TW304896B - - Google Patents

Description

3048D6 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 口的 氣 五、發明説明（ 發明背景 這項發明與氣化噴霧裝置有關，特別是用來將氣化之液 體送入流體化催化熱裂的豎板反應器裝置。 德奥（Dou)··等對這類裝置的普通型式有詳細的表示與描 述。美國專利申請案號5,3 06,4 1 8的發明在此被引用作爲參 考。一般來説，液態烴给料被氣體例如蒸氣所氣化，經由 喷嘴排入反應器《德奥（Dou)··等的專利裝置中，較佳的排 放噴嘴爲以一加長槽狀出口孔做成大致爲半球形的排放端 ’以便產生爲平的扇形嘴霧。 氣化噴霧裝置的目標之一是達到高效率。本裝置在此文 中的高效率，是指儘可能使用越少的蒸氣能量來將固定體 積的烴給料分散成總表面積較大的微粒。當然，大表面積 的產生是將液體分散成非常細小的微粒。至此，有必要將 液態烴流以相當高壓注人嘴嘴裝置内，比方説在15〇_(時 心）至2叫^之間。在精煉廠有時需要使用昇壓系及相 關〈設備來達到液體流所需的加壓，如此不但昂貴且將增 加噴霧系統的複雜度。 發明概要 本發明的大致目標是提供一種非當古 砂— F *阿效率的新式改良噴 鳴，應用於液態烴之流體化催化熱裂。 树明更壯的目標，是藉由提供具有許多槽狀出口 喷鳴’達到前述的結果，即在液體由 „ ., ,^ t 田噴嘴排出時將液體 化成細小微粒。 本紙法尺.度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29;公玉" I--.-----·( — 裝----N--•訂------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 3G4896 A7 ____B7 五、發明説明（2 ) 進—步的目標，是將兩槽狀出口相對彎折以便產生集中 噴霧’使得液體微粒在排放後氣化。 另—個目標，是提供含改良式預先氣化方法的流體化催 化熱裂噴嘴裝置，它讓液體給料在較先前都低的壓力下， 有高效率的氣化噴霧。 這類目標及本發明的益處，結合所附圖説後，將由下列 詳細的描述變得更清楚。 圖説簡述 圖1是催化熱裂之氣化噴霧裝置的軸向剖面視圖，它配置 了具有本發明獨特性質的新型改良式喷嘴β 圖2是圖1所示之噴嘴的放大端面視圖。 圖3爲與圖1大致相似的放大斷裂圖，但卻顯現出根據本 發明的另一種具體實施例。 圖4是圖3所示之噴嘴的端面視圖。 圖5及圖6相對於圖3和圖4類似’但顯現噴嘴的另一種具 體實施例。 圖7是用來催化熱裂的氣化喷霧裝置之垂直剖面，爲另— 經濟部中央標準局員工消費合作杜印製 種有預先氣化頭的形式，特別適合液體流在相當低壓下之 高效率的氣化嘴霧。 圖8是有另一種預先氣化頭形式，用來催化熱裂的氣化嘴 霧裝置之垂直剖面。 儘管此發明可做各種修改及有不同的構造，在此仍有— 些附圖解的具體實施例被以圖説表示，且詳加描述於後。 A7 B7 五、發明説明（3 然而請務必瞭解，至此並非想要將本發明設限於所發表之 形式，相反的，是想要涵蓋所有的修改、不同的構造及在 此發明之精神及範圍内的同等事物。 經濟部中央標準局賓工消費合作社印製 較佳具體實施例的詳細尨靖 爲了説明，本發明在圖説内引用裝置10來氣化噴霧液體 。此裝置在使用於流體化催化熱裂製程時特別有用，可在 液體烴給料喷入FCC豎板反應器時予以氣化。板 反應器，前述德奥等人之專利内發表了與本裝置同爲—般 形式的裝置之詳細使用方法。 一般而言，裝置10包括以氣流，最好是蒸氣，來將液體 給料氣化的工具。在此之氣化工具，與哈咯克（Haruch)等 之美國專利申請第4,349，I56號所發表的一般形式相同。這 類工具概略可顯示於圖1，爲一氣化頭，具有本體11及被其 含廓的内室12。有一延長之撞擊釘13位於内室，其末端靠 近内室中心。加壓後之液體給料，壓力範圍最好在150^/ 呎2至2 0 0 4 /呎2之間，經由本體1 1内位在撞擊釘1 3末端相 反處之入口 1 5而導入内室。液體流撞擊到撞擊釘的端面且 自動分散成小水滴。同時，加歷後之噴射蒸氣經由入口 1 4 導入内室，直接橫向跨過撞擊釘末端’垂直敲擊自撞擊釘 激起之液體水滴，如此造成液體水滴進一步氣化成細小微 粒。 與本體11接連’且位於内室12之出口 16下游的是喷嘴20 ，用來將氣化之液體給料及進入之蒸氣噴入反應器。在此 义度適用中U國家標隼(CNS ) A4規格（21U X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .装 I.訂 1 A7 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ——______B7___ 五、發明説明（4 ) ’噴嘴有一長形且大致爲柱狀之本體21，含做爲排放端的 下游端22。噴嘴之排放端22大致爲半球形，包括凸起之外 表面及凹陷之内表面。這樣的外表構成大致爲球形截面的 形狀，具有一幾何中心位於噴嘴20的本體21之縱軸上。 根據本發明，噴嘴20之排放端22由許多位在喷嘴軸線相 反側之排放孔口 25構成，且沿著與軸線橫亙之方向延長。 在有同樣大小的區域集中於噴嘴軸線上時，藉著位在嘴嘴 排放端的許多出口孔，比只有單一排放孔時，會排放出較 細小的混合液。因爲有多個孔口而產生較細小的氣化結果 ，即使蒸氣以相當低容積流率供應至裝置，體積固定的液 體會分散成具有相當高表面區域的微粒，使裝置1〇的效率 增力口。 圖1及2之具體實施例中，喷嘴20的排放端22上有二加長 出口孔2 5。孔口位在相對兩側且與噴嘴轴線相隔等距離， 如前文所指出，沿著與軸線橫亙之方向延長。圖1及2代表 噴嘴的最佳範例，在此具體實施例中，孔口 25朝彼此互相 彎折以便使流體自喷嘴喷出後，隨著遠離喷嘴之排放端而 逐漸集中。根據此法，流體彼此衝擊，因而在一出嘴嘴後 ，產生更進一步的氣化。最好每一孔口相對於噴嘴轴線大 約向上傾斜10度。 排放孔2 5可藉由銑刀形成噴嘴2 0的排放端2 2上。因爲排 放端的半球形狀，以銑刀向上傾斜約1 0度對排放端開槽， 自圖2之噴嘴末端望過去，上孔口看起來大致爲v形，下孔 口看起來則大致爲倒V形。 本紙張尺度適用中國國家為傘（CNS ) A4規格（210X29?公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 旅 304896 A7 ____^__B7五、發明説明（5 ) 在本體21及排放端22的連接處，加一邊緣有尖角的環狀 肩套，將使喷嘴有更佳的效率。肩套的產生是使用一内徑 稍微大於排放端内徑的本趙。肩套在混合液靠近孔口 2 5時 ’會使混合液產生渦流，且讓液體给料產生更進一步的氣 化° 圖3及4所示之喷嘴20’ ’其孔口25'彎折使得氣化之液體 流經孔口排出時，離喷嘴越下游彼此越分離。這樣的安排 比同樣區域下而喷嘴只有一個延長孔口時的效率高，但其 效率比圖1及2内之喷嘴20低。 下列之資料表來自比較測試，證明有二分離孔口 25，的喷 嘴20’比同樣喷嘴而只有一個孔口的效率高： 喷嘴外形 sauter °/〇 (砖/呎2) (碎/叹2) 平均直徑 體積中位直徑 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 單孔 3.5 50 3.5 100 3.5 150 3.5 200 雙孔分離10° 3,26 50 3.26 100 3,26 150 3.0 200 單孔 7.0 50 7.0 100 7.0 150 7.0 200 oooo oooo oooo 分 99 分 ^-999 9999 9 3 17 3 9 4 1 4 3 2 1 4 4 4 3 3 11 11 1111 1111 1111 1111 8 7 4 8 4 8 2 9 110 8 9 8 8 7 4 2 2 1 2 2 2 1 .1111 11111111 上列表格中，，，蒸氣等量重量。/。”代表供應給裝置10的 蒸氣重量相對於供應之液體重量比，液體重量之大小取 本紙張尺度適用中國國家樣隼(GNS ) A4規格（210X 297公釐） I ,, 裝 ； Γ訂 f 务 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) B7 五、發明説明（6 ) 決於液體流率。在不同液體壓力下進行比較測試，裝置1〇 的液體流率，在隨著逐漸増加的壓力逐漸減低進入口 15的 面積後，會在所有壓力下保持常數。 將前四列的資料與中間四列資料相比較’可以很明顯看 出，即使供應兩噴嘴等量的蒸氣，有二分離孔25，的噴嘴2〇, ，會比只有單一孔口的噴嘴，將液體氣化成較小的微粒。 噴嘴20,增強的效率，藉比較中間四列資料與底下四列資料 而被進一步的證明，可看出有二分離孔25,的噴嘴2〇,，在達 到幾乎相同大小的微粒時，單一孔口的喷嘴甚至須提供超 過兩倍以上的蒸氣量。 圖5、6之噴嘴20，’，二孔口 25"不但沒有彎折反而彼此相 互平行。這樣的結果讓平行的氣化液體流較易自孔口排出 。喷嘴20"較喷嘴20'效率低，但仍較先前同面積下單一孔 口之FCC喷嘴效率高。 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 現在參考圖7，顯示另一種氣化頭形式的催化熱裂之氣化 噴霧裝置10L，特別適於在相當低壓時將流體流導入裝置内 。與上述這些描述過之事物相同的項目，標以相同的參考 數字並加綴"生”以茲區別。比方説圖1所述之裝置1 〇，其氣 化頭具有本體1 1 i及被其含廓的内室12生。有一延長之撞擊 釘13丄位於内室，其末端靠近内室中心。加壓後之液體給料 ’經由本體1 1 i位在撞擊釘1 3生末端相反處之入口 15 i而導 入内室。同時，加壓後之噴射蒸氣經由入口 14l導入内室， 協助分解與氣化液體流。 根據此發明進一步的特性，爲加強液體的氣化，即使液 本紙張尺度边用中國國家榡準（CNS ) A*規格（21〇><297公釐） 304836 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 _B7_ ___五、發明説明（7 ) 體流以相當低壓導入裝置内，氣化頭在靠近撞擊釘處有一 輔助氣體入口，可讓加愿氣禮或蒸氣，橫向撞擊自入口 14§^ 導入内室之加壓蒸氣流’且與自入口 15先導入之液體流方向 相反，以便進一步將液體分解及氣化成極細小微粒。 在圖解的具體實施例中，氣化頭的本體11含有二次或輔 助之氣體或蒸氣入口 30，與在撞擊釘13 5_内部之軸向通道 31相連通。轴向通道31延長撞擊釘13生之長度，'但使末端 變短因而界訂出一水平撞擊面32。此例中之撞擊釘13生在本 體内被長形套管34所支律，等距離的環繞著撞擊釘而延 伸入内室12色。撞擊釘13生有一外環凹陷部份，與套管34之 内表面圍成繞著部份撞擊釘13 §_的環狀通道35。撞擊釘13L 由許多軸向間隔的徑向通道36構成，允許蒸氣自入口 30交 流到軸向撞擊釘通道3 1，經由徑向通道3 6，沿著環狀通道 35轴向穿過一預定計量孔38，該孔位在套管34及撞擊釘 1 3 a兩終端之間。由入口30導進之加壓蒸氣，以繞著撞擊面 .3 2朝向外之環狀模型或護套形式，自計量孔38離開。 已發現加歷·蒸氣自計量孔38離開的方向，將明顯增強液 體之氣化’即使液體以較目前爲止一般要求還低甚多的壓 力導入氣化室。裝置1 0色已知在液體流以壓力低如4 〇至5 〇 嗉/呎2導入時，可使液體烴給料流有高效率之氣化，不同於 一般要求之150-200嗉/呎2液壓。請務必明瞭對此類技巧熟 練者，會以不同形式的排放孔口來加長管狀噴嘴，包括在 此特別發表者，可能被裝置1 〇也的氣化頭所使用。 現在參考圖8，顯示另一種氣化頭形式的催化熱裂之氣化 _________- 10 - 朵紙朵尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297~i^i~)一~~ ---------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 訂

.A 發明説明（ 喷霧裝置10込。與上述這些描述過之事物相同的項目，標以 相同的參考數字並加綴”以茲區別。裝置10L之氣化頭有 液體fe入口 15达’及包含氣體或蒸氣計量孔38达的撞擊釘 1 3 k，與圖7相關之描述近似。繞著撞擊釘i 3达的環狀内室 35^_’在此界定爲套管34 L之内表面的凹陷。加壓之液體導 進入口 15L後會與撞擊釘13达的撞擊面32丄互撞而碎裂成小 水滴。同時，加壓的噴射蒸氣自圍繞著撞擊面3 2L的環狀蒸 氣孔3 8 L釋出後’會擊打由撞擊釘13 l賤散之液體水滴，在 氣化頭本體1 1岂的混合及氣化内室12达内，使其被強力分散 〇 實行本發明之具體實施例時，氣化頭内室1 2 L以一凹陷内 表面40來封閉上游端，用來讓内室中被強力分散之液體水 滴重新朝下游方向，以便與自孔口 3 8 L及入口 1 5 L進入之蒸 氣及液體流作用，以相當細小的氣化液體微粒形式經由喷 嘴2到達最終的方向。此刻凹陷表面4 〇爲球形截面形式， 其幾何中心線位在氣化頭的柱狀内室丨2L之縱轴與撞擊釘 1 3达及液體入口 1 5 b之交點上。 裝----「--，訂------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消斧合作社印製 11 本纸汰尺度適用中國國家標毕（CNS ) A4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 專利範圍修正本(85年9月

   3 1胃崔14號專利中請案 六、申請專利範圍 1 · 一種用於液體烴流化催化熱裂之裝置，該裝置包括一氣化 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 器，含供液體烴及蒸氣之加壓流進入之入口，其具有利用蒸 氣將液體烴及蒸氣之加壓流進入之入口，其具有利用蒸氣將 液體氣化成細小微粒之裝置，及氣化液體之出口，一具有與 出口相連之管狀本體之噴嘴，本體具有一中心軸線，以及含 凸出外表面及凹陷内.表面之排放端，排放端之形狀大致呈球 形截面，幾何中心位於軸線上，二張形排放孔口設於排放端 上，孔口分別位於軸線兩側且與軸線等距，沿橫亙軸線之方 向延伸。 2 ·根據申請專利範圍第1項之裝置，孔口彎折使得氣化之液體 流自孔口排出後，隨著遠離噴嘴之排放端而逐漸相互集中。 3·根據申請專利範圍第1項之裝置，孔口彎折使得氣化之液體 流自孔口排出後，隨著遠離噴嘴之排放端而逐漸相互分離。 4 ·根據申請專利範圍第1項之裝置，孔口彼此互相平行，使得 氣化之液體流易於自孔口排出。 經濟部中央標隼局貝工消费合作社印策 5_根據申請專利範圍第1項之裝置，其本體爲圓形截面，本體 内徑在靠近排放端時稍大於排放端内徑，因而在噴嘴本體與 排放端接合處，形成邊緣有尖角的環狀肩套。 6 . —種用於液體烴流化催化熱裂之裝置，該裝置包括一氣化 器，含供液體烴及蒸氣之加壓流進入之入口，其具有利用蒸 氣將液體氣化成細小微粒之裝置，及氣化液體之出口，一具 有與出口相連之管狀本體之喷嘴，本體具有中心軸線，以及 U:\TYPE\SLHW2133A. DOC - 1 — 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） ABCD 經濟部中央梂準局員工消费合作社印製 六、申請專利範圍 含凸出外表面及凹陷内表面之排放端，排放端之形狀大致呈 球形截面，幾何中心位於軸線上，許多排放孔口設於排放端 上’且知著與軸線棋亙方向加長，半數孔口位於軸線一側， 另一半則位於軸線另一側》 7 . —種用於液體烴流化催化熱裂之裝置，該裝置包括一具有内 邓/昆合乳化内室之氣化頭，一裝置於氣化頭内且伸入内室之 撞擊釘，該撞擊釘在末端設有一撞擊面，氣化頭設有一入口 可供加壓液體進入内室而擊打撞擊釘之撞擊面，氣化頭設有 一氣體入口可供蒸氣進入内室，該氣體入口非常接近撞擊 釘，以便蒸氣以自撞擊面向外之方向與導入内室之氣化液體 作用’氣化頭設有一供氣化液體離開之出口，噴嘴設有一管 狀本體與之連通，並有一靠進外端之排放孔可供氣化液體釋 出。 8 .根據申請專利範圍第7項之裝置，氣化頭設有—二次氣體入 口 ’可供加壓蒸氣流進入内室，且穿越撞擊釘之撞擊面。 9.根據申請專利範圍第7項之裝置’氣化頭設有—氣體區，氣 體入口係與氣體區連通之計量孔口，外形可繞著撞擊面外圍 而釋出環狀蒸氣流。 ία根據申請專利範圍第8項之裝置，撞擊釘内含連接氣體區之 軸向通道，撞擊釘設有另一通道以連接軸向通道與計量孔。 U:\TYPE\SLH\42133AOOC - 2 - 本纸張尺度逋用中國國家標準（CNS > Α4規格（21〇><297公煃） 「裝 ^ -訂 V, (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) A8 B8 C8 D8 304896 申請專利範圍 ΐ·根據申請專利範圍第10項之裝置，該另一通道至少包括—捏 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 向通道與軸向通道連接，及具有一環狀通道連接徑向通道與 計量孔。 12. 根據申請專利範圍第丨丨項之裝置，氣化頭中設有一環狀套管 以繞著撞擊釘擺置。 13. 根據申請專利範圍第12項之裝置，計量孔位於撞擊釘及套管 終端之間。 14. 根據申請專利範圍第7項之裝置，氣化頭在與入口端相反處 設有一上游閉端。 15. 根據申請專利範圍第丨4之裝置，該上游端係以—凹陷内表 面’使内室之液體朝向出口且穿過噴嘴。 16. 根據申請專利範圍第15之裝置，凹陷面之形狀呈球形截面， 幾何中心位於内室縱軸線與撞擊釘縱軸線交點上。 經濟部中央揉準局Λ工消費合作社印裂 17. —種用於液體烴流化催化熱裂之裝置，該裝置包括一具有内 部混合氣化内室之氣化頭，及一裝置於氣化頭内且伸入内室 之撞擊釘，氣化頭設有一液體入口可將加壓液體沿撞擊釘之 方向導入内室，氣化頭設有一氣體入口可供加壓蒸氣流沿撞 擊釘之方向導入内室，與導入内室之氣化液體作用，氣化頭 靠近撞擊釘處設有一輔助氣體入口，由此可供加壓蒸氣流以 自撞擊釘末知向外之方向導入内室，對導入内室之液體進一 步氣化，氣化頭設有一出口供氣化液離開，—與出口連接之 噴嘴，包含排放孔可供氣化液體釋出。 U:\TYPE\SLHU2133A.DOC _ 3 — 本紙張尺度遑用中固國家標準（CNS > A4規格（2丨OX297公釐） ABCD 六、申請專利範圍 18. 根據申έ青專利範圍弟17之裝置’輔助氣體入口係一計量孔， 其形狀係繞著撞擊面外圍而釋出環狀蒸氣流。 19. 根據申請專利範圍第18之裝置，氣化頭中設有一環狀套管以 繞著撞擊釘擺置，計量孔則位於撞擊釘及套管終端之間。 ^装 . •訂 ^ : (請先閎讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局身工消费合作社印製 U:\TYPE\SLH\42133A.DOC 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4纟見格（210Χ297公釐）