KR20060115750A - 공급 노즐 조립체 - Google Patents

공급 노즐 조립체 Download PDF

Info

Publication number
KR20060115750A
KR20060115750A KR1020067011669A KR20067011669A KR20060115750A KR 20060115750 A KR20060115750 A KR 20060115750A KR 1020067011669 A KR1020067011669 A KR 1020067011669A KR 20067011669 A KR20067011669 A KR 20067011669A KR 20060115750 A KR20060115750 A KR 20060115750A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nozzle
opening
nozzle body
gas
feed
Prior art date
Application number
KR1020067011669A
Other languages
English (en)
Inventor
예-몬 천
Original Assignee
쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이.
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 쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이. filed Critical 쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이.
Publication of KR20060115750A publication Critical patent/KR20060115750A/ko

Links

Images

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
    • B01J8/24—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
    • 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
    • B01J4/00—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
    • B01J4/001—Feed or outlet devices as such, e.g. feeding tubes
    • B01J4/002—Nozzle-type elements
    • 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
    • B01J8/1827—Feeding of the fluidising gas the fluidising gas being a reactant
    • 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
    • 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
    • C10G11/187—Controlling or regulating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36—Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/38—Nozzles; Cleaning devices therefor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
  • Executing Machine-Instructions (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

노즐 본체를 포함하며 기체 및 액체 탄화수소 액적의 혼합물을 실질적으로 시트형 스프레이의 형태로, 용기 내로 도입시키기 위한 공급 노즐 조립체는, 상기 노즐 본체에 기체를 공급하기 위한 수단 및 액체 탄화수소를 공급하기 위한 수단이 노즐 본체의 상류부에 제공되어 있고, 하류 단부에는 기다란 개구를 갖는 폐쇄된 출구 단부가 제공된 공급 노즐 조립체에 있어서, 기체 및 액체 액적의 혼합물을 배출하기 위한 연속적인 루프형 개구가 생기도록 상기 기다란 개구에 인서트가 위치되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

공급 노즐 조립체{FEED NOZZLE ASSEMBLY}
본 발명은 실질적으로 시트형 스프레이의 형태로, 기체 및 액체 탄화수소의 혼합물을 용기 내로 도입하기 위한 공급 노즐 조립체에 관한 것이다.
촉매를 갖는 탄화수소 공급원료의 단일 접촉 영역은 라이저의 반응 시간을 제어하기 위해 유체 촉매 분해 (FCC) 공정에서 중요하다. 더욱이, 액체 탄화수소 공급원료와 고온 재생 촉매의 빠른 혼합은 공급원료를 증발시키기 위해 바람직하다. US-A-5306418 의 공급 노즐 조립체는 라이저 반응기의 주변으로부터 삽입된 (당업계에서 측면 분사로 알려짐) 노즐 조립체를 가지고, 노즐 조립체의 출구 단부에서 단일 슬릿 개구를 통해 단일 시트형 스프레이를 배출하여 이러한 목적을 이룰 수 있다.
US-A-5673859 에는 유사한 측면 분사용 공급 노즐 조립체가 여러 개 기재되어 있으며, 여기서 한 조립체는 두 개의 모인 슬릿을 가지며, 다른 조립체는 두 개의 평행한 슬릿을 가지며, 또 다른 조립체는 기체와 탄화수소 액체의 혼합물의 배출을 위한 두 개의 방사상의 슬릿을 가지고 있다. US-A-5673859 에는, 두 개의 배출 슬릿을 갖는 이러한 노즐 조립체가 US-A-5306418 와 같은 단일 슬릿 개구를 갖는 노즐 조립체 보다 더 우수한 촉매 접촉을 제공하는 장점을 갖는 것으로 기재 되어 있다.
US-A-5794857 및 US-A-6012652 에는 측면 분사용 노즐의 출구 단부에서 복수 개의 슬릿 개구를 갖는 노즐 조립체의 다른 변형예도 기재되어 있다.
US-A-6387247 에는 FCC 라이저 반응기의 바닥으로부터 노즐을 삽입하기 위한 (당업계에서 바닥 분사로 알려짐) 공급 노즐 조립체가 기재되어 있다. 이러한 분사 노즐로부터 배출된 스프레이는 중공의 원추 형태를 갖는다. 이러한 노즐이 측면 분사 노즐 구성에 적용되면, 중공 원추형 스프레이의 배출 때문에 이러한 노즐은 촉매와 탄화수소 공급원료의 단일 접촉 영역을 얻을 수 없다.
US-A-5673859 와 같이 복수 개의 출구 슬릿을 갖는 측면 분사용 공급 노즐 조립체는 US-A-5306418 와 같이 단일 출구 슬릿을 갖는 공급 노즐 조립체와 비교하여 더 우수한 공급 접촉을 제공하는 장점을 갖는 것이 일반적으로 이해되지만, US-A-5673859 와 같은 공급 노즐 조립체의 주요한 단점은, 가능한 인접한 시트형 스프레이 사이의 진공 효과 때문에 높은 속도를 갖는 갭을 통해 도입하는 FCC 촉매 입자에 의해 복수 개의 슬릿 개구 사이의 이러한 간극을 통해 부식이 발생될 수 있다는 것이다.
본 발명의 일 목적은 시트형 스프레이를 갖는 단일 접촉 영역의 유익한 작동 특성을 갖는 공급 노즐 조립체를 만드는 것이다. 다른 목적은 예컨대, US-A-5794857 에 기재된 노즐과 같이 우수한 공급 접촉성을 제공하면서 부식되지 않는 공급 노즐 조립체를 갖는 것이다.
이러한 목적은 다음 공급 노즐 조립체에 의해 이루어진다. 노즐 본체를 포함하며 기체 및 액체 탄화수소 액적의 혼합물을 실질적으로 시트형 스프레이의 형태로, 용기 내로 도입시키기 위한 공급 노즐 조립체는, 상기 노즐 본체에 기체를 공급하기 위한 수단 및 액체 탄화수소를 공급하기 위한 수단이 노즐 본체의 상류부에 제공되어 있고, 하류 단부에는 기다란 개구를 갖는 폐쇄된 출구 단부가 제공된 공급 노즐 조립체에 있어서, 기체 및 액체 액적의 혼합물을 배출하기 위한 연속적인 루프형 개구가 생기도록 상기 기다란 개구에 인서트가 위치되어 있다.
출원인은 본 발명에 따른 공급 노즐이 사용되면, 실질적으로 균일한 시트형 스프레이가 생성되며, 단일층 접촉을 제공하고, 공급 노즐이 덜 부식되는 것을 발견하였다.
본 발명은 또한, 측면 분사 공급 노즐로서 상기 공급 노즐이 제공된 라이저 반응기 및, 촉매 및 액체 탄화수소가 접촉되는 공정에서 반응기-공급 노즐 조립체의 사용에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 바닥 분사 공급 노즐로서 상기 공급 노즐이 제공된 라이저 반응기 및, 촉매 및 액체 탄화수소가 접촉되는 공정에서 반응기-공급 노즐 조립체의 사용에 관한 것이다.
US-A-5673859 와 같이 복수 개의 출구 슬릿을 갖는 측면 분사용 공급 노즐 조립체는 US-A-5306418 와 같이 단일 출구 슬릿을 갖는 공급 노즐 조립체와 비교하여 더 우수한 공급 접촉을 제공하는 장점을 갖지만, US-A-5673859 와 같은 공급 노즐 조립체의 주요한 단점은 일부 분위기 하에서 노즐 출구 단부에 부식이 발생할 수도 있다는 것이다. 본 출원인은 US-A-5794857 및 US-A-5673859 와 같이 복수 개의 슬릿을 갖는 종래 기술의 공급 노즐의 단점은, 가능한 인접한 시트형 스프레이 사이의 진공 효과 때문에, 높은 속도로 간극을 통해 도입하는 FCC 촉매 입자에 의해 복수 개의 슬릿 개구 사이에서 간극을 통해 부식이 발생하는 것으로 생각하고 있다. 본 출원인은 동일한 진공 효과 때문에 촉매가 이러한 간극으로 들어가 인접한 시트형 스프레이의 수렴을 일으키는 것으로 생각하고 있다.
출원인은 또한, 본 발명은 본 발명에 따른 새로운 구성을 이용하여 가능한 부식 문제의 단점을 회피하면서, 우수한 공급 접촉을 제공하기 위한 복수 개의 출구 슬릿을 갖는 측면 분사용 공급 노즐 조립체의 장점을 보호하는 목적을 얻을 수 있는 것으로 생각하고 있다.
본 발명의 일 바람직한 실시예는 출구 단부에서 루프형 개구 연속적인 개구인를 갖는 공급 노즐 조립체를 갖는다. US-A-5673859 와 같이 두 개의 분리된 기다란 슬릿 개구와 촉매 공격에 노출된 상기 개구 사이의 간극을 갖는 대신, 본 발명은 두 개의 하프 루프형 슬릿과 두 개의 기다란 슬릿의 단부를 연결하는 출구 개구를 가지며, 이리하여 연속적인 루프형 슬릿을 형성하고 촉매 공격을 받기 쉬운 두 개의 기다란 슬릿 사이의 간극을 폐쇄한다.
이러한 연속적인 루프형 슬릿을 얻기 위해, 인서트가 상기 기다란 개구에 위치된다. 인서트는 바람직하게는 노즐 본체에서 상류 위치에 고정된다. 다른 도면이 단일 루프형 슬릿을 갖는 노즐 출구를 나타내고 있지만, 본 발명은 또한 복수 개의 루프형 개구를 형성하기 위해 기다란 개구 내에 복수 개의 인서트가 위치되는 것과 같이 여려가지 변형예를 포함한다.
기다란 개구는 바람직하게는, 실질적으로 평행한 스프레이 시트가 루프형 개구의 두 개의 기다란 부분으로부터 방출되도록 신장된다. 더 바람직하게는, 기다란 개구는 최대 길이 l 및 최대 폭 h 로 규정되며, 길이 l 은 공급 노즐 본체의 폐쇄 단부의 선택적인 만곡면을 따라 측정된다. l/h 의 비는 바람직하게는 1.5 이상, 더 바람직하게는 2 이상, 가장 바람직하게는 3 이상이다. l/h 의 비는 바람직하게는 20 이하, 더 바람직하게는 10 이하이다.
더 우수한 내부식성 개구는 기다란 개구의 폭 h 가 바람직하게는 10 ㎜, 더 바람직하게는 15 ㎜, 더 바람직하게는 20 ㎜, 가장 바람직하게는 30 ㎜ 의 하한을 갖는 경우에 얻어진다. 기다란 개구의 폭 h 는 바람직하게는 200 ㎜, 더 바람직하게는 150 ㎜, 더 바람직하게는 120 ㎜, 가장 바람직하게는 80 ㎜ 의 상한을 갖는다. 또한, 기다란 슬릿의 위치에서 노즐 본체의 하류 단부의 벽 두께가 5 ~ 100 ㎜, 바람직하게는 5 ~ 40 ㎜ 이면, 더 우수한 내부식성 공급 노즐을 바람직하게 얻을 수 있다.
바람직하게는, 노즐 본체의 출구 단부는 돔 형상인데, 이는 돔 형상이 루프형 개구로부터 방출되는 시트형 스프레이를 더욱 균등하게 분배할 수 있기 때문이다.
본 발명에 따른 공급 노즐에는 바람직하게는 기체 및 액체 탄화수소 액적의 혼합물을 형성하는 수단 (미립화 수단이라 불림) 이 제공된다. 이러한 미립화 수단은 예컨대, EP-A-717095 에 기재된 바와 같다. 바람직하게 공급 노즐은, 미립화 수단이 루프형 개구의 특정 구성, 및 기체 및 액체 탄화수소를 공급하기 위한 수단에 의해 이루어지는 다음의 설명되는 바와 같다. 이러한 바람직한 공급 노즐은 (a) 상류 단부에서 기체를 공급하기 위한 상기 수단에 유동적으로 연결된 기체 도관 및, 적어도 기체 출구 개구가 제공된 돔형 하류 출구 단부를 갖는 실질적으로 원통형 내부 튜브, 및 (b) 내부 튜브의 외부면 및 노즐 본체의 내부면으로 형성되는 환상 액체 탄화수소 도관으로서, 액체 탄화수소 도관은 상류 단부에서 액체 탄화수소를 공급하고 돔형 하류 출구 단부로부터 배출하기 위한 수단에 유동적으로 연결되며, 상기 돔형 출구 단부에는 기다란 개구가 제공되며, 연속적인 루프형 개구가 형성되도록 상기 기다란 개구에 인서트가 위치되어 있는 환상 액체 탄화수소 도관을 포함하며, (c) 기체 도관의 기체 출구 개구는 노즐 본체의 돔형 단부에 있는 루프형 개구와 실질적으로 정렬되며, 그리고 (d) 노즐 본체의 기다란 개구에 위치된 인서트는 기체의 돔형 하류 단부에 고정되는 것을 특징으로 한다.
공급 노즐은 US-A-5794857 (본 명세서에서 참조됨) 에 상세하게 설명된 바와 같은 노즐 본체 및 내부 튜브의 치수 및 구성을 가질 수 있다.
내부 튜브의 하류 단부는 바람직하게는 돔형상이다. 이 하류 단부에는 1 이상의 가스 출구 개구가 제공된다. 가스 출구 개구는 바람직하게는 단일 또는 복수 열의 구멍이다. 이러한 구멍을 통해 기체, 바람직하게는 증기가 외부 중유 (heavy petroleum) 탄화수소 도관을 통과하는 중유 탄화수소 내로 유입한다. 이 결과 상기 구멍으로부터 방출되는 기체의 방향으로 속도를 갖는 증기 및 중유 탄화수소의 혼합물이 얻어진다. 가스 도관의 개구는 실질적으로 노즐 본체에서 루프형 개구로 배열되기 때문에, 탄화수소와 기체의 혼합물은 루프형 개구로 향한다. 두 탄화수소 및 기체의 압력의 결과, 탄화수소의 미세한 미립화가 일어난다.
전형적으로 내부 기체 튜브의 폐쇄 단부의 개구는 노즐 본체에 있는 대응하는 루프형 개구와 정렬되는 1 이상의 열의 작은 구멍으로 구성되고, 이 구멍은 약 7 ~ 약 50 개 이며, 그 직경은 약 1/16 ~ 3/8 인치이다. 개구 열의 길이를 통해 내부 튜브의 전형적으로 실질적으로 반구형 또는 반타원형 출구 단부의 실질적으로 구형 또는 타원형 중심으로부터 형성된 각은 바람직하게는 45°~ 120°이다.
중유 탄화수소의 촉매적 분해를 위한 공정에서, 중유 탄화수소는 예열되며, 증기와 혼합되고, 촉매 분해 라이저 반응기에 공급된다. 그 후, 중유 탄화수소는 분해 촉매와 접촉하며, 경 탄화수소 및 얇은 코크 층으로 코팅된 사용된 촉매가 생성된다. 경 탄화수소는 반응기로부터 제거된다. 얇은 코크 층으로 코팅된 사용된 촉매는 재생 용기로 전달된다. 코크의 적어도 일부분은 연소되어 소비된 촉매와 분리된다. 이 결과 고온 재생 촉매가 나타난다.
증기는 실질적으로 원통형 내부 증기 도관을 통해 중유 탄화수소로 전달된다. 이 결과 탄화수소 혼합물을 통해 분출되는 증기 버블에 의해 미세한 이상 (two-phase) 혼합물이 형성된다. 증기 및 중유 탄화수소의 미세한 이상 혼합물은 공급 노즐 출구를 통해 촉매 분해 반응기 안으로 전달되고, 미세한 미립화 이루어진다.
도 1 은 길이방향 축선에 따른 본 발명의 단면도이다.
도 2 는 도 1 의 노즐의 확대도이다.
도 3 은 도 1 의 기준선 3--3 에 따른 단면도이다.
도 4a 는 제 1 노즐 팁의 평면도이다.
도 4b 는 도 4a 의 기준선 4C--4C 에 따른 제 1 노즐 팁의 단면도이다.
도 5a 는 도 5b 의 기준선 5A--5A 에 따른 제 2 (공급) 노즐 팁의 단면도이다.
도 5b 는 제 2 노즐 팁의 평면도이다
도 5c 는 도 5b 의 기준선 5C--5C 에 따른 제 2 노즐 팁의 단면도이다.
도 6 은 일 실시예에서 측면 분사 라이저 반응기 구성에서 이 발명의 노즐의 측면을 잘라낸 도면이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예의 측면 단면도이다. 공급 노즐 조립체 (100) 는 내부 증기 도관 (105) 및 외부 환상 오일 (또는 액체) 도관 (115) 을 포함한다. 내부 증기 (또는 기체) 도관 (105) 은 입구 단부 (120) 및 출구 단부 (130) 를 갖는다. 외부 환상 오일 도관 (115) 은 입구 단부 (125) 및 출구 단부 (135) 를 갖는다.
제 1 노즐 팁 (140) 은 그 입구 단부에서 내부 증기 도관 (105) 의 출구 단부 (130) 에 부착된다. 제 1 노즐 팁 (140) 의 입구 단부의 맞은편의 출구 단부는 실질적으로 반구형 또는 반타원형 출구 단부이다. 일 실시예에서, 제 1 노즐 팁 (140) 의 출구 단부에는 증기의 통과를 위한 다수의 통로 (145) 가 루프형으로 배열되어 있다.
제 2 노즐 팁 (150) 은 그 입구 단부에서 외부 환상 오일 도관 (115) 의 출구 단부 (135) 에 부착된다. 제 2 노즐 팁 (150) 의 입구 단부의 맞은편의 출구 단부는 실질적으로 반구형 또는 반타원형 출구 단부이다. 제 2 노즐 팁 (150) 의 출구 단부에는 기다란 개구 (154) 가 제공된다.
도 2 는 일 실시예에서, 제 1 및 제 2 노즐 팁을 나타내는 확대도이다. 이러한 요소의 도면 번호는 도 1 과 동일하다. 도 2 에서, 인서트 (155) 가 개구 (154) 내에 도시되어 있다. 인서트 (155) 는 연결부 (156) 에 의해 내부 도관 (105) 에 고정된다.
도 3 은 공급 노즐 조립체의 일 실시예에서의 도 1 의 기준선 3--3 에 따른 단면도이다. 내부 증기 도관 (105) 은 스페이서 스터드 (310; spacer stud) 에 의해 외부 환상 오일 도관 (115) 내에 중심맞춤된다.
도 4a 는 제 1 노즐 팁의 평면도이다. 도 4b 는 도 4a 의 기준선 4C--4C 에 따른 제 1 노즐 팁의 단면도이다. 제 1 노즐 팁 (140) 은 루프형으로 배열된 통로 (145) 와 함께 도시되어 있다.
도 5a 는 도 5b 의 기준선 5A--5A 에 따른 제 2 (공급) 노즐 팁의 단면도이다. 도 5b 는 제 2 노즐 팁의 평면도이다. 도 5b 에서, 기다란 개구 (154) 및 인서트 (155) 는 위에서부터 본 것이다. 도면에서 분명히 볼 수 있듯이, 기체 및 액체의 통과를 위한 최종 개구는 연속적인 루프형 개구이며, 인서트에서 제 2 노즐 팁 (150) 까지 이르는 연결부에 의해 전혀 단절되어 있지 않다. 도 5a 및 도 5b 는 어떻게 기다란 개구 (154) 의 길이 (l) 및 폭 (h) 이 공급 노즐 본체의 폐쇄 단부의 선택적 만곡면을 따라 측정되는 지를 나타낸다. 도 5b 는 단일 루프형 슬릿을 갖는 노즐 출구를 나타내지만, 본 발명은 복수 개의 루프형 개구를 형성하기 위해 기다란 개구 내에 복수 개의 인서트를 위치시키는 것과 같은 다수의 변형예도 포함한다.
도 5c 는 도 5b 의 기준선 5C--5C 에 따른 제 2 노즐 팁의 단면도이다. 도 5c 에서, 연결부 (156) 는 도시되어 있지 않다.
도 6 은 일 실시예에서 측면 분사 라이저 반응기 구성에서 본 발명의 노즐의 측면을 잘라낸 도면이다. 증기 (도시되지 않음) 및 탄화수소 공급 노즐의 출구 개구의 각은 증기 및 탄화수소 도관의 길이방향 축선 아래에 있는 것으로 나타나 있다. 이 노즐 조립체의 한 장점은, 공급원료 및 촉매의 최적의 혼합이 이러한 각을 독립적으로 조절하여 얻어질 수 있다는 것이다. 도관의 분사각 및 축선 사이의 차는 +45°~ -45°, 더 바람직하게는 +30°~ -30°일 수 있다.
본 발명의 일 적용예는, 노즐 본체가 전형적으로 수평 또는 대각선 방향으로 라이저 반응기 내로 배향되는 경우이며, 이때 노즐 본체는 일반적으로 수직 및 수평 사이의 방향에서 라이저 반응기의 벽을 통해 진입하게 된다.
본 발명의 다른 적용예에서, 노즐 본체는 라이저 반응기의 바닥벽을 통해 진입하고, 전형적으로 라이저 반응기 내로 수직으로 배향되는데, 노즐 본체는 도 6 에 도시된 바와 같이 전형적으로 축선편심 분사 (off-axis injection) 를 하게 된 다. 이러한 실시예에서, 본 발명에 따른 공급 노즐 바람직하게는 1 개 이상, 더 바람직하게는 2 ~ 12 개 배치된다. 라이저 반응기 내에서 탄화수소 액적들이 균일하게 분포되도록 바람직하게는 이러한 노즐은 그로부터 방출된 각 시트형 스프레이가 서로를 향해 수렴하도록 배치된다.

Claims (11)

  1. 노즐 본체를 포함하며 기체 및 액체 탄화수소 액적의 혼합물을 실질적으로 시트형 스프레이의 형태로, 용기 내로 도입시키기 위한 공급 노즐 조립체로서, 상기 노즐 본체에 기체를 공급하기 위한 수단 및 액체 탄화수소를 공급하기 위한 수단이 노즐 본체의 상류부에 제공되어 있고, 하류 단부에는 기다란 개구를 갖는 폐쇄된 출구 단부가 제공된 공급 노즐 조립체에 있어서,
    기체 및 액체 액적의 혼합물을 배출하기 위한 연속적인 루프형 개구가 생기도록 상기 기다란 개구에 인서트가 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 공급 노즐 조립체.
  2. 제 1 항에 있어서, 인서트는 노즐 본체의 상류 위치에 고정되는 것을 특징으로 하는 공급 노즐 조립체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 노즐 본체에 미립화 수단이 있는 것을 특징으로 하는 공급 노즐 조립체.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기다란 개구는 최대 길이 l 및 최대 폭 h 로 규정되며, l/h 의 비는 1.5 ~ 20 인 것을 특징으로 하는 공급 노즐 조립체.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 루프형 개구의 폭은 10 ㎜, 바람직하게는 15 ㎜ 의 하한, 및 200 ㎜, 바람직하게는 120 ㎜ 의 상한을 갖는 것을 특징으로 하는 공급 노즐 조립체.
  6. 제 5 항에 있어서, 기다란 슬릿의 위치에서 노즐 본체의 하류 단부의 벽 두께는 5 ~ 100 ㎜, 바람직하게는 5 ~ 40 ㎜ 인 것을 특징으로 하는 공급 노즐 조립체.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 노즐 본체의 출구 단부는 돔형 인 것을 특징으로 하는 공급 노즐 조립체.
  8. 제 7 항에 있어서, 노즐 본체는
    (a) 상류 단부에서 기체를 공급하기 위한 상기 수단에 유동적으로 연결된 기체 도관 및, 적어도 기체 출구 개구가 제공된 돔형 하류 출구 단부를 갖는 실질적으로 원통형 내부 튜브, 및
    (b) 내부 튜브의 외부면 및 노즐 본체의 내부면으로 형성되는 환상 액체 탄화수소 도관으로서, 액체 탄화수소 도관은 상류 단부에서 액체 탄화수소를 공급하고 돔형 하류 출구 단부로부터 배출하기 위한 수단에 유동적으로 연결되며, 상기 돔형 출구 단부에는 기다란 개구가 제공되며, 연속적인 루프형 개구가 형성되도록 상기 기다란 개구에 인서트가 위치되어 있는 환상 액체 탄화수소 도관을 포함하며,
    (c) 기체 도관의 기체 출구 개구는 노즐 본체의 돔형 단부에 있는 루프형 개구와 실질적으로 정렬되며, 그리고
    (d) 노즐 본체의 기다란 개구에 위치된 인서트는 기체의 돔형 하류 단부에 고정되는 것을 특징으로 하는 공급 노즐 조립체.
  9. 상류 단부에 고온의 재생된 촉매 입자용 입구가 있고, 상기 입구의 하류에는 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 1 이상의 측면 분사 공급 노즐이 제공되어 있고, 그리고 상기 공급 노즐로부터 하류 쪽에 반응 영역이 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 라이저 반응기.
  10. 제 9 항에 있어서, 공급 노즐의 기다란 개구의 최대 길이 l 를 따른 축선은 실질적으로 수평하게 위치되는 것을 특징으로 하는 라이저 반응기.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 따른 길게 수직으로 위치된 라이저 반응기에서 이동하는 촉매 스트림을 액체 탄화수소 반응물과 접촉시키는 방법에 있어서,
    기체 및 액체 탄화수소 액적의 혼합물이 실질적으로 시트형 스프레이로서 공급 노즐에 의해 도입되며, 이때 시트형 스프레이와 노즐 본체의 축선 사이의 각은 +45°~ -45°인 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020067011669A 2003-11-13 2004-11-11 공급 노즐 조립체 KR20060115750A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US51975503P 2003-11-13 2003-11-13
US60/519,755 2003-11-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20060115750A true KR20060115750A (ko) 2006-11-09

Family

ID=34590440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067011669A KR20060115750A (ko) 2003-11-13 2004-11-11 공급 노즐 조립체

Country Status (13)

Country Link
US (1) US7992805B2 (ko)
EP (1) EP1682634B1 (ko)
JP (1) JP2007527934A (ko)
KR (1) KR20060115750A (ko)
CN (1) CN100482766C (ko)
AT (1) ATE371712T1 (ko)
AU (1) AU2004289835B2 (ko)
BR (1) BRPI0416522A (ko)
CA (1) CA2545790A1 (ko)
DE (1) DE602004008662T2 (ko)
ES (1) ES2293360T3 (ko)
WO (1) WO2005047427A1 (ko)
ZA (1) ZA200603658B (ko)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7407572B2 (en) 2004-07-23 2008-08-05 Exxonmobil Research And Engineering Company Feed injector
US8864876B2 (en) * 2005-02-14 2014-10-21 Neumann Systems Group, Inc. Indirect and direct method of sequestering contaminates
US8398059B2 (en) 2005-02-14 2013-03-19 Neumann Systems Group, Inc. Gas liquid contactor and method thereof
US8113491B2 (en) * 2005-02-14 2012-02-14 Neumann Systems Group, Inc. Gas-liquid contactor apparatus and nozzle plate
US7866638B2 (en) * 2005-02-14 2011-01-11 Neumann Systems Group, Inc. Gas liquid contactor and effluent cleaning system and method
US7379487B2 (en) * 2005-02-14 2008-05-27 Neumann Information Systems, Inc. Two phase reactor
US7793859B2 (en) 2006-04-11 2010-09-14 Stone & Webster Process Technology, Inc. Fluidized catalytic cracking feed nozzle
US7758817B2 (en) * 2006-08-09 2010-07-20 Uop Llc Device for contacting high contaminated feedstocks with catalyst in an FCC unit
EP2151274B1 (en) * 2006-12-27 2012-09-19 Ningbo Wanhua Polyurethanes Co., Ltd. Orifice jet-type injection reactor
HUP0700771A2 (en) * 2007-11-30 2010-08-30 Borsodchem Nyrt Mixing device for mixing two liquids and process for the continuous preparation of organic mono-, di- or polysocianates
CN103124593B (zh) * 2010-09-27 2016-01-06 国际壳牌研究有限公司 进料管嘴装置
EA201390972A1 (ru) * 2010-12-29 2014-05-30 Айванхо Энерджи Инк. Усовершенствованные питающие сопла реактора
US10556246B2 (en) * 2012-03-28 2020-02-11 Gf Corporation Liquid ejecting device and method of liquid ejection
DE102013005972A1 (de) * 2013-04-09 2014-10-09 Oase Gmbh Variierbare Wasserspieldüse
US9310023B2 (en) * 2013-06-20 2016-04-12 The Boeing Company Methods and systems for distributing inert gas in an aircraft
MX2017017012A (es) * 2015-06-26 2018-08-15 Oil & Gas Tech Entpr C V Montajes de boquilla de lavado de generacion de vortice.
US11305142B2 (en) * 2018-01-12 2022-04-19 Carrier Corporation End cap agent nozzle

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1522951A (en) * 1923-04-19 1925-01-13 Laurence A Gilmore Oil burner
US1526061A (en) * 1923-12-12 1925-02-10 Ralph H Cahouet Fuel-oil-burning apparatus
US2933259A (en) * 1958-03-03 1960-04-19 Jean F Raskin Nozzle head
US3595480A (en) * 1968-11-29 1971-07-27 Nippon Kokan Kk Oxygen-fuel-blowing multihole nozzle
US3654140A (en) * 1970-08-12 1972-04-04 Exxon Research Engineering Co Novel cat cracking oil feed injector design
US4948568A (en) * 1983-02-04 1990-08-14 Chevron Research Company Method and apparatus for liquid feed dispersion in fluid catalytic cracking systems
US4784328A (en) * 1983-10-14 1988-11-15 Phillips Petroleum Company Nozzle assembly
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
US5921472A (en) 1994-12-13 1999-07-13 Spraying Systems Co. Enhanced efficiency nozzle for use in fluidized catalytic cracking
US5673859A (en) 1994-12-13 1997-10-07 Spraying Systems Co. Enhanced efficiency nozzle for use in fluidized catalytic cracking
US5794857A (en) * 1995-03-07 1998-08-18 Shell Oil Company Feed nozzle
US5968601A (en) * 1997-08-20 1999-10-19 Aluminum Company Of America Linear nozzle with tailored gas plumes and method
US6012652A (en) 1998-01-30 2000-01-11 Mobil Oil Corporation Atomizing nozzle and method of use thereof
US6387247B1 (en) * 1999-09-03 2002-05-14 Shell Oil Company Feed injection system for catalytic cracking process
US6599464B1 (en) * 1999-10-06 2003-07-29 Bernd Feldhaus Steelmaking lance with integral temperature probe

Also Published As

Publication number Publication date
EP1682634B1 (en) 2007-08-29
AU2004289835B2 (en) 2008-05-01
CA2545790A1 (en) 2005-05-26
BRPI0416522A (pt) 2007-01-09
JP2007527934A (ja) 2007-10-04
CN1894362A (zh) 2007-01-10
AU2004289835A1 (en) 2005-05-26
EP1682634A1 (en) 2006-07-26
US20050109861A1 (en) 2005-05-26
ATE371712T1 (de) 2007-09-15
ZA200603658B (en) 2007-10-31
DE602004008662T2 (de) 2007-12-27
DE602004008662D1 (de) 2007-10-11
WO2005047427A1 (en) 2005-05-26
ES2293360T3 (es) 2008-03-16
US7992805B2 (en) 2011-08-09
CN100482766C (zh) 2009-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ZA200603658B (en) Feed Nozzle Assembly
US5794857A (en) Feed nozzle
US6387247B1 (en) Feed injection system for catalytic cracking process
CN101652186B (zh) 喷雾喷嘴及保持其喷射流体喷雾模式并抑制其腐蚀的方法
US6042717A (en) Horizontal FCC feed injection process
KR100504989B1 (ko) 무화 노즐 및 그 사용 방법
US6199768B1 (en) Process and apparatus for atomizing FCC feed oil
US20140145356A1 (en) Feed nozzle assembly
KR100449549B1 (ko) 탄화수소공급원료의주입장치
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
US20030201334A1 (en) Liquid feed atomization
WO2000055543A1 (en) Improved fcc feed injector fan tip design
CN110961044A (zh) 一种催化裂化装置提升管用喷嘴及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
NORF Unpaid initial registration fee