JPH07119422B2 - 重質炭化水素の気化装置 - Google Patents
重質炭化水素の気化装置Info
- Publication number
- JPH07119422B2 JPH07119422B2 JP62297777A JP29777787A JPH07119422B2 JP H07119422 B2 JPH07119422 B2 JP H07119422B2 JP 62297777 A JP62297777 A JP 62297777A JP 29777787 A JP29777787 A JP 29777787A JP H07119422 B2 JPH07119422 B2 JP H07119422B2
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- Japan
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- heavy hydrocarbon
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- hydrocarbon raw
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- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、重質炭化水素原料を過熱水蒸気と混合させる
ことによって、該重質炭化水素原料を気化させる際に用
いられる気化装置に関するものである。
ことによって、該重質炭化水素原料を気化させる際に用
いられる気化装置に関するものである。
［従来の技術］ 炭化水素原料を熱分解することによって、品質を向上さ
せる方法はよく知られている。分解反応においては、炭
化水素原料の分圧を低下させ、接触時間を短くする目的
で、炭化水素原料を分解炉へ導入する前に、炭化水素原
料を過熱水蒸気で希釈、気化させる水蒸気分解法が一般
に行なわれている。
せる方法はよく知られている。分解反応においては、炭
化水素原料の分圧を低下させ、接触時間を短くする目的
で、炭化水素原料を分解炉へ導入する前に、炭化水素原
料を過熱水蒸気で希釈、気化させる水蒸気分解法が一般
に行なわれている。
この炭化水素原料が重質炭化水素である場合には、炭化
水素原料の気化は一般に複数の段階にわたって行なわれ
る。ここで、重質炭化水素とは、常温または若干の加温
下で流動性を有するが、加熱にによっては実質的に気化
し得ない高分子炭化水素を主要成分として含有する300
℃を超える沸点範囲を有する液状炭化水素物質であり、
常圧蒸留残渣油、減圧蒸留残渣油等が挙げられる。すな
わち、最初にこの液状の重質炭化水素原料を予熱し、つ
いで、液状を保っている重質炭化水素原料と、過熱水蒸
気とを混合し、重質炭化水素原料を一部気化させる。そ
の後、最終気化段階として過熱水蒸気と一部気化した重
質炭化水素原料、およびなお液状を保っている重質炭化
水素原料との混合物に追加量の過熱水蒸気を導入するこ
とにより完全に気化させるのである。過熱水蒸気の導入
方法には特に制限はないが、例えば次の構造を有するノ
ズルによって導入し重質炭化水素原料に混合される。す
なわち、重質炭化水素原料からなる芯流の周囲に過熱水
蒸気を供給できるように混合ノズルである。
水素原料の気化は一般に複数の段階にわたって行なわれ
る。ここで、重質炭化水素とは、常温または若干の加温
下で流動性を有するが、加熱にによっては実質的に気化
し得ない高分子炭化水素を主要成分として含有する300
℃を超える沸点範囲を有する液状炭化水素物質であり、
常圧蒸留残渣油、減圧蒸留残渣油等が挙げられる。すな
わち、最初にこの液状の重質炭化水素原料を予熱し、つ
いで、液状を保っている重質炭化水素原料と、過熱水蒸
気とを混合し、重質炭化水素原料を一部気化させる。そ
の後、最終気化段階として過熱水蒸気と一部気化した重
質炭化水素原料、およびなお液状を保っている重質炭化
水素原料との混合物に追加量の過熱水蒸気を導入するこ
とにより完全に気化させるのである。過熱水蒸気の導入
方法には特に制限はないが、例えば次の構造を有するノ
ズルによって導入し重質炭化水素原料に混合される。す
なわち、重質炭化水素原料からなる芯流の周囲に過熱水
蒸気を供給できるように混合ノズルである。
この形式の公知ノズルを使用した場合に管の中、特に最
終気化段階で、過熱水蒸気を混合する際にコークスが生
じやすく、ノズルの閉塞を起こすことが見いだされた。
このコークス生成の原因は次のように考えられる。すな
わち、気化する際に、重質炭化水素原料の液滴と過熱水
蒸気とを接触させるわけであるが、比較的大型の液滴で
は蒸発および化学変化のために液滴表面に重質炭化水素
の中の比較的重い成分からなる皮膜が生じ、このため比
較的軽い成分の拡散が遅くなって気化が制限される。よ
って、このような液滴は完全に気化できず、その上、さ
らに高い水蒸気温度で加熱されてコークスとなるであろ
うと考えられる。このようなコークス発生の軽減を目的
とした例として、特開昭58−217588号公報には、特殊な
二重管構造を持つ装置が開示されている。
終気化段階で、過熱水蒸気を混合する際にコークスが生
じやすく、ノズルの閉塞を起こすことが見いだされた。
このコークス生成の原因は次のように考えられる。すな
わち、気化する際に、重質炭化水素原料の液滴と過熱水
蒸気とを接触させるわけであるが、比較的大型の液滴で
は蒸発および化学変化のために液滴表面に重質炭化水素
の中の比較的重い成分からなる皮膜が生じ、このため比
較的軽い成分の拡散が遅くなって気化が制限される。よ
って、このような液滴は完全に気化できず、その上、さ
らに高い水蒸気温度で加熱されてコークスとなるであろ
うと考えられる。このようなコークス発生の軽減を目的
とした例として、特開昭58−217588号公報には、特殊な
二重管構造を持つ装置が開示されている。
［発明が解決しようとする問題点］ 上述のような従来技術においては、液状の重質炭化水素
原料を気化する際に、液滴が十分に細かく分散されず、
完全に気化されないため混合ノズル内でのコークスの発
生および蓄積が起こる。その結果、混合ノズル内部にお
ける圧力低下度が増加する。さらな進んでノズルの閉塞
が起こると上記の低下度が許容範囲をこえて運転上支障
をきたす。
原料を気化する際に、液滴が十分に細かく分散されず、
完全に気化されないため混合ノズル内でのコークスの発
生および蓄積が起こる。その結果、混合ノズル内部にお
ける圧力低下度が増加する。さらな進んでノズルの閉塞
が起こると上記の低下度が許容範囲をこえて運転上支障
をきたす。
本発明は、このような従来技術の欠点を解決すべくなさ
れたもので、過熱水蒸気を混合して気化させる際に、コ
ークスの生成を防止し、ノズルの閉塞等が生じない、重
質炭化水素の気化装置を提供することを目的とするもの
である。
れたもので、過熱水蒸気を混合して気化させる際に、コ
ークスの生成を防止し、ノズルの閉塞等が生じない、重
質炭化水素の気化装置を提供することを目的とするもの
である。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、重質炭化水素原料の気化装置において、各段
絞り構造を第１管状部材（原料吹き出しノズル）に取り
付けることによって、液体原料の流動状態を環状流から
噴霧流に変化させて過熱水蒸気と接触させることによ
り、液体原料の気化を容易にした装置であって、上述の
従来技術の問題点を解決するものである。
絞り構造を第１管状部材（原料吹き出しノズル）に取り
付けることによって、液体原料の流動状態を環状流から
噴霧流に変化させて過熱水蒸気と接触させることによ
り、液体原料の気化を容易にした装置であって、上述の
従来技術の問題点を解決するものである。
すなわち本発明は、重質炭化水素原料を水蒸気と接触さ
せる気化装置において、前記重質炭化水素原料を導入す
るための第１管状部材と、この第１管状部材を包囲し
て、過熱水蒸気を導入するための環状空間を形成する第
２管状部材とが設けられており、かつ第１管状部材が喉
部とディフューザ部とからなるベンチュリ管を備え、該
ベンチュリ管の喉部の内側にオリフィスが設けられてい
る多段の絞り構造を有し、該ベンチュリー管の喉部の内
径が、第１管状部材の内径の2/5〜4/5で、拡大角が３〜
10゜、および該オリフィスの口径が該ベンチュリ管の喉
部の内径の2/5〜4/5であることを特徴とする重質炭化水
素の気化装置に関するものである。
せる気化装置において、前記重質炭化水素原料を導入す
るための第１管状部材と、この第１管状部材を包囲し
て、過熱水蒸気を導入するための環状空間を形成する第
２管状部材とが設けられており、かつ第１管状部材が喉
部とディフューザ部とからなるベンチュリ管を備え、該
ベンチュリ管の喉部の内側にオリフィスが設けられてい
る多段の絞り構造を有し、該ベンチュリー管の喉部の内
径が、第１管状部材の内径の2/5〜4/5で、拡大角が３〜
10゜、および該オリフィスの口径が該ベンチュリ管の喉
部の内径の2/5〜4/5であることを特徴とする重質炭化水
素の気化装置に関するものである。
［実施例］ 以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。
第１図は、本発明の重質炭化水素原料の気化装置の一例
を示す横断面図である。
を示す横断面図である。
第１図に示す気化装置において、一部気化した重質炭化
水素原料からなる芯流が流れる第１管状部材１、および
芯流の周囲を取り巻く形で過熱水蒸気を送給するための
導入口９を設けた第２管状部材２、および第１管状部材
１に取り付けられたベンチュリ部（管）３とからなって
いる。さらにベンチュリ部３の喉部４にオリフィス６を
取り付け、二段絞り構造になっている。
水素原料からなる芯流が流れる第１管状部材１、および
芯流の周囲を取り巻く形で過熱水蒸気を送給するための
導入口９を設けた第２管状部材２、および第１管状部材
１に取り付けられたベンチュリ部（管）３とからなって
いる。さらにベンチュリ部３の喉部４にオリフィス６を
取り付け、二段絞り構造になっている。
第１管状部材の両端は開放状態であって、これらは、そ
れぞれ重質炭化水素原料入口７および出口８となってい
る。第２管状部材２における下流側の末端部は開口して
いるが、その反対側の上流側の末端部は閉鎖されてい
る。
れぞれ重質炭化水素原料入口７および出口８となってい
る。第２管状部材２における下流側の末端部は開口して
いるが、その反対側の上流側の末端部は閉鎖されてい
る。
操作は第１管状部材１中で気液二相流のフローパターン
でいう環状流となって流れている一部気化した重質炭化
水素原料を、ベンチュリ部３で微小な液滴が分散して流
れる噴霧流に変化させ、ベンチュリ部３出口で第１管状
部材１と第２管状部材２との間の環状部分を流れる過熱
水蒸気と接触させる。微小な液滴となった重質炭化水素
原料は過熱水蒸気によって一気に蒸発し、熱分解炉へ送
られる。このときベンチュリ部３の喉部４で絞りが十分
でないと第１管状部材１内の重質炭化水素原料の環状流
が、喉部４の出口で十分発達した噴霧流とならずディフ
ューザ部５の底部に液溜りが生ずる。また喉部４直径を
小さく絞りすぎると圧力損失が大きく、これも不利とな
るので、該喉部４の内径は第１管状部材１の内径の2/5
〜4/5の範囲が適当である。また、絞りはベンチュリ部
３だけで絞る一段絞りの場合は、比較的液滴径の大きい
未発達の噴霧流しか得られないが、多段で絞る方法、例
えばベンチュリ部３の喉部４にオリフィス６を入れて二
段で絞る方法では液滴径の小さい、より発達した噴霧流
が得られ、本発明の目的が好適に達成できる。この場合
のオリフィス６の口径は、該喉部４内径と第１管状部材
１の内径との割合が制限され、該喉部４内径の2/5〜4/5
の範囲が適当である。
でいう環状流となって流れている一部気化した重質炭化
水素原料を、ベンチュリ部３で微小な液滴が分散して流
れる噴霧流に変化させ、ベンチュリ部３出口で第１管状
部材１と第２管状部材２との間の環状部分を流れる過熱
水蒸気と接触させる。微小な液滴となった重質炭化水素
原料は過熱水蒸気によって一気に蒸発し、熱分解炉へ送
られる。このときベンチュリ部３の喉部４で絞りが十分
でないと第１管状部材１内の重質炭化水素原料の環状流
が、喉部４の出口で十分発達した噴霧流とならずディフ
ューザ部５の底部に液溜りが生ずる。また喉部４直径を
小さく絞りすぎると圧力損失が大きく、これも不利とな
るので、該喉部４の内径は第１管状部材１の内径の2/5
〜4/5の範囲が適当である。また、絞りはベンチュリ部
３だけで絞る一段絞りの場合は、比較的液滴径の大きい
未発達の噴霧流しか得られないが、多段で絞る方法、例
えばベンチュリ部３の喉部４にオリフィス６を入れて二
段で絞る方法では液滴径の小さい、より発達した噴霧流
が得られ、本発明の目的が好適に達成できる。この場合
のオリフィス６の口径は、該喉部４内径と第１管状部材
１の内径との割合が制限され、該喉部４内径の2/5〜4/5
の範囲が適当である。
喉部４から噴霧流となった重質炭化水素原料はディフュ
ーザ部５を通って過熱水蒸気と接触するのであるが、デ
ィフューザ部５が短いと、重質炭化水素原料の流速は、
第１管状部材１と第２管状部材２との間の環状部を流れ
ている過熱水蒸気の流速に比べ、著しく速いため偏流が
大きく、ディフューザ５底部に液溜りを生ずる。よって
偏流が起こらない程度、すなわち少なくとも過熱水蒸気
の流速と重質炭化水素原料の流速が同程度になるように
ディフューザ部５を長くする必要がある。また、ベンチ
ュリ部３の拡大角が大きいと圧力損失が大きいので、拡
大角は３〜10゜が適当である。
ーザ部５を通って過熱水蒸気と接触するのであるが、デ
ィフューザ部５が短いと、重質炭化水素原料の流速は、
第１管状部材１と第２管状部材２との間の環状部を流れ
ている過熱水蒸気の流速に比べ、著しく速いため偏流が
大きく、ディフューザ５底部に液溜りを生ずる。よって
偏流が起こらない程度、すなわち少なくとも過熱水蒸気
の流速と重質炭化水素原料の流速が同程度になるように
ディフューザ部５を長くする必要がある。また、ベンチ
ュリ部３の拡大角が大きいと圧力損失が大きいので、拡
大角は３〜10゜が適当である。
第１管状部材と第２管状部材２の間の環状部分を流れる
過熱水蒸気は第１管状部材１外壁と直接接触して流れて
いるために第２図に示すように、該環状部分にクーリン
グスチーム管10を設けて、重質炭化水素より低い温度、
例えば約200〜300℃の水蒸気をクーリングスチーム入口
11から導入して、第１管状部材１の外壁での昇温を抑え
る方法も有効である。
過熱水蒸気は第１管状部材１外壁と直接接触して流れて
いるために第２図に示すように、該環状部分にクーリン
グスチーム管10を設けて、重質炭化水素より低い温度、
例えば約200〜300℃の水蒸気をクーリングスチーム入口
11から導入して、第１管状部材１の外壁での昇温を抑え
る方法も有効である。
［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、重質炭化水素原料
の出口に、多段絞り構造を取り付けることにより、炭化
水素原料を微小な液滴として分散させ、過熱水蒸気によ
って容易にかつ完全に蒸発させることができる。従って
コークスの生成やこれに伴なうノズル等の閉塞も十分防
止することができる。
の出口に、多段絞り構造を取り付けることにより、炭化
水素原料を微小な液滴として分散させ、過熱水蒸気によ
って容易にかつ完全に蒸発させることができる。従って
コークスの生成やこれに伴なうノズル等の閉塞も十分防
止することができる。
第１図は、本発明の重質炭化水素原料の気化装置の一例
を示す横断面図、そして 第２図は、第１図の気化装置にクーリングスチーム管を
取り付けた横断面図。 １……第１管状部材、２……第２管状部材、３……ベン
チュリ部（管）、４……喉部、５……ディフューザ部、
６……オリフィス、７……重質炭化水素原料入口、８…
…重質炭化水素原料出口、９……過熱水蒸気入口、10…
…クーリングスチーム管、11……クーリングスチーム入
口。
を示す横断面図、そして 第２図は、第１図の気化装置にクーリングスチーム管を
取り付けた横断面図。 １……第１管状部材、２……第２管状部材、３……ベン
チュリ部（管）、４……喉部、５……ディフューザ部、
６……オリフィス、７……重質炭化水素原料入口、８…
…重質炭化水素原料出口、９……過熱水蒸気入口、10…
…クーリングスチーム管、11……クーリングスチーム入
口。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−3103（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−30704（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−30702（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−147589（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−114367（ＪＰ，Ａ) 特公 昭51−18404（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (2)
- 【請求項１】重質炭化水素原料を水蒸気と接触させる気
化装置において、前記重質炭化水素原料を導入するため
の第１管状部材と、この第１管状部材を包囲して、過熱
水蒸気を導入するための環状空間を形成する第２管状部
材とが設けられており、かつ第１管状部材が喉部とディ
フューザ部とからなるベンチュリ管を備え、該ベンチュ
リ管の喉部の内側にオリフィスが設けられている多段の
絞り構造を有し、該ベンチュリー管の喉部の内径が、第
１管状部材の内径の2/5〜4/5で、拡大角が３〜10゜、お
よび該オリフィスの口径が該ベンチュリ管の喉部の内径
の2/5〜4/5であることを特徴とする重質炭化水素の気化
装置。 - 【請求項２】前記第１管状部材と第２管状部材との間に
クーリングスチーム管を設けた特許請求の範囲第１項に
記載の重質炭化水素の気化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62297777A JPH07119422B2 (ja) | 1987-11-27 | 1987-11-27 | 重質炭化水素の気化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62297777A JPH07119422B2 (ja) | 1987-11-27 | 1987-11-27 | 重質炭化水素の気化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01139691A JPH01139691A (ja) | 1989-06-01 |
| JPH07119422B2 true JPH07119422B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=17851043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62297777A Expired - Lifetime JPH07119422B2 (ja) | 1987-11-27 | 1987-11-27 | 重質炭化水素の気化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07119422B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8496786B2 (en) * | 2009-12-15 | 2013-07-30 | Stone & Webster Process Technology, Inc. | Heavy feed mixer |
| JP5898573B2 (ja) * | 2012-06-14 | 2016-04-06 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 液滴微粒化装置 |
| JP5774648B2 (ja) * | 2013-08-08 | 2015-09-09 | 三菱電機株式会社 | 制御システム、制御方法、電気機器、外部コントローラおよびプログラム |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5118404A (ja) * | 1974-08-07 | 1976-02-14 | Tokyo Electric Power Co | |
| US4142963A (en) * | 1977-06-07 | 1979-03-06 | Union Carbide Corporation | Penetration enhanced fluid mixing method for thermal hydrocarbon cracking |
| JPS5838214B2 (ja) * | 1979-02-26 | 1983-08-22 | 日本鉱業株式会社 | 液状物の噴霧ノズル |
| JPS57147589A (en) * | 1981-03-06 | 1982-09-11 | Agency Of Ind Science & Technol | Spray nozzle for slurry |
| JPS5930702A (ja) * | 1982-08-13 | 1984-02-18 | Toyo Eng Corp | 重質油の熱分解の方法 |
| JPS5930704A (ja) * | 1982-08-13 | 1984-02-18 | Toyo Eng Corp | 重質油熱分解法 |
-
1987
- 1987-11-27 JP JP62297777A patent/JPH07119422B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01139691A (ja) | 1989-06-01 |
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