DE69521976T2 - Strahldüse für die Anwendung im katalytischen Wirbelschicht-Krackverfahren - Google Patents

Strahldüse für die Anwendung im katalytischen Wirbelschicht-Krackverfahren

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DE69521976T2
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Description

  • Die Erfindung betrifft ganz allgemein Vorrichtungen für das Feinzerstäuben und Versprühen, und insbesondere solche Vorrichtungen, die dazu dienen, einem Steigrohrreaktor für katalytisches Wirbelschichtkracken einen Flüssigkeitseintrag feinzerstäubt zuzuführen.
  • Eine Vorrichtung dieses allgemeinen Typs ist im Einzelnen in dem US Patent 5 305 418 von Dou et al. gezeigt und beschrieben. Im Allgemeinen wird zugeführter, flüssiger Kohlenwasserstoff durch ein Gas, beispielsweise Wasserdampf, feinzerstäubt und durch eine Düse in den Reaktor ausgestoßen. Die bevorzugte Ausstoßdüse der Vorrichtungen des Patents von Dou et al. weist ein im Wesentlichen halbkugelförmiges Ausstoßende auf, das mit einer einzigen, verlängerten, schlitzförmigen Auslassöffnung ausgebildet ist, die geeignet geformt ist, um einen flachen, fächerförmigen Sprühstrahl zu erzeugen.
  • Es ist angestrebt, hohe Effizienz für Feinzerstäuber- und Sprühvorrichtungen zu erzielen. Hohe Effizienz im Zusammenhang mit der vorliegenden Vorrichtung bedeutet, ein vorgegebenes Eintragsvolumen von Kohlenwasserstoff mit geringst möglichem Aufwand an Dampfenergie in Partikel mit einer großen Gesamtoberfläche aufzubrechen. Große Oberflächen werden selbstverständlich dann erreicht, wenn die Flüssigkeit in feinste Partikel zerteilt ist. Bisher war es zu diesem Zweck erforderlich, den Strahl von flüssigem Kohlenwasserstoff unter verhältnismäßig hohem Druck, beispielsweise in der Größenordnung von 1035 kN/m² (150 psi) bis 1380 kN/m² (200 psi), in die Düsenvorrichtung einzuleiten. Dies erfordert in der Raffinerie den Einsatz von Boosterpumpen und der zugehörigen Ausrüstung, um den Flüssigkeitsstrom hinreichend unter Druck zu setzen, was erhöhte Kosten und erhöhten technischen Aufwand für das Sprühsystem nach sich zieht.
  • In dem US Patent 4 349 156 von Haruch et al. ist eine Feinzerstäuberdüse offenbart, die eine Expansionskammer aufweist, in die die Luft- und Flüssigkeitsvorräte unter einem Winkel zueinander eingeleitet werden, um eine wirkungsvolle Vermischung und Feinzerstäubung vor dem Ausstoß durch eine einzige Öffnung zu erreichen.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ganz allgemein darin, eine Vorrichtung zum katalytischen Wirbelschichtkracken mit einer neuen und verbesserten Düse zu schaffen, mit der vergleichsweise hohe Effizienz im Einsatz für Wirbelschichtkatkracken von flüssigem Kohlenwasserstoff zu erzielen ist.
  • Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe durch die in Anspruch 1 definierte Vorrichtung gelöst.
  • Genauer noch ist es Aufgabe der Erfindung das obige Ziel zu verwirklichen, indem eine Düse vorgesehen ist, die eine Vielzahl von schlitzförmigen Auslassöffnungen aufweist, die die Flüssigkeit während des Ausstoßes aus der Düse in noch feinere Partikel atomisieren.
  • Ferner ist es eine bevorzugte Aufgabe, die schlitzförmigen Auslassöffnungen in Bezug zueinander in der Weise abzuwinkeln, dass ein konvergierender Sprühstrahl erzeugt wird, der seinerseits nach erfolgtem Ausstoß ein Atomisieren der Flüssigkeitspartikel hervorruft.
  • Noch eine bevorzugte Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung einer Düse für Wirbelschichtkatkracken mit verbesserten Mitteln für das Vorzerstäuben der Flüssigkeit zu schaffen, die hohe Effizienz bei der Atomisierung und dem Versprühen unter erheblich niedrigerem Druck für den Flüssigkeitseintrag als bisher erzielen.
  • Diese und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich beim Lesen der detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beigefügten Figuren:
  • Fig. 1 zeigt im Längsschnitt eine Ansicht der Feinzerstäubungs- und Sprühvorrichtung für Katkracken, die mit einer neuen und verbesserten Düse ausgestattet ist, die die typischen Eigenschaften der vorliegenden Erfindung verkörpert;
  • Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Stirnansicht der in Fig. 1 dargestellten Düse;
  • Fig. 3 zeigt in vergrößertem Ausschnitt ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Düse, das im Wesentlichen demjenigen in Fig. 1 ähnelt;
  • Fig. 4 zeigt eine Stirnansicht der in Fig. 3 dargestellten Düse.
  • Fig. 5 und 6 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Düse, in ähnlicher Weise wie Fig. 3 bzw. 4.
  • Fig. 7 zeigt einen vertikalen Schnitt einer Vorrichtung zum Feinzerstäuben und Versprühen für Katkracken, die eine Abwandlung eines vorzerstäubenden Kopfes aufweist, der besonders geeignet ist, um hohe Effizienz bei der Zerteilung und dem Versprühen von Flüssigkeitsströmen zu erreichen, die mit verhältnismäßig niedrigem Druck in die Vorrichtung eingeleitet werden.
  • Fig. 8 zeigt einen vertikalen Schnitt einer Vorrichtung zum Feinzerstäuben und Versprühen für Katkracken mit einer weiteren Abwandlung eines vorzerstäubenden Kopfes. Zur Veranschaulichung wurde die Erfindung in den Zeichnungen dargestellt, wie sie in der Vorrichtung 10 für das Feinzerstäuben und Versprühen von Flüssigkeiten eingebaut ist. Die Vorrichtung lässt sich besonders vorteilhaft für das katalytische Kracken im Fließbettverfahren verwenden, um flüssigen Kohlenwasserstoff, der in einen FCC-Reaktor mit aufsteigendem Katalysator eingespritzt wird, feinzuzerstäuben. Das oben erwähnte Patent von Dou et al. enthält eine detaillierte Beschreibung des Einsatzes einer Vorrichtungen desselben allgemeinen Typs wie die vorliegende Vorrichtung in einem FCC-Reaktor mit aufsteigendem Katalysator.
  • Im Allgemeinen gehören zu der Vorrichtung 10 Mittel, um den Flüssigkeitseintrag mittels eines Gasstroms - vorzugsweise Dampf - feinzuzerstäuben. Hier werden feinzerstäubende Mittel von derselben allgemeinen Art, wie sie in dem oben erwähnten US Patent 4 349 156 von Haruch et al. offenbart sind, verwendet. Derartige Mitteln umfassen, wie in Fig. 1 schematisch dargestellt, einen Feinzerstäuberkopf, der einen Körper 11 aufweist, in dem eine innere Kammer 12 ausgebildet ist. Ein länglicher Prallzapfen 13 ist in der Kammer 12 angeordnet, wobei dessen Ende ungefähr in der Mitte der Kammer 12 positioniert ist. Unter Druck gesetzte Flüssigkeit, vorzugsweise mit einem Druck von zwischen ca. 1035 kN/m² (150 psi) bis 1380 kN/m² (200 psi), wird über einen in dem Körper 11 vorhandenen Einlass 15, der bezüglich des Endes des Prallzapfens 13 diesem gegenüber beabstandet angeordnet ist, in die Kammer 12 eingeleitet. Der Flüssigkeitsstrom prallt auf einer Stirnfläche 17 des Prallzapfens 13 auf und wird mechanisch in kleine Tröpfchen aufgeteilt. Gleichzeitig wird über einen Einlass 14 ein unter Druck gesetzter Dampfstrahl in die Kammer 12 eingeleitet und in Längsrichtung quer über das Ende des Prallzapfens 13 und um diesen herum geleitet, wobei der Dampfstrahl auf die Flüssigkeitströpfchen auftrifft, die von dem Prallzapfen 13 senkrecht abprallen, um so zu bewirken, dass die Flüssigkeitströpfchen zu noch feineren Partikeln atomisiert werden.
  • Eine an dem Körper 11 befestigte und stromabwärts von einem Auslass 16 der Kammer 12 angeordnete Düse 20 dient dazu, den feinzerstäubten Flüssigkeitseintrag und den mitgerissenen Dampf in den Reaktor zu sprühen. Im vorliegenden Fall weist die Düse 20 einen länglichen und weitgehend zylindrischen Körper 21 mit einem stromabwärts liegenden Ende 22 auf, das ein Ausstoßende bildet. Das Ausstoßende 22 der Düse 20 ist im Wesentlichen halbkugelförmig und mit einer konvexen Außenfläche und einer konkaven Innenfläche versehen. Derartige Flächen ähneln in der Form weitgehend einer Kugelkalottenfläche, deren geometrischer Mittelpunkt auf der Längsachse des Körpers 21 der Düse 20 liegt.
  • Erfindungsgemäß ist das Ausstoßende 22 der Düse 20 mit mehreren Ausstoßöffnungen 25 versehen, die auf gegenüberliegenden Seiten der Achse der Düse 20 angeordnet und in einer quer zu der Achse verlaufenden Richtung längliche Form aufweisen. Dank der Tatsache, dass das Ausstoßende 22 der Düse 20 mehrere Auslassöffnungen 25 aufweist, wird das von der Düse 20 ausgestoßene Gemisch stärker feinzerstäubt als durch eine Düse mit einer einzelnen, zentrisch auf der Achse der Düse angeordneten Ausstoßöffnung mit vergleichbarem Querschnitt. Als eine Folge der feineren Zerteilung aufgrund der Vielzahl von Öffnungen 25, wird die Effizienz der Vorrichtung 10 insofern gesteigert, als es möglich wird, ein vorgegebenes Flüssigkeitsvolumen in Partikel zu zerteilen, die eine verhältnismäßig große Oberfläche bilden, obwohl der Dampf mit einer vergleichsweise niedrigen Volumenstromrate der Vorrichtung zugeführt wird.
  • In dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1 und 2 sind in dem Ausstoßende 22 der Düse 20 zwei längliche Auslassöffnungen 25 ausgebildet. Die Öffnungen 25 sind auf entgegengesetzten Seiten der Achse der Düse 20 und mit gleichem Abstand zu der Achse angeordnet und, wie oben erwähnt, in einer sich quer zu der Düse erstreckenden Richtung 20 verlängert. Die Fig. 1 und 2 zeigen die vorteilhafteste Gestalt der Düse 20, und die Öffnungen 25 sind in diesem Ausführungsbeispiel unter einem Winkel zueinander angeordnet, um zu bewirken, dass die aus der Düse 20 austretenden Sprühstrahlen konvergieren, während sie sich von dem Ausstoßende 22 der Düse 20 entfernen. Auf diese Weise prallen die Ströme aufeinander und bewirken so unmittelbar außerhalb der Düse 20 eine weitere Atomisierung. Jede der Öffnungen 25 ist vorzugsweise um einen Winkel von bis zu ca. zehn Grad bezüglich der Achse der Düse 20 geneigt.
  • Die Ausstoßöffnungen 25 lassen sich mit Hilfe eines Fräsers in dem Ausstoßende 22 der Düse 20 einfräsen. Wegen der halbkugelförmigen Gestalt des Ausstoßendes 22 führt das Schlitzen des Ausstoßendes 22 mit einem Fräser, der unter einem Winkel von bis ca. zehn Grad geneigt ist, dazu, dass die obere Öffnung 25 weitgehend V-förmig und die untere Öffnung 25 im Wesentlichen als ein auf dem Kopf stehendes V erscheint, wenn die Öffnungen 25 mit Blick auf das Ende der Düse 20, wie in Fig. 2 gezeigt, betrachtet werden.
  • Die Effizienz der Düse 20 lässt sich noch steigern, wenn an der Übergangsstelle zwischen dem Körper 21 und dem Ausstoßende 22 eine scharfkantige, ringförmige Schulter 26 vorgesehen wird. Die Schulter 26 entsteht, indem für den Körper 21 ein Innendurchmesser gewählt wird, der geringfügig größer ist als der Innendurchmesser des Ausstoßendes 22. Die Schulter 26 ruft auf dem Weg des Gemisches zu den Öffnungen 25 in dem Gemisch Turbulenzen hervor, die eine weitere Zerstäubung des Flüssigkeitseintrags begünstigen.
  • In der in Fig. 3 und 4 gezeigten Düse 20' sind die Öffnungen 25' in der Weise abgewinkelt, dass die durch die Öffnungen 25' ausgestoßenen, zerstäubten Flüssigkeitsströme auf ihrem Weg stromabwärts von der Düse 20' divergieren. Diese Anordnung erhöht die Effizienz im Vergleich zu einer Düse mit einer einzelnen länglichen Öffnung mit vergleichbarem Querschnitt, jedoch reicht hier die Effizienz nicht an diejenige heran, die mit der Düse 20 in Fig. 1 und 2 zu erzielen ist.
  • Die folgende Tabelle von Werten, wie sie sich aus vergleichenden Versuchen ergeben, bestätigt die Steigerung der Effizienz, die mit der Düse 20' mit zwei divergierenden Öffnungen 25' im Vergleich zu einer identischen Düse mit einer einzelnen Öffnung zu erzielen ist:
  • In obiger Tabelle bezeichnet "Äqu. Gew. Dampf %" den äquivalenten Gewichtsprozentsatz des der Vorrichtung 10 zugeführten Dampfes bezogen auf das Gewicht der Flüssigkeit, berechnet auf der Grundlage der Zufuhrrate der Flüssigkeit. Bei Durchführung der vergleichenden Versuche mit unterschiedlichen Flüssigkeitsdrücken wurde die Zufuhrrate der Flüssigkeit für sämtliche Drücke konstant gehalten, indem der Querschnitt der Einlassöffnung 15 mit zunehmendem Druck verkleinert wurde.
  • Ein Vergleich der oberen vier Datenreihen mit den mittleren vier Reihen macht offensichtlich, dass die Düse 20' mit den zwei divergierenden Öffnungen 25' eine Atomisierung der Flüssigkeit in deutlich feinere Partikel bewirkt als eine Düse mit eine einzelnen Öffnung, obwohl beiden Düsen weitgehend gleiche Mengen von Dampf zugeführt wurden. Die erhöhte Effizienz der Düse 20' ist ferner anhand eines Vergleichs der mittleren vier Datenreihen mit den unteren vier Reihen nachgewiesen, aus dem hervorgeht, dass die Düse 20' mit zwei divergierende Öffnungen 25' im Wesentlichen dieselbe Partikelgröße erzielte, wie eine Düse mit einer einzelnen Öffnung, obwohl der einzelnen Düsenöffnung mehr als die doppelte Menge Dampf zugeführt wurde.
  • In der Düse 20" in Fig. 5 und 6 sind die zwei Öffnungen 25" nicht abgewinkelt, sondern statt dessen zueinander parallel ausgerichtet. Demzufolge werden weitgehend parallele Ströme zerstäubter Flüssigkeit aus den Öffnungen 25" ausgestoßen. Die Düse 20" erreicht nicht die Effizienz der Düse 20', arbeitet aber dennoch effizienter als herkömmliche FCC-Düsen, die eine einzelne Öffnung mit vergleichbarem Querschnitt aufweisen.
  • Anhand von Fig. 7 wird nun eine Feinzerstäuber- und Sprühvorrichtung 10a für katalytisches Wirbelschichtkracken erläutert, die eine abgewandelte Form eines Feinzerstäuberkopfes aufweist, der besonders für Anwendungen geeignet ist, bei denen Flüssigkeitsströme unter verhältnismäßig niedrigem Druck in die Vorrichtung eingeleitet werden. Teile, die den oben beschriebenen ähneln, sind mit entsprechenden Bezugsnummern versehen, denen zur Unterscheidung das Suffix "a" zugefügt ist. Wie in der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung 10, weist der Feinzerstäuberkopf einen Körper 11a auf, in dem eine innere Kammer 12a ausgebildet ist, die einen länglichen Prallzapfen 13a mit einem Ende enthält, das sich in der Nähe der Mitte der Kammer befindet ist. Über einen in Bezug auf das Ende des Prallzapfens 13a gegenüberliegenden Einlass 15a in dem Körper 11a wird unter Druck gesetzte Flüssigkeit in die Kammer 12a eingeleitet. Gleichzeitig wird der Kammer 12a über den Einlass 14a ein Dampfstrahl unter Druck zugeführt, der die Zerkleinerung und Feinzerstäubung des Flüssigkeitsstromes unterstützt.
  • In Übereinstimmung mit einem weiteren Merkmal der Erfindung, um die Zerstäubung der Flüssigkeit insbesondere zu verbessern, wenn der Flüssigkeitsstrom unter verhältnismäßig niedrigem Druck in die Vorrichtung eingeleitet wird, weist der Feinzerstäuberkopf in der Nähe des Prallzapfens 13a einen Hilfseinlass 30 für Gas oder Dampf auf, durch den unter Druck Gas oder Dampf quer zu dem über den Einlass 14a in die Kammer 12a gelangenden, komprimierten Dampfstrom und in genau entgegengesetzter Richtung zu dem Flüssigkeitsstrom, der über den Einlass 15a eingeleitet wird, zugeführt werden kann, um eine weiterführende Zerkleinerung und Atomisierung der Flüssigkeit in extrem feine Partikel zu erzielen.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel steht der Gas/Dampf-Hilfseinlass 30 mit einem im Inneren des Prallzapfens 13a ausgebildeten, axialen Kanal 31 strömungsmäßig in Verbindung. Der axiale Kanal 31 erstreckt sich im Wesentlichen über die Länge des Prallzapfens 13a, endet jedoch kurz vor dessen Ende, das eine weitgehend ebene Praprallfläche 32 bildet. Der Prallzapfen 13a wird in diesem Falle in dem Körper 11a durch eine längliche Buchse 34 getragen, die sich um den Prallzapfen 13a herum und im Wesentlichen über die selbe Länge wie der Prallzapfen 13a in der Kammer 12a erstreckt. Der Prallzapfen 13a weist einen äußeren, ringförmig eingeschnürten Abschnitt auf, der gemeinsam mit einer Innenfläche der Buchse 34 einen ringförmige Kanal 35 um einen Abschnitt des Prallzapfens 13a bildet. Der Prallzapfen 13a ist mit einer Vielzahl von in axialer Richtung beabstandeten, radialen Kanälen 36 versehen, um eine strömungsmäßige Verbindung für den Dampf von dem Einlass 30 her, durch den axialen Zapfenkanal 31, durch den radialen Kanal 36, in axialer Richtung über den ringförmigen Kanal 35 und durch eine vorgegebene Drossel- oder Blendenöffnung 38, die zwischen den abschließenden Enden der Buchse 34 und dem Prallzapfen 13a ausgebildet ist, herzustellen. Der unter Druck in den Einlass 30 eingeleitete Dampf verlässt die Drossel- oder Blendenöffnung 38 in einem nach außen gerichteten, ringförmigen, die Aufprallfläche 32 mantelartig umgebenden Sprühmuster.
  • Es hat sich gezeigt, dass der aus der Drossel- oder Blendenöffnung 38 austretende, komprimierte Dampf die Atomisierung der Flüssigkeit, auch bei Einleitung der Flüssigkeit in die Feinzerstäuberkammer unter wesentlich niedrigerem, als dem hierfür normalerweise benötigten Druck, erheblich verfeinert. Die Vorrichtung 10a hat sich als hocheffizient für die Zerteilung von zugeführten, flüssigen Kohlenwasserstoffströmen erwiesen, wenn der flüssige Strahl unter einem Druck von nur 276 bis 345 kN/m² (40 bis 50 psi) anstelle des normalerweise erforderlichen Flüssigkeitsdruckes von 1035-1380 kN/m² (150-200 psi) eingeleitet wurde. Dem Fachmann ist klr, dass beliebige längliche, rohrförmige Düsen mit unterschiedlich geformten Ausstoßöffnungen, einschließlich der speziell hier offenbarten, in dem Feinzerstäuberkopf der Vorrichtung 10a verwendet werden können.
  • Es wir nun auf Fig. 8 eingegangen, die eine Vorrichtung 10b zum Feinzerstäuben und Versprühen beim Katkracken zeigt, die eine abgewandelte Form eines Feinzerstäuberkopfes enthält, wobei solchen Objekten, die den oben beschriebenen ähneln, entsprechende Bezugszeichen zugewiesen sind, die zur Unterscheidung um das Suffix "b" erweitert sind. Der Feinzerstäuberkopf der Vorrichtung 10b weist einen Einlass 15b tUt flüssigen Kohlenwasserstoff und einen Prallzapfen 13b mit einer Gas/Dampf-Meteringöffnung 38b auf, die im Wesentlichen dem in Verbindung mit Fig. 7 beschrieben Beispiel ähnelt. Die ringförmige, den Prallzapfen 13b umgebende Kammer 35b wird in diesem Beispiel durch eine Ausnehmung in der Innenfläche der Buchse 34b gebildet. Unter Druck in den Einlass 15b eingeleitete Flüssigkeit prallt auf der Aufprallfläche 32b des Prallzapfens 13b auf, um in feine Tröpfchen zerkleinert zu werden. Gleichzeitig trifft ein unter Druck gesetzter Dampfstrahl, der aus der ringförmigen, die Aufprallfläche 32b umgebenden Dampföffnung 38b austritt, auf die von dem Prallzapfen 13b abprallenden Flüssigkeitströpfchen und verteilt diese kraftvoll über die gesamte Misch- und Zerstäubungskammer 12b in dem Körper 11b des Feinzerstäuberkopfes.
  • Bei Ausführung dieses erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels weist die Kammer 12b des Feinzerstäuberkopfes ein geschlossenes stromaufwärts gelegenes Ende auf, das durch eine konkave Innenfläche 40 definiert ist, die dazu geeignet ist, die Flüssigkeitströpfchen in der Kammer 12b kraftvoll in eine stromabwärts gerichtete Richtung abzulenken, um diese weiter mit den aus der Öffnung 38b und dem Einlass 15b eintretenden Dampf- und Flüssigkeitsströmen in Wechselwirkung treten zu lassen, und diese schließlich in Form von gründlich feinzerstäubten Flüssigkeitspartikeln durch die Düse 20b zu leiten. Die konkave Oberfläche 40 weist in diesem Beispiel die Form eines Kugelkalottenfläche auf, deren Mittelachse durch den Schnittpunkt der Längsachse der zylindrischen Kammer 12b des Feinzerstäuberkopfes und der Längsachse des Prallzapfens 13b und des Flüssigkeitseinlasses 15b verläuft.

Claims (19)

1. Vorrichtung für katalytisches Wirbelschichtkracken, zu der gehören:
ein Steigrohr, durch das Gase geleitet werden, eine Zufuhrleitung für flüssigen Kohlenwasserstoff, eine Dampfzufuhrleitung, eine in dem Steigrohr befestigte Sprühvorrichtung, wobei die Sprühvorrichtung eine Düse (20; 20'; 20"; 20a; 20b) mit einem rohrförmigen Körper (21) umfasst, der eine Mittelachse und ein Ausstoßende (22) mit einer konvexen Außenfläche und einer konkaven Innenfläche aufweist, das Ausstoßende (22) im wesentlichen mit der Form eines Ausschnitts einer Kugelfläche übereinstimmt, deren geometrische Mitte auf der Achse liegt, wobei die konkave Innenfläche durch einen Krümmungsradius definiert ist, der nicht größer als der Radius des rohrförmigen Körpers (21) ist, die Zufuhrleitungen für flüssigen Kohlenwasserstoff und für Dampf entsprechende Einlassöffnungen (15; 15a; 15b; 14; 14a; 30; 30b) für die Einleitung von unter Druck gesetzten Strömen von flüssigen Kohlenwasserstoff und Dampf in die Düse (20; 20'; 20"; 20a; 20b) aufweisen, um den flüssigen Kohlenwasserstoff, während sich dieser in der Düse (20; 20'; 20"; 20a; 20b) befindet, zu vermischen und vor zu zerstäuben, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausstoßende (22) mit mehreren Ausstoßöffnungen (25; 25'; 25") ausgebildet ist, die in einer quer zu der Achse verlaufenden Richtung verlängert sind, wobei die Hälfte dieser Öffnungen (25; 25'; 25") auf der einen Seite der Achse und die andere Hälfte der Öffnungen (25; 25'; 25") auf der gegenüberliegenden Seite der Achse angeordnet sind.
2. Vorrichtung für katalytisches Wirbelschichtkracken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausstoßende (22) der Düse (20; 20'; 20"; 20a; 20b) mit zwei Ausstoßöffnungen (25; 25'; 25") versehen ist.
3. Vorrichtung für katalytisches Wirbelschichtkracken nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (25) derart abgewinkelt sind, dass die durch die Öffnungen (25) ausgestoßenen Ströme zerstäubter Flüssigkeit mit wachsendem Abstand von dem Ausstoßende (22) der Düse (20) zueinander konvergieren.
4. Vorrichtung für katalytisches Wirbelschichtkracken nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (25') derart abgewinkelt sind, dass die durch die Öffnungen (25') ausgestoßenen Ströme zerstäubter Flüssigkeit mit wachsendem Abstand von dem Ausstoßende (22) der Düse (20') divergieren.
5. Vorrichtung für katalytisches Wirbelschichtkracken nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (25") in der Weise parallel zueinander liegen, dass die durch die Öffnungen (25") ausgestoßenen Ströme zerstäubter Flüssigkeit sich im Wesentlichen parallel zueinander von dem Ausstoßende (22) der Düse (20") entfernen.
6. Vorrichtung für katalytisches Wirbelschichtkracken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die konkave Innenfläche des Ausstoßendes (22) durch einen Krümmungsdurchmesser definiert ist, der kleiner ist als der Querschnitt des rohrförmigen Körpers (21), wobei an der Nahtstelle des rohrförmigen Körpers (21) und des Ausstoßendes (22) innerhalb der Düse (20; 20'; 20 ;20a; 20b) eine scharfkantige, ringförmige Schulter (26) definiert ist.
7. Vorrichtung für katalytisches Wirbelschichtkracken nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu der Düse (20; 20'; 20"; 20a; 20b) eine innere Misch- und Zerstäubungskammer (12; 12a; 12b), ein Prallzapfen (13; 13a; 13b), der auf einem seiner Enden über eine Prallfläche (17; 32; 32b) verfügt, wobei der Kohlenwasserstoffflüssigkeitseinlass (15; 15a; 15b) dafür eingerichtet ist, flüssigen Kohlenwasserstoff in die Kammer (12; 12a; 12b) und gegen die Prallfläche (17; 32; 32b) des Prallzapfens (13; 13a; 13b) zu leiten, und der Dampfeinlass (14; 14a; 30; 30b) dazu vorgesehen ist, Dampf in die Kammer (12; 12a; 12b) zu leiten, um diesen mit dem flüssigen Kohlenwasserstoff beim Aufprall auf der Prallfläche (17; 32; 32b) zu vermischen.
8. Vorrichtung für katalytisches Wirbelschichtkracken nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampfeinlass (30; 30b) sehr nahe bei dem Prallzapfen (13a; 13b) angeordnet ist, um den Dampf in ein aus der Prallfläche (32; 32b) herausführende Richtung zu leiten, um diesen mit der in die Kammer (12; 12a; 12b) gegen die Prallfläche (32; 32b) geleiteten Kohlenwasserstoffflüssigkeit interagieren zu lassen und diese zu zerstäuben.
9. Vorrichtung für katalytisches Wirbelschichtkracken nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (20a) einen zweiten Dampfeinlass (14a) aufweist, durch den unter Druck gesetzter Dampf in die Kammer (12a) und quer über die Prallfläche (32) des Prallzapfens (13a) geleitet werden kann.
10. Vorrichtung für Katalytisches Wirbelschichtkracken nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampfeinlass (30; 30b) mit einer Dosieröffnung (38; 38b) strömungsmäßig verbunden ist, die so gestaltet ist, dass diese um den Umfang der Prallfläche (32; 32b) herum einen ringförmigen Dampfstrahl entlässt.
11. Vorrichtung für katalytisches Wirbelschichtkracken nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Prallzapfen (13a; 13b) mit einem axialen Kanal (31; 31b) versehen ist, der mit dem Dampfeinlass (30; 30b) strömungsmäßig verbunden ist, und der Prallzapfen (13a; 13b) einen weiteren Kanal (35, 36; 35b, 36b) aufweist, der eine strömungsmäßige Verbindung zwischen dem axialen Kanal (31; 31b) und der Dosieröffnung (38; 38b) herstellt.
12. Vorrichtung für katalytisches Wirbelschichtkracken nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Kanal (35, 36; 35b, 36b) mindestens einen radialen Kanal (36; 36b), der mit dem axialen Kanal (31; 31b) strömungsmäßig verbunden ist, und einen ringförmigen Kanal (35; 35b) aufweist, der eine strömungsmäßige Verbindung zwischen dem radialen Kanal (36; 36b) und der Dosieröffnung (38; 38b) herstellt.
13. Vorrichtung für katalytisches Wirbelschichtkracken nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (20b) an einem stromaufwärts gelegenen Ende (40) geschlossen ist.
14. Vorrichtung für katalytisches Wirbelschichtkracken nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das stromaufwärts gelegene Ende (40) durch eine konkave Innenfläche (40) definiert ist, um die Flüssigkeit in der Kammer (12b) in eine Richtung gegen die Ausstoßöffnungen der Düse (20b) hin zu leiten.
15. Vorrichtung für katalytisches Wirbelschichtkracken nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die konkave innere Oberfläche (40) die Form eines Kugelkuppe aufweist, deren geometrische Zentrallinie durch den Schnittpunkt einer Längsachse der Kammer (12b) mit einer Längsachse des Prallzapfens (13b) verläuft.
16. Vorrichtung für katalytisches Wirbelschichtkracken nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampfeinlass (14; 14a) nahe bei dem Prallzapfen (13; 13a) angeordnet ist, um den Dampf in einer Richtung quer über die Prallfläche (17; 32) des Prallzapfens (13; 13a) zu leiten.
17. Vorrichtung für katalytisches Wirbelschichtkracken nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (25; 25') relativ zu der Achse der Düse (20; 20') beispielsweise um einen Winkel von bis zu ca. zehn Grad abgewinkelt sind.
18. Vorrichtung für katalytisches Wirbelschichtkracken nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die eine der Öffnungen (25; 25') im Wesentlichen als V-Form und die andere Öffnung (25; 25') im Wesentlichen als dazu entgegengesetzte V-Form erscheinen, wenn die Öffnungen (25; 25') gegen das Ende der Düse hin betrachtet werden.
19. Sprühvorrichtung der Vorrichtung für katalytisches Wirbelschichtkracken (10; 10a; 10b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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