JPH01222110A - 2相供給ノズルの音響式監視 - Google Patents

2相供給ノズルの音響式監視

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JPH01222110A
JPH01222110A JP63311804A JP31180488A JPH01222110A JP H01222110 A JPH01222110 A JP H01222110A JP 63311804 A JP63311804 A JP 63311804A JP 31180488 A JP31180488 A JP 31180488A JP H01222110 A JPH01222110 A JP H01222110A
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  • Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は流動床反応またはトランスファーライン中の供
給物霧化を監視及び調節するための方法に関する。流動
床及びトランスファーラインに依存する石油化学的方法
には、“流動床コーキングまたは“フレキシコーキング
と呼ばれる方法に於ける重油の熱分解、及び“接触分解
”または“キャットクラッキング(cat−crack
ing)”と呼ばれる方法に於ける複雑な炭化水素の接
触分解が含まれる。かかる方法は現代の製油所の主成分
であり、精油所ではこれらの方法を用いてますます困難
な原料油を大きい付加価値の石油生成物へ転化する。
流動床コーキングまたは接触分解の両方の1つの重要な
成分は供給ノズルである。供給ノズルは約150μmの
コークス粒子(流動床コーキング)上または約60μm
触媒粒子(接触分解)上に薄い均一な油層の分散を可能
にするために重油を微細に霧化するように設計される。
製油所の多年運転サイクルを通してこれら供給ノズルの
性能を維持することは作動安定性及び高価値生成物収量
にとって極めて重要である。しかし、これらの供給ノズ
ルの性能の維持は数種の因子によって複雑になる可能性
がある。例えば、供給ノズルへの油供給物は典型的に非
常に粘稠であり、油の組成は非常に変化しやすい。これ
らの条件下では、油供給物の温度の小さな変化がノズル
の作動に劇的な影響を与えることがあり得る。さらに、
供給ノズルは粒子による侵食とプロセス析出物による目
詰まりの両方が供給ノズルの作動に悪影響を与える苛酷
な環境中に挿入される。その上、供給ノズルは通常多数
の供給ノズルに供給するマニホルドから供給物及びスチ
ームを受けとる。これらの環境下では、各ノズルがその
特別なノズルを監視することなく所望の流れを確実に運
んでいるようにすることは不可能でないとしても困難で
ある。
等しく重要なことは流動床コーキング及び接触分解に用
いられる供給ノズルは非理想流体すなわちスチームと重
油との2相混合物を含む。これらの混合物の非理想性の
ため、供給ノズルは典型的。
に多数の流れ様式で作動する。これらの範囲は、スチー
ムと油とが微細に混合されて所望の霧化を与える所望の
安定な流れ様式から、スチームと油とがほとんど混合し
ない状態(″スランキング″″)でノズル中を交互に通
過する望ましくない流れ様式まである。
供給ノズルとしての所望の流れ特性を得ることに含まれ
る主要因子の2つは(1)重油と共に供給ノズル中へ注
入されるスチームの量及び(2)供給ノズルへの重油の
供給圧力である。重油供給ノズルに於けるスチームの使
用は2つの機能を果たす。第一には、供給物油がノズル
から除去されるとき供給ノズルが詰まらないように清浄
に保つ。第二に、かつ最も重要なことには、スチームは
重油供給物を微細滴に分散させて供給物油とコークスま
たは触媒粒子との間の接触を改良する。スチームは高度
圧縮成分を油中へ導入するので、その存在はスチーム/
油混合物の流体力学に大きな影響を与え、従って供給ノ
ズル設計に高度の不確実性を導入する。特別なノズル設
計に用いられるスチーム体積対油体積の比は所望の供給
ノズル流れ特性を得るための重要因子である。このスチ
ーム対油比は供給動粘度を含む多数の異なる作動条件に
よって影響され得る。重油供給物の供給圧力はノズル流
れ特性ならびに通常の油マニホルドで供給される供給ノ
ズルの流れ不安定性に大きな影響を与え得る。
一般に、設計された供給物霧化を得、かつ維持すること
は困難な仕事でありかつ主要なことである。流動床コー
カーに於て、不良な霧化は直ちに局部的脱流勧化及び大
集合体の生成に導き、循環を減少させる可能性がある。
極端な場合、非常に多くの集合体が生成するので、全床
がつぶれてしまう可能性がある。不良な供給物霧化はコ
ーカー中での過度の壁ケーキの累積の原因とも考えられ
る。運転を制限するプロセスの“アプセット(upse
ts)  ”は、しばしば大きなコークス塊が砕かれて
循環系の重要な領域中へ落下しかつ流れを不通にする結
果である。接触分解装置では、供給物霧化がプロセス収
率及び生成物組成に直接影響を与える。
最近まで、供給ノズルが所望の流れ様式で作動しており
かつ供給物及びプロセス条件の変化の下でその状態を維
持していることを保証するのは試行錯誤の問題であった
。例えば、ノズルを日常的に“ロッデッド・アウト(r
odded out)″または機械的にクリーニングす
ることができた。流れの直接的監視装置がなかったので
、ノズルの流れ様式を作動単位で立証する方法はなかっ
た。今回、供給ノズルの振動監視(本特許出願中では受
動型音響式ノズル監視と称す)がノズルを出る流動状態
についての定量情報を与え得ることを発見し、これが本
特許出願の主題である。良好に霧化するノズルは、詰ま
っている。あるいはスラグ流れを示すノズルから容易に
識別される。受動型音響式ノズル監視の技術に基づいて
、流動床コーカーまたは接触分解装置の作業員は所望の
作業条件を回復させるために適当な措置をとることがで
きる。
これらの措置には、油とスチームの相対比を変化させる
こと、ノズルのロッディング(rodding)または
クリーニング・アウト(cleaning out) 
、あるいは“悪いノズル”を供給物分配系から隔離する
ことが含まれる。
光凱■叉W 本発明は、液体と気体との混合物をプロセス容器中へ注
入する供給ノズルの現行作動状態をノズルの自然発生エ
ネルギーを用いて非侵入的に測定して認識できる振動共
鳴のサインをつくり上げ、このサインを次に供給ノズル
の所望の作動状態の振動サインと比較することができる
受動型音響式方法である。もし有意の差があるならば、
ノズルのクリーニングまたは液体と気体との相対比率の
変化のような補正措置を講することができる。ノズルを
その所望の作動状態へ戻すためのかかる補正措置の影響
は同じ受動型音響式方法を繰返すことによって立証され
る。この方法はノズルがその作動中に発生する自然発生
振動を感知するので受動的音響式方法である。石油化学
工業にとって関心のある多ぐの商業的状況では、ノズル
が注入しつつある供給物は油とスチームとからなる。し
かし、本発明は、スラリーのような粒子含有液体を含む
気体−液体混合物を搬送する注入ノズルを通して特定の
流動条件を保つことが重要である場合及びオリフィス制
限系のように気体供給の信頼性が不良であり得る場合の
任意の状況下でのより広い適用を有する。本発明は、ノ
ズルが共通のマニホルドによって供給されかつノズルへ
の配管が経済的制限のために複雑であるマニホルド系に
特に適用可能である。これらの環境下では、個々の監視
及び“同調”なしに各ノズルを通る特定の流れを得るこ
とは不可能ではないにしても困難である。
油とスチームが混合しかつノズルを横切る圧力降下によ
ってノズルから噴射される供給ノズル中には、ノズルチ
ップを含む制限流または乱流の領域によって定義される
体積に於ける種々の振動共鳴が存在することができる。
これらの共鳴はある振動数範囲内での流体中及びノズル
構造中の振動エネルギーの集中であり、2相流体ノズル
系の音響及び振動モードの励起から生ずる。与えられた
振動数範囲にわたって異なる大きさで起こる可変強度の
振動共鳴の多重度はノズルのパワースペクトルのサイン
を構成する。パワースペクトル自体は種々の方法で得ら
れる。例えば、本発明の1つの実施態様中で、本発明者
らはノズルの物理的構造と接触している加速度計の電気
出力またはノズル内の2相流と接触している動圧変換器
の電気出力のスペクトル分析を利用する。数学及び振動
文献からミパワースペクトル中、単位振動数範囲当たり
の平均2乗加速度を振動数の関数として示すのが通常で
ある。しかし、単位振動数範囲当たりの平均2乗加速度
の任意の数学関数を利用してかかる適当なパワースペク
トルを得ることができるが、ある表現が他のものよりも
より便利であることがわかるであろう。
本発明者らはこのパワースペクトルがノズルを出る流体
の流れ状態が一定である限り時間で安定であり、かつノ
ズルを出る流体状態の2次元“サイン”または“指紋”
として機能することを発見した。ノズルチップまたはボ
アの変化(“詰まり(plugging)”)または流
体入力の変化(“スラッキング(slugging)″
)によって起こるノズルの流れ状態の変化を適当な方法
で検知しかつ補正して所望の流れ状態に対応するパワー
スペクトルへパワースペクトルを戻すことができる。さ
らに、この補正措置が所望の流れ状態への復帰を生じた
ことを確認するためにパワースペクトルを用いることが
できる。
パワースペクトルの有意な変化の認識は定期的ノズル監
視の場合にはヒト観察員によって行われ、あるいは連続
式またはリアルタイムノズル監視の場合には適当なパタ
ーン認識アルゴリズムによって行われる。さらに、パワ
ースペクトルはノズルが作動している間に簡単に且つ非
侵入的に得られる。特別なノズルのパワースペクトルと
そのノズルからの異なる流れ条件との間の相関関係は下
で論じられる。パワースペクトルの振動数範囲はノズル
の作動ノイズのエネルギーによって発生される共鳴がパ
ワースペクトルを支配するように選ばれる。
反応器のバックグランドノイズレベルによってマスキン
グされないノズルの流れ状態についての意味ある情報が
得られ得る振動数範囲を見いだすことが可能であるとい
うことは実に驚異的である。
ある種の流れ状態の下では、振動信号の時間変化から付
加的な情報が得られる。例えば、ノズルを出る流れの流
れ状!(例えば間欠的スラフキングまたはスパッタリン
グまたは純正非定常流)を規則的に交替させている可能
性がある。このことは望ましくない流れの状態であり、
そのま\でパワースペクトルの変化中に示されるであろ
う。パワースペクトルは振動信号の時間変化のフーリエ
変換である。しかし、パワースペクトルは振動信号の時
間変化の認識できる特徴でもあり、この時間サイン(t
ime signature)をパワースペクトル中に
含まれる情報を補足するために用いることができる。再
び、ある種の時間サインとノズルを出る流体の流れ状態
との間の相関関係の例は下に示される。
受動型音響式ノズル監視方法は下記の工程を含む。
1、 ノズルが所望の方法で供給物を霧化しているとき
、基準パワースペクトル(リファレンスパワースペクト
ルまたはRPS)がノズルまたはノズル内に含まれる流
体に極めて近接した振動センサーから得られる。このリ
ファレンスパワースペクトル(RP S)は特定の機械
的寸法及び流体連結のノズルにとって特定的であり、2
相流の公知の複雑さのために実験的に決定されねばなら
ない。明らかに定常状態条件下ではRPSは変化しない
。本発明に於て、振動センサーはノズルシェルに取りつ
けた加速度計またはノズル内の流体と接触している圧力
変換器のいずれかである。パワースペクトルがプロット
される振動数範囲は、パワースペクトルを特徴づける振
動共鳴がノズル流によって発生されるエネルギーによっ
て支配されるように実験的に選ばれる。
2、次の現行パワースペクトル(カレントパワースペク
トルまたはCPS)はコンピューターによって監視され
る配線システムによりリアルタイムで取られるか、ある
いは特定のノズルに於て作業員によって定期的にとられ
る。
3、 適当なコンピューターパターン認識アルゴリズム
によるかある゛いは人間の視覚によってRPSとCPS
との比較を行い、変化を記録する。
4、 特定のノズルの作動条件を次に変化させてCPS
をRPSへ戻す。
5、 適当なコンピューターアルゴリズムによるか人間
の観察によってRPSとCPSの両方をとることに付随
する振動信号の時間変化を記録しかつ測定時間内に於け
るノズル内の流体流れの状態の時間変化に関する補足的
情報を供給するために用いる。
好ましい実施態様の説明 本発明とノズルを出た液体−気体混合物が所望の作動条
件からはずれたかどうかを測定する方法を与える。もし
はずれたならば、ノズルの作動条件を変えて所望の流れ
条件へ戻すか、あるいはノズルをクリーニングするかま
たは服務からはずす。
本発明の方法を、ノズルが供給均油及びスチームを含む
流動床コーカーのような重質供給物流動床熱転化方法に
よって例示しかつ説明するが、本発明の方法は石油化学
用途に限定されるものではなく、特定のノズルを通る流
れの直接監視が困難な場合及び搬送される、流体または
ノズル環境が信頼できないノズル作動の高い確率へ導く
場合にも適用可能である。
図1はコーカー壁7を通して挿入された代表的コーカー
供給ノズル4の概略図を示す。流動床コーカーは約37
.85〜189.25A/分の速度で供給物を注入する
20〜60個のかかるノズルをどこかに含むことができ
る。本発明の1つの実施態様では、加速度計5がノズル
4に極めて近接して置かれる。図1では、加速度計5は
クツディングプラグ6上に置かれているが、ノズルに近
接しかつ加速度計が流れ条件の変化に感受性であるどん
な位置でも受容可能である。
図2に示すように、与えられた反応器について、数個の
ノズル4及び1)を相互連結して、スチームヘッダー1
4及び油ヘッダー16からすべてのノズルへ同時にスチ
ーム及び油を供給するようにすることができる。この場
合、1つのノズル(上流)の作動がもう1つのノズルに
ついて観察されるパワースペクトルに影響を与える可能
性がある(下で論する)。
加速度計の電気信号はノズルの振動強度に比例し、単位
振動数範囲当たりの平均2乗加速度またはこの量につい
ての簡単な数学的演算のプロット(例えばこの量の平方
根をとること及び定数を掛けて平均2乗加速度の平方根
のプロットをつくることまたはその量の対数をとって“
db”″プロットをつくること)は本発明の目的のため
の適当なパワースペクトルである。1つの使用に於いて
は、センサー信号を増幅し、適当なデータリングによっ
て図1に示すように制御室へ送る。制御室では、信号を
スペクトルアナライザーまたは速いフーリエ変換信号処
理装置で処理する。また、制御室では、適当なアルゴリ
ズムによって、RPSを表示し且つメモリ°に記憶させ
る。同様にカレントパワースペクトルすなわちCPSを
リアルタイムでとり、適当なパターン認識アルゴリズム
によってRPSと比較する。CPSとRPSとの間の変
化をオペレーターの目に留めさせて、次の補正のために
特定のノズルの流れ様式の変化を指示する。
オペレーターがCPSのRPSからの変化を解釈するの
を助けるため、特定の流れ条件に関する特性CPSの“
ディクショナリ”がメモリ中に含まれることができ、な
されるべき変化の方向を示すために表示される。再び、
この“ディクショナリ”は供給ノズルに特定的であり、
複雑な配管中の2相流の公知の複雑さのために実験的に
生成されたものである。ディクショナリの決定は下で例
示されかつ説明される。
さらに、加速度計センサーからのリアルタイム信号(時
間サイン)の時間変化の分析を用いて測定時間中の不安
定を流れの存在を検知する。
別法では、ノズルの所で技術者によって操作ささる携帯
用スペクトルアナライザーによって加速度計からの振動
信号を処理し、CPSのRPSからの変化を認め、かつ
ノズルに関してとられるべき補正措置をノズル位置に於
いて即座にとることができる。
本発明のもう1つの実施態様では、加速度計5の代わり
に流体と接触した動圧変換器8を用いる。
この場合には、変換器はロッディングプラグを貫通して
流体と接触する。別法では、変換器8をノズルに沿った
他の位置に置くことができる(図1参照)。振動数依存
性圧力を用いてRPSまたはCPSとして働くパワース
ペクトルを発生させることができる。
図3は供給ノズルの機械的シェルと接触した加速度計ま
たはノズル内の2相混合物と接触した圧力変換器によっ
て発生される時間変化性電気信号とノズルがその作動時
に発生する振動エネルギーの振動数分布との間の関係を
示す。図3はその信号の2乗をも時間及び振動数の関数
として示しかつパワースペクトル下の面積と振動センサ
ーによって発生される平均2乗信号(平均2乗加速度ま
たは変換器が正しく較正されるときの平均2乗圧力変動
)との間の公知の関係をも示す。
ノズルについてのディクショナリの′ 与えられたノズルについてのディクショナリは異なる流
れ条件についてのパワースペクトル分析を行うことによ
って得られる。図4は図1の弁lによる油流の変化また
は図1の弁2によるスチーム流の変化によって誘起され
る流れ条件の変化または同じ油及びスチームヘッダーに
ついて上流のノズルの条件の変化についてのノズルのパ
ワースペクトルのシーケンスを示す。
図4(a)は175の正常圧で油及びスチームがセット
されるノズルについてのパワースペクトルを示すが、こ
れは不安定でかつ望ましくない流れを示す。圧力は図1
の点10に於て測定される。次にノズルがロッディング
及びクリーニングされる。
図4(b)、4(C)、4(d)及び4(e)は、油流
が若干のスチーム入力と共に油流が閉じられるまで減少
させるときのノズルのパワースペクトルを示す。圧力P
はそれぞれ150.130.100及び20である。チ
ャギング(chugging)はない。図4(f)は正
常な油及びスチーム流が再開された後のノズルのパワー
スペクトルを示す。圧力は175であり、かつチャギン
グはない。図4(8)はスチーム流を遮断し、油流のみ
のノズルのパワースペクトル間示す。圧力は300であ
る。図4(社)は正常な油及びスチーム流が再開された
後のノズルのパワースペクトルを示す。圧力は175で
あり、チャギングはない。
供給物とスチームとの不適当な混合からもたらされるノ
ズルの機能不全は図4に示されるように種々の開、閉弁
に相関させることができる。これらは、析出物、油遮断
、スチーム遮断、不適正なスチーム対油の比、変動流ま
たはチャギング、ならびに霧化不良、同−供給物理上の
2個のノズル間の時間依存性の流れのシフトならびに物
理的に損傷されたノズルによるノズルの部分的または完
全な閉塞を含む。図5はかかる状態に対応するノズルの
シェルと接触している加速度計によって発生されたパワ
ースペクトルのもう1つの例である。
図5は異なる流れ条件下での異なる供給ノズルについて
とられた加速度パワースペクトルを示す。
圧力は図1の点10に於て測定される。
図5(a)はノズルが詰まっている(流れない)間のノ
ズルのパワースペクトルを示す。図5(b)はノズルが
チャギングしていて不安定な流れを示すノズルのパワー
スペクトルを示す。圧力は183である。図5(C)は
ノズルがクリーニングされた後の安定な流れを示すノズ
ルのパワースペクトルを示す。圧力は再び183である
。図5(d)は油流のみ(スチーム流遮断)のノズルの
パワースペクトルを示す。圧力は300である。図5(
e)はスチーム流のみ(油流遮断)のノズルのパワース
ペクトルを示す。図5(f)は同一の油及びスチームヘ
ッダーの上流のもう1つのノズルが詰まったときのノズ
ルのパワースペクトルを示す。この場合には、圧力は図
1の点12に於て測定される。図4と図5のパワースペ
クトル間の違いにもかかわらず、おのおのが流れ状態の
“指紋”であることを認めることが重要である。
加速度計はしばしばRPS及びCPSの発生のためのえ
り抜きの振動変換器である。しかし、圧力変換器は別法
であり、若干の利益を示す。圧力変換器は、ノズルのク
リーニング時に不注意に損傷される可能性のない位置に
配置することがしばしば可能である。受動型音響式供給
ノズル監視に関心のある振動信号について加速度計と圧
力変換器との間の振動数範囲の差異はない。さらに、流
体と接触している圧力変換器の効率は、機械的接触より
も音響的接触が重要であるので、その活性表面上へのコ
ークスまたは他の固体の累積によってほとんど影響を受
けない。
上で論じたように、供給ノズル上の固定位置に於て供給
ノズル内の流体と接触している動圧変換器を用いてパワ
ースペクトルを得ることができる。
かかる変換器からのパワースペクトルを図6(a)〜図
6(f)に示すが、これらはノズルが正しく作動してい
るとき(6a)、スチームのみ(6b)、同じスチーム
と減少油(6c)、油、スチーム無しく6d)スチーム
添加によって誘起されたスラッギング(sluggin
g)  (6e )及び上流ノズルの詰まりによって誘
起されたノズルの不安定性(6f)の時のノズルのパワ
ースペクトルを示す。これらの図ではより大きい動的範
囲を与えるために対数スケールを用いる。
上記の図から、圧力変換器が加速度計発生パワースペク
トルと同様にCPSまたはRPSとして機能する等しく
明白なパワースペクトルを生ずることは明らかである。
しかし、圧力変換器発生パワースペクトルの方が、より
少ない数のピークを含みかつそれ故定期的ノズル監視の
場合に於けるヒト観察員により、あるいは連続式または
リアルタイムノズル監視の場合に於けるより簡単なコン
ピューターパターン認識アルゴリズムによってそのより
多くの変化をより容易に認識する点でより簡単である。
ノズルチップを出る流体からの広帯域ノイズによっ励起
された供給ノズルのボアまたは副次チュービング中に含
まれる流体中の共鳴からパワースペクトルのピークが生
ずることを認めるならば、圧力変換器発生パワースペク
トルの単純性を理解することができる。ノズルシェルと
接触している加速度計によって発生されるパワースペク
トルのピークもノズルの機械的振動様式ならびにプロセ
ス容器の構造様式と関連する振動共鳴を含む。音響イン
ピーダンスの概念を用いて、流体中の共鳴によって発生
される信号は流体中で測定するとき他の共鳴よりもほと
んど100倍だけ有利である。
この事実を別にしても、圧力変換器発生CPSのもう1
つの利益は、配置及びノズル保守中の意図しない損傷か
らの保護の便利さのために圧力変換器の使用がしばしば
有利であり得ることである。
上で論じたように、振動信号の時間変化は、ノズル内の
流れの状態、流体の状態に関する情報を得るために用い
ることもできる。図7(b)は振動信号の時間変化及び
図7(a)中の対応するフーリエ変換、パワースペクト
ルをチャギング(chugging)ノズルについて振
動数の関数として示す。不安定な流れを検知するために
プローブ信号の時間変化を用いることが、時々、より便
利である。図8は安定な油流(a)及び不安定な油流、
チャギング(b)についての時間変化を比較する。
【図面の簡単な説明】
図1は本発明の方法による系の概略図を示す。 図2は共通ヘングーから油とスチームとが供給されてい
る2個のノズルの概略図を示す。 図3は加速度計から測定される信号とパワースペクトル
との間の関係を示す。 図4はノズルの流れ条件が変わるときのパワースペクト
ルの変化を示す。縦軸は(νof t) ”/Hzであ
り、横軸はHzである。圧力Pはすべてpsiである。 図5はノズルの流れ条件が変わるときのパワースペクト
ルの変化のもう1つの例を示す。縦軸は(volt)2
7Hzであり、横軸は+12である。圧力Pはすべてp
siである。 図6は流れ条件の変化について圧力変換器で得られるノ
ズルのスペクトルを示す。縦軸はRMS圧力の対数であ
り、横軸はO〜32000HzのHzである。 図7は振動信号の時間変化及び同じノズル条件について
の対応するパワースペクトルを示す。 図8は正常な油流と不安定な油流についての振動信号の
時間変化を示す。 −制御室 塑 。 ミ← +!1ト 振動数    6400 Hz gil+、 数6400 Hz FIG、4b FIG、4c 振動数64008z FIG、4e B 動数6400Hz FIG、4h 振動数F     1600 Hz FIG、5a 振動数F     1600 Hz FIG、5b 振動数F     1600Hz 振動数F      1600 Hz 振動数F     1600Hz 振動数F      1600 Hz 振動数F     3200Hz 振動数F    3200 Hz 振動数F    3200 Hz ii 1h a ’     3200Hz振動数F 
    3200Hz 振動数F       3200Hz

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)プロセス容器またはチャンバー中へ液体気体混合
    物を注入する供給ノズルの作動条件を、ノズルを出る該
    液体及び気体の正しい混合を保つように補正するための
    受動型音響式ノズル監視方法であって、 (a)該ノズルがノズルの所望の作動状態である標準の
    混合または流れ条件で作動しているとき及びRPSを特
    徴づける移動共鳴がパワースペクトルがその範囲にわた
    って測定される振動数範囲でノズルを通る流れと関連す
    るエネルギーによって支配される場合に該ノズルに極め
    て近接した振動センサーから第1のリファレンスパワー
    スペクトル(RPS)を測定する工程と、 (b)後の時間に於て該ノズルに極めて近接した該振動
    センサーから第2のカレントパワースペクトル(CPS
    )を測定する工程と、 (c)該CPSを該RPSと比較する工程と、 (d)ノズルに入る気体及び液体の相対的体積を調節す
    る変数を変化させることによってノズルの流れ状態を補
    正する工程と、 (e)RPSのサインを示すべきである第3のCPSを
    測定することによって所望の流れ状態への復帰を立証す
    る工程と からなる方法。
  2. (2)該振動センサーが加速度計である請求項(1)記
    載の方法。
  3. (3)該振動センサーがノズル中の流体混合物と接触し
    ている動圧変換器である請求項(1)記載の方法。
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Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5022266A (en) * 1989-03-02 1991-06-11 Exxon Research And Engineering Company Passive acoustics process to monitor fluidized bed flow
US4993264A (en) * 1989-03-02 1991-02-19 Exxon Research And Engineering Company Passive acoustics process to monitor fluidized bed level
US5022268A (en) * 1989-05-22 1991-06-11 Exxon Research And Engineering Company Passive acoustics system to monitor fluidized bed systems
US5004152A (en) * 1989-10-30 1991-04-02 Exxon Research & Engineering Company Acoustic monitoring of two phase feed nozzles
CA2069049A1 (en) * 1991-06-20 1992-12-21 Henry Alan Wolf Method to determine absolute liquid flow rate for manifolded feed nozzles
US5218871A (en) * 1991-06-20 1993-06-15 Exxon Research And Engineering Company Non-intrusive liquid flow meter for liquid component of two phase flow based on solid or fluid borne sound (c-2408)
US5207107A (en) * 1991-06-20 1993-05-04 Exxon Research And Engineering Company Non-intrusive flow meter for the liquid based on solid, liquid or gas borne sound
US5193406A (en) * 1991-06-20 1993-03-16 Exxon Research And Engineering Company On-stream method for detecting erosion or plugging for manifolded feed nozzle systems
US5790413A (en) * 1993-03-22 1998-08-04 Exxon Chemical Patents Inc. Plant parameter detection by monitoring of power spectral densities
US5415048A (en) * 1994-06-27 1995-05-16 Texaco Inc. Acoustic gas-liquid flow meter
CN1110728C (zh) * 1995-12-06 2003-06-04 霍尼韦尔公司 用于控制工艺设施的工艺控制系统及其操作方法
US5652145A (en) * 1995-12-22 1997-07-29 Exxon Research And Engineering Company Passive acoustics process to monitor feed injection lines of a catalytic cracker (law077)
SE9703450L (sv) * 1997-09-24 1999-03-25 Sca Graphic Sundsvall Ab Sätt och anordning för processövervakning
US5974887A (en) * 1997-09-26 1999-11-02 Exxon Research And Engineering Co. Method for determining operating status of liquid phase gas-phase interaction columns
US6003789A (en) * 1997-12-15 1999-12-21 Aec Oil Sands, L.P. Nozzle for atomizing liquid in two phase flow
FR2811762B1 (fr) * 2000-07-12 2004-07-09 Air Liquide Dispositif de mesure du taux de gaz dans un fluide diphasique circulant dans une canalisation de fluide notamment de fluide cryogenique
US8123197B2 (en) 2001-03-12 2012-02-28 Curtiss-Wright Flow Control Corporation Ethylene production isolation valve systems
US8512525B2 (en) 2001-03-12 2013-08-20 Curtiss-Wright Flow Control Corporation Valve system and method for unheading a coke drum
US6843889B2 (en) * 2002-09-05 2005-01-18 Curtiss-Wright Flow Control Corporation Coke drum bottom throttling valve and system
US8702911B2 (en) * 2003-02-21 2014-04-22 Curtiss-Wright Flow Control Corporation Center feed system
US7316762B2 (en) 2003-04-11 2008-01-08 Curtiss-Wright Flow Control Corporation Dynamic flange seal and sealing system
US7473337B2 (en) 2004-04-22 2009-01-06 Curtiss-Wright Flow Control Corporation Remotely controlled decoking tool used in coke cutting operations
US7117959B2 (en) * 2004-04-22 2006-10-10 Curtiss-Wright Flow Control Corporation Systems and methods for remotely determining and changing cutting modes during decoking
US8679298B2 (en) * 2004-04-22 2014-03-25 Curtiss-Wright Flow Control Corporation Remotely controlled decoking tool used in coke cutting operations
US7819009B2 (en) 2006-02-28 2010-10-26 Frederic Borah Vibration Monitoring System
US7931044B2 (en) 2006-03-09 2011-04-26 Curtiss-Wright Flow Control Corporation Valve body and condensate holding tank flushing systems and methods
DE102007062132A1 (de) * 2007-12-21 2009-07-02 Dürr Systems GmbH Testverfahren und Testgerät zur Funktionsprüfung einer Lackiereinrichtung
US7871500B2 (en) * 2008-01-23 2011-01-18 Curtiss-Wright Flow Control Corporation Coke drum skirt
US8440057B2 (en) * 2008-01-23 2013-05-14 Curtiss-Wright Flow Control Corporation Linked coke drum support
US10239034B2 (en) 2009-02-06 2019-03-26 Marathon Petroleum Company Lp FCC cyclone using acoustic detectors
US8545680B2 (en) 2009-02-11 2013-10-01 Curtiss-Wright Flow Control Corporation Center feed system
US8851451B2 (en) 2009-03-23 2014-10-07 Curtiss-Wright Flow Control Corporation Non-rising electric actuated valve operator
US8459608B2 (en) 2009-07-31 2013-06-11 Curtiss-Wright Flow Control Corporation Seat and valve systems for use in delayed coker system
GB201115913D0 (en) 2011-09-14 2011-10-26 Spirax Sarco Ltd Method and apparatus for determining the phase compositions of a multiphase fluid flow
US9146169B2 (en) 2012-11-26 2015-09-29 General Electric Company Method and system for use in condition monitoring of pressure vessels
US10696906B2 (en) 2017-09-29 2020-06-30 Marathon Petroleum Company Lp Tower bottoms coke catching device
US11975316B2 (en) 2019-05-09 2024-05-07 Marathon Petroleum Company Lp Methods and reforming systems for re-dispersing platinum on reforming catalyst
US11124714B2 (en) 2020-02-19 2021-09-21 Marathon Petroleum Company Lp Low sulfur fuel oil blends for stability enhancement and associated methods
US20220268694A1 (en) 2021-02-25 2022-08-25 Marathon Petroleum Company Lp Methods and assemblies for determining and using standardized spectral responses for calibration of spectroscopic analyzers
US11905468B2 (en) 2021-02-25 2024-02-20 Marathon Petroleum Company Lp Assemblies and methods for enhancing control of fluid catalytic cracking (FCC) processes using spectroscopic analyzers
US11898109B2 (en) 2021-02-25 2024-02-13 Marathon Petroleum Company Lp Assemblies and methods for enhancing control of hydrotreating and fluid catalytic cracking (FCC) processes using spectroscopic analyzers
US11692141B2 (en) 2021-10-10 2023-07-04 Marathon Petroleum Company Lp Methods and systems for enhancing processing of hydrocarbons in a fluid catalytic cracking unit using a renewable additive
US11802257B2 (en) 2022-01-31 2023-10-31 Marathon Petroleum Company Lp Systems and methods for reducing rendered fats pour point

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61101244U (ja) * 1984-12-06 1986-06-27

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3816773A (en) * 1972-10-12 1974-06-11 Mobil Oil Corp Method and apparatus for detecting particulate material in flow stream
US4019653A (en) * 1975-08-22 1977-04-26 Graco Inc. Automatic proportioning paint spray system
US4357603A (en) * 1980-11-24 1982-11-02 The United States Of America As Represented By The Depart Of Energy Method and apparatus for acoustically monitoring the flow of suspended solid particulate matter
GB2156520B (en) * 1984-03-27 1987-08-19 Trade & Industry Secretary Of Monitoring of process steps

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61101244U (ja) * 1984-12-06 1986-06-27

Also Published As

Publication number Publication date
EP0320280B1 (en) 1993-09-01
JP2735103B2 (ja) 1998-04-02
DE3883725D1 (de) 1993-10-07
DE3883725T2 (de) 1993-12-16
ES2043855T3 (es) 1994-01-01
EP0320280A3 (en) 1991-04-10
US4824016A (en) 1989-04-25
AU2674688A (en) 1989-06-15
CA1321824C (en) 1993-08-31
AU611364B2 (en) 1991-06-06
EP0320280A2 (en) 1989-06-14

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