TWI457738B - 校準系統，物質輸送系統及進行此種校準與輸送的方法 - Google Patents

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Description

校準系統，物質輸送系統及進行此種校準與輸送的方法
本發明涉及用於計量並輸送一物質至一系統的物質輸送系統以及方法，或者是校準此種系統及方法之步驟及方法。本發明特別是涉及用於計量並輸送一物質至流體催化裂解(fluid catalytic cracking；FCC)單元之物質輸送系統及方法，以及校準此種系統及方法之方法。
部分的例如流體催化裂解系統之工業處理需輸送一或多個特定量之物質(例如催化劑或添加物)。「第1圖」為習知流體催化裂解系統130之一實施例的簡化概要圖式。流體催化裂解系統130包括：耦接至催化劑或添加物添加系統100之FCC單元110；進油貯存源104；排放系統114；以及蒸餾系統116。來自催化劑添加系統100之催化劑以及來自進油貯存源104之油會輸送至FCC單元110。
催化劑添加系統100可包括主要催化劑注射器102以及一或多個添加物注射器106。主要催化劑注射器102以及添加物注射器106係藉由處理管路122而耦接至FCC單元110。例如為送風機或空氣壓縮機108之流體源係耦接至處理管路122，並提供加壓流體(例如空氣)，而加壓流體係用於攜帶來自注射器102、106的各種產物，例如催化劑、添加物、平衡消耗催化劑、催化劑細料(fines)，而使其通過處理管路122，且該些產物在處理管路122中與來自進油貯存源104之油混合，並輸送至FCC單元110中。
「第2圖」為習知添加物注射器106之一實施例。添加物注射器106包括壓力容器220以及低壓貯存容器240。
部分的物質輸送系統100(即，催化劑注射系統、催化劑或添加物添加系統等)係利用位於荷重元(load cell)上的一容器來計量特定量的催化劑等物質。基於重量之系統可根據「增重(gain-in-weight)」或「減重(loss-in-weight)」測量而有所變化。「增重」系統係以一重量函數來描述，即當催化劑加入輸送容器時，荷重元所監控的重量「增加」。一旦達到目標重量，則停止進一步對輸送容器之添加動作。「減重」系統係以催化劑填充入輸送容器，但包含在輸送容器中的整個催化劑不會馬上輸送至工業處理中。在「減重」中，輸送容器中係填充入某含量之催化劑，而此含量大於期望輸送至工業處理之劑量。輸送容器之「減重」係經監控，則可達到最終期望添加至工業處理的結果。前輸送點與後輸送點之間重量的差異，或是重量的減少量，係代表輸送至工業處理之特定期望量的催化劑。
基於重量之系統在計量的精確性、準確度以及系統之可靠度上具有變異性。舉例來說，若壓力容器220由任何圍繞在其周圍之除了荷重元210以外的結構部件來支撐之，例如管、電導管等，則這些部件會防止荷重元210來精確測量添加至壓力容器220中並最終進入FCC單元110之催化劑的重量。因此，為獲得對催化劑之相當精確的測量，則無法利用系統之其他部件來支撐壓力容器220。
為了分隔壓力容器220以及與其耦接之部件，係使用例如波紋管230之彈性連接件而將壓力容器220連接至低壓容器240、處理管路122及其他周圍部件。波紋管230使得壓力容器220「浮置」在荷重元210上，因而獲得更精確之讀值。然而，使用具彈性的波紋管230並無法可靠地確保壓力容器220的精確重量測量。舉例來說，壓力容器220的重量仍然些許是由具彈性之波紋管230所支撐，但是事實卻是複數個波紋管230是必須用於將壓力容器220及與其耦接之多個部件分隔開。因此，判定加入壓力容器110中之催化劑的重量仍是不精確的。
再者，於工業處理中基於重量之系統易出現重複性的維修故障，特別是在需要連續輸送一致性能至FCC單元時。經常性重複維修可能是因為存在有大量的移動部件、用於填充及排放相對少量之系統的高循環需求，以及通常每單元為3～4個之荷重元出現年久失修或是校準偏移的情形。任何的維修時間都會造成隨後FCC的停工期，此乃因為並無法接收到基於重量之添加系統所應輸送之催化劑。此種維修的「停工期」會對工業處理之性能及經濟上造成影響。
因此，仍然需要一種以自動且可靠之方式而精確地且一致地將特定量之物質輸送至工業處理之方法及系統。
本發明之實施例的目的及優點係在下方的描述中提出，並且藉由實施本發明之實施例而可習得本發明。其他的優點將可透過下方說明、申請專利範圍及附圖中特別指出的方法及系統而了解及獲得。
本發明揭露輸送一物質之物質輸送系統及方法，以及校準此種物質輸送系統及方法的方法。
因此，本發明之一實施態樣包括一種物質輸送系統，該系統包括：一輸送容器；至少一荷重元(load cell)；以及一自動重量校準裝置。該輸送容器具有適於耦接至一單元之至少一出口。該至少一荷重元係配置以提供用於表示在該輸送容器中之一物質的量之一計量(metric)。該自動重量校準裝置係配置以施加一已知力量至該至少一荷重元。
本發明之一第二實施態樣包括一種提供物質至一單元的方法，該方法包括：藉由將一已知力量施加至與至少一荷重元耦接之一輸送容器而進行自動重量校準，並且量測施加至該輸送容器之該已知力量而獲得表示該已知力量的一計量；將一重量經過判定之物質提供至該輸送容器，其中該重量係藉由該自動重量校準步驟而判定；以及將該重量經過判定之物質輸送至該單元。
本發明之一第三實施態樣包括一種提供物質至一單元的方法，該方法包括：將物質輸送至一單元，並藉由一輸送容器之一重量改變而判定物質的輸送量，其中該輸送容器包括一荷重元；施加一已知校準力量至該荷重元；以及將來自該荷重元之該已知校準力量的一計量與一期望計量做一比較。
本發明之一第四實施態樣包括一種自動檢查一輸送容器之校準的方法，該方法包括：
i)將一輸送容器置於一待命(standby)模式，且在該待命模式之過程中，一物質並未實質加入該輸送容器中或是自該輸送容器移除，其中該輸送容器係耦接至至少一荷重元；
ii)直接或間接地施加一已知重量至該至少一荷重元，並量測所施加之該重量；以及
iii)將施加至該至少一荷重元之經量測的該重量與該已知重量做一比較，以偵測經量測之該重量與該已知重量之間的任何偏差。
併入且構成說明書之一部分的附圖亦繪示並提供本發明之方法及系統的更進一步了解。圖式可伴隨著說明而解釋本發明之原理。可預期一實施例之特徵可以有利地併入其他實施例中而不需進一步詳述之。
現將詳細參照本發明之示範性實施例，而實施例係示於附圖及實例中。應理解，通常參照圖式是為了描述本發明之特定實施例，而並非用來限制本發明。
無論本發明之特定實施例是包括一群組之至少一元件及其組合，或是由其所組成，應理解該實施例可包括該群組之一或多個任何元件，或是由其所組成，且無論是單獨存在或是與該群組之其他任何元件之組合。再者，當任何可變因素或是部件在任何組成要素或是配方中出現一次以上，其在各個存在處之定義是與其他存在處之定義為獨立的。另外，部件及/或可變因素之組合僅在此種組合是穩定的設備、系統或方法時才允許。本發明提供用於計量及輸送物質至一系統之物質輸送系統及方法，以及校準此種系統、設備及方法之方法。
參照「第3A圖」，此係顯示物質輸送系統300之一實施例。物質輸送系統300包括一輸送容器310、至少一荷重元350以及自動重量校準裝置340。
物質輸送系統300係適於各種物質，而本發明之實施例並不限於該物質為何或是待輸送之物質形式。物質組成之實例包括但不限於為氧化鋁、二氧化矽、氧化鋯、鋁矽酸鹽等，且可為單獨存在或是二或多個組成之混合物。物質形式之非限制性實例包括液體、粉末、成形固體形狀(例如微球型、珠狀及擠出物)，且可為上述單獨形式或是二或多種形式之組合。物質可以包括催化劑、產物、粉末、添加物、平衡消耗催化劑及催化劑細料。物質輸送系統300之非限制性實例包括物質添加容器，例如用於輸送液體、粉末及成形固體形狀(例如微球型、珠狀及擠出物)(可為單獨形式或是二或多種形式之組合)之加壓容器、批式容器，且可以為用於液體、粉末及成形固體形狀(例如微球型、珠狀及擠出物)(可為單獨形式或是二或多種形式之組合)之貯存容器。
在特定實施例中，物質輸送系統300包括一個物質輸送系統300。物質輸送系統300可以支撐在一表面304上，例如混凝土墊、金屬結構或其他合適之支撐件。輸送容器310具有適於耦接至系統302之一或多個出口360。自動重量校準裝置340係適於施加已知值之力量至貯存容器320，或是輸送容器的荷重元。至少一荷重元350係配置以提供施加至荷重元或輸送容器之表示該已知力量的計量。
物質輸送系統300亦包括分設之物質貯存容器以及壓力控制裝置330。一或多個貯存容器320係與荷重元350相接，藉此，貯存容器320之重量的改變可用於判定透過輸送容器310而輸送至系統302的物質(即，催化劑、產物、粉末、添加物等)之量。自動重量校準裝置340可以與貯存容器320相接，藉以透過一或多個入口370而提供耦接至輸送容器之至少一推力或拉力。壓力控制裝置330係耦接至輸送容器，並選擇性地相對於貯存容器而加壓於壓力容器至足以提供物質至系統的高壓力。應了解，物質輸送系統可包括一或多個輸送容器、一或多個分設之物質貯存容器、一或多個壓力控制單元、一或多個自動重量校準裝置，以及一或多個荷重元。施加至容器320的已知力量可以用於週期性地檢查及/或校準荷重元350之精確度。
在「第3A圖」之實施例中，自動重量校準裝置340在高於容器320之處而耦接至框架306。雖然圖中並未示出，框架306係由表面304所支撐。框架306可以由任何堅固物質製成，此堅固物質能適於在相對於容器320之一位置而支托自動重量校準裝置340，藉此，框架306的偏斜不會對於由自動重量校準裝置340所產生且由荷重元350所測量之力量的測量造成誤差。可預期的是，自動重量校準裝置340可以選擇性地安裝在容器320的側邊或底部。
自動重量校準裝置340係配置以在容器320上產生力量。如上所述，力量可以為推力或拉力。自動重量校準裝置340可以耦接至容器320，或是當其被致動以產生力量時僅接觸容器320。亦可預期自動重量校準裝置340可以耦接至容器320，並被致動以施加力量在框架306或表面304上。自動重量校準裝置340可以為氣動或液壓汽缸、機動式動力或導螺桿、凸輪、線性致動器或其他合適之力量產生裝置。由自動重量校準裝置340所產生之力量係經選擇而處於適於校準荷重元350之範圍內。在「第3A圖」所示之實施例中，自動重量校準裝置340為一氣動汽缸312，其具有一桿314，桿314係經致動以接觸並壓抵容器320。藉由精確地控制提供至汽缸312之空氣壓力，則桿314將會施加預定之力量至容器320，而其可用於檢查荷重元350之精確度及/或用於校準之。
在一實施例中，物質輸送系統300係配置以輸送物質至一系統302，例如但不限於為FCC單元，而用於製造吡啶及其衍生物、聚丙烯、聚乙烯、丙烯腈及其他工業處理等。在另一實施例中，輸送容器310具有至少一出口360，該出口360係適於耦接至系統302。在一特定實施例中，物質輸送系統300係配置以透過與FCC單元耦接之輸送容器310的出口360而將物質輸送至FCC單元。FCC單元係適以促進由一來源所供應之石油原料的催化裂解，並可採習知之方式而配置。可適用且受益於本發明之物質輸送系統的一實例係描述於美國專利第6,974,559號，其於2005年12月13日公告，在此將其全文併入以做為參考。
「第3B圖」顯示一用於將物質輸送至系統302之物質輸送系統380的另一實施例，其具有一自動校準裝置340。物質輸送系統380包括一壓力容器382，而壓力容器382之尺寸係適於貯存足夠的物質，而能在所選時間間隔進行數個物質添加動作，例如24小時。物質輸送系統380一般具有一壓力控制系統330以及至少一荷重元350。壓力容器382係在大氣壓或是次大氣壓下透過入口370而裝料，一旦壓力容器382裝料之後，入口370關閉，且利用壓力控制系統330將壓力容器382加壓至可促進物質輸送之壓力層級。在一實施例中，係藉由選擇性開啟壓力容器382之出口360而針對流至FCC系統之催化劑進行計量。荷重元350係用於監控壓力容器382之重量改變，藉此，可得知通過出口360而輸送至系統302的物質量。自動校準裝置340可以如上所述而與壓力容器382相接，藉此，可維持荷重元350之精確度。可適用而受益於本發明之物質輸送系統的一實例係描述於美國專利第7,050,944號，其於2006年5月23日公告，在此將其全文併入以做為參考。
「第3C圖」繪示一用於將物質輸送至系統302之物質輸送系統390的另一實施例，其具有一自動校準裝置340。物質輸送系統390包括一壓力容器392，如圖所示，壓力容器392係懸掛自框架394。可選擇地，壓力容器392係支撐於表面304。壓力容器392之尺寸係經選擇而貯存足夠量的物質，並能夠在所選時間間隔進行數個物質添加動作，例如24小時。可選擇地，壓力容器392之尺寸係經選擇而貯存僅供物質單一次添加至系統的足夠物質，或是在所選時間間隔進行有限次的添加動作。物質輸送系統390通常具有壓力控制系統330以及至少一荷重元350。壓力容器392係在大氣壓或是次大氣壓下透過入口370而由一或多個貯存容器396裝料。貯存容器396之間的選擇可以利用將貯存容器396耦接至共用入口之歧管及/或控制閥，或是藉由選擇性致動與軟管388串聯設置且個別將各個容器396耦接至各個入口370之閥398。入口370可以安裝有自密性快速接頭，其可預防當軟管388尚未連接時流經入口370之物流。可選擇地，各個入口370可以安裝有閥以控制流經其中之物流。容器396可以用於容納不同或相同種類的物質。雖然圖中僅示出兩個容器396，但可預期，物質輸送系統390可配置以容設有任何數量之容器396。一旦壓力容器392裝料之後，入口370關閉，壓力容器392亦透過壓力控制系統330而加壓至可促進物質輸送之壓力層級。可藉由選擇性開啟壓力容器392之出口360而針對流至系統302的物質進行計量。荷重元350係用於監控壓力容器392之重量改變，藉此，可得知通過出口360而輸送至系統302的物質量。自動校準裝置340可以如上所述而與壓力容器392相接，藉此，可維持荷重元350之精確度。
「第3D圖」係繪示適於將物質提供至系統302(例如FCC單元)的物質輸送系統358之另一實施例的高階概要視圖。物質輸送系統358包括一或多個容器336，至少一容器336係與一或多個荷重元350相接，荷重元350與容器336之耦接方式係使得控制模組120可以得知通過系統358而至系統302之物質的量。在一實施例中， 一或多個荷重元350係用於判定系統358之至少一容器336的重量改變，而此改變係代表由物質輸送系統358提供至FCC系統302之物質的量。校準裝置340係施加已知力量至一或多個荷重元350，而不用將荷重元350自物質輸送系統358中移除，藉此，允許荷重元350之校準及/或輸送物質的量之調整可以進行，而無須將物質輸送系統358離線操作。
自動重量校準裝置
物質輸送系統300包括一或多個重量校準裝置340，例如用於將既定力量施加至輸送容器之「零重量」校準。空容器不會總是秤起來都相同，舉例來說，雪、雨、鳥糞便、灰塵等都會影響重量，因此當零重量偏移或是容器中有雪或雨、鳥糞便、灰塵等，則可判定所施加之已知力量。
對於在每次注射之後都會清空其內容物之輸送容器來說，可視需要而檢查並校準輸送容器之零值。舉例來說，可檢查並校準重量，藉以證實重量指示器確實達到零重量，並且校準對於零重量之任何偏移。
在一實施例中，當進行物質零重量之檢查的校準動作時，則對「減重」輸送容器(包括其產物成分，即，物質等)進行秤重。在將部分物質輸送進入FCC單元之後，含有物質之輸送容器的重量減少。當輸送容器之重量減少，則將新的物質添加入輸送容器中。取決於物質輸送系統的種類，部分輸送容器會進行輸送，或是直到容器將物質清空之後才進行輸送。若輸送容器是在清空物質之後才進行輸送，則清空之狀態係允許進行零重量的檢查或校準。若輸送容器並不允許在輸送次序之間進行清空，則無法檢查零重量。在一實施例中，輸送容器在各次輸送至FCC單元或其他工業處理次序之尾端會進行清空。可檢查並校準重量以確保在每次輸送中，重量指示器的確達到零重量。若重量指示器不正確，則開始進行維修或其他疑難排解動作。
在一實施例中，自動重量校準裝置係施加一已知力量至輸送容器。所施加之已知力量係用於檢查零重量，或是在任何其他時間點，用於校準及檢查重量讀值的精確性。校準裝置能夠直接或間接地施加已知力量至附接於輸送容器之荷重元。所施加之力量可以為推力或拉力。荷重元提供以重量計之施加至容器的表示該已知力量之計量。力量可以採用重量計，或是其他期望使用之單位。
可採用多種方式而將力量施加至與輸送容器接觸的荷重元，而本發明不受限於力量施加的方式。施加力量的非限制性實例包括：物理性校準重量、壓力傳送器、電能轉換器、機械螺桿，且上述各者可單獨存在或是為二或多者之組合。在一實施例中，自動重量校準裝置所施加至容器之力量係與容器(尚未加入任何物質之容器)之期望目標重量成比例。在另一實施例中，自動重量校準裝置係採多次且在期望之頻率間隔下施加已知值之力量至容器。
在物理性校準重量方法之一實施例中，一物理性的已知重量係施加至輸送容器或荷重元，其會造成荷重元之重量讀值增加。在又另一實施例中，係藉由存容器中具有已知重量的物質來施加重量。而此已知重量將會稍後利用可靠的方式來確定其值。由於需要檢查或執行校準的重量通常相當大，大約數百至數千磅，故很可能需要起重機或是其他類型的傳送裝置。若系統為自動的，則可藉由機械手臂或致動器來協助將已知重量施加至輸送容器或荷重元。
在壓力傳送器之方法的一實施例中，壓力係施加至含有活塞的裝置，其會轉而將力量施加至輸送容器或附接的荷重元。基於對活塞幾何尺寸及所施加壓力的瞭解，則施加至荷重元或輸送容器之力量係等於已知的重量。舉例來說：
所施加的負載=活塞面積*施加壓力*2(針對兩個汽缸)
具有(重複)荷重元之螺桿致動負載
電能轉換器方法之一實施例包含將一電場施加至轉換器，其會轉而將一力量施加至荷重元。所產生的力量係與施加至荷重元的重量成比例。
機械螺桿方法係透過由電馬達致動之機械螺桿而將等量重量施加至輸送容器或荷重元。由於每單位變位(unit deflection)之負載施加並非為可重複的，故需要額外的荷重元組，並藉由相對於另一組荷重元而檢查一組荷重元，以提供量測檢查。應瞭解其他施加重量之方式皆為可能的，而本發明並不受限於重量施加之方式。
一旦透過上述技術而施加一已知力量，則所量測之重量可經記錄以及與已知重量或重量等效物相比。在一實施例中，物質輸送系統之控制模組120包括CPU 322、支援電路326及記憶體324。施加至輸送容器之已知力量計量係由荷重元350提供給控制模組120，而控制模組120判別所記錄之量測計量與施加至校準裝置之已知力量值之間的任何偏差。記憶體包括指令，當所量測之力量與校準裝置所施加之已知力量值之間產生偏差時，執行該些指令，其係利用反饋迴路(feedback loop)而進行一或多個矯正動作。可透過電腦或控制模組而自動執行矯正動作，或是矯正動作係配置以提供可聽見及/或可看見之旗標(flag)給操作者。舉例來說，在一實施例中，電腦可自動進行矯正動作，以確保輸送容器在下一循環為精確的。在另一實施例中，矯正動作係藉由各種方式而產生通知，該些方式例如但不限於為畫面、聲音、電腦、即時訊息、電子郵件、攜帶型傳呼器等，並接著藉由人類之干預而進行校準之矯正動作。
雖然可手動地進行校準及矯正動作，在部分實施例中，可例如利用儲存在控制模組120之記憶體324中的指令而使一或多個該些動作自動化，並執行部分動作。在一特定實施例中，會檢查輸送至工業處理之各個物質，以獲得藉由自動化重量校準裝置所輸送之物質的量之精確性。
再者，自動化重量校準裝置可在期望頻率間隔下施加複數次之已知力量至輸送容器。因此，本發明並不受限於自動重量校準之方式或其頻率。若重量校準裝置為手動的，或者自動校準之設定時間間隔過長，則可能會發生荷重元之錯誤或問題，且在進行下一次手動校準檢查前不會偵測到此錯誤或問題。在前述之輸送方案(適時委託採購；just-in-time consignment procurement)執行之前，此種量測誤差意指用於工業處理之物質的購買者可能會被收費過高或過低。
為了避免此種誤差或是使其最小化，本發明包括一種自動重量校準裝置，其能夠以期望頻率間隔而施加複數次的已知值之力量至輸送容器，並如期望般進行多次校準，而校準次數係基於工業系統之精確度及準確性之需求，以及允許既定重量之物質能被輸送之可接受的偏差範圍。舉例來說，自動校準裝置可以週期性地施加一等量重量至輸送容器，並判定任何之偏差，而持續輸送物質。在一實施例中，自動重量校準裝置係施加等量重量至輸送容器，並在週期性之基礎上監控任何偏差，而此週期性係例如為每劑量、每小時、每天、每週等等。
校準裝置不但能夠判定、監控及矯正荷重元之任何偏差，亦能夠判定荷重元之總正常狀態，例如失效及荷重元正常狀態。
電腦控制單元
在一實施例中，物質輸送系統300係耦接至系統302(例如FCC單元)，並配置以注射一或多種物質至FCC單元內，以控制處理特性，例如在FCC單元之蒸餾器中取得之產物的比例及/或控制由FCC單元之排放物。物質輸送系統300包括控制模組120，以控制物質輸送系統300提供給FCC系統302之物質的比例及/或量。
如前所討論者，控制模組120包括中央處理單元(CPU)322、記憶體324及支援電路326。CPU 322可以為任何形式之電腦處理器之一者，其可用於工業設定中而控制各個腔室及子腔室。記憶體324係耦接至CPU 322。記憶體(或電腦可讀取介質)324可為容易獲得之記憶體的一或多者，例如隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、軟碟、硬碟或其他本地或遠端之數位儲存器形式。支援電路326係耦接至CPU 322，並採用習知之方式支援處理器。這些電路包括高速緩衝記憶體(cache)、電源供應器、時鐘電路、輸入/輸出電路、子系統及類似物。在一實施例中，控制模組120為可程式化之邏輯控制器(PLC)，例如購自GE Fanuc之PLC。然而，由上述之揭露，熟悉此技藝者能夠瞭解亦可使用其他控制模組(例如微控制器、微處理器、可程式化閘極陣列及特定應用積體電路【ASICs】)以執行控制模組120之控制功能。可適用而受益於本發明之控制模組120係描述於先前併入之美國專利申請序號第10/304,670及10/320,064號。
步驟通常儲存在控制模組120之記憶體中，通常為軟體常式(routine)之形式。軟體常式亦可儲存在第二CPU(圖中未示)中及/或由其執行之，而該第二CPU係位於由控制模組120所控制之硬體的遠端處。雖然在此係討論步驟或動作以軟體常式而實施，但所揭露之部分方法步驟亦可以在硬體中執行並藉由軟體控制器而執行，或是手動執行。就其本身而論，本發明可以在軟體中實施並在電腦系統上執行、在硬體中以特定應用積體電路執行、或是手動地以其他硬體類型實施之、或是藉由軟體、硬體及/或手動步驟之結合實施。
在另一實施例中，物質輸送系統之電腦控制單元包括但不限於為下列組件之一或多者以單獨形式存在或是二或多者之組合形式存在：界面螢幕(例如標準或觸碰式螢幕)；輸入裝置(例如按鈕、滑鼠、鍵盤、觸碰式螢幕、PLC或其他控制裝置)；裝置連接件(例如直接整合、內連接電纜、乙太網路)；通訊路由器/數據機，用以透過陸線、電話線、網際網路或其他無線數據網路而連接至遠端位置；MODBUS或其他硬線連接，用以連接至控制室或是使用該單元之工廠的其他中心位置；電源供應器，用以提供電力至電裝置；螺線管閥、繼電器(relay)等，其係連接至PLC或處理單元，而該PLC或處理單元能夠調整閥的位置並讀取來自與單元連接之各個偵測器及其他裝置的輸入數據；及/或連接至網際網路或其他無線數據網路之路由器/數據機的通信天線。
物質輸送系統(即，注射器或添加系統)
再往回參照「第3A圖」，在一實施例中，注射系統300包括耦接至計量裝置308的物質貯存容器320。計量裝置308係耦接至控制模組120，藉此可監控及/或計量輸送至系統302的物質量。在一實施例中，物質貯存容器320為適於在實質大氣壓下貯存物質的容器，且其操作壓力係介於約0～約30磅/平方英吋。物質貯存容器320具有一填充口342及一排出口344。排出口344係連接至輸送容器310的入口370，且通常位於物質貯存容器320之底部或是接近底部處。
計量裝置308係耦接至排出口344，以控制由物質貯存容器320透過物質輸送管線或入口370而傳送至輸送容器310的物質量。計量裝置308可以為關斷閥(shut-off valve)、旋轉閥、質流控制器、壓力容器、流量感應器、正排量式幫浦(positive displacement pump)或是適於調節由物質貯存容器320分配至輸送容器310以注射至系統302中的物質量之裝置。計量裝置308可判定以重量、體積、分配時間或其他方式所供應之物質量。取決於FCC單元之物質需求，計量裝置308可配置以或經程控以提供期望量之物質或是物質之組合，例如每天約5～約4000磅的添加物型催化劑(製程控制催化劑)、或每天約1～20噸的主要催化劑。計量裝置308係在一計畫的生產循環期間(通常為24小時)輸送催化劑，且在整個生產循環間隔射出多次預定量。然而，催化劑之添加亦可基於「視需求而定(as needed)」，或是如「第3A圖」所示之注射料槽式(shot pot)。在一實施例中，計量裝置308為控制閥332，其係以定時致動之方式而調節由催化劑貯存容器320輸送至系統302的催化劑量。適用作為計量裝置之控制閥可購自紐澤西Sea Girt的InterCat Equipment公司。
在一特定實施例中，輸送容器310係堅固地耦接至安裝表面304，則在此實施例中，並不需要荷重元來判定輸送容器310之重置。「堅固地」一詞包括例如減震器等之安裝裝置，但排除將壓力容器「浮置」以利重量量測之安裝裝置。當輸送容器係設計以輸送整個容器容量，則可執行零校準檢查，輸送容器則為安裝或未安裝。輸送容器310之操作壓力介於約0～約100磅/平方英吋，並透過第一導管318而連接至流體源(例如送風機或壓縮機108)。第一導管318包括關斷閥316，該關斷閥316係選擇性地將流體源與輸送容器310隔離。第二導管328將輸送容器310耦接至系統302，並包括第二關斷閥332，該第二關斷閥332係選擇性地將輸送容器310實質隔離系統302。關斷閥316、332通常為關閉，以允許輸送容器310在實質大氣壓下填充有來自物質貯存容器320的物質。
一旦將物質分配至輸送容器310中，控制閥332係關閉，則壓力控制系統330將輸送容器310內部加壓至一壓力層級，而此壓力層級有利於將輸送容器310中的物質注射至系統302中，其至少為約20磅/平方英吋。在經過壓力控制系統330加壓裝載有物質之輸送容器310之後，關斷閥316、332開啟，並允許流體源(例如送風機108)所提供之空氣或其他流體通過第一導管318進入輸送容器310，並攜帶物質通過第二導管328而離開輸送容器310，接著經過處理管路122而至系統302。在一實施例中，流體源提供約60～約100psi(約4.2～約7.0kg/cm2 )的空氣。
在操作過程中，物質輸送系統300係週期性地將已知量的物質分配並注射至系統302中。物質係透過位於物質貯存容器320上方部分中的填充口342而填充至低壓物質貯存容器320中。透過解釋由荷重元350所獲得之數據，則可獲得貯存容器之重量(包括存在於其中的任何物質)。
在一實施例中，藉由將控制閥342選擇性開啟一預定時間，則催化劑貯存容器320中的預定量之催化劑可傳送至輸送容器310中。當傳送完催化劑之後，再次量測催化器貯存容器320的重量，並將先前的量測值減掉目前的重量後，則可獲得所添加之確實的催化劑量。一旦催化劑傳送至輸送容器310之後，壓力控制系統330一般將輸送容器310內部的壓力升高到至少約20psi。在達到操作壓力之後，閥316、332開啟，此允許流體源所供應的流體(通常為約60psi的空氣)流經輸送容器310，並攜帶催化劑至系統302。
此計量系統在多個方面相較於習知技藝是有利的。舉例來說，不需要將大量的催化劑貯存在高壓下，藉此，相較於部分習知系統之加壓大量貯存容器來說，催化劑貯存容器320之製造費用會較為便宜。
感應器
感應器可以提供下列資訊之一或多者：在「第3C圖」所繪示之實施例中，感應器358係安裝在入口370附近，用以判定特定的軟管388是否連接至壓力容器392的入口。若軟管388並未連接至入口370，與此特定入口370相關聯之特定閥會自動的鎖住，則催化劑不會自該入口釋放。此鎖住動作可以使用控制模組120而自動地或手動地進行。而此持定閥之鎖住動作會允許FCC單元較為安全的操作。再者，在操作之自動模式下，藉由使特定入口離線，FCC系統的其餘部件可持續操作，而不需中斷或停工。一旦感應器358指示重新連接至容器，則電腦控制模組120辨識出與軟管388相關之來自容器396的物質之可獲得性。在一實施例中，閥可以耐受重複循環含有蒸汽之研磨料物質，例如但不限於為陶瓷粉末、黏土、氧化鋁、氧化矽、沸石、氧化磷或其他高溫反應產物。
若需要額外的安全性，可以啟動燈光、警笛或其他通報裝置以告知操作者可利用電腦控制模組120將特定的入口370由關閉轉換為開啟。
在另一實施例中，感應器362係固定於耦接至容器396之軟管388的末端。感應器362係配置以將設置在容器中的物質或是至少一容器的一計量提供給控制模組120。在一實施例中，感應器362偵測耦接至容器396之RF可讀取標籤(tag)364所提供之訊息。標籤364可含有與容器396之獨特辨識相關的資訊，藉此，控制模組120可以獲得與容器396中的物質相關的資訊。在另一實施例中，標籤364可包括與容器396中之物質相關的資訊。因此，藉由使用感應器362，控制模組120可以確認含有正確物質之容器396係耦接至軟管388，因而確保將正確的物質注射至系統302中，並同時使操作者的錯誤可能性最小化。
現請參照「第3A圖」，注射系統300亦可包括一或多個感應器，其係用以提供適於判定在物質每次傳輸至輸送容器310之過程中，通過計量裝置308之物質量的一計量。感應器可配置以偵測：物質貯存容器320中的物質位準(即，體積)；物質貯存容器320中之物質重量；物質移動通過物質貯存容器320、排出口344、計量裝置308及/或耦接容器320及容器310之物質輸送管路334的速率。
在一實施例中，感應器為複數個荷重元350，其係適於提供表示物質貯存容器320中之該物質重量的一計量。荷重元350係個別地耦接至複數個腿338，該些腿338將物質貯存容器320支撐在安裝表面304上方。各個腿338與一荷重元350耦接。由荷重元350所獲得之連續數據樣品，在每次致動計量裝置308(例如控制閥342)之後，控制模組120可以解析出所傳輸之物質的淨量(net amount)。另外，在整個生產循環過程中所分配之累積量可經過監控，藉此，在各次循環中所分配之物質量的變異可以藉由調整計量裝置308之輸送特性而補償之，例如藉由改變控制閥342之開啟時間，以允許更多(或更少)的物質通過並進入輸送容器310及最終注射至系統302中。
在另一實施例中，感應器為位準感應器(level sensor)(圖中未示)，其係耦接至物質貯存容器320並適於偵測表示物質貯存容器320中之物質位準的計量。位準感應器可以為光學轉換器、電容裝置、聲波轉換器或其他適於提供資訊之裝置，並藉由該些資訊而能解析出物質貯存容器320中的物質之位準及體積。藉由使用在各次分配之間，所感應到物質貯存容器320中之物質位準的差異，則可針對已知之物質貯存容器幾何尺寸而解析出輸送之物質的量。
在另一實施例中，感應器為流量感應器(圖中未示)，其係適於偵測通過所述之物質輸送系統之一部件的物質流量。在一實施例中，流量感應器為接觸式或非接觸式裝置，並可安裝至物質貯存容器320或是安裝至物質輸送管路334(其係將物質貯存容器320耦接至輸送容器310)。舉例來說，流量感應器適於偵測移動通過物質輸送管路334之傳輸粒子(即，催化劑)的速率之聲波流量計或是電容裝置。
耦接至輸送容器之複數個分離的物質貯存容器
雖然上述之「第3A圖」所示的注射系統300係配置以由單一低壓物質貯存容器320提供物質，但本發明亦可預期使用耦接至系統302的一或多個注射系統，以由複數個分離之物質貯存容器導入多個物質。各個注射系統可以由共同或是獨立之控制模組120來控制之。
「第4圖」係繪示物質輸送系統400的另一實施例，該系統400係適於提供多個物質至系統302(例如FCC單元)。注射系統包括耦接至複數個物質貯存容器(即，貯存容器或低壓容器)之輸送容器310，在一實施例中係繪示為第一低壓物質貯存容器410及第二低壓貯存容器420。可以基於物質數量或是物質輸送的時限等之需求及期望而將任何數量之低壓物質貯存容器耦接至單一輸送容器310。
分離之物質貯存容器410、420可配置以將相同或不同的物質輸送至系統302，並與上述之「第3A圖」的物質貯存容器320之操作方式實質相似。在一實施例中，貯存容器，即，低壓物質貯存容器410、420係耦接至一歧管402，該歧管402將複數個物質導引至共同物質輸送管路334而將物質輸送至輸送容器310中。可選擇地，各個物質貯存容器410、420可透過輸送容器310中的各個入口而獨立地耦接至輸送容器310。各個物質貯存容器410、420係耦接至獨立的計量裝置412、422，而該些計量裝置412、422控制由各個物質貯存容器410、420輸送至輸送容器310以用於注射至系統302中之物質的量。在一實施例中，計量裝置412、422之配置係類似於上述之計量裝置308。再者，在一實施例中，至少一荷重元係配置以提供表示由各個分離之物質貯存容器410、420分配之物質的量之計量。
在此配置中，物質輸送系統能夠自預定的物質貯存容器410、420之一者連續提供物質，或者，在輸送容器310中將來自各個物質貯存容器410、420之經量測的物質量混合，用以在單一注射料槽輸送中或是連續注射中而注射至系統302。物質輸送系統400更包括一或多個感應器，以判定輸送容器係分別耦接至分離之物質貯存容器之入口。
各個容器410、420(及/或荷重元350)係如上述般與校準裝置340相接。亦可預期單一校準裝置340可適於與容器410、420兩者相接，例如藉由手動或使用致動器而將校準裝置340沿著框架306重新定位。
具有至少二隔室之輸送容器
「第5圖」繪示物質輸送系統500之另一實施例，其係耦接至系統302，例如FCC單元。物質輸送系統500係適於將多個物質(呈混合態或是單獨存在)提供至系統302。物質輸送系統500包括與一或多個荷重元350相接之輸送容器510，該些荷重元350係適於提供用於解析輸送容器510之重量改變的計量。輸送容器510(及/或荷重元350)係如上述般而與校準裝置340相接。
輸送容器510亦包括設置在容器510中的隔離器520，其中隔離器520在容器510中界定出至少二隔室530、540。充氣部(plenum)542可界定在容器中而為隔室所共用，或者各個隔室在設置於其中的物質上方具有其各自的充氣部。各個隔室530、540具有各自之出口516A、516B。可預期容器可分隔為任何數量之隔室，且各個隔室可具有其各自之形狀。
隔室530、540可配置以輸送相同或不同的物質至系統302，且其操作方式係實質類似於上述之物質輸送系統380。在一實施例中，輸送容器的隔室係耦接至歧管，該歧管將複數個物質導引至共同的物質輸送管路502並輸送至系統302。可選擇地，輸送容器之各個隔室530、540透過各自之入口而獨立耦接並輸送至系統302。各個隔室可耦接至獨立之計量裝置504A、504B，其中計量裝置504A、504B係控制輸送容器510之各隔室輸送並注射至系統302的物質之量。在一實施例中，計量裝置504A、504B之配置係類似上述之計量裝置。
在一實施例中，物質輸送系統500能夠由輸送容器之預定隔室而連續地提供物質，或是在壓力容器中將來自一或多個隔室之經量測的物質量混合，用以在單一注射料槽輸送中或是連續注射中而注射至系統302。物質輸送系統可更包括一或多個感應器，以判定FCC系統係分別耦接至容器之一隔室的一入口。
在一特定實施例中，物質輸送系統包括控制模組120，用以控制藉由物質輸送系統500提供至系統302的物質速率及/或量。
移動式物質輸送系統
「第6圖」為移動式物質輸送系統600之一實施例的簡要示意圖。移動式物質輸送系統600係配置以可以輕易運送至遠距離，因而使得在接到通知之後，可以立即將移動式物質輸送系統600運送並耦接至現存系統302(例如流體催化裂解系統130)。另外，移動式物質輸送系統600之組合式態樣亦使得在最少的耗費下，將物質輸送系統600自一流體催化裂解系統分離、運送並耦接至另一流體催化裂解系統。因此，移動式物質輸送系統600使得精煉廠廠長在最少之提前期(lead time)的條件下，將運轉之精煉廠配置有物質輸送系統，藉此提供所需之製程控制彈性，以快速取得市場先機，並解決需要製程改變之未計畫事件，例如限制通過催化劑反應之排出物。
移動式物質輸送系統600包括裝設在可運送平台612之物質注射容器610。容器610係與一或多個荷重元350相接，該些荷重元350係配置以提供適於由容器610之重量改變而判定容器610分配之物質的量之計量。容器610(及/或荷重元350)係與上述之校準裝置340相接。
物質注射容器610可以為一或多個容器，或是上述之容器的組合。容器610係藉由導管604而耦接至處理管路122，以將物質輸送至系統302。導管604可以為具彈性之處理導管、暫時性處理導管或硬式導管。
移動式物質輸送系統600可選擇性地包括一控制器606，以控制物質由輸送容器分配至FCC單元110。控制器606可以耦接至流體催化裂解系統130之控制模組120，以協調物質之注射並交換數據。可選擇地，控制器606係以獨立式(stand-along)之配置而控制來自移動式物質輸送系統600之物質注射。亦可預期的是，可以藉由流體催化裂解系統130之控制模組120來控制移動式物質輸送系統600，而不需在物質輸送系統600上設置專用的控制器606。
可運送平台612一般係配置以支撐物質注射容器610及相關部件。可運送平台612可以安裝至流體催化裂解系統130之基座，或是設置在其附近。可運送平台612係配置以利於藉由習知方式(例如道路、海運、空運或鐵路)來裝運移動式物質輸送系統600。舉例來說，在一實施例中，移動式物質輸送系統600具有一呈容器形式之可運送平台612，以允許藉由習知方式(例如藉由貨車、船運、飛機、火車、直昇機、貨船等)而快速運送該移動式物質輸送系統600。亦可預期可運送平台612為拖車、貨船、船、飛機、貨車、鐵路客車等之整合式部件。相較於習知之固定性或半固定性注射系統需要數天的時間來安裝，上述之運送該平台612的容易性則有利地允許移動式物質輸送系統600在數小時內或是小於一小時的時間內耦接至FCC單元110並開始將物質注射至FCC單元110中。本發明係較習知注射系統花費較少的運送、組裝及安裝時間。
移動式物質輸送系統600之一實施例包括由複數個物質貯存容器所供料之容器610，如上參照「第3C及4圖」所述者。在另一實施例中，容器610可具有複數個內部隔室，如上參照「第5圖」所述者，以視需求或是每個預定製程順序提供不同物質之混合物。物質輸送系統600之另一實施例亦視需求或是每個預定製程順序提供不同物質之混合物。
方法
「第7圖」為用以輸送一物質(即，催化劑、添加物、平衡消耗催化劑、催化劑細料等)至一系統(例如FCC單元)的方法700之一實施例。方法700可伴隨上述之物質輸送系統或是適當的輸送系統而實施。
方法700開始於步驟702，其係將物質輸送至系統，並藉由輸送設備之容器的重量改變來判定物質輸送量。上述之判定係藉由物質輸送過程之容器的增重或減重來達成。步驟702可視需求而重複多次。
在步驟704，將已知之校準力量施加至荷重元。在一實施例中，已知之校準力量可以藉由下列方式施加至荷重元：透過容器而直接施加至荷重元；或是透過容器而施加至耦接於容器與荷重元之間的一結構。將力量施加於荷重元之時間點為：容器為填滿的、空的或是部分填滿的。力量可以在系統(容器係連接至該系統)正在執行的製程過程中施加，而不需中斷。舉例來說，當連接至FCC單元的物質輸送系統之荷重元經過校準，則精煉製程可持續而不需中斷，在施加校準力量之過程中，物質輸送系統可以保持完全操作狀態，並就緒以將物質注射至FCC單元。
在步驟706，將施加已知校準力量之荷重元所提供的計量與期望之計量相比。可選擇地，將施加已知校準力量之荷重元所提供之力量讀值與一已知力量相比，若其差異超出預定範圍，則會發佈一維修旗標，若此差異在操作容限範圍內，軟體則會調整荷重元之至少一輸出，或是調整軟體演算法，藉此，荷重元之輸出讀值係代表作用在荷重元上的真實力量，因此可更精確地判定所傳送的物質。該方法亦可包括：記錄施加在容器上之已知力量計量，並且判定所記錄之量測計量與由校準裝置所施加之已知值力量之間的任何偏差。
參照「第8圖」，接下來描述一種提供物質之方法。「第8圖」為針對至系統(例如FCC)之物質進行計量的方法之一實施例的流程圖。該方法並不受限於步驟的順序或頻率。
方法800包括步驟810之自動重量校準，其係將已知之力量施加至與至少一荷重元耦接之輸送容器，並量測施加在輸送容器之已知力量，因而具有表示一已知力量的計量。應了解本方法並不受限於力量的施加方法。
步驟820包括將重量經過判定之物質提供至輸送容器，其中該重量係藉由自動重量校準而判定。另外，該方法包括自動重量校準多次，且其頻率時間間隔為期望的。
步驟830包括將已判定重量之物質輸送至系統(例如FCC單元)。在各實施例中的方法之部分特徵包括，稱過重量的物質或產物之輸送係基於「增重」及/或「減重」方法。
關於與所量測之計量和由校準裝置所施加之已知力量之間的任何偏差相關的資訊會傳送至FCC單元外的一遠端控制中心。亦可針對所量測之計量與校準裝置所施加之已知力量之間的任何偏差而進行矯正動作。矯正動作包括但不限於為：與所量測之重量和所施加之已知力量之間的偏差比率成比例地調整所量測之重量和校準裝置所施加之已知力量之間的任何偏差；將荷重元往下調整而使其等同於施加至容器之已知力量值；將荷重元往上調整而使其等同於施加至容器之已知力量值；基於偏差而調整至少一接續輸送至FCC單元的物質。矯正動作亦可包括：當所量測之重量小於施加之已知力量值時，在接續之基礎循環時間過程中，將少於標稱添加量之物質量導入；或者是，當所量測之重量大於所施加之已知力量值時，在接續之基礎循環時間過程中，將大於標稱添加量之物質量導入。
上述方法可以包含一或多個下列之選擇性步驟。第一選擇步驟為與一場外(off-site)電腦資料庫系統做一整合：本發明之實施例的電腦控制器可以透過陸線、電話線、無線數據機、網際網路連接等方式而連接至中央伺服器，而此中央伺服器可以維護所揭露之添加系統的實施例之各種參數。注射物質以及已知重量之量測偏差等之通報可以藉由添加系統本身達成，或是藉由外部連接的電腦系統來達成。再者，場外設置之外部系統可以允許添加系統控制器中的參數之改變並不需要操作員實際位於控制器單元的場內(on-site)。
另一個選擇性步驟為，藉由將與特定催化劑、日期、時間、添加量有關之數據傳送回中央資料庫，則亦可以伴隨著本發明揭露之添加系統的實施例而追蹤所注射之物質(即，產物)，其中此中央資料庫會將上述數據與催化劑之先前使用以及至特定地點的裝運作一整合。由此庫存調整(inventory reconciliation)，則可達成例如貨到付款以及達到特定地點/單元之最少數量閾值時產生追加訂貨的通知等特徵。可以透過多種方式將數據自本發明所揭露之系統實施例中移除。可以透過內建USB或是其他記憶儲存裝置而存取數據。可選擇地，可以透過網際網路並藉由電子方式，或是透過精煉廠內的安全資料網路，或是透過外部的陸線、電話線、無線行動通訊網路(cellular network)等來傳送數據。當數據係透過無線通訊而透過網際網路傳送時，或是藉由其他非安全的方式傳送時，則可利用虛擬私有網路(VPN)。VPN技術(無論是基於硬體或軟體)可以協助添加系統控制器與本地網路之間的安全數據傳送。
參照「第9圖」，接下來將描述自動檢查輸送容器之校準的方法900。「第9圖」為方法900之流程圖。方法900包括步驟910，將輸送容器置於待命(standby)模式，且在此模式過程中，產物並未實質加入輸送容器或是自輸送容器移除，其中輸送容器係耦接至至少一荷重元。步驟920包括直接或間接地施加一已知重量至至少一荷重元，並量測所施加之重量。步驟930包括將所量測之重量與已知重量做一比較，以偵測所量測之重量與已知重量之間的任何偏差。
所描述之方法係允許視需求而將多個催化劑同時或接續地注射至FCC單元中。舉例來說，一催化劑可以控制裂解處理之排放物，另一催化劑可以控制由FCC單元所產生之經裂解的產物混合物。控制多個催化劑之添加係允許擁有較大的製程彈性，以及較低之資本支出。
再者，該方法並不受限於力量施加至荷重元的方式，亦不受限於自動重量校準之頻率或順序。且該方法亦不受限於步驟之連續順序或是步驟的頻率。在一實施例中，方法包括針對各個輸送至工業處裡的催化劑進行自動重量校準，以檢查所輸送之催化劑的量之精確性。然而，可採用期望之頻率間隔而執行多次自動校準，或者操作者基於工業系統所需之精確及正確程度以及允許既定量之催化劑能被輸送之可接受偏差範圍而執行多次自動校準。自動重量校準可以週期性地將等重量施加至輸送容器，並在持續輸送催化劑時判定所存在之任何偏差。在另一實施例中，自動重量校準可以施加等重量至輸送容器，並且在週期性之基礎上(例如每劑量、每小時、每天、每週等)而定時監控任何的偏差。
實例(僅用於說明而不做為限制)
實例1：一般操作
一小型約10立方英呎(cu.ft.)之輸送容器係安裝有荷重元並放置在移動式的平台上(例如管狀框架結構)。移動式平台不需要基座，其不同於具有相似每日生產能力之其他系統。此配置之實例係參照「第6圖」。輸送容器包括多個由分離容器填充輸送容器的入口以及單一牌出口。在此輸送容器之實施例中，並不包括任何的格板或是閥，此種配置之實例係參照「第3C圖」。然而，包括有格板或部件的輸送容器之其他實施例亦包括在本發明之範圍內，例如參照「第5圖」所提供者。輸送容器包括4個入口，但可取決於喜好而可輕易地增加或減少入口之數目。入口可以耦接至一或多個下列之催化劑貯存容器產物：
1.新鮮催化劑；
2.添加物；
3.ECAT；
4.FCC細料。
如上所述，產物包括催化劑、添加物、平衡消耗催化劑、催化劑細料等，其係可替換地使用在物質輸送系統中而不論物質的形式或是該物質所指為何。
該單元之總計的每日生產量係取決於使用之入口數目以及由各個入口所添加之量。一般來說，輸送容器單元可以添加超過總催化劑之每日40～50公噸(MT)。各特定催化劑之添加量介於最小值(單一添加)與最大值(若未使用其他催化劑)之間。添加入系統之催化劑及其數量之間有無限種的組合。
各個入口在其末端係連接至催化劑貯存容器。催化劑貯存容器之類型的非限制性實例包括但不限於為：
1.大量貯存容器；
2.具有埠連接器之鼓狀容器；
3.移動式大量貯存容器，例如大量充氣式容器(移動式DryTainer、具輪子之PD truck)；
4.充氣式大量容器，例如筒倉(Silo)或是位於場內的其他容器。
根據輸送容器之類型以及各個催化劑之每日添加需求則能判定貯存容器之更換頻率或是輸送容器之再填充頻率。
實例2：安裝該單元及基本部件
輸送容器係使用所提供之配件接頭(fitting)並藉由硬式導管或是彈性軟管而連接至入口連接件。目前之配置係在單元輸送容器之各側提供2個配件接頭。
感應器設置在軟管與貯存容器之間的界面附近，以將催化劑的名字或種類，貯存容器中催化劑的量或是容器辨識碼之至少其中之一者提供給控制器。最終，各個貯存容器中的催化劑係針對各個入口而被辨識。用於追蹤催化劑之控制模組係耦接至各個入口，並保持將催化劑之總量經過輸送容器而流至FCC。
輸送容器之出口係透過硬式或彈性導管而連接至FCC單元之入口，也就是催化劑一般注射之處。
空氣供應係連接於物質輸送系統上方。空氣供應可以來自精煉廠之固定供應器或是來自移動式單元。在一實施例中，氣體供應為恆壓、恆體積，並且含有最少～無的水分含量。
電性連接係連接至主控制單元，而其係供應物質輸送系統之控制模組、以及物質輸送系統中之各個閥與其他電性物件之電力。
在一實施例中，物質輸送系統包含有框架，以支撐輸送容器及校準裝置，因此，針對此物質輸送系統的實施例來說，並不需要基座。
實例3：系統操作
控制模組基於下方非限制性及非排除性因素之一或多者的組合而評估需要添加之催化劑的量：a.待添加之催化劑數量；b.待添加之催化劑種類(催化劑或添加物)；c.各個催化劑之所需添加速率；d.在過去操作中的任何離線時間，此可能會構成未來添加順序中的停工時間；e.添加期間(目前時間至一天結束、目前時間至x小時(即24小時)之後；f.期望之各個添加至FCC的量；g.正確及精確性之需求。
控制模組評估上述參數並判定此添加動作之最佳順序及添加量。
控制模組係設定在自動控制，且各個輸入口之添加順序開始進行。特定輸入口之添加具有下列操作順序：a.系統確認所有的出口及入口/閥皆為關閉狀態。電腦接著開啟期望的入口/閥，並透過配有載氣之內建排放器而施加真空，以將期望重量的催化劑填充至輸送容器。控制模組監控關於此添加動作之各個因子，例如閥位置、重量改變速率、容器中的真實重量等，並且調整閥位置或是其他能夠改變催化劑添加速率的參數，進而使輸送容器中的最終重量接近目標重量。接著記錄輸送容器中的真實重量，並且解析出在此順序中由輸送容器添加至FCC的催化劑的量。
b.入口/閥關閉，並停止對輸送容器施加真空。
c.使用空氣或其他加壓介質而將輸送容器加壓至期望壓力。
d.出口/閥開啟，催化劑直接透過傳送管路而傳送至FCC單元。
e.監控輸送容器之重量以判定輸送容器成為空的(empty)之時間。
f.停止施加空氣/加壓介質，並關閉出口/閥。
g.在此時，達到基於上方之評估參數而由電腦控制器所判定的任何期望停留時間(hold time)。
h.針對下一個催化劑/入口組合而重複上述之順序，或若僅使用一種催化劑，則使用相同的催化劑/入口。
i.若催化劑之輸入係由系統或是其他外部監控裝置(例如筒倉量測裝置)所追蹤，則物質輸送系統的控制模組可以使用此輸入來通告操作者輸送容器/貯存容器/筒倉為接近空的，或是為空的。上述之通告動作可以藉由電子郵件、無線行動通訊網路、硬式接線電話線、在單元上或是控制室中的燈、警報器或是該技術領域熟知的通告裝置來提供。若需要對耦接至輸送容器的貯存容器進行替換，則在替換貯存容器時，必須暫時停止物質輸送系統的操作或是特定口的開啟。目前的設計包括操作者能夠中止整個系統或是特定口而進行容器的替換。在中止特定口的實例中，持續追蹤特定容器之催化劑的量之控制模組則可以重新設定至零。
所揭露之添加系統之實施例包括基於在部分頻率基礎下(每小時、每天、每週)之各個部件的期望或目標重量而添加一或多個催化劑至FCC單元中的能力。控制模組可以經程式化，而例如執行一或多個特徵，如實例4及5中所述。
實例4：催化劑之間的關係
在此實例中，催化劑A為以每日10公噸(MT)之速率添加的新鮮FCC基礎催化劑，催化劑B為以每日1公噸添加之添加物，例如氧化硫減量添加物(abatement additive)(即，Intercat Super SOXGETTER)。上述之製程敘述係經設定以執行此類型的操作順序。控制模組係經設定以知悉催化劑A之每日10公噸以及催化劑B之每日1公噸為所需的。若催化劑A或B之量改變，控制模組可以經程式化以維持催化劑A與B之相對比例。在此實例中，假設催化劑A由目前的每日10公噸改變為每日15公噸，則若要維持催化劑B與催化劑A之10%比例，物質輸送系統需要將催化劑B之添加升高至每日1.5公噸。此改變可以透過手動達成，或是控制模組可以經過計算並自動地進行此改變。
實例5：自動調整一或多個由口輸入之催化劑或添加物之添加，以符合特定之單元操作參數
在一實施例中，精煉廠期望將由FCC單元排放出的二氧化硫(SO2 )維持在特定層級。控制模組可針對催化劑B(氧化硫減量添加物)之添加速率作適當的改變，其係基於來自二氧化硫計量器之輸入而將二氧化硫維持在期望層級，例如需要符合環境保護規則等。控制模組可以在常規且多次重複的基礎上進行適當改變，或者是僅在緊急高峰期間做適當改變，例如當SiO2 層級達到最大可允許排放量之特定比例時。以此方式，精煉廠可以維持符合SiO2 之排放，並利用較少之氧化硫物質(催化劑B)。另一實施例係維持FCC單元之效能。例如但不限於為供料品質(供料API、金屬含量，即鎳、釩、鐵、氮、硫)之量測參數對於FCC單元之效能具有重大影響，而此效能通常由參數(例如轉換及乾氣產生；conversion ordry gas make)量測之。若一或多個該些金屬為如期望的，則新鮮催化劑之添加速率通常可經過改變以緩和或最小化該些金屬之任一者或其他參數對FCC單元之效能的影響。舉例來說，已知供料中的高氮含量會對基礎FCC催化劑造成毒害。若已知特定供料之實驗數據，則物質輸送系統的控制模組可以手動地或自動地增加在此段期間的催化劑添加速率。在一特定實施例中，當FCC單元之操作人力有限時，催化劑添加速率之改變為自動化。在一自動化模式中，供料氮的實驗數據可以直接提供至物質輸送系統的控制模組，且隨著供料氮的增加，催化劑的添加速率亦增加，或是隨著供料氮的降低，催化劑的添加速率亦降低。此會導致全面性之更為一致的FCC操作，因而使FCC單元的收益性增加。
雖然本發明之教示在此詳細地描述並示出，但熟悉該技術領域者可輕易地設計出仍合併該教示且不脫離本發明之精神與範疇的其他變化實施例。
本發明雖以有限數量之實施態樣詳細說明如上，然應理解本發明並不限於所揭露的該些實施態樣。更確切的說，本發明可經過改變以併入此處未述及之任何數量的變化、改變、取代或等效配置，且上述變化與本發明之精神與範圍為相稱的。另外，本發明描述了多個實施例，應了解本發明的實施態樣可僅包括部分的所述實施例。因此，本發明並非受限於上述描述，而僅限於所附申請專利範圍的範圍。
100．．．系統
102．．．注射器
104．．．貯存源
106．．．注射器
108．．．空氣壓縮機/送風機
110．．．FCC單元
114．．．排放系統
116．．．蒸餾系統
120．．．控制模組
122．．．處理管路
130．．．系統
210．．．荷重元
220．．．壓力容器
230．．．波紋管
240．．．容器
300．．．系統
302．．．系統
304．．．表面
306．．．框架
308．．．計量裝置
310．．．輸送容器
312．．．汽缸
314．．．桿
316．．．關斷閥
318．．．導管
320．．．容器
322．．．CPU/中央處理單元
324．．．記憶體
326．．．支援電路
328．．．第二導管
330．．．壓力控制裝置/系統
332．．．控制閥/關斷閥
334．．．管路
336．．．容器
338．．．系統/腿
340．．．校準裝置
342．．．填充口/控制閥
344．．．排出口
350．．．荷重元
358．．．感應器
360．．．出口
362．．．感應器
364．．．標籤
370．．．入口
380．．．系統
382．．．壓力容器
388．．．軟管
390．．．系統
392．．．壓力容器
394．．．框架
396．．．容器
398．．．閥
400．．．系統
402．．．歧管
410,420．．．容器
412,422．．．計量裝置
500．．．系統
502．．．管路
504A,504B．．．計量裝置
510．．．輸送容器
516A,516B．．．出口
520．．．隔離器
530,540．．．隔室
600．．．系統
604．．．導管
606．．．控制器
610．．．容器
612．．．平台
700．．．方法
702,704,706．．．步驟
800．．．方法
810,820,830．．．步驟
900．．．方法
910,920,930．．．步驟
第1圖，繪示習知流體催化裂解系統的概要視圖；
第2圖，繪示具有低壓貯存容器之習知催化劑注射器的立視圖；
第3A圖，繪示根據本發明之一實施例的物質輸送系統之概要視圖；
第3B圖，繪示根據本發明之另一實施例的物質輸送系統之概要視圖；
第3C圖，繪示根據本發明之另一實施例的物質輸送系統之概要視圖；
第3D圖，繪示根據本發明之另一實施例的物質輸送系統之高階視圖；
第4圖，繪示根據本發明之一實施例的流體催化裂解系統之視圖，該系統係耦接至具有複數個分離物質貯存容器之物質輸送系統；
第5圖，繪示根據本發明之一實施例的流體催化裂解系統之視圖，該系統係耦接至在輸送容器中具有至少二隔室之物質輸送系統；
第6圖，繪示根據本發明之一實施例的流體催化裂解系統之視圖，該系統係耦接至移動式物質輸送系統；
第7圖，繪示根據本發明之一實施例的提供物質至系統的方法流程圖；
第8圖，繪示根據本發明之一實施例的提供物質至系統的另一方法流程圖；以及
第9圖，繪示根據本發明之一實施例的輸送容器之校準檢查的方法流程圖。
104‧‧‧貯存源
320‧‧‧容器
108‧‧‧空氣壓縮機/送風機
322‧‧‧CPU/中央處理單元
120‧‧‧控制模組
324‧‧‧記憶體
122‧‧‧處理管路
326‧‧‧支援電路
300‧‧‧系統
328‧‧‧第二導管
302‧‧‧系統
330‧‧‧壓力控制裝置/系統
304‧‧‧表面
332‧‧‧控制閥/關斷閥
306‧‧‧框架
334‧‧‧管路
308‧‧‧計量裝置
338‧‧‧系統/腿
310‧‧‧輸送容器
340‧‧‧校準裝置
312‧‧‧汽缸
342‧‧‧填充口/控制閥
314‧‧‧桿
344‧‧‧排出口
316‧‧‧關斷閥
350‧‧‧荷重元
318‧‧‧導管
360‧‧‧出口
370‧‧‧入口

Claims (23)

  1. 一種物質輸送系統，包括：一輸送容器，係適於耦接至一單元；至少一荷重元(load cell)，係配置以提供用於表示在該輸送容器中之一物質的量之一計量(metric)；以及一自動重量校準裝置，係配置以從外部施加一已知力量至該輸送容器，且該力量傳送至該至少一荷重元。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之物質輸送系統，其中該該輸送容器具有至少一出口，該至少一出口係適於耦接至一單元，且該單元係選自由一流體催化劑裂解單元、用於製造吡啶及其衍生物之一單元、用於製造聚丙烯之一單元、用於製造聚乙烯之一單元、用於製造丙烯腈之一單元所組成之群組。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之物質輸送系統，其中該自動重量校準裝置係適於在一期望頻率間隔而施加一已知力量複數次。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之物質輸送系統，其中該自動重量校準裝置係適於直接或間接地將該已知力量施加至附接於該輸送容器的該至少一荷重元上。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之物質輸送系統，其中該輸送容器為一壓力容器，該壓力容器包括一壓力控制裝置，該壓力控制裝置係耦接至該輸送容器並配置以選擇性地相對於至少一物質貯存容器而加壓該輸送容器至一足夠高而可以將該物質提供至該單元的壓力。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之物質輸送系統，更包括一記錄裝置，該記錄裝置將施加在該輸送容器之該已知力量的一計量記錄下來，並且判定所記錄並量測之該計量與該已知力量的值之間的任何偏差。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之物質輸送系統，更包括一反饋迴路(feedback loop)，用於當所量測之力量與由該自動重量校準裝置施加之期望的該已知力量之值出現偏差時，採取矯正動作。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之物質輸送系統，其中該自動重量校準裝置包括物理性校準重量、壓力傳送器、電能轉換器、機械螺桿及其組合。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之物質輸送系統，其中該自動重量校準裝置包括能夠直接地施加該已知力量而不需將任何物質添加至該輸送容器中之一壓力傳送器。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之物質輸送系統，更包括複數個分離的物質貯存容器，該些物質貯存容器係分別透過複數個入口而耦接至該輸送容器，該些入口之各者係耦接至一分離的物質貯存容器。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之物質輸送系統，更包括至少一荷重元，該至少一荷重元係配置以提供表示由各個該些分離的物質貯存容器所分配之一物質的量之一計量。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之物質輸送系統，更包括一感應器，藉以判定該輸送容器是否分別耦接至該些分離之物質貯存容器的一物質貯存容器之該入口。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之物質輸送系統，更包括：一隔離器，設置在該輸送容器中，並在該輸送容器中界定至少二隔室(compartment)；一充氣部(plenum)，界定在該輸送容器中，並與各個該些隔室為流體耦接；以及複數個出口，該些出口之各者係耦接至各自的一隔室。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之物質輸送系統，更包 括一感應器，藉以判定該輸送容器是否分別耦接至該輸送容器之該些隔室的一隔室之一入口。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之物質輸送系統，更包括複數個荷重元，該些荷重元之各者係分別耦接至一隔室，以提供表示由該輸送容器之各個該些隔室分配至該單元之一物質的量之一計量。
  16. 一種提供物質至一單元的方法，包括：i)藉由將一已知力量從外部施加至一輸送容器並將該力量傳送至與該輸送容器耦接的至少一荷重元，並且利用能夠表示該已知力量的一計量來量測施加至該輸送容器之該已知力量，其中該已知力量係藉由將預定的一物質之一重量提供給該輸送容器而施加；ii)藉由將已知的該物質之該重量與該量測的力量相比較而校準該至少一荷重元；以及iii)將該物質從該輸送容器輸送至該單元。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之方法，其中該單元包括至少一單元，且該單元係選自由一流體催化劑裂解單元、用於製造吡啶及其衍生物之一單元、用於製造聚丙烯之一單元、用於製造聚乙烯之一單元、用於製造丙烯腈之一單元所組成之群組。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之方法，更包括將與經量測之該計量和由該校準裝置施加之該已知力量的值之間的任何偏差相關的資訊傳送至一位於該單元外側之遠端控制中心。
  19. 如申請專利範圍第16項所述之方法，更包括將施加至該輸送容器之該已知力量的該計量記錄下來，並判定經記錄且量測之該計量與該已知力量的值之間的任何偏差。
  20. 如申請專利範圍第16項所述之方法，更包括針對經量測的該計量與由該校準裝置所施加之該已知力量的值之間的任何偏差而執行任何需要的矯正動作。
  21. 一種將一物質提供至一單元的方法，包括：i)將物質輸送至一單元，並藉由一輸送容器之一重量改變而判定物質的輸送量，其中該輸送容器包括一荷重元；ii)從外部施加一已知校準力量至該輸送容器並將該力量傳送至該荷重元；以及iii)將來自該已知校準力量的該荷重元之一計量與一期望計量做一比較。
  22. 一種自動檢查一輸送容器之校準的方法，包括： i)將一輸送容器置於一待命(standby)模式，且在該待命模式之過程中，一物質並未實質加入該輸送容器中或是自該輸送容器移除，其中該輸送容器係耦接至至少一荷重元；ii)直接或間接地從外部施加一已知重量至該輸送容器，並將該力量傳送至該至少一荷重元，並在該輸送容器係於該待命模式中的同時，量測所施加之該重量；以及iii)將施加至該至少一荷重元之經量測的該重量與該已知重量做一比較，以偵測經量測之該重量與該已知重量之間的任何偏差。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之方法，更包括基於該經量測之該重量與該已知重量之間的偏差而對該輸送容器之真實重量進行矯正，藉以校準該輸送容器。
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