(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常は固体であるが上昇した温度で溶融状態にすることのできる供給原料から球状ペレットを作るペレット化装置において、
上部造粒帯、該上部造粒帯の下にある球体形成帯、前記球体形成帯の下にある冷却帯、および該冷却帯の下にある下部冷却槽を有する直立したペレット化容器と、
前記上部造粒帯の中央部に配置され、前記供給原料を放射方向外側に向けて投げ出すための複数の排出オリフィスを有するとともに、その投擲直径が前記ペレット化容器の内径よりも小さくなされている、垂直軸線に沿って回転可能な造粒ヘッドと、
ハウジングを含む回転ユニオン継手、供給口、前記ハウジングから垂下する回転可能な管、前記供給口とハウジング内に配置された前記回転可能な管の上端との間の流路、および前記回転可能な管の外面と前記ハウジングの開口部間の流体密シールを有する造粒ヘッド組立体と、
前記回転可能な管の下端からの出口と前記回転可能な管の軸線から半径方向で偏位して配置された複数のオリフィスとの間の流体導通用流路を有する造粒ヘッドに接続された前記回転可能な管の下端と、
前記ペレット化容器に取り付けるための装着手段を有する支持ハウジングであり、前記回転可能な管を回転可能に受けるために、前記支持ハウジングの上端および下端にそれぞれ隣接して配設された上部および下部軸受を有する前記支持ハウジングと、
前記回転可能な管に固定された駆動輪と、
前記造粒ヘッド組立体の前記供給口に溶融した前記供給原料を供給するためのラインと、
前記造粒ヘッドから排出された原料が実質的に球形の液状ペレットを十分に形成することのできる前記球体形成帯の垂直高さと、
前記液状ペレットを冷却し、少なくとも部分的に凝固させて、前記下部冷却槽内に集めるために、前記冷却帯の内側に向けて液体冷媒を噴霧するための複数のノズルと、
前記ペレット化容器内の前記下部冷却槽の深さを維持するために、前記複数のノズルおよび前記下部冷却槽に液体冷媒を供給するためのラインと、
前記液体冷媒中の前記ペレットから成るスラリーを回収するためのラインとを有するペレット化装置。
【請求項２】
前記排出オリフィスが、垂直方向に間隔を置いて配列された複数の上、下横列として前記造粒ヘッドの外周に配列されており、前記下側横列は、前記上側横列に比して、前記造粒ヘッドの前記回転軸線からの半径が小さくなるように配列されている請求項１に記載されたペレット化装置。
【請求項３】
前記造粒ヘッドが最上位横列から最下位横列までテーパー付き外周を有する請求項２に記載されたペレット化装置。
【請求項４】
前記造粒ヘッドが、外周にオリフィスが形成された異なる直径の複数の環状体を有し、該複数の環状体は、下側に向かう配列で前記造粒ヘッドに固定され、順次下側の環状体の直径が上側の環状体の直径よりも小さくなっている請求項２に記載されたペレット化装置。
【請求項５】
さらに、前記造粒ヘッドを約１００〜約５０００ｒｐｍで回転させるための前記駆動輪に連結される駆動装置を有し、前記造粒ヘッドは、約５０．８ｍｍ（２インチ）〜約１５２４ｍｍ（５フィート）の直径を有し、前記オリフィスが約０．７９ｍｍ（１／３２インチ）〜約２５．４ｍｍ（１インチ）の直径および、１オリフィス当り前記供給原料約０．４５Ｋｇ／時間（１ポンド／時間）〜約４５３．５９Ｋｇ／時間（１０００ポンド／時間）の生産能力を有する請求項１に記載されたペレット化装置。
【請求項６】
前記造粒ヘッドに隣接する実質的に一定の温度帯を維持するために前記ペレット化容器の上端を加熱するための加熱装置を更に有する請求項１に記載されたペレット化装置。
【請求項７】
前記球体形成帯内に水蒸気を導入するためのラインを更に有する請求項１に記載されたペレット化装置。
【請求項８】
前記回転ユニオン継手と前記上部軸受との間に、前記回転可能な管における着脱可能な継手を更に有する請求項１に記載されたペレット化装置。
【請求項９】
前記装着手段が、装着フランジと、前記装着フランジから垂下する前記回転可能な管の前記外径よりも大きい内径を有する固定管を含む前記支持ハウジングとを含む請求項１に記載されたペレット化装置。
【請求項１０】
前記下部軸受と前記造粒ヘッドとの間の前記固定管の下端の周囲における下部粉塵シール、および、前記回転可能な管を受容する前記装着フランジの開口部の近くの前記回転可能な管の周囲における上部粉塵シールを更に有する請求項１に記載されたペレット化装置。
【請求項１１】
前記支持ハウジングが前記装着フランジの上方に間隔を置いてブラッケトで固定された頂部フランジを含み、前記上部軸受が前記頂部フランジに固定される請求項１に記載されたペレット化装置。
【請求項１２】
前記駆動輪が前記頂部フランジと前記装着フランジとの間に配置される請求項１に記載されたペレット化装置。
【請求項１３】
前記固定管と前記回転可能な管との間の環状部内に不活性ガスを導入するための入り口を更に有する請求項１に記載されたペレット化装置。
【請求項１４】
ペレット化容器内の上部造粒帯内に石油精製残油供給原料を半径方向外側に向けて投げ出すための造粒ヘッド組立体において、
ハウジング、供給口、前記ハウジングから垂下する回転可能な管、前記供給口と前記ハウジング内に配置された前記管の上端との間の流路、および、前記管の外面と前記ハウジングの開口部との間の流体密シールを含む回転ユニオン継手、
前記回転可能な管の前記下端からの出口と前記回転可能な管の軸線から半径方向に偏位して配置された複数のオリフィスとの間の流体導通用流路を有する造粒ヘッドに接続された前記回転可能な管の下端、
前記ペレット化容器に取り付けるための装着手段、および、前記回転可能な管を回転できるように収容する前記支持ハウジングの上端および下端にそれぞれ隣接する上、下の軸受を有する支持ハウジング、および
前記回転可能な管に固定された駆動輪を有する造粒ヘッド組立体。
【請求項１５】
前記回転ユニオン継手と前記上部軸受との間に、前記回転可能な管における着脱可能な継手を更に有する請求項１４に記載された前記造粒ヘッド組立体。
【請求項１６】
前記装着手段が装着フランジを含み、前記支持ハウジングが、前記装着フランジから垂下するとともに、前記回転可能な管の外径よりも大きい内径を有する固定管を含む請求項１４に記載された前記造粒ヘッド組立体。
【請求項１７】
前記下部軸受と前記造粒ヘッドとの間の前記固定管の下端の周囲における下部粉塵シール、および、前記回転可能な管を受容する前記装着フランジの開口部の近くの前記回転可能な管の周囲における上部粉塵シールを更に有する請求項１４に記載された前記造粒ヘッド組立体。
【請求項１８】
前記支持ハウジングが前記装着フランジの上方に間隔を置いてブラッケトで固定された頂部フランジを含み、前記上部軸受が前記頂部フランジに固定されている請求項１４に記載された前記造粒ヘッド組立体。
【請求項１９】
前記駆動装置が前記頂部フランジと前記装着フランジとの間に配置されている請求項１８に記載された前記造粒ヘッド組立体。
【請求項２０】
前記固定管と回転可能な管との間の環状部分に不活性ガス導入用ポートを更に有する請求項１６に記載された前記造粒ヘッド組立体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、石油精製残油のペレット（小球状物）製造装置について述べるものであり、その装置においては前記残油が溶融状態で回転造粒ヘッドを使用して噴射造粒され、造粒ヘッドによって作られた残油の液状微粒子が凝固する前に球体に形成され、次いで球状微粒子が急冷却されて凝固され実質的に球形になる。より具体的には、本発明は、造粒ヘッド組立体および前記組立体を備えた噴射造粒容器について述べる。
【０００２】
【従来の技術】
石油の蒸留精製残留物は、広範囲にわたる多くの用途を有しており、その中には、舗装用アスファルトや燃料が含まれる。道路工事で使用される舗装用等級（グレード）アスファルトは、最近のＳＨＲＰ仕様（ＡＮＳＩ，Ｙ1.1，アメリカ国家規格）、粘度（１５．５６℃（６０°Ｆ）で通常２００〜５０００ポアズ）、針入度（通常３０ｄｍｍより大きく２００ｄｍｍまで）、針入度比−９．４４℃／−１．１１℃（１５°／３０°Ｆ）（通常約０．３超）、延性、温度感受性、およびその他を含む多くの規定に適合しなければならない。
【０００３】
石油精製残油留分を上昇した温度で空気に接触させることは、「空気吹き（エアー・ブロー）」とも称するが、ある等級の残油の特質を改良し、舗装用アスファルトとしての使用に適するようにする在来方法である。しかしながら、従来技術は、比較的軟らかい残油から、貯蔵および／または発送用としてペレット化できるような比較的硬い残油を得るための空気吹きの実際的な適用について開示しているようには見えない。本明細書および特許請求の範囲で使用する用語「軟質残油」または「低軟化点温度」は、ゼロを超える針入度と、９３．３３℃（２００°Ｆ）未満の環球法（Ｒ＆Ｂ）軟化点温度を有する石油精製残留物に関するものである。「硬質残油」または「高い軟化点温度」は、実質的に針入度ゼロで、９３．３３℃（２００°Ｆ）を超える環球法軟化点温度を有する石油精製残留物を指す。
【０００４】
残油またはアスファルテンの空気吹き装置および方法論を開示している代表的な参考文献に、米国特許第２６１６８３７号（Ｒｏｅｄｉｇｅｒ氏）、第２６２７４９８号（Ｆｉｎｋ氏）、第２８６１９３９号（Ｂｉｒｉｂａｕｅｒ氏）、第２８８９２９６号（Ｍｏｒｒｉｓ氏）、第３４６２３５９号（Ｆａｕｂｅｒ氏）、第３５９８７１６号（Ｆａｕｂｅｒ氏）、第３７５１２７８号（Ａｌｅｘａｎｄｅｒ氏）、第３７７９８９２号（Ｆｏｒｓｔｅｒ氏他）、第３８６８３１５号（Ｆｏｒｓｔｅｒ氏他）、第３９３５０９３号（Ｓｅｎｏｌｔ氏他）、第３９８９６１６号（Ｐａｇｅｎ氏他）、第４０５２２９０号（Ｃｕｓｈｍａｎ氏他）、第４２０７１１７号（Ｅｓｐｅｎｓｃｈｅｉｄ氏他）、第４２８３２３０号（Ｃｌｅｍｅｎｔｏｎｉ氏他）、第４３３２６７１号（Ｂｏｙｅｒ氏）、第４９３３０６７号（Ｒａｎｋｅｉ氏）、第４９７５１７６号  Ｂｅｇｌｉａｒｄｉ氏他）、第５２２８９７７号（Ｍｏｒａｎ氏他）、第５３２０７３９号（Ｍｏｒａｎ氏他）、第５９３２１８６号  Ｒｏｍｉｎｅ氏他）、および第５９３９４７４号（Ｇｏｏｓｗｉｌｌｉｇｅｎ氏他）がある。空気吹き技術は、例えばＢＩＴＵＲＯＸという商号の下で商業的に利用できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
燃料として燃焼される燃料用等級石油精製残油の仕様書は、舗装用アスファルトと対照的に、はるかに厳しさが少ない。この残油は、一般に石炭および石油コークスと比較してより高い発熱量および、よりよい燃焼特性を有しており、このことが、残油が石炭およびコークスに発熱量改良および燃焼補助のために添加物として添加されている理由である。しかしながら、低軟化点温度を有する重質残油は、かなりの取り扱いおよび荷造りの手間なしで貯蔵および／または輸送することが困難である。これらは周囲の条件で初めは固体状であっても、時間の経過とともにこれらの低軟化点材料は、液体流動特性を示す。これらの材料は、代表的に半固体製品として、純液状製品として、あるいは、カットバック（重視油と軽質油の混合）液状製品として輸送されている。この半固体形は、漏洩およびこぼれを防ぐために密閉容器に荷造りしなければならず、一般に、使用に先立って再加熱され、この材料のこのような荷造りおよび取り扱いの高い費用のために、比較的小さい容量の製品への適用が通常、制約される。
【０００６】
純液状製品に関しては、重質残油は、この材料を液状に維持するために上昇温度で保持される。この方法もまた費用がかかり、実際の適用を制約している。
【０００７】
カットバック液状製品に関しては、重質残油は、軽質芳香族炭化水素カッター原料と混合されて混合物が低温で液状に保持される。その結果、残油が配合された軽質炭化水素の価格等級が実質的に下がる。
【０００８】
固体のままであるペレット化残油は、流動せず、容易に貯蔵、荷造り、輸送および取り扱いができる。低軟化点温度を有する残油のペレット化に関する従来の試みは、残油を固体被覆材でカプセル化することに頼ってきた。残油を被覆することは、カプセル化工程を複雑にし、組成的に不均一な製品となり、被覆剤が一般的に高価であるために費用がかさみ、被覆の破裂あるいは破壊および／または被覆剤が水溶性であれば被覆が水に溶けることから必ずしも効果的でなく、また被覆は残油の燃焼特性に不利に作用する。種々のカプセル化装置および方法論について教示する代表的な参考文献に、米国特許第３０１５１２８号（Ｓｏｍｅｒｖｉｌｌｅ氏）、第３３１０６１２号（Ｓｏｍｅｒｖｉｌｌｅ氏）、第４１２３２０６号（Ｄａｎｎｅｌｌｙ氏）、第４１２８４０９号（Ｄａｎｎｅｌｌｙ氏）、第４３８６８９５号（Ｓｏｄｉｃｋｓｏｎ氏）、および第５６３７３５０号（Ｒｏｓｓ氏）がある。
【０００９】
Ｔｅｐｐｏ氏他の米国特許第４９３１２３１号にアスファルト状材料の分離ペレットの製造方法が開示されており、それは溶融形態のアスファルト状材料を長く伸びた輪状の流れとして冷却水中に直接流し込んで長く伸びた流れを凝固させかつ粉砕して分離した固体微粒子とするものである。粉砕されて造られた微粒子は、球状ではなく、望ましくない流動および／または取り扱い特性を有する。例えば、この微粒子は製造された時は粉塵を含まないが、あらゆる尖った縁によってかなりの量の粉塵が取り扱いにより作られることになる。
【００１０】
Ｃｅｒｂｏ氏の米国特許第３８７７９１８号に球形ガラス微粒子の製造装置が開示されており、それは固体粉砕ガラス微粒子を、回転容器を使用するビード炉の通気管の中に遠心分離的に投入するものである。この回転容器が、雲状の均一に拡散した固体ガラス微粒子を形成し、それが上部に導かれ炉の膨張室の中に入り、加熱されて表面張力によってガラス微粒子を球体に形作る。
【００１１】
先行技術は、溶融状態の残油を回転造粒ヘッドに供給し、残油を造粒ヘッドから噴射させて微粒子に粉砕し、微粒子が重力によって高温帯を通過する時に溶融残油の表面張力によって球形を形作ることおよび、次に溶融材料を冷却媒体中で急冷却し微粒子を実質的に球形に凝固させることによって球形の石油精製残油ペレットを作る方法あるいは装置を開示していないことは明らかである。高い軟化点温度を有する実質的に球状で組成的に均質の（被覆されていない）石油精製残油に関するいかなる先行開示も見られず、燃料あるいは燃料添加剤としての燃焼プロセスにおける使用のための周囲温度貯蔵および周囲温度船積み用の球状残油ペレットの製造方法あるいは装置に関する先行開示もまた見られないことは明らかである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、通常は周囲温度で固体であるが上昇した温度で液化可能な石油精製残油のような原料から実質的に球形の微粒子を製造するものである。本発明は、最終使用の前の周囲温度での貯蔵および荷造りに適する、組成的に均質なペレット化された石油精製残油製品を製造するものである。このペレットは、比較的硬く９３．３３℃（２００°Ｆ）以上の軟化点温度を有するので貯蔵および輸送の周囲温度で互いにくっつくことはない。もしも、残油供給原料が十分に硬くないときは、上昇温度で空気を用い酸化させることによって硬化できる。残油は、溶融残油を高温蒸気空間に噴射する回転造粒ヘッドを使用して溶融温度で噴射造粒される。残油が造粒ヘッドから投げ出され重力で落下するときに、それが細片に砕かれて液状である間に球体に形成される。液状で球体が形成された後に、例えば、球体を噴霧水中を通過させて水槽の中に集めることによってペレットが冷却され凝固される。
【００１３】
広義に言えば、本発明は、石油精製残油をペレット化するプロセスを提供する。このプロセスは、（１）残油をそれが液状となる温度に加熱する段階、（２）溶融残油を、入り口と流体導通している複数の放射状に配列された排出オリフィスを有する遠心力造粒ヘッドの該入り口に連続的に供給する段階、（３）造粒ヘッドを回転させ、残油をオリフィスから、噴射残油の投擲直径よりも大きい直径を有するペレット化容器の上端近くの自由空間に噴射する段階、（４）噴射残油をペレット化容器の高温帯で粉々に破壊し実質的に球形のペレットに形成させる段階であって、その時残油は液体であり、次いで容器内部の下方に向かって落下し、残油と不溶性でかつペレットの冷却／凝固に効果的な温度に保持されている冷却媒体と残油が接触する段階、（５）凝固されたペレットおよび冷却媒体の混合物をペレット化容器から回収する段階、および（６）ペレットを冷却媒体から実質的に分離する段階を有する。
【００１４】
本発明は、また石油精製残油のペレット化容器のための造粒ヘッド組立体をも提供する。造粒ヘッド組立体は、供給原料を半径方向外側に向けて、ペレット化容器内の上部造粒帯内に投げ出すために、ペレット化容器の上端部に装着可能であることが好ましい。この組立体は、（１）ハウジング、供給口、ハウジングから垂下する回転可能な管、供給口とハウジング内に配置された回転可能な管の上端部との間の流路、および管の外面とハウジング内の開口部との間の流体密シールを含む回転ユニオン継手、（２）回転可能な管の下端部からの出口と回転可能な管の軸線から離れて放射状に配置された複数のオリフィスとの間の流体導通のための流路を有する造粒ヘッドに接続された回転可能な管の下端部、（３）ペレット化容器への取り付けのための装着手段および回転可能な管を回転できるように収容するための支持ハウジングの上端および下端にそれぞれ隣接された上部軸受および下部軸受を有する支持ハウジング、および（４）回転可能な管に固定された駆動輪を含む。造粒ヘッド組立体は、さらに回転ユニオン継手と上部軸受との間に、回転可能な管における着脱可能な継手を有することが好ましい。上部軸受は、頂部フランジに取り付けられ、下部軸受は、下部軸受取付フランジに取り付けられることが好ましい。
【００１５】
造粒ヘッド組立体内の装着手段は、装着フランジおよび、回転可能な管の外径よりも大きい内径を有する固定管を含む支持ハウジングを包含することが好ましい。固定管は、装着フランジから垂下している。造粒ヘッド組立体は、下部軸受と造粒ヘッドとの間に位置する下部端板の開口部に隣接された固定管の下端部の下部粉塵シールおよび回転可能な管を収容する装着フランジの開口部に隣接する上部粉塵シールを含むことが好ましい。支持ハウジングは、固定管と回転可能な管との間の環状部内に不活性ガスを導入するための出入り口を含むことが好ましい。
【００１６】
支持ハウジングは、装着フランジの上方に間隔を取って配置されたブラケット（腕木部材）によって固定された頂部フランジを含むことが好ましい。上部軸受は、頂部フランジに固定される。駆動輪は、頂部フランジと装着フランジとの間に都合が良く配置することができる。造粒ヘッドの排出オリフィスは、複数の垂直方向に間隔を取って配置された上下の横列で造粒ヘッドの外周に配列されることが好ましい。下側横列は、造粒ヘッドの回転軸線からの直径が上側横列よりも小さくなるように配置できる。造粒ヘッドは、オリフィスの最上位横列から最下位横列に亘ってテーパー形状になされた外周を有することが好ましく、約１００〜約５０００ｒｐｍで回転させることできる。造粒ヘッドは、約５０．８ｍｍ（２インチ）〜約１５２４ｍｍ（５フィート）の直径を有することが好ましく、オリフィスの直径は約０．７９ｍｍ（１／３２インチ）〜約２５．４ｍｍ（１インチ）で、１オリフィス当り残油約０．４５（１ポンド／時間）〜約４５３．５９Ｋｇ／時間（１０００ポンド／時間）の生産能力、投擲直径は約３０４．８ｍｍ（１フィート）〜約４５７２ｍｍ（１５フィート）、およびペレットの寸法範囲は約０．１ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。
【００１７】
冷却媒体は水が好ましく、水槽はペレット化容器の中で約４．４４℃（４０°Ｆ）〜約８７．７８℃（１９０°Ｆ）に保持される。水は、水槽上の冷却帯で少なくとも球状化ペレットをそれらが水槽に入る前に部分的に冷却するために、内側に向けての噴霧例えば微細ミストとして、ペレット化容器内に導入されることが好ましい。ペレット化容器から回収されるスラリーは、冷却帯に導入された水よりも約１０℃（５０°Ｆ）を超えて温かくないことが好ましい。本プロセスは、また分離段階から水を収集する段階、および濾過する段階、冷却する段階および冷却された水を冷却帯に再循環する段階を含むことができる。
【００１８】
本プロセスは、またペレット化容器の上端部の近くで蒸気を排出する段階および／または造粒ヘッドの周辺で実質的に一定の温度帯を維持するためにペレット化容器の上端部を加熱する段階を含むことができる。本プロセスは、さらに回収ペレットをペレット化容器から遠く離れた場所であって、そこでは、ペレットが、燃料油あるいは同種のもののためのカッター原料との混合物として、コークスおよび／または石炭の燃焼改良材あるいは燃焼添加剤として、燃焼のために使用される場所へ周囲温度で輸送する段階を有することができる。
【００１９】
加熱段階に供給される石油精製残油は、基本的に０の針入度および９３．３３℃（２００°Ｆ）〜２０４．４４℃（４００°Ｆ）の軟化点温度を有することが好ましく、約１１０℃（２３０°Ｆ）〜１７６．６７℃（３５０°Ｆ）の軟化点温度を有することが一層好ましい。前記残油は、溶媒の脱歴プロセスからアスファルテン富化留分として得られることが好ましい。残油原料は、約１７６．６７℃（３５０°Ｆ）〜約３７１．１１℃（７００°Ｆ）の温度に加熱されることが好ましく、分離装置から回収されたペレットは、０．１〜１０重量パーセントの残留水分含有量を有することができる。本プロセスは、また、輸送された残油ペレットを燃焼させる段階、例えば、燃焼用燃料として、石炭および／または石油コークスの燃焼添加剤として、あるいは燃料油におけるカッター原料との混合成分として燃焼させる段階を含むことができる。
【００２０】
本プロセスは、さらに、残油の針入度を実質的にゼロに減じ、かつ軟化点温度を９３．３３℃（２００°Ｆ）超に上げて、加熱段階での残油原料としての使用に適する硬質残油を形成するために約１７６．６７℃（３５０°Ｆ）〜約３７１．１１℃（７００°Ｆ）の温度と効果的な周期時間で軟質石油精製残油を空気と接触させる段階を有することができる。軟質残油は大気塔残油として、あるいは石油精製残油の溶媒脱歴、特にプロパン脱歴からのアスファルテン富化留分として得ることができる。空気接触段階は、約２時間から約５時間までの周期時間が好ましい。
【００２１】
本発明の別の観点において、軟質石油精製残油から石油精製残油ペレットを製造するプロセスが得られる。本プロセスは、ゼロよりも大きい針入度および約９３．３３℃（２００°Ｆ）未満の軟化点温度を有する軟質残油から実質的にゼロの針入度および９３．３３℃（２００°Ｆ）を超える軟化点温度を有する硬質残油を形成するために、軟質残油を約１７６．６７℃（３５０°Ｆ）〜約３７１．１１℃（７００°Ｆ）の温度と効果的な周期時間で空気と接触させる段階、および硬質残油をペレットに形成する段階を含む。本プロセスは、ペレットを例えば、燃料あるいは燃料添加剤として燃焼させる段階を含むこともできる。
【００２２】
本発明のさらに別の観点おいて、周囲温度で通常、固体であるが上昇温度で液化されうる石油精製残油のような原料から球状ペレットを作るペレット化装置が得られる。このペレット化装置は、上部造粒帯、上部造粒帯の下にある高温球体形成帯、球体形成帯の下方の冷却帯、および冷却帯の下にある下部液体冷却槽を有する直立したペレット化容器を含む。造粒ヘッドは上部造粒帯の中心に配置され、垂直軸に沿って回転させることができる。造粒ヘッドは、溶融原料を放射状に外側に向けて投げ出すための複数の排出オリフィスを有する。造粒ヘッドの投擲直径はペレット化容器の内径よりも小さい。造粒ヘッドへの原料供給のためにプロセスラインが設置される。球体形成帯の垂直高さは、造粒ヘッドから噴射された液体原料が液体である間に実質的に球形に形成されるのに十分な高さである。ミスト（霧）状の水であることが好ましい液体冷却媒体を内側に向けて冷却帯の中に噴霧し、槽内に収集されるべき球体の少なくとも外表面を冷却し凝固させるために複数のノズルが設けられる。ペレット化容器内の槽を比較的低温度に保持するために、複数のノズルおよび槽に水を供給するための他のライン（導管）が設置される。さらに、槽の水中のスラリー状ペレットを回収するためのラインが設置される。スラリー状ペレットを脱水するために液体-固体分離装置が設置される。
【００２３】
このペレット化装置は、また、残油の針入度を実質的にゼロに低減し、かつ軟化点温度を９３．３３℃（２００°Ｆ）超に上げて造粒ヘッドに供給するのに適した硬質残油を形成するために、約１７６．６７℃（３５０°Ｆ）〜約３７１．１１℃（７００°Ｆ）の温度と効果的な周期時間で、ゼロよりも大きく、好ましくは１００ｄｍｍより小さい針入度を有する軟質残油を空気と接触させるための酸化容器を含むこともできる。ペレット化装置は、さらに石油精製残油の溶媒脱歴工程からアスファルテン留分として軟質残油を得るために溶媒脱歴装置を含むことが好ましい。
【００２４】
造粒ヘッドの排出オリフィスは、垂直方向に間隔を取って配置された複数の上下の横列で造粒ヘッドの外周に配列されることが好ましく、そこにおいて下側横列は、造粒ヘッドの回転軸線からの直径が上側横列よりも小さくなるように配置される。造粒ヘッドは、比較的大きい直径の最上位横列から比較的小さい直径の最下位横列にかけて連続的にあるいは段階的に先細りになる外周を有することができる。代替的な実施例として、造粒ヘッドは、外周にオリフィスが形成された異なる直径の複数の環状体を有することが好ましく、該複数の環状体は、下側に向かう配列で造粒ヘッドに固定され、順次下側の環状体の直径が上側の環状体の直径よりも小さくなされる。ペレット化装置は、造粒ヘッドを約１００〜約５０００ｒｐｍで回転させる駆動装置を有することが好ましく、そこにおいて造粒ヘッドは、約５０．８ｍｍ（２インチ）〜約１５２４ｍｍ（５フィート）の直径を有し、またオリフィスの直径は約０．７９ｍｍ（１／３２インチ〜約２５．４ｍｍ（１インチ）で、１オリフィス当り溶融原料約０．４５ｋｇ／時間（１ポンド／時間）〜約４５３．５９ｋｇ／時間（１０００ポンド／時間）の生産能力である。
【００２５】
冷却媒体は水が好ましく、ペレット化装置は、また、ペレット化容器内の水槽を約１５．５６℃（６０°Ｆ）〜約８７．７８℃（１９０°Ｆ）の温度に保持するための冷却装置を含むことが好ましい。前記水槽は少量の泡立ち防止界面活性剤を含有することが好ましい。ペレット化容器は、水槽を備えた円錐形の底、およびスラリーを回収ラインに供給するために円錐形底の下端部に設置された排出口を有することが好ましい。液体・固体分離装置から回収された水の濾過用に濾過装置を設置することができ、濾過された水の冷却用に冷却装置および冷却された水の供給ラインへの再循環用に再循環ラインを設置できる。
【００２６】
ペレット化容器からその上端近傍で蒸気を回収するための排出ラインを設置することが好ましい。特に始動運転の間に造粒ヘッドに隣接して実質的に一定の温度帯を維持するために、容器の上端部に加熱装置を設置することもできる。一つの好適実施例として、球体形成帯の中に水蒸気を導入するためのラインが設置される。
【００２７】
液体・固体分離装置は、振動スクリーンを有することが好ましい。ペレット化装置は、さらに、ペレットを振動スクリーンから周囲温度貯蔵、荷作りおよび／または船積みへの輸送のためにコンベアーベルトを有することができる。
【００２８】
別の観点から、本発明において燃焼に好適な実質的に球形で均質な石油精製残油ペレットが得られ、それは０．１ｍｍと１０ｍｍの間の寸法範囲、基本的に０の針入度、９３．３３℃（２００°Ｆ）から約２０４．４４℃（４００°Ｆ）までの軟化点温度、好ましくは、約１１０℃（２３０°Ｆ）から１７６．６７℃（３５０°Ｆ）までの軟化点温度、０．１から１０までの重量パーセントの残留水分含有量および１０重量パーセント未満の硫黄含有量を有する。残油ペレットは、軟質残油を硬質残油に変質させるのに効果的な周期時間で、好ましくは２時間から５時間までの周期時間で、上昇温度で空気と接触させる段階を有するプロセスによって作られた硬質残油を含むことができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明によるペレット製造に好適な石油精製残油は、あらゆるアスファルテン富化原料を含み、特にプロパン溶媒、あるいは溶媒脱歴プロセス技術においてよく用いられ、商品名ＲＯＳＥ，ＤＥＭＥＸ，ＳＯＬＶＡＨＬおよび同種のもので市販されている他の溶媒を用いた溶媒脱歴から得られるアスファルテン留分を含んでいる。本明細書および請求項で使用される用語「残油」は、また、例えば、大気塔残留物、真空塔残留物、ビスブレーカー（ｖｉｓｂｒｅａｋｅｒ）残留物、熱分解反応塔残留物、ソーカー（加熱容器）残留物、水素処理装置残留物、水添分解装置残留物および同種のもののような石油精製残油から得られる別のアスファルテン含有原料を包含する。残油は−７．７８℃（０°Ｆ）〜２０４．４４℃（４００°Ｆ）の軟化点温度、０〜１００ｄｍｍの針入度および０〜１０重量パーセントの硫黄含有量を有することができる。プロパン脱歴および大気塔残留物からの残油は、典型的に９３．３３℃（２００°Ｆ）未満の軟化点温度を有する。代表的な石油精製残油およびそれらの性質が下の表１に一覧掲載されている。
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【００３０】
石油精製残油は二つのグループ、軟質および硬質残油に分類でき、それらのＡＳＴＭ（米国材料試験協会）Ｄ３４６１−８５規格によって測定された環球法軟化点温度およびＡＳＴＭ  Ｄ５規格で−３．８９℃（２５°Ｆ）で測定された針入度によって互いに区別される。軟質残油の環球法軟化点温度は一般的に９３．３３℃（２００°Ｆ）未満であり、それらの針入度はゼロよりも大きく硬質残油はおおよそ９３．３３℃（２００°Ｆ）かそれよりも高い環球法軟化点温度および実質的にゼロの針入度を有する。石油精製残油の環球法軟化点温度は、残油の粘度がおおよそ１００００００ｃＳｔ（センチストークス）であって、かつ固体から半固体への相転移が起こる温度として定義される。軟質残油から作られたペレットは、互いにくっつき、自然環境状態で貯蔵および輸送性能が劣る。したがって、軟質残油は、これらの原料を化学的に（空気酸化あるいは別の適切なプロセスによって）改質するか、あるいは出来上がったペレットを不浸透性被覆剤でカプセル化する予備処理をしなければ、通常、商業的にペレット化することに適さない。対照的に、硬質残油から作られたペレットは、予備処理なしで良好な貯蔵および輸送性能を有することが出来る。
【００３１】
本発明によれば、軟質残油は、最初に、在来の空気吹き（エアー・ブロー）反応装置内で、典型的には軽圧力（０．９０Ｋｇ／ｍｍｇ未満（５０ｐｓｉｇ未満））および適度の温度（１７６．６７℃〜３７１．１１℃（３５０°Ｆ〜７００°Ｆ））で空気を噴霧することによって酸化される。残油は、一定温度での空気吹き込み時間および単位重量当りの空気流量比率に応じて硬化する。代表的な空気吹き込み時間は、２〜５時間である。しかしながら、空気吹き込み時間は、温度を上げることおよび／または残油の単位重量当りの空気流量比率を多くすることによって減らすことができる。軟質残油中に存在する多少の樹脂は、酸化されてアスファルテンに変質する。多少の樹脂およびアスファルテンは、軽炭化水素、軽炭化水素液およびオフガス（一酸化炭素、二酸化炭素、ガス状炭化水素および水素を含む）に変質する。空気吹きプロセスは、一般に残油の燃焼熱を減ずるが環球法軟化点温度および酸素含有量を高める。９３．３３℃（２００°Ｆ）を超えるＲ＆Ｂを有する酸化残油はペレット化に好適である。
【００３２】
本発明は、軟質および硬質石油精製残油の双方からペレット即ち小球を製造するプロセスである。本発明の１実施例において、硬質残油１０、即ち９３．３３℃（２００°Ｆ）を超える初期環球法軟化点温度を有する硬質残油は、直接ペレット化できる。即ち、いかなる予備処理も必要としない（図１参照）。軟質残油１２は、最初に上昇温度で軽く圧力をかけて空気酸化即ち空気吹きを施され、９３．３３℃（２００°Ｆ）以上の環球法軟化点温度を有する硬化された残油に変質され、よりペレット化に適するようにされる（図２参照）。硬質残油および硬化された軟質残油のペレット化は、遠心力噴射造粒装置を採用するペレット化段階１６を利用して遂行される。遠心力噴射造粒装置は、高い噴射造粒能力、種々の大きさのペレットの製造および様々な残油からのペレット製造ができる適応性、操業の容易さ、自己清浄化能力および始動と停止の容易さを有する。
【００３３】
ペレット化段階１６は、実質的に球形で良好な貯蔵、輸送および燃料特性を有するペレットを製造する。ペレット化段階１６で得られたペレットは、随意に敷物の上あるいはピット、サイロ、タンクまた硬質ラム内に送られ貯蔵される１８（図１）。また、貯蔵にはバッグ、ボックス、ドラムあるいは同種のものの中へ荷造りされることを含むことができる。ペレットは次にトラック、軌道車、船、はしけあるいは同種のものによって荷造り（発送）２０のために送られる。ペレットは図２に示すように荷造り（発送）後に貯蔵されることもできる。ペレットは次に、煙道ガス２４を回収し、そのガスから典型的に熱を回収するための既知の技術により残油燃焼に適して設計された在来の燃焼装置２２で空気とともに燃焼されることが望ましい。しかしながら本発明は、別の有用性を有するであろうペレットの燃焼について制限される必要はない。
【００３４】
図３に示すように、硬質残油１０（あるいは硬化された軟質残油を製造できる空気吹き装置または他のプロセス装置から得られた硬化された軟質残油）が、サージドラム３０内に供給される。サージドラム３０の目的は、（例えば、溶媒脱歴プロセスから回収されたアスファルテンからの）残油中に含まれる残留溶媒を除去することであり、この残留溶媒は、頂部でライン３２内に排出される。サージドラム３０の目的は、また、容積式ポンプ３４のために正の吸い込みヘッド（揚程）をも提供することである。容積式ポンプ３４は、ペレット化容器３６に残油を所望の流量比率で配給する。圧力調整弁３８および回帰ライン４０を含む流出補完装置が、サージドラム内の残油レベルを維持し、ペレット製造の変動をも調整する。残油調節加熱装置４２からの代表的な出口温度は、約１７６．６７℃（３５０°Ｆ）から約３１５．５５℃（６００°Ｆ）まで、あるいは残油の粘度および環球法軟化点温度によっては３７１．１１℃（７００°Ｆ）までの範囲である。
【００３５】
加熱された残油がライン４４を経由してペレット化容器３６の頂部に流入し、そこで回転造粒ヘッド４６の中に進む。回転ヘッド４６はペレット化容器３６の頂部に直に取り付けられており、電動モーター４８あるいは他の在来の駆動装置を使用して回転される。回転ヘッド４６は、約１００から５０００ＲＰＭまでの範囲の速度で回転される。
【００３６】
回転ヘッド４６は、それぞれ図４および図５に示すように先細り籠状ヘッド４６a構造あるいは複数の直径を有するヘッド４６ｂ構造を含むが、これらに限定されることなく種々の構造をとりうる。オリフィス５０がヘッド４６a、４６ｂの外周上に、三角あるいは正方形の位置関係の１以上の横列で、あるいは以下においてより詳細に説明されるいずれか別の配列で、同一の間隔をあけて配置される。オリフィス５０の直径は、所望のペレット寸法および分布を作るために約０．８から約２５ｍｍ（約０．０３から約１インチ）まで変えることができる。回転ヘッド４６直径、ＲＰＭ（一分間当りの回転数）、オリフィス５０寸法および流体温度（粘度）の組み合わせが、ペレット寸法および寸法分布、１オリフィス当りの残油処理量およびペレットの投擲直径を制御する。残油が回転ヘッド４６に入ると遠心力が、長く細い円柱状の残油をペレット化容器３６頂部の自由空間内に噴射する。残油がペレット化容器の中を外側に向かって、および／または、下方に向かって移動する時、表面張力が粘性力と慣性力の結合力に打ち勝つと、残油はばらばらになって球状ペレットになる。ペレットは、螺旋状に冷却水槽５２（図３参照）内に落下し、この水槽はペレット化容器３６の円錐形底５４に保持されることが好ましい。回転ヘッド４６の回転軸線とペレットがヘッド４６から離れて移動することを停止し下方に落下し始める点との水平距離を投擲半径と称する。投擲直径、即ち投擲半径の２倍、はペレットが容器３６の壁に衝突し、そこに蓄積することを防止するためにペレット化容器の内径よりも小さいことが好ましい。
【００３７】
残油が回転ヘッド４６から流出している間、ヘッドに隣接する領域を高温に保持するために、水蒸気、電気加熱コイルあるいは別の加熱要素５６がペレット化容器の頂部内に設置されても良い。ペレット化容器３６の頂部内領域の加熱は、初期の始動の間に利用されるが、正規操業間のペレット化容器３６内の蒸気温度を一定に維持するために利用することもできる。所望であれば、始動時にペレット化容器３６を加熱するために、加熱要素５６の代わりに、あるいは、それに追加して、ライン５７によって水蒸気を導入することができる。始動時の水蒸気の導入は、残油ペレットを不適切に酸化する空気をペレット化容器３６から排除することの助けになるだろう。残油供給４４温度に近い一定蒸気温度の維持が粘性力に打ち勝つことを促進し、投擲直径を小さくすることおよび残油の長い連なりを低減することを助けることができる。加熱残油によって生成された蒸気および多少の蒸発した冷却水からの水蒸気がペレット化容器３６の頂部から排出口ラインを通って外へ出て回収されるか、または、所望であれば燃焼される。
【００３８】
ペレットは、ペレット化容器３６の底部に保持された冷却水槽５２へと螺旋状に下方に移動する。噴霧ノズル６０によって作られた水のミストが、この段階ではまだ溶融コア（内部）を有するペレットの表面を急速に冷却し硬化させることが好ましい。表面硬化したペレットが水槽５２の中に落下する。その水槽では水がペレット化容器３６の底部に入って乱流を起こし、ペレット化容器３６からのペレットの除去を促進し、かつまたペレットをさらに冷却する。低水準（２０ｐｍｍ未満）の一種以上の（商品名ＴＥＲＧＩＴＯＬおよびＴＲＩＴＲＯＮで市販されているものを含むが、しかしそれらに限定されることなく様々な製造業者からの）泡立ち防止海面活性剤が冷却水に使用でき、ペレットの軟着水を容易にし球状ペレットが平らになることを低減する助けとなる。入水がライン６２，６４で供給され、排水がライン６６で行われる間に、冷却水流量比率は、約−１２．２２℃（１０°Ｆ）から約１０℃（５０°Ｆ）の温度上昇、より好ましくは約−９．４４℃（１５°Ｆ）から約−３．８９℃（２５°Ｆ）の温度上昇を与えるように維持されることが好ましい。
【００３９】
ペレットと冷却水がスラリーとしてペレット化容器３６の外に流出し振動スクリーン６８のような分離装置に入り、そこでペレットが脱水される。ペレットは、約１０重量％までの、好ましくは１重量％程に低い、あるいは０．１重量％程にでも低い、あるいはさらに低い残留水分含有量を有することができる。ペレットは、在来のサイロ、開放ピット、袋詰め装置あるいはトラック荷役施設（図示せず）へ、コンベヤーベルト７０で輸送できる。脱水スクリーン６８からの水は、排水溜め７２に流入する。排水溜め７２は、冷却水ポンプ７４に対して十分な正の吸い込みヘッド（揚程）を与える。代替的に脱水スクリーンからポンプ吸い込み口へ直接水を引くこともできる（図示せず）。冷却水は例えば、微粒子と固体が除去される濾過装置のような固体除去要素７６を通してペレット化装置にポンプで戻される。冷却水は例えば、空冷装置７８で、精製所冷却水システム（図示せず）での熱交換で、あるいは他の在来冷却手段で周囲温度まで冷却され、ライン８０によりペレット化容器３６へ再循環される。
【００４０】
図３のペレット化装置の代表的操業条件を下の表２に示す。
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【００４１】
造粒ヘッド組立体の一好適実施例を図６−９に示す。造粒ヘッド組立体８２は、ペレット化容器３６に据え付けられることが好ましい。造粒ヘッド組立体８２は、回転ユ二オン継手８４、供給口８６、回転ユニオン継手８４から垂下している回転可能な管９０、および回転可能な管９０の底部の造粒ヘッド４６を有する。供給口８６が回転ユニオン継手８４に接続される。回転ユニオン継手８４が回転可能な管９０の上端に密封して収容される。回転可能な管９０が造粒ヘッド４６に固定して取り付けられる。造粒ヘッド組立体８２の操業が供給口８６から回転ユニオン継手８４へ残油を導入することで始まる。残油は、次に回転ユニオン継手８４から回転可能な管９０の中に流体導通で入ってゆく。回転可能な管９０が残油を造粒ヘッド４６へ運ぶ。
【００４２】
造粒ヘッド組立体８２は、頂部フランジ９４、複数ブラケット（腕木）９６，装着フランジ９８、下部軸受取付フランジ１００、端板１０２、および支持ハウジング１０４を含む。装着フランジ９８は造粒ヘッド組立体８２をペレット化容器３６の頂部に添えて取り付けるために使用される。支持ハウジング１０４は装着フランジ９８から垂下し、下部軸受取付フランジ１００および下部端板を固定する。支持ハウジング１０４は、環状空間を形作るために回転可能な管９０の外径よりも大きい内径を有する。支持ハウジング１０４の好適実施例は、固定された管である。
【００４３】
下部軸受取付フランジ１００は、装着フランジ９８と端板１０２との間に配置されるのが好ましく、端板１０２に隣接するのがより好ましい。下部軸受取付フランジ１００は、回転可能な管の構造的支持および下部軸受１０６の取り付け手段を提供する。下部軸受１０６は、操業中、回転可能な管９０の誘導および安定装置として働く。下部軸受１０６は、例えば、商標名ＤＯＤＧＥで市販されている。
【００４４】
端板１０２は、支持ハウジング１０４の下端に添えて取り付けられる。端板１０２は、通常、下部粉塵シール１１１と共同して支持ハウジング１０４の中および下部軸受１０６の上への異材の進入を防止する。
【００４５】
複数ブラケット９６は、頂部フランジ９４を支持するために装着フランジに添えて取り付けられる。ブラケット９６は、駆動ベルト１０８、駆動輪９２、上部軸受１１０および不活性ガス出入り口１１２への接近を可能にする。駆動輪９２は、図８−９で分かるように回転可能な管９０に固定されモーター４８および対応するベルト１０８で駆動される。駆動輪９２は、頂部フランジ９４と装着フランジ９８との間に都合よく配置される。上部軸受１１０が、頂部フランジ９４と装着フランジ９８との間で頂部フランジに添えて取り付けられる。上部軸受１１０は下部軸受１０６と同じく、操業中回転可能な管９０の誘導および安定装置としても役立つ。
【００４６】
管継手１１４は、頂部フランジ９４の上方および回転ユニオン継手８４の下方に配置されるのが好ましい。管継手１１４は、整備のための回転ユニオン継手８４の迅速な取り外しおよび／または交換を容易にする。頂部フランジ９４に対して回転ユニオン継手８４が回転することを防止するために、回転ユニオン継手８４とともにトルク棒８８が使用されてもよい。
【００４７】
不活性ガス出入り口１１２が、装着フランジ９８に添えて取り付けられる。固定管１０４と回転可能な管９０の間の環状部内への不活性ガスの導入が不適切なガスおよび異材の集合を防止する。さらに、粉塵あるいは可燃性ガスを阻止するために粉塵シール１１６，１１８がそれぞれ端板１０２および装着フランジ９８に対して回転可能な管９０の周りにある。下部粉塵シール１１６が、端板１０２と造粒ヘッド４６との間で端板１０２の開口部に隣接する支持ハウジング１０４の下端に配置されることがより好ましい。上部粉塵シール１１８が、回転可能な管９０を収容する装着フランジ９８の開口部に隣接するのが好ましい。
【００４８】
本発明は、石油精製残油をペレット化するための遠心力噴射装置即ち造粒ヘッド４６の使用について開示する。遠心力噴射装置４６は、結果的に低コスト、高処理量、適応性および自己清浄化能力を有する残油ペレット化装置である。オリフィス５０が回転ヘッド４６の外周に配置される。所望の製品を得るために必要なオリフィス５０の数は、ヘッド４６の直径を増大することによって、および／または、多数の水準で横列および軸方向に間隔をとって配置されるオリフィス５０間の距離を減らすことによって、増加される。オリフィス５０は、三角形または正方形位置関係あるいは他の形で軸方向に間隔をとって配置することができる。
【００４９】
回転ヘッド４６は、先細り籠状ヘッド構造４６aまたは複数直径ヘッド構造４６ｂ（それぞれ図４と図５に示す）を含むがそれらに限定されることなく変更された設計構造をとることができる。ヘッド４６直径と回転速度の組み合わせが、残油を遠心力ヘッドから噴射する遠心力を決定する。ヘッド４６ｂの異なる外周にオリフィス５０を配置することによって、例えば、溶融／粘着性微粒子は、それらの異なる投擲直径ゆえに衝突が最小限に抑えられる傾向があると考えられ、その結果、残油微粒子が冷却し凝固する前に塊状になるのを防止する。所望であれば、ヘッド４６ｂ内の異なる環状体４７ａ−ｃは、例えば、それぞれの外周において、おおよそ同じ遠心力を得るために異なる速度で回転させることが出来る。
【００５０】
ヘッド４６の回転速度および直径に加えて、他の操業条件としては、オリフィス５０寸法、残油温度、周辺温度、ヘッド５０内の残油流動経路の寸法（図示せず）、残油の粘度および表面張力がある。これらの変形体およびそれらとペレット寸法、オリフィス当りの生産比率、投擲直径および噴流破壊長さとの関係について以下に説明する。
【００５１】
オリフィス５０寸法は、ペレット寸法に影響をおよぼす。与えられた粘度（温度）、回転速度、ヘッド４６の直径および処理量において、より小さいオリフィス５０寸法は、より小さいペレットを作る一方、より大きいオリフィス５０寸法は、より大きいペレットを作る。同じ操業条件においてオリフィス５０寸法が小さくなるにつれて投擲直径は大きくなる。回転速度、ヘッド４６の直径および処理量を調整することによって、ペレットは異なる範囲の寸法で製造することができる。処理量次第で、オリフィス５０の数は、１０以下から７００以上までありうる。
【００５２】
遠心力ヘッド４６の回転速度および直径が、残油の噴射を生じさせる遠心力に影響を及ぼす。他の条件は一定のままであると仮定して、ＲＰＭを増すとペレット寸法が小さくなり、投擲直径が大きくなる。ヘッド４６直径の増大は、遠心力を増大し、一定の遠心力を維持するためにＲＰＭは、ヘッド４６直径比の平方根に比例して低減することができる。１オリフィス５０当りの、より高い生産比率のためには、より大きな回転速度が一般的に必要である。代表的なＲＰＭ範囲は、１００から５０００までである。遠心力ヘッド４６直径は、直径で５０．８ｍｍ（２インチ）から１５２４ｍｍ（５フィート）まで変えることが出来る。
【００５３】
残油の粘度は、一般的に温度の低下とともに幾何級数的に増加する。種々の温度における残油粘度は、二つの温度において既知の粘度を用意する当業界に既知のＡＳＴＭ技法を使用する改変によって概算できる。残油粘度は製造されるペレットの寸法に影響を及ぼし、他の条件が一定のまま与えられたとして、より高い残油粘度がより大きいペレットを作る。
【００５４】
【実施例１および２】
実験は、１２９．４４℃（２６５°Ｆ）および１４４．４４℃（２９２°Ｆ）の環球法軟化点温度を持つ、溶媒脱歴で作られた二種の石油精製残油を使用して遂行された。実験用配置は、供給タンク炉、ペレット化装置残油ポンプ、加熱された供給ライン、遠心力ヘッドへの残油移送用シール、多数オリフィス遠心力ヘッド、ヘッド回転用モーターとベルトおよびペレット収集トレーから構成された。残油硬質ラム炉の中で所望の操業温度に加熱され、ペレット化装置残油ポンプで回転遠心力ヘッドへ汲み上げられた。ペレット化装置残油ポンプは、５ガロン／分（英国標準２２．７３・／分、米国標準１８．９３・／分）まで汲み上げる能力を有する歯車ポンプであった。高温度、適圧シールが、残油移送中の供給ラインと遠心力ヘッド間の確実な密封接続をもたらした。
【００５５】
各ペレット化実験の前に、ポンプは、目盛りを正しく調整された。残油が遠心力ヘッドに入ると遠心力が長く薄い円柱状の残油をペレット化装置の頂部の自由空間内に噴射した。残油が蒸気空間内を下方に移動するとき、表面張力が粘性力と慣性力との結合力に打ち勝つと、残油は、ばらばらになって球状化ペレットとなった。ペレットは、冷却水槽が保持された収集トレー内へと螺旋状に落下した。
【００５６】
実験用遠心力ヘッドは、金属チャンバー（室）内に収容され、チャンバー内の蒸気が二つの灯油燃焼空気加熱装置を使用して残油供給温度に近い温度に保持された。遠心力ヘッドは、誘導コイル加熱装置を使用して残油温度に近い温度に加熱された。金属チャンバーは、粘性力に打ち勝って球状ペレットを形成するために加熱され、これがまた投擲直径を小さくし残油が長く連なることを阻止した。実験は、単一および複数のオリフィスを使用して遂行されペレットが高い処理量で首尾よく製造された。複数のオリフィスで操業中、ペレットは、蒸気空間においてあるいはペレット収集トレー内への落下中に塊状になることはなかった。
【００５７】
実施例１および２が本発明の原理に基づく遠心力噴射装置を使用する残油ペレット化の操業を例証し、ペレットを首尾よく製造するこの装置の能力を明示した。残油特性および操業条件を下の表３に示す。
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【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による硬質石油精製残油をペレット化する方法の一実施例の簡略化プロセス流れ線図。
【図２】噴射造粒に先行して軟質残油を硬質残油に変質させるための空気酸化を含んでいる図１の実施方法の代替実施例の簡略化プロセス流れ線図。
【図３】本発明の実施例によるペレット化装置の簡略化プロセス流れ線図。
【図４】本発明による造粒ヘッドの実施例の簡略化概要図。
【図５】本発明による造粒ヘッドの代替実施例の簡略化概要図。
【図６】本発明の一実施例による造粒ヘッド組立体の立面図。
【図７】図６の造粒ヘッド組立体の上部断面の部分拡大図。
【図８】図６の造粒ヘッド組立体の拡大断面図。
【図９】図６の造粒ヘッド組立体の下部断面の拡大図。
【符号の説明】
１０  硬質残油
１２  軟質残油
１４  空気吹き
１６  ペレット化段階
１８  貯蔵
２０  船積み
２２  燃焼装置
２４  燃料ガス
３０  サージドラム
３２  ライン
３４  容積式ポンプ
３６  ペレット化容器
３８  圧力調整弁
４０  回帰ライン
４２  残油調節加熱装置
４４  ライン
４６  回転造粒ヘッド
４６a  先細り籠状ヘッド
４６ｂ  複数直径ヘッド
４７  環状体
４８  電動モーター
５０  オリフィス
５２  冷却水槽
５４  円錐形底
５６  加熱要素
５７  ライン
５８  排出ライン
６０  噴射ノズル
６２，６４，６６  ライン
６８  振動スクリーン
７０  コンベアーベルト
７２  排水溜め
７４  冷却水ポンプ
７６  固体除去要素
７８  空冷装置
８０  ライン
８２  造粒ヘッド組立体
８４  回転ユニオン継手
８６  供給口
９０  回転可能な管
９２  駆動輪
９４  頂部フランジ
９６  ブラケット
９８  装着フランジ
１００  下部軸受取付フランジ
１０２  端板
１０４  支持ハウジング
１０６  下部軸受
１０８  ベルト
１１０  上部軸受
１１２  不活性ガス出入り口
１１４  管継手
１１６，１１８  粉塵シール
【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９】
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