JPH01139691A - 重質炭化水素の気化装置 - Google Patents
重質炭化水素の気化装置Info
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- JPH01139691A JPH01139691A JP29777787A JP29777787A JPH01139691A JP H01139691 A JPH01139691 A JP H01139691A JP 29777787 A JP29777787 A JP 29777787A JP 29777787 A JP29777787 A JP 29777787A JP H01139691 A JPH01139691 A JP H01139691A
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Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は、重質炭化水素原料を過熱水蒸気と混合させる
ことによって、該重質炭化水素原料を気化させる際に用
いられる気化装置に関するものである。
ことによって、該重質炭化水素原料を気化させる際に用
いられる気化装置に関するものである。
［従来の技術］
炭化水素原料を熱分解することによって、品質を向上さ
せる方法はよく知られている。分解反応においては、炭
化水素原料の分圧を低下させ、接触時間を短くする目的
で、炭化水素原料を分解炉へ導入する前に、炭化水素原
料を過熱水蒸気で希釈し、気化させる水蒸気分解法が一
般に行なわれている。
せる方法はよく知られている。分解反応においては、炭
化水素原料の分圧を低下させ、接触時間を短くする目的
で、炭化水素原料を分解炉へ導入する前に、炭化水素原
料を過熱水蒸気で希釈し、気化させる水蒸気分解法が一
般に行なわれている。
この炭化水素原料が重質炭化水素である場合には、炭化
水素原料の気化は一般に複数の段階にわたって行なわれ
る。ここで、重質炭化水素とは、常温または若干の加温
下で流動性を有するが、加熱によっては実質的に気化し
得ない高分子炭化水素を主要成分として含有する ３０
０℃を超える沸点範囲を有する液状炭化水素物質であり
、常圧蒸留残渣油、減圧蒸留残渣油等が挙げられる。す
なわち、最初にこの液状の重質炭化水素原料を予熱し、
ついで、液状を保っている重質炭化水素原料と、過熱水
蒸気とを混合し、重質炭化水素原料を一部気化させる。
水素原料の気化は一般に複数の段階にわたって行なわれ
る。ここで、重質炭化水素とは、常温または若干の加温
下で流動性を有するが、加熱によっては実質的に気化し
得ない高分子炭化水素を主要成分として含有する ３０
０℃を超える沸点範囲を有する液状炭化水素物質であり
、常圧蒸留残渣油、減圧蒸留残渣油等が挙げられる。す
なわち、最初にこの液状の重質炭化水素原料を予熱し、
ついで、液状を保っている重質炭化水素原料と、過熱水
蒸気とを混合し、重質炭化水素原料を一部気化させる。
その後、最終気化段階として過熱水蒸気と一部気化した
重質炭化水素原料、およびなお液状を保っている重質炭
化水素原料との混合物に追加量の過熱水蒸気を導入する
ことにより完全に気化させるのである。過熱水蒸気の導
入方法には特に制限はないが、例えば次の構造を有する
ノズルによって導入し重質炭化水素原料に混合される。
重質炭化水素原料、およびなお液状を保っている重質炭
化水素原料との混合物に追加量の過熱水蒸気を導入する
ことにより完全に気化させるのである。過熱水蒸気の導
入方法には特に制限はないが、例えば次の構造を有する
ノズルによって導入し重質炭化水素原料に混合される。
すなわち、重質炭化水素原料からなる芯温の周囲に過熱
水蒸気を供給できるような混合ノズルである。
水蒸気を供給できるような混合ノズルである。
この形式の公知ノズルを使用した場合に管の中、特に最
終気化段階で、過熱水蒸気を混合する際にコークスが生
じやすく、ノズルの閉塞を起こすことが見いだされた。
終気化段階で、過熱水蒸気を混合する際にコークスが生
じやすく、ノズルの閉塞を起こすことが見いだされた。
このコークス生成の原因は次のように考えられる。すな
わち、気化する際に、重質炭化水素原料の液滴と過熱水
蒸気とを接触させるわけであるが、比較的大型の液滴で
は蒸発および化学変化のために液滴表面に重質炭化水素
の中の比較的重い成分からなる皮膜が生じ、このため比
較的軽い成分の拡散が遅くなって気化が制限される。よ
って、このような液滴は完全に気化できず、その上、さ
らに高い水蒸気温度で加熱されてコークスとなるであろ
うと考えられる。このようなコークス発生の軽減を目的
とした例として、特開昭５８−２１７５８８号公報には
、特殊な二重管構造を持つ装置が開示されている。
わち、気化する際に、重質炭化水素原料の液滴と過熱水
蒸気とを接触させるわけであるが、比較的大型の液滴で
は蒸発および化学変化のために液滴表面に重質炭化水素
の中の比較的重い成分からなる皮膜が生じ、このため比
較的軽い成分の拡散が遅くなって気化が制限される。よ
って、このような液滴は完全に気化できず、その上、さ
らに高い水蒸気温度で加熱されてコークスとなるであろ
うと考えられる。このようなコークス発生の軽減を目的
とした例として、特開昭５８−２１７５８８号公報には
、特殊な二重管構造を持つ装置が開示されている。
［発明が解決しようとする問題点］
上述のような従来技術においては、液状の重質炭化水素
原料を気化する際に、液滴が十分に細かく分散されず、
完全に気化されないため混合ノズル内でのコークスの発
生および蓄積が起こる。その結果、混合ノズル内部にお
ける圧力低下度が増加する。さらに進んでノズルの閉塞
か起こると上記の低下度が許容範囲をこえて運転上支障
をきたす。
原料を気化する際に、液滴が十分に細かく分散されず、
完全に気化されないため混合ノズル内でのコークスの発
生および蓄積が起こる。その結果、混合ノズル内部にお
ける圧力低下度が増加する。さらに進んでノズルの閉塞
か起こると上記の低下度が許容範囲をこえて運転上支障
をきたす。
本発明は、このような従来技術の欠点を解決すべくなさ
れたもので、過熱水蒸気を混合して気化させる際に、コ
ークスの生成を防止し、ノズルの閉塞等が生じない、重
質炭化水素の気化装置を提供することを目的とするもの
である。
れたもので、過熱水蒸気を混合して気化させる際に、コ
ークスの生成を防止し、ノズルの閉塞等が生じない、重
質炭化水素の気化装置を提供することを目的とするもの
である。
［問題点を解決するための手段］
本発明は、重質炭化水素原料の気化装置において、多段
絞り構造を第１管状部材（原料吹き出しノズル）に取り
付けることによって、液体原料の流動状態を環状流から
噴霧流に変化させて過熱水蒸気と接触させることにより
、液体原料の気化を容易にした装置であって、上述の従
来技術の問題点を解決するものである。
絞り構造を第１管状部材（原料吹き出しノズル）に取り
付けることによって、液体原料の流動状態を環状流から
噴霧流に変化させて過熱水蒸気と接触させることにより
、液体原料の気化を容易にした装置であって、上述の従
来技術の問題点を解決するものである。
すなわち本発明は、重質炭化水素原料を水蒸気と接触さ
せる気化装置において、前記重質炭化水素原料を導入す
るための第１管状部材と、この第１管状部材を包囲して
、過熱水蒸気を導入するための環状空間を形成する第２
管状部材とが設けられており、かつ第１管状部材が多段
の絞り構造を有することを特徴とする重質炭化水素の気
化装置に関するものである。
せる気化装置において、前記重質炭化水素原料を導入す
るための第１管状部材と、この第１管状部材を包囲して
、過熱水蒸気を導入するための環状空間を形成する第２
管状部材とが設けられており、かつ第１管状部材が多段
の絞り構造を有することを特徴とする重質炭化水素の気
化装置に関するものである。
［実施例］
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。
第１図は、本発明の重質炭化水素原料の気化装置の一例
を示す横断面図である。
を示す横断面図である。
第１図に示す気化装置において、一部気化した重質炭化
水素原料からなる芯温が流れる第１管状部材１、および
芯温の周囲を取り巻く形で過熱水蒸気を送給するため・
の導入口９を設けた第２管状部材２、および第１管状部
材１に取り付けられたベンチュリ部（管）３とからなっ
ている。さらにベンチュリ部３の喉部４にオリフィス６
を取り付け、二段絞り構造になっている。
水素原料からなる芯温が流れる第１管状部材１、および
芯温の周囲を取り巻く形で過熱水蒸気を送給するため・
の導入口９を設けた第２管状部材２、および第１管状部
材１に取り付けられたベンチュリ部（管）３とからなっ
ている。さらにベンチュリ部３の喉部４にオリフィス６
を取り付け、二段絞り構造になっている。
第１管状部材１の両端は開放状態であって、これらは、
それぞれ重質炭化水素原料人ロアおよび出口８となって
いる。第２管状部材２における下流側の末端部は開口し
ているが、その反対側の上流側の末端部は閉鎖されてい
る。
それぞれ重質炭化水素原料人ロアおよび出口８となって
いる。第２管状部材２における下流側の末端部は開口し
ているが、その反対側の上流側の末端部は閉鎖されてい
る。
操作は第１管状部材１中で気液二相流のフローパターン
でいう環状流となって流れている一部気化した重質炭化
水素原料を、ベンチュリ部３で微小な液滴が分散して流
れる噴霧流に変化させ、ベンチュリ部３出口で第１管状
部材１と第２管状部材２との間の環状部分を流れる過熱
水蒸気と接触させる。微小な液滴となった重質炭化水素
原料は過熱水蒸気によって一気に蒸発し、熱分解炉へ送
られる。このときベンチュリ部３の喉部４で絞りが十分
でないと第１管状部材１内の重質炭化水素原料の環状流
が、喉部４の出口で十分発達した噴霧流とならずデイフ
ユーザ部５の底部に液溜りが生ずる。また喉部４直径を
小さく絞りすぎると圧力損失が大きく、これも不利とな
るので、該喉部４の内径は第１管状部材１の内径の２１
５〜４／５の範囲が適当である。また、絞りはベンチュ
リ部３だけで絞る一段絞りの場合は、比較的液滴径の大
きい未尭達の噴霧流しか得られないが、多段で絞る方法
、例えばベンチュリ部３の喉部４にオリフィス６を入れ
て二段で絞る方法では液滴径の小さい、より発達した噴
霧流が得られ、本発明の目的が好適に達成できる。この
場合のオリフィス６の口径は、該喉部４内径と第１管状
部材１の内径との割合が制限され、該喉部４内径の２１
５〜４／５の範囲が適当である。
でいう環状流となって流れている一部気化した重質炭化
水素原料を、ベンチュリ部３で微小な液滴が分散して流
れる噴霧流に変化させ、ベンチュリ部３出口で第１管状
部材１と第２管状部材２との間の環状部分を流れる過熱
水蒸気と接触させる。微小な液滴となった重質炭化水素
原料は過熱水蒸気によって一気に蒸発し、熱分解炉へ送
られる。このときベンチュリ部３の喉部４で絞りが十分
でないと第１管状部材１内の重質炭化水素原料の環状流
が、喉部４の出口で十分発達した噴霧流とならずデイフ
ユーザ部５の底部に液溜りが生ずる。また喉部４直径を
小さく絞りすぎると圧力損失が大きく、これも不利とな
るので、該喉部４の内径は第１管状部材１の内径の２１
５〜４／５の範囲が適当である。また、絞りはベンチュ
リ部３だけで絞る一段絞りの場合は、比較的液滴径の大
きい未尭達の噴霧流しか得られないが、多段で絞る方法
、例えばベンチュリ部３の喉部４にオリフィス６を入れ
て二段で絞る方法では液滴径の小さい、より発達した噴
霧流が得られ、本発明の目的が好適に達成できる。この
場合のオリフィス６の口径は、該喉部４内径と第１管状
部材１の内径との割合が制限され、該喉部４内径の２１
５〜４／５の範囲が適当である。
喉部４から噴霧流となった重質炭化水素原料はデイフユ
ーザ部５を通って過熱水蒸気と接触するのであるが、デ
イフユーザ部５が短いと、重質炭化水素原料の流速は、
第１管状部材１と第２管状部材２との間の環状部を流れ
ている過熱水蒸気の流速に比べ、著しく速いため偏流が
大きく、デイフユーザ５底部に液溜りを生ずる。よって
偏流が起こらない程度、すなわち少なくとも過熱水蒸気
の流速と重質炭化水素原料の流速が同程度になるように
デイフユーザ部５を長くする必要がある。
ーザ部５を通って過熱水蒸気と接触するのであるが、デ
イフユーザ部５が短いと、重質炭化水素原料の流速は、
第１管状部材１と第２管状部材２との間の環状部を流れ
ている過熱水蒸気の流速に比べ、著しく速いため偏流が
大きく、デイフユーザ５底部に液溜りを生ずる。よって
偏流が起こらない程度、すなわち少なくとも過熱水蒸気
の流速と重質炭化水素原料の流速が同程度になるように
デイフユーザ部５を長くする必要がある。
また、ベンチュリ部３の拡大角が大きいと圧力損失が大
きいので、拡大角は３〜１０″が適当である。
きいので、拡大角は３〜１０″が適当である。
第１管状部材１と第２管状部材２の間の環状部分を流れ
る過熱水蒸気は第１管状部材１外壁と直接接触して流れ
ているために第２図に示すように、該環状部分にクーリ
ングスチーム管１０を設けて、重質炭化水素より低い温
度、例えば約２００〜３００℃の水蒸気をクーリングス
チーム人口１１から導入して、第１管状部材１の外壁で
の昇温を抑える方法も有効である。
る過熱水蒸気は第１管状部材１外壁と直接接触して流れ
ているために第２図に示すように、該環状部分にクーリ
ングスチーム管１０を設けて、重質炭化水素より低い温
度、例えば約２００〜３００℃の水蒸気をクーリングス
チーム人口１１から導入して、第１管状部材１の外壁で
の昇温を抑える方法も有効である。
［発明の効果］
以上述べたように、本発明によれば、重質炭化水素原料
の出口に、多段絞り構造を取り付けることにより、炭化
水素原料を微小な液滴として分散させ、過熱水蒸気によ
って容易にかつ完全に蒸発させることができる。従って
コークスの生成やこれに伴なうノズル等の閉塞も十分防
止することができる。
の出口に、多段絞り構造を取り付けることにより、炭化
水素原料を微小な液滴として分散させ、過熱水蒸気によ
って容易にかつ完全に蒸発させることができる。従って
コークスの生成やこれに伴なうノズル等の閉塞も十分防
止することができる。
第１図は、本発明の重質炭化水素原料の気化装置の一例
を示す横断面図、そして 第２図は、第１図の気化装置にクーリングスチーム管を
取り付けた横断面図。 １・・・第１管状部材、 ２・・・第２管状部材、３
・・・ベンチュリ部（管）、 ４・・・喉部、５、・・
デイフユーザ部、 ６・・・オリフィス、７・・・重質
炭化水素原料入口、 ８・・・重質炭化水素原料出口、 ９・・・過熱水蒸気入口、 ｌＯ・・・クーリングスチーム管、 １１・・・クーリングスチーム入口。 特許出願人 日本石油化学株式会社 代理人 弁理士 伊 東 辰 雄 代理人 弁理士 伊 東 哲 也
を示す横断面図、そして 第２図は、第１図の気化装置にクーリングスチーム管を
取り付けた横断面図。 １・・・第１管状部材、 ２・・・第２管状部材、３
・・・ベンチュリ部（管）、 ４・・・喉部、５、・・
デイフユーザ部、 ６・・・オリフィス、７・・・重質
炭化水素原料入口、 ８・・・重質炭化水素原料出口、 ９・・・過熱水蒸気入口、 ｌＯ・・・クーリングスチーム管、 １１・・・クーリングスチーム入口。 特許出願人 日本石油化学株式会社 代理人 弁理士 伊 東 辰 雄 代理人 弁理士 伊 東 哲 也
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、重質炭化水素原料を水蒸気と接触させる気化装置に
おいて、前記重質炭化水素原料を導入するための第１管
状部材と、この第１管状部材を包囲して、過熱水蒸気を
導入するための環状空間を形成する第２管状部材とが設
けられており、かつ第１管状部材が多段の絞り構造を有
することを特徴とする重質炭化水素の気化装置。 ２、前記多段の絞り構造が、ベンチユリ管、オリフィス
、先細ノズルより選ばれる絞り構造の少なくとも１種を
使用する特許請求の範囲第１項に記載の重質炭化水素の
気化装置。 ３、前記多段の絞り構造が少なくともベンチユリ管とオ
リフィスを組合せて使用する特許請求の範囲第２項に記
載の重質炭化水素の気化装置。 ４、前記ベンチユリ管の喉部の内径が、第１管状部材の
内径の２／５〜４／５で、拡大角が３〜１０°、および
前記オリフィスの口径が該ベンチユリ管の喉部の内径の
２／５〜４／５である特許請求の範囲第２項または第３
項に記載の重質炭化水素の気化装置。 ５、前記第１管状部材と第２管状部材との間にクーリン
グスチーム管を設けた特許請求の範囲第１〜４項のいず
れかに記載の重質炭化水素の気化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62297777A JPH07119422B2 (ja) | 1987-11-27 | 1987-11-27 | 重質炭化水素の気化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62297777A JPH07119422B2 (ja) | 1987-11-27 | 1987-11-27 | 重質炭化水素の気化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01139691A true JPH01139691A (ja) | 1989-06-01 |
| JPH07119422B2 JPH07119422B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=17851043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62297777A Expired - Lifetime JPH07119422B2 (ja) | 1987-11-27 | 1987-11-27 | 重質炭化水素の気化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07119422B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013514441A (ja) * | 2009-12-15 | 2013-04-25 | ストーン アンド ウェブスター プロセス テクノロジー インコーポレーテッド | 重質供給材混合器 |
| JP2013256917A (ja) * | 2012-06-14 | 2013-12-26 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 液滴微粒化装置 |
| JP2015062323A (ja) * | 2013-08-08 | 2015-04-02 | 三菱電機株式会社 | 制御システム、制御方法、電気機器、およびプログラム |
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| JPS543103A (en) * | 1977-06-07 | 1979-01-11 | Union Carbide Corp | Method of mixing fluids for hydrocarbon cracking improved in invasion measure |
| JPS55114367A (en) * | 1979-02-26 | 1980-09-03 | Nippon Mining Co Ltd | Spraying nozzle |
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| JPS5930702A (ja) * | 1982-08-13 | 1984-02-18 | Toyo Eng Corp | 重質油の熱分解の方法 |
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-
1987
- 1987-11-27 JP JP62297777A patent/JPH07119422B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013514441A (ja) * | 2009-12-15 | 2013-04-25 | ストーン アンド ウェブスター プロセス テクノロジー インコーポレーテッド | 重質供給材混合器 |
| JP2013256917A (ja) * | 2012-06-14 | 2013-12-26 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | 液滴微粒化装置 |
| JP2015062323A (ja) * | 2013-08-08 | 2015-04-02 | 三菱電機株式会社 | 制御システム、制御方法、電気機器、およびプログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07119422B2 (ja) | 1995-12-20 |
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