JP2018513892A - 炭化水素転化プロセスにおける混合のための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (19)
- 超臨界反応器内における、前記超臨界反応器の上流の連続ミキサーによって生じる完全に混合された流れの炭化水素転化のための方法であって:
加熱炭化水素流を、前記連続ミキサーの横断軸と平行な前記連続ミキサーの炭化水素入口に導入するステップであって、前記加熱炭化水素流が、水の臨界圧よりも高い圧力および30℃から150℃の間の温度を有するステップと;
前記連続ミキサーの複数の流体ポートを通じて超臨界流体を注入するステップであって、前記複数の流体ポートが、前記横断軸に沿って配列されたポート配列で配置され、前記複数の流体ポートの各流体ポートが、あるポート体積流量を有し、前記超臨界流体が、水の臨界圧よりも高い圧力および水の臨界温度よりも高い温度を有するステップと;
前記加熱炭化水素流および超臨界流体を前記連続ミキサー内で混合させて、完全に混合された流れを生じるステップであって、ミキサー内流れ中の超臨界流体対炭化水素の体積比が、前記ミキサー内流れが前記複数の流体ポートの前記流体ポートのそれぞれを通過し、かつ前記ミキサー内流れが超臨界流体のさらなる注入を受け入れるにつれて高くなり、前記完全に混合された流れが、炭化水素および超臨界流体を含み、前記完全に混合された流れが、混合された温度を有するステップと;
前記完全に混合された流れを、水の臨界圧を上回る圧力および水の臨界温度を上回る温度に維持された超臨界反応器に移すステップであって、前記完全に混合された流れ中の前記炭化水素が、前記超臨界反応器内で炭化水素転化反応を経て、排出流を生じるステップと;
前記排出流を生成物交換器内で冷却して、冷却された排出物を生じるステップであって、前記生成物交換器が、水の臨界温度を下回る温度まで前記排出流を冷却して、前記冷却された排出物を生じるように構成されたステップと;
前記冷却された排出物を減圧弁内で減圧して、生成物流を生じるステップであって、前記減圧弁が、水の臨界圧を下回る圧力まで前記冷却された排出物の圧力を減らして、前記生成物流を生じるように構成されたステップと;
気液生成物分離器内の前記生成物流を分離して、気相生成物および液相生成物を生じるステップと;
液体生成物分離器内の前記液相生成物を分離して、アップグレードされた炭化水素流および回収された流体流れを生じるステップとを含む方法。 - 前記連続ミキサーが:
ある入口直径を有する前記炭化水素入口に物理的に接続された本体と;
前記本体に物理的に接続された、ある出口直径を有する混合された流れ出口と;
前記本体の中心を通って前記炭化水素入口から前記混合された流れ出口まで延びる前記横断軸と;
前記横断軸に対して垂直な断面軸と;
各流体ポートが、あるポート直径を有し、各流体ポートが、あるポート角度を有する、前記本体に流体的に接続された前記複数の流体ポートとをさらに含む請求項1に記載の方法。 - 前記超臨界流体が水である請求項1または2に記載の方法。
- 前記ポート配列が、直線インライン、直線横断、千鳥横断、らせんパターンおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ポート角度が1deg.から90deg.の間である請求項2に記載の方法。
- 前記連続ミキサーが、前記複数の流体ポートのそれぞれの間に設置された制流板をさらに含む請求項2に記載の方法。
- 前記制流板が、オリフィスを有するオリフィスプレイスである請求項6に記載の方法。
- 前記混合された温度が、150℃から400℃の間である請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
- 加熱炭化水素流および超臨界流体を混合して、超臨界反応器の上流の完全に混合された流れを生じるための連続ミキサーであって:
ある本体長さおよびある本体直径を有する本体と;
前記加熱炭化水素流が通って前記連続ミキサーに導入される、前記本体に物理的に接続された、ある入口直径を有する炭化水素入口と;
前記本体に物理的に接続され、かつ前記超臨界反応器に流体的に接続され、ある出口直径を有する混合された流れ出口と;
前記本体の中心を通って前記炭化水素入口から前記混合された流れ出口まで延びる横断軸と;
前記横断軸に対して垂直な断面軸と;
前記本体に物理的に接続された複数の流体ポートであって、前記複数の流体ポートが、前記横断軸に沿って配列されたポート配列で配置され、前記複数の流体ポートの各流体ポートが、あるポート直径を有し、各流体ポートが、あるポート角度を有し、前記超臨界流体が、前記複数の流体ポートを通じて注入される複数の流体ポートとを含む連続ミキサー。 - 前記ポート配列が、直線インライン、直線横断、千鳥横断、らせんパターンおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される請求項9に記載の連続ミキサー。
- 前記ポート角度が1deg.から90deg.の間である請求項9または10に記載の連続ミキサー。
- 前記連続ミキサーが、前記複数の流体ポートのそれぞれの間に設置された制流板をさらに含む請求項9〜11のいずれか一項に記載の連続ミキサー。
- 前記制流板が、オリフィスを有するオリフィスプレイスである請求項10に記載の連続ミキサー。
- 前記混合された温度が、150℃から400℃の間である請求項9〜13のいずれか一項に記載の連続ミキサー。
- 前記本体直径が0.1インチよりも大きい請求項9〜14のいずれか一項に記載の連続ミキサー。
- 前記本体長さが0.5インチよりも長い請求項9〜15のいずれか一項に記載の連続ミキサー。
- 前記入口直径が前記ポート直径よりも大きい請求項9〜16のいずれか一項に記載の連続ミキサー。
- 混合チャンバーが、前記複数の流体ポートのうちの2つの間に位置する請求項9〜17のいずれか一項に記載の連続ミキサー。
- アップグレードされた炭化水素流を生じるためのシステムであって:
炭化水素入口を通じて加熱炭化水素流を受け入れるように構成され、かつ複数の流体ポートを通じて超臨界流体を受け入れるように構成されて、炭化水素および超臨界流体を含む完全に混合された流れを生じる連続ミキサーであって:
ある本体長さおよびある本体直径を有し、前記加熱炭化水素流および前記超臨界流体が前記本体内で混合して、前記完全に混合された流れを生じる本体と;
前記本体に物理的に接続された、ある入口直径を有する前記炭化水素入口と、
前記本体に物理的に接続され、かつ前記超臨界反応器に流体的に接続され、ある出口直径を有する混合された流れ出口と、
前記本体の中心を通って前記炭化水素入口から前記混合された流れ出口まで延びる横断軸と、および
前記本体に物理的に接続された複数の流体ポートであって、前記複数の流体ポートが、前記横断軸に沿って配列されたポート配列で配置され、前記複数の流体ポートの各流体ポートが、あるポート直径を有し、各流体ポートが、あるポート角度を有し、前記超臨界流体が、前記複数の流体ポートを通じて注入される複数の流体ポートとを含む連続ミキサーと;
前記連続ミキサーに流体的に接続された、排出流を生じるように構成された超臨界反応器と;
前記超臨界反応器に流体的に接続された、水の臨界温度を下回る温度まで前記排出流を冷却して、冷却された排出物を生じるように構成された生成物交換器と;
前記生成物交換器に流体接続された、前記冷却された排出物の圧力を、水の臨界圧を下回る圧力まで減らして、生成物流を生じるように構成された減圧弁と;
前記減圧弁に流体的に接続された、前記生成物流を分離して、気相生成物および液相生成物を生じるように構成された気液生成物分離器と;
前記気液分離器に流体接続された、前記アップグレードされた炭化水素流および回収された流体流れを生じるように構成された液体生成物分離器であって、前記アップグレードされた炭化水素流とを含むシステム。
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