(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディレードコーキング処理時に残留副産物を容器の中へ噴射するセンターフィードシステムであって、
前記センターフィードシステムは、
前記容器に取り付けるように構成された入口スリーブと、
前記入口スリーブ内に含まれた引き込み式噴射ノズルと、
を備え、
前記引き込み式噴射ノズルは、前記容器に前記残留副産物を導入するために前記入口スリーブ内をスライドして前記容器の中へ延ばされかつ前記容器から引き込まれ、前記引き込み式噴射ノズルの外部表面を通る１つまたは複数の開口を有し、前記１つまたは複数の開口は、前記引き込み式噴射ノズルが延ばされると前記容器内に露出され、前記残留副産物が前記１つまたは複数の開口を介して前記引き込み式噴射ノズルから流出し、前記１つまたは複数の開口の各々の少なくとも一部には、ねじ部が設けられ、
さらに、前記センターフィードシステムは、前記１つまたは複数の開口の各々のためのインサートを備え、
各インサートの少なくとも一部には、対応するねじ部が設けられ、前記１つまたは複数の開口の対応する開口に各インサートをねじ込むことが可能であり、各インサートは、外部表面を有し、前記外部表面は、前記引き込み式噴射ノズルの外部表面の輪郭に合った輪郭を有し、各インサートが対応する開口に完全にねじ込まれたときに、連続する外部表面が前記引き込み式噴射ノズルに形成され、前記ねじ部により、前記引き込み式噴射ノズルからの各インサートの取り外しが容易化される、センターフィードシステム。
【請求項２】
前記１つまたは複数の開口は、第１の開口と第２の開口を含み、第１のインサートが前記第１の開口にねじ込まれ、第２のインサートが前記第２の開口にねじ込まれる、請求項１に記載のセンターフィードシステム。
【請求項３】
各インサートは、前記対応する開口に完全にねじ込まれたときに、前記引き込み式噴射ノズルにボルト締めされる、請求項１に記載のセンターフィードシステム。
【請求項４】
前記引き込み式噴射ノズルは、前記第１の開口と前記第２の開口との間に延びる第１の孔を有し、前記第１のインサートは、前記第１の開口に完全にねじ込まれたときに、前記第１の孔と並ぶ孔を有し、前記第１のインサートは、前記第１の孔を介して前記引き込み式噴射ノズルにボルト締めされる、請求項２に記載のセンターフィードシステム。
【請求項５】
前記引き込み式噴射ノズルは、前記第２の開口と前記外部表面との間に延びる第２の孔を有し、前記第２のインサートは、前記第２の開口に完全にねじ込まれたときに、前記第２の孔と並ぶ孔を有し、前記第２のインサートは、前記第２の孔を介して前記引き込み式噴射ノズルにボルト締めされる、請求項４に記載のセンターフィードシステム。
【請求項６】
前記第２のインサートが前記第２の開口にねじ込まれたときに、前記第２のインサートは前記第１の孔を覆う、請求項５に記載のセンターフィードシステム。
【請求項７】
前記第２の孔は、前記引き込み式噴射ノズルの前記外部表面の一部に延びており、前記引き込み式噴射ノズルが前記入口スリーブに引き込まれたときに前記容器の内部側壁の一部が形成される、請求項５に記載のセンターフィードシステム。
【請求項８】
個々のインサートが前記引き込み式噴射ノズルの中へ延ばされる距離が、前記残留副産物の噴射時の前記引き込み式噴射ノズルにおける圧力降下が最小になるように選択される、請求項２に記載のセンターフィードシステム。
【請求項９】
前記容器の中へ延ばされる前記引き込み式噴射ノズルの端部の前記外部表面が、前記容器の内部側壁の輪郭に合わせて作られる、請求項１に記載のセンターフィードシステム。
【請求項１０】
前記入口スリーブが、前記引き込み式噴射ノズルが前記入口スリーブの中へ引き込まれる際に、外部表面に蓄積したあらゆる残留副産物が前記外部表面からこすり取られるよう、前記引き込み式噴射ノズルの前記外部表面に対して配置されるスクレーパを含む、請求項１に記載のセンターフィードシステム。
【請求項１１】
前記スクレーパが、前記引き込み式噴射ノズルを取り囲むリングを備え、前記入口スリーブにおける圧力を管理するための圧力シールを形成する、請求項１０に記載のセンターフィードシステム。
【請求項１２】
前記引き込み式噴射ノズルが、前記引き込み式噴射ノズルの外部表面に沿って長さ方向に延びている１つまたは複数の溝を含み、前記１つまたは複数の溝が通路を提供し、前記通路を介して前記入口スリーブの内部を加圧することができる、請求項１に記載のセンターフィードシステム。
【請求項１３】
前記入口スリーブの前記内部が、前記１つまたは複数の溝を介して供給される蒸気を使用して加圧される、請求項１２に記載のセンターフィードシステム。
【請求項１４】
前記引き込み式噴射ノズルが複数のテレスコープ型構成要素からなる、請求項１に記載のセンターフィードシステム。
【請求項１５】
前記引き込み式噴射ノズルが、前記引き込み式噴射ノズルが前記容器の中へ延ばされている状態で、前記引き込み式噴射ノズルを前記入口スリーブにねじ込むこと、およびねじ戻して前記入口スリーブから着脱することができるねじ山を有するように構成される、請求項１に記載のセンターフィードシステム。
【請求項１６】
前記引き込み式噴射ノズルが前記入口スリーブに取り付けられたアクチュエータにねじ止めされる、請求項１５に記載のセンターフィードシステム。
【請求項１７】
ディレードコーキング処理時に残留副産物を容器の中へ噴射するセンターフィードシステムであって、
前記センターフィードシステムは、
容器に取り付けるように構成された入口スリーブと、
前記入口スリーブ内に含まれた引き込み式噴射ノズルと、
を備え、
前記引き込み式噴射ノズルは、前記容器に前記残留副産物を導入するために前記入口スリーブ内をスライドして前記容器の中へ延ばされかつ前記容器から引き込まれ、前記引き込み式噴射ノズルの外部表面を通る１つまたは複数の開口を有し、前記１つまたは複数の開口は、前記引き込み式噴射ノズルが延ばされると前記容器内に露出され、前記残留副産物が前記１つまたは複数の開口を介して前記引き込み式噴射ノズルから流出し、前記１つまたは複数の開口の各々の少なくとも一部には、ねじ部が設けられ、
さらに、前記センターフィードシステムは、
前記１つまたは複数の開口の各々のためのインサートと、
前記入口スリーブが、前記引き込み式噴射ノズルの外部表面の少なくとも一部の周囲に延び、前記引き込み式噴射ノズルが前記入口スリーブの中へ引き込まれる際に、前記外部表面から残留副産物をこすり取るスクレーパと、
を備え、
各インサートの少なくとも一部には、対応するねじ部が設けられ、前記１つまたは複数の開口の対応する開口に各インサートをねじ込むことが可能であり、各インサートは、外部表面を有し、前記外部表面は、前記引き込み式噴射ノズルの外部表面の輪郭に合った輪郭を有し、各インサートが対応する開口に完全にねじ込まれたときに、連続する外部表面が前記引き込み式噴射ノズルに形成され、前記ねじ部により、前記引き込み式噴射ノズルからの各インサートの取り外しが容易化される、を含むセンターフィードシステム。
【請求項１８】
前記スクレーパが、前記引き込み式噴射ノズルの周囲に延びるリングを備え、前記入口スリーブにおける圧力を管理するための圧力シールを形成する、請求項１７に記載のセンターフィードシステム。
【請求項１９】
ディレードコーキング処理時に残留副産物を容器の中へ噴射するセンターフィードシステムであって、
前記センターフィードシステムは、
容器に取り付けるように構成された入口スリーブと、
前記入口スリーブ内に含まれた引き込み式噴射ノズルと、
を備え、
前記引き込み式噴射ノズルは、前記容器に前記残留副産物を導入するために前記入口スリーブ内をスライドして前記容器の中へ延ばされかつ前記容器から引き込まれ、前記引き込み式噴射ノズルの外部表面を通る１つまたは複数の開口を有し、前記１つまたは複数の開口は、前記引き込み式噴射ノズルが延ばされると前記容器内に露出され、前記残留副産物が前記１つまたは複数の開口を介して前記引き込み式噴射ノズルから流出し、
前記引き込み式噴射ノズルが、前記引き込み式噴射ノズルの外部表面に沿って長さ方向に延びている１つまたは複数の溝を含み、前記１つまたは複数の溝が通路を提供し、前記通路を介して蒸気が前記入口スリーブの内部に供給され、それにより前記入口スリーブの内部が加圧される、センターフィードシステム。
【請求項２０】
前記センターフィードシステムは、各々が前記１つまたは複数の開口に挿入される複数の交換可能なインサートをさらに備え、
各インサートは、前記残留副産物の流れのパターンを操作するように構成され、特定の開口のために特定のインサートを選択することにより、特定の流れのパターンが得られる、請求項１９に記載のセンターフィードシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
炭化水素処理産業では、多くの製油所は、精製操作が完了した後に残る残留重油から価値のある産出物を回収している。この回収プロセスは、ディレードコーキングとして知られている。ディレードコーキングは、価値のある留出物を生産し、副産物としてコークスを大型容器すなわちコークスドラム内に残す。ディレードコーキングのプロセスには、残留副産物の流れをコークスドラムと呼ばれている容器の中へ、入口を介して供給源から導く必要がある。
【０００２】
ディレードコーキング産業における一般的な傾向は、優れた安全性、耐久性、効率および信頼性に向かっている。場合によっては、貯蔵容器中への残留副産物、蒸気および急冷流体のディスペンス、分散および流動様式を制御することができるディスペンスシステムを利用することが望ましい。したがって残留副産物を含んだ材料および流体を大型コークスドラムの中に噴射する方法を改善する必要がある。
【０００３】
図１は、あるタイプのディスペンスシステムを示したものである。図１は、コークスドラムとして示されている容器２に取り付けられた、つまり結合されたディスペンスシステムの切欠斜視図を示したものである。容器２は、円筒状側壁支持ボディ４および下部フランジ５を備えている。下部フランジ５は、複数のボルト孔７をさらに備えており、これらのボルト孔７は、デヘッダー弁または中間スプールアセンブリなどの他の整合フランジ部材に容器２を確実に結合するためのボルトをその中に受け取るために使用される。
【０００４】
容器２には入口６が結合されており、この入口６は、フランジ部分を有し、また、入口６を容器２の内部に流体連通させることができる開口８を有する円筒状の管の形で示されている。供給ラインが入口６に取り付けられると、入口６の開口８を介して供給ラインの中の残留副産物を受け取り、かつ、容器２の中へ運ぶことができる。入口６は、副産物を如何に容器２の中へ供給するかについての制御は全く提供しない。したがって熱分布、熱変動が一様ではなく、また、フローチャネリングが一様ではないかなりの量が容器２内に存在する可能性があり、それに対しては入口６は制御能力を提供していない。
【０００５】
図２は、他のタイプのディスペンスシステムを示したものである。詳細には、図２は、コークスドラムとして示されている容器２に取り付けられた、つまり結合されたディスペンスシステムの斜視図を示したものである。容器２は、円筒状側壁支持ボディ４および下部フランジ５を備えている。下部フランジ５は、デヘッダー弁または中間スプールアセンブリのフランジ部材などの他の整合フランジ部材９に容器２を確実に結合するための高強度ボルトを受け取るために使用される複数のボルト孔７をさらに利用している。容器２には、入口フィード１として示されている第１の副産物ディスペンサ、および入口フィード３として示されている第２の副産物ディスペンサが結合されており、これらの副産物ディスペンサは、互いに反対側に同軸で配置されている。入口フィード１および３の各々は、ディレードコーキングの間、副産物を容器２の中にディスペンスするように機能する。
【０００６】
単一の入口が使用される場合、他のディスペンサすなわち入口フィードを追加することは、コーキング容器への残留副産物の流れ込みに関わる問題の一部を軽減するのに役立つが、これらの問題に対する２つの対向する入口フィードの改善効果または利点は、最小限のものにすぎない。副産物を制御された予測可能な方法でディスペンスする入口フィード１および３の無能性のため、熱分布、熱変動が一様ではなく、また、フローチャネリングが一様ではないかなりの量が依然として容器２内に存在する。
【０００７】
非一様な熱分布、熱変動および非一様なフローチャネリングは、様々な要因によって生じる。例えば副産物が入口に流入する際に、供給ライン内の圧力と残留副産物の高温が相俟って供給ライン内に大きい力を生成する。残留副産物は、加圧下で入口を介して容器の中へ高速で推進され、入口の出口領域とは反対側の容器の内面に当たることになる。容器は、例えば華氏約４５０°の温度に予熱することができるが、流入する副産物は、場合によっては著しく高い温度、例えば華氏約９００°でドラム中に噴射される。加熱された残留副産物の高速流は、高速で移動する加熱された残留副産物の流れの方向に対して直角または実質的に直角である側壁支持ボディの内部表面に衝突する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１および２に示されているシステムの単純性は場合によっては望ましいが、容器中への加熱された残留副産物の流れを追加制御することができるシステムが場合によっては望ましい。例えばよどんだ容器中への加熱された加圧材料の突然の流れ込みは、容器２、側壁支持ボディ４、下部フランジ５、容器を他の構成要素に接続しているボルトおよび他の構成要素全体の顕著な熱分布変動の原因になることがある。
【０００９】
例えば加熱された残留副産物は、容器２中に噴射され、反対側の側壁に衝突することになる。残留副産物が衝突した壁および周囲の領域は、直ちに加熱を開始する。側壁上のこの衝突点は熱中心であり、熱は、最初にこの熱中心から容器２の他の隣接する領域へ分布する。残留材料は、常に容器２内のこの衝突点に集まって蓄積する。これが生じると、残留副産物の連続する流れ込みは、側壁ではなく、新たに形成された冷たいコークスに衝突して熱中心を変える。追加残留副産物が引き続いて容器２中に噴射されると、衝突点、したがって熱中心が反対側の側壁から入口６に向かって連続して移動し、非一様な熱分布または熱変動をもたらす。
【００１０】
上で説明した方法での残留副産物の流れ込みの結果として容器２内に存在する非一様な熱分布または熱変動により、容器２および接続されている他の構成要素内に非一様な応力分布が誘導される。この非一様な応力は、容器および他の構成要素がより速く摩耗する原因になることがある。
【００１１】
さらに、ディレードコーキングプロセスは、通常、少なくとも２つの容器を交互方式で利用しているため、この加熱および冷却は周期的に生じる。１つの容器が充填されている間、他の容器から材料がパージされ、他のバッチの副産物を受け取るための準備がなされる。容器からその中味がパージされるオフサイクルの間、容器は水によって冷却され、平衡状態に復帰する。熱い残留副産物を容器２中にディスペンスするこの周期的なパターン、および後続する副産物のハイドロブラスティングは、容器２内の熱の差および応力の一因である。容器２の周期的なローディングおよびアンローディング、つまり容器２の周期的な応力印加および応力除去は、熱サイクリングと呼ばれている。他の要因に加えて、熱サイクリングは、通常、容器２およびその構成要素部品の弱体化または疲労の原因になり、容器２の有効寿命を短くする。
【００１２】
容器および噴射システム内の熱変動に加えて、容器中への加熱された残留副産物の流れの制御は、場合によっては多くの他の理由で望ましい。他の例として、コークスベッド形態学は、フローチャネリングおよび急冷特性を始めとする様々な要因によって影響されることがある。フローチャネリングは、残留副産物がコークスドラムの底に噴射される際に生じる複雑なプロセスである。例えば容器の充填が開始されると、下に押し付ける残留副産物の重量のため、容器中に噴射されている残留副産物が入口から放出される際に、そのフローチャネリングパターンが影響を受け始めることになる。異なるフローチャネリングパターンは、コーキングプロセスに影響を及ぼす。
【００１３】
フローチャネルパターンとコーキングプロセスの間の関係は複雑である。例えばフローチャネリングは、コーキング容器中への残留副産物の導入に影響を及ぼすだけでなく、後続するプロセスにおける蒸気の導入およびコークスベッドを冷却するために利用される急冷流体の流れにも影響を及ぼす。一様な、あるいは非一様なフローチャネリングは、異なる急冷特性をもたらすことになる。
【００１４】
したがって、非一様なフローチャネリングまたは一様なフローチャネリングなどの特定のフローチャネリングパターンを生成する複雑なプロセスは、充填されている間のコークスドラム内の熱変動に対する付随効果を有することになる。また、揮発性有機化合物を分解するためにコークスベッド中に噴射される蒸気の運動は、それらに限定されないが、コークスベッドを冷却するために必要な水の量、および急冷サイクルの間、急冷流体がコークスベッドを通って流れる経路を始めとする急冷特性を変えることになる。例えば非一様なフローチャネリングは、コーキング容器内の熱変動を変え、事実上、コークス容器の寿命を短くすることになる非一様な急冷特性をもたらすことになる。
【００１５】
他の例として、非一様なフローチャネリングは、ドラムおよびコークスベッドの一部を劇的に冷却し、その一方でドラムからの切断に先立って十分に冷却されないコークスベッドの領域を放置する急冷特性をもたらすことになる。切断工具がコークスベッドを介して下げられ、コークスベッドの加熱された領域に遭遇すると、熱いガス、液体および微粒物質の爆発が生じることがある。これらの爆発は危険である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、容器の中心から容器中に残留副産物を噴射することができるセンターフィードシステムへ及ぶ。センターフィードシステムは、容器に取り付けられる入口スリーブと、残留副産物を容器中に噴射するために容器の中へ延ばされ、かつ、残留副産物を噴射すると入口スリーブの中へ引き込まれる引き込み式噴射ノズルとを含むことができる。
【００１７】
本発明の１つまたは複数の実施形態による引き込み式噴射ノズルは、１つまたは複数の開口を含むことができ、開口の各々は、開口から取り外すことができるインサートを含む。したがってインサートは、ノズルの機能に合わせて交換することができ、あるいはインサートが摩耗すると、それらを交換することができる。
【００１８】
いくつかの実施形態では、インサートは、インサートを開口の中にねじ込むことができるよう、ねじを切ることができる。また、いくつかの実施形態では、インサートを引き込み式噴射ノズルにボルト締めし、それによりインサートを開口内に保持することも可能である。
【００１９】
いくつかの実施形態によれば、引き込み式噴射ノズルは、引き込み式噴射ノズルの外部表面に沿って長さ方向に延びている１つまたは複数の溝を含むことができる。１つまたは複数の溝は通路を提供し、この通路を介して入口スリーブの内部を加圧することができる。
【００２０】
いくつかの実施形態によれば、入口スリーブは、引き込み式噴射ノズルが入口スリーブの中へ引き込まれる際に、外部表面に蓄積したあらゆる残留副産物が外部表面からこすり取られるよう、引き込み式噴射ノズルの外部表面に対して配置されるスクレーパを含むことができる。いくつかの実施形態では、スクレーパは、引き込み式噴射ノズルの周囲全体に延びているリングを備えることができる。
【００２１】
いくつかの実施形態では、引き込み式噴射ノズルは、入口スリーブとその近傍の構造物との間に必要な空間の量を最小にするように構成することができる。このような場合、引き込み式噴射ノズルは、テレスコープ型ノズルとして構成することができる。また、引き込み式噴射ノズルは、ノズルが容器内に位置している状態で、ノズルを入口スリーブに挿入することができ、あるいはノズルが容器内に位置している状態で、ノズルを入口スリーブから除去することができるねじ山を使用して構成することができる。
【００２２】
以上の本発明の概要は、以下の発明を実施するための形態でさらに説明される概念の選択を簡易形態で紹介するために提供されたものである。以上の本発明の概要には、特許請求される主題の手がかりとなる特徴または本質的な特徴を識別することは意図されていない。
【００２３】
本発明の追加特徴および利点は、以下の説明の中で示されており、部分的にはその説明から明らかになり、あるいは本発明を実践することによって学習することができる。本発明の特徴および利点は、とりわけ特許請求の範囲で指摘されている計器および組合せによって実現し、かつ、取得することができる。本発明のこれらおよび他の特徴は、以下の説明および特許請求の範囲からより完全に明らかになり、あるいは以下で説明する本発明を実践することによって学習することができる。
【００２４】
本発明の上で説明した利点および他の利点ならびに特徴を得ることができる方法を説明するために、上で簡単に説明した本発明について、添付の図面に示されている本発明の特定の実施形態を参照してより詳細に説明する。これらの図面は、本発明の典型的な実施形態を示したものにすぎず、したがって本発明の範囲を制限するものと見なしてはならず、本発明は、添付の図面を使用して、追加特性および詳細と共に記述され、かつ、説明されることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】単一の入口を使用している従来技術によるディスペンスシステムを示す図である。
【図２】複数の入口を使用している従来技術による他のディスペンスシステムを示す図である。
【図３】ディレードコーキングシステムにおけるコークスドラムとデヘッダー弁の間を結合するスプールに結合される際の、いくつかの実施形態による、開位置または延ばされた位置におけるセンターフィードシステムの切欠図である。
【図４】引き込まれた位置における図３のセンターフィードシステムの切欠図である。
【図５】本発明の一実施形態による、入口スリーブが四方管部分を備える引き込み式噴射ノズルの斜視図である。
【図６】引き込み式噴射ノズルが延ばされた位置に位置している図５のセンターフィードシステムの切欠斜視図である。
【図７】図６のセンターフィードシステムの他の切欠斜視図である。
【図８】本発明の一例示的実施形態による引き込み式噴射ノズルの切欠斜視図である。
【図９Ａ】一実施形態による引き込み式噴射ノズルの斜視図である。
【図９Ｂ】一実施形態による引き込み式噴射ノズルの斜視図である。
【図１０Ａ】一実施形態による引き込み式噴射ノズルの斜視図である。
【図１０Ｂ】一実施形態による引き込み式噴射ノズルの斜視図である。
【図１１Ａ】本発明の実施形態による引き込み式噴射ノズルの斜視図である。
【図１１Ｂ】本発明の実施形態による引き込み式噴射ノズルの斜視図である。
【図１２Ａ】本発明の実施形態によるセンターフィードシステムの斜視図である。
【図１２Ｂ】本発明の実施形態によるセンターフィードシステムの斜視図である。
【図１２Ｃ】本発明の実施形態によるセンターフィードシステムの斜視図である。
【図１２Ｄ】本発明の実施形態によるセンターフィードシステムの斜視図である。
【図１２Ｅ】本発明の実施形態によるセンターフィードシステムの斜視図である。
【図１２Ｆ】本発明の実施形態によるセンターフィードシステムの斜視図である。
【図１２Ｇ】本発明の実施形態によるセンターフィードシステムの斜視図である。
【図１３】本発明の１つまたは複数の実施形態による取外し可能インサートを含んだ引き込み式噴射ノズルを示す図である。
【図１４Ａ】インサートを備えた２つの開口を有し、一方のインサートが部分的にねじ込まれていない引き込み式噴射ノズルの様々な斜視図である。
【図１４Ｂ】インサートを備えた２つの開口を有し、一方のインサートが部分的にねじ込まれていない引き込み式噴射ノズルの様々な斜視図である。
【図１４Ｃ】インサートを備えた２つの開口を有し、一方のインサートが部分的にねじ込まれていない引き込み式噴射ノズルの様々な斜視図である。
【図１４Ｄ】インサートを備えた２つの開口を有し、一方のインサートが部分的にねじ込まれていない引き込み式噴射ノズルの様々な斜視図である。
【図１４Ｅ】インサートを備えた２つの開口を有し、一方のインサートが部分的にねじ込まれていない引き込み式噴射ノズルの様々な斜視図である。
【図１５Ａ】取外し可能インサートを含んだ引き込み式噴射ノズルの切欠斜視図である。
【図１５Ｂ】取外し可能インサートを含んだ引き込み式噴射ノズルの切欠斜視図である。
【図１６Ａ】スクレーパを含んだ引き込み式噴射ノズルの切欠斜視図である。
【図１６Ｂ】スクレーパを含んだ引き込み式噴射ノズルの切欠斜視図である。
【図１６Ｃ】図１６Ａおよび１６Ｂのスクレーパが蓄積した材料を引き込み式噴射ノズルの外部表面からこすり取る様子を示す図である。
【図１６Ｄ】図１６Ａおよび１６Ｂのスクレーパが蓄積した材料を引き込み式噴射ノズルの外部表面からこすり取る様子を示す図である。
【図１７】入口スリーブの内部を加圧するための通路を提供する溝を含んだ引き込み式噴射ノズルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明は、容器の中心から容器中に残留副産物を噴射することができるセンターフィードシステムへ及ぶ。センターフィードシステムは、容器に取り付けられる入口スリーブ、および残留副産物を容器中に噴射するために容器の中へ延ばされ、かつ、残留副産物を噴射すると入口スリーブの中へ引き込まれる引き込み式噴射ノズルを含むことができる。
【００２７】
本発明の１つまたは複数の実施形態による引き込み式噴射ノズルは、１つまたは複数の開口を含むことができ、開口の各々は、開口から取り外すことができるインサートを含む。したがってインサートは、ノズルの機能に合わせて交換することができ、あるいはインサートが摩耗すると、それらを交換することができる。
【００２８】
いくつかの実施形態では、インサートは、インサートを開口の中にねじ込むことができるよう、ねじを切ることができる。また、いくつかの実施形態では、インサートを引き込み式噴射ノズルにボルト締めし、それによりインサートを開口内に保持することも可能である。
【００２９】
いくつかの実施形態によれば、引き込み式噴射ノズルは、引き込み式噴射ノズルの外部表面に沿って長さ方向に延びている１つまたは複数の溝を含むことができる。１つまたは複数の溝は通路を提供し、この通路を介して入口スリーブの内部を加圧することができる。
【００３０】
いくつかの実施形態によれば、入口スリーブは、引き込み式噴射ノズルが入口スリーブの中へ引き込まれる際に、外部表面に蓄積したあらゆる残留副産物が外部表面からこすり取られるよう、引き込み式噴射ノズルの外部表面に対して配置されるスクレーパを含むことができる。いくつかの実施形態では、スクレーパは、引き込み式噴射ノズルの周囲全体に延びているリングを備えることができる。
【００３１】
いくつかの実施形態では、引き込み式噴射ノズルは、入口スリーブとその近傍の構造物との間に必要な空間の量を最小にするように構成することができる。このような場合、引き込み式噴射ノズルは、テレスコープ型ノズルとして構成することができる。また、引き込み式噴射ノズルは、ノズルが容器内に位置している状態でノズルを入口スリーブに挿入することができ、あるいはノズルが容器内に位置している状態でノズルを入口スリーブから除去することができるねじ山を使用して構成することができる。
【００３２】
図３は、本発明のセンターフィード噴射システム１０の一実施形態を示したものである。図に示されているこのシステムは、ディレードコーキングシステム内で動作するように設計されたスプール２０、引き込み式噴射ノズル１４および入口スリーブ５８を備えている。いくつかの実施形態では、スプール２０は、側壁２２、上部フランジ４および下部フランジ５を有する円筒状またはテーパが施された支持ボディを備えている。典型的なデヘッダー動作では、スプール２０は、コークスドラムとデヘッダー弁の間の中間に配置される。コークスドラムは、スプール２０の上部フランジ４に嵌合させ、かつ、結合することができる整合フランジセクションを利用することができる。同様に、同じく整合フランジセクションを有するデヘッダー弁は、下部フランジ５に嵌合され、かつ、結合される。スプール２０は内部３０を形成し、取り付けられたデヘッダー弁が開くと、この内部３０を介してコークスを流すことができる。いくつかの設置では、コークスドラムは、スプール２０に溶接するか、あるいは複数のボルト孔を貫通して嵌合する複数のボルトを利用してスプール２０に結合することができる。同様に、デヘッダー弁もスプール２０に溶接するか、あるいは複数のボルトを使用してスプール２０に結合することができる。
【００３３】
センターフィードシステム１０は、残留副産物を引き込み式噴射ノズル１４に引き渡すように機能する入口スリーブ５８を備えることができる。入口スリーブ５８は、入口スリーブ５８を供給ラインに結合することができるフランジ付構成要素６０を備えることができる。供給ラインに取り付けられると、コークスの製造に使用される石油副産物などの残留副産物をセンターフィードシステム１０に流入させることができる。
【００３４】
いくつかの実施形態では、引き込み式噴射ノズル１４は、図３、６および７に示されているように開位置に位置すると、入口スリーブ５８と流体連通し、残留石油副産物、蒸気および／または急冷流体を入口スリーブ５８を介して引き込み式噴射ノズル１４に流入させることができる。引き込み式噴射ノズル１４が展開位置、すなわち開位置に位置すると、石油副産物、蒸気および／または急冷流体を引き込み式噴射ノズル１４を介して出口８１からスプール３０の内部へ流入させることができ、あるいはセンターフィードシステム１０がドラムに直接取り付けられる場合は、ドラムの内部へ流入させることができる。
【００３５】
いくつかの実施形態では、引き込み式噴射ノズル１４を修正して流動特性を調整することができる。いくつかの実施形態では、入口スリーブ５８の直線部分１９は、入口スリーブ５８の湾曲した管部分６２の内径と同じ内径を有する管を使用して製造することができる。別法としては、引き込み式噴射ノズル１４の直線部分１９は、入口スリーブ５８の湾曲した管部分６２の内径より大きい内径または小さい内径を有する管を使用して製造することができる。いくつかの実施形態では、引き込み式噴射ノズル１４の直線部分１９は、湾曲した管部分６２の楕円と厳密に嵌合するように形状化される。噴射ノズル１４の形状は、残留副産物を容器に流入させることができる開位置で整列すると、湾曲した管部分６２の輪郭と継目なしに連続する形状にすることも可能である。
【００３６】
他の実施形態では、引き込み式噴射ノズル１４の出口８１は、様々な形状および大きさで構築することができる。いくつかの実施形態では、出口８１は、楕円形の形を備えており、また、センターフィードシステム１０を通る副産物の流れに対する抵抗が大きくなることなく、出口８１がスプール２０および容器への残留副産物の一様な流れを可能にするよう、引き込み式噴射ノズル１４の内部空洞の断面の直径と少なくとも同じ大きさの直径を有している。
【００３７】
入口スリーブ５８は、その近傍に、入口スリーブ５８を供給ライン１１２（図５に示されているような）に接続するために利用されるフランジ表面６０を備えることができ、また、入口スリーブ５８は、入口スリーブ５８をスプール２０のフランジ付入口６４に接続するための第２のフランジ表面６１をさらに備えることができる。いくつかの実施形態では、入口スリーブ５８は、引き込み式噴射ノズル１４を保持し、かつ、引き込み式噴射ノズル１４にスライド可能に接続されるように設計されており、したがって図３に示されている開位置から図４に示されている引き込まれた位置まで噴射ノズル１４を移動させることができる。また、入口スリーブ５８は、入口スリーブ５８をアクチュエータ１１０（図５に示されている）に動作可能に接続するための第３のフランジ表面１１４を備えることも可能である。
【００３８】
入口スリーブ５８は、フィード１１２から残留副産物を受け取るように機能することができ、図に示されているようにフランジ６０から延びている。いくつかの実施形態では、入口スリーブ５８は、図３および４に示されている、約９０°曲げるための湾曲した管部分６２を使用して一体で形成することができ、あるいは異なる形状の管部分を使用して一体で形成することができる。例えば図５、６および７に示されているように、入口スリーブ５８は、四方管部分を形成するように構造化することができる。また、湾曲した管部分６２または他の形状の管部分は、センターフィードシステム１０の設置を既存のコークス器動作に適応させるために、図３または４に示されている角度より著しく小さく、あるいは大きく曲げるように設計することも可能である。例えば特定のコーキング操作において、供給ラインをもっと鈍角にし、あるいはもっと鋭角にする必要がある場合、それに合わせて管部分６２の形状を設計することができる。他の実施形態では、管部分６２の形状は、石油副産物の方向を垂直軸の方向に向け直すように適応させることも、図３および４に示されている水平方向の曲げに適応させることも可能である。他の実施形態では、形状化された管部分６２は、入口スリーブ５８をセンターフィードシステム１０の設置に必要な曲線経路を追跡することができるよう、複数の曲がりからなるように製造することができる。したがって形状化された管部分６２により、すべての既存のデコーキング操作を改装するべくセンターフィードシステム１０を製造することができ、この柔軟性により、センターフィード噴射システム１０を効率的に、かつ、最小の設置費で実施することができる。
【００３９】
いくつかの実施形態では、供給ライン、入口５８、形状化された管部分６２および引き込み式噴射ノズル１４の各々は、引き込み式噴射ノズル１４が展開位置、すなわち延ばされた位置に位置すると、互いに流体連通する。噴射システム１０が延ばされた位置に位置すると、噴射システム１０を介して残留副産物を移動させ、最終的にはスプール２０または取り付けられているコークスドラム内に堆積させることができる。ディレードコーキングプロセスの様々な段階の間、蒸気、水または他の流体をセンターフィード噴射システムを介して移動させることも可能である。
【００４０】
しかしながら、引き込み式噴射ノズル１４が図４に示されているように引き込まれた位置に位置すると、供給ライン入口５８および形状化された管部分６２は、供給ラインとの流体連通は維持することができるが、センターフィードシステムを介したコークスドラムへの残留副産物の流れは防止される。ノズル１４は、引き込まれると、コークスが容器の内部から切断される際に、微粒物質（例えばコークス微粒子）の運動が容器からシステム１０へ流入するのを阻止することができる。いくつかの実施形態では、供給ラインを通る残油の流れが供給ラインの弁によって遮断されるとノズル１４を引き込ませることができ、またはノズルが引き込まれる際の入口スリーブ５８とインジェクタノズル１４の間の干渉によって流れを停止させることができ、あるいは入口スリーブ５８内へノズル１４を引き込ませることにより、供給ラインを通る流れを湾曲部分６２の近傍のポイントで遮断することができる。
【００４１】
入口スリーブ５８には代替構造構成を利用することができる。図５、６および７は、代替構造構成のいくつかの例を示したものである。図５に示されているように、四方弁として構造的に形状化された入口スリーブ５８を利用することができる。図５、６および７に示されているように、センターフィード噴射システム１０のいくつかの実施形態は、コーキングシステム内で動作するように設計されたスプール２０、引き込み式噴射ノズル１４および入口スリーブ５８を備えている。入口スリーブ５８は、残留副産物、蒸気および／または急冷流体を引き込み式噴射ノズルに引き渡すように機能する。入口スリーブ５８は、入口スリーブを供給ライン１１２に結合することができるフランジ付構成要素６０を備えることができる。図５に示されているように、供給ライン１１２は、第２のフランジ表面を介して入口スリーブ５８に結合することができ、また、アクチュエータ１１０に接続するための第３のフランジ表面１１４をさらに備えることができる。
【００４２】
上で言及したように、入口スリーブ５８の構造的形状の修正を達成することにより、調整された流動特性を提供することができ、および／またはコーキング容器への残留副産物、蒸気および／または急冷流体の流れ込みに関連する問題を改善することができる。例えば熱変動特性、非一様なフローチャネリング特性、非一様な急冷特性および遭遇する他の問題を修正することができる。さらに、センターフィードシステム自体の熱変動を制御することができ、その一方で溶融した炭化水素供給材料をセンターフィードシステム１０を介して流すことも可能である。
【００４３】
図６は、センターフィードシステム１０の一実施形態の切欠図を示したものである。センターフィードシステム１０は、溶融した残油、蒸気または急冷材料をコーキング容器に供給することができる様々な構成の管を備えることができる。例えばセンターフィードシステム１０は、スプール２０に動作可能に接続された形状化四方管部分、およびアクチュエータ１１０を備えることができる。図６に示されている引き込み式噴射ノズルは開位置に位置しており、引き込み式噴射ノズル１４はスプール２０の内部３０へ延ばされる。好ましいことには入口スリーブは、その近傍に、入口スリーブ５８を供給ライン１１２に接続するために利用されるフランジ表面６０を備えており、また、入口スリーブは、入口スリーブ５８をスプール２０のフランジ付入口６４に接続するための第２のフランジ表面６１をさらに備えることができる。また、入口スリーブ５８は、入口スリーブ５８をアクチュエータ１１０のフランジ表面に接続するように設計された第３のフランジ表面１１４を備えることも可能である。いくつかの実施形態では、入口スリーブ５８は、引き込み式噴射ノズル１４を保持し、かつ、引き込み式噴射ノズル１４にスライド可能に接続するように設計されており、したがって図６に示されている延ばされた位置から図４に示されている引き込まれた位置まで噴射ノズル１４を移動させることができる。入口スリーブ５８は、供給ライン１１２から残留副産物、蒸気および／または急冷流体を受け取るように機能する。いくつかの実施形態は、図５、６および７に示されている形状化四方管部分を利用して、センターフィードシステム１０自体の平衡対称によるセンターフィードシステム１０全体の熱勾配を調整している。
【００４４】
センターフィードシステム１０自体の熱勾配を調整することにより、センターフィードシステム１０に関連する部品の付随する摩耗を少なくすることができる。例えばセンターフィードシステム１０の他のいくつかの実施形態は、フィードシステム１０を通る残油、蒸気および／または急冷材料の流れを制御するように設計された構成の管システムを利用するように構造化することができる。したがって図６には四方管部分が示されているが、その前の図３および４に示されている湾曲した管部分、および図１および２に示されているまっすぐな管部分、ならびに溶融した残油、蒸気および／または急冷流体をコーキング容器に供給することができる追加構成の管が企図されている。
【００４５】
センターフィードシステム１０は、意図された高温、高圧の残留副産物に耐え、かつ、引き渡すために、計画管または鋳造材料から構築することができる。特定の最終用途に応じて、また、システム要求事項規定に応じて他の大きさおよび材料を使用することも可能である。実際、本発明は、ディレードコーキングプロセスに使用するのにとりわけ適しているが、それぞれ異なる材料からの構築を必要とする他の製造分野で利用することも可能である。
【００４６】
図３を参照すると、残留副産物が供給ラインからセンターフィードシステム１０の入口スリーブ５８に流入する場合、残留副産物は高温、高速で流入する。引き続いて残留副産物は、形状化された管部分６２を介して運ばれる。残留副産物は、形状化された管セクション６２に流入し、引き込み式噴射ノズル１４の入口８０に遭遇する。残留副産物は、入口８０から引き込み式噴射ノズル１４を通って移動し、出口８１から流出する。
【００４７】
いくつかの実施形態では、噴射サイトの制御およびスプールおよび／または容器の内部に導入される残留副産物、蒸気および／または急冷流体の流れを制御することができる。例えばスプールに対する導入角度を制御することができる。他の例として、残留副産物がスプール２０および／または容器の内部３０に流入する場合、残留副産物は、スプール２０の中心の近くに、好ましくは垂直方向の成分を含む方向から流入する。他の実施形態では、残留副産物は、スプール自体の内部表面３０の近傍を含む、スプール２０の中心以外の位置からスプール２０の内部３０に流入する。他の例として、特定のシステムの所望のフローチャネリングによって規定されると、センターフィードシステム１０を利用して、垂直方向の成分または任意の他の所望の角度を含んだスプールおよび／または容器に副産物、蒸気および／または急冷流体を噴射することができる。
【００４８】
場合によっては噴射サイトおよび噴射角度が制御されることが望ましい。例えばスプール２０の内部３０の中心への供給を利用して、スプールおよびコーキング容器の側壁が副産物の無矛盾の流れに露出されることを保証することができる。他の例として、噴射ノズル１４からの溶融した残留副産物および／またはガス状の残留副産物の制御された流れは、溶融した残留副産物への露出がスプール２０および容器の内部の表面積全体にわたって無矛盾であり、熱サイクルの反復に関連する潜在的な悪影響が低減されることを保証することができる。他の例として、噴射ノズル１４からの溶融した残留副産物の制御された流れは、フローチャネリングパターンの制御を保証することができる。他の例として、急冷特性およびコークスベッドからの揮発性有機化合物のストリッピングを制御することも可能である。さらに、コークスベッド内のホットスポットに関連する問題を改善することができる。
【００４９】
図５、６および７を参照すると、残留副産物、蒸気および／または急冷流体が供給ライン１１２からセンターフィードシステム１０の入口スリーブ５８に流入すると、流入した残留副産物、蒸気および／または急冷流体は、形状化された四方管部分を通して、入口スリーブ５８介して引き込み式噴射ノズルの入口８０へ運ぶことができる。四方管はノズル１４の検査を可能にし（例えば使用されていないフランジを介した検査を可能にすることによって）、また、コークスがノズル内で固体化すると、この四方管を使用してノズルの内部にアクセスすることができる。また、四方管は熱流を均一にし、より望ましい熱環境を提供する。
【００５０】
図５、６および７を参照すると、いくつかの実施形態では、スプールおよび／または容器への残留副産物、蒸気および／または急冷流体の流れを制御することができる。例えば残留副産物、蒸気および／または急冷流体は、垂直方向の成分を含む方向からスプール２０中にディスペンスすることができ、事実上、スプールおよび／または容器中への残留副産物、蒸気および／または急冷流体の噴射を制御することができる。例えば溶融した残油を垂直方向の成分を含む方向からスプールおよび／または容器中に噴射すると、他の設計に見られるように直角または実施的に直角に側壁２２の内部表面のみに衝突する代わりに、スプール２０および／または容器の内部表面全体にわたって無矛盾のパターンを生成することができる。さらに、本発明の噴射ノズル１４によって実施される制御によれば、容器への溶融した残油、蒸気および／または急冷流体の充填に関連する他の特性に影響を及ぼすことができる。例えば容器中への溶融した残油、蒸気および／または急冷流体の噴射パターンおよび方向が制御されるため、非一様なフローチャネリングおよび急冷後のコークスベッドに残るホットスポットを実質的に少なくし、かつ、制御することができる。ほぼ垂直または部分的に垂直のディスペンスは、センターフィードシステム１０の位置決め、引き込み式噴射ノズル１４の内部空洞の湾曲した部分８２の角度、および／またはセンターフィードシステム１０の内部の構造的障害要素の存在によって直接得ることができる。したがって長さが異なる引き込み式噴射ノズル１４を利用することによって、または内部空洞の湾曲した部分８２の湾曲の角度を規定することによって、あるいはセンターフィードシステム１０の内部に障害流動制御要素を導入することによって、残留副産物、蒸気および／または急冷流体が引き込み式噴射ノズル１４を通過して入口８０に流入し、かつ、入口８０を通って出口８１から流出する際に、スプール２０中への残留副産物の噴射角度を制御することができる。
【００５１】
引き込み式噴射ノズルの出口８１は様々な構成を備えることができる。図８、９Ａ、９Ｂ、１０Ａ、１０Ｂ、１１Ａおよび１１Ｂは、代替出口８１の斜視図を示したものである。図９Ａおよび９Ｂに示されているように、出口８１は２つの開口１２０を備えており、これらの２つの開口の各々は、テーパが施されたつば１２５を備えている。２つの開口１２０の各々に関連するテーパが施されたつば１２５は、代替構造構成を使用して設計することができる。図９Ａおよび９Ｂに示されているように、テーパが施された第１のつば１２６は、テーパが施された第２のつば１２７より短い距離だけ噴射ノズル１４の内部空洞８８の中へ延びることができる。したがって入口開口８１の形状を変え、つばまたは他の構造流動制御構造を利用し、つばまたは他の流動制御構造の形状を修正することによって、引き込み式噴射ノズル１４を通る残留副産物、蒸気および／または急冷流体の流れに影響を及ぼすことができ、また、これらが共同して、容器およびスプール中への残留副産物、蒸気および／または急冷流体の流れに影響を及ぼすことができる。図９Ａおよび９Ｂに示されているように、個々のつばは、つば出口１２８、つば入口１３０およびつばボディ１３２を備えることができる。つば入口１３０、つば出口１２８およびつばボディ１３２の各々は、センターフィードシステムを通る残留副産物、蒸気および／または急冷流体の流れの制御を達成するために構造的に修正することができる。
【００５２】
さらに、引き込み式噴射ノズル１４の出口８１は、流動制御デバイスと嵌合させることができる。いくつかの実施形態では、出口８１に一連の孔すなわち貫通孔を備えた流動制御デバイスを利用して、出口からの溶融した残油の流れを変えることができる。例えば流動制御デバイスを利用して、出口からの溶融した残油の流れの層流の性質を修正することができる。同様に、流動制御デバイスをセンターフィードシステム１０内の様々なポイントに使用して、センターフィードシステム１０を通る溶融した残油の流れを変えることができる。例えば１つまたは複数の流動制御デバイスを利用して、システムを通る残油、蒸気および／または急冷流体の流れの層流の性質を修正することができ、あるいはセンターフィードシステム１０を通る流れの性質を望ましい方法で変えることができる。
【００５３】
いくつかの実施形態では、残留副産物は、センターフィードシステムを通ってコーキング容器に流入する残留副産物の流れの制御を達成するために構造的に修正された出口８１から流出する。いくつかの実施形態では、残留副産物は、噴射ノズル１４から、垂直方向の成分を含む方向に流出する。いくつかの実施形態では、残留副産物は、側壁２２上の入口点に対してほぼ９０°の角度で出口８１から流出する。したがって残留副産物は、容器またはスプール２０の反対側に向かっては導かれない。別法としては、噴射システム１０は、溶融した残油、蒸気および／または急冷流体が側壁２２上の入口点に対して約８５°、８０°、７５°、７０°、６５°、６０°、５５°、５０°、４５°、４０°または３５°の角度で容器に導入されるように設計することも可能である。別法としては、噴射システム１０は、溶融した残油、蒸気および／または急冷流体が側壁２２上の入口点に対して約９５°、１００°、１０５°、１１０°、１１５°、１２０°、１２５°、１３０°、１３５°、１４０°または１４５°の角度で容器に導入されるように設計することも可能である。
【００５４】
いくつかの実施形態では、材料が堆積する容器のシステム要求事項およびサイズならびに寸法に応じて、内部空洞の湾曲した部分８２の特定の角度および引き込み式噴射ノズル１４の長さを変えることができる。好ましい実施形態では、内部空洞の湾曲した部分８２は、特定のコーキング容器内の所望の角度の範囲に対応するために０°と９０°の間の角度を備えている。いくつかの実施形態では、内部空洞の湾曲した部分８２の角度は６０°と９０°の間であり、事実上、出口８１から流出してスプール２０および容器を充填する残留副産物、蒸気および／または急冷流体の垂直またはほぼ垂直の方向の噴霧が所望の方法で生成される。別法としては、実施形態は、湾曲した部分８２の角度がスプール２０内の入口点に対して３０°と６０°の間であり、スプール２０およびコーキング容器中への残留副産物の実質的に垂直方向の噴霧を生成する内部空洞を利用することも可能である。
【００５５】
いくつかの実施形態では、より短い引き込み式噴射ノズル１４を使用することができる。さらに、このより短い引き込み式噴射ノズル１４は、引き込み式噴射ノズルの短縮された長さが、残留副産物をコークスドラムの内部の所望のポイントに噴霧するように設計された角度で内部空洞の湾曲した部分８２に結合されるよう、内部空洞の湾曲した部分８２と共に利用することができる。別法としては、いくつかの実施形態は、引き込み式噴射ノズル１４の出口８１がスプール２０の中心に直接位置し、さらにはスプール２０の中心を超えて延びるよう、より長い引き込み式噴射ノズル１４を利用している。このより長い引き込み式噴射ノズルは、スプール２０および／または容器への残留副産物、蒸気および／または急冷流体の流れを制御するために、残留副産物が容器およびスプール２０の中心またはほぼ中心に直接引き渡されるよう、あるいはスプール２０の内部の所望のスポットに引き渡されるよう、湾曲した部分８２がより垂直方向に湾曲している内部空洞と協調して利用することができる。
【００５６】
図３および４は、例えば、引き込み式噴射ノズル１４の出口８１をスプール２０の中心まで延びさせるには長さが不十分である引き込み式ノズル１４のセグメントが利用される本発明の実施形態を示したものである。残留副産物の流れ、および付随するスプールおよび容器の充填を制御する要望に適合するために、内部空洞の湾曲した部分８２の角度を適切に調整することができ、それにより容器中への所望の流入角度および速度で推進される、残留副産物、蒸気および／または急冷流体の噴霧が得られる。したがって様々な実施形態は、引き込み式噴射ノズル１４の内部空洞の湾曲した部分８２に対する異なる角度の使用、および引き込み式噴射ノズル１４の様々な長さの直線部分１９の使用をさらに含むことができ、それにより残油の流れに対する所望の制御が実施されることを保証することができる。
【００５７】
さらに、いくつかの実施形態は、引き込み式噴射ノズル１４にポンプ供給される残留副産物の粘度、速度および温度勾配に適応するために、内部空洞の湾曲した部分８２の角度ならびに引き込み式噴射ノズル１４の直線部分１９の長さの両方を変える。
【００５８】
挿入スリーブ５８および引き込み式噴射ノズル１４は、一様な断面積および／または内径を備えることができ、あるいは可変断面積または直径を備えることができる。可変断面積または直径を備えるようにセンターフィードシステム１０を設計することにより、センターフィードシステム１０は、システムを介して輸送される残留副産物、蒸気および／または急冷流体に可変体積および速度を提供することができ、また、システムを介して輸送される残留副産物、蒸気および／または急冷流体の可変体積および速度に適応することができ、さらには、スプール２０内に引き渡すための残留副産物、蒸気および／または急冷流体の流れの制御を促進することができる。
【００５９】
また、引き込み式噴射ノズル１４の出口８１は、出口８１からスプール２０および容器内へ通過する際の材料に適応するために、楕円形の設計になるように構築することも可能である。様々な実施形態では、出口８１の形状を修正して、引き込み式噴射ノズル１４を通過する様々な速度および粘度ならびに材料のタイプに適応することができる。さらに、開口の形状および大きさを修正して、引き込み式噴射ノズルの出口８１から放出される材料および／または流体の噴霧パターンおよび流動特性を制御することも可能である。例えばより大きい出口８１を使用して、引き込み式噴射ノズル１４から流出する残留副産物材料の速度を遅くすることができる。他の実施形態では、より小さい出口８１を使用して、スプール２０および容器に流入する、より高速の残留副産物の流れを生成することができる。この方法によれば、引き込み式噴射ノズル１４から放出される溶融した残留副産物のパターンを制御することができ、したがって容器およびスプールの寿命が長くなり、安全性が向上し、揮発性有機化合物の収量が改善され、また、保全および修理のために必要な休止時間が事実上短縮される。
【００６０】
図４は、スプール２０および引き込まれた位置に位置しているセンターフィードシステム１０の切欠図を示したものである。ディレードコーキングのプロセスの間、容器が完全に一杯になるまで、あるいはほぼ一杯になるまで、残留副産物がスプール２０および容器に供給される。所望のレベルの残留材料が容器に供給されると、残留副産物および蒸気が同時に容器に流入するよう、残留副産物の流れを蒸気と混合することができ、残留副産物と蒸気の比率を変えることにより、揮発性有機化合物の収量を増やすことができ、あるいは他の所望の効果を得ることができる。さらに、残留副産物の量に対する蒸気の量は、特定の容器を充填する際に常に増減することができる。容器が充填されると、残留副産物の流れを停止することができる。従来技術による典型的なデコーキングプロセスでは、次に、水を使用して容器が急冷され、事実上、残留副産物が冷却されて硬化する。本発明のいくつかの実施形態によれば、入口スリーブ５８および引き込み式噴射ノズル１４を利用して、蒸気および／または水をスプール２０および容器にポンプ供給し、事実上、入口スリーブ５８および引き込み式噴射ノズル１４から残っているあらゆる残留副産物をパージすることができ、および／または容器およびその中味を急冷することができる。これにより、事実上、入口スリーブ５８および引き込み式噴射ノズル１４が一掃され、それと同時に容器が急冷されるため、容器を急冷するために利用される時間および水の量が低減される。好ましい実施形態では、入口スリーブおよび引き込み式噴射ノズル１４が蒸気および／または水でパージされると、引き込み式噴射ノズル１４を図４に示されているように引き込ませることができる。
【００６１】
本発明の実施形態によれば、引き込み式噴射ノズル１４を引き込ませるための様々な方法を利用することができる。いくつかの実施形態では、アクチュエータ１１０を引き込み式噴射ノズルの第１の端部８６に取り付けることができる。このアクチュエータ１１０を使用して引き込み式噴射ノズル１４に力を加え、事実上、引き込み式噴射ノズル１４をスプール３０の内部から引き込ませることができる。この場合、図４に示されているように、引き込み式噴射ノズル１４の第２の端部８５は、事実上、スプール２０の内部表面壁２２の一部を形成する。容器が充填され、急冷され、かつ、入口スリーブおよび引き込み式噴射ノズル１４がパージされると、噴射ノズル１４を引き込ませることにより、引き続いて、当分野で知られている様々な技法のうちの１つを利用して、センターフィードシステムをコークス微粒子または他の微粒物質で詰まらせる危険を伴うことなく、硬化した炭素質物質をコーキング容器から除去することができる。
【００６２】
通常、硬化した炭素質材料は、高圧ウォータドリルを利用して容器の内部から切断される。固体炭素質材料が容器の内部から切断されると、スプール２０の内部３０を通って容器の底のポートを通り抜け、一般にシュートと呼ばれている容器の下側の領域へ落下し、そこに切断された固体炭素質材料が集められて廃棄されるか、あるいは次の目的のために利用される。
【００６３】
ディレードコーキングのプロセス、とりわけ残留副産物を供給源から入口へ導くステップ、および容器内への残留副産物のディスペンスすなわち配置を許容するステップは、副産物を容器の中に配置するか、あるいは導くように機能するディスペンサを利用するステップを含む。
【００６４】
供給ラインが入口６に取り付けられると、供給ラインの中の残留副産物が入口６の開口８を介して受け取られ、入口６の管構造を介して運ばれ、かつ、容器２内にディスペンスすなわち配置される。充填サイクルの間および／または容器が一杯になると、入口システムを介して蒸気を容器に管で送ることができる。蒸気によって入口システム１０が一掃され、価値のある炭化水素副産物のコークスがストリッピングされ、それらは、通常はそれらが分別器に向けて運ばれるオーバヘッド供給ラインを介して逃げることができる。価値のある炭化水素副産物がすべて、容器中に存在しているコークスからストリッピングされると、蒸気が容器にポンプ供給され、かつ、容器およびその中味のドラム温度が約５００°Ｆに達するまで、出口を介してブローダウン回収領域へ解放される。通常はその後、水が入口システムを介して容器にポンプ供給され、かつ、容器の中味が約２００°Ｆに達するまで、ブローダウン領域へ解放される。急冷されると、デヘッダー弁が開けられ、コークスを容器の内部から切断するプロセスが開始される。
【００６５】
図１に示されている単純な設計は、コークスが容器の内部から切断される際に問題が生じることがある。この単純なシステムでは、入口６は開いた状態を維持するため、コークス微粒子および微粒物質は、入口システム内への蓄積が許容され、事実上、入口システムを詰まらせることになる。この詰まりの問題を改善するために、いくつかの操作によって、切断プロセス全体を実施している間、入口システムを通して水を流すことができ、それにより入口システムが詰まっていない状態を維持していることを保証することができる。いくつかの操作では、入口システムが詰まっていない状態を維持していることを保証するために、切断プロセスの間、１時間当たり４００〜１０００ガロンの水が入口システムを介してポンプ供給される。
【００６６】
センターフィードシステムのいくつかの実施形態は、図３〜７に示されている引き込み式噴射ノズルを利用しているため、引き込み式噴射ノズルは、固体炭素質粒子が容器から下部シュートに落下する際に、それらに露出されることはなく、事実上、噴射ノズルが落下する固体炭素質物質に露出されたままの状態を維持することを許容された場合に生じることになる詰まりおよび／または損傷が低減される。別法としては、本発明には、固定噴射ノズルであって、加熱サイクルの後、容器がデコーキングされる前に固定噴射ノズルの出口８１を覆うために利用することができるスライド可能クロージャを備えた固定噴射ノズルを利用することが企図されている。別法としては、本発明には、所望のレベルまで容器に残留副産物が充填されると、噴射ノズルの出口８１が下側になって、事実上、ノズル自体をスプール２０の内部３０から引き込ませることなく、固体炭素質材料が噴射ノズルに詰め込まれて噴射ノズルを詰まらせる機会が少なくなるよう、噴射ノズルにねじり力を加えることができるアクチュエータに接続される噴射ノズルを利用することが企図されている。しかしながら、好ましい実施形態では、図３および４に示されているように、引き込み式噴射ノズル１４が利用される。
【００６７】
事実上、スプール２０の入口６を密閉することに加えて、引き込み式噴射ノズル１４は、湾曲した管部分６３の開口をふさいで、入口フィード３からの物質および／または流体の流れを阻止する。当分野で利用されている手段によって固体炭素質材料が容器の内部から除去されると、容器が一掃され、追加残留副産物を充填する準備が整う。次に、所望の時間に、引き込み式噴射ノズルを図３および５〜７に示されているように開位置へ移動させることができ、入口スリーブ５８から入口８０を通り、かつ、引き込み式噴射ノズル１４を通って出口８１へ至る通路を再び開けて、容器中への残留副産物のポンプ供給の後続するサイクルを可能にする。この方法によれば、固体炭素質材料を充填し、急冷し、かつ、コークス器容器から除去するプロセスを、ディレードコークス器ユニットシステムのコークス器容器およびスプールに対する最小の損傷で、繰返し達成することができる。
【００６８】
図８は、引き込み式噴射ノズル１４であってもよい噴射ノズルの切欠図を示したものである。図に示されている、本発明のいくつかの実施形態に従って利用される引き込んだ噴射ノズルは、引き込み式噴射ノズルの第１の端部８６、内部キャップ８３、内部空洞８８、内部空洞の直線部分８４、内部空洞の湾曲した部分８２、引き込み式噴射ノズルの第２の端部８５、および引き込み式噴射ノズルの直線部分１９を備えている。好ましい実施形態では、引き込み式噴射ノズル１４は、引き込み式噴射ノズル１４全体が入口スリーブ５８の直線部分にスライド可能に係合し、入口８０と入口スリーブ５８が整列し、かつ、引き込み式噴射ノズル１４の出口８１が容器の内部に露出し、事実上、残留副産物が入口スリーブ５８および引き込み式噴射ノズル１４を通って出口８１から容器に流入することができるよう、図に示されているように構造化されている。上で言及したように、内部空洞の湾曲した部分８２の角度は修正が可能であり、それにより必要に応じて容器中への残留副産物、蒸気および／または急冷流体の流動特性を調整することができる。さらに、必要に応じて出口８１の形状および大きさを修正することも可能であり、それにより容器中への残留副産物、蒸気および／または急冷流体の望ましい流動パターンを生成することができる。さらに、必要に応じて引き込み式噴射ノズル１４の直線部分１９の長さおよび直径を修正することも可能であり、それにより噴射ノズル１４自体を通ってスプール３０および容器の内部へ流入する残留副産物、蒸気および／または急冷流体の所望の流れを生成することができる。
【００６９】
引き込み式噴射ノズルの第１の端部８６は、容器のコーキングおよびデコーキングの後続するサイクルを可能にするために引き込み式噴射ノズル１４を交互に開位置または引き込まれた位置へ移動させることができる駆動手段へのアタッチメントを提供するように構造化することができる。本発明には様々なアクチュエータ手段が企図されている。例えば電気駆動手段、水圧駆動手段、空気圧駆動手段および手動駆動手段は、すべて本発明の様々な実施形態と調和して利用することができる。噴射ノズル１４自体の開および引き込みの望ましい制御を実施するために他の駆動手段を利用することも可能であり、また、他の駆動手段を本発明と共に利用することも可能であることは当業者には理解されよう。
【００７０】
本発明には、引き込み式噴射ノズル１４の形状を入口スリーブの内部空洞と同じ形にすることが企図されている。図３〜７には円形の断面を使用して示されているが、入口スリーブ５８の内部の断面形状および引き込み式噴射ノズル１４自体の対応する形状は、円形以外の形状であってもよいことが企図されている。例えば引き込み式噴射ノズルは、楕円形の断面を有するように構造化することができる。引き込み式噴射ノズル１４の断面の形状を変えることは、残留副産物の流動特性および放出パターンを変えるためには場合によっては望ましい。異なる流動コンシステンシーおよび速度によって、引き込み式噴射ノズル１４の直線部分１９の長さ全体にわたって全く異なる断面を有するように構造化された引き込み式ノズル１４の内部空洞８８ならびに入口スリーブ５８の内部空洞８８がさらに規定され得る。例えばいくつかの実施形態では、図に示されているように概ね円筒状のまっすぐな内部空洞８８を使用することが望ましいが、他の実施形態では、内部空洞８８の内径は、引き込み式噴射ノズル１４の直線部分１９の長さに沿って、引き込み式噴射ノズル１４の第１の端部８５から引き込み式噴射ノズル１４の第２の端部８６まで徐々に大きくなるか、あるいは徐々に小さくなり、事実上、残留副産物が引き込み式噴射ノズル１４を通って流れる際に、残留副産物に加えられる抵抗が小さくなるか、あるいは大きくなることが望ましい。
【００７１】
上で言及したように、入口８０および出口８１の大きさおよび形状は、この場合、湾曲した管部分６３における入口スリーブ５８の内部の形状を有する入口８０の形と同じ形に変えることができ、それにより入口スリーブ５８および噴射ノズル１４を通る残留副産物の流体通路を障害構造要素の抵抗に遭遇することがない流体通路にすることができる。
【００７２】
図８、９Ａ、９Ｂ、１０Ｂおよび１１Ａ、１１Ｂは、それぞれ噴射ノズル１４のいくつかの実施形態を示したものである。図に示されている引き込み式噴射ノズル１４は、引き込みノズルの第１の端部８６、内部キャップ８３、内部空洞８８、内部空洞の直線部分８４、引き込み式噴射ノズルの第２の端部８５、少なくとも１つの開口１２０およびいくつかの実施形態では複数の開口１２０、テーパが施されたつば１２５を備えることができ、テーパが施されたつばは、つば出口１２８、つば入口１３０およびつばボディ１３２を始めとする様々な要素を備えることができる。いくつかの実施形態では、引き込み式噴射ノズル１４は、引き込み式噴射ノズル１４全体が入口スリーブ５８の直線部分にスライド可能に係合し、入口８０と入口スリーブ５８が整列し、かつ、引き込み式噴射ノズル１４の出口８１が容器の内部に露出し、事実上、残留副産物、蒸気および／または急冷流体が入口スリーブ５８および引き込み式噴射ノズル１４を通って出口８１から容器に流入することができるよう、図に示されているように構造化されている。
【００７３】
上で言及したように、複数の開口およびつばまたは他の流動制御装置の使用は、それらを使用することが望ましい場合に、容器への残留副産物、蒸気および／または急冷流体の望ましい流動パターンを生成するために利用することができる。図６、７、９Ａおよび９Ｂに示されているように、本発明の実施形態は、残留副産物、蒸気および／または急冷流体を上に向かって、あるいは他の所望の角度で容器中に噴射することができるよう、引き込み式噴射ノズル１４の頂部に一列になるように配置された２つの出口８１を利用することができる。図に示されているように、テーパが施されたつば１２５の使用は、流動パターンを変えるために同じく利用することができる。別法としては、図１０Ａおよび１０Ｂに示されているように、つば付き出口１２８をテーパが施されていないつばボディ１３２と共に利用することも可能である。
【００７４】
図６および７に示されているように、引き込み式噴射ノズルの第１の端部８６は、容器のコーキングおよびデコーキングの後続するサイクルを可能にするために引き込み式噴射ノズル１４を開位置と引き込まれた位置の間で交互に移動させることができる駆動手段へのアタッチメントを提供するように構造化することができる。本発明には様々なアクチュエータ手段および構造物が企図されている。上で言及したように、企図されているアクチュエータの例には、電気駆動手段、水圧駆動手段、空気圧駆動手段および手動駆動手段または構造物がある。
【００７５】
引き込み式噴射ノズル１４は、入口スリーブの内部空洞と同じ形になるように構造化することができる。図６および７に示されているように、引き込み式噴射ノズルは、円形の断面を使用して設計されており、また、図に示されているように、円形の断面を有するつば出口１２８ならびに円形の断面を有するつばボディと共に使用される。引き込み式噴射ノズル１４のこれらの列記されている構成要素の各々は、円形の断面を使用して描かれているが、代替断面形状を利用することができることが企図されている。例えばつば出口１２８およびつばボディ１３２は、楕円形の断面を有するように構造化することができる。引き込み式噴射ノズル１４、内部空洞８８、内部空洞の直線部分８４、テーパが施された、あるいはテーパが施されていないつば１２５、つば出口１２８、つば入口１３０およびつばボディ１３２の断面の形状を変えることは、残留副産物の流動特性および放出パターンを変えるためには場合によっては望ましい。異なる流動コンシステンシーおよび速度によって、引き込み式ノズル１４の様々な列挙されている構成要素がこの部分の長さ全体にわたって全く異なる断面を有することがさらに規定され得る。例えば図６および７に示されているように、内部空洞８８は、残留副産物、蒸気および／または急冷流体が引き込み式噴射ノズルの第１の端部８６から引き込み式噴射ノズルの第２の端部８５へ流れる際に変化する断面を有している。複数のつば付き出口を使用することにより、引き込み式噴射ノズル１４の内部空洞８８の横断面図が実質的に先細りになる。
【００７６】
異なる流動コンシステンシーおよび速度によって、引き込み式噴射ノズルの様々な構成要素が異なる断面形状を利用するように構造化されることがさらに規定され得る。例えば図６および７に示されているように、テーパが施されたつば入口１３０は、楕円形の断面形状を使用して構造化されており、一方、つばボディ自体は、円形の断面形状を使用して構造化されている。したがっていくつかの実施形態では、図１〜５に示されているように、概ね円筒状および／またはまっすぐな内部空洞８８を使用することが望ましいが、他の実施形態では、内部空洞８８の内径は、引き込み式噴射ノズル１４の直線部分１９の長さに沿って、引き込み式噴射ノズル１４の第１の端部８５から引き込み式噴射ノズル１４の第２の端部８６まで徐々に大きくなるか、あるいは徐々に小さくなり、事実上、残留副産物、蒸気および／または急冷流体が引き込み式噴射ノズル１４を通って流れる際に、それらに加えられる抵抗が小さくなるか、あるいは大きくなることが場合によっては望ましい。
【００７７】
上で言及したように、入口８０、１３０および出口８１、１２８の大きさおよび形状は、入口スリーブ５８の内部の形状を有する入口８０、１３０の形と同じ形に変えることができ、それにより入口スリーブ５８および噴射ノズル１４を通る残留副産物、蒸気および／または急冷流体の流体通路を障害構造要素の抵抗に遭遇することがない流体通路にすることができる。別法としては、障害構造要素または流動制御構造物を利用して、引き込み式噴射ノズル１４を通って容器の内部へ流入する残留副産物、蒸気および／または急冷流体の流動パターンを変えることも可能である。本明細書において示されているように、様々な障害特徴が企図されている。
【００７８】
本明細書において示されているように、引き込み式噴射ノズルの内部空洞８８へ侵入しているテーパが施されたつばの使用は、引き込み式噴射ノズル１４自体の内部空洞８８の断面形状の変更、および容器の内部への残留副産物、蒸気および／または急冷流体の流路の制御の両方を同時に実施するために利用される。別法としては、テーパが施されていないつば１３４を利用することも可能である。
【００７９】
図１０Ａおよび１０Ｂに示されているように、引き込み式噴射ノズルの内部空洞８８に対するつばの様々なつば形状および角度を利用することができる。例えば様々な図に示されているつばは、引き込み式噴射ノズル１４の内部空洞の直線部分８４に対して直角に配置されている。しかしながら、つばは、内部空洞の直線部分８４に対して直角以外の何らかの角度で配置することができることが企図されている。例えばつばは、つばを内部空洞の直線部分８４を通る副産物の流れに対して鈍角または鋭角で配置することができるよう、図５に示されている実施形態と共に利用することができることが企図されている。
【００８０】
つばボディ１３２が内部空洞の直線部分８４を通る流体の流れに対して配置される角度の変更に加えて、つば出口のための様々な形状を利用することができることが企図されている。図１０Ａおよび１０Ｂに示されているように、残留副産物、蒸気および／または急冷流体の流動特性および噴射パターンを変えるために、つば出口１２８に対する代替断面を利用することができる。さらに、図１０および１１に示されているように、つば出口１２８と、つばボディ１３２の角度の両方を、ドラム中心線すなわちドラムの軸との関係におけるそれらの位置に対して変更することも可能である。
【００８１】
代替障害要素および流動制御構造物を利用することができる。例えば図１１Ａは、複数の出口１３８の使用を示したもので、出口１３８の各々は、つば１２５、１３４、つば出口１２８、つば入口１３０およびつばボディ１３２を使用して結合することができる。別法としては、これらの複数の出口１３８は、単一のつばに結合することも可能であり、あるいは単一のつばのための出口を備え、かつ、引き込み式噴射ノズルを通る残留副産物、蒸気および／または急冷流体の流れが単一のつばボディ１３２を介して導かれ、但し複数の出口１３８から容器中に放出されるよう、単一のつば１２５、１３４およびつばボディ１３２に結合することができる。
【００８２】
他の例として、図１１Ｂは、障害要素として、ノズル開口８１よりも引き込み式噴射ノズルの第１の端部８６の近くに置かれたバッフル１４０の使用を示したものである。したがって単一のバッフル１４０または複数のバッフル１４０を利用して、出口８１からの残留副産物、蒸気および／または急冷流体の流動特性および噴射パターンを変えることができる。様々な形態の出口８１をバッフル１４０と共に利用することができ、また、本明細書において説明されている出口８１設計の各々は、単一のバッフル１４０または複数のバッフル１４０と共に利用することができることが企図されている。
【００８３】
本発明のセンターフィードシステム１０およびディスペンサシステムは、コークスドラムと共に使用することができ、あるいはコークスドラムに直接結合することができるため、スプール２０セクションの使用を除去することができることに留意されたい。この実施形態では、センターフィードシステム１０およびディスペンサシステムは、上で説明したように機能させることができ、残留副産物のみをコークスドラムに直接ディスペンスすることができる。
【００８４】
図１２Ａ〜１２Ｇは、本発明の１つまたは複数の実施形態による引き込み式噴射ノズルの一般的な機能を要約するために、センターフィードシステムの様々な図を提供したものである。図１２Ａ〜１２Ｇに示されている引き込み式噴射ノズルは、図３の引き込み式噴射ノズルに類似している。しかしながら、同じ一般機能は、図５に示されている引き込み式噴射ノズルなどの他の構成の引き込み式噴射ノズルによって提供することも可能である。
【００８５】
図１２Ａは、引き込まれた噴射ノズルが入口スリーブ内の引き込まれた位置に位置しているセンターフィードシステムの斜視図を示したものである。引き込み式噴射ノズルは、コークスが切断され、かつ、コークスドラムから除去されている間、この位置を維持することができる。
【００８６】
図１２Ｂは、引き込み式噴射ノズルが延ばされた位置に位置しているセンターフィードシステムの斜視図を示したものである。引き込み式噴射ノズルは、副産物がコークスドラム中に噴射されている間、この位置を維持することができる。
【００８７】
図１２Ｃは、引き込み式噴射ノズルが延ばされた位置に位置しているセンターフィードシステムの切欠図を示したものである。図１２Ｄは、引き込み式噴射ノズルが延ばされた位置に位置しているセンターフィードシステムの垂直方向の横断面図を示したものである。図１２Ｅは、引き込み式噴射ノズルが引き込まれた位置に位置しているセンターフィードシステムの垂直方向の横断面図を示したものである。
【００８８】
図１２Ｆは、引き込み式噴射ノズルが引き込まれた位置に位置しているセンターフィードシステムの水平方向の横断面図を示したものである。最後に、図１２Ｇは、引き込み式噴射ノズルが延ばされた位置に位置しているセンターフィードシステムの水平方向の横断面図を示したものである。
【００８９】
本明細書では、主として単一の引き込み式噴射ノズルを有するセンターフィードシステムが説明されているが、本発明は、複数の引き込み式噴射ノズルが使用される（例えば容器すなわちコークスドラムのそれぞれ反対側に２つの引き込み式噴射が使用される）センターフィードシステムにも拡張される。このような場合、複数の引き込み式噴射ノズルの各々は、本明細書において説明されている任意の実施形態に従って、同じ方法または異なる方法で構成することができる。
【００９０】
引き込み式噴射ノズルの開口内の取外し可能インサート
引き込み式噴射ノズルの１つまたは複数の開口には、副産物が引き込み式噴射ノズルを介してコークスドラム中に噴射される際に、場合によっては常に摩耗する傾向がある。副産物の噴射角度に対する満足すべき適切な制御ができなくなる点まで開口が摩耗すると、引き込み式噴射ノズルを交換しなければならない。しかしながら、引き込み式噴射ノズルは、通常、多くの独立した部品からなる極めて大きい構成要素であるため、引き込み式噴射ノズルの交換には費用がかかり、また、困難である。
【００９１】
本発明のいくつかの実施形態では、開口が摩耗した場合の引き込み式噴射ノズルの交換費および交換の困難性に対処するために、取外し可能インサートを受け取るように引き込み式噴射ノズルの１つまたは複数の開口を構成することができ、取外し可能インサートは、それらが摩耗すると、独立して交換することができる。この方法によれば、必要なことは取外し可能インサートを交換することのみであり、したがって引き込み式噴射ノズルを維持する費用および困難性が低減される。
【００９２】
図１３は、それぞれ取外し可能インサート１３０１ａ、１３０２ａを個々に含んだ２つの開口１３０１、１３０２を含んだ引き込み式噴射ノズル１３００の一例を示したものである。インサート１３０１ａおよび１３０２ａは、引き込み式噴射ノズル１３００の外部輪郭と同じ外部輪郭を有するように構成することができ、したがってインサートが開口１３０１および１３０２に挿入されると、組み立てられた引き込み式噴射ノズルの外部輪郭は一定を維持する。
【００９３】
図１４Ａ〜１４Ｅは、インサート１３０１ａおよび１３０２ａを引き込み式噴射ノズル１３００から取り外すことができるように構成することができる方法の一例を示したものである。図１４Ａは、開口１３０１および１３０２にねじ込むことができるよう、インサート１３０１ａおよび１３０２ａにねじを切ることができることを示したものである。例えば図には、９０度回転し、したがって開口１３０１からわずかに上に持ち上がったインサート１３０１ａが示されている。図には、開口１３０１内に形成された対応するねじ山と整合するように構成されるねじ山１３２０を有するインサート１３０１ａが示されている。インサート１３０２ａも同じ方法で構成することができる。ねじ山１３２０は、副産物がインサートを通って流れる際に、副産物によって加えられる力に抵抗するインサート１３０１ａおよび１３０２ａを補助するだけの十分な厚さにすることができ、それによりインサート１３０１ａおよび１３０２ａが動作中に外れる可能性を最小にすることができる。
【００９４】
また、図１４ａは、インサート１３０１ａが完全に開口１３０１にねじ込まれると、引き込み式噴射ノズル１３００内の孔１３１０と整列する孔１３１１を含んだインサート１３０１ａを示したものである。孔１３１０および１３１１には、ボルトを孔の中に固定し、それにより開口１３０１内のインサート１３０１ａの位置を固定することができるよう、ねじを切ることができる。
【００９５】
図１４Ｂは、図１４Ａに示されている角度とは異なる角度で見た引き込み式噴射ノズルの図を提供したものである。この角度では、もう１つの孔１３３０を見ることができる。孔１３３０は、開口１３０１から開口１３０２の中へ延びさせることができ、また、インサート１３０２ａの中に形成されている孔と整列するように配置することができる。インサート１３０１ａの場合と同様、ボルトには、開口１３０２内のインサート１３０２ａの位置を固定するために、孔１３３０を介して、インサート１３０２ａの中の対応する孔へねじを切ることができる。この方法によれば、インサート１３０２ａを固定しているボルトを露出させるために、インサート１３０１ａを最初に取り外すことができる（ボルトを孔１３１１から取り外し、かつ、ねじを弛めてインサートを外すことによって）。
【００９６】
孔１３１０および１３３０を図１４Ａおよび１４Ｂに示されているように配置する利点の１つは、副産物が引き込み式噴射ノズルを介して噴射される際に、これらの孔が副産物の流路に露出されないことである。言い換えると、孔１３３０は、孔１３１０が、図３に示されているように側壁２２の一部を形成することができる引き込み式噴射ノズルの部分に存在している間、インサート１３０１ａによって覆われる。この方法によれば、副産物が高圧でコークスドラムに噴射されている間、いずれの孔も副産物に露出されず、したがってこれらの孔は摩耗から保護される。
【００９７】
図１４Ｃは、図１４Ａおよび１４Ｂに示されている引き込み式噴射ノズルの他の図を示したものである。この図には、開口１３０１の中へ延びている孔１３１０の端部が示されている。図１４Ｄおよび１４Ｅも同様に、図１４Ａ〜１４Ｃに示されている引き込み式噴射ノズルの他の図を示したものである。
【００９８】
また、図１４Ｅは、引き込み式噴射ノズルが使用されるコークスドラムまたはスプールの側壁の輪郭に整合させるために、引き込み式噴射ノズル１３００の端部１４０１の外部輪郭を湾曲させることができることを示している。端部１４０１のこの輪郭は、コークスがコークスドラムから除去される際に生じる可能性のある損傷の最小化を促進することができる。詳細には、端部１４０１の輪郭とコークスドラムまたはスプールの側壁の輪郭が整合しているため、引き込み式噴射ノズル１３００が引き込まれた位置に位置している場合に、落下するコークス片が当たる可能性のある縁が存在しない。
【００９９】
図１５Ａおよび１５Ｂは、それぞれ引き込まれた位置および延ばされた位置に位置している引き込み式噴射ノズル１３００の横断面図を示したものである。これらの図では、ボルト１５０１および１５０２を見ることができる。ボルト１５０１および１５０２は、それぞれ孔１３１０および１３３０を貫通して延び、インサートを所定の位置に固定している。
【０１００】
インサートを使用するもう１つの利点は、インサートを通過する流体の流動パラメータを操作するために、特別にサイズ化され、あるいは形状化されたインサートを選択することができることである。インサートの適切な大きさおよび形状は、副産物の蒸気相の温度、圧力、粘度および運動モデルに基づいて変更することができる。図１３に示されている２つのインサートの場合、これらのインサートが協同して高速の収束層流を生成し、その圧力降下は最小であり、しばしばボトムフィード設置の圧力降下の１０％以内である。圧力降下を小さくし、その一方でインサートの中心とノズルの端部の間の距離を最適に維持するためには、インサートは十分なオリフィス面積を有していなければならない。
【０１０１】
入口スリーブへの副産物の流入の防止
図１６Ａは、スクレーパ１６０１を含んだ引き込み式噴射ノズル１６００の横断面図を示したものである。図１６Ｂは、スクレーパ１６０１の拡大図を示したものである。図に示されているように、スクレーパ１６０１は、ボルト１６０２によって所定の位置に固定される入口スリーブの個別の構成要素を備えている。ボルト１６０２は、スクレーパ１６０１がノズルの外部表面との緊密な接触を維持し、それにより外部表面に蓄積したあらゆるコークスがこすり取られるよう、スクレーパ１６０１の位置を固定する。スクレーパ１６０１は、通常、ノズルが引き込まれている間、ノズルの外部表面全体がこすり取られるよう、ノズルの周囲全体に延びるリングであることに留意されたい。いくつかの実施形態では、スクレーパ１６０１は、引き込み式噴射ノズル１６００の周囲に圧力シールを形成するように働くことも可能である。スクレーパ１６０１によって形成される圧力シールは、図１７を参照して以下でさらに説明するように、引き込み式噴射ノズル１６００の周囲のコンパートメントを加圧することができる。
【０１０２】
いくつかの実施形態では、スクレーパ１６０１は、半径方向に圧縮することができるように構成することができる。言い換えると、引き込み式噴射ノズル１６００の周囲に設置されていない場合のスクレーパ１６０１の内径を引き込み式噴射ノズル１６００の外径より小さくすることができる。この方法によれば、スクレーパ１６０１は、スクレーパ１６０１が半径方向に内側に向かう力を引き込み式噴射ノズル１６００の外部表面に加えるよう、スクレーパを圧縮する（半径方向に外側に向かって）ことによって引き込み式噴射ノズル１６００の周囲に設置される。いくつかの実施形態では、スクレーパ１６０１は、スクレーパの一部を介してｚ−形通路を形成することによって圧縮可能にすることができる。
【０１０３】
図１６Ｃおよび１６Ｄは、スクレーパ１６０１が引き込み式噴射ノズルの外部表面からコークスをすり取ることができる様子を示したものである。図１６Ｃには、噴射ノズルの上に蓄積した一片のコークスが示されている。ノズルが引き込まれる際に（図１６Ｃに矢印で示されているように右側へ）、スクレーパ１６０１によってコークス片がノズルからすり取られる。例えば図１６Ｄは、ノズルがある距離ｘを引き込まれた後、スクレーパ１６０１がノズルからのコークス片のすり取りを開始したことを示している。
【０１０４】
いくつかの実施形態では、スクレーパ１６０１は、独立して取り外すことができる、ノズルの一構成要素であってもよい。例えばスクレーパ１６０１は、激しい摩耗にさらされるため、取り外すことができ、かつ、交換することができるように構成することができる。同様に、システムの効率を改善するためには、スクレーパが使用される特定のシステムに応じて、異なる特性を有するスクレーパを使用することが場合によっては望ましい。例えば、システムに使用される副産物すなわちコークスの特性に応じて、特定の材料、直径または厚さのスクレーパを使用することができ、あるいは特定のエッジを有するスクレーパを使用することができる。スクレーパ１６０１を交換することができるように構成することにより、この個別化を容易にすることができる。
【０１０５】
図１６Ａ〜１６Ｄには、引き込み式噴射ノズル１６００の表面に対してほぼ直角の前面表面（すなわちこすり取り表面）を有するスクレーパ１６０１が示されているが、いくつかの実施形態では、前面表面はある角度を付けて配置することも可能であり、それによりこすり取りのための「より鋭い」エッジを提供することができる。例えば図１６Ｂに示されているスクレーパ１６０１の最も左側のエッジは、右側に向かって後方に角度を付けることができる。
【０１０６】
いくつかの実施形態では、スクレーパ１６０１と同様に構成されたスクレーパを引き込み式噴射ノズルの他の位置に配置することができる。例えば引き込み式噴射ノズルの最も後側の部分（例えば図１３に示されているノズル１３００の最も右側の縁）にスクレーパを配置することができ、あるいはノズルへの入口のすぐ前方に配置することができる。スクレーパは蓄積したコークスをノズルの表面からこすり取ることができるため、残留副産物が入口スリーブとノズルの間を通過する可能性がある実施形態では、場合によっては複数のスクレーパが望ましい。しかしながら、入口スリーブが加圧される（例えばスクレーパ１６０１が圧力シールを提供する場合に）実施形態では、場合によってはコークスドラムへの入口スリーブの開口に単一のスクレーパを必要とするだけである。
【０１０７】
また、残留副産物が入口スリーブとノズルの間を流れることが予想される実施形態では、溶媒ポットを使用して引き込み式噴射ノズルの外部表面に溶媒を噴射することができる。このような場合、ノズルと入口スリーブの間にコークスが蓄積し、ノズルの引き込みを妨害する可能性があるため、溶媒を使用して蓄積したコークスを除去し、ノズルを引き込ませることができる。
【０１０８】
図１７は、ノズルの表面に沿って長さ方向に通っている溝１７０１を含んだ引き込み式噴射ノズル１７００を示したものである。図には単一の溝１７０１を含んだノズル１７００が示されているが、ノズルは、特定の実施態様の必要に応じて複数の溝を含むことができる。また、いくつかの実施形態では、溝１７０１は、ノズルのボディ内に完全に形成することができる（つまり溝と言うよりもむしろ通路である）。
【０１０９】
溝１７０１を使用して引き込み式噴射ノズル１７００の周囲に圧力を提供することができる。例えばノズルが延ばされ、残留副産物がノズルを通って流れている間、溝１７０１を介して蒸気圧を供給し、ノズルと入口スリーブの間のコンパートメントを加圧することができる。この圧力は、加圧されたコンパートメントへの残留副産物の通過を防止することができる。上で言及したように、スクレーパ１６０１は、この圧力を維持するためのシールを形成することができる。いくつかの実施形態では、シートまたは他のスクレーパによって追加シールを提供することができる（例えばノズルの背面に）。
【０１１０】
いくつかの実施形態では、引き込み式噴射ノズル１７００が入口スリーブの中へ引き込ませると、溝１７０１を使用して入口スリーブを加圧することができる。例えばコーキングプロセスの間、あるいはコークスがコークスドラムから除去されている間、ノズルをコークスドラムから引き込ませることができる。入口スリーブとノズルの間にコークス微粒子が流入するのを防止するために、コークスドラムの内部に存在している圧力に等しいか、あるいはそれより高い圧力が入口スリーブ内に存在するよう、溝１７００の中に蒸気圧を供給することができる。
【０１１１】
コーキングプロセスの間、コークスドラムが加圧されるため、コークスドラム内の圧力を、加圧しない場合に入口スリーブ内に存在する圧力をより高くすることができる。同様に、デヘッダー弁を開いてコークスを除去している間、コークスドラム内の圧力を依然として入口スリーブ内の圧力より高くするか、あるいは等しくすることができる。したがって溝１７０１のうちの１つまたは複数を使用して入口スリーブを加圧することにより、この圧力差を最小にするか、あるいは圧力差をなくすことができ、それによりコークス微粒子または他の粒子が入口スリーブに流入するのを防止することができる。
【０１１２】
入口スリーブとノズルの間に流入するコークス微粒子または他の粒子の量を最少にすることにより、本発明は、センターフィードシステムの構成要素の摩耗を最小化することができ、それによりシステムの寿命を長くすることができる。例えばコークス微粒子または他の粒子がノズルと入口スリーブの間に流入すると、ノズルが延ばされた位置と引き込まれた位置の間を前後にスライドする際に、これらの微粒子によって２つの構成要素の摩擦が大きくなる。この追加摩擦は構成要素を摩耗させることになる。また、ノズルをスライドさせるために必要な力がこの追加摩擦によって大きくなり、そのために力を供給するアクチュエータの寿命が短くなることがある。また、コークス微粒子または他の粒子は、センターフィードシステムの他の領域へ通過し、望ましくない結果もたらす可能性も存在している。しかしながら、１つまたは複数の溝１７０１を備えたノズル１７００を構成することにより、入口スリーブを加圧して、微粒子または他の粒子がセンターフィードシステムを通ってコークスドラムから流出する可能性を最小化することができる。
【０１１３】
引き込み式噴射ノズルを使用するために必要な利用可能領域の最小化
引き込み式噴射ノズルは、スプールのコークスドラムの中心まで延ばされるだけの十分な長さのノズルでなければならないため、また、引き込み式噴射ノズルは、スプールのコークスドラムから完全に引き込まなければならないため、引き込み式噴射ノズルを使用するためには場合によってはかなりの広さの利用可能領域が必要である。また、多くの実施態様では、引き込み式噴射ノズルの運動を駆動するアクチュエータのための追加領域が必要である。
【０１１４】
しかしながら多くの場合、センターフィードシステムの部品として引き込み式噴射ノズルを設置するために利用することができる空間は最小である。例えば、残留副産物をコークスドラムに供給するためのセンターフィードシステムを追加するために最小の空間しか利用することができない多くのコークスドラムが既に使用中である。同様に、新しい設備であっても、他の構造物の存在のため、引き込み式噴射ノズルを使用するセンターフィードシステムを設置するために利用することができる空間の広さが制限されることがある。
【０１１５】
これらの問題に対処するために、本発明のいくつかの実施形態では、引き込み式噴射ノズルを修正して、ノズルを使用するために必要な空間の広さを最小化することができる。これらの修正には、テレスコープ型構成要素としてノズルを形成すること、およびコークスドラムまたは他の容器内でねじを弛めて外すことができるねじ山をノズルに提供することを含む。
【０１１６】
テレスコープ型噴射ノズルを使用して、引き込まれた噴射ノズルが外側に向かって容器から延ばされる距離を最短化することができる。例えば、図に示されている、一般に特異長の材料を備えている引き込み式噴射ノズルとは異なり、テレスコープ型ノズルは、一連のテレスコープ型構成要素から形成することができる。この方法によれば、引き込ませる場合、テレスコープ型ノズルは、自身の内部に収縮するため、引き込まれたノズルが延ばされる距離を最短化することができる。容器と他の構造物との間に最小の空間しか存在していない設備の場合、この構成は、場合によってはとりわけ有利である。
【０１１７】
テレスコープ型ノズルの隣接する構成要素間に形成される段を最小化するために、構成要素の縁に可能な限り角度を付け、その一方で構成要素を一体に固定するだけの十分な強度を保持することができる。この方法によれば、縁が平らである場合よりも、延ばされたノズルの内壁をより連続した内壁にすることができる。
【０１１８】
引き込み式噴射ノズルは、テレスコープ型ノズルであれ、あるいは図に示されているようなノズルであれ、コークスドラムまたは他の容器内からねじを弛めて外すことができるように構成することができる。例えばコークスドラムと他の構造物との間に最小の空間しか存在していない場合、入口スリーブと他の構造物との間には引き込み式噴射ノズルを挿入し、あるいは除去するための十分な空間が存在していないことがある。
【０１１９】
引き込み式噴射ノズルを内側から入口スリーブにねじ込む（つまりノズルがコークスドラムまたは他の容器内に存在している状態でねじ込む）ように構成することにより、入口スリーブと他の構造物との間に必要な空間の広さが縮小される。引き込み式噴射ノズルには、任意の適切な方法でねじを切ることができる。一例では、アクチュエータに取り付けられる噴射ノズルの部分には（例えば図１２Ａ〜１２Ｇ参照）、ノズルがアクチュエータの上にねじ止めされるよう、ねじを切ることができる。この方法によれば、引き込み式噴射ノズルは、図に示されている入口スリーブに対する重大な変更を必要とすることなく、入口スリーブ内における自由な移動を維持する。他の事例では、ノズルを取り付けることができる、入口スリーブ内における自由な移動を維持する１つまたは複数の構成要素を含むよう、入口スリーブを修正することができる。
【０１２０】
本発明は、本発明の精神または本質的な特徴から逸脱することなく、他の特定の形態で具体化することができる。説明されている実施形態は、あらゆる点で単なる説明用にすぎず、本発明を制限するものと見なしてはならない。したがって本発明の範囲は、以上の説明によってではなく、特許請求の範囲によって示されている。特許請求項の意味および等価性の範囲の範疇であるあらゆる変更は、特許請求項の範囲に包含されるものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１２Ｆ】
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【図１２Ｇ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１４Ｅ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１７】
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