特表 2024-511573 管に設けられた補充開口内に挿入するために適した栓体および炭化水素処理設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-03-14

(54)【発明の名称】管に設けられた補充開口内に挿入するために適した栓体および炭化水素処理設備

(51)【国際特許分類】

   B01J 8/06 20060101AFI20240307BHJP

【ＦＩ】

B01J8/06

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023555438

(86)(22)【出願日】2022-03-17

(85)【翻訳文提出日】2023-10-05

(86)【国際出願番号】 EP2022057055

(87)【国際公開番号】W WO2022195040

(87)【国際公開日】2022-09-22

(31)【優先権主張番号】21382223.2

(32)【優先日】2021-03-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】511093199

【氏名又は名称】シュミット ウント クレメンス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】Ｓｃｈｍｉｄｔ ＋ Ｃｌｅｍｅｎｓ ＧｍｂＨ ＋ Ｃｏ． ＫＧ

【住所又は居所原語表記】Ｋａｉｓｅｒａｕ ２， ５１７８９ Ｌｉｎｄｌａｒ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】イオス ムチルヴァ

(72)【発明者】

【氏名】ペドロ イミスコス

【テーマコード（参考）】

4G070

【Ｆターム（参考）】

4G070AA01

4G070AB05

4G070BB02

4G070CA03

4G070CA07

4G070CA30

4G070CB07

4G070CB18

4G070DA15

(57)【要約】

本発明は、管に設けられた補充開口内に挿入するために適した栓体であって、少なくとも部分的に耐火性の材料、好ましくは耐火れんがから形成されている、栓体に関する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

管（１）に設けられた補充開口（２）内に挿入するために適した栓体（３）において、
少なくとも部分的に耐火性の材料から形成されていることを特徴とする、栓体（３）。

【請求項2】

前記栓体（３）に使用される前記材料は、２０１８年の版に記載されているＡＳＴＭ規格のＣ１５５および／または２００５年１１月１日の版に記載されているＡＳＴＭ規格のＣ８９２－０５に準拠していることを特徴とする、請求項１記載の栓体（３）。

【請求項3】

前記栓体（３）に使用される前記材料は、レーダ波（８）に対して透過性であることを特徴とする、請求項１または２記載の栓体（３）。

【請求項4】

前記栓体（３）は、
・ 前記補充開口（２）内に最も深く配置されるように想定されている端面（９）と、
・ 前記補充開口（２）の外側に配置されるように想定されている上側部分（１０）と、
・ 前記端面（９）と前記上側部分（１０）との間に配置された中間セクション（１１）と
を有し、
前記中間セクション（１１）は円錐台形を有する
ことを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の栓体。

【請求項5】

炭化水素処理設備であって、管網を備え、１つの管（１）が補充開口（２）を有し、前記１つの管（１）内に触媒（５）が配置されている、炭化水素処理設備において、
請求項１から４までのいずれか１項記載の栓体（３）は、前記補充開口（２）内に配置されていて、該補充開口（２）を閉鎖していることを特徴とする、炭化水素処理設備。

【請求項6】

レーダ放射装置（６）を備え、該レーダ放射装置（６）は、前記１つの管（１）の外側に配置されており、前記レーダ放射装置（６）は、該レーダ放射装置（６）により放射されたレーダ波（８）が前記栓体（３）を通って前記触媒（５）の方向に伝播するように位置決めされていることを特徴とする、請求項５記載の炭化水素処理設備。

【請求項7】

請求項５または６記載の炭化水素処理設備への、請求項１から４までのいずれか１項記載の栓体の使用。

【請求項8】

請求項６記載の炭化水素処理設備の前記１つの管（１）内の触媒（５）のレベルを特定するための方法において、
前記レーダ放射装置（６）によりレーダ波（８）を放射して、前記栓体（３）を通して前記触媒（５）の方向に伝播させ、前記レーダ波（８）のエコーをレーダ受信装置（７）によって受信し、該レーダ受信装置（７）により受信された前記エコーに基づき、前記１つの管（１）内の前記触媒（５）の前記レベルを特定することを特徴とする、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、管に設けられた補充開口内に挿入するために適した栓体に関する。本発明は、また、炭化水素処理設備であって、管網を備え、１つの管が補充開口を有し、１つの管内に触媒が配置されている、炭化水素処理設備にも関する。本発明は、また、炭化水素処理設備の１つの管内の触媒のレベルを特定するための方法にも関する。

【0002】

先行技術に基づき、炭化水素処理設備であって、管網を備え、この管網が１つの管を有し、この１つの管が、補充開口と、当該１つの管内に配置された触媒とを有する、炭化水素処理設備が公知である。このような炭化水素処理設備は、プロセスガスを変換して、大量の水素と、一酸化炭素とを発生させるべく、内側に触媒を有する改質器管を有していてよい。触媒によって、典型的には、このガス変換が可能となる。その際、反応は、典型的には、吸熱反応である。典型的には、管は外側から加熱されている。触媒が存在している管の領域では、触媒が、反応を生じさせて、当該領域で管を冷却するために役立ち得る。他方、触媒レベルが低下すると、内側に触媒を有しない管の領域が存在する。このような状況は管過熱を招き、指数関数的に上昇するクリープ劣化を招いてしまう。

【0003】

触媒レベルが低下することの考えられる原因は、１つの管の熱伸びであることがあるが、触媒劣化であることもあれば、１つの管のクリープ伸びであることもある。典型的には、このような炭化水素処理設備のオペレータは、炭化水素処理設備の停止中に触媒レベルを測定し、このような停止中に触媒を満たすことを計画している。しかしながら、炭化水素処理設備の運転中に触媒レベルが低下して、損害が発生する状況が生じることがある。

【0004】

この背景を考慮して、本発明が解決すべき課題は、１つの管内の触媒レベルをオンラインで特定することを可能にする手段を提案することである。

【0005】

この課題は、請求項１記載の栓体、請求項５記載の炭化水素処理設備、請求項７記載の、栓体の使用および請求項８記載の、触媒のレベルを特定するための方法によって解決される。好適な実施形態は、従属請求項および以下の説明に記載してある。

【0006】

本発明は、栓体が耐火性の材料、好ましくは耐火れんがから形成されているという基本的な思想に基づいている。このような材料から形成された栓体はレーダ波を透過させることができることが判った。これによって、炭化水素処理設備の運転中にレーダ波が栓体の材料を通って伝播することによって触媒レベルをオンラインで測定することが可能となる。

【0007】

本願は、管に設けられた補充開口内に挿入するために適した栓体を対象としている。このような栓体は、本発明を実施する最小の市販品であると考えられている。既存の栓体を本発明に係る栓体と交換することによって、既存の炭化水素処理設備が一新されることが見込まれている。

【0008】

本発明によれば、栓体は、少なくとも部分的に、好ましくは完全に耐火性の材料、好ましくは耐火れんがから形成されている。「少なくとも部分的に～から形成されている」という表現は、栓体が、完全に耐火性の材料から製作されている部分と、耐火性の材料から製作されていない別の部分とを含んでいることを排除していない。例えば、栓体が、耐火性の材料から形成された中心片を取り囲むように配置された封止体を有していることが可能である。好適な実施形態では、完全な栓体により占められる体積のうち、この体積の少なくとも７５％が耐火性の材料から成っており、好ましくは、この体積の少なくとも８０％が耐火性の材料から形成されており、好ましくは、この体積の８５％が耐火性の材料によって占められており、好ましくは、この体積の９０％が耐火性の材料によって占められており、好ましくは、この体積の９５％が耐火性の材料によって占められており、好ましくは、この体積の９７％以上が耐火性の材料によって占められている。

【0009】

好適な実施形態では、栓体に使用される材料は耐火れんがである。好適な実施形態では、栓体（３）に使用される材料は、２０１８年の版に記載されているＡＳＴＭ規格のＣ１５５および／または２００５年１１月１日の版に記載されているＡＳＴＭ規格のＣ８９２－０５に準拠している。

【0010】

好適な実施形態では、栓体に使用される耐火れんがは、重量％において、
アルミナ－Ａｌ_２Ｏ_３ ３６～８０重量％、好ましくは３６～４２重量％
シリカ－ＳｉＯ_２ １８～５５重量％、好ましくは４３～５５重量％
酸化第二鉄－Ｆｅ_２Ｏ_３ ０．２～０．８重量％、好ましくは０．２５～０．８重量％
酸化チタン－ＴｉＯ_２ ０．５～１．８重量％、好ましくは１．４～１．８重量％
酸化カルシウム－ＣａＯ ０．１～２０重量％、好ましくは６．０～２０重量％
酸化マグネシウム－ＭｇＯ ０．０５～０．１５重量％
任意選択的にアルカリ、例えばＮａ_２ＯまたはＫ_２Ｏ ０．１～２重量％、好ましくは０．１～０．７重量％
の化学分析を有している。

【0011】

好適な実施形態では、栓体に使用される材料は、２０１８年に再承認されたＡＳＴＭ規格のＣ１５５－９７のグループ番号２０または２３または２６または２８または３０、３２に該当している。好適な実施形態では、栓体に使用される材料は、２００５年１１月１日の版に記載されているＡＳＴＭのＣ８９２－０５のタイプ２または３または４または５に該当している。

【0012】

好適な実施形態では、栓体に使用される材料は、レーダ波に対して透過性である。「レーダ波に対して透過性」という表現は、レーダ波が栓体から出るときの強度が、レーダ波が栓体に入るときの強度の４０％超、好ましくは５０％超、好ましくは６０％超、好ましくは７０％超、恐らく８０％超であることを意味すると解される。

【0013】

２０１８年に再承認されたＡＳＴＭ規格のＣ１５５－９７および／または２００５年１１月１日の版に記載されているＡＳＴＭのＣ８９２－０５に準拠する材料の栓体は、レーダ波に対して透過性である材料と考えられている。

【0014】

好適な実施形態では、栓体に使用される材料は、１，２００ｋｇ／ｍ^３未満、好ましくは１０００ｋｇ／ｍ^３未満、好ましくは９００ｋｇ／ｍ^３未満、好ましくは８００ｋｇ／ｍ^３未満、好ましくは６５０ｋｇ／ｍ^３未満、好ましくは５００ｋｇ／ｍ^３未満、好ましくは４００ｋｇ／ｍ^３未満の密度を有している。

【0015】

好適な実施形態では、栓体に使用される耐火れんがは、６００℃で０．７Ｗ／ｍｋ未満、好ましくは０．５Ｗ／ｍｋ未満、好ましくは０．２Ｗ／ｍｋ未満の熱伝導率を有している。

【0016】

好適な実施形態では、栓体に使用される耐火性の材料は、米国ペンシルバニア州ズィリノポのBMZ Materials, Inc.のBNZ-23というファクト名またはBNZ-23 HSという製品名またはBMZ-23Aという製品名で販売されている材料から形成された耐火れんがである。

【0017】

好適な実施形態では、栓体は、補充開口内に最も深く配置されるように想定されている端面を有する。好適な実施形態では、端面は平らな表面である。好適な実施形態では、栓体は長手方向軸線を有している。好適な実施形態では、端面は、栓体の長手方向軸線に対して垂直である平らな表面である。端面は円錐形の面であってもよい。また、端面は半球面であってもよい。

【0018】

好適な実施形態では、栓体は、補充開口の外側に配置されるように想定されている上側部分を有する。この上側部分は、栓体の別の要素を越えて突出しかつリムを形成するエンドディスクを含んでいてよい。

【0019】

好適な実施形態では、栓体は、端面と上側部分との間に配置された中間セクションを有する。好適な実施形態では、中間セクションは円錐台形を有する。

【0020】

好適な実施形態では、上側部分は、工具との相互作用を可能にする幾何学的な形状を有する溝または突起を有している。好適な実施形態では、上側部分は、スクリュドライバと相互作用するために適したスリット状の溝を有している。好適な実施形態では、上側部分は、プラスドライバと相互作用するために十字を形成する２つの溝を有している。好適な実施形態では、上側部分は、スパナまたはレンチとの相互作用を可能にする方形または多角形の突起を有している。

【0021】

好適な実施形態では、上側部分は、フックとの相互作用を可能にするリングを有している。好適な実施形態では、上側部分は、この上側部分を手の指で把持するかまたは手の指に類似して働く工具、例えばプライヤで把持することを容易にするパターンで配置された多数の穴を有している。これらの穴は、例えばボウリングのボールにおけるパターンに類似のパターンで配置されていてよい。

【0022】

上側部分について説明した設計によって、管に設けられた補充開口内への栓体の配置を支援することができるかまたは管に設けられた補充開口から栓体を引き抜くことを支援することができる。

【0023】

本発明は、また、炭化水素処理設備であって、管網を備え、１つの管が補充開口を有し、１つの管内に触媒が配置されている、炭化水素処理設備にも関する。本発明に係る炭化水素処理設備は、本発明に係る栓体が、補充開口内に配置されていて、この補充開口を閉鎖していることを特徴としている。

【0024】

好適な実施形態では、炭化水素処理設備は、改質器、好ましくは蒸気改質器であるか、または直接還元鉄（ＤＲＩ）製造設備である。

【0025】

好適な実施形態では、触媒は酸化アルミニウムを含んでいる。好適な実施形態では、触媒はニッケルを含んでいる。好適な実施形態では、触媒は鉄を含んでいる。好適な実施形態では、触媒は銅を含んでいる。好適な実施形態では、触媒はセラミックスを含んでいる。

【0026】

好適な実施形態では、炭化水素処理設備はレーダ放射装置を備え、このレーダ放射装置は、１つの管の外側に配置されており、レーダ放射装置は、このレーダ放射装置により放射されたレーダ波が少なくとも部分的に栓体を通って触媒の方向に伝播するように位置決めされている。レーダ放射装置は、典型的には、伝播円錐の内側で伝播するレーダ波を放射する。好適な実施形態では、レーダ放射装置は、栓体が少なくとも部分的に、好ましくは完全に伝播円錐の内側にあるように配置されている。

【0027】

設備の好適な実施形態では、円筒形の部分とリム部分とを有するフランジが、管および管の補充開口の上側に配置されている。好適な実施形態では、フランジの円筒形の部分内に耐火性の材料、例えば、耐火性の材料から成るブランケットが配置されている。好適な実施形態では、フランジは蓋によって閉鎖されている。好適な実施形態では、蓋は、フランジのリム部分に載置されている。好適な実施形態では、蓋は、フランジのリム部分に結合されている。結合は、例えばねじ、クランプまたはバヨネット機構によるものであってよい。

【0028】

本発明は、また、本発明に係る炭化水素処理設備への本発明に係る栓体の使用も対象としている。この使用に関する請求項は、炭化水素処理設備内の既存の栓体を本発明に係る栓体と交換することに関連している。

【0029】

本発明に係る方法は、本発明に係る炭化水素処理設備の１つの管内の触媒のレベルを特定するための方法である。この方法は、レーダ放射装置によりレーダ波を放射して、栓体を通して触媒の方向に伝播させ、このレーダ波のエコーをレーダ受信装置によって受信し、このレーダ受信装置により受信されたエコーに基づき、１つの管内の触媒のレベルを特定することを含んでいる。

【0030】

本発明の例示的な実施形態を示したにすぎない図面を参照しながら、本発明をさらに説明する。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本発明の実施形態による炭化水素処理設備の一部の断面図であり、図１に示したセクションは、特に、計画の管網の一部と、補充開口を有する１つの管とを示している。

【図2】本発明の別の実施形態による炭化水素処理設備の一部の断面図であり、図２に示したセクションは、特に、計画の管網の一部と、補充開口を有する１つの管とを示している。

【図3】本発明に係る栓体の第１の実施形態の側方断面図である。

【図4】本発明に係る栓体の第２の実施形態の側方断面図である。

【図5】本発明に係る栓体の第３の実施形態の斜視図である。

【図6】図５に示した栓体の実施形態の断面図である。

【0032】

図１および図２には、炭化水素処理設備の一部が示してある。図１および図２に示した部分は、１つの管１を含んでいる。この１つの管１は補充開口２を有している。この補充開口２内には、栓体３が配置されている。

【0033】

１つの管１からは、別の管４が分岐している。１つの管１内には、触媒５が配置されている。

【0034】

栓体３の上方には、レーダ受信装置７を同時に成すレーダ放射装置６が配置されている。このレーダ放射装置６は、栓体３を通って触媒５の方向に伝播するレーダ波８を放射する。レーダ波８は触媒に到達し（図面を簡略化する理由で図１および図２には示さず）、この触媒によって反射され、レーダ受信装置７に向かって戻る。したがって、このレーダ受信装置７は、レーダ放射装置６により放射されて、栓体３を通って触媒５に伝播したレーダ波のエコーを受信する。このエコーに基づき、１つの管１内の触媒のレベルを特定することができる。

【0035】

管１および管１の補充開口２の上側には、円筒形の部分１５とリム部分１６とを有するフランジ１４が配置されている。このフランジ１４の円筒形の部分１５内には、耐火性の材料から成るブランケット１７が配置されている。フランジ１４は蓋１８によって閉鎖されている。この蓋１８は、フランジ１４のリム部分１６に載置されている。蓋１８は、フランジ１４のリム部分１６にねじ１９によって結合されている。

【0036】

図３、図４、図５および図６の実施形態に示した栓体３は、耐火れんが、より正確に言うと、２０１８年に再版されたＡＳＴＭ規格のＣ１５５－９７に準拠する耐火れんがから形成されている。栓体３は、BNZ Materials, Inc.によりBNZ-23という製品名で販売されている材料から形成されている。栓体３は、繊維を使用する耐火性の材料、特に２００５年１１月１日の版に記載されているＡＳＴＭ規格のＣ８９２－０５に準拠する耐火性の材料から形成されていてもよい。

【0037】

各々の栓体３は、補充開口２内に最も深く配置されるように想定されている端面９を有している。栓体３は、補充開口２の外側に配置されるように想定されている上側部分１０を有している。栓体３は、端面９と上側部分１０との間に配置された中間セクション１１を有している。図４、図５および図６に示した実施形態における中間セクションは、円錐台形を有している。図３に示した実施形態における中間セクションは、部分的に円錐台形を有していて、部分的に円筒形を有している。図３の実施形態では、中間セクションが部分的に円筒形であり、上側部分１０も部分的に円筒形の外面を有しているという理由から、中間セクションが上側部分に移行している。端面９は、栓体３の長手方向軸線Ａに対して垂直に配置された平らな表面である。

【0038】

図３に示した実施形態は上側部分１０を有している。この上側部分１０は、栓体３を補充開口２から引き抜くために、上側部分１０との係合をアシストする溝１２を有している。図４、図５および図６に示した実施形態には、突起１３が示してある。この突起１３は、栓体３を補充開口２から引き抜くことを容易にするために使用することもできる。

【0039】

ガス混合物、例えば天然ガスと蒸気とから成るガス混合物は、管１と別の管４とを通って伝播するように形成されていてよい。ガス混合物は、設備の設計に応じて、上方から下方に流れてもよいし、下方から上方に流れてもよい。触媒５は、ガス混合物の成分同士の間の反応をアシストする。熱によるエネルギーは、管１の外側を取り囲むように配置されて、管１を外側から加熱するバーナ（図示せず）によって管１の内側にもたらされてよい。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【国際調査報告】