JPH073269A - 供給管路および液体注入装置 - Google Patents
供給管路および液体注入装置Info
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- JPH073269A JPH073269A JP6056101A JP5610194A JPH073269A JP H073269 A JPH073269 A JP H073269A JP 6056101 A JP6056101 A JP 6056101A JP 5610194 A JP5610194 A JP 5610194A JP H073269 A JPH073269 A JP H073269A
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- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G9/14—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils in pipes or coils with or without auxiliary means, e.g. digesters, soaking drums, expansion means
- C10G9/16—Preventing or removing incrustation
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
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- B01J19/002—Avoiding undesirable reactions or side-effects, e.g. avoiding explosions, or improving the yield by suppressing side-reactions
- B01J19/0026—Avoiding carbon deposits
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- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱分解炉に至る管路と、添加剤と供給原料と
の混合効果を高めかつ注入装置の閉塞および高温の金属
製供給管路面の衝撃による侵蝕を回避可能な注入装置と
を提供する。 【構成】 注入装置１２は液体コークス抑制剤を供給す
る中央通路２０と、噴霧化ガスを送出する環状通路２６
と、液体抑制剤と噴霧化ガスとを混合する混合室２２と
を含み、混合された流体はノズル２８の吐出オリフィス
３０を通過することにより噴霧化される。環状通路２６
を包囲する冷却ジャケット３２はコークス抑制剤の分解
生成物によるノズルの閉塞を阻止する。注入装置は代表
的には供給原料導管のベンド内に吐出端部１６が流れの
軸線と整列するように取り付けられる。抑制剤流体は供
給原料の流れの中に吐出される前に実質的に蒸発する。
の混合効果を高めかつ注入装置の閉塞および高温の金属
製供給管路面の衝撃による侵蝕を回避可能な注入装置と
を提供する。 【構成】 注入装置１２は液体コークス抑制剤を供給す
る中央通路２０と、噴霧化ガスを送出する環状通路２６
と、液体抑制剤と噴霧化ガスとを混合する混合室２２と
を含み、混合された流体はノズル２８の吐出オリフィス
３０を通過することにより噴霧化される。環状通路２６
を包囲する冷却ジャケット３２はコークス抑制剤の分解
生成物によるノズルの閉塞を阻止する。注入装置は代表
的には供給原料導管のベンド内に吐出端部１６が流れの
軸線と整列するように取り付けられる。抑制剤流体は供
給原料の流れの中に吐出される前に実質的に蒸発する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液体注入装置に関し、そ
してさらに特定すると、熱分解プロセスにおいて液体コ
ークス抑制剤をホットポイント（ｈｏｔ ｐｏｉｎｔ）
に注入する装置に関する。
してさらに特定すると、熱分解プロセスにおいて液体コ
ークス抑制剤をホットポイント（ｈｏｔ ｐｏｉｎｔ）
に注入する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】高温にお
ける炭化水素の反応と付随する共通の問題は炉内のコー
クスの形成である。コークス付着層はプロセス管におけ
る適正な熱伝達を阻害して、炉内の圧力降下を増大させ
る。コークスが蓄積すると、付着物を除去するために、
プロセスを定期的に停止することが必要である。それゆ
えに、コークスの形成を抑制することができる添加剤を
使用してコークスの付着を抑制することが極めて望まし
い。
ける炭化水素の反応と付随する共通の問題は炉内のコー
クスの形成である。コークス付着層はプロセス管におけ
る適正な熱伝達を阻害して、炉内の圧力降下を増大させ
る。コークスが蓄積すると、付着物を除去するために、
プロセスを定期的に停止することが必要である。それゆ
えに、コークスの形成を抑制することができる添加剤を
使用してコークスの付着を抑制することが極めて望まし
い。
【０００３】コークス抑制剤は付着物が形成される傾向
がある金属製の管の表面上にコーティングとして適用す
ることができる。別の態様として、コークス抑制剤を炭
化水素供給原料に添加することができる。後者の場合に
は、コークス抑制剤は一般に常温の流入する流れの中で
溶解されるか、または懸濁する。
がある金属製の管の表面上にコーティングとして適用す
ることができる。別の態様として、コークス抑制剤を炭
化水素供給原料に添加することができる。後者の場合に
は、コークス抑制剤は一般に常温の流入する流れの中で
溶解されるか、または懸濁する。
【０００４】最近の開発により、通常、無機物を基剤と
しかつ供給原料に不溶解性の固体である比較的に効果的
なコークス抑制添加剤が製造されるようになった。従っ
て、これらのコークス抑制剤を供給原料中に分散させる
ための効果的な装置が必要である。特に供給原料のホッ
トポイントに添加するためには、いくつかの問題が明ら
かである。固体の添加剤は一般にキャリヤ液体中に溶液
または懸濁液として導入されなければならない。溶媒が
供給原料からの熱のために蒸発すると、注入装置内に付
着物が発生して、閉塞が起こる。高温の金属面上にキャ
リヤ液体が衝突すると、管路の金属の疲労を促進する。
その結果、液体添加剤は添加位置において冷態でなけれ
ばならず、しかも溶媒は高温の表面と遭遇する前に完全
に蒸発させなければならない。
しかつ供給原料に不溶解性の固体である比較的に効果的
なコークス抑制添加剤が製造されるようになった。従っ
て、これらのコークス抑制剤を供給原料中に分散させる
ための効果的な装置が必要である。特に供給原料のホッ
トポイントに添加するためには、いくつかの問題が明ら
かである。固体の添加剤は一般にキャリヤ液体中に溶液
または懸濁液として導入されなければならない。溶媒が
供給原料からの熱のために蒸発すると、注入装置内に付
着物が発生して、閉塞が起こる。高温の金属面上にキャ
リヤ液体が衝突すると、管路の金属の疲労を促進する。
その結果、液体添加剤は添加位置において冷態でなけれ
ばならず、しかも溶媒は高温の表面と遭遇する前に完全
に蒸発させなければならない。
【０００５】アーバンその他に発行された米国特許第
４，６４７，３６７号明細書には、高温の石油リアクタ
内にコークスが付着することを阻止するための金属フタ
ロシアニン防汚剤が開示されている。
４，６４７，３６７号明細書には、高温の石油リアクタ
内にコークスが付着することを阻止するための金属フタ
ロシアニン防汚剤が開示されている。
【０００６】ペラスに発行された米国特許第３，０３
４，７２６号明細書には、加圧ガスを使用して液体を噴
霧化する装置が記載されている。この装置はノズルに終
端する液体用の内管と、ノズルにおけるガス用の環状の
室とを含む。また、この装置は噴霧化された液体を蒸発
させる加熱装置を含む。
４，７２６号明細書には、加圧ガスを使用して液体を噴
霧化する装置が記載されている。この装置はノズルに終
端する液体用の内管と、ノズルにおけるガス用の環状の
室とを含む。また、この装置は噴霧化された液体を蒸発
させる加熱装置を含む。
【０００７】ジョーンズ・ジュニアに発行された米国特
許第３，５８９，６１１号明細書には、容器に流体を注
入する分配管が記載されており、この分配管は容器の内
部に露出した管の部分のための完全な冷却ジャケットを
含む。
許第３，５８９，６１１号明細書には、容器に流体を注
入する分配管が記載されており、この分配管は容器の内
部に露出した管の部分のための完全な冷却ジャケットを
含む。
【０００８】ライチルその他に発行された米国特許第
３，４０８，００７号明細書には、粘性の高い物質、例
えば、溶融した重合体をガスで噴霧化する装置が記載さ
れている。この装置は液体のための円錐形の吐出端部を
有する加熱されるノズルを含む。吐出端部の外側には、
狭い裁頭円錐形の開口部を有するガス用の通路が形成さ
れている。
３，４０８，００７号明細書には、粘性の高い物質、例
えば、溶融した重合体をガスで噴霧化する装置が記載さ
れている。この装置は液体のための円錐形の吐出端部を
有する加熱されるノズルを含む。吐出端部の外側には、
狭い裁頭円錐形の開口部を有するガス用の通路が形成さ
れている。
【０００９】オブライエンに発行された米国特許第１，
６５２，３７２号明細書には、液体用の環状チャンネル
を形成する２個の部分的に重なり合う管状部材と、加圧
空気またはガス用の内側通路とを備えた噴霧装置が記載
されている。この噴霧装置はノズル出口を有する円錐形
混合室に終端している。
６５２，３７２号明細書には、液体用の環状チャンネル
を形成する２個の部分的に重なり合う管状部材と、加圧
空気またはガス用の内側通路とを備えた噴霧装置が記載
されている。この噴霧装置はノズル出口を有する円錐形
混合室に終端している。
【００１０】パンヒリスその他に発行された米国特許第
３，５２７，８３２号明細書には、蒸気分解炉の流出液
が該炉から下流側でコークス化する傾向を少なくするた
めに蒸気分解炉出口管上に使用される特殊のそらせ板を
有する収集マニホルドが記載されている。
３，５２７，８３２号明細書には、蒸気分解炉の流出液
が該炉から下流側でコークス化する傾向を少なくするた
めに蒸気分解炉出口管上に使用される特殊のそらせ板を
有する収集マニホルドが記載されている。
【００１１】レイドその他に発行された米国特許第５，
０３９，３９１号明細書には、コークス炉内のコークス
の発生量を減らすための硼素含有化合物およびジヒドロ
キシベンゼンが開示されている。
０３９，３９１号明細書には、コークス炉内のコークス
の発生量を減らすための硼素含有化合物およびジヒドロ
キシベンゼンが開示されている。
【００１２】クラマーその他に発行された米国特許第
３，８４３，７４４号明細書には、供給原料注入箇所か
ら下流側の一つまたはそれ以上の臨界的に配置された箇
所にスチームおよび／または不活性ガスを注入すること
を含む炭化水素をアセチレンに熱分解するときにリアク
タの壁部上に形成されるコークスの量を制御しかつ減少
させる方法が記載されている。
３，８４３，７４４号明細書には、供給原料注入箇所か
ら下流側の一つまたはそれ以上の臨界的に配置された箇
所にスチームおよび／または不活性ガスを注入すること
を含む炭化水素をアセチレンに熱分解するときにリアク
タの壁部上に形成されるコークスの量を制御しかつ減少
させる方法が記載されている。
【００１３】ホレスタに発行された米国特許第５、００
０、８３６号明細書には、熱分解炉内のコークスの形成
を抑制するためのモリブデンおよび硼素化合物が開示さ
れている。
０、８３６号明細書には、熱分解炉内のコークスの形成
を抑制するためのモリブデンおよび硼素化合物が開示さ
れている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の液体注入装置
は、高温の供給原料中に液体コークス抑制剤を分散させ
る際に遭遇する問題を克服するために冷却ジャケット
と、任意の蒸発シュラウドとを含む。コークス抑制剤を
ホットポイントに注入すると、高い成果が得られること
が判明した。冷却ジャケットは注入ノズルが閉塞する傾
向を少なくして、供給管路の熱に起因するキャリヤの減
損を阻止する。シュラウドは注入後にキャリヤを確実に
迅速に蒸発させるために供給管路内の抑制剤の滞留時間
を増大しかつ高温の金属面の衝撃侵蝕を回避する。
は、高温の供給原料中に液体コークス抑制剤を分散させ
る際に遭遇する問題を克服するために冷却ジャケット
と、任意の蒸発シュラウドとを含む。コークス抑制剤を
ホットポイントに注入すると、高い成果が得られること
が判明した。冷却ジャケットは注入ノズルが閉塞する傾
向を少なくして、供給管路の熱に起因するキャリヤの減
損を阻止する。シュラウドは注入後にキャリヤを確実に
迅速に蒸発させるために供給管路内の抑制剤の滞留時間
を増大しかつ高温の金属面の衝撃侵蝕を回避する。
【００１５】本発明は、一実施例として、よく混合され
たコークス抑制剤を含む高温の供給原料を供給する装置
を有する熱分解炉に至る供給管路を提供する。この供給
管路は高温の供給原料の流れのための導管と、長手方向
の注入装置とを備えている。導管は供給原料を受け入れ
る入口と、供給原料を熱分解炉に送出する出口とを有し
ている。長手方向の注入装置は、導管外のコークス抑制
剤入口端部と、コークス抑制剤を供給原料の流れの中心
軸線と隣接して吐出するために導管内の中央部に配置さ
れた吐出端部とを有している。注入装置内の第１通路は
コークス抑制剤を含む流体を吐出端部に供給する。注入
装置内の第２通路は噴霧化流体を吐出端部に供給する。
環状冷却ジャケットは注入装置の第１中央通路および吐
出オリフィス内の汚れを抑制するために冷却液を第１中
央通路のまわりに循環させる。吐出端部に設けられた混
合室はコーク抑制剤および噴霧化流体を受け入れて、流
体混合物を形成する。吐出オリフィスは流体混合物が混
合室から供給原料の流れの中に流入するときにコークス
抑制剤の流体を噴霧化させる。コークス抑制剤流体は導
管の表面と衝突し、そして熱分解炉に流入する前に実質
的に蒸発せしめられる。
たコークス抑制剤を含む高温の供給原料を供給する装置
を有する熱分解炉に至る供給管路を提供する。この供給
管路は高温の供給原料の流れのための導管と、長手方向
の注入装置とを備えている。導管は供給原料を受け入れ
る入口と、供給原料を熱分解炉に送出する出口とを有し
ている。長手方向の注入装置は、導管外のコークス抑制
剤入口端部と、コークス抑制剤を供給原料の流れの中心
軸線と隣接して吐出するために導管内の中央部に配置さ
れた吐出端部とを有している。注入装置内の第１通路は
コークス抑制剤を含む流体を吐出端部に供給する。注入
装置内の第２通路は噴霧化流体を吐出端部に供給する。
環状冷却ジャケットは注入装置の第１中央通路および吐
出オリフィス内の汚れを抑制するために冷却液を第１中
央通路のまわりに循環させる。吐出端部に設けられた混
合室はコーク抑制剤および噴霧化流体を受け入れて、流
体混合物を形成する。吐出オリフィスは流体混合物が混
合室から供給原料の流れの中に流入するときにコークス
抑制剤の流体を噴霧化させる。コークス抑制剤流体は導
管の表面と衝突し、そして熱分解炉に流入する前に実質
的に蒸発せしめられる。
【００１６】本発明の供給管路は、別の一実施例におい
て、注入装置の長手方向に沿って配置された環状シュラ
ウドと、シュラウドに供給するための高温のシュラウド
流体源と、供給原料の流れの中に吐出するために噴霧化
されたコークス抑制剤流体をシュラウド流体と混合する
ために吐出オリフィスと隣接したシュラウド内の混合領
域とを備えている。コークス抑制剤流体はコークス抑制
剤の溶液または分散液を含むことができる。噴霧化流体
とコークス抑制剤流体との質量比は約０．３〜２：１ま
での範囲内にある。噴霧化された抑制剤流体は約６０μ
ｍの好ましい最大液滴サイズを有する。供給管路はオリ
フィスを通して二相音速流を提供することが好ましい。
溶媒、すなわち、分散液は供給原料の流れの中に吐出さ
れる前に実質的に蒸発せしめられる。循環する冷却液は
吐出オリフィスの汚れを抑制する。冷却ジャケットは吐
出端部においてノズルによりシールされた同心管を備え
ていることが好ましい。供給管路は注入装置を供給原料
の流れから遮断する遮断弁を含むことができる。
て、注入装置の長手方向に沿って配置された環状シュラ
ウドと、シュラウドに供給するための高温のシュラウド
流体源と、供給原料の流れの中に吐出するために噴霧化
されたコークス抑制剤流体をシュラウド流体と混合する
ために吐出オリフィスと隣接したシュラウド内の混合領
域とを備えている。コークス抑制剤流体はコークス抑制
剤の溶液または分散液を含むことができる。噴霧化流体
とコークス抑制剤流体との質量比は約０．３〜２：１ま
での範囲内にある。噴霧化された抑制剤流体は約６０μ
ｍの好ましい最大液滴サイズを有する。供給管路はオリ
フィスを通して二相音速流を提供することが好ましい。
溶媒、すなわち、分散液は供給原料の流れの中に吐出さ
れる前に実質的に蒸発せしめられる。循環する冷却液は
吐出オリフィスの汚れを抑制する。冷却ジャケットは吐
出端部においてノズルによりシールされた同心管を備え
ていることが好ましい。供給管路は注入装置を供給原料
の流れから遮断する遮断弁を含むことができる。
【００１７】シュラウドは大きい直径の部分と小さい直
径の部分とを含むことができ、そして大きい直径の部分
はシュラウドガス分配用そらせ板を有することができ
る。シュラウドガスは供給原料の流れの側流を含むこと
ができる。シュラウドは供給原料の側流を進入させるた
めに壁部に形成されたスロットを含むことができる。シ
ュラウドと注入装置との間の環状スペースはその内部で
噴霧化されたコークス抑制剤混合物の凝縮を抑制するた
めにパッドガスの流れを有することができる。シュラウ
ドはシュラウド流体を導入するための入口端部を導管外
に有することが好ましい。
径の部分とを含むことができ、そして大きい直径の部分
はシュラウドガス分配用そらせ板を有することができ
る。シュラウドガスは供給原料の流れの側流を含むこと
ができる。シュラウドは供給原料の側流を進入させるた
めに壁部に形成されたスロットを含むことができる。シ
ュラウドと注入装置との間の環状スペースはその内部で
噴霧化されたコークス抑制剤混合物の凝縮を抑制するた
めにパッドガスの流れを有することができる。シュラウ
ドはシュラウド流体を導入するための入口端部を導管外
に有することが好ましい。
【００１８】
【実施例】本発明の注入装置は添加剤の流れと供給原料
の流れとの混合効果を高めることができる。それに加え
て、注入装置の閉塞と、高温の金属製の供給管路の衝撃
侵蝕とを含むコークス抑制剤溶液のホットポイント注入
と付随する問題が十分に回避される。
の流れとの混合効果を高めることができる。それに加え
て、注入装置の閉塞と、高温の金属製の供給管路の衝撃
侵蝕とを含むコークス抑制剤溶液のホットポイント注入
と付随する問題が十分に回避される。
【００１９】本発明はプロセス装置にコークスが形成さ
れるような炭化水素供給原料、例えば、エタン、プロパ
ン、石油、ナフサ、軽油、灯油および同様な物質に対し
て実施されるいかなる高温反応プロセスにも有用であ
る。具体例としての炭化水素の反応は熱分解、水素化分
解法、流動接触分解法、接触改質法等を含む。例示の目
的のために、以下の説明は炭化水素の熱分解について述
べる。しかしながら、これは本発明の効用を限定すると
解釈されるべきでない。
れるような炭化水素供給原料、例えば、エタン、プロパ
ン、石油、ナフサ、軽油、灯油および同様な物質に対し
て実施されるいかなる高温反応プロセスにも有用であ
る。具体例としての炭化水素の反応は熱分解、水素化分
解法、流動接触分解法、接触改質法等を含む。例示の目
的のために、以下の説明は炭化水素の熱分解について述
べる。しかしながら、これは本発明の効用を限定すると
解釈されるべきでない。
【００２０】同様な符号が同様な部品を示す図１ないし
図９を参照すると、供給管路１０は炭化水素供給原料お
よびコークス抑制剤を例えば熱分解炉（図示せず）に導
入する。コークス抑制剤は、例えば、炉内の下流側の高
温のプロセス表面上のコークス付着層の形成を抑制す
る。多数の優れたコークス抑制剤は通常の状態において
固体であるので、これらの抑制剤は代表的には供給原料
にキャリヤ液体中の溶液または分散液として添加され
る。コークス抑制剤およびキャリヤ液体の特定の選択は
本発明をコークス抑制剤およびキャリヤ液体が供給原料
と混合される注入装置および注入方法に限定するもので
はない。例えば、コークス抑制剤は有機物または無機物
とすることができ、そしてキャリヤ液体は代表的には水
または別の一つの溶媒である。本発明の熱分解炉供給管
路１０には、高温の炭化水素の反応においてコークスの
形成を抑制することが知られている種々の物質を使用す
ることができる。例えば、本発明の装置は硼素、コバル
ト、モリブデン、硫黄、燐、カリウムおよび同様な物質
の化合物またはこれらの物質を含む化合物を注入するた
めに使用することができる。
図９を参照すると、供給管路１０は炭化水素供給原料お
よびコークス抑制剤を例えば熱分解炉（図示せず）に導
入する。コークス抑制剤は、例えば、炉内の下流側の高
温のプロセス表面上のコークス付着層の形成を抑制す
る。多数の優れたコークス抑制剤は通常の状態において
固体であるので、これらの抑制剤は代表的には供給原料
にキャリヤ液体中の溶液または分散液として添加され
る。コークス抑制剤およびキャリヤ液体の特定の選択は
本発明をコークス抑制剤およびキャリヤ液体が供給原料
と混合される注入装置および注入方法に限定するもので
はない。例えば、コークス抑制剤は有機物または無機物
とすることができ、そしてキャリヤ液体は代表的には水
または別の一つの溶媒である。本発明の熱分解炉供給管
路１０には、高温の炭化水素の反応においてコークスの
形成を抑制することが知られている種々の物質を使用す
ることができる。例えば、本発明の装置は硼素、コバル
ト、モリブデン、硫黄、燐、カリウムおよび同様な物質
の化合物またはこれらの物質を含む化合物を注入するた
めに使用することができる。
【００２１】コークス抑制剤用の粘度の低い溶媒は好ま
しい一つのキャリヤ液体である。溶媒の選択はコークス
抑制剤の溶解性および供給原料に対する相容性により左
右される。溶媒としては、水または低粘度のパラフィン
族炭化水素を挙げることができる。無機化合物に対して
は、蒸留水が好ましい一つのキャリヤ液体である。ま
た、別の態様として、固体のコークス抑制剤を分散させ
るキャリヤ液体を使用することができる。その結果、コ
ークス抑制剤はコロイド懸濁液または水中に油が分散し
た液体として送出することができる。キャリヤ液体の粘
度はポンプの出口の圧力が過大になることを回避するた
めに低くすべきである。キャリヤ液体は水の粘度と等し
いかまたはそれよりも低い粘度を有することが好まし
い。
しい一つのキャリヤ液体である。溶媒の選択はコークス
抑制剤の溶解性および供給原料に対する相容性により左
右される。溶媒としては、水または低粘度のパラフィン
族炭化水素を挙げることができる。無機化合物に対して
は、蒸留水が好ましい一つのキャリヤ液体である。ま
た、別の態様として、固体のコークス抑制剤を分散させ
るキャリヤ液体を使用することができる。その結果、コ
ークス抑制剤はコロイド懸濁液または水中に油が分散し
た液体として送出することができる。キャリヤ液体の粘
度はポンプの出口の圧力が過大になることを回避するた
めに低くすべきである。キャリヤ液体は水の粘度と等し
いかまたはそれよりも低い粘度を有することが好まし
い。
【００２２】本発明の実施にあたり、コークス抑制剤が
炉の入口に近いホットポイントにおいて注入される。ホ
ットポイント注入がコークス抑制成果を高めることが判
明した。供給管路１０は、代表的には、６５０°Ｃ（１
２００°Ｆ）程度の温度を有している。供給管路内の圧
力は一般に４８０ＫＰａ（５５ｐｓｉ）程度である。供
給原料の速度は一般に９０ｍ／ｓ（３００ｆｔ／ｓ）と
２５０ｍ／ｓ（８００ｆｔ／ｓ）との間で変化する。
炉の入口に近いホットポイントにおいて注入される。ホ
ットポイント注入がコークス抑制成果を高めることが判
明した。供給管路１０は、代表的には、６５０°Ｃ（１
２００°Ｆ）程度の温度を有している。供給管路内の圧
力は一般に４８０ＫＰａ（５５ｐｓｉ）程度である。供
給原料の速度は一般に９０ｍ／ｓ（３００ｆｔ／ｓ）と
２５０ｍ／ｓ（８００ｆｔ／ｓ）との間で変化する。
【００２３】供給管路１０は供給原料の流れを有する導
管１１と、液体添加剤を導管１１に導入する注入装置１
２とを備えている。注入装置１２は導管のベンドの下流
側の部分内に長手方向に配置されることが好ましい。注
入装置１２は導管１１の外部に配置された入口端部１４
と、供給原料の流れの中央軸線に隣接して整列した吐出
端部１６とを有している。従って、液体コークス抑制剤
のエーロゾル１５は良好に混合するために供給原料の中
央部に吐出することができる。注入装置１２を取り付け
るための任意の好適な装置を使用することができるが、
好ましいフランジ付きのカップリング１７を図示してあ
る。
管１１と、液体添加剤を導管１１に導入する注入装置１
２とを備えている。注入装置１２は導管のベンドの下流
側の部分内に長手方向に配置されることが好ましい。注
入装置１２は導管１１の外部に配置された入口端部１４
と、供給原料の流れの中央軸線に隣接して整列した吐出
端部１６とを有している。従って、液体コークス抑制剤
のエーロゾル１５は良好に混合するために供給原料の中
央部に吐出することができる。注入装置１２を取り付け
るための任意の好適な装置を使用することができるが、
好ましいフランジ付きのカップリング１７を図示してあ
る。
【００２４】特に、図２ないし図４を参照すると、注入
装置１２は中央通路２０と、円筒形の混合室２２と流体
により連絡する出口とを有する内管１８を備えている。
加圧溜め容器（図示せず）から注入装置１２の中に入口
端部１４においてポンプで送入され、または圧送された
抑制剤の液体が通路２０を通って混合室２２の中に流入
する。
装置１２は中央通路２０と、円筒形の混合室２２と流体
により連絡する出口とを有する内管１８を備えている。
加圧溜め容器（図示せず）から注入装置１２の中に入口
端部１４においてポンプで送入され、または圧送された
抑制剤の液体が通路２０を通って混合室２２の中に流入
する。
【００２５】内管１８は外管２４内に同心状に収納され
て、両者の間に環状通路２６が形成されることが好まし
い。環状通路２６は噴霧化流体を導入する流入口２７
と、混合室２２と流体により連絡する流出口とを有して
いる。噴霧化流体（一般的にはガス）は環状通路２６を
通過して、混合室２２内のコークス抑制剤溶液と混合す
る。
て、両者の間に環状通路２６が形成されることが好まし
い。環状通路２６は噴霧化流体を導入する流入口２７
と、混合室２２と流体により連絡する流出口とを有して
いる。噴霧化流体（一般的にはガス）は環状通路２６を
通過して、混合室２２内のコークス抑制剤溶液と混合す
る。
【００２６】好適な噴霧化ガスは不活性ガス、例えば、
窒素、アルゴンおよび同様な気体、スチーム並びに炭化
水素、例えば、メタン、エタンおよび同様な物質を含
む。噴霧化ガスは液体コークス抑制剤を導管１１内のキ
ャリヤ液体の迅速な蒸発を促進するために好適な液滴粒
径を有するエーロゾルに噴霧化することを助ける。それ
に加えて、エーロゾルの粒径は供給原料の流れ内での分
散を高めるように選択される。エーロゾルの液滴の平均
粒径は一般に噴霧ガスとコークス抑制剤液体との質量比
により左右される。ガスと液体との質量比は一般に約
０．３〜２：１まで変化し、最適の質量比は約１であ
り、１−２の質量比範囲内では得られる利益がかなり低
下する。代表的には、ガス／液体の質量比をより高くす
ると、液滴の粒径が小さくなる。噴霧化された液滴の粒
径は約４０μｍから約１００μｍまでの平均直径（ソー
ター）（ｓａｕｔｅｒ）を有することが好ましい。溶媒
を蒸発させた後のエーロゾルの粒径は一般に１−２μｍ
程度である。この明細書に使用した液滴および粒径は一
般にソーターの平均直径を示す。
窒素、アルゴンおよび同様な気体、スチーム並びに炭化
水素、例えば、メタン、エタンおよび同様な物質を含
む。噴霧化ガスは液体コークス抑制剤を導管１１内のキ
ャリヤ液体の迅速な蒸発を促進するために好適な液滴粒
径を有するエーロゾルに噴霧化することを助ける。それ
に加えて、エーロゾルの粒径は供給原料の流れ内での分
散を高めるように選択される。エーロゾルの液滴の平均
粒径は一般に噴霧ガスとコークス抑制剤液体との質量比
により左右される。ガスと液体との質量比は一般に約
０．３〜２：１まで変化し、最適の質量比は約１であ
り、１−２の質量比範囲内では得られる利益がかなり低
下する。代表的には、ガス／液体の質量比をより高くす
ると、液滴の粒径が小さくなる。噴霧化された液滴の粒
径は約４０μｍから約１００μｍまでの平均直径（ソー
ター）（ｓａｕｔｅｒ）を有することが好ましい。溶媒
を蒸発させた後のエーロゾルの粒径は一般に１−２μｍ
程度である。この明細書に使用した液滴および粒径は一
般にソーターの平均直径を示す。
【００２７】外管２４は注入装置１２を通しての流体の
流れを制限するために混合室２２と隣接したノズル２８
を有している。ノズル２８は混合室２２から吐出端部１
６を通過する混合された流体を噴霧化するために混合室
２２と流体により連絡する１個またはそれ以上のオリフ
ィス３０を有している。オリフィス３０の数および直径
がプロセス設計のパラメータ、例えば、所望されるエー
ロゾルの粒径、ノズルでの圧力降下、抑制剤の流量、ガ
ス／液体比およびキャリヤ液体を蒸発させるために必要
な滞留時間により左右されることが理解されよう。一般
的には、オリフィスの最小直径（ソーター平均直径）は
約０．２５ｍｍ（０．０１インチ）であり、かつオリフ
ィスの最大直径は約３ｍｍ（０．１２５インチ）であ
る。混合室２２およびオリフィス３０の長さの比および
長さ／直径比は（ガスの流量に基づいた）ノズルを通し
ての二相音速流を得るために決定されることが好まし
い。さもなければ、オリフィス３０を通る流れが閉塞す
ることがある。ノズル３０の上流側に発生する圧力は閉
塞しない流れを保証するために下流側の絶対圧力の二倍
またはそれ以上であることが好ましい。
流れを制限するために混合室２２と隣接したノズル２８
を有している。ノズル２８は混合室２２から吐出端部１
６を通過する混合された流体を噴霧化するために混合室
２２と流体により連絡する１個またはそれ以上のオリフ
ィス３０を有している。オリフィス３０の数および直径
がプロセス設計のパラメータ、例えば、所望されるエー
ロゾルの粒径、ノズルでの圧力降下、抑制剤の流量、ガ
ス／液体比およびキャリヤ液体を蒸発させるために必要
な滞留時間により左右されることが理解されよう。一般
的には、オリフィスの最小直径（ソーター平均直径）は
約０．２５ｍｍ（０．０１インチ）であり、かつオリフ
ィスの最大直径は約３ｍｍ（０．１２５インチ）であ
る。混合室２２およびオリフィス３０の長さの比および
長さ／直径比は（ガスの流量に基づいた）ノズルを通し
ての二相音速流を得るために決定されることが好まし
い。さもなければ、オリフィス３０を通る流れが閉塞す
ることがある。ノズル３０の上流側に発生する圧力は閉
塞しない流れを保証するために下流側の絶対圧力の二倍
またはそれ以上であることが好ましい。
【００２８】本発明の注入装置１２の一つの重要な特徴
はノズル２８と衝接して外管２４のジャケットを構成す
る外側冷却ジャケット３２を設けたことである。冷却ジ
ャケット３２は中央通路２０およびオリフィス３０の汚
れを阻止する。注入装置１２の汚れはキャリヤ液体の内
部での蒸発、固体抑制剤の蓄積および／またはある場合
には抑制剤またはキャリヤ液体の分解のために起こるこ
とがある。
はノズル２８と衝接して外管２４のジャケットを構成す
る外側冷却ジャケット３２を設けたことである。冷却ジ
ャケット３２は中央通路２０およびオリフィス３０の汚
れを阻止する。注入装置１２の汚れはキャリヤ液体の内
部での蒸発、固体抑制剤の蓄積および／またはある場合
には抑制剤またはキャリヤ液体の分解のために起こるこ
とがある。
【００２９】同心状の内管３４および外管３５で構成さ
れた差し込み型冷却ジャケットが好ましくは使用され
る。内管３４および外管３５は各々の端部においてシー
ルされて、冷却流体を循環させるための環状の通路を形
成している。内側のジャケット管３４は冷却流体を導入
するための流入口３８を有している。外側のジャケット
管３５は冷却流体を除去するための流出口４０を有して
いる。水、グリコールおよび同様な液体のような冷却流
体を使用することができる。また、図２および図３から
オリフィス３０を冷却するために冷却ジャケット３２を
吐出端部１６においてノズル２８によりシールすること
ができることが理解できよう。冷却ジャケット３２の最
も外側の表面は、所望されれば、絶縁することができ
る。（図示せず）冷却液体は注入装置１２内でのキャリ
ヤ液体の蒸発を阻止するために好適な流量で冷却ジャケ
ット３２内で循環させるべきである。コークス抑制剤液
体は吐出端部１６において４５°Ｃまたはそれ以下の温
度を有することが好ましい。
れた差し込み型冷却ジャケットが好ましくは使用され
る。内管３４および外管３５は各々の端部においてシー
ルされて、冷却流体を循環させるための環状の通路を形
成している。内側のジャケット管３４は冷却流体を導入
するための流入口３８を有している。外側のジャケット
管３５は冷却流体を除去するための流出口４０を有して
いる。水、グリコールおよび同様な液体のような冷却流
体を使用することができる。また、図２および図３から
オリフィス３０を冷却するために冷却ジャケット３２を
吐出端部１６においてノズル２８によりシールすること
ができることが理解できよう。冷却ジャケット３２の最
も外側の表面は、所望されれば、絶縁することができ
る。（図示せず）冷却液体は注入装置１２内でのキャリ
ヤ液体の蒸発を阻止するために好適な流量で冷却ジャケ
ット３２内で循環させるべきである。コークス抑制剤液
体は吐出端部１６において４５°Ｃまたはそれ以下の温
度を有することが好ましい。
【００３０】液滴の導管の表面との衝突を回避すること
を助けるために、管状の蒸発シュラウドを使用すること
ができる。シュラウド内の流量を導管１１内の流量より
も低くすることができ、かつ低いことが好ましいので、
キャリヤ液体を蒸発させるための付加的な滞留時間が得
られる。それに加えて、キャリヤ液体の液滴のいかなる
衝突も一般にシュラウドの内面に限定され、シュラウド
を犠牲にし、そして定期的に取り替えることができる。
図５および図６を参照すると、供給管路１０´は外側の
蒸発シュラウド４２により包囲された注入装置１２を含
む。シュラウド４２は通路４３を有しかつ一般に冷却ジ
ャケット３２に対して同心状に配置されている。ノズル
３０からシュラウド４２中に吐出された液体抑制剤はキ
ャリヤ液体を実質的に蒸発させるために十分な滞留時間
を有することができる。
を助けるために、管状の蒸発シュラウドを使用すること
ができる。シュラウド内の流量を導管１１内の流量より
も低くすることができ、かつ低いことが好ましいので、
キャリヤ液体を蒸発させるための付加的な滞留時間が得
られる。それに加えて、キャリヤ液体の液滴のいかなる
衝突も一般にシュラウドの内面に限定され、シュラウド
を犠牲にし、そして定期的に取り替えることができる。
図５および図６を参照すると、供給管路１０´は外側の
蒸発シュラウド４２により包囲された注入装置１２を含
む。シュラウド４２は通路４３を有しかつ一般に冷却ジ
ャケット３２に対して同心状に配置されている。ノズル
３０からシュラウド４２中に吐出された液体抑制剤はキ
ャリヤ液体を実質的に蒸発させるために十分な滞留時間
を有することができる。
【００３１】抑制剤のエーロゾル１５はコークス抑制剤
をシュラウド４２を通して供給原料の流れの中に輸送す
るためにシュラウドガスと混合される。図５から理解さ
れるように、高温の供給原料の流れの側流を進入させる
ためにシュラウドガスをスロット４６を通してシュラウ
ド壁部に導入することができる。シュラウドガスは通路
４３を一掃して、混合領域４５内で抑制剤のエーロゾル
と混合する。供給原料の流れおよびシュラウドガスから
の熱は混合領域４５内のキャリヤ液体を実質的に蒸発さ
せる。
をシュラウド４２を通して供給原料の流れの中に輸送す
るためにシュラウドガスと混合される。図５から理解さ
れるように、高温の供給原料の流れの側流を進入させる
ためにシュラウドガスをスロット４６を通してシュラウ
ド壁部に導入することができる。シュラウドガスは通路
４３を一掃して、混合領域４５内で抑制剤のエーロゾル
と混合する。供給原料の流れおよびシュラウドガスから
の熱は混合領域４５内のキャリヤ液体を実質的に蒸発さ
せる。
【００３２】スロット４６に流入する供給原料の部分は
一般に通路４３における圧力降下に比例する。シュラウ
ド管４２およびスロット４６の寸法は一般に混合領域４
５内の必要な滞留時間により左右される。また、シュラ
ウドガスの流量は一般に抑制剤エーロゾル粒子を供給原
料の流れの中に輸送しかつシュラウドの隣接面上の液滴
の凝集を阻止するために必要な速度により左右される。
混合領域４５において均一な速度を発生させるために、
注入装置１２のノズル３０が十分な距離、例えば、スロ
ット４６からの下流側の注入装置１２（外管３５）の直
径の約６倍から９倍までの距離にわたって延在している
ことが望ましい。
一般に通路４３における圧力降下に比例する。シュラウ
ド管４２およびスロット４６の寸法は一般に混合領域４
５内の必要な滞留時間により左右される。また、シュラ
ウドガスの流量は一般に抑制剤エーロゾル粒子を供給原
料の流れの中に輸送しかつシュラウドの隣接面上の液滴
の凝集を阻止するために必要な速度により左右される。
混合領域４５において均一な速度を発生させるために、
注入装置１２のノズル３０が十分な距離、例えば、スロ
ット４６からの下流側の注入装置１２（外管３５）の直
径の約６倍から９倍までの距離にわたって延在している
ことが望ましい。
【００３３】好ましい一実施例においては、注入装置１
２とシュラウド４２との間の環状のデッドスペース４８
には、シュラウドの内壁部に形成されたいかなる抑制剤
の凝縮もこの領域内に蓄積することを阻止するために不
活性ガス、例えば、窒素が詰め込まれる。このパッドガ
スは、例えば、フランジ１７に形成された流入口（図示
せず）を有することができる。
２とシュラウド４２との間の環状のデッドスペース４８
には、シュラウドの内壁部に形成されたいかなる抑制剤
の凝縮もこの領域内に蓄積することを阻止するために不
活性ガス、例えば、窒素が詰め込まれる。このパッドガ
スは、例えば、フランジ１７に形成された流入口（図示
せず）を有することができる。
【００３４】図６に示した供給管路１０´の別の一実施
例においては、注入装置１２は導管１１外に入口端部５
０を有する管状のシュラウド４２´を含む。入口端部５
０は外部のシュラウド流体を導入して、通路４３を通し
てシュラウドの流れを発生させるための流入口５２を有
している。この外部のシュラウド流体は供給原料流体に
対して相容性であるべきである。相容性を有する外部シ
ュラウド流体は不活性ガス、例えば、窒素、アルゴンお
よび同様な気体と、炭化水素、例えば、エタン、プロパ
ン、ブタン、ＩＳＯＰＡＲ溶剤ベーパーおよび同様な物
質と、過熱蒸気と、供給原料の側流とを含む。
例においては、注入装置１２は導管１１外に入口端部５
０を有する管状のシュラウド４２´を含む。入口端部５
０は外部のシュラウド流体を導入して、通路４３を通し
てシュラウドの流れを発生させるための流入口５２を有
している。この外部のシュラウド流体は供給原料流体に
対して相容性であるべきである。相容性を有する外部シ
ュラウド流体は不活性ガス、例えば、窒素、アルゴンお
よび同様な気体と、炭化水素、例えば、エタン、プロパ
ン、ブタン、ＩＳＯＰＡＲ溶剤ベーパーおよび同様な物
質と、過熱蒸気と、供給原料の側流とを含む。
【００３５】本発明の供給管路のモジュール方式の別の
実施例１０´´を図７に示してある。注入装置１２は小
さい直径の管状部分５３と、遮断弁５４と、大きい直径
の管状部分、すなわち、ボンネット５６とを含むシュラ
ウド４２´´を有している。ボンネット５６はシュラウ
ドガスを導入する入口５８を有している。そらせ板６０
はボンネット５６を通してのガスの掃引（ｓｗｅｅｐ）
を高める。注入装置１２およびシュラウド４２´´を導
管１１と連結するために、慣用の装置、例えば、フラン
ジコネクタを使用することができる。導管１１中へのシ
ュラウドの吐出端部はコークス抑制剤の補足的な噴霧化
を促進するために二次ノズル６２を含むことができる。
注入装置１２全体が導管１１外に装着されているので、
シュラウド４２´´を除く注入装置１２をプロセス操作
を妨害することなく導管１１から離脱することができ
る。
実施例１０´´を図７に示してある。注入装置１２は小
さい直径の管状部分５３と、遮断弁５４と、大きい直径
の管状部分、すなわち、ボンネット５６とを含むシュラ
ウド４２´´を有している。ボンネット５６はシュラウ
ドガスを導入する入口５８を有している。そらせ板６０
はボンネット５６を通してのガスの掃引（ｓｗｅｅｐ）
を高める。注入装置１２およびシュラウド４２´´を導
管１１と連結するために、慣用の装置、例えば、フラン
ジコネクタを使用することができる。導管１１中へのシ
ュラウドの吐出端部はコークス抑制剤の補足的な噴霧化
を促進するために二次ノズル６２を含むことができる。
注入装置１２全体が導管１１外に装着されているので、
シュラウド４２´´を除く注入装置１２をプロセス操作
を妨害することなく導管１１から離脱することができ
る。
【００３６】供給管路の引込み式実施例１０´´´を図
８および図９に示してある。導管１１はフランジ付き遮
断弁６４、例えば、ゲート弁を含む。弁６４は注入装置
１２および導管１１内のシュラウド４２´を展開するた
めに十分なゲート開口部６６を有している。遮断弁６４
はシュラウド流体のための入口７０と、シールハウジン
グ７４内のパッキン箱、すなわち、パッキングランドシ
ールとを含む端末部材６８に取り付けられている。弁６
４は注入装置１２を引っ込めた後に導管１１から分離す
ることを可能にし、そして支持部材の役目をする。この
パッキングランドは、作業、例えば、コークス抑制前処
理の間に、導管１１の減圧またはガスの放出を行うこと
なく注入装置１２を引っ込めることを容易にする。
８および図９に示してある。導管１１はフランジ付き遮
断弁６４、例えば、ゲート弁を含む。弁６４は注入装置
１２および導管１１内のシュラウド４２´を展開するた
めに十分なゲート開口部６６を有している。遮断弁６４
はシュラウド流体のための入口７０と、シールハウジン
グ７４内のパッキン箱、すなわち、パッキングランドシ
ールとを含む端末部材６８に取り付けられている。弁６
４は注入装置１２を引っ込めた後に導管１１から分離す
ることを可能にし、そして支持部材の役目をする。この
パッキングランドは、作業、例えば、コークス抑制前処
理の間に、導管１１の減圧またはガスの放出を行うこと
なく注入装置１２を引っ込めることを容易にする。
【００３７】好ましく使用される安全チエーン７２は注
入装置１２を引っ込めるための一つまたはそれ以上の停
止位置を有している。安全チエーン７２は注入装置１２
の取外しおよび挿入の間に弁６４が閉ざされかつシール
ハウジング７４から圧力が逃されるまで注入装置１２を
シールハウジング７４内の所定位置に維持する。ゲート
弁の閉鎖およびシールハウジング７４の減圧後に、注入
装置１２を格納のために取り外すことができる。この目
的のための一つの停止位置は、好ましくは、注入装置の
ノズルが弁開口部６６を通過するゲート弁の中心線とシ
ールハウジング７４の装着フランジ７５の面板との間の
距離の中心である。作動状態における注入装置１２の挿
入は上記手順を逆にすることにより行われる。
入装置１２を引っ込めるための一つまたはそれ以上の停
止位置を有している。安全チエーン７２は注入装置１２
の取外しおよび挿入の間に弁６４が閉ざされかつシール
ハウジング７４から圧力が逃されるまで注入装置１２を
シールハウジング７４内の所定位置に維持する。ゲート
弁の閉鎖およびシールハウジング７４の減圧後に、注入
装置１２を格納のために取り外すことができる。この目
的のための一つの停止位置は、好ましくは、注入装置の
ノズルが弁開口部６６を通過するゲート弁の中心線とシ
ールハウジング７４の装着フランジ７５の面板との間の
距離の中心である。作動状態における注入装置１２の挿
入は上記手順を逆にすることにより行われる。
【００３８】このようにして、プロセス管路１１の稼動
を中断することなく注入装置を挿入し、そして取り外す
ことができる。コークス化防止添加剤を通常の作業の間
に所望どおりに添加することができるが、また添加剤が
注入される管路１１を介してリアクタにスチームのみが
供給される前処理サイクルにおいても添加することがで
きる。特定の添加剤による前処理のみが必要である場合
には、注入装置は前処理サイクルの完了後に通常取り外
されよう。
を中断することなく注入装置を挿入し、そして取り外す
ことができる。コークス化防止添加剤を通常の作業の間
に所望どおりに添加することができるが、また添加剤が
注入される管路１１を介してリアクタにスチームのみが
供給される前処理サイクルにおいても添加することがで
きる。特定の添加剤による前処理のみが必要である場合
には、注入装置は前処理サイクルの完了後に通常取り外
されよう。
【００３９】図９に示したシュラウド４２´は効果的で
ない蒸発に起因するシュラウド４２´のフラッヂング
（ｆｌｏｏｄｉｎｇ）の場合の該シュラウドの閉塞の防
止を助けるために傾斜した出口端部７６を有している。
ない蒸発に起因するシュラウド４２´のフラッヂング
（ｆｌｏｏｄｉｎｇ）の場合の該シュラウドの閉塞の防
止を助けるために傾斜した出口端部７６を有している。
【００４０】キャリヤ液体を蒸発させるために長い滞留
時間が必要でありかつ炉の入口配管の長さが限られてい
るときには、供給管路１０´´（図７）が好ましい。シ
ュラウドの流量およびボンネット５６の寸法は必要な蒸
発のための滞留時間により左右される。供給管路１０´
´（図７）および１０´´´（図８および図９）は前処
理状態調節段階の間に抑制剤の注入が必要であるとき、
単一のモジュール化された注入装置が多重炉前処理シス
テム内に可動ユニットとして使用されるとき、かつ／ま
たは炉の稼動を停止することなく保守を行うことを容易
にするために取外し可能な注入装置が所望されるときに
使用することができる。スチーム前処理サイクル操作の
ために、抑制剤溶液が使用される特定の添加剤に依存す
る時間の間に管路１０´´および１０´´´を通して流
れるスチーム中に供給され、そして好ましいシュラウド
流体は加熱蒸気である。
時間が必要でありかつ炉の入口配管の長さが限られてい
るときには、供給管路１０´´（図７）が好ましい。シ
ュラウドの流量およびボンネット５６の寸法は必要な蒸
発のための滞留時間により左右される。供給管路１０´
´（図７）および１０´´´（図８および図９）は前処
理状態調節段階の間に抑制剤の注入が必要であるとき、
単一のモジュール化された注入装置が多重炉前処理シス
テム内に可動ユニットとして使用されるとき、かつ／ま
たは炉の稼動を停止することなく保守を行うことを容易
にするために取外し可能な注入装置が所望されるときに
使用することができる。スチーム前処理サイクル操作の
ために、抑制剤溶液が使用される特定の添加剤に依存す
る時間の間に管路１０´´および１０´´´を通して流
れるスチーム中に供給され、そして好ましいシュラウド
流体は加熱蒸気である。
【００４１】本発明を次の実施例により開示する。実施例 本発明の液体注入装置を使用して無機コークス抑制剤の
ホットポイント注入を具体的に説明するためにパイロッ
トスケールの炉が組み立てられた。この装置はシュラウ
ドガスの流量が供給原料の流量全体からなり、注入装置
の吐出口からボンネットの吐出口までの距離が蒸発領域
からなり、かつボンネットの吐出口から炉の入口までの
距離が混合領域からなることを除いて、図７の実施例と
類似した注入装置／ボンネット組立体を有していた。ガ
ス混合物が混合領域からコークス化温度に達した炉の領
域中に送入された。この炉領域はボンネットに直角に据
え付けられた。ボンネットの直径は８ｃｍ（１．５イン
チ）であり、かつ１Ｍ（３フィート）の蒸発領域を有し
ていた。混合領域は直角エルボまで０．８Ｍ（２．５フ
ィート）であり、かつ直角エルボから炉領域まで０．５
Ｍ（１．５フィート）であった。この炉領域は供給原料
の温度を約６７５°Ｃ（１２５０°Ｆ）から９２５°Ｃ
（１７００°Ｆ）まで高める第１加熱部分と、９２５°
Ｃ（１７００°Ｆ）から１０４０°Ｃ（１９００°Ｆ）
まで稼動するコークスレイダウン部分（ｃｏｋｅ ｌａ
ｙｄｏｗｎ ｓｅｃｔｉｏｎ）と、ガスを約１０００°
Ｃ（１８３０°Ｆ）まで冷却する出口部分とからなって
いた。混合領域は１２．７ｍｍ（０．５インチ）のスケ
ジュール４０ＩＮＣＯＬＯＹ８００製の導管から製造さ
れた。炉領域は２２．２ｍｍ（０．８７５インチ）の外
径と１２．５ｍｍ（０．４９３インチ）の内径とを有す
るＩＮＣＯＬＯＹ８００製の導管から製造された。
ホットポイント注入を具体的に説明するためにパイロッ
トスケールの炉が組み立てられた。この装置はシュラウ
ドガスの流量が供給原料の流量全体からなり、注入装置
の吐出口からボンネットの吐出口までの距離が蒸発領域
からなり、かつボンネットの吐出口から炉の入口までの
距離が混合領域からなることを除いて、図７の実施例と
類似した注入装置／ボンネット組立体を有していた。ガ
ス混合物が混合領域からコークス化温度に達した炉の領
域中に送入された。この炉領域はボンネットに直角に据
え付けられた。ボンネットの直径は８ｃｍ（１．５イン
チ）であり、かつ１Ｍ（３フィート）の蒸発領域を有し
ていた。混合領域は直角エルボまで０．８Ｍ（２．５フ
ィート）であり、かつ直角エルボから炉領域まで０．５
Ｍ（１．５フィート）であった。この炉領域は供給原料
の温度を約６７５°Ｃ（１２５０°Ｆ）から９２５°Ｃ
（１７００°Ｆ）まで高める第１加熱部分と、９２５°
Ｃ（１７００°Ｆ）から１０４０°Ｃ（１９００°Ｆ）
まで稼動するコークスレイダウン部分（ｃｏｋｅ ｌａ
ｙｄｏｗｎ ｓｅｃｔｉｏｎ）と、ガスを約１０００°
Ｃ（１８３０°Ｆ）まで冷却する出口部分とからなって
いた。混合領域は１２．７ｍｍ（０．５インチ）のスケ
ジュール４０ＩＮＣＯＬＯＹ８００製の導管から製造さ
れた。炉領域は２２．２ｍｍ（０．８７５インチ）の外
径と１２．５ｍｍ（０．４９３インチ）の内径とを有す
るＩＮＣＯＬＯＹ８００製の導管から製造された。
【００４２】供給原料−シュラウドガスはエタン／スチ
ーム混合物からなっていた。入口温度は３１０ＫＰＡ
（４５ｐｓｉ）において６７５°Ｃ（１２５０°Ｆ）で
あった。エタンの流量は５６７５ｇ／時であり、そして
スチームの流量は１７００ｇ／時であった。ボンネット
内の滞留時間は約２秒であった。
ーム混合物からなっていた。入口温度は３１０ＫＰＡ
（４５ｐｓｉ）において６７５°Ｃ（１２５０°Ｆ）で
あった。エタンの流量は５６７５ｇ／時であり、そして
スチームの流量は１７００ｇ／時であった。ボンネット
内の滞留時間は約２秒であった。
【００４３】注入ノズルを４３°Ｃ（１１０°Ｆ）に維
持するために、十分な冷却水を注入装置の冷却ジャケッ
トを通して循環させた。噴霧化ガスが６８０ｇ／時の流
量で空気で送出された。抑制剤溶液の流量は２２７ｇ／
時であった。ノズルのオリフィスの直径は０．２５ｍｍ
（０．０１０インチ）であった。ノズルを通して、６４
０Ｍ／秒（１９６０フィート／秒）の音速に近い吐出速
度が得られた。
持するために、十分な冷却水を注入装置の冷却ジャケッ
トを通して循環させた。噴霧化ガスが６８０ｇ／時の流
量で空気で送出された。抑制剤溶液の流量は２２７ｇ／
時であった。ノズルのオリフィスの直径は０．２５ｍｍ
（０．０１０インチ）であった。ノズルを通して、６４
０Ｍ／秒（１９６０フィート／秒）の音速に近い吐出速
度が得られた。
【００４４】推定速度および液滴粒径の設計パラメータ
が計算されると共に、次の結果が得られた。 シュラウドガスの速度 １３Ｍ／秒（４０フィー
ト／秒） エーロゾルの速度 ８Ｍ／秒（２５フィート
／秒） 液滴の平均サイズ ２０μｍ 液滴の最大サイズ ６０μｍ 固体無機エーロゾルの粒径 １−２μｍ
が計算されると共に、次の結果が得られた。 シュラウドガスの速度 １３Ｍ／秒（４０フィー
ト／秒） エーロゾルの速度 ８Ｍ／秒（２５フィート
／秒） 液滴の平均サイズ ２０μｍ 液滴の最大サイズ ６０μｍ 固体無機エーロゾルの粒径 １−２μｍ
【００４５】シュラウド内に１５０°Ｃ（３００°Ｆ）
の温度降下が発生した。無機エーロゾルを分解させるた
めに８５０°Ｃ（１６００°Ｆ）よりも高い温度におけ
る炉内滞留時間で十分であった。
の温度降下が発生した。無機エーロゾルを分解させるた
めに８５０°Ｃ（１６００°Ｆ）よりも高い温度におけ
る炉内滞留時間で十分であった。
【００４６】一つの試験においては、抑制剤を含まない
溶液（蒸留水）が使用された。別の試験においては、無
機コークス抑制剤溶液が使用された。蒸留水中の無機抑
制剤の濃度は１ｇ／Ｌである。この炉は約１８時間の稼
動後、稼動が停止され、冷却され、そしてコークスの付
着の検査がなされた。無機コークス抑制剤を使用した試
験の場合には、コークス抑制剤を含んでいない溶液を使
用した試験の場合よりもコークスの付着量が少なかっ
た。
溶液（蒸留水）が使用された。別の試験においては、無
機コークス抑制剤溶液が使用された。蒸留水中の無機抑
制剤の濃度は１ｇ／Ｌである。この炉は約１８時間の稼
動後、稼動が停止され、冷却され、そしてコークスの付
着の検査がなされた。無機コークス抑制剤を使用した試
験の場合には、コークス抑制剤を含んでいない溶液を使
用した試験の場合よりもコークスの付着量が少なかっ
た。
【００４７】本発明の供給管路および注入装置を上記の
説明および実施例により例示した。当業者には上記の説
明から多くの変型、変更が明らかであるので、上記の説
明は非限定的な例示として意図されたものである。すべ
てのこのような変型は本発明の特許請求の範囲および精
神の範囲内に包含されるように意図されている。
説明および実施例により例示した。当業者には上記の説
明から多くの変型、変更が明らかであるので、上記の説
明は非限定的な例示として意図されたものである。すべ
てのこのような変型は本発明の特許請求の範囲および精
神の範囲内に包含されるように意図されている。
【図１】導管のベンド内に設置されたコークス抑制剤注
入装置を有する熱分解炉に至る供給管路を示す本発明の
一実施例を部分的に切断しかつ部分的に斜視図で示した
側面断面図。
入装置を有する熱分解炉に至る供給管路を示す本発明の
一実施例を部分的に切断しかつ部分的に斜視図で示した
側面断面図。
【図２】中央通路、環状通路および外側水ジャケットを
示した図１の注入装置を部分的に斜視図で示した側面断
面図。
示した図１の注入装置を部分的に斜視図で示した側面断
面図。
【図３】図２に示した注入装置のノズル端部の分解側面
断面図。
断面図。
【図４】図２の注入装置を４−４線に沿って裁った軸方
向横断面図。
向横断面図。
【図５】供給原料ガスの一部分がシュラウドガスとして
使用される注入装置を包囲する蒸発シュラウドを示した
本発明の供給管路の別の一実施例を部分的に切断しかつ
部分的に斜視図で示した側面断面図。
使用される注入装置を包囲する蒸発シュラウドを示した
本発明の供給管路の別の一実施例を部分的に切断しかつ
部分的に斜視図で示した側面断面図。
【図６】シュラウドガスが外部から供給される注入装置
を包囲する蒸発シュラウドを示した本発明の供給管路の
さらに一つの実施例を部分的に切断しかつ部分的に斜視
図で示した側面断面図。
を包囲する蒸発シュラウドを示した本発明の供給管路の
さらに一つの実施例を部分的に切断しかつ部分的に斜視
図で示した側面断面図。
【図７】シュラウドガスを外部から供給するシュラウド
を除いて外部から装着される注入装置を示した本発明の
供給管路のモジュール方式の実施例を部分的に切断しか
つ部分的に斜視図で示した側面図。
を除いて外部から装着される注入装置を示した本発明の
供給管路のモジュール方式の実施例を部分的に切断しか
つ部分的に斜視図で示した側面図。
【図８】炉の稼動を停止しないで弁が閉ざされた状態で
注入装置を導管から引っ込めることができる中間遮断弁
を通しての供給原料の流れの外部の導管内に配置された
注入装置およびシュラウドを有する本発明の供給管路の
引込み式実施例を部分的に切断した側面図。
注入装置を導管から引っ込めることができる中間遮断弁
を通しての供給原料の流れの外部の導管内に配置された
注入装置およびシュラウドを有する本発明の供給管路の
引込み式実施例を部分的に切断した側面図。
【図９】供給原料の流れ内に配置されかつ斜めに切断さ
れた端部を有するシュラウドを示した図８の引込み式実
施例を部分的に切断した側面図。
れた端部を有するシュラウドを示した図８の引込み式実
施例を部分的に切断した側面図。
１０ 供給管路 １０´ 供給管路 １０´´ 供給管路 １０´´´ 供給管路 １１ 導管 １２ 注入装置 １４ 入口端部 １６ 吐出端部 ２０ 通路 ２２ 混合室 ２６ 通路 ２８ ノズル ３０ オリフィス ３２ 冷却ジャケット ３４ 内管 ３５ 外管 ３８ 冷却流体流入口 ４０ 流出口 ４２ シュラウド ４２´ シュラウド ４２´´ シュラウド ４５ 混合領域 ４６ スロット ４８ 環状スペース ５３ 小径部分 ５４ 遮断弁 ５６ 大径部分 ６０ そらせ板 ６２ 二次ノズル ６４ 遮断弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピーター チェリッシュ アメリカ合衆国テキサス州キングウッド, エルム グロウブ コート 2916 (72)発明者 スコット セオドアー シャンプ アメリカ合衆国テキサス州ベライアー，ロ ウカスト ストリート 5216
Claims (20)
- 【請求項１】 よく混合されたコークス抑制剤を含む高
温の供給原料を供給する装置を有する熱分解炉に至る供
給管路であって、 供給原料を受け入れる入口と、供給原料を熱分解炉に送
出する出口とを有する高温の供給原料の流れのための導
管と、 該導管外に配置された入口と、コークス抑制剤を供給原
料の流れの中心軸線と隣接して吐出するために該導管内
の中央部に配置された吐出端部とを有する長手方向の注
入装置と、 コークス抑制剤を含む流体を吐出端部に供給するための
注入装置内の第１中央通路と、 噴霧化流体を吐出端部に供給するための注入装置内の第
２中央通路と、 注入装置の第１中央通路の汚れを抑制するために冷却液
を第１中央通路と隣接して循環させる冷却ジャケット
と、 コークス抑制剤および噴霧化流体を受け入れて流体混合
物を形成するために吐出端部に設けられた混合室と、 流体混合物が溜めから供給原料の流れの中に流入すると
きにコークス抑制剤流体を噴霧化するノズルの吐出オリ
フィスとを備え、 抑制剤流体が導管の表面と衝突し、そして熱分解炉に流
入する前に実質的に蒸発する、上記熱分解炉に至る供給
管路。 - 【請求項２】 請求項１に記載の供給管路において、注
入装置の長手方向に沿って配置された環状のシュラウド
と、シュラウドに供給するためのシュラウド流体源と、
供給原料の流れの中に吐出するために噴霧化されたコー
クス抑制剤流体をシュラウド流体と混合するために吐出
オリフィスと隣接したシュラウド内の混合領域とを備え
ている供給管路。 - 【請求項３】 請求項２に記載の供給管路において、コ
ークス抑制剤流体が抑制剤の溶液または分散液を含む供
給管路。 - 【請求項４】 請求項３に記載の供給管路において、溶
媒または分散液が供給原料の流れの中に吐出される前に
実質的に蒸発せしめられる供給管路。 - 【請求項５】 請求項２に記載の供給管路において、シ
ュラウドが該シュラウドから供給原料の流れの中に送入
されるコークス抑制剤流体を噴霧化するための補足的な
吐出オリフィスを含む供給管路。 - 【請求項６】 請求項２に記載の供給管路において、注
入装置を供給原料の流れから遮断する遮断弁を含む供給
管路。 - 【請求項７】 請求項６に記載の供給管路において、遮
断弁がその内部に注入装置を引込み可能に受け入れるた
めに出口端部にパッキン箱を有する供給管路。 - 【請求項８】 請求項２に記載の供給管路において、シ
ュラウドが大きい直径の管状部分と、小さい直径の管状
部分とを有する供給管路。 - 【請求項９】 請求項８に記載の供給管路において、大
きい直径の部分が噴霧化された抑制剤流体とシュラウド
流体との混合効果を高めるそらせ板を有する供給管路。 - 【請求項１０】 請求項２に記載の供給管路において、
シュラウド流体が供給原料の流れの側流を含む供給管
路。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の供給管路におい
て、シュラウドが供給原料の側流を進入させるために壁
部に形成されたスロットを含む供給管路。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の供給管路におい
て、シュラウドと注入装置との間の環状スペースがその
内部での噴霧化されたコークス抑制剤混合物の凝縮を抑
制するためのパッドガスの流れを有する供給管路。 - 【請求項１３】 請求項２に記載の供給管路において、
シュラウドが導管の外側に端部を有し、該外側端部がシ
ュラウド流体を導入する流入口を有する供給管路。 - 【請求項１４】 請求項１に記載の供給管路において、
循環する冷却液が吐出オリフィス内の汚れを抑制する供
給管路。 - 【請求項１５】 請求項１に記載の供給管路において、
冷却ジャケットが吐出端部においてノズルによりシール
された同心の管を備えている供給管路。 - 【請求項１６】請求項１に記載の供給管路において、噴
霧化流体と抑制剤流体との質量比が約０．３〜２：１ま
での範囲内にある供給管路。 - 【請求項１７】 請求項１に記載の供給管路において、
噴霧化された抑制剤流体が約４０μｍから約１００μｍ
までの平均液滴サイズを有する供給管路。 - 【請求項１８】 請求項１に記載の供給管路において、
オリフィスを通る二相の音速流を有する供給管路。 - 【請求項１９】 導管内のプロセス流れの中に噴霧化さ
れたプラグ流体を注入する注入装置であって、 導管外に配置された外側端部と、 導管内の流れの中心軸線と隣接して配置された吐出端部
と、 コークス抑制剤を含むプラグ流体を吐出端部に供給する
第１通路と、 噴霧化流体を吐出端部に供給する第２中央通路と、 第１中央通路内の汚れを抑制するために冷却液を第１中
央通路と隣接して循環させる環状冷却ジャケットと、 プラグ流体および噴霧化流体を受け入れて流体混合物を
形成するために吐出端部に設けられた混合室と、 流体混合物が混合室から吐出端部を通過するときにプラ
グ流体を噴霧化する吐出オリフィスとを備えた注入装置
において、 抑制剤流体が導管の表面と衝突し、そして熱分解炉に流
入する前に実質的に蒸発せしめられる注入装置。 - 【請求項２０】 導管内のプロセス流れの中に噴霧化さ
れたプラグ流体（ｐｌｕｇｇｉｎｇ ｆｌｕｉｄ）を注
入するようになった注入装置であって、 外側端部と、 導管内の流れの中心軸線と隣接して配置されるようにな
った吐出端部と、 プラグ流体を吐出端部に供給する第１通路と、 噴霧化流体を吐出端部に供給する第２通路と、 第１通路内の汚れを抑制するために冷却液を第１通路と
隣接して循環させる冷却ジャケットと、 プラグ流体および噴霧化流体を受け入れて流体混合物を
形成するために吐出端部に設けられた混合室と、 流体混合物が溜めから吐出端部を通過するときにプラグ
流体を噴霧化する吐出オリフィスと、 注入装置の長手方向に沿って配置された環状のシュラウ
ドと、 シュラウドに供給するためのシュラウド流体源と、 噴霧化されたプラグ流体をシュラウド流体と混合するた
めに吐出オリフィスと隣接したシュラウド内の混合領域
とを備えた注入装置において、 シュラウドおよびシュラウド流体がシュラウド混合領域
から送出される前に噴霧化されたプラグ流体を実質的に
蒸発させるようになっている注入装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US036746 | 1993-03-25 | ||
| US08/036,746 US5346133A (en) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | High temperature liquid injection apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH073269A true JPH073269A (ja) | 1995-01-06 |
Family
ID=21890408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6056101A Ceased JPH073269A (ja) | 1993-03-25 | 1994-03-25 | 供給管路および液体注入装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5346133A (ja) |
| EP (1) | EP0617112B1 (ja) |
| JP (1) | JPH073269A (ja) |
| KR (1) | KR940021702A (ja) |
| CA (1) | CA2119501A1 (ja) |
| DE (1) | DE69419273T2 (ja) |
| TW (1) | TW272231B (ja) |
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