JPH11262701A - アトマイジング・フィ―ドノズル及びその使用方法 - Google Patents

アトマイジング・フィ―ドノズル及びその使用方法

Info

Publication number
JPH11262701A
JPH11262701A JP11021920A JP2192099A JPH11262701A JP H11262701 A JPH11262701 A JP H11262701A JP 11021920 A JP11021920 A JP 11021920A JP 2192099 A JP2192099 A JP 2192099A JP H11262701 A JPH11262701 A JP H11262701A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conduit
nozzle
outlet
liquid
mixing zone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
JP11021920A
Other languages
English (en)
Inventor
Gregory Patrick Muldowney
グレゴリー・パトリック・マルドーニー
Timothy Paul Holtan
ティモシー・ポール・ホルタン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ExxonMobil Oil Corp
Original Assignee
Mobil Oil Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mobil Oil Corp filed Critical Mobil Oil Corp
Publication of JPH11262701A publication Critical patent/JPH11262701A/ja
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1818—Feeding of the fluidising gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/04—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge
    • B05B7/0416—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid
    • B05B7/0433—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing one gas and one liquid with one inner conduit of gas surrounded by an external conduit of liquid upstream the mixing chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B01J19/26—Nozzle-type reactors, i.e. the distribution of the initial reactants within the reactor is effected by their introduction or injection through nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/40—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with fluidised bed subjected to vibrations or pulsations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/04—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge
    • B05B7/0408—Spray pistols; Apparatus for discharge with arrangements for mixing liquids or other fluent materials before discharge with arrangements for mixing two or more liquids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • 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
    • C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G11/14—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
    • C10G11/18—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体ストリームをアトマイズするためのノズ
ルおよびその使用方法を提供する。ノズルは特に、炭化
水素フィードを流動式接触分解（ＦＣＣ）プロセスの接
触分解ゾーンにアトマイズするのに有用である。 【解決手段】 ノズルは、液体ストリームを受け入れる
ための第一導管及び分散媒を受け入れるための第二導管
を含む。第二導管の少なくとも一部は、第一導管内に配
置されて第一導管の内側表面と第二導管の外側表面との
間で液体ストリームの流路を形成する。分散媒及び液体
ストリームは第二導管の出口と第一導管の出口との間に
配置された混合ゾーンにおいて結合される。混合ゾーン
において、第一導管の内側表面には徐々にテーパーが付
いて、第一導管の出口の断面積は第一導管の入口のそれ
よりも小さくなる。第一導管の出口は液体ストリームが
第一導管を出るときに剪断または切断するのに有用なリ
ップを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液体ストリームを
アトマイズ（atomize）する（または微細化する、噴霧
する、もしくは霧状化する）のための装置及びその使用
方法に関する。特に、本発明は細かな液滴のスプレー
（もしくは飛沫、または水煙）を作るために分散媒の存
在下で液体ストリームをアトマイズするためのノズル及
び当該ノズルの使用方法に関する。本発明の装置及び方
法は、特に炭化水素の液体を含むストリームを流動式接
触分解ユニットの接触転化ゾーン内にアトマイズするの
に有用である。
【０００２】
【従来の技術】石油フラクションの流動式接触分解（Ｆ
ＣＣ）は、確立した石油精製操作である。ＦＣＣにおい
て、重質炭化水素フラクション（長さ（または鎖）にお
いて炭素数が約２０乃至約３０以上である）は化学的に
分解して、ガソリンのような、より軽質の炭化水素フラ
クション（長さ（または鎖）において炭素数が約１２乃
至約１５以下である）。ＦＣＣユニットは通常、再生器
セクションにスタンドパイプで接続された反応器セクシ
ョンを含む。触媒自身は、細かく分割された固体であ
り、反応器、再生器および接続用スタンドパイプにおい
て流体のような挙動を示し、それゆえに「流動」触媒と
呼称される。
【０００３】ＦＣＣプロセスの操作において、新しい炭
化水素のフィードは、予熱され、触媒と混合されて、反
応器セクションの転化ゾーン内で分解される。最近のＦ
ＣＣユニットにおいて接触転化ゾーンは、主として、反
応器セクションのライザーに配置される。接触分解が起
こるためには、炭化水素フィード（例えば、オイル）
は、炭化水素フィードが触媒（一般にゼオライトであ
る）のポアの中に分散して分解サイトに達するよう、気
化されなければならない。接触分解反応は、触媒の上に
コークスを付着させ、「コークスが付着した」あるいは
「使用済み（またはスペント」触媒を形成する。生成物
は、気相で反応器から出て、所望のフラクションに分離
するよう、少なくとも１つの主精留塔または蒸留塔へ送
られる。使用済み触媒は、使用済み触媒用スタンドパイ
プを経由して連続的に反応器から再生器へ送られる。コ
ークスは、再生器で酸素を含むガスと接触することによ
り、発熱反応においてガス状の生成物に転化する。煙道
ガスは種々の熱回収手段を経由して再生器から放出さ
れ、また、熱い再生された触媒はリターン（または戻
り）スタンドパイプを経由して反応器へ再循環され、そ
こで再度、新しい炭化水素のフィードと接触する。一般
に、再生器で放出された熱は、熱い再生された触媒によ
って反応器へ運ばれ、吸熱分解反応に熱を供給する。一
般的な流動式接触分解システムは、Pohlenzの米国特許
第３，２０６，３９３号、Iscolらの米国特許第３，２
６１，７７７号に開示されており、これらはここでの引
用により全体が本明細書に包含される。
【０００４】ノズルは、一般的に液体スプレーの形態で
炭化水素フィードをライザーの接触転化ゾーンに注入す
るために用いられる。スプレーを形成するために、一般
に、炭化水素フィードは、スチームのような分散媒と組
み合わせられ、分散した炭化水素ストリームを形成す
る。分散した炭化水素ストリームを接触転化ゾーンに注
入するために用いられる一もしくは複数のノズルは、軸
方向に又は放射状に配置してよい。軸方向のノズルを用
いる場合、ＦＣＣ反応器のライザーセクション内に延
び、ライザーの断面領域にある一連のポイントに端部が
ある一もしくは複数のノズルを用いることによって、
（ストリームがゆきわたる）適用範囲を得ることができ
る。軸方向のノズルは、上へ流れる触媒と好ましくは平
行である炭化水素フィードのフローを形成するように、
好ましくは、実質的に垂直方向（好ましくはライザーの
垂直軸から約１０°以内）に配置される。放射状のノズ
ルを用いる場合、ライザーの壁の周辺に取り付けられた
複数のノズルを用いることによって、（ストリームがゆ
きわたる）適用範囲を得ることができる。好ましくは、
放射状のノズルはライザー自体内に最小限延びる。この
ノズルの方向は、触媒の上向きの流れと交差する炭化水
素フィードのフローを形成する。半径方向のノズルは、
ライザーの垂直軸に対して、上向きである約１０°乃至
水平である約９０°の範囲内にある角度となるように配
置されるのが好ましい。最適な接触分解条件を提供する
ために、一もしくは複数のいずれの向きのノズルであっ
ても、好ましくは、分解触媒が流れている全断面領域を
カバーするように広がるパターンで、分散した炭化水素
ストリームを集合的に噴霧する。（炭化水素ストリーム
がゆきわたる）適用範囲を向上させることによって、よ
り良い触媒−炭化水素フィードの混合がもたらされる。
より良い触媒−炭化水素の混合は、接触分解反応を増進
させ、熱分解反応を最小限にする。熱分解反応は望まし
くない生成物、例えばメタンおよびエタンを生成し、よ
り有益なＦＣＣ生成物の収率を減少させる。
【０００５】スプレーの適用範囲を十分なものとするこ
とに加えて、ノズルは、好ましくは炭化水素フィードの
細かな液滴、好ましくは、ソーター平均径（即ち、表面
積に対する体積比が測定した液滴と同一である球の径）
が約１００ミクロン（μｍ）よりも小さい液滴を生成す
る。これは、個々の触媒粒子のサイズに匹敵するもので
ある。液滴の寸法が小さくなると、炭化水素フィードの
液滴の体積に対する表面積比は増加し、このことは触媒
から炭化水素フィードへの熱移動を促進し、炭化水素フ
ィードが気化するのに要する時間を短くする。炭化水素
フィードは蒸気として触媒のポアの中に拡散し得るの
で、より迅速な気化は接触分解反応の生成物の収率を向
上させる。反対に、炭化水素フィードの気化、および炭
化水素フィードと触媒との混合が遅れると、熱分解生成
物とコークスの収率が増加することになる。
【０００６】種々のノズルが、アトマイズされた炭化水
素ストリームを接触分解ゾーンに供給するために用いら
れてきた。図１は従来のノズル（１）を図示するもので
あり、このノズル（１）は、バヨネット（bayonet；ま
たは差し込み管）（２）、および単純なオリフィスチッ
プ（３）を有する。このタイプのノズルにおいて、炭化
水素フィードおよび分散媒はバヨネットの上流で混合し
て分散した炭化水素ストリーム（４）を形成する。炭化
水素ストリーム（４）はオリフィス（５）を経由して流
れる。オリフィスチップ（３）はバヨネットの出口
（６）から約２インチ上流に位置するプレートであり、
ノズルの内径（７）よりも小さいオリフィス（５）径を
有する。オリフィス（５）は、液体を細分し、スプレー
をより広い範囲で反応ゾーンにわたって散布するため
に、シヤー（または剪断）エッジを有する。
【０００７】Krambeckらの米国特許第４，６４０，４６
３号（以下、「Krambeck」と呼ぶ）は、液体炭化水素フ
ィードおよび分散ガスを接触分解ゾーンの中に注入する
のに有用な別の種類のノズルを開示している。Krambek
ノズルは、「プレーン・ジェット（plain-jet）」アト
マイザーとして知られている類のノズルの例である。プ
レーン・ジェットアトマイザーにおいて、液体と気体は
高い剪断力による制限を受けながら一緒に排出される。
Krambeckノズルは、フロー制限デバイスでキャップされ
た内側導管を有し、内側導管は外側導管と同心となるよ
うに配置されており、外側導管もまたフロー制限デバイ
スでキャップされている。ノズルは炭化水素フィードを
内側導管に導入し、スチームのような分散ガスを内側導
管と外側導管との間にある環状スペースに導入すること
によって作動する。外側導管は、内側導管を越えて長手
方向に伸び、炭化水素フィードとスチームとの混合が内
側および外側導管の端部が位置する箇所の間で起こり得
るようになっている。分散した炭化水素ストリームは、
外側導管の端部に位置するフロー制限デバイスを経由し
て接触分解ゾーンの中へアトマイズされる。
【０００８】別の種類のノズルは、「プリフィルミング
（prefilming；またはフィルム予備形成）」ノズルとし
て知られており、液体の薄いシートを生成することによ
って作動する。この液体の薄いシートは、小さな流れの
制限のないスペースにおいて、液体シートの周縁の一も
しくは複数箇所において、高速ガスと接触させられる。
高速ガスは、液体シートを不安定にし、それを液滴に細
分する。この種のノズルの例は、例えば、Arthur H. Le
febvreが「空気ブラスト・アトマイゼーション（Airbla
st Atomization）」（Prog. Energy Combust. Sci., Vo
l. 6, 233-261頁（1980）参照）において発表してい
る。効果的なアトマイゼーション（atomization；また
は噴霧化もしくは霧状化）を実施するために、大抵のプ
リフィルミング・ノズルは、液体に対するガスの質量比
が少なくとも２．０、好ましくは４．０であることを必
要とする。一般的なＦＣＣユニットにおいて、液体に対
するガスの最大質量比は、実際にはより小さく、０．１
０よりも小さいことが好ましく、約０．０３〜約０．０
５であることがより好ましい。
【０００９】決まった対液体ガス比でより細かな液滴を
形成するためには、プレーン・ジェットアトマイザーは
より小さな径のオリフィスを必要とし、プリフィルミン
グ・ノズルは、液体フィルムを形成する開口部がより薄
いものであることを必要とする。しかしながら、開口部
を小さくすると、一般に、フィード側の圧力低下がより
大きくなる。ＦＣＣユニットが設計を上回るフィード流
量で稼動することが要求されている今日の精油所の経済
状態に鑑みると、一般に、フィード側の圧力低下は極め
て重大な不安材料である。フィード側の圧力低下はしば
しば処理量の増加を抑制し、それにより利益が制限され
る。圧力低下の犠牲を最小にしてフィード流量を増加さ
せるために、フィードノズルが単純な真っ直ぐのパイプ
であってチップデバイスを有していないことを許容して
ＦＣＣを実施している業者もおり、したがって、そのよ
うな業者には、より小さな液滴寸法ならびにライザーの
より良い適用範囲に起因する収率の向上がもたらされな
い。他の精油業者は、分散スチームを少なくして、より
多くの炭化水素フィードのために余地を空けている。こ
のことは、スチームのフローだけでなく、気化する炭化
水素フィードの量をも減少させることによって、圧力低
下を減少させている。気化する炭化水素フィードの量を
減少させることは、圧力低下の減少により大きな影響を
与えている。あいにく、スチームの減少はまた、適用範
囲およびアトマイゼーションの双方を損なう。これは、
ノズル速度が減少し、炭化水素フィードを剪断するため
に利用できるエネルギーがより小さくなるためである。
【００１０】細かな液滴を生成するために、所定のフィ
ード流量とノズル径の下でフィード側の圧力低下をそれ
ほど必要とすることなく、分散媒の存在下で液体をアト
マイズするノズルを提供することが望まれている。
【００１１】発明の概要 本発明の一実施態様において、液体をアトマイズするた
めのノズルが提供される。ノズルは： （ａ）長手方向の軸、内側表面、液体ストリームを受け
入れる入口、および出口を有する第一導管； （ｂ）分散媒を受け入れるために一部が第一導管内に配
置された第二導管であって、長手方向の軸、外側表面、
入口、および第一導管の出口の上流側地点で第一導管内
に配置された出口を有する第二導管； （ｃ）第二導管の外側表面と第一導管の内側表面との間
にある少なくとも一つの流体流路；ならびに （ｄ）第二導管の出口と第一導管の出口との間に配置さ
れた混合ゾーンを有して成り、混合ゾーン内にある第一
導管の内側表面が、混合ゾーンにおいて第一導管の断面
積を減少させているテーパーの付いた（または逓減し
た）表面である。
【００１２】本発明の別の態様において、液体ストリー
ムをアトマイズするための方法が提供される。この方法
は： （ａ）本発明のノズルを供給する工程； （ｂ）第一導管の入口および第一導管と第二導管との間
にある流路を介して液体ストリームを供給する工程； （ｃ）第二導管の入口を介して分散媒を供給する工程；
ならびに （ｄ）液体ストリームと分散媒とを第二導管の出口にて
接触させてプリフィルムされた液体ストリームを形成す
る工程、およびプリフィルムされた液体ストリームを混
合ゾーンと第一導管の出口を通過させて細かな液滴であ
るアトマイズされた液体を形成する工程を含む。
【００１３】本発明のノズルは炭化水素フィードを含む
液体ストリームを流動式接触分解ユニットの接触転化ゾ
ーンに供給するのに特に有用なものである。ノズルが接
触転化ゾーンに炭化水素フィードをアトマイズするため
に用いられる場合、好ましくは、軸方向または半径方向
（もしくは放射状）に取り付けられた複数のノズルが好
ましくは用いられる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明は、適当な条件の下で作動
したときに、細かな液滴のスプレーを生成するノズルを
提供する。ノズルは、液体炭化水素ストリームを流動式
接触式分解ユニットの接触転化ゾーンに供給するように
設計されている。
【００１５】本発明のノズルは、約３００ミクロン（μ
ｍ）未満、より好ましくは約２００μｍ未満、最も好ま
しくは約１００μｍ未満のソーター平均径（ＳＭＤ、Sa
utermean diameter）を有する、細かな液滴のスプレー
を生成するためのものである。本発明のノズルの別の特
徴は、必要に応じて、比較的低い圧力低下で作動し得る
ことである。「圧力低下」という語は、ノズルの導液管
に入る液体の圧力（即ち、フィード側圧力）と媒体（こ
の媒体中にノズルが放出する）との差を意味するものと
する。「低い」圧力低下という語は、別のプレーン・ジ
ェットまたはプリフィルミング・アトマイザーノズルの
圧力低下よりも３〜５倍低い圧力低下を意味するものと
する。例えば、本発明のノズルは、１日あたり１５，０
００バレルの炭化水素フィードを、フィードの重量を基
準として２．０重量％の量の分散スチームを用いてアト
マイズする場合において、圧力低下が１０psi（ポンド
／平方インチ）乃至１５psiである条件で作動して、液
滴の平均寸法が２００ミクロンであるスプレーを形成で
きる。
【００１６】本発明のノズルには、液体ストリームを受
け入れるための第一導管、および分散媒を受け入れるた
めの第二導管が含まれる。ここで用いられる「液体スト
リーム」は、アトマイズされる、炭化水素フィードのよ
うな液体を含む流体ストリームである。ここで用いられ
る「分散媒」は、液体のアトマイゼーションを増進させ
るために用いられる流体、一般的には、スチームのよう
なガスを含む流体である。
【００１７】図面を参照して説明すると、図面において
同じ符号は同じ要素を表しており、図２は、円筒形状の
導管を有する本発明のアトマイジング（または微細化、
噴霧、もしくは霧状化）ノズル（８）の好ましい実施態
様を示している。ただし、本発明はこれに限定されるも
のではない。ノズル（８）は液体ストリーム（29）を受
け入れるための第一導管（20）、および分散媒ストリー
ム（11）を受け入れるための第二導管（24）を含む。第
一導管（20）は長手方向の軸（17）、入口（25）および
出口（32）を有する。第二導管（24）は入口（13）、出
口（15）、および第一導管（20）の長手方向の軸（17）
と同軸の長手方向の軸（図示せず）を有する。第二導管
（24）の少なくとも一部は、第一導管（20）内に位置
し、第二導管（24）の外側表面（27）と第一導管（20）
の内側表面（21）との間に液体ストリーム（29）のため
の少なくとも１つの環状流路（23）を形成する。
【００１８】第二導管（24）は適宜、図２に示すように
いくつかのセクションを含んでいてよい。第二導管（2
4）は、列挙する順に連結された以下のセクション：入
口パイプ（10）、入口エルボ（12）、長手方向の第一管
状セクション（14）、第二導管（24）の断面積を増大さ
せるために円錐形状に上方に広がったユニオン（16）、
および長手方向の第二管状セクション（18）を有する。
図２に示すように、第二導管（24）は、一もしくは複数
のステー（22）（図では２つだけ示す）によって第一導
管（20）内に同心となるように保持されるのが好まし
い。第二導管の出口（15）は第一導管の出口（32）の上
流側に配置され、第二導管の出口（15）から始まり第一
導管の出口（32）で終わる混合ゾーン（26）を形成す
る。
【００１９】混合ゾーン（26）では、液体ストリーム
（29）は、液体ストリームが分散媒を囲む薄いフィルム
の一般的な形態となるように、分散媒ストリーム（11）
と接触する。液体ストリームと分散媒とを含む、この組
み合わされたストリームは、以下において「プリフィル
ムされた液体ストリーム」と呼ぶ。図２に示すように、
混合ゾーン（26）において、第一導管（20）の内側表面
（30）にはテーパーが付いており、その形状は円錐台形
となっている。このテーパー付きの内側表面（30）は、
混合ゾーン（26）の長さ（35）に沿って第一導管（20）
の内側断面積を逓減させている。第一導管の出口（32）
の部分は、円形リップ（28）であり、当該リップは液体
を剪断してリガメント（ligament；もしくはひも状物、
または帯状物）にするために好ましくは非常に鋭利であ
る。完全なノズル・アッセンブリーは、例えばヘッダー
（34）またはフランジ壁（図示せず）を通って取り付け
てよい。
【００２０】図３は、図２のノズル（８）の上側セクシ
ョンの拡大図であって、液体ストリーム（29）がアトマ
イズされる流体のメカニカル・プロセスを示している。
混合ゾーン（26）の長さ（35）にわたって、第一導管
（20）のテーパーが付いた内側表面（30）は、液体スト
リームの厚さ（37）を徐々に減少させて薄い液体フィル
ム（39）を形成する。テーパーの程度は、第一導管の内
側表面（21）とテーパーが付いた内側表面（30）との間
に形成される角度θ（52）で示される。液体フィルム
（39）が、円錐形にテーパーが付いた内側表面（30）に
沿って移動しつづけると、分散媒−液体界面（36）に沿
ってリップル（ripple；または波紋）が形成され、交互
になった液体フィルム（39）のより厚いバンド（38）と
より薄いバンド（40）とを生じさせる。界面（36）のリ
ップルは、第二導管の出口（15）において分散媒の速度
が液体ストリームの速度よりも大きくなるようにノズル
（８）を設計することによって形成される。液体薄膜
（39）が第一導管の出口（32）を通過するとき、円形の
リップ（28）が液体フィルム（39）をより薄いバンド
（40）において切断あるいは剪断して、リング状のリガ
メント（42）を形成する。リング状のリガメント（42）
は、分散媒（11）を取り囲みながら、第一導管の出口
（32）から放出される。出口（32）を通過するときに分
散媒（11）が膨張することによって、リング状のリガメ
ント（42）が壊され、あるいは砕かれて、液滴（44）に
なる。
【００２１】図３Ａは、図３に示すノズル（８）の上側
セクションの上面図である。図３Ａにおいて、第二導管
の出口（15）は、第一導管の出口（32）と同心となるよ
うに配置されている。第二導管の出口（15）は第一導管
（20）内に配置され、第一導管の出口（32）から第二導
管の出口（15）までの測定距離は、混合ゾーンの長さ
（35）に等しい。図３Ａはまた、第一導管の断面積が、
混合ゾーンの長さ全体にわたって半径方向の距離（47）
だけ減少している様子を示している。半径方向の距離
（47）は、第二導管の出口（15）における第一導管（2
0）の内側表面（46）と、アトマイジング・リップ（2
8）に相当する第一導管の出口（32）における内側表面
（48）との間の距離に相当する。
【００２２】ノズルを円筒形に形成された導管で形成す
る以外に、他の幾何学的形状の導管を用いてもよい。例
えば、矩形、楕円形、または多角形である幾何学的形状
を用いてもよい。導管の形状は、異なった形状のスプレ
ーを得るために選択してもよい。例えば、円筒形状の第
一導管は円形のスプレーを与え、矩形の第一導管はフラ
ットな形状のスプレーを与える。
【００２３】図４は、本発明のアトマイジング・ノズル
（108）の別の形態を示し、このノズルは矩形の導管を
有する。ノズル（108）は、液体ストリーム（129）を受
け入れるための第一導管（120）、および分散媒ストリ
ーム（111）を受け入れるための第二導管（124）を含
む。第一導管（120）は入口（125）および出口（132）
を有し、第二導管（124）は入口（113）および出口（11
5）を有する。第二導管（124）の少なくとも一部は第一
導管（120）内に位置し、２つの矩形の流路（123Ａ）
（123Ｂ）を形成する。矩形の流路（123Ａ）（123Ｂ）
は、第二導管（124）の外側表面（127Ａ）（127Ｂ）と
第一導管（120）の内側表面（121Ａ）（121Ｂ）との間
に形成される。これらの２つの流路（123Ａ）（123Ｂ）
は、液体ストリーム（129）を２つの液体ストリーム（1
29Ａ）（129Ｂ）に分ける。図２のノズルと同様に、第
二導管（124）は、適宜、いくつかのセクションを含ん
でいてよい。図４の第二導管（124）は、列挙する順に
連結された以下のセクション：入口パイプ（110）、入
口エルボ（112）、入口エルボ（112）の丸い断面形状を
下流側セクションの矩形断面形状に変えるための遷移セ
クション（117）、第一矩形ダクトセクション（114）、
第二導管（124）の断面積を増加させるために上方に広
がった矩形のユニオン（116）、および第二矩形ダクト
セクション（118）を含む。図４に示すように、第二導
管（124）は、好ましくは、一もしくは複数のステー（1
22）（図では２つのみを示す）で第一導管（120）内に
（第一導管と）同軸となるように保持される。第二導管
の出口（115）は第一導管の出口（132）の上流側に配置
され、第二導管の出口（115）で始まり第一導管の出口
（132）で終わる混合ゾーン（126）を形成する。
【００２４】混合ゾーンにおいて、液体ストリーム（12
9Ａ）（129Ｂ）は、分散媒ストリーム（111）と接触
し、プリフィルムされたストリームを形成し、分散媒ス
トリームは２つの液体ストリーム（129Ａ）（129Ｂ）を
分離した状態に保つ。図４に示すように、第一導管（12
0）の内側表面（121Ａ）（121Ｂ）は、混合ゾーン（12
6）において、テーパーが付いた２つの向かい合った切
頭形状の内側表面（130Ａ）（130Ｂ）に遷移する。これ
らのテーパーがついた内側表面（130Ａ）（130Ｂ）は、
混合ゾーン（126）の長さ（135）に沿って、第一導管
（120）の内側断面積を徐々に減少させる。第一導管の
出口（132）の一部は、矩形のリップ（128）であり、当
該リップ（128）は液体をロッドに剪断するように好ま
しくは非常に鋭利である。完全なノズル・アッセンブリ
ーは、例えばヘッダー（134）またはフランジ壁（図示
せず）を通って取り付けてよい。
【００２５】図５は、図４のノズル（108）の上側セク
ションの拡大図を示し、当該拡大図は、液体ストリーム
（129Ａ）（129Ｂ）がアトマイズされる流体のメカニカ
ル・プロセスを示すために混合ゾーン（126）および第
一導管の出口（132）を含んでいる。混合ゾーン（126）
の長さ（135）にわたって、第一導管のテーパーがつい
た内側表面は、各液体ストリームの厚さ（137）を徐々
に減少させて、２つの薄い液体フィルム（139Ａ）（139
Ｂ）を形成する。液体フィルム（139Ａ）（139Ｂ）がテ
ーパー付きの内側表面（130Ａ）（130Ｂ）に沿って移動
しつづけると、分散媒−液体界面（136Ａ）（136Ｂ）に
沿ってリップルが形成され、液体フィルムのより厚いバ
ンド（138）とより薄いバンド（140）とを交互に生じさ
せる。分散媒−液体界面（136Ａ）（136Ｂ）のリップル
は、第二導管の出口（115）において分散媒（111）の速
度が液体ストリーム（129Ａ）（129Ｂ）の速度よりも大
きくなるようにノズルを設計することによって形成され
る。液体フィルム（139Ａ）（139Ｂ）が第一導管の出口
（132）を通過するとき、リップ（128）が液体フィルム
（139Ａ）（139Ｂ）をより薄いバンド（140）において
切断あるいは剪断して、円筒形のロッド（142）を形成
する。ロッド（142）は、中に挟まれた分散媒（111）と
ともに第一導管の出口（132）から放出される。続い
て、分散媒（111）が膨張してロッド（142）を壊し、あ
るいは砕いて、液滴（44）にする。
【００２６】図５Ａは、図５に示すノズルの上側セクシ
ョンの上面図である。図５Ａにおいて、第二導管の出口
（115）は、第一導管の出口（132）と同軸を有するよう
に整列している。第二導管の出口は第一導管内に配置さ
れ、第一導管からの距離は混合ゾーンの長さとなる。図
５Ａはまた、第一導管の断面積が、混合ゾーンの長さ全
体にわたって幅（147Ａ）（147Ｂ）だけ減少している様
子を示している。幅（147Ａ）（147Ｂ）は、第二導管の
出口（115）における第一導管の内側表面（146Ａ）（14
6Ｂ）と、第一導管の出口（132）における第一導管の内
側表面（148Ａ）（148Ｂ）との間にそれぞれ位置する。
リップ（128）は第一導管の出口（132）における内側表
面（148Ａ）（148Ｂ）に相当する。
【００２７】理論によって本発明を限定することを意図
するものではないが、本発明のノズルが、圧力低下が低
い条件下で比較的広範囲にわたって細かな液滴のスプレ
ーを生成することができるのは、次の特徴によるものと
考えられる。このノズルの特徴の一つは、液体ストリー
ムと分散媒とが混合ゾーンにおいてノズルの出口の直前
で混合されることである。ストリームの接触を遅らせる
ことによって、液体ストリームがノズルを通過するよう
にするために必要なエネルギーをより少なくできる。こ
のノズルのもう一つの特徴は、ストリーム同士が混合ゾ
ーンで接触したときに、混合ゾーンのテーパーが付いた
内側表面および分散媒の膨張によって、液体が薄いフィ
ルムを形成せざるを得ないことである。薄い液体フィル
ムがノズルの出口を通過するようにすることは、液体を
他の考えられ得る形態、例えば液体を分散ガス中に均一
に混合した液体でノズルの出口を通すことに比べて、よ
り少ないエネルギーを消費する。さらに、本発明のノズ
ルは、液体ストリームまたは分散媒ストリームが小さな
流れの制限を経由することを必要とせず、それにより、
より大きい圧力低下、および詰まり又はプラギングのお
それが増すことを避けている。
【００２８】これらの特徴に加えて、混合ゾーンのテー
パーが付いた内側表面および長さは、好ましくは、音響
的共振を生成するように設計される。この音響的共振
は、液体ストリーム−分散媒の界面が振動して、より大
きい厚さの領域及びより小さい厚さの領域を交互に有す
る液体フィルムだけでなく、高密度および低密度領域を
交互に有する分散媒を形成することを意味する。個々の
液体構造と分散媒における局部的な密度勾配との相互作
用は、アトマイジング・リップを越えたところでの液体
の破壊プロセスを継続させる。円筒形の導管を用いる場
合、円形のフープが形成され、矩形の導管を用いる場
合、真っ直ぐなロッドが形成される。これらの独立した
液体要素は、それからさらに、分散媒の連続した局部的
な膨張によって砕かれて液滴を形成する。
【００２９】当業者によれば、第一導管および第二導管
の断面積および長さ、混合ゾーンの長さ、混合ゾーンに
おけるテーパーの角度、およびリップのディメンジョン
（または寸法）を含むノズルのデザインは、液体ストリ
ームおよび分散媒の性質、液体ストリームおよび分散媒
の流量、許容できるフィード側の圧力低下および分散媒
の圧力低下、ならびに目的とする液滴のサイズによって
決定されることが理解されよう。好ましいデザイン上の
特徴は以下のとおりである。
【００３０】第一および第二導管に関していえば、第二
導管の出口の少なくとも一部が第一導管内に配置され、
第二導管の出口と第一導管の出口との間の距離に等しい
長さを有する混合ゾーンを形成する。また、第二導管の
外側表面と第一導管の内側表面との間に形成される流路
は、十分に発達した液体のフローを混合ゾーンに供給で
きるように十分に長い。好ましくは、流路は、流路の直
径の少なくとも１０倍、より好ましくは２０倍、最も好
ましくは２５倍であり、この場合、流路の直径は、第一
導管の内側表面と第二導管の外側表面との間の距離であ
る。好ましくは、第二導管の長手方向の軸は、第一導管
の長手方向の軸と共通となるように整列させられる。
【００３１】図２および図４から明らかなように、第一
および第二導管は、互いに連結される一もしくは複数の
セクションを含んでもよい。例えば、第一導管は、円筒
形のの管状物、ならびに当該円筒形の管状物内に挿入さ
れ、第二導管および第一導管の出口の間にある混合ゾー
ンにおいてテーパーが付いた内側表面を形成する円錐台
形状のセグメントから構成されてもよい。例えば、第二
導管もまた、いくつかのセクションから構成されてもよ
い。図２および図４に示すように好ましい態様におい
て、第二導管は、第二導管の断面積を増大させるため
に、第二導管の出口の上流側にエキスパンション・ユニ
オンを含む。第一導管と第二導管との間にある流路を、
第二導管のエキスパンション・ユニオンに達するまで、
一定に維持することは、ノズルのほぼ全長にわたってフ
ィード側のフロー領域を最大にするように作用する。第
一導管と第二導管との間にある流路の断面積が混合ゾー
ンの直前で減少していることは、液体の正味の圧力低下
が混合ゾーンを除いて無視してよい程、フィード側の導
管内で圧力が回復することを可能とする。エキスパンシ
ョン・ユニオンのサイジングおよび広がった断面領域の
長さは、混合ゾーンに入る液体ストリームおよび分散媒
の両方において十分に発達したフローが形成されるよう
に選択される。
【００３２】第二導管の出口の断面積に対する第一導管
の出口の断面積の比は、混合ゾーンにおける音響的共振
を高めるように選択される。これらの断面積の最適比
は、液体ストリームおよび分散媒の流量および性質によ
って決定される。好ましくは、流路の断面積と混合ゾー
ンの開始点における第二導管の断面積との比は、約０．
０５：１〜約２０：１であり、より好ましくは約０．
２：１〜約２：１である。
【００３３】混合ゾーンにおける音響的共振は、混合ゾ
ーンの長さ及びテーパーが付いた内側表面のテーパーの
角度を選択することによって、さらに高められ得る。第
二導管の出口と第一導管の出口との間にある混合ゾーン
の長さは、混合ゾーンの開始点（即ち、第二導管の出口
の軸方向における位置）における第一導管の内径の好ま
しくは約０．３〜６倍、より好ましくは約０．５〜３倍
である。第一導管が不規則な形状である場合、最も短い
径（または差し渡し）が混合ゾーンの長さを決定するた
めに用いられる。混合ゾーンにおける第一導管の内側表
面のテーパー角度は、選択した導管の形状によって決定
される。しかしながら、一般に、テーパーが付いた内側
表面とテーパーの前にある第一導管の内側表面との間で
測定したとき、第一導管の内側表面のテーパーの角度
（例えば、図３における角度θ）は、約１°〜約４５°
であり、より好ましくは約２°〜約３０°である。
【００３４】当業者に明らかなとおり、テーパーが付い
た内側表面の形状は、第一および第二導管の断面の幾何
学的形状を補足（または相補）するために選択される。
例えば、円筒形状の第一導管を用いる場合、テーパーが
付いた内側表面は、好ましくは円錐台形状の表面であ
る。矩形状の第一導管を用いる場合、テーパーが付いた
内側表面は、好ましくは、少なくとも２つの向かい合っ
た切頭形の面を含む。
【００３５】好ましくは、第一導管の出口は、液体フィ
ルムが第一導管の出口を出るときに、その液体フィルム
の剪断または切断を促進するために用いられるリップを
有する。好ましくは、リップは鋭利であり、より好まし
くは剃刀のように非常に鋭利である。そのようなリップ
は、達成可能な幾何学的に最も完全な先端となるように
加工される。リップは、好ましくは、出口において第一
導管の内側表面と同一面にある。
【００３６】本発明の方法において、液体ストリームは
第一導管の入口を介して注入され、分散媒は、本発明の
ノズルの第二導管の入口を介して供給される。液体スト
リームと分散媒は混合ゾーンにおいて混合されて、プリ
フィルムされた液体ストリームを形成する。プリフィル
ムされた液体ストリームは混合ゾーンを通過し、第一導
管の出口のリップを横切って送られ、細かな液滴である
アトマイズされた液体を形成する。ノズルのデザインに
関して述べたように、混合ゾーンにおける液体ストリー
ムは、混合ゾーンにおけるテーパーが付いた内側表面、
および分散媒の膨張によって薄い液体フィルムに形成さ
れる。好ましくは、混合ゾーンにおける液体フィルムの
厚さは、約１インチ未満であり、より好ましくは１／２
インチ未満である。
【００３７】ノズルから出ていく液体ストリームに対す
る分散媒の割合は、液体ストリームの適当なアトマイゼ
ーションを与えるように調節される。ノズルから出てい
く液体ストリームの全重量を基準とする分散媒の量は、
好ましくは約０．５重量％〜約５．０重量％であり、よ
り好ましくは約１．０重量％〜約３．５重量％である。
混合ゾーンにおいて音響的共振を得るために、分散媒の
速度に対して液体ストリームの速度が調節される。当業
者によれば、所定の質量流量での速度は、第一および第
二導管の断面積を変えることによって調節されることが
理解されよう。好ましくは、第一導管および第二導管
は、混合ゾーンの開始点において少なくとも１秒あたり
１フィート（１ｆ／ｓ）である液体ストリームの速度を
与えるような寸法とされる。分散媒の最適速度は一般に
ずっと大きいであろうが、好ましい速度は流体の性質に
非常に依存する。
【００３８】本発明のプロセスにおいて有用な液体スト
リームは、アトマイズされるべき液体を含むストリーム
である。液体ストリームはまた、適宜、アトマイゼーシ
ョンを増進するために界面活性剤のような添加物を含ん
でもよい。好ましくは、液体ストリームは少なくとも８
０重量％、より好ましくは少なくとも９０重量％の液体
を含む。
【００３９】本発明の方法の好ましい態様において、液
体ストリームは接触分解されるべき炭化水素フィードで
ある。炭化水素フィードは、工業的な流動式接触分解ユ
ニットにおいて一般に処理される、いずれかのフィード
材料であってよい。好ましくは、用いられる炭化水素フ
ィードは、少なくとも４００°Ｆ、より好ましくは約４
００°Ｆ〜約１０００°Ｆの温度で沸騰する。そのよう
な炭化水素フィードには、例えば、バージン・ガス・オ
イル、サイクル・ガス・オイル、常圧蒸留残油および残
油が含まれる。
【００４０】分散媒は液体ストリームを分散させるのに
効果的な、ガスを含むストリームいずれであってもよ
い。好ましくは、分散媒は、分散媒の全重量を基準とし
て少なくとも７５重量％、より好ましくは約９０重量％
〜１００重量％ガスを含む。分散媒は、例えば、スチー
ム、空気、燃料ガス、ブタン、ナフサ、他のガス状の炭
化水素、窒素、またはアルゴンもしくはヘリウムのよう
な不活性ガス、あるいはそれらの混合物であってよい。
好ましくは、分散媒はスチームである。
【００４１】本発明のノズルは、液体をアトマイズする
ことが望ましいとされる用途のいずれに用いてもよい。
例えば、本発明のノズルは、種々の反応容器の中に液体
反応物を注入する、大きなエリアに液体添加物を分散す
る（例えば、発泡層に消泡化学剤を分散する）、気相に
冷却用液体を噴霧する、あるいは消火活動のために水を
アトマイズするために用いてよい。本発明の好ましい態
様において、ノズルは、炭化水素フィードを流動式接触
分解ユニットの中にアトマイズするために用いられる。
好ましくは、本発明のノズルは、炭化水素フィードをラ
イザーの接触転化ゾーンに、または濃厚流動床反応器の
中に噴霧するために用いられる。最も好ましくは、ノズ
ルは炭化水素フィードをライザーの中に噴霧するために
用いられる。
【００４２】アトマイズされた液体ストリームを受け入
れることが望ましい領域で当該ストリームを完全にゆき
わたらせるために、本発明のノズルは、どのような向き
で取り付けられてもよい。例えば、ノズルは、軸方向で
上向きもしくは下向きに、または中心のプレナム（plen
um）から半径方向（または放射状）で外側に、もしくは
半径方向で内側に向かうように取り付けてよい。スプレ
ーの形状を変えるために、ノズル、特にアトマイジング
リップの幾何学的形状を変えることが望ましい場合もあ
る。例えば、円形のスプレーを得るためには、円筒形状
のノズルを用いることが望ましく、また、フラットな扇
形のスプレーを得るためには矩形状のノズルを用いるこ
とが望ましい場合がある。さらに、複数のノズル配向が
組み合わされてもよい。例えば、軸方向に取り付けられ
た幾つかのノズルを、半径方向（または放射状）に取り
付けられた幾つかのノズルとともに用い、ある領域にお
いて完全な適用範囲を得るようにしてもよい。しかしな
がら、当業者によれば、使用するノズルの数およびそれ
らの方向は用途によって決定されることが理解されよ
う。
【００４３】ＦＣＣプロセスにおいて、一般に、本発明
のノズルの数、方向および幾何学的形状は、分解触媒が
アトマイズされた炭化水素フィードと完全にそして均一
に接触させることができるように、接触転化ゾーンに炭
化水素フィードをアトマイズするように選択される。分
解接触ゾーンの十分な適用範囲は、触媒と炭化水素フィ
ードとの接触を増進させる。接触分解ゾーンの十分な適
用範囲を得るためのノズルの好ましい方向および数は、
ノズルの幾何学的形状によって決定される。例えば、ノ
ズルを軸方向に取り付けることが望まれる場合には、好
ましくは、図２に示すノズルのような円筒形状のノズル
が、接触分解ゾーン内へ上向きに噴霧するように使用さ
れる。円筒形のノズルは、接触分解ゾーンの断面領域を
均一にカバーするのに非常に適した円形のスプレーを生
成するので、軸方向へ適用する（または取け付ける）こ
とが好ましい。さらに、軸方向の配列において、触媒が
均一に上向きに流れている領域内にノズルの出口が位置
するように好ましくは取り付けられた幾つかの平行なノ
ズルのセットを使用することが好ましい。ＦＣＣプロセ
スにおける最も好ましい軸方向のノズルの場合の構成
は、７本のノズルが配置され、６本のノズルが六角形の
頂点に位置し（「周辺ノズル」）、１本のノズルがする
六角形の中心に位置する（「中心ノズル」）構成であ
る。分解接触ゾーンを含む壁に対する周辺ノズルの相対
的な位置決めは、好ましくは、周辺ノズルと壁との間の
放射（または半径）方向の距離が、周辺ノズルと中心ノ
ズルとの間の放射方向の距離の約半分となるようなもの
である。この配列は、接触分解ゾーンの断面領域の適用
範囲が最大となることを確実にする。
【００４４】ノズルを半径方向（または放射状）に取り
付けることが望まれる場合において、丸いスプレーが望
まれる場合には図２に示すような円筒形状のノズルを用
いてよく、フラットなスプレーが望まれる場合には図４
に示すような矩形状のノズルを用いてよい。いずれのタ
イプの幾何学的形状のノズルを用いる場合でも、接触分
解ゾーンの全断面領域が完全な適用範囲となることを確
実にするために、複数のノズルを使用することが望まし
い。ノズルの数は、ライザーの外側への接続によって生
じる空間的な制約内において、最大とすることが好まし
い。半径方向に配向したノズルは、好ましくは、接触分
解ゾーンの周辺に等角度間隔で配列させる。また、ノズ
ルの出口は、上向きに流れる触媒の乱れを最小限にでき
るよう、ライザーの内壁と同一面または略同一面に（も
しくは面一となるように）取り付けられることが好まし
い。
【００４５】ＦＣＣプロセスにおいて、半径方向にの
み、または軸方向にのみノズルを設置するかわりに、接
触分解ゾーン全域で完全な適用範囲を得るために、軸方
向および半径方向のノズルを組み合わせて用いることが
望ましい場合もある。そのような状況においては、軸方
向に取り付けるために円筒形のノズルを、また、半径方
向に取り付けるために円筒形状もしくは矩形状のノズル
のいずれかを選択することが望ましい。ＦＣＣプロセス
における他の有用なノズルの配向は米国特許第４，６４
０，４６３号に記載されており、この特許はその全体を
引用することによって本明細書に包含される。
【００４６】本発明は上記において特に好ましい実施態
様について説明したが、種々の変更または改良をそれら
のデザインに対して実施してもよいことは当業者には明
らかであろう。上記の記載は説明することを目的として
おり、本発明を限定しようとするものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１（従来技術）は、オリフィスチップを備
えたバヨネットを有するノズルを示す。
【図２】 図２は、同心の複数の円筒形導管をベースと
する本発明のアトマイジング・ノズルの一実施態様を示
す。
【図３】 図３は、図２のノズルの出口をより詳細に示
すものであり、図３Ａは図２のノズルの上面図を示す。
【図４】 図４は、同軸の複数の矩形導管をベースとす
る本発明のアトマイジング・ノズルの別の実施態様を示
す。
【図５】 図５は、図４のノズルの出口をより詳細に示
すものであり、図５Ａは図４のノズルの上面図を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ティモシー・ポール・ホルタン アメリカ合衆国60053イリノイ州モート ン・グローブ、フォスター・ストリート 7101番

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液体をアトマイズするためのノズルであ
    って： （ａ）長手方向の軸、内側表面、液体ストリームを受け
    入れる入口、および出口を有する第一導管； （ｂ）分散媒を受け入れるために一部が第一導管内に配
    置された第二導管であって、長手方向の軸、外側表面、
    入口、および第一導管の出口の上流側地点で第一導管内
    に配置された出口を有する第二導管； （ｃ）第二導管の外側表面と第一導管の内側表面との間
    にある少なくとも一つの流体流路；ならびに （ｄ）第二導管の出口と第一導管の出口との間に配置さ
    れた混合ゾーンを有して成り、混合ゾーン内にある第一
    導管の内側表面が、混合ゾーンにおいて第一導管の断面
    積を減少させているテーパーの付いた表面であるノズ
    ル。
  2. 【請求項２】 第一導管の長手方向の軸と第二導管の長
    手方向の軸とが共通している請求項１のノズル。
  3. 【請求項３】 第二導管が、第一導管内にある第二導管
    の断面積を増大させるためのエキスパンション・ユニオ
    ンをさらに含む請求項１のノズル。
  4. 【請求項４】 第一導管の出口が、液体ストリームを剪
    断するために鋭利であるリップをさらに有する請求項１
    のノズル。
  5. 【請求項５】 混合ゾーンへの入口における流路の断面
    積と第二導管の断面積との比が、約０．０５：１〜約２
    ０：１である請求項１のノズル。
  6. 【請求項６】 混合ゾーン内の第一導管のテーパーが付
    いた表面と混合ゾーンの前にある第一導管の内側表面と
    の間の角度θが約１°〜約４５°である請求項１のノズ
    ル。
  7. 【請求項７】 混合ゾーンの長さが混合ゾーンの開始点
    における第一導管の内径の約０．３〜約６倍である請求
    項１のノズル。
  8. 【請求項８】 第一導管および第二導管が２つの円筒形
    状の管状物を有して成る請求項１のノズル。
  9. 【請求項９】 テーパーが付いた表面が円錐台形表面で
    ある請求項８のノズル。
  10. 【請求項１０】 第一および第二導管が矩形のダクトを
    含む請求項１のノズル。
  11. 【請求項１１】 テーパーが付いた表面が２つの向かい
    合う切頭形の面を含む請求項１０のノズル。
  12. 【請求項１２】 液体をアトマイズするための方法であ
    って： （ａ）少なくとも一つのノズルであって： （ｉ）長手方向の軸、内側表面、液体ストリームを受け
    入れる入口、および出口を有する第一導管； （ii）分散媒を受け入れるために一部が第一導管内に配
    置された第二導管であって、長手方向の軸、外側表面、
    入口、および第一導管の出口の上流側地点で第一導管内
    に配置された出口を有する第二導管； （iii）第二導管の外側表面と第一導管の内側表面との
    間にある少なくとも一つの流体流路；ならびに （iv）第二導管の出口と第一導管の出口との間に配置さ
    れた混合ゾーンを有して成り、混合ゾーン内にある第一
    導管の内側表面が、混合ゾーンにおいて第一導管の断面
    積を減少させているテーパーの付いた表面であるノズル
    を供給する工程； （ｂ）第一導管の入口および第一導管と第二導管との間
    にある流路を介して液体ストリームを供給する工程； （ｃ）第二導管の入口を介して分散媒を供給する工程；
    ならびに （ｄ）液体ストリームと分散媒とを第二導管の出口にて
    接触させてプリフィルムされた液体ストリームを形成
    し、プリフィルムされた液体ストリームを混合ゾーンと
    第一導管の出口を通過させて細かな液滴であるアトマイ
    ズされた液体を形成する工程を含む方法。
  13. 【請求項１３】 液体ストリームおよび分散媒が、分散
    媒を囲む液体フィルムを形成するように接触させられる
    請求項１２の方法。
  14. 【請求項１４】 音響的共振を生じさせる高ガス密度お
    よび低ガス密度領域を分散媒において交互に形成する工
    程をさらに含む請求項１３の方法。
  15. 【請求項１５】 液体フィルムにリップルを形成する工
    程、リップルが形成された液体フィルムを一もしくは複
    数の液体要素に分割する工程、および液体要素を液滴に
    アトマイズする工程をさらに含む請求項１４の方法。
  16. 【請求項１６】 混合ゾーンの開始点で測定する分散媒
    の速度が液体のストリームの速度よりも大きい請求項１
    ２の方法。
  17. 【請求項１７】 ノズルが炭化水素フィードを含む液体
    ストリームを流動式接触分解ユニットの接触転化ゾーン
    の中に供給するために用いられる請求項１２の方法。
  18. 【請求項１８】 分散媒がスチームである請求項１７の
    方法。
  19. 【請求項１９】 複数のノズルが流動式接触分解ユニッ
    トに対して軸方向に取り付けられ、炭化水素フィードを
    接触転化ゾーンの中へアトマイズする、請求項１８の方
    法。
  20. 【請求項２０】 複数のノズルが流動式接触分解ユニッ
    トに対して半径方向に取り付けられ、炭化水素フィード
    を接触転化ゾーンの中へアトマイズする、請求項１８の
    方法。
JP11021920A 1998-01-30 1999-01-29 アトマイジング・フィ―ドノズル及びその使用方法 Ceased JPH11262701A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/016627 1998-01-30
US09/016,627 US6142457A (en) 1998-01-30 1998-01-30 Atomizing feed nozzle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11262701A true JPH11262701A (ja) 1999-09-28

Family

ID=21778116

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11021920A Ceased JPH11262701A (ja) 1998-01-30 1999-01-29 アトマイジング・フィ―ドノズル及びその使用方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6142457A (ja)
EP (1) EP0933123B1 (ja)
JP (1) JPH11262701A (ja)
KR (1) KR100564129B1 (ja)
AU (1) AU753170B2 (ja)
DE (1) DE69907526T2 (ja)
ES (1) ES2193666T3 (ja)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29821687U1 (de) * 1998-12-05 2000-04-06 Gea Finnah Gmbh Vorrichtung zum Erzeugen eines Aerosols
US6783662B2 (en) 1999-03-18 2004-08-31 Exxonmobil Research And Engineering Company Cavitation enhanced liquid atomization
US6171476B1 (en) * 1999-03-18 2001-01-09 Exxon Research And Engineering Company Cavitation enhanced liquid atomization
US6576191B1 (en) 1999-09-30 2003-06-10 Therox, Inc. Apparatus for blood oxygenation
AU2002359259A1 (en) * 2001-10-11 2003-04-22 Life Mist, Llc Apparatus comprising a pneumoacoustic atomizer
US6883944B2 (en) * 2003-05-12 2005-04-26 Leboeuf Michael J. Combination port cover and boat lighting apparatus
US20070267323A1 (en) 2003-10-10 2007-11-22 Exxon Mobil Research And Engineering Company Surfactant Enhance Fluid Catalytic Cracking Process
US7886990B2 (en) * 2005-04-22 2011-02-15 Ingo Werner Scheer Atomizing device with precisely aligned liquid tube and method of manufacture
DE112006003848T5 (de) * 2006-04-24 2010-06-02 Ingo Scheer Vorrichtung zur Zerstäubung mit präzise ausgerichteten Flüssigkeitsröhrchen und Fertigungsmethode
US20090299119A1 (en) * 2008-05-29 2009-12-03 Kellogg Brown & Root Llc Heat Balanced FCC For Light Hydrocarbon Feeds
US8177198B2 (en) 2008-06-26 2012-05-15 Uop Llc Quench zone design using spray nozzles
FR2936301B1 (fr) * 2008-09-23 2010-09-10 Inst Francais Du Petrole Procede et dispositif optimises de combustion par boucle chimique sur des charges hydrocarbonees liquides
US8999246B2 (en) 2010-05-25 2015-04-07 Exxonmobil Research And Engineering Company Fluid injection nozzle for fluid bed reactors
GB201019427D0 (en) * 2010-11-17 2010-12-29 Givaudan Sa Spray apparatus
WO2015161246A1 (en) 2014-04-18 2015-10-22 Conroy Thomas A Method and system of a network of diffusers including a liquid level sensor
US10220109B2 (en) 2014-04-18 2019-03-05 Todd H. Becker Pest control system and method
DE102015206843A1 (de) * 2015-04-16 2016-10-20 Hte Gmbh The High Throughput Experimentation Company Vorrichtung und Verfahren zum Versprühen von Flüssigkeiten und der Erzeugung von Feinstnebel
EP3095840B1 (en) 2015-05-20 2023-08-16 Indian Oil Corporation Limited An apparatus and method for improved contact of hydrocarbon feed with catalyst in a fluid catalytic cracking unit
EP3493857A4 (en) 2016-08-03 2020-07-15 Becker, Todd H. METHOD AND SYSTEM OF A NETWORKED FRAGRANCE DIFFUSION DEVICE
CA3057156A1 (en) 2017-04-12 2018-10-18 Gaia Usa, Inc. Apparatus and method for generating and mixing ultrafine gas bubbles into a high gas concentration aqueous solution
RU2676039C1 (ru) * 2017-06-28 2018-12-25 Индийская Нефтяная Корпорация Лимитэд Устройство и способ превращения жидкого потока в мелкие капли
EP3801853A4 (en) 2018-06-01 2022-03-16 Gaia USA Inc. APPARATUS IN THE FORM OF A MONOBLOCK UNITARY STRUCTURE DESIGNED TO PRODUCE AND MIX ULTRA-FINE GAS BUBBLES INTO AQUEOUS SOLUTION OF HIGH GAS CONCENTRATION
CN110961050A (zh) * 2018-09-30 2020-04-07 中国石油天然气股份有限公司 一种催化裂化装置提升管用雾化喷嘴
CN110964555A (zh) * 2018-09-30 2020-04-07 中国石油天然气股份有限公司 一种提升管用雾化喷嘴
US20220274081A1 (en) * 2019-07-18 2022-09-01 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Atomization and Pyrolysis of Resid Cracking Feed
US11198823B2 (en) * 2019-07-24 2021-12-14 Baker Hughes Holdings Llc Advanced process fluid cooling systems and related methods
CN110987935A (zh) * 2019-12-25 2020-04-10 中国科学院力学研究所 一种用于环形液膜表面动态测试的光学系统

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR614044A (fr) * 1926-03-30 1926-12-04 Perfectionnements aux pulvérisateurs de liquide
US2883167A (en) * 1954-06-05 1959-04-21 Svenska Flaektfabriken Ab Apparatus for supplying and mixing a liquid into a gaseous medium
US2953306A (en) * 1954-12-22 1960-09-20 Shell Oil Co Dispersing gas in a confined liquid
US3071540A (en) * 1959-10-27 1963-01-01 Kellogg M W Co Oil feed system for fluid catalytic cracking unit
US3261777A (en) * 1962-08-14 1966-07-19 Chevron Res Controlling coke laydown in a catalytic conversion process
US3206393A (en) * 1964-11-24 1965-09-14 Universal Oil Prod Co Fluid catalytic cracking of hydrocarbons
US3774846A (en) * 1969-12-31 1973-11-27 Sonic Dev Corp Pressure wave atomizing apparatus
US4116387A (en) * 1976-05-11 1978-09-26 Eastfield Corporation Mist generator
SU652409A1 (ru) * 1977-10-03 1979-03-15 Предприятие П/Я М-5332 Охладитель пара
US4251033A (en) * 1978-06-12 1981-02-17 Eastfield Corporation Mist generating structure and molding apparatus therefor
US4498629A (en) * 1982-05-26 1985-02-12 Shell Oil Company Apparatus for vaporization of a heavy hydrocarbon feedstock with steam
US4601814A (en) * 1983-05-27 1986-07-22 Total Engineering And Research Company Method and apparatus for cracking residual oils
US5174889A (en) * 1983-10-06 1992-12-29 Phillips Petroleum Company Atomizing feed for cracking unit
US4640463A (en) * 1984-01-19 1987-02-03 Mobil Oil Corporation Apparatus for injecting liquid hydrocarbon feed and steam into a catalytic cracking zone
US4650566A (en) * 1984-05-30 1987-03-17 Mobil Oil Corporation FCC reactor multi-feed nozzle system
US5017343A (en) * 1987-01-16 1991-05-21 Uop Low pressure mixing apparatus for atomizing fluids
FR2621833B1 (fr) * 1987-10-14 1990-03-23 Total France Dispositif d'injection d'une charge d'hydrocarbures dans un reacteur de craquage catalytique
FR2644795B1 (fr) * 1989-03-24 1993-12-17 Institut Francais Petrole Procede et dispositif d'injection de la charge d'hydrocarbures dans un procede de craquage catalytique a l'etat fluide
US5054423A (en) * 1990-03-09 1991-10-08 Peter Escobal Apparatus for air delivery system
US5232164A (en) * 1990-05-09 1993-08-03 Resch D R Precisely adjustable atomizer
US5139748A (en) * 1990-11-30 1992-08-18 Uop FCC riser with transverse feed injection
US5289976A (en) * 1991-12-13 1994-03-01 Mobil Oil Corporation Heavy hydrocarbon feed atomization
US5306418A (en) * 1991-12-13 1994-04-26 Mobil Oil Corporation Heavy hydrocarbon feed atomization
DE69304648T2 (de) * 1992-10-13 1997-02-13 Abb Lummus Global Inc Verfahren zur Zerstäubung von Beschickung in einem katalytischen Wirbelschicht-Krackverfahren
US5328591A (en) * 1992-10-13 1994-07-12 Mobil Oil Corporation Mechanical shattering of asphaltenes in FCC riser
US5322618A (en) * 1993-05-10 1994-06-21 Mobil Oil Corporation FCC process with scanned riser
US6012652A (en) * 1998-01-30 2000-01-11 Mobil Oil Corporation Atomizing nozzle and method of use thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR100564129B1 (ko) 2006-03-27
DE69907526T2 (de) 2003-11-20
AU1323399A (en) 1999-08-19
EP0933123A3 (en) 2000-07-26
DE69907526D1 (de) 2003-06-12
EP0933123B1 (en) 2003-05-07
KR19990068213A (ko) 1999-08-25
ES2193666T3 (es) 2003-11-01
US6142457A (en) 2000-11-07
AU753170B2 (en) 2002-10-10
EP0933123A2 (en) 1999-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU753170B2 (en) Atomizing feed nozzle and method of use thereof
RU2241731C2 (ru) Система впрыскивания исходного материала для каталитического крекинг-процесса
US5108583A (en) FCC process using feed atomization nozzle
JP3739318B2 (ja) アトマイザシステム
AU2005277934B2 (en) Feed injector
US5794857A (en) Feed nozzle
US5139748A (en) FCC riser with transverse feed injection
US4555328A (en) Method and apparatus for injecting liquid hydrocarbon feed and steam into a catalytic cracking zone
EP0454416A2 (en) Feed injector for catalytic cracking unit
US4793913A (en) Method for liquid feed dispersion in fluid catalytic cracking systems
EP0813582B1 (en) Feed nozzle assembly
KR100504989B1 (ko) 무화 노즐 및 그 사용 방법
US5358632A (en) FCC feed injection with non-quiescent mixing
WO2000055281A1 (en) Fcc process incorporating atomization of fcc feed oil
US4948568A (en) Method and apparatus for liquid feed dispersion in fluid catalytic cracking systems
US6669104B2 (en) Process for atomizing FCC feed oil
JP7345649B2 (ja) 流動接触分解フィードインジェクター
US4640463A (en) Apparatus for injecting liquid hydrocarbon feed and steam into a catalytic cracking zone
TW546367B (en) Fluid atomization process
JP2002539289A (ja) Ｆｃｃ原料油を霧化する方法および装置
CA2214751C (en) Feed nozzle assembly
JP2004500443A (ja) Ｆｃｃ原料油のアトマイジングを組込んだｆｃｃプロセス

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20051117

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20051117

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080708

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081007

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20081028

A045 Written measure of dismissal of application [lapsed due to lack of payment]

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045

Effective date: 20090224