JP2002250650A - プロセス流の質量流量及び密度の測定方法 - Google Patents
プロセス流の質量流量及び密度の測定方法Info
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- G—PHYSICS
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- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
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- G01N9/00—Investigating density or specific gravity of materials; Analysing materials by determining density or specific gravity
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- Y10T137/0318—Processes
- Y10T137/0391—Affecting flow by the addition of material or energy
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 簡素な慣用の流量測定要素及び簡素な慣用の
計算中継器により質量流量を測定する方法を提供する。 【解決手段】 水蒸気改質器へ送られる、天然ガス、ナ
フサ、オフガス、LPGまたはこれらの混合物と水素とを
含む炭化水素供給流の質量流量、及び炭素モル流量及び
水蒸気／炭素モル比を制御する方法であって、 −慣用の圧力差流量測定要素によって上記プロセス流を
測定し、 −慣用の渦式流量測定要素を用いて上記の同じプロセス
流を測定し、 −上記の流量測定要素双方からの信号からプロセス流の
質量流量及び密度を、求めること、を含む上記方法。
計算中継器により質量流量を測定する方法を提供する。 【解決手段】 水蒸気改質器へ送られる、天然ガス、ナ
フサ、オフガス、LPGまたはこれらの混合物と水素とを
含む炭化水素供給流の質量流量、及び炭素モル流量及び
水蒸気／炭素モル比を制御する方法であって、 −慣用の圧力差流量測定要素によって上記プロセス流を
測定し、 −慣用の渦式流量測定要素を用いて上記の同じプロセス
流を測定し、 −上記の流量測定要素双方からの信号からプロセス流の
質量流量及び密度を、求めること、を含む上記方法。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、操業条件毎に化学
組成及びそれゆえ密度が顕著に異なり、そして特に、変
動する操業温度にわたって質量流量(mass flow) を一定
に維持する必要のある場合に、プロセス流の質量流量を
測定及び制御することに関する。
組成及びそれゆえ密度が顕著に異なり、そして特に、変
動する操業温度にわたって質量流量(mass flow) を一定
に維持する必要のある場合に、プロセス流の質量流量を
測定及び制御することに関する。
【０００２】また本発明は、プロセス流の密度のオンラ
イン測定にも関する。
イン測定にも関する。
【０００３】本発明の測定法は、僅かな永続的な圧力損
失しか生じさせない。
失しか生じさせない。
【０００４】
【従来技術】質量流量及び密度の測定は、当技術分野で
公知の様々な方法によって行うことができる。
公知の様々な方法によって行うことができる。
【０００５】二つまたはそれ以上の流れの組み合わせを
測定するための一つの方法は、オリフィスによってそれ
ぞれの流れの体積流量を測定し及び各々の流れを分析す
ることによってその分子量を求めることである。しか
し、この方法は、タイムラグがあるために有用性が損な
われる。
測定するための一つの方法は、オリフィスによってそれ
ぞれの流れの体積流量を測定し及び各々の流れを分析す
ることによってその分子量を求めることである。しか
し、この方法は、タイムラグがあるために有用性が損な
われる。
【０００６】更に別の方法は、比重を求める流量測定法
である。この方法はプロセス流の冷却を含み、それゆえ
凝縮が起こるために、この方法は重質の熱ガス、例えば
高められた圧力及び400 ℃のナフサに使用することがで
きない。
である。この方法はプロセス流の冷却を含み、それゆえ
凝縮が起こるために、この方法は重質の熱ガス、例えば
高められた圧力及び400 ℃のナフサに使用することがで
きない。
【０００７】クリオリ(Curioli) 流量測定も一つの可能
性であるが、この方法は250 ℃未満の温度でしか使用で
きず、更に、プロセスのエネルギー消費の増大を招く、
かなりの圧力低下がある。
性であるが、この方法は250 ℃未満の温度でしか使用で
きず、更に、プロセスのエネルギー消費の増大を招く、
かなりの圧力低下がある。
【０００８】ヴァンデル・ヘイデン(Vander Heyden, 米
国特許第5,226,728 号) は、一連の計器及び更にパイプ
ラインから抜き出したサンプルガスを含む、質量流量の
測定方法及びそのための装置を開示しているが、これは
それほど簡素なものではない。
国特許第5,226,728 号) は、一連の計器及び更にパイプ
ラインから抜き出したサンプルガスを含む、質量流量の
測定方法及びそのための装置を開示しているが、これは
それほど簡素なものではない。
【０００９】ヴァンベル・ヘイデン( 米国特許第5,357,
809 号) は、また、パイプラインから抜き出したサンプ
ルガスのエネルギー流量用の一連の部材、配管及び計器
類を含む、比重計を有する体積流量補正器も開示してい
る。それゆえ、この方法による質量流量及び密度の測定
は、付加的な装置を含む。
809 号) は、また、パイプラインから抜き出したサンプ
ルガスのエネルギー流量用の一連の部材、配管及び計器
類を含む、比重計を有する体積流量補正器も開示してい
る。それゆえ、この方法による質量流量及び密度の測定
は、付加的な装置を含む。
【００１０】ローワギー(Louwagie)ら（米国特許第5,89
9,962 号）は、双対のトランスミッターを利用した圧力
差測定法を開示している。この方法では、温度または圧
力信号を受信するためのボスインプットを含むエレクト
ロニックハウジングを有する二つのワイヤートランスミ
ッター、及びセンシングエレクトロニックハウジングに
よって質量流量を測定する。明らかな通り、この方法
は、精巧な圧力差センサーの他に、温度及び圧力信号を
必要とする。
9,962 号）は、双対のトランスミッターを利用した圧力
差測定法を開示している。この方法では、温度または圧
力信号を受信するためのボスインプットを含むエレクト
ロニックハウジングを有する二つのワイヤートランスミ
ッター、及びセンシングエレクトロニックハウジングに
よって質量流量を測定する。明らかな通り、この方法
は、精巧な圧力差センサーの他に、温度及び圧力信号を
必要とする。
【００１１】従来技術における解決策のいずれも、簡素
な慣用の流量測定要素及び簡素な慣用の計算中継器によ
り質量流量を測定するものではない。
な慣用の流量測定要素及び簡素な慣用の計算中継器によ
り質量流量を測定するものではない。
【００１２】
【本発明の要約】本発明は、渦式流量測定及び圧力差デ
バイス測定を組み合わせることによって質量流量及び密
度を測定する方法を提供する。これらの測定方法は、高
い温度及び圧力でも直接使用できる。
バイス測定を組み合わせることによって質量流量及び密
度を測定する方法を提供する。これらの測定方法は、高
い温度及び圧力でも直接使用できる。
【００１３】渦式流量測定は実体積流量を与え、一方、
圧力差デバイス測定は密度に関して補正されて実流量を
与えなければならない。それゆえ、この二種の測定を比
較することによって、密度及び／または質量流量が計
算、指示され、そしてその質量流量信号を次ぎの制御に
使用することができる。
圧力差デバイス測定は密度に関して補正されて実流量を
与えなければならない。それゆえ、この二種の測定を比
較することによって、密度及び／または質量流量が計
算、指示され、そしてその質量流量信号を次ぎの制御に
使用することができる。
【００１４】
【本発明の詳細な説明】本発明は、操業温度が典型的に
は350 〜400 ℃で、操業中に組成及び分子量が著しく変
化するプロセス流の質量流量測定及びオンライン密度測
定のための方法を提供する。
は350 〜400 ℃で、操業中に組成及び分子量が著しく変
化するプロセス流の質量流量測定及びオンライン密度測
定のための方法を提供する。
【００１５】この測定は、二種の流量測定、すなわち渦
式流量測定要素を用いる一つの測定と圧力差測定要素
（これは、典型的には、フローオリフィス、ノゾルまた
はベンチュリフロー要素である）を用いるもう一つの測
定によって行われる。これらの全ての流量要素は、低い
永続的な圧力低下しか招かない。渦式流量要素からの信
号は、体積流量に直接的に関連する。圧力差測定要素か
らの信号は、体積流量とプロセス流の密度に関連する。
それゆえ、これらの二つの測定からの信号を比較するこ
とによって、計算中継器(computing relay) は、プロセ
スガス流の実際の密度及び／または質量流量を見い出
す。
式流量測定要素を用いる一つの測定と圧力差測定要素
（これは、典型的には、フローオリフィス、ノゾルまた
はベンチュリフロー要素である）を用いるもう一つの測
定によって行われる。これらの全ての流量要素は、低い
永続的な圧力低下しか招かない。渦式流量要素からの信
号は、体積流量に直接的に関連する。圧力差測定要素か
らの信号は、体積流量とプロセス流の密度に関連する。
それゆえ、これらの二つの測定からの信号を比較するこ
とによって、計算中継器(computing relay) は、プロセ
スガス流の実際の密度及び／または質量流量を見い出
す。
【００１６】圧力差デバイスは、ノズル、オリフィスま
たはベンチュリであることができるこの装置されたデバ
イスの所での圧力低下を検出する。それによってこのデ
バイスは、密度及び二乗された実体積流量に比例する信
号を与える。渦式流量要素は渦を作り、そしてそれによ
って発生した揺動を測定する。その信号は、実体積流量
に比例する。これは以下のように表すことができる。
たはベンチュリであることができるこの装置されたデバ
イスの所での圧力低下を検出する。それによってこのデ
バイスは、密度及び二乗された実体積流量に比例する信
号を与える。渦式流量要素は渦を作り、そしてそれによ
って発生した揺動を測定する。その信号は、実体積流量
に比例する。これは以下のように表すことができる。
【００１７】Ｓ' ＝ ｋ’×ρ×Ｖ2 Ｓ' は、圧力差デバイスからの信号であり、ｋ' は定
数、ρはプロセス流の密度、そしてＶは、実体積流量で
ある。
数、ρはプロセス流の密度、そしてＶは、実体積流量で
ある。
【００１８】Ｍを質量流量とすると、 Ｍ ＝ ρ×Ｖ であり、そして上記の信号は以下のように表すことがで
きる。
きる。
【００１９】Ｓ' ＝ ｋ' ×Ｍ×Ｖ 渦式流量要素からの信号Ｓ" は、 Ｓ”＝ ｋ”×Ｖ である。
【００２０】信号Ｓ’を信号Ｓ”で割る計算中継器は直
接に質量流量信号を与える。
接に質量流量信号を与える。
【００２１】
【式１】
【００２２】また、計算中継器が、先ず、渦式流量測定
からの信号を二乗する場合は、密度が得られる。
からの信号を二乗する場合は、密度が得られる。
【００２３】
【式２】
【００２４】これは再び、他の関連で有用なパラメータ
ーである分子量に直接関連する。
ーである分子量に直接関連する。
【００２５】この方法によって、重質ガスの場合でさえ
高圧及び高温で質量流量及び密度を測定することができ
る。本発明の各測定要素は、このようなガスに適してい
る。
高圧及び高温で質量流量及び密度を測定することができ
る。本発明の各測定要素は、このようなガスに適してい
る。
【００２６】本発明は、炭化水素供給流が二種またはそ
れ以上の異なるプロセス流から構成されそしてこのよう
なプロセス流の組み合わせがプラントの操業状態毎に変
化し得る場合に、水蒸気改質器へ送られる炭化水素供給
流の質量流量及び密度測定に特に有用である。
れ以上の異なるプロセス流から構成されそしてこのよう
なプロセス流の組み合わせがプラントの操業状態毎に変
化し得る場合に、水蒸気改質器へ送られる炭化水素供給
流の質量流量及び密度測定に特に有用である。
【００２７】改質器容量によっては、改質器供給物中の
炭化水素の質量流量は多かれ少なかれ一定にする必要が
あるが、軽質炭化水素と重質炭化水素の実体積流量に対
する要件はそれぞれ異なる。これは、体積流量よりも質
量流量を制御しなければならないことを意味する。同時
に、エネルギー消費量を最小に抑えるために、流量測定
の永続的な圧力低下を低く維持することも重要である。
炭化水素の質量流量は多かれ少なかれ一定にする必要が
あるが、軽質炭化水素と重質炭化水素の実体積流量に対
する要件はそれぞれ異なる。これは、体積流量よりも質
量流量を制御しなければならないことを意味する。同時
に、エネルギー消費量を最小に抑えるために、流量測定
の永続的な圧力低下を低く維持することも重要である。
【００２８】水蒸気改質器への供給物は水蒸気と炭化水
素との混合物であり、そしてこの混合物は、水蒸気と炭
素との間で固定のモル比を有していなければならない。
炭化水素の分子量は炭素量の良い目安であり、一定の温
度、圧力及び圧縮率において、密度に直接関連する。そ
れゆえ、水蒸気改質器への炭化水素供給流の密度測定は
正確な水蒸気流量を測定するのに有用なパラメーターで
ある。
素との混合物であり、そしてこの混合物は、水蒸気と炭
素との間で固定のモル比を有していなければならない。
炭化水素の分子量は炭素量の良い目安であり、一定の温
度、圧力及び圧縮率において、密度に直接関連する。そ
れゆえ、水蒸気改質器への炭化水素供給流の密度測定は
正確な水蒸気流量を測定するのに有用なパラメーターで
ある。
【００２９】水蒸気改質器へ送る炭化水素供給物は、典
型的には、水素もしくは水素豊富ガスを加えた、天然ガ
ス、オフガス、LPG 、ナフサまたはこれらの混合物であ
ることができる。
型的には、水素もしくは水素豊富ガスを加えた、天然ガ
ス、オフガス、LPG 、ナフサまたはこれらの混合物であ
ることができる。
【００３０】これは、軽質炭化水素及び重質炭化水素か
らなるプロセス流においては、重質炭化水素の体積流量
の僅かな変化は、全体積流量にも僅かな変化しかもたら
さないことを意味する。しかし、この変化は、全質量流
量では比較的大きな変化を意味し、これは改質器の操業
にとって重大である。この変化が流量の漸減である場合
は、体積流量測定は、これを炭化水素流量の顕著な変化
として検出せず、それゆえ、改質器の燃焼が調節されな
いままに改質器は激しく過熱されて、管の短縮された使
用寿命、また更には管の破裂を招く場合がある。
らなるプロセス流においては、重質炭化水素の体積流量
の僅かな変化は、全体積流量にも僅かな変化しかもたら
さないことを意味する。しかし、この変化は、全質量流
量では比較的大きな変化を意味し、これは改質器の操業
にとって重大である。この変化が流量の漸減である場合
は、体積流量測定は、これを炭化水素流量の顕著な変化
として検出せず、それゆえ、改質器の燃焼が調節されな
いままに改質器は激しく過熱されて、管の短縮された使
用寿命、また更には管の破裂を招く場合がある。
【００３１】本発明の測定法によって、炭化水素供給物
の質量流量における主要な変化は即座に検知され、そし
て過熱を防ぐために、相応の対処を適時取ることができ
る。
の質量流量における主要な変化は即座に検知され、そし
て過熱を防ぐために、相応の対処を適時取ることができ
る。
【００３２】密度測定は分子量の変化も即座に検出し、
水蒸気流量を一緒に補正することができる。
水蒸気流量を一緒に補正することができる。
【００３３】
【実施例】例１ プロセス供給物が天然ガスまたはナフサの場合は、天然
ガスまたはナフサの可能な供給流量は以下の通りとなり
得る： 天然ガス ナフサ 体積流量、Nm3/h 31,430 8,698 質量流量、kg/h 22,735 21,857 これらの数値から、31430 Nm3/h の天然ガスを維持する
体積流量制御器は8698Nm3/h のナフサを維持しないが、
22735 kg/hの天然ガスを維持する質量流量制御器は、ナ
フサ流量をも維持することが分かる。 例２ それぞれ109.36及び2.03の分子量を有する21468 kg/hの
重質ナフサ及び389.3 kg/hの水素からなる改質器供給
物。これは、4400 Nm3/hのナフサ及び4298 Nm3/hの水素
に相当する。
ガスまたはナフサの可能な供給流量は以下の通りとなり
得る： 天然ガス ナフサ 体積流量、Nm3/h 31,430 8,698 質量流量、kg/h 22,735 21,857 これらの数値から、31430 Nm3/h の天然ガスを維持する
体積流量制御器は8698Nm3/h のナフサを維持しないが、
22735 kg/hの天然ガスを維持する質量流量制御器は、ナ
フサ流量をも維持することが分かる。 例２ それぞれ109.36及び2.03の分子量を有する21468 kg/hの
重質ナフサ及び389.3 kg/hの水素からなる改質器供給
物。これは、4400 Nm3/hのナフサ及び4298 Nm3/hの水素
に相当する。
【００３４】水素流量を30％増加すると、このプロセス
流の分子量は56.32 から49.32 に変化する。
流の分子量は56.32 から49.32 に変化する。
【００３５】圧力差流量要素からの信号を受ける流量制
御器は、元々の信号と同一の信号に相当する9295 Nm3/h
に流量を変化させる。すなわち、ρＶ2 を維持する。
御器は、元々の信号と同一の信号に相当する9295 Nm3/h
に流量を変化させる。すなわち、ρＶ2 を維持する。
【００３６】これによって、ナフサの質量流量が７％減
少する。質量流量測定からの信号を受ける質量制御器
は、21857.3 kg/hの全流量を維持し、この際これは2135
7 kg/hのナフサ流量に相当する。すなわち僅か0.5 ％し
か減少しない。 例３ 本発明の使用の一態様は、図１に示す通り、改質器への
質量流量を制御することである。
少する。質量流量測定からの信号を受ける質量制御器
は、21857.3 kg/hの全流量を維持し、この際これは2135
7 kg/hのナフサ流量に相当する。すなわち僅か0.5 ％し
か減少しない。 例３ 本発明の使用の一態様は、図１に示す通り、改質器への
質量流量を制御することである。
【００３７】改質器への炭化水素供給物は、炭化水素１
と水素２との混合物である。炭化水素の組成及び炭化水
素流量と水素流量との比の両方とも、操業状況毎に変化
し得る。先ず、組み合わされた供給物流３をフローオリ
フィス４で測定し、これにより、質量流量(kg/h)と実体
積流量(m3/h)との積に比例する信号５が得られる。更に
下流では、プロセス流が渦式流量要素６中を通ってお
り、このデバイスが、実体積流量(m3/h)に比例する信号
７を与える。信号５及び６は計算中継器８に入力され、
ここで、信号５が信号７で割られ、質量流量(kg/h)であ
る信号９を与える。信号９は、流量弁の位置を制御する
流量制御器10で使用される。 例４ 本発明の使用の一態様は、図２に示す通り、改質器への
モル炭素流量を制御することである。
と水素２との混合物である。炭化水素の組成及び炭化水
素流量と水素流量との比の両方とも、操業状況毎に変化
し得る。先ず、組み合わされた供給物流３をフローオリ
フィス４で測定し、これにより、質量流量(kg/h)と実体
積流量(m3/h)との積に比例する信号５が得られる。更に
下流では、プロセス流が渦式流量要素６中を通ってお
り、このデバイスが、実体積流量(m3/h)に比例する信号
７を与える。信号５及び６は計算中継器８に入力され、
ここで、信号５が信号７で割られ、質量流量(kg/h)であ
る信号９を与える。信号９は、流量弁の位置を制御する
流量制御器10で使用される。 例４ 本発明の使用の一態様は、図２に示す通り、改質器への
モル炭素流量を制御することである。
【００３８】改質器供給物は、天然ガス１、ナフサ２及
び水素３の混合物からなり得る。先ず、組み合わされた
供給物流４はオリフィス５中を流れ、密度と二乗した実
体積流量との積に比例する信号６を与える。更に下流で
は、プロセスガスが渦式流量要素７中に送られ、実体積
流量に比例する信号８を与える。計算中継器９は、二乗
された信号８で信号６を割り、プロセス流の密度に比例
する新たな信号10を与える。この信号10は、第二の計算
中継器11に送られる。各供給物流及びその混合物の組成
が既知の場合は、炭素数と密度との関係を導き出すこと
ができる。密度と炭素数とのこの導き出された関係、そ
れと圧力及び温度の調節可能な入力パラメーター並びに
実体積流量の信号14により、中継器11が、改質器への炭
素のモル流量の計算が可能となり、信号15を与える。こ
の信号15は、改質器へ送られるモル炭素供給量を維持す
る流量制御器16で使用される。
び水素３の混合物からなり得る。先ず、組み合わされた
供給物流４はオリフィス５中を流れ、密度と二乗した実
体積流量との積に比例する信号６を与える。更に下流で
は、プロセスガスが渦式流量要素７中に送られ、実体積
流量に比例する信号８を与える。計算中継器９は、二乗
された信号８で信号６を割り、プロセス流の密度に比例
する新たな信号10を与える。この信号10は、第二の計算
中継器11に送られる。各供給物流及びその混合物の組成
が既知の場合は、炭素数と密度との関係を導き出すこと
ができる。密度と炭素数とのこの導き出された関係、そ
れと圧力及び温度の調節可能な入力パラメーター並びに
実体積流量の信号14により、中継器11が、改質器への炭
素のモル流量の計算が可能となり、信号15を与える。こ
の信号15は、改質器へ送られるモル炭素供給量を維持す
る流量制御器16で使用される。
【００３９】Ｔを°Ｋの絶対温度、Ｐをatm の絶対圧
力、Ｖをm3/hの実体積流量、C n を、炭化水素供給物キ
ロモル当たりの炭素キロモルの炭素数、そしてＦc を、
１時間当たりの炭素キロモルの炭素流量とすると、計算
中継器で使用される上記関係は以下のように表すことが
できる。
力、Ｖをm3/hの実体積流量、C n を、炭化水素供給物キ
ロモル当たりの炭素キロモルの炭素数、そしてＦc を、
１時間当たりの炭素キロモルの炭素流量とすると、計算
中継器で使用される上記関係は以下のように表すことが
できる。
【００４０】
【式３】
【００４１】
【式４】
【００４２】Ｃn は密度の関数である。上記は、理想気
体を仮定した。 例５ 本発明の使用の一態様は、図３に示す通り、水蒸気改質
器への水蒸気／炭素モル比を制御することである。
体を仮定した。 例５ 本発明の使用の一態様は、図３に示す通り、水蒸気改質
器への水蒸気／炭素モル比を制御することである。
【００４３】先ず、改質器炭化水素供給物１はオリフィ
ス５中を流れ、密度と二乗した実体積流量との積に比例
する信号６を与える。更に下流では、プロセスガスが渦
式流量要素７中に送られ、実体積流量に比例する信号８
を与える。計算中継器９は、二乗した信号８で信号６を
割り、プロセス流の密度に比例する新しい信号10を与え
る。この信号10は第二の計算中継器11に送られ、そこ
で、密度と炭素数との関係が確立される。この関係、そ
れと圧力及び温度の入力パラメーター並びに実体積流量
の信号14により、中継器11が改質器への炭素モル流量の
計算が可能となり、信号15を与える。
ス５中を流れ、密度と二乗した実体積流量との積に比例
する信号６を与える。更に下流では、プロセスガスが渦
式流量要素７中に送られ、実体積流量に比例する信号８
を与える。計算中継器９は、二乗した信号８で信号６を
割り、プロセス流の密度に比例する新しい信号10を与え
る。この信号10は第二の計算中継器11に送られ、そこ
で、密度と炭素数との関係が確立される。この関係、そ
れと圧力及び温度の入力パラメーター並びに実体積流量
の信号14により、中継器11が改質器への炭素モル流量の
計算が可能となり、信号15を与える。
【００４４】改質器水蒸気供給物２はオリフィス３中を
流れ、密度と二乗した実体積流量との積に比例する信号
４を与える。信号４は流量制御器16に送られる。流量制
御器16は、分子量、圧力及び温度が既知でかつ一定であ
るので、キロモル／ｈで表される流量の信号17を計算中
継器18に送る。計算中継器18は、１時間当たりの炭化水
素供給物キロモルの信号15をも受け取り、水蒸気／炭素
比を与え、その信号19を流量制御器20に送る。この流量
制御器20は、水蒸気流量を制御することによって改質器
への水蒸気／炭素比を制御する。
流れ、密度と二乗した実体積流量との積に比例する信号
４を与える。信号４は流量制御器16に送られる。流量制
御器16は、分子量、圧力及び温度が既知でかつ一定であ
るので、キロモル／ｈで表される流量の信号17を計算中
継器18に送る。計算中継器18は、１時間当たりの炭化水
素供給物キロモルの信号15をも受け取り、水蒸気／炭素
比を与え、その信号19を流量制御器20に送る。この流量
制御器20は、水蒸気流量を制御することによって改質器
への水蒸気／炭素比を制御する。
【００４５】Ｔを°Ｋの絶対温度、Ｐをatm の絶対圧
力、Ｖをm3/hの実体積流量、Ｃn を、炭化水素供給物１
キロモル当たりの炭素キロモルの炭素数、そしてＦ
C を、１時間当たりの炭素キロモルの炭素流量とする
と、上記計算中継器で使用される関係は以下のように表
すことができる。
力、Ｖをm3/hの実体積流量、Ｃn を、炭化水素供給物１
キロモル当たりの炭素キロモルの炭素数、そしてＦ
C を、１時間当たりの炭素キロモルの炭素流量とする
と、上記計算中継器で使用される関係は以下のように表
すことができる。
【００４６】炭素流量 Ｆc ＝Ｃn ×(V/22.414)×Ｐ×(273/T) Ｃn は、密度の関数である。上記は、理想気体を仮定す
る。
る。
【００４７】水蒸気のモル流量は、以下のように表すこ
とができる。
とができる。
【００４８】 Ｆst＝（Ｖst／22.414）×Ｐst×(273/Tst) ここで、Ｖstは、オリフィス測定から得られる実体積水
蒸気流量であり、そしてＰst、Ｔstは、既知でかつ一定
の水蒸気条件である。
蒸気流量であり、そしてＰst、Ｔstは、既知でかつ一定
の水蒸気条件である。
【００４９】水蒸気／炭素比は Ｒ＝Ｆst／Ｆc である。
【図１】図１は、改質器へ送られる質量流量を制御する
例を示す。
例を示す。
【図２】図２は、改質器へ送られるモル炭素流量を制御
する例を示す。
する例を示す。
【図３】図３は、改質器へ送られる水蒸気／炭素のモル
比を制御する例を示す。
比を制御する例を示す。
【符号の説明】（図１中） １→炭化水素； ２→水素； ３→１と２の合流； ４
→フローオリフィス；５→信号； ６→渦式流量要素；
７→信号； ８→計算中継器； ９→信号；10→流量
制御器（図２中） １→天然ガス； ２→ナフサ； ３→水素； ４→１〜
３の合流； ５→オリフィス； ６→信号； ７→渦式
流量要素； ８→信号； ９→計算中継器； 10→信
号； 11→計算中継器； 12、13→温度、圧力の入力パ
ラメーター； 14→信号； 15→信号； 16→流量制御
器（図３中） １→炭化水素供給物； ２→水蒸気供給物； ３→オリ
フィス； ４→信号；５→オリフィス； ６→信号；
７→渦式流量要素； ８→信号； ９→計算中継器；
10→信号； 11→計算中継器； 14→信号； 15→信
号； 16→流量制御器； 17→信号； 18→計算中継
器； 19→信号； 20→流量制御器
→フローオリフィス；５→信号； ６→渦式流量要素；
７→信号； ８→計算中継器； ９→信号；10→流量
制御器（図２中） １→天然ガス； ２→ナフサ； ３→水素； ４→１〜
３の合流； ５→オリフィス； ６→信号； ７→渦式
流量要素； ８→信号； ９→計算中継器； 10→信
号； 11→計算中継器； 12、13→温度、圧力の入力パ
ラメーター； 14→信号； 15→信号； 16→流量制御
器（図３中） １→炭化水素供給物； ２→水蒸気供給物； ３→オリ
フィス； ４→信号；５→オリフィス； ６→信号；
７→渦式流量要素； ８→信号； ９→計算中継器；
10→信号； 11→計算中継器； 14→信号； 15→信
号； 16→流量制御器； 17→信号； 18→計算中継
器； 19→信号； 20→流量制御器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F030 CA04 CC11 CD08 CD15 CE04 2F035 JB03 JB04
Claims (1)
- 【請求項１】・水蒸気改質器へ送られる、天然ガス、ナ
フサ、オフガス、LPG またはこれらの混合物と水素とを
含む炭化水素供給流の質量流量； 及び ・水蒸気改質器へ送られる、天然ガス、ナフサ、オフガ
ス、LPG またはこれらの混合物と水素とを含む炭化水素
供給流の炭素モル流量 [ ここで、この炭素モル流量は、Ｆc ＝Ｃn ×(V/22.41
4)×Ｐ×(273/T) として求められる(Cn は密度の関
数)]； 及び ・水蒸気改質器へ送られる供給物流の水蒸気／炭素モル
比 [ ここで、水蒸気及び炭素のそれぞれのモル流量は、Ｆ
st＝（Ｖst／22.414）×Ｐst×（273 ／Ｔst）及びＦc
＝Ｃn ×（Ｖ／22.414）×Ｐ×（273/T）として求めら
れ(Cn は密度の関数) 、プロセス流の質量流量及び密度
のオンライン測定によって水蒸気／炭素モル比Ｒ＝Ｆst
／Ｆc を与える] ；を制御する方法であって、 − 慣用の圧力差流量測定要素によって上記プロセス流
を測定し、信号Ｓ’＝ｋ’×ρ×Ｖ2 を与えること； − 慣用の渦式流量測定要素を用いて上記の同じプロセ
ス流を測定し、信号Ｓ”＝ｋ”×Ｖを与えること； 及
び − 上記の流量測定要素双方からの信号からプロセス流
の質量流量及び密度を、 上記の式並びにＭ＝ρ×ＶによってＳ’／Ｓ”＝ｋ×ρ
×Ｖ＝ｋ×Ｍ及びＳ’／（Ｓ”）2 ＝ｋ×ρとして求め
ること、を含む上記方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DKPA200001832 | 2000-12-06 | ||
| DK200001832 | 2000-12-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002250650A true JP2002250650A (ja) | 2002-09-06 |
Family
ID=8159890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001371780A Withdrawn JP2002250650A (ja) | 2000-12-06 | 2001-12-05 | プロセス流の質量流量及び密度の測定方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20020096208A1 (ja) |
| EP (1) | EP1213566A3 (ja) |
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| CN (1) | CN1357752A (ja) |
| CA (1) | CA2364280A1 (ja) |
| RU (1) | RU2001132745A (ja) |
| ZA (1) | ZA200109739B (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007530951A (ja) * | 2004-03-25 | 2007-11-01 | ローズマウント インコーポレイテッド | 簡略化された流体物性測定法 |
| JP2009014533A (ja) * | 2007-07-05 | 2009-01-22 | Yokogawa Electric Corp | 熱式流量計 |
| JP2013072602A (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Miura Co Ltd | ボイラの蒸気量計測方法，ボイラの負荷分析方法，ボイラの蒸気量計測装置およびボイラの負荷分析装置 |
| JP2015510137A (ja) * | 2012-03-13 | 2015-04-02 | マイクロ モーション インコーポレイテッド | 間接的質量流量センサ |
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|---|---|---|---|---|
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| DE102007030691A1 (de) | 2007-06-30 | 2009-01-02 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Meßsystem für ein in einer Prozeßleitung strömendes Medium |
| DE102007030700A1 (de) | 2007-06-30 | 2009-05-07 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Meßsystem für ein in einer Prozeßleitung strömendes Medium |
| DE102007030699A1 (de) | 2007-06-30 | 2009-01-15 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Meßsystem für ein in einer Prozeßleitung strömendes Medium |
| DE102007030690A1 (de) | 2007-06-30 | 2009-05-07 | Endress + Hauser Flowtec Ag | Meßsystem für ein in einer Prozeßleitung strömendes Medium |
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| EP2723677B1 (en) | 2011-06-27 | 2015-07-15 | Air Products and Chemicals, Inc. | Method of operating a catalytic steam-hydrocarbon reformer |
| US9409773B2 (en) | 2014-11-10 | 2016-08-09 | Air Products And Chemicals, Inc. | Steam-hydrocarbon reforming process |
| US9933408B2 (en) | 2014-11-10 | 2018-04-03 | Air Products And Chemicals, Inc. | Method for characterizing the hydrocarbon content of a reformate stream |
| JP6600854B2 (ja) * | 2016-08-24 | 2019-11-06 | 株式会社フジキン | 圧力式流量制御装置、その流量算出方法および流量制御方法 |
| CN114428035B (zh) * | 2020-09-29 | 2024-05-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种测量天然气水合物流动过程中密度变化的装置及方法 |
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|---|---|---|---|---|
| US3785204A (en) * | 1972-04-06 | 1974-01-15 | Exxon Research Engineering Co | Mass flow meter |
| US5152181A (en) * | 1990-01-19 | 1992-10-06 | Lew Hyok S | Mass-volume vortex flowmeter |
| JP2646788B2 (ja) * | 1990-03-13 | 1997-08-27 | 三菱電機株式会社 | 水蒸気流量測定装置 |
| US6758101B2 (en) * | 2001-06-04 | 2004-07-06 | Micro Motion, Inc. | Steam to carbon ratio control in steam reforming of hydrocarbons |
-
2001
- 2001-11-12 EP EP01126857A patent/EP1213566A3/en not_active Withdrawn
- 2001-11-27 ZA ZA200109739A patent/ZA200109739B/xx unknown
- 2001-12-03 US US10/006,944 patent/US20020096208A1/en not_active Abandoned
- 2001-12-05 CA CA002364280A patent/CA2364280A1/en not_active Abandoned
- 2001-12-05 RU RU2001132745/12A patent/RU2001132745A/ru not_active Application Discontinuation
- 2001-12-05 JP JP2001371780A patent/JP2002250650A/ja not_active Withdrawn
- 2001-12-06 CN CN01142749A patent/CN1357752A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007530951A (ja) * | 2004-03-25 | 2007-11-01 | ローズマウント インコーポレイテッド | 簡略化された流体物性測定法 |
| JP2009014533A (ja) * | 2007-07-05 | 2009-01-22 | Yokogawa Electric Corp | 熱式流量計 |
| JP2013072602A (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Miura Co Ltd | ボイラの蒸気量計測方法，ボイラの負荷分析方法，ボイラの蒸気量計測装置およびボイラの負荷分析装置 |
| JP2015510137A (ja) * | 2012-03-13 | 2015-04-02 | マイクロ モーション インコーポレイテッド | 間接的質量流量センサ |
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|---|---|
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| ZA200109739B (en) | 2002-09-11 |
| RU2001132745A (ru) | 2003-07-27 |
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