JP2000513646A - サイクロン脚部を密封する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 サイクロン脚部の密封装置は、直列の２つの密封弁１０，１２により定められる１つ以上の中間固体堆積室２１から成り、この弁の機能は流動接触分解（ＦＣＣ）法における分離サイクロンの内側への粒子状物質の逆流を防ぎ、それによりこのサイクロンからもたらされる分離の最大効率を確保する。

Description

【発明の詳細な説明】 サイクロン脚部を密封する装置 本発明の分野 本発明は粒子状の懸濁物（ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）から固体を分離するためサ イクロンの脚部を密封するための装置に関する。 詳しくは、本発明は本装置の改善された密封を促進させるため、サイクロンの 脚部端における弁の配置を提供する。 更に詳しくは、本発明は流動接触分解（ｆｌｕｉｄ ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｃ ｒａｃｋｉｎｇ）（ＦＣＣ）法に於いて使われる分離サイクロンの脚部を密封す るための装置を提供する。 本発明の背景 ガス状懸濁物中の固体粒子を分離する分野に於いて、懸濁固体を分離する機構 としてサイクロンを使用することが通例である。このようなサイクロンは固体物 質が排出される端部に於いて、またはよく知られているようにサイクロン脚部の 端部に於いて通常一つの弁を有する。この弁は密封する要素としての働きをし、 サイクロンの内部へのガス状の向流即ち逆流の流れを防止している。この向流即 ち逆流はその分離効率を相当に減少させる。一方、この弁がいかに良く設計され ていても、単一の弁ではガス状の流れの向流の為、弁の開放とその後の閉止との 間に於いて固体粒子の引きもどし（ｄｒａｗ−ｂａｃｋ）を完全に除去すること は機械的には不可能である。 流動接触分解（ＦＣＣ）法の具体的な場合に於いて、サイクロン内の内部圧力 はサイクロンをとり囲む分離容器の圧力より常に低く、これはサイクロンの脚部 の下側端部に於いて密封弁の使用を必要とすることは知られている。 次に、このＦＣＣ法の効率に直接影響する決定的な点は、サイクロン脚部内の 密封弁により設けられた密封である。密封弁は５００℃を越える温度及び２０〜 ５０トン／分程度の固体装入率のようなかなり厳しい条件下で運転する必要があ るので、これらの弁は通常完全な密封を与えず、従って分離容器からサイクロン の脚部の内部の方へある程度ガスを通過させてしまう。サイクロンの入口に送ら れる全体の容積の０．５％を越える流れが、微細な固体粒子の引きもどしを生じ させ、それはサイクロンの運転を悪化させ、そのためサイクロンの分離効率を減 少させる。 代わりの解決法として、ＧＢ−Ａ−２，２１２，２４８は重し弁（ｄｅａｄｗ ｅｉｇｈｔ ｖａｌｖｅ）の使用を提案しており、この重し弁は、弁の基部とサ イクロンの脚部の座との間に設けられた円錐形の部分の圧力によって実際上全体 の密封を提供する。 しかしながら、サイクロンの入口に送られる全体の体積の０．０１〜０．５％ 程度の密封弁を通過する少量のガスは、サイクロンの脚部内に堆積する固体の流 動化を引き起こし、これが固体の排出を促すのに有用であると覚えておくことは 重要である。 このように前記の特許により提案されたように、弁を通じるガス流の通過を防 ぐ試みは、固体の装入物が相当に希薄で、例えばガス１ｍ³当り０．２〜１．５ グラムの粒子の程度である時、おもに分離の第２段階でサイクロンの脚部内に堆 積した固体の流動性の損失を生じさせる。このような運転条件下では、圧力の平 衡に至り且つ固体の排出となる固体の堆積は、充分な立ち上がり（ｂｕｉｌｄ− ｕｐ）をもたらすため８時間を越える時間を要し、そして弁を通して最小のガス 流が無ければ、粒子の密な層は“詰め固った状態”（ｐａｃｋｅｄ ｄｏｗｎ） になり、サイクロンの脚部の完全な閉塞とサイクロンの効率の低下の危険が伴な う結果となる。 本発明の目的 本発明はサイクロン脚部の密封弁の開放サイクル中の粒子の引きもどしを含む これらの問題を解決することを目的とし、従って簡単な安価でかつ安全な方法で サイクロンの高い運転効率を維持する。 流動接触分解（ＦＣＣ）法に於いて使われる分離サイクロンの脚部を密封する 装置であって、粒子の「詰め固った状態」の密な層の危険なしに、サイクロンの 脚部の内側へのガスの向流を完全に防ぐ装置を設けることが、本発明の更に別の 目的である。 本発明の要約 従って、本発明は、粒子状の懸濁物中の固体を分離するためのサイクロンの脚 部用の密封装置を提供し、サイクロンの脚部の下側端部に於いて、２つ以上の密 封弁が直列に取り付けられて、この２つの連続する密封弁の間に中間の固体堆積 室を有する配置であることと、上部のこの弁はサイクロンの脚部の内側とこの中 間の固体堆積室との間の密封を促進するためであることと、及び下側のこの弁は 中間の固体堆積室の内側と分離容器の内側との間の密封を促進するためであるこ とを特徴とする。 図面の簡単な説明 本発明は、この明細書に伴う図面を参照して詳細に記述され、 図１は標準的な流動接触分解（ＦＣＣ）装置の反応／分離組立体の典型的な概 略図である。 図２ａと図２ｂは各々平面図と立面図であり、両方とも従来の重し弁を示す。 図３ａと図３ｂは各々従来のドリップ弁（ｄｒｉｐ ｖａｌｖｅ）の側面の輪 郭図と正面の輪郭図である。 図４は本発明の好ましい配置の側面の輪郭図であり、これは直列に取り付けら れる２つの密封弁と粒子の堆積のための中間室を含む。 好ましい実施例の説明 図１は流動接触分解法のための標準的な反応／分離装置を示す。このような装 置は、上昇流管状反応器（「上昇管」）（ＲＩＳＥＲ）１、分離容器２及び直列 のサイクロン分離器６と７から成る。 石油精製の分野に於いて当業者に知られている従来の技術は、この上昇管１の 全長に沿った触媒粒子と懸濁状態にあるガス相内で炭化水素の装入物内での分解 反応を促進させることにある。この反応の結果、炭素質の堆積物が触媒の表面に 形成される。 上昇管１の端部に於いて、懸濁しているコークスとなった触媒粒子（ｃｏｋｅ ｄ ｃａｔａｌｙｓｔ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ）は、分解した炭化水素から急速に 分離される。従って、この反応からの排出流は最初のサイクロン分離器６へ入り 、ここで懸濁している触媒の大部分が分離されて、サイクロン６の脚 部９へ重力下で自由落下して流れ、ここで一例としてドリップ弁として示した密 封弁１０により保持される。 図３はドリップ弁と呼ばれる密封弁１０を非常に詳しく示す。このような弁は 、基本的には関節２０によってサイクロンの脚部９の端部に固定されるほぼ楕円 の形状の金属板１９から成る。この弁は、サイクロン脚部９の傾斜した端部に支 持される時、垂直面と４〜７度の角度をなす金属板１９の実際の重さにより密封 される。 図１に示す従来の装置の説明に戻ると、最初のサイクロン６内で分離された炭 化水素は、共に微細な触媒粒子を巻き込んで、第２のサイクロン７へ浸入し、こ こで炭化水素は完全に分離され、ガス状の相は随う分解生成物を分留するため外 部装置へ進む。サイクロン６内で直前に生じたこの微細な触媒の微細な粒子はサ イクロン７の脚部１１へ下降し、そこで一例として重し弁として示される密封弁 １２内に留められる。 図２は重し弁と呼ばれるこの密封弁１２を詳細に示す。このような弁は密封円 盤１５から成り、この密封円盤の全表面積は、サイクロンの脚部１１の排出部分 の環状端を支持しかつ覆い、更にこの脚部を閉じる。円盤１５は腕１７に取り付 けられた関節１６によって脚部に固定され、この腕はつり合いおもり１８を担持 するが、サイクロンの脚部１１内に在る固体粒子の量に従ってこの弁を開けるこ とができる。閉止力を調節するため、腕１７上のどんな位置に固定してもよいつ り合いおもり１８の作動によってこの弁は閉じ、密封される。この腕はてこのよ うに配置されている。 図１に示す従来の装置の説明にもう一度戻ると、密封弁１０，１２の蓋の上に 堆積する触媒粒子の柱状物が、サイクロン６，７の脚部９，１１の内側下部部分 と、サイクロン内に占める圧力より通常高い圧力にある分離容器２の内側との間 に、工程中の特定の瞬間、圧力の均衡を生じる。従って、この弁のふた１５また は１９は圧力の均一化によって開き、そして各サイクロンの脚部内の堆積した固 体の柱状物が流動床１３の方へ流れ、分離容器２の下側部分に堆積する。ここで 圧力のつり合い状態が終り、弁の蓋は閉止位置に戻る。 これは分離相の最も重要な瞬間であり、そして密封弁が完全に閉じるため必要 である時間の間隔のため、サイクロンの脚部を通る実際上避けられないガス流の 向流即ち逆流によって、サイクロンの内側へ向かう触媒粒子のいくらかの引きも どしを防ぐことは事実上不可能である。このように、従来のサイクロン型の分離 装置は、理想的でない効率と収益性の条件下で事実上常に運転される。 図４は本発明による密封装置の構成を示し、この革新的な解決手段は、１つ以 上の中間の固体堆積質を設けるため、一つの同じサイクロン脚部内に直列に取り 付けられる２個以上の密封弁を使用する。図４はドリップ弁と重し弁を直列に表 わしているが、数または型式に関しどんな他の組み合せも可能であり、この示し た配置は本発明を制限する要素として考えてはならない。 図４に示す密封装置を使って、この分解方法の開始において、中間の固体堆積 室２１の内側は空であり、そして密封円盤１５の押圧力により室２１の下側排出 端２２に対して閉止位置に維持される下側の重し弁１２によって、該固体堆積室 ２１の内側は分離容器から隔てられる。このことは起こる、というのは、この瞬 間において、分離容器の内部圧力と腕１７及び関節１６を介した対抗おもり１８ の作用との組み合せ効果が、固体堆積室２１の内部圧力の効果より大きいからで ある。この室２１の内側も又上部ドリップ弁１０によりサイクロンから隔てられ る。 サイクロン型の分離器で生じる触媒の固体粒子を分離する過程が進行すると、 この粒子状物質は、サイクロン脚部の端部の底に堆積し、上部の弁１０の金属板 １９を押し付け、堆積した粒子状物質の柱状物の圧力により弁が最後に開き、そ して堆積した粒子状物質が流れて、中間の固体堆積室２１の下側排出弁端部２２ を占有する。 堆積した粒子状物質が流出した直後に、上部の弁１０は（ｉ）それ自身の重さ と（ii）垂直面に関する板１９の傾きによって再び閉じる。この過程は多数回繰 り返され、室２１内の粒子の柱状物はこの柱状物の重さが下部の弁１２を開ける のに充分となるまで成長し、対抗おもり１８と円盤の外側表面にわたる分離容器 の内部圧力から生じる密封円盤１５の閉止力とに打ち勝つ。 下側の弁１２が開く瞬間、室２１内に堆積した粒子状の触媒は分離容器へ入り 、その底における流動床の方へ流れることができる。事際上同時に、室２１内の 圧 力は周囲の分離容器の圧力と等しくなり、そしてこれは対抗おもり１８の作用に よって、下側の弁１２の蓋１５が再び閉じるまで上部の弁１０の開くのを防ぎ、 サイクロン内での分離から分離容器の底部の堆積までの粒子状触媒を排出する周 期を完了する。 容易に判明するように、この周期を通じて、密封装置内の弁の一つが開いてい る時、他の弁は閉じたままである。これは中間固体堆積室２１の内側への粒子状 物質の逆流を制限し、それによってサイクロンへ向かう触媒粒子の引きもどしを 完全に防ぎ、かつ満足すべき運転と最大の効率を確保する。更に、サイクロンの 脚部内の粒子状の柱状物の滞留時間を減らし、また中間固体堆積室内に堆積した 固体層の良い流動性を作ることにより、この装置は堆積した固体の“詰め固った 状態”の層の危険を最小にする。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ネベス ビエイラ，バルモル ブラジル国 ピーアール，サオ マテウス ド スル，プア グイルヘルメ カント ル，456／122

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 1．粒子状の懸濁物中の固体を分離するためのサイクロンの脚部用密封装置に 於いて、該サイクロンの脚部の下側端において、２つ以上の密封弁が直列に装着 され、２つの連続する該密封弁の間に中間の固体堆積室が存在する配置があるこ とを特徴とし、該密封弁のうち上方の弁はこのサイクロンの脚部の内側とこの中 間の固体堆積室の内側との間の密封を促進するためであることを特徴とし、且つ 該密封弁のうち下方の弁はこの中間の固体堆積室の内側と分離容器の内側との間 の密封を促進するためであることを特徴とする上記装置。 2．請求項１による装置であって、直列に取り付けられる該複数の密封弁は、 閉め切り面積間の相互関係により、またサイクロン脚部、中間固体堆積室及び分 離容器の内部に存在する圧力差によって、同時に開かないことを特徴とする上記 装置。 3．請求項１または請求項２による装置であって、直列に取り付けられる該弁 はドリップ型、重し型またはいずれかの組み合わせによる両方の型式であること を特徴とする上記装置。