中，可伸缩注射喷嘴可被构造成最小化入口套管和附近的结构之间所需的空间量。在这种情况下，可伸缩注射喷嘴可被构造成伸缩式喷嘴。此外，可伸缩注射喷嘴可以被构造有螺纹，当喷嘴在容器内时，该螺纹允许该喷嘴被插入到入口套管中或从入口套管移除。

图3，示出本发明中心进料注射系统10的实施例。该所示系统包括筒20、可伸缩注射喷嘴14以及入口套管58，该入口套管58设计成在延迟焦化系统内操作。在某些实施例中，筒20包括圆柱形或锥形支撑本体，该支撑本体具有侧壁22、上凸缘4和下凸缘5。在典型的去头操作中，筒20位于在焦炭鼓与去头阀之间的中间。焦炭鼓可利用匹配凸缘部分，该匹配凸缘部分可配合并联接到筒20的上凸缘4。类似地，也具有匹配凸缘部分的去头阀配合并联接到下凸缘5。筒20形成内部30，当附接的去头阀打开的时候，焦炭可以流经内部30。在某些设备中，焦炭鼓可焊接到筒20，或利用配合通过多个螺栓孔的多个螺栓而联接到筒20。类似地，去头阀可焊接到筒20，或使用多个螺栓联接到筒20。

中心进料系统10可包括入口套管58，该入口套管58用于将残留副产品传送到可伸缩注射喷嘴14。入口套管58可包括凸缘部件60，该凸缘部件60允许入口套管58联接到进料管线。当附接到进料管线时，用于制造焦炭的诸如石油副产品之类的残留副产品可进入中心进料系统10。

在某些实施例中，可伸缩注射喷嘴14在处于如图3、图6和图7中所示的打开位置时与入口套管58流体连通，从而允许残留石油副产品、蒸汽和/或骤冷流体流过入口套管58并进入到可伸缩注射喷嘴14中。当可伸缩注射喷嘴14处于展开或打开位置时，石油副产品、蒸汽和/或骤冷流体可被允许流过可伸缩注射喷嘴14、流出出口81并进入到筒30的内部中，或者如果中心进料系统10直接附接到焦炭鼓，则流到焦炭鼓内部。

在某些实施例中，可伸缩注射喷嘴14可被更改成调节流动特性。在某些实施例中，入口套管58的直部分19可制造有管道，该管道的内径与入口套管58的弯曲管道段62相同。替代地，可伸缩注射喷嘴14的直部分19可制造有管道，该管道的内径比入口套管58的弯曲管道段62大或者小。在某些实施例中，可伸缩注射喷嘴14的直部分19精确地成形为配合弯曲管道段62的椭圆形。注射喷嘴14的形状也可做成：当注射喷嘴对准打开位置以允许残留副产品流入到容器中时，是弯曲管道段62的轮廓的无缝继续。

在其它实施例中，可伸缩注射喷嘴14的出口81可构造成各种形状和尺寸。在某些实施例中，出口81包括椭圆形且具有至少与可伸缩注射喷嘴14的内部空腔的横截面直径同样大的直径，使得出口81允许残留副产品均匀流入到筒20和容器中，而不增加副产品流过中心进料系统10的阻力。

入口套管58可包括凸缘表面60，该凸缘表面60紧邻进料管线112并用于将入口套管58连接到进料管线112(如图5中所示)，并入口套管58可进一步包括第二凸缘表面61，该第二凸缘表面61用于将入口套管58连接到筒20的凸缘入口6。在某些实施例中，入口套管58设计成保持并可滑动地连接到可伸缩注射喷嘴14，从而允许注射喷嘴14从如图3中所示的打开位置移动到如图4中所示的缩回位置。入口套管58还可包括第三凸缘表面114，该第三凸缘表面114用于将入口套管58可操作地连接到致动器110(如图5中所示)。

入口套管58可用于从进料管线112接收残留副产品并如所示从凸缘60延伸。在某些实施例中，入口套管58可一体形成有图3和图4中所示的弯曲约90°的弯曲管道段62，或者有不同形状的管道段。例如，如图5、图6和图7中所示，入口套管58可构造成形成有四通管道段。弯曲管道段62或其它形状的管道段也可被设计成弯曲比图3或图4中所示的显著多或显著少的量，以使中心进料系统10的安装适应于之前存在的焦化器操作。例如，可能特定焦化操作中的进料管线需要较钝或较尖锐的角，可相应设计成形的管道段62。在其它实施例中，成形管道段62也可适于石油副产品沿竖直轴线的改向以及图3和图4中所示的水平弯曲。在其它实施例中，成形管道段62可制造成包括多于一个弯曲，从而允许入口套管58遵循安装中心进料系统10所需的曲线路径。因而，成形管道段62允许中心进料系统10制造成改进任何现有的除焦操作，从而灵活地允许中心进料注射系统10有效地实施且安装成本最低。

在某些实施例中，进料管线、入口58、成形管道段62以及可伸缩注射喷嘴14中的每个均在可伸缩注射喷嘴14处于展开或伸展位置时彼此流体连接。当注射系统10处于伸展位置时，可允许残留副产品行进通过筒20或所附接的焦炭鼓并最终沉积在筒20内或所附接的焦炭鼓内。在延迟焦化过程的多个阶段期间，也可允许蒸汽、水或其它流体行进通过中心进料注射系统。

但是，当可伸缩注射喷嘴14处于如图4中所示的缩回位置时，进料管线入口58和成形管道段62可能保持与进料管线流体连接，但阻止残留副产品流过中心进料系统进入到焦炭鼓中。当缩回时，由于从容器内部切断焦炭，系统10还可阻挡微粒物质(例如焦炭粉)从容器运动进入系统10。在一些实施例中，喷嘴14的缩回会发生在残油通过进料管线的流动被进料管中的阀阻止之后，或由于喷嘴缩回而流动被入口套管58和注射器喷嘴14之间的妨碍阻止，或喷嘴14缩回到入口套管58中可以在靠近弯曲部62的点处阻挡通过进料管线的流动。

对于入口套管58也可利用替代的结构构造。图5、图6和图7中示出替代结构构造的某些实例。如图5中所示，可利用结构上成形为四通阀的入口套管58。如图5、图6和图7中所示，中心进料注射系统10的某些实施例包括筒20、可伸缩注射喷嘴14以及被设计成在焦化系统内操作的入口套管58。入口套管58用于将残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体传送到可伸缩注射喷嘴。入口套管58可包括凸缘部件60，该凸缘部件60允许入口套管联接到进料管线112。如图5中所示，进料管线112可经由第二凸缘表面而联接到入口套管58，并且进料管线112可进一步包括用于连接到致动器110的第三凸缘表面114。

如前所述，可实现入口套管58的结构形状的改变，以提供调节的流动特性和/或改善与残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体涌入到焦化容器中相关的问题。例如，可能校正热变化、不均匀流动沟道效应、不均匀骤冷特性和所经历的其它问题。此外，可控制中心进料系统本身中的热变化，同时允许熔融的烃进料流过中心进料系统10。

图6示出中心进料系统10的实施例的剖视图。中心进料系统10可包括各种构造的管道，该管道允许熔融的残油、蒸汽或骤冷材料被进给到焦化容器中。例如，中心进料系统10可包括成形四通管道段，该成形四通管道段可操作地连接到筒20和致动器110。图6中所示的可伸缩注射喷嘴处于打开位置，其中可伸缩注射喷嘴14延伸到筒20的内部30中。入口套管优选地凸缘表面60，该凸缘表面60包括紧邻进料管线112并用于将入口套管58连接到进料管线112，并且入口套管可进一步包括第二凸缘表面61，该第二凸缘表面61用于将入口套管58连接到筒20的凸缘入口6。入口套管58还可包括第三凸缘表面114，该第三凸缘表面114设计成将入口套管58连接到致动器110的凸缘表面。在某些实施例中，入口套管58设计成保持并可滑动地连接到可伸缩注射喷嘴14，从而允许注射喷嘴14从如图6中所示的伸展位置移动到如图4所示的缩回位置。入口套管58用于接纳来自进料管线112的残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体。由于中心进料系统10本身的平衡对称，某些实施例利用图5、图6和图7中所示的成形四通管道段来调节遍及中心进料系统10的热梯度。

调节中心进料系统10本身内的热梯度减少了与中心进料系统10相关的部件的伴随磨损。例如，中心进料系统10的另一些实施例可构造成利用如下的管道系统，该管道系统的构造被设计成控制残油、蒸汽和/或骤冷材料通过进料系统10的流动。因而，尽管图6中示出四通管道系统，但也考虑了先前图3和图4中示出的弯曲管道段及图1和图2中示出的直管道段以及其它管道构造，这些管道段及管道构造允许熔融的残油、蒸汽和/或骤冷流体被进给到焦化容器中。

中心进料系统10可由预定的管道或铸造材料构成，以按要求承受和输送高温且高压的残留副产品。根据特定的最终用途且根据系统要求规定可使用其它尺寸和材料。实际上，尽管尤其适用于延迟焦化过程，但本发明也可用于其它制造领域，每个制造领域均需要由不同材料形成的构造。

参照图3，当残留副产品从进料管线进入中心进料系统10的入口套管58时，它以高温且高速的状态进入。随后，残留副产品行进通过成形管道段62。残留副产品进入成形管道段62并遇到可伸缩注射喷嘴14的入口80。残留副产品从入口80行进通过可伸缩注射喷嘴14并离开出口81。

在某些实施例中，可对于对注射位置的控制以及被引入到筒和/或容器的内部中的残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体的流动的控制进行控制。例如，可控制相对于筒的引入角度。又例如，当残留副产品进入筒20和/或容器的内部30时，它在优选地包括竖直分量的方向上在筒20的中心的附近进入。在其它实施例中，残留副产品从如下位置进入筒20的内部30，该位置是除了筒20的中心之外的位置，该位置包括筒本身的内部表面30附近。又例如，如特定系统的所期望的流动沟道效应所要求的，中心进料系统10可用于将副产品、蒸汽和/或骤冷流体注射到筒和/或容器中，该筒和/或容器包括竖直方向分量或任何其它所要求的角度。

对注射位置和注射角度进行控制可能是期望的。例如，可利用到筒20的内部30的中心中的进给来确保筒和焦化容器的侧壁暴露于副产品的一致流动。又例如，来自注射喷嘴14的熔融的和/或气态的残留副产品的受控的流动可确保：对于熔融残留副产品的暴露在筒20和容器内部的整个表面区域上是连续一致的，从而减少与重复热循环相关的潜在不利影响。又例如，熔融残留副产品从注射喷嘴14的受控流动可确保对流动沟道效应模式的控制。又例如，可对骤冷特性和从焦炭床去除挥发性有机化合物进行控制。此外，可改善与焦炭床中的热点相关的问题。

参照5、图6和图7，当残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体从进料管线112进入中心进料系统10的入口套管58时，残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体可经由入口套管58运送通过成形的四通管道段并进入到可伸缩注射喷嘴的入口80中。四通管道允许对喷嘴14的检查(例如由允许通过未使用的凸缘检查)，并且如果焦炭在喷嘴中固结，四通管道可用于进入喷嘴的内部。四通管道还使热流均匀并提供较期望的热环境。

参照图5、图6和图7，在某些实施例中，可控制残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体进入到筒和/或容器中的流动。例如，可在包括竖直分量的方向上将残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体分配到筒20中，从而有效地控制残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体进入到筒和/或容器中的注射。例如，在包括竖直分量的方向上将熔融残留物注射进入到筒和/或容器中可以在筒20和/或容器的内表面上产生一致的模式，而不是如在其它设计中发现的以垂直或大致垂直方式仅撞击侧壁22的内表面。此外，由本发明的注射喷嘴14进行的控制允许与用熔融残留物、蒸汽和/或骤冷流体填充容器相关的其它特性被影响。例如，当控制熔融的残留物、蒸汽和/或骤冷流体进入到容器中的注射模式和方向时，可显著减少和控制在骤冷之后不均匀的流动沟道效应和保留在焦炭床中的热点。几乎竖直或部分竖直的分配可能直接由中心进料系统10的定位、可伸缩注射喷嘴14的内部空腔82的弯曲段的角度和/或中心进料系统10内部的结构阻碍元件的存在而导致。因而，当残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体穿过可伸缩注射喷嘴14且进入到入口80中并通过入口80并离开出口81时，可通过利用不同长度的可伸缩注射喷嘴14、通过规定内部空腔82的弯曲段的弯曲角度或通过将阻碍流动控制元件引入中心进料系统10之内，来控制残留副产品进入到筒20中的注射角度。

可伸缩注射喷嘴的出口81可包括各种构造。图8、9A、9B、10A、10B、11A和11B示出替代性出口81的透视图。如图9A和9B中所示，出口81包括两个开口120，两个开口中的每个均包括锥形套环125。与两个开口120中的每个相关的锥形套环125可设计成具有替代的结构构造。如图9A和9B中所示，第一锥形套环126可延伸到注射喷嘴14的内部空腔88中达小于第二锥形套环127的距离。因而，改变入口开口81的形状、利用套环或其它结构性流动控制结构、更改套环或其它流动控制结构的形状均可影响残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体通过可伸缩注射喷嘴14的流动并同时影响残留副产品、蒸汽和骤冷流体进入到容器和筒中的流动。如图9A和9B中所示，每个套环均可包括套环出口128、套环入口130以及套环本体132。套环入口130、套环出口128以及套环本体132中的每个均可在结构上更改，以实现控制残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体通过中心进料系统的流动。

此外，可伸缩注射喷嘴14的出口81可配装有流动控制装置。在某些实施例中，在出口81处包括一系列孔或穿孔的流动控制装置可用于改变来自出口的熔融残油的流动。例如，流动控制装置可用于更改来自出口的熔融残油的流动的层特性。类似地，流动控制装置可用在中心进料系统10中的各个位置处，以改变熔融残油通过中心进料系统10的流动。例如，可利用一个或更多个流动控制装置来以理想方式更改残油、蒸汽和/或骤冷流体通过系统的流动的层特性，或改变通过中心进料系统10的流动特性。

在某些实施例中，残留副产品离开出口81，该出口81在结构上已被更改成实现对残留副产品通过中心进料系统并进入到焦化容器中的流动的控制。在某些实施例中，残留副产品在包括竖直分量的方向上离开注射喷嘴14。在某些实施例中，残留副产品以相对于侧壁22上的进入点成约90°角的方式离开出口81。同样，并不朝向容器或筒20的相对侧引导残留副产品。替代地，注射系统10可设计成以相对于侧壁22上的进入点约85°、80°、75°、70°、65°、60°、55°、50°、45°、40°或者35°的角度将熔融残油、蒸汽和/或骤冷流体引入到容器中。替代地，注射系统10可设计成以相对于侧壁22上的进入点约95°、100°、105°、110°、115°、120°、125°、130°、135°、140°或者145°的角度将熔融残油、蒸汽和/或骤冷流体引入容器。

在某些实施例中，内部空腔82的弯曲段的特定角度和可伸缩注射喷嘴14的长度可根据系统要求和容器(在该容器中沉积材料)的大小和尺寸而变化。在优选实施例中，内部空腔82的弯曲段包括0°至90°之间的角度，与特定焦化容器内所要求的角度范围相对应。在某些实施例中，内部空腔82的弯曲段处于60°至90°之间，从而有效地产生离开出口81的残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体的竖直或几乎竖直的喷射，以所要求的方式填充筒20和容器。替代地，实施例可利用内部空腔82的弯曲段(该弯曲段相对于筒20内侧的进入点30°至60°之间的角度)，从而产生残留副产品进入到筒20中和焦炭容器中的大致竖直喷射。

在某些实施例中，可使用较短的可伸缩注射喷嘴14。此外，较短的可伸缩注射喷嘴14可与内部空腔82的弯曲段结合使用，使得可伸缩注射喷嘴的缩短长度与内部空腔82的弯曲段联接，该弯曲段具有设计成将残留副产品喷射到焦炭鼓内部中的所要求点的角度。替代地，某些实施例利用较长可伸缩注射喷嘴14，将可伸缩注射喷嘴14的出口81直接放入筒20的中心中或者甚至延伸超过筒20的中心。较长可伸缩喷嘴可与内部空腔82的弯曲段中的较竖直的弯曲部协调使用，使得残留副产品被直接输送在容器和筒20的中心处或中心附近，或输送至筒20内部内所要求的点，以控制残留副产品、蒸气和/或骤冷流体进入到筒20和/或容器中的流动。

例如，图3和图4示出本发明的实施例，其中利用了可伸缩注射喷嘴14的如下一段，该一段不具有足够长度以使可伸缩喷嘴14的出口81延伸到筒20的中心。根据对控制残留副产品的流动和随后填充筒和容器的要求，可适当调整内部空腔82的弯曲段的角度，以导致正在以所要求的进入角和速度被推入到容器中的残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体的喷射。同样，多个实施例可进一步包括对可伸缩注射喷嘴14的内部空腔82的弯曲段使用不同的角度，并且也使用可伸缩注射喷嘴14的直部分19的各种长度，来确保实施对残油流动的所要求的控制。

此外，某些实施例改变内部空腔82的弯曲段的角度以及可伸缩注射喷嘴14的直部分19的长度两者，以适应被泵送到可伸缩注射喷嘴14的残留副产品的粘度梯度、速度梯度和温度梯度。

插入套管58和可伸缩注射喷嘴14可包括均一的横截面面积和/或内径，或可包括变化的横截面面积或直径。将中心进料系统10设计成包括变化的横截面面积或直径允许了中心进料系统10提供并适应被运输通过系统的残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体的变化的体积和速度，并有助于控制用于输送在筒20内的残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体的流动。

可伸缩注射喷嘴14的出口81也可在设计上构造成椭圆，以便在材料从出口81进入到筒20和容器中时适应材料。在各种实施例中，出口81的形状可更改，以适应正穿过可伸缩注射喷嘴14的各种速度和粘度和材料类型。此外，开口的形状和大小可更改，以控制从可伸缩注射喷嘴的出口81射出的材料和/或流体的喷射模式和流动特性。例如，较大的出口81可用于降低离开可伸缩注射喷嘴14的残留副产品材料的速度。在其它实施例中，较小的出口81可用于产生进入筒20和容器的较高速度的残留副产品流。以该方式，可控制从可伸缩注射喷嘴14喷射的熔融残留副产品的模式，这增加了容器和筒的寿命、增加了安全性、提高了挥发性有机化合物的产量并有效地减少了用于维护和维修所必须的停机时间量。

图4示出筒20和处于缩回位置的中心进料系统10的剖视图。在延迟焦化过程期间，将残留副产品进给到筒20和容器中，直到容器完全或几乎充满为止。一旦已将所要求水平的残留材料进给到容器中，则残留副产品流可与蒸汽混合，使得残留副产品和蒸汽同时流入到容器中，可改变残留副产品和蒸汽的比例，以增加挥发性有机化合物的产量或产生其它所要求的效果。此外，在特定容器填充时，蒸汽的量相对于残留副产品的量可随时间而增加或减小。一旦容器充满，则可停止残留副产品的流动。在典型的现有技术除焦过程中，容器接着用水骤冷，从而有效地冷却和硬化残留副产品。根据本发明的某些实施例，入口套管58和可伸缩注射喷嘴14可用于将蒸汽和/或水泵送到筒20和容器中，从而有效地清除入口套管58和可伸缩注射喷嘴14的任何残余残留副产品和/或以允许骤冷容器及其内容物。这有效地清洗入口套管58和可伸缩注射喷嘴14，并同时骤冷容器，从而减少用于骤冷容器的时间量和水量。在优选实施例中，一旦入口套管和可伸缩注射喷嘴14已用蒸汽和/或水清洗，则可伸缩注射喷嘴14可如图4中所示缩回。

根据本发明的实施例，可利用用于使可伸缩注射喷嘴14缩回的各种方法。在某些实施例中，致动器110可附接到可伸缩注射喷嘴的第一端86。致动器110可用于对可伸缩注射喷嘴14施力，从而有效地从筒30的内部缩回可伸缩注射喷嘴14。如图4中所示，然后可伸缩注射喷嘴14的第二端85有效地形成筒20的内表面壁22的一部分。在已经填充并骤冷容器之后且清洗入口套管和可伸缩注射喷嘴14之后，缩回注射喷嘴14允许随后利用现有技术中已知的多种技术之一从焦化容器去除硬化含碳物质，而没有焦炭粉或其它微粒物质阻塞中心进料系统的风险。

典型地，利用高压水钻从容器内部切除硬化含碳材料。当从容器内部切除固态含碳材料时，固态含碳材料掉落通过容器底部中的端口通过筒20的内部30而到达容器下方的通常称为斜槽的区域，在这里含碳材料被收集和废弃或被用于随后的目的。

延迟焦化的过程，且特别地是将残留副产品从进料源引导到入口中并允许残留副产品分配或布置在容器内的步骤包括利用分配器，该分配器用于将副产品布置或引导到容器中。

当进料管线附接到入口6时，进料管线中的残留副产品通过开口8被接收到入口6中，被输送通过入口6的管道结构并被分配或布置在容器2内。在填充循环期间和/或一旦容器充满，则蒸汽可通过入口系统被输送到容器中。蒸汽清洁入口系统10并除去有价值的烃副产品的焦炭，允许这些焦炭通过上方进料管线排出，这些焦炭通常在上方进料管线处被输送到分馏器。一旦将所有有价值烃副产品从容器中的焦炭残留物除去，则将蒸汽泵送到容器中并通过出口释放到放空回收区域，直到容器和其内容物的焦炭鼓温度达到约500°F。此后通常将水通过入口系统泵送到容器中并释放到放空区域，直到容器的内容物达到约200°F为止。一旦骤冷，则去头阀打开，且开始从容器内部切割焦炭的过程。

当从容器内部切去焦炭时，图1中所示的简单设计可能产生问题。因为入口6在简单系统中保持打开，所以将允许焦炭粉和微粒物质积聚在入口系统中，显著地阻塞入口系统。为了改善阻塞问题，某些操作允许水在整个切割过程期间流过入口系统，以确保入口系统保持不被阻塞。在某些操作中，在切割过程期间每小时400-1000加仑的水被泵送通过入口系统以确保入口系统保持不被阻塞。

因为中心进料系统的某些实施例利用如图3至图7所示的可伸缩注射喷嘴，所以当固态含碳微粒从容器降落到下方的斜槽时，可伸缩注射喷嘴并不暴露于固态含碳微粒，从而有效地减轻如果被允许保持暴露于降落的固态含碳物质则对注射喷嘴造成的阻塞和/或损坏。替代性地，本发明考虑了利用具有可滑动外壳的固定注射喷嘴，该可滑动外壳可用于在加热循环之后但在容器被除焦之前盖住固定注射喷嘴的出口81。替代性地，本发明考虑了利用被连接到致动器的注射喷嘴，一旦容器已被残留副产品填充到所要求的水平，则该致动器会对注射喷嘴施加扭力，使得注射喷嘴的出口81朝下，从而减少固态含碳材料涌入并阻塞注射喷嘴的几率，而无需必须有效地将喷嘴本身从筒20的内部30缩回。但是，在优选实施例中，且如图3和图4中所示，利用可伸缩注射喷嘴14。

除了有效地密封筒20的入口6之外，可伸缩注射喷嘴14还密封弯曲管道段63中的开口，从而堵塞来自入口进料器3的物质和/或流体的流动。一旦借助于本领域中使用的装置已从容器的内部去除固态含碳材料，则容器是干净的并准备好被填以额外的残留副产品。在所要求的时间上，可伸缩注射喷嘴接着移动到如图3和图5至7中所示的打开位置，从而重新打开从入口套管58通过入口80通过可伸缩喷嘴14并到达出口81的通道，从而允许残留副产品被泵送到容器中的后续循环。以该方式，可重复完成对焦化器容器的填充、骤冷和从焦化器容器去除固态含碳材料的过程，且对延迟焦化单元系统的焦化器容器和筒的损坏最小。

图8示出注射喷嘴的剖视图，该注射喷嘴可以是可伸缩注射喷嘴14。如根据本发明的某些实施例所利用的，所示的可伸缩注射喷嘴包括可伸缩注射喷嘴的第一端86、内部帽83、内部空腔88、内部空腔的直段84、内部空腔的弯曲段82、可伸缩注射喷嘴的第二端85以及可伸缩注射喷嘴的直段19。在优选实施例中，可伸缩注射喷嘴14如所示那样构造成允许整个可伸缩注射喷嘴14与入口套管58的直部分可滑动地接合，从而使入口80与入口套管58对准并使可伸缩注射喷嘴14的出口81暴露于容器的内部，从而有效地允许残留副产品流动通过入口套管58和可伸缩注射喷嘴14从出口81流入到容器中。如上文所指出的，内部空腔82的弯曲段的角度可更改，以按要求调节进入到容器中的残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体的流动特性。此外，出口81的形状和尺寸可根据要求更改，以产生进入到容器中的残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体的所要求的流动模式。此外，可按要求更改可伸缩注射喷嘴14的直段19的长度和直径，以产生通过注射喷嘴14本身并进入到筒30和容器的内部中的残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体的所要求的流动。

可伸缩注射喷嘴的第一端86可构造成提供到致动装置的附接，从而允许可伸缩注射喷嘴14可互换地移动到打开位置或缩回位置，以允许容器的后续焦化循环和除焦循环。本发明考虑了各种致动装置。例如，可根据本发明的各种实施例利用电致动装置、液压致动装置、气动致动装置和手动致动装置。本领域的技术人员会理解，其它致动装置也是可用的，并可与本发明结合使用以实现对注射喷嘴14本身的打开和缩回的所要求的控制。

本发明考虑了可伸缩注射喷嘴14的形状将符合入口套管的内部空腔。尽管示出具有图3至图7中的圆形横截面，但考虑了入口套管58内部的横截面形状和可伸缩注射喷嘴14本身的伴随形状可以不是圆形。例如，可伸缩注射喷嘴可构造成具有椭圆横截面。改变可伸缩注射喷嘴14的横截面的形状对于以改变残留副产品的流动特性和喷射模式可以是所期望的。不同的流动一致性和速度可能进一步要求可伸缩注射喷嘴14的内部空腔88以及入口套管58的内部空腔88构造成在可伸缩注射喷嘴14的直部分19的整个长度上具有全异横截面。例如，在某些实施例中，期望使用如图所示的大致圆柱形和直的内部空腔88，而在其它实施例中，期望的是，内部空腔88的内径沿可伸缩注射喷嘴14的直部分19的长度从可伸缩注射喷嘴的第一端85向可伸缩注射喷嘴14的第二端86逐渐增大或减小，从而当残留副产品流过可伸缩注射喷嘴14时有效地减小或增加被施加到残留副产品的阻力。

如前文所述，入口80和出口81的尺寸和形状可改变成使入口80符合入口套管58在弯曲管道段63处的内部形状(本例就是这样)，从而允许有残留副产品通过入口套管58和注射喷嘴14的流体通道，而不会遇到阻碍性结构元件的阻力。

图8、9A、9B、10B和11A、11B均示出注射喷嘴14的某些实施例。所示的可伸缩注射喷嘴14可包括伸缩喷嘴的第一端86、内部帽83、内部空腔88、内部空腔的直段84、可伸缩注射喷嘴的第二端85、至少一个开口120以及在某些实施例中的多个开口120、锥形套环125，其中锥形套环可包括各种元件，该各种元件包括套环出口128、套环入口130以及套环本体132。在某些实施例中，可伸缩注射喷嘴14如所示那样构造成允许整个可伸缩注射喷嘴14与入口套管58的直部分可滑动地接合，从而使入口80与入口套管58对准并使可伸缩注射喷嘴14的出口81暴露于容器的内部，从而有效地允许残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体流动通过入口套管58和可伸缩注射喷嘴14从出口81流入到容器中。

如前文所指出的，多个开口和套环或其它流动控制装置的使用可用于按需要产生进入到容器中的残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体的所要求的流动模式。如图6、图7、图9A和9B中所示，本发明的实施例可利用被以线性方式设置在可伸缩注射喷嘴14的顶部上的两个出口81，从而允许残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体向上或以另一所要求的角度喷射到容器中。如图所示，锥形套环125的使用也可用于改变流动模式。替代地，如图10A和10B中所示，套环出口128可与非锥形的套环本体132结合使用。

如图6和图7中所示，可伸缩注射喷嘴的第一端86可构造成提供与致动装置的附接，从而允许可伸缩注射喷嘴14可互换地在打开位置和缩回位置之间移动，以允许后续的对于容器的焦化和除焦循环。本发明考虑了各种致动装置和结构。如前文所指出的，所考虑的致动器的实例包括电的、液压的、气动的和手动的致动装置或结构。

可伸缩注射喷嘴14可构造成符合入口套管的内部空腔。如图6和图7中所示，可伸缩注射喷嘴设计有圆形横截面，并如图所示与具有圆形横截面的套环出口128以及具有圆形横截面的套环本体结合使用。尽管可伸缩注射喷嘴14的这些例举的构成元件中的每个均被示出具有圆形横截面，但考虑了可以利用替代的横截面形状。例如，套环出口128和套环本体132可构造成具有椭圆形横截面。改变可伸缩注射喷嘴14、内部空腔88、内部空腔的直段84、锥形或非锥形的套环125、套环入口130和套环本体132的横截面的形状对于改变残留副产品的流动特性和注射模式可能是期望的。不同的流动一致性和速度可进一步要求可伸缩喷嘴14的各种例举的构成元件在该部分的整个长度上具有全异横截面。例如，如图6和图7中所示，内部空腔88具有随着残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体从可伸缩注射喷嘴的第一端86向可伸缩注射喷嘴的第二端85流动而改变的横截面。利用多个套环出口基本上使可伸缩注射喷嘴14的内部空腔88的横截面图呈锥形。

不同的流动一致性和速度可进一步要求可伸缩注射喷嘴的各种构成元件构造成利用不同的横截面形状。例如，如图6和图7中所示，锥形套环入口130构造有椭圆形横截面形状，而套环本体本身构造有圆形横截面形状。因此，在某些实施例中，期望的是，如图1至图5中所示使用大致圆柱形和/或直的内部空腔88，而在其它实施例中，可能希望内部空腔88的内径沿可伸缩注射喷嘴14的直部分19从可伸缩注射喷嘴的第一端85向可伸缩注射喷嘴14的第二端86逐渐增大或减小，从而当残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体流过可伸缩注射喷嘴14时有效地减小或增加被施加到残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体的阻力。

如上文所述，入口80、130以及出口81、128的尺寸和形状可改变成使入口80、130符合入口套管58的内部形状，从而允许残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体流动通过入口套管58和注射喷嘴14，而不会遇到阻碍性结构元件的阻力。替代地，可利用阻碍性结构元件或流动控制结构来改变残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体通过可伸缩注射喷嘴14进入到容器的内部中的流动模式。如此处所示，考虑了各种阻碍性特征。

如此处所示，使用伸入到可伸缩注射喷嘴的内部空腔88中的锥形套环用于同时改变可伸缩注射喷嘴14本身的内部空腔88的横截面形状并控制进入中容器内部中的残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体的流动路径。替代地，可利用非锥形套环134。

如图10A和10B中所示，可利用各种套环形状和套环相对于可伸缩注射喷嘴的内部空腔88的角度。例如，在各图中所示的套环设置成相对于可伸缩注射喷嘴14的内部空腔的直段84成直角。但是，考虑了套环可以设置成相对于内部空腔的直段84成直角之外的某个角度。例如，考虑到了，套环可与图5中所示的实施例结合使用，使得套环设置成相对于通过内部空腔的直段84的副产品流成钝角或锐角。

除了改变套环本体132相对于通过内部空腔的直段84的流体流设置的角度之外，还考虑了可利用用于套环出口的各种形状。如图10A和10B中所示，可利用套环出口128的替代横截面，以便改变残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体的流动特性和注射模式。此外，如图10和图11中所示，套环出口128和套环本体132的角度都可关于其相对于焦炭鼓中心线或焦炭鼓轴线的位置而改变。

也可利用替代阻碍性元件和流动控制结构。例如，图11A示出使用多个出口138，所述多个出口138中的每个出口均可通过用套环125、134、套环出口128、套环入口130和套环本体132而联接。替代地，多个出口138可与单个套环关联，或可包括用于单个套环的出口并与单个套环125、134以及套环本体132关联，使得残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体通过可伸缩注射喷嘴的流动被引导通过单个套环本体132但从多个出口138喷射到容器中。

又例如，图11B示出使用作为阻碍性元件的挡板140，该挡板140放置成比喷嘴开口81靠近可缩回注射喷嘴的第一端86。因而，挡板140或多个挡板140可用于改变残留副产品、蒸汽和/或骤冷流体离开出口81的流动特性和注射模式。各种形式的出口81可与挡板140结合使用，且考虑到了，本文讨论的出口81设计中的每个均可与挡板140或多个挡板140结合使用。

应当注意，本发明的中心进料系统10和分配系统可用于焦炭鼓或直接联接到焦炭鼓，而不使用筒20部分。在该实施例中，中心进料系统10和系统将如上所述起作用，仅残留副产品将被直接分配到焦炭鼓中。

图12A-12G提供了中心进料系统的不同视图来概括根据本发明的一个或更多个实施例的可伸缩注射喷嘴的一般功能。在图12A-12G中所示的可伸缩注射喷嘴类似于图3的可伸缩注射喷嘴。然而，相同的一般功能可以由可伸缩喷嘴的其它构造提供，诸如在图5中所示的可伸缩注射喷嘴。

图12A示出了当缩回的注射喷嘴在入口套管内的缩回位置时的中心进料系统的透视图。当焦炭被切割并从焦炭鼓中移除时，可伸缩注射喷嘴可在该位置。

图12B中示出了当可伸缩注射喷嘴在伸展位置时的中心进料系统的透视图。当副产品被注射进入到焦炭鼓中时，可伸缩注射喷嘴可处于该位置。

图12C中示出了当可伸缩注射喷嘴在伸展位置时的中心进料系统的剖视图。图12D示出了当可伸缩注射喷嘴在伸展位置时的中心进料系统的竖向剖视图。图12E示出了当可伸缩注射喷嘴在缩回位置时的中心进料系统的竖向剖视图。

图12F示出了当可伸缩注射喷嘴在缩回位置时的中心进料系统的水平剖视图。最后，图12G示出了当可伸缩注射喷嘴在伸展位置时的中心进料系统的水平剖视图。

虽然本说明书主要描述了具有单个可伸缩注射喷嘴的中心进料系统，但是本发明还提供使用多个可伸缩注射喷嘴(例如，在容器或焦炭鼓的相对侧上的两个)的中心进料系统。在这种情况下，所述多个可伸缩注射喷嘴中的每个可以根据本文所述的实施中的任一个例以相同或不同的方式构造。

在可伸缩注射喷嘴的开口内的可移除插入件

随着副产品通过可伸缩注射喷嘴被注射到焦炭鼓中，在可伸缩注射喷嘴中的一个或更多个开口易于随着时间的推移而磨损。如果开口被磨损到如下程度，即变得不能令人满意地充分控制副产品的喷射角度，则将需要更换可伸缩注射喷嘴。然而，因为可伸缩注射喷嘴通常是由若干独立的部分组成的非常大的部件，所以更换是昂贵的并且困难的。

在本发明的一些实施例中，为了解决当开口变得磨损时的更换的成本和困难，在可伸缩注射喷嘴中的一个或更多个开口可被构造成接受可移除插入件，使得可移除插入件当被磨损时可以独立地更换。以该方式，只有可移除插入件需要被更换，从而降低了维护可伸缩注射喷嘴的成本和困难。

图13示出了可伸缩注射喷嘴1300的示例，该可伸缩注射喷嘴1300包括两个开口1301、1302，该两个开口1301、1302每个分别包括可移除插入件1301a、1302a。插入件1301a和1302a可以被构造成具有与可伸缩注射喷嘴1300的外部轮廓相同的外部轮廓，使得一旦插入件被插入到开口1301和1302中，则组装的可伸缩注射喷嘴的外轮廓保持不变。

图14A-14E示出了一种示例方式，以该示例方式插入件1301a和1302a可以被构造成允许它们被从可伸缩注射喷嘴1300中可移除。图14A示出了插入件1301a和1302a可以制有螺纹，以允许插入件可被拧入到开口1301和1302中。例如，插入件1301a被示为被旋转90度，由此将插入件从开口1301略微提高。插入件1301a被示为具有螺纹1320，该螺纹1320构造成与被形成在开口1301内的对应螺纹匹配。插入件1302a可以以相同的方式进行构造。螺纹1320可以足够厚，以帮助插入件1301a和1302a抵抗当副产品流过那时而由副产品施加的力，由此最小化插入件1301a和1302a在操作期间变得松动的可能性。

此外，图14A示出了，插入件1301a包括孔1311，当插入件1301a完全被螺接到开口1301中时，该孔1311与可伸缩注射喷嘴1300中的孔1310对准。孔1310和1311可以制有螺纹，以允许螺栓被固定在孔内，由此锁定插入件1301a在开口1301内的位置。

图14B以与图14A中所示的不同的角度提供可伸缩注射喷嘴的视图。在该角度下，另一个孔1330是可见的。孔1330可以从开口1301延伸进入到开口1302中，并且可以被定位成对准被形成在插入件1302a中的孔。如同插入件1301a一样，螺栓可以螺接通过孔1330并进入到插入件1302a中的对应孔中，以确保插入件1302a在开口1302内的位置。以该方式，插入件1301a可以先被移除(通过从孔1311移除螺栓和拧下插入件)以使固定插入件1302a的螺栓暴露。

如图14A及图14B中所示的定位孔1310和1330的一个益处是，当副产品被注射通过可伸缩注射喷嘴时，这些孔不暴露于副产品的流动路径。换句话说，孔1330被插入件1301a覆盖，而孔1310在可伸缩注射喷嘴的如下一部分上，该一部分可以形成如图3中所示的侧壁22的一部分。以该方式，当副产品被在高压下注入到焦炭鼓中时，两个孔都不暴露于副产品，并且因此这些孔被保护免受磨损。

图14C示出了在图14A和14B中所示的可伸缩注射喷嘴的另一视图。在该视图中，示出延伸进入到开口1301中的孔1310的端部。图14D和14E同样示出了在图14A-14C中所示的可伸缩注射喷嘴的其它视图。

图14E也示出了，可伸缩注射喷嘴1300的端部1401的外部轮廓可以是弯曲的，以与焦炭鼓或筒的侧壁的轮廓相匹配，在该焦炭鼓或筒中使用可伸缩注射喷嘴。端部1401的该轮廓可以帮助最小化当焦炭被从焦炭鼓移除时可能导致的损坏。具体地，因为端部1401的轮廓与焦炭鼓或筒的侧壁的轮廓相匹配，所以，当可伸缩注射喷嘴1300处于缩回位置时，不存在落下的焦炭块能够撞击的边缘。

图15A和15B分别示出了可伸缩注射喷嘴1300在缩回和伸展位置的截面图。在这些视图中，螺栓1501和1502都是可见的。螺栓1501和1502分别延伸穿过孔1310和1330以将插入件固定在适当的位置。

使用插入件的另一个益处是，特别定尺寸或成形的插入件可以被选择来控制穿过那里的流体的流动参数。插入件的适当的尺寸和形状可以基于温度、压力、粘度以及副产品的汽相的动力学模型而改变。如图13中所示的两个插入件，这些插入件协作以产生高速的且具有最小压降的汇聚层流，该压降常常是在底部进料装置的压降的10％内。这些插入件必须有足够的开口面积以减小压降同时保持它们的中心与喷嘴的端部之间的距离最佳。

防止副产品进入入口套管

图16A示出了包括刮具1601的可伸缩注射喷嘴1600的截面图。图16B示出了刮具1601的近视图。如图所示，刮具1601包括被螺栓1602固定在适当位置的入口套管的分离部件。螺栓1602固定刮具1601的位置，使得刮具1601保持与喷嘴的外表面紧密接触，由此刮去已经聚积在外表面上的任何焦炭。应该注意的是，刮具1601通常是一个完全地围绕喷嘴延伸的环，使得当喷嘴被缩回时喷嘴的整个外表面被刮。在一些实施例中，刮具1601也可以用来形成围绕可伸缩注射喷嘴1600的压力密封。由刮具1601所形成的压力密封可以使能够对围绕可伸缩注射喷嘴1600的隔室加压，如下面参考图17进一步描述的。

在一些实施例中，刮具1601可以被构造成径向可压缩的。换句话说，在未安装在可伸缩注射喷嘴1600的周围的时候，刮具1601的内径可以比可伸缩注射喷嘴1600的外径小。以该方式，通过压缩刮具(在径向向外的方向上)来围绕可伸缩注射喷嘴1600安装刮具1601，使得刮具1601对可伸缩注射喷嘴1600的外表面施加径向向内的力。在一些实施例中，可通过形成通过刮具的一部分的z形通道来使刮具1601可压缩。

图16C和16D示出了刮具1601如何可以从可伸缩注射喷嘴的外表面刮去焦炭。在图16C中，一块焦炭被示为积聚在注射喷嘴上。随着喷嘴被缩回(向右，如图16C中的箭头所示)，这块焦炭由刮具1601从喷嘴刮掉。例如，图16D示出了，在喷嘴被缩回了距离x之后，刮具1601已经开始从喷嘴刮该块焦炭。

在一些实施例中，刮具1601可以是喷嘴的独立的可移除部件。例如，由于刮具1601受到显著量的磨损，所以它可以被构造成可被移除和更换的。类似地，取决于在使用刮具的特定系统，可能期望使用具有不同特性的刮具以提高该系统的效率。例如，取决于在系统中使用的副产品或焦炭的特征可以使用特定的材料、直径或厚度的刮具或具有特定边缘的刮具。通过将刮具1601构造成可更换的，可便于该定制。

虽然图16A-16D示出了具有前表面(即刮削表面)的刮具1601，该前表面大致垂直于可伸缩注射喷嘴1600的表面，但是在一些实施例中，该前表面可以被布置成一个角度，由此提供用于刮削的“较锐利”边缘。例如，在图16B中所示的刮具1601的最左的边缘可以是向后朝向右成角度。

在一些实施例中，被构造成类似于刮具1601的刮具可以位于可伸缩注射喷嘴的其它位置处。例如，刮具可以位于可伸缩注射喷嘴的最后部处(例如，在图13中示出的喷嘴1300的最右边缘处)，或者喷嘴的入口的正前方。在残留副产品可能在入口套管与喷嘴之间经过的实施例中可能需要多个刮具，这是因为刮具可从喷嘴的表面刮去积聚的焦炭。然而，在入口套管被加压(例如，当刮具1601提供压力密封时)的实施例中，在入口套管到焦炭鼓的开口处可能只需要单个刮具。

另外，在可以预料残留副产品会在入口套管与喷嘴之间流动的实施例中，可以用溶剂罐来允许溶剂被注射到可伸缩注射喷嘴的外表面上。在这种情况下，因为焦炭可以在喷嘴和入口套管之间累积并妨碍喷嘴缩回，所以该溶剂可用于移除积聚的焦炭以允许喷嘴缩回。

图17示出了包括沿着喷嘴的表面纵长延伸的沟槽1701的可伸缩注射喷嘴1700。虽然喷嘴1700被示出为包括单个沟槽1701，但是根据针对特定的实施例的需要，喷嘴可包括两个或更多的沟槽。此外，在一些实施例中，沟槽1701可被完全形成在喷嘴的本体内(即它可以是一个通道，而不是沟槽)。

沟槽1701可以用于提供围绕可伸缩注射喷嘴1700的压力。例如，当喷嘴被伸展且残留副产品流动通过喷嘴时，蒸汽压力可被供给通过沟槽1701来加压在喷嘴和入口套管之间的隔室。该压力可以防止残留副产品进入到加压室中。如上所述，刮具1601可以形成用于保持该压力的密封。在一些实施例中(例如，在喷嘴的背部处)附加的密封件可由座或其它刮具来提供。

在一些实施例中，沟槽1701可用于在可伸缩注射喷嘴1700被缩回到入口套管中时给入口套管加压。例如，在焦化过程期间或在焦炭被从焦炭鼓中移除时喷嘴可以被从焦炭鼓中缩回。为了防止焦炭粉进入入口套管与喷嘴之间，蒸汽压力可被提供在沟槽1700内，使得等于或大于存在于焦炭鼓的内部内的压力的压力存在于入口套管内。

因为焦炭鼓是在焦化过程期间被加压，所以焦炭鼓内的压力可以大于否则会在入口套管内存在的压力。类似地，当去头阀打开时在移除焦炭期间，比入口套管内的大或相等的压力仍可能在焦炭鼓内存在。因此，通过使用一个或更多个沟槽1701对入口套管加压，该压力差可以被最小化或消除，由此防止焦炭粉或其它微粒进入到入口套管中。

通过最小化进入入口套管和喷嘴之间的焦炭粉或其它微粒的量，本发明可以使中心进料系统的部件上的磨损最小化，由此延长系统的寿命。例如，如果焦炭粉或其它微粒进入喷嘴和入口套管之间，当喷嘴在伸展和缩回位置之间前后滑动的时候，焦炭粉会增加两个部件上的摩擦。该附加的摩擦能够磨损部件。此外，附加的摩擦可以增加滑动喷嘴所需的力，这可以减少供给该力的致动器的寿命。焦炭粉或其它微粒也可能进入中心进料系统的其它区域，从而造成不期望后果。然而，通过使喷嘴1700构造有一个或更多个沟槽1701，入口套管可被加压以使粉或微粒离开焦炭鼓通过中心进料系统的可能性最小化。

最小化使用可伸缩注射喷嘴所需的可利用面积

由于可伸缩注射喷嘴必须具有足够的长度以延伸出来进入到筒的焦炭鼓的中心中，并且因为可伸缩注射喷嘴必须完全地从筒的焦炭鼓缩回，所以使用可伸缩注射喷嘴可能需要大量的可利用区域。此外，在许多实现方式中，驱动可伸缩注射喷嘴移动的致动器需要附加的区域。

然而，在很多情况下，最小的空间可用于安装作为中心进料系统的一部分的可伸缩注射喷嘴。例如，许多焦炭鼓已经在使用中，这些焦炭鼓具有可用于增加中心进料系统的最小空间，以向焦炭鼓供给残留副产品。类似地，即使在新的设施中，其它结构的存在会限制可用于安装中心进料系统的空间量，该中心进料系统采用可伸缩注射喷嘴。

为了解决这些问题，在本发明的一些实施例中，可伸缩注射喷嘴可以被更改成最小化使用喷嘴所需的空间量。这些更改包括将喷嘴形成为伸缩式部件并在喷嘴上提供螺纹，该螺纹允许它在焦炭鼓或其它容器内被拧下。

伸缩式注射喷嘴可用于最小化该注射喷嘴在缩回时从容器中向外延伸的距离。例如，不像在附图中所示的包括通常单一长度的材料的可伸缩注射喷嘴，伸缩式喷嘴可以由一系列的伸缩式部件形成。以该方式，当缩回时，伸缩式喷嘴将收缩在本身内，由此最小化缩回喷嘴延伸的距离。该构造可能在如下设施中特别有利，即在该设施中在容器和其它结构之间存在最小的空间。

为了使伸缩式喷嘴的相邻部件之间形成的台阶最小化，部件的边缘可以被尽可能的成角度同时保持足够的强度来将部件固定在一起。以该方式，喷嘴的内壁在延伸时可以比如果边缘是平的情况连续。

可伸缩注射喷嘴，不管是伸缩式喷嘴或如图中所示的喷嘴，可以被构造成从焦炭鼓或其它容器内被拧下。例如，在焦炭鼓和另一个结构之间存在最小的空间的情况下，有可能在入口套管和其它结构之间没有足够的空间以插入或移除可伸缩注射喷嘴。

通过使可伸缩注射喷嘴构造成从内侧被拧入到入口套管中(即，当喷嘴是在焦炭鼓或其它容器内时)，在入口套管与另一结构之间所需的空间的量被减少。可伸缩注射喷嘴可以以任何适当的方式被拧入。在一个示例中，注射喷嘴的附接到致动器的部分(参见，例如图12A-12G)可以制有螺纹，以使喷嘴被拧到致动器上。在该方式下，可伸缩注射喷嘴在入口套管内保持自由移动，而不需要显著地改变在图中所示的入口套管。在其它情况下，入口套管可以被修改为包括一个或更多个部件，喷嘴可以被连接到该一个或更多个部件并在入口套管内保持自由移动。

在不脱离本发明的精神或实质特征的前提下，本发明可实施成其它特定形式。上述实施例在所有方面都将被理解成仅仅是示例性的而不是限制性的。因此，本发明的范围由所附的权利要求书而不是前面的说明书来限定。所有落入权利要求书等同物的含义和范围内的改变都将包含在权利要求书的范围之内。

Claims (7)

1.一种中心进料系统，包括：

入口套管，所述入口套管被构造成附接到容器；和

可伸缩注射喷嘴，所述可伸缩注射喷嘴被包含在所述入口套管内，所述可伸缩注射喷嘴在所述入口套管内滑动，以伸展到所述容器中和从所述容器缩回以将残留副产品引入到所述容器中，所述可伸缩注射喷嘴包括一个或更多个开口，当所述可伸缩注射喷嘴被伸展时，所述一个或更多个开口暴露于所述容器内，所述残留副产品通过所述一个或更多个开口离开所述可伸缩注射喷嘴；

其中所述入口套管进一步包括刮具，所述刮具紧靠所述可伸缩注射喷嘴的外表面设置，使得随着所述可伸缩注射喷嘴缩回到所述入口套管中，已在所述外表面上积聚的任何残留副产品被从所述外表面刮除；并且

其中所述一个或更多个开口每个均包括能够从所述开口移除的插入件。

2.根据权利要求1所述的中心进料系统，其中所述一个或更多个插入件中的至少一个插入件经由孔被用螺栓固定到所述可伸缩注射喷嘴，所述孔从放置所述至少一个插入件的所述开口延伸并延伸到另一个开口中。

3.根据权利要求1所述的中心进料系统，其中所述插入件中的一个插入件经由孔被用螺栓固定到所述可伸缩注射喷嘴，所述孔从放置所述一个插入件的所述开口延伸并延伸到所述容器的内部中。

4.根据权利要求1所述的中心进料系统，其中所述刮具包括围绕所述可伸缩注射喷嘴的环。

5.根据权利要求1所述的中心进料系统，其中所述可伸缩注射喷嘴被拧到致动器，所述致动器被附接到所述入口套管。

6.一种中心进料系统，包括：

入口套管，所述入口套管被构造成附接到容器；和

可伸缩注射喷嘴，所述可伸缩注射喷嘴被包含在所述入口套管内，所述可伸缩注射喷嘴在所述入口套管内滑动，以伸展到所述容器中和从所述容器缩回以将残留副产品引入到所述容器中，所述可伸缩注射喷嘴包括一个或更多个开口，当所述可伸缩注射喷嘴被伸展时，所述一个或更多个开口暴露于所述容器内，所述残留副产品通过所述一个或更多个开口离开所述可伸缩注射喷嘴；

其中所述一个或更多个开口每个均包括能够从所述开口移除的插入件；并且

其中所述入口套管包括刮具，所述刮具绕所述可伸缩注射喷嘴的外表面的至少一部分延伸，并且随着所述可伸缩注射喷嘴缩回到所述入口套管中，所述刮具从所述外表面刮除残留副产品。

7.根据权利要求6所述的中心进料系统，其中所述刮具包括绕所述可伸缩注射喷嘴延伸的环。