JP2009526876A - 触媒を再生させる装置および方法 - Google Patents

Abstract

触媒を再生させる室（５４）内における触媒の滞留時間を延長する装置（５０）および方法が開示される。使用済み触媒、おそらくはＦＣＣ反応器（１０）からの使用済み触媒が、再生容器（５０）の室（５４）の下燃焼ガス分配器（６６）と上燃焼ガス分配器（７２）の間に導入される。下分配器からのガスの速度は、床から触媒を伴出させるのに不十分であり、下分配器から上昇するガスと結合されたときの上分配器からのガスは、高速流動流状態を生み出すのに十分である。この第２の分配器は、乱流床から高速流動状態への移行部の位置を高くする。
【選択図】図１

Description

本発明は、流動燃焼領域において触媒の表面のコークスを燃焼させることによって使用済みの炭化水素転化触媒を再生させる方法に関する。具体的には本発明は、触媒粒子の流動流によって重炭化水素をより軽質の炭化水素に転化させ、触媒を非活性化する働きをするコークスを除去するために触媒粒子を再生させるプロセスに関する。

流動接触分解（ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｃｒａｃｋｉｎｇ：ＦＣＣ）は、流動反応領域中の炭化水素を細分割された微粒子材料からなる触媒と接触させることによって達成される炭化水素転化プロセスである。水素化分解とは対照的に、接触分解における反応は、水素の添加なしで、または水素の消費を伴わずに実施される。分解反応が進むにつれて、コークスと呼ばれる高度に炭素質の物質がかなりの量、触媒に付着する。再生領域内での高温再生は、触媒のコークスを燃焼させる。本明細書では使用済み触媒と呼ぶ含コークス触媒は、反応領域から絶えず除去され、再生領域からのコークスを実質上含まない触媒によって置き換えられる。様々なガス流による触媒粒子の流動化は、反応領域と再生領域の間の触媒の輸送を許す。流動触媒流中で炭化水素を分解し、反応領域と再生領域との間で触媒を輸送し、再生器内でコークスを燃焼させる方法は、ＦＣＣプロセスの技術者によってよく知られている。このために、当技術分野では、触媒粒子を供給原料ガスおよび再生ガスそれぞれと接触させる容器構成が数多く知られている。

これらの構成の共通の目的は、反応器からの生成物の収率を最大化し、同時に、運転コストおよび機器コストを最小化することである。供給原料転化の最適化は通常、触媒からコークスを実質的に完全に除去することを必要とする。この触媒からのコークスの実質的に完全な除去はしばしば完全再生と呼ばれる。完全再生は、コークスを０．１重量％未満、好ましく０．０５重量％未満有する触媒を生み出す。完全再生を得るためには、完全な燃焼が可能な十分な滞留時間の間、触媒を酸素と接触させなければならない。

従来の再生器は一般に、使用済み触媒入口と、再生触媒出口と、容器内にある高密度触媒床に空気を供給する分配器とを含む容器を含む。ガスが再生容器を出る前に、サイクロン分離器が、使用済み燃焼ガスの中の伴出触媒を除去する。米国特許第４６１０８５１号は、容器全体にわたる燃焼ガスの適当な分配を保証するため、２つの空気分配器を異なる高さに有する再生容器を開示している。米国特許第５８２７７９３号は、高密度触媒床内の還元環境を促進するため、高密度触媒床の下半分の異なる高さに配置された少なくとも２つの空気分配器を教示している。米国特許第４８４３０５１号は、十分な燃焼を保証するため、再生容器内の異なる高さに配置された２つの空気分配器格子を示している。米国特許第５７７３３７８号は、下空気分配器を含む再生容器を教示しており、空気は、使用済み触媒とともに、この下空気分配器の上方に入る。

バブリング（ｂｕｂｂｌｉｎｇ）床としても知られている高密度触媒床では、燃焼ガスが、高密度触媒床の識別可能な上面を貫いて上昇する気泡を形成する。高密度床を出る燃焼ガスの中に比較的に小さな触媒が伴出する。触媒の特性により、燃焼ガスの空塔速度は一般に０．３ｍ／秒（１．０フィート／秒）未満であり、高密度床の密度は一般に、６４０ｋｇ／ｍ^３（４０ポンド／立方フィート）超である。この触媒と燃焼ガスの混合物は、触媒を迂回して広がるガスとは異質である。

完全に再生された触媒を得る１つの方法は、複数の段で再生を実行する方法である。米国特許第３９５８９５３号は、使用済み再生ガスを集め、触媒粒子を分離するための共通の空間に開いたバッフルによって分離された同心触媒床を有する多段流動システムを記載している。米国特許第４２９９６８７号は、最初に使用済み触媒粒子が上高密度触媒流動床に入り、下触媒床からの再生ガスおよび新たな再生ガスと接触する重ね合わせ触媒床を有する多段再生システムの使用を教示している。最初の再生領域における部分再生の後、触媒粒子は、重力流動によって、新たな再生ガス流で満たされた下触媒床へ運ばれる。米国特許第４６９５３７０号および第４６６４７７８号は、それぞれの段が別々の容器で実行される２段再生器を開示している。

完全な触媒再生を達成するために比較的に希薄な相再生領域を使用することが、米国特許第４４３０２０１号、第３８４４９７３号および第３９２３６８６号に示されている。これらの特許は、燃焼ガスが分配される下高密度床および上輸送領域を教示している。輸送領域を形成する上昇管の中に追加の空気が分配される。触媒を再生させる下高密度床領域なしに比較的に希薄な相輸送領域を結合する２段システムが、米国特許第５１５８９１９号および第４２７２４０２号に示されている。これらの特許はすべて、輸送領域から出た少なくとも部分的に再生された触媒がその中に集まる上高密度床を教示している。

ＦＣＣ上昇管反応器では一般に、希薄（ｄｉｌｕｔｅ）または輸送流レジーム（ｒｅｇｉｍｅ）が使用される。輸送流では、ガスと触媒の速度の差が比較的に小さく、触媒の逆混合またはホールドアップはほとんどない。反応領域内の触媒は、密度が低く非常に希薄な相状態に流れを維持する。輸送流内のガス空塔速度は一般に２．１ｍ／秒（７．０フィート／秒）超、触媒の密度は一般に４８ｋｇ／ｍ^３（３ポンド／立方フィート）以下である。再生器の輸送領域内での密度は８０ｋｇ／ｍ^３（５ポンド／立方フィート）に近い場合がある。輸送モードでは、触媒−燃焼ガス混合物が均質であり、触媒相中にガス空隙または気泡が形成されない。

高密度気泡床と希薄な輸送流レジームとの中間に、乱流床および高速流動レジームがある。乱流床では、触媒と燃焼ガスの混合物が均質ではない。乱流床は、触媒相内に形成される燃焼ガスの細長い空隙および識別しにくい表面を有する高密度触媒床である。伴出された触媒は燃焼ガスとともに床を出、触媒密度は、反応器内のその高さにあまり比例しない。燃焼ガス空塔速度は０．３から１．１ｍ／秒（１．０から３．５フィート／秒）であり、密度は一般に、乱流床で３２０から６４０ｋｇ／ｍ^３（２０から４０ポンド／立方フィート）である。

高速流動化は、粒子乱流床と完全粒子輸送モードとの間にある流動固体粒子状態を規定する。高速流動状態は、より低い触媒密度および活発な固体／ガス接触をもたらす、高密度相乱流床のガス速度よりも高い流動化ガス速度によって特徴づけられる。高速流動領域では、上向きの流動化ガス流によって、正味の触媒輸送が引き起こされる。高速流動状態における触媒密度は、完全粒子輸送モードに比べて粒子ローディング（ｌｏａｄｉｎｇ）にずっと敏感である。したがって、非常に有効なガス−固体混合状態において所望の燃焼を達成するために、触媒滞留時間を調整することが可能である。高速流動モードから、流動ガス速度をさらに増大させると、上方への粒子輸送の速度が増大し、平均触媒密度が急激に低下し、ついには、十分なガス速度で、粒子が主に、完全触媒輸送モードで移動する。したがって、流動粒子床から、高速流動化を経て、純粋な輸送モードまで、その推移は連続している。高速流動流レジームの燃焼ガス空塔速度は一般に、１．１から２．１ｍ／秒（３．５から７フィート／秒）であり、密度は一般に、４８から３２０ｋｇ／ｍ^３（３から２０ポンド／立方フィート）である。

米国特許第４８４９０９１号、第４１９７１８９号および第４３３６１６０号は、高速流動流状態が維持される上昇管燃焼領域を教示している。これらのうち最後の特許は、上昇管の上部から集められた床に燃焼ガスを追加する必要なしに高速流動上昇管領域で完全燃焼が起こる燃焼再生器を教示している。

燃焼器は、下燃焼室内の高速流動流状態下の触媒を、比較的に少量の過剰酸素によって完全に再生させるタイプの再生器である。上昇管が、再生触媒および使用済み燃焼ガスを分離室に運び、そこでかなりの燃焼が起こる。分離室内の再生触媒は、燃焼を受けようとしている使用済み触媒を加熱するために下燃焼相に再循環される。この再生触媒の再循環は、下触媒相の燃焼を促進する熱を供給する。その効率的な酸素必要量のため、燃焼器は有利である。

ＦＣＣユニットに対する要求が高まるにつれ、より大きな触媒流量を取り扱う燃焼容器が求められている。より大量の触媒を燃焼させるため、より大量の燃焼ガスが燃焼容器に追加される。燃焼ガス流量が増大されると、燃焼室と分離室の間の触媒の流量も増大する。したがって、燃焼容器の燃焼室が拡大されない限り、下領域における触媒の滞留時間は短くなり、それにより、触媒が分離室に入る前に達成されなければならない燃焼の徹底は低下する。

本発明は、炭化水素転化プロセスにおいて使用される触媒の表面および細孔から、コークスと呼ばれる炭素付着物を除去する配置を対象とする。再生容器内のハイブリッド乱流床／高速流動状態が、使用済みの炭化水素分解触媒を再生する十分な滞留時間を保証する。燃焼室は、このハイブリッド状態を利用して、触媒を完全に再生させる。分離室が、完全に再生された触媒の高密度床を集める。本発明を使用して、それに対応した触媒の流量の増大に適応するために燃焼ガスの流量を増大させることができ、同時に、十分な滞留時間の間、燃焼ガスと触媒との接触を維持することができる。

本発明の方法および装置は、ＦＣＣユニットとして具体化することができる。図１は、反応容器１０と燃焼容器５０とを含むＦＣＣユニットを示す。燃焼器スタンドパイプ（ｓｔａｎｄｐｉｐｅ）１２が、滑り弁１４によって調整された流量の触媒を、燃焼容器５０から反応容器１０に運ぶ。ノズル１６からの水蒸気などの流動化媒質が、上昇管１８を通して触媒を比較的に高い密度で上方へ輸送し、次いで、複数の供給原料噴射ノズル２０（１つだけが示されている）が、流れている触媒粒子流の中に供給原料を噴射する。その結果生じた混合物は上昇管１８の中を上方へ進み、次いで、一対の離脱アーム２２が、上昇管１８の頂部のポート２４から、触媒からガスを分離する離脱容器２６の中へ、このガスと触媒の混合物を接線方向へ放出する。輸送導管２８が、ストリッピングされた炭化水素と、ストリッピング媒質と、伴出された触媒とを含むこの炭化水素蒸気を、炭化水素蒸気流から使用済み触媒を分離する分離容器３２内の１つまたは複数のサイクロン３０まで運ぶ。出口ノズル３６および最終的に分画回収領域（図示せず）に渡すため、分離容器３２の収集室３４が、サイクロン３０からの分離された炭化水素蒸気流を集める。ディップレッグ（ｄｉｐｌｅｇ）３８が、サイクロン３０からの触媒を分離容器３２の下部に放出する。分離容器３２は最終的に、触媒および吸着または伴出された炭化水素を、離脱容器２６の壁に画定されたポート４２を通してストリッピング部４０に渡す。離脱容器２６の中の分離された触媒は、ストリッピング部４０に直接に移動する。ストリッピング部４０は、ストリッピングガスと触媒との間の混合を促進するバッフル４３、４４を含む。ストリッピングガスは、１つまたは複数の分配器（図示せず）への少なくとも１つの入口４６から、ストリッピング部４０の下部に入る。使用済み触媒は、反応器導管４８を通ってストリッピング部４０を出、滑り弁５２によって調整された流量で燃焼容器５０に入る。

燃焼容器５０は、高効率燃焼室５４内のハイブリッド乱流床−高速流動状態を利用して、使用済み触媒を完全に再生させる。燃焼容器５０の燃焼室５４は３つの燃焼領域、乱流領域５６、高速流動領域５８および輸送領域６０を含む。反応器導管４８は、エントリーポイント（ｅｎｔｒｙ ｐｏｉｎｔ）「Ａ」にある使用済み触媒入口シュート（ｃｈｕｔｅ）６２を通して、使用済み触媒を燃焼室５４に送る。燃焼室５４の楕円形の基部６３が、使用済み触媒入口シュート６２よりも下の燃焼室５４の側壁５５との交線「Ｂ」における断面積を画定する。反応容器１０からの使用済み触媒は通常、０．２から２重量％の炭素を含み、この炭素はコークスの形態で存在する。コークスは主に炭素からなるが、３から１２重量％の水素、ならびにイオウおよび他の物質を含む場合がある。酸素を含む燃焼ガス、一般に空気が、２つの高さから燃焼容器５０の燃焼室５４に入る。第１の燃焼ガス流は、低位導管６４から、燃焼室５４の低い高さに入り、低位分配器６６によって乱流領域５６の中に分配される。低位分配器６６の開口６８は、使用済み触媒のエントリーポイント「Ａ」よりも低い垂直高さから燃焼ガスを燃焼室５４内に放出する。燃焼領域に入ると、燃焼ガスは、乱流領域５６内の乱流触媒床７０に蓄積した使用済み触媒と接触する。この燃焼ガスは、ガス空塔速度が１．１ｍ／秒（３．５フィート／秒）未満になるように低位分配器６６から分配され、この速度は、乱流領域５６内の乱流触媒床７０を破壊するには不十分である。言い換えると、低位分配器６６からのガス速度は、触媒を伴出し、乱流触媒床から触媒を除去するのには不十分であり、それによって触媒床７０を維持する。乱流領域５６は、３２０から６４０ｋｇ／ｍ^３（２０から４０ポンド／立方フィート）までの触媒密度を有する。

第２の燃焼ガス流は、高位導管７２から燃焼室５４の高速流動領域５８に入り、高位分配器７４によって燃焼室５４の中に分配される。高位分配器７４の開口７６は、使用済み触媒入口シュート６２から燃焼容器５０内への使用済み触媒のエントリーポイント「Ａ」よりも高く、低位分配器６６からの第１の燃焼ガス流のエントリーポイントよりも高い、垂直高さから燃焼ガスを放出する。したがって、一実施形態では、エントリーポイント「Ａ」が、垂直方向において、高位分配器７４と低位分配器６６の間にある。他の実施形態では、低位分配器６６から分配される燃焼ガスよりも少量の燃焼ガスが、高位分配器７４から燃焼室５４の高速流動領域５８に分配される。しかし、低位分配器６６からの燃焼ガスの流量が、高位分配器７４からの燃焼ガスの流量と結合されると、高速流動流状態下の高速流動領域５８に入るため、燃焼室５４内の全燃焼ガスの空塔速度は、少なくとも１．１ｍ／秒（３．５フィート／秒）に達する。一実施形態では、高速流動領域５８が、４８から３２０ｋｇ／ｍ^３（３から２０ポンド／立方フィート）の触媒密度、および１．１から２．２ｍ／秒（３．５から７フィート／秒）のガス空塔速度を有する。乱流領域５６から高速流動領域５８への移行は開口７６の上方で徐々に起こる。高速流動領域５８では、触媒密度が高さに比例して低下する。

乱流床から流動流レジームへの移行部は、識別可能な床表面によって描かれるわけではない。したがって、燃焼室５４内では触媒密度が乱流床７０から上方へ連続的に低下する。触媒密度が燃焼室５４の高さとともに低下する割合は、燃焼室５４に触媒が供給される流量に比例して低下する。

一実施形態では、燃焼室５４内でのコークスの燃焼を促進するため、制御弁８４によって調整された張出し再循環スタンドパイプ８２を通して、上室８０の高密度触媒床７８の高温の再生触媒を燃焼室５４へ再循環させることができる。高温の再生触媒は、入口シュート８６を通って燃焼室５４に入る。再生触媒の再循環は、高密度触媒床７８の高温の触媒を、反応器導管４８から燃焼室５４に入る相対的に低温の使用済み触媒と混合することによって、乱流領域５６の触媒／ガス混合物の全体の温度を上昇させる。張出し再循環スタンドパイプ８２を使用する以外にも、触媒の再循環を達成する他のいくつかの方法を使用することができる。例えば、内部スタンドパイプ（図示せず）によって触媒を内部的に運ぶこともできる。燃焼室５４の粒子ローディングの高さは、制御弁８４を通した触媒の再循環流量を増大させることによって、滑り弁５２を通した使用済み触媒の流量に影響を及ぼすことなく調整することができる。再生触媒は、使用済み触媒入口シュート６２からの使用済み触媒のエントリーポイント「Ａ」と同じ高さにある入口シュート８６から中に入ることができる。しかし、一実施形態では、乱流床７０内での熱交換の機会がより大きくなるように、再生触媒が、低位分配器６６と高位分配器７４の間の燃焼室５４に入る。

触媒のエントリーポイント「Ａ」の上下の２つの高さから燃焼ガスを分配することによって、燃焼室５４内に高速流動流状態を直ちに形成し、乱流床７０を破壊することなく、燃焼室５４内の触媒により多くの燃焼ガスを加えることができる。したがって、乱流領域５６と高速流動領域５８との間の移行部を、高位分配器７４の近くまで、高位分配器７４のところまで、または高位分配器７４の上方まで、延ばすことができる。使用済み触媒は、燃焼室５４内で、より長い滞留時間の間、燃焼ガスと接触する。さらに、すべての燃焼ガスが、使用済み触媒のエントリーポイント「Ａ」よりも上方に導入される場合、乱流床７０の使用済み触媒の多くは、長い遅延と停滞の後にしか流動化を経験しないであろう。

高速流動領域５８の触媒／ガス混合物は、円錐台形の移行部９０を通って、燃焼室５４の上昇管部９４の輸送領域６０まで上昇する。輸送領域６０は、移行部９０の下の高速流動領域５８または乱流領域５６内よりも高いガス空塔速度で機能する。このガス空塔速度の増大は、移行部９０の下の燃焼室５４の断面積に比べて上昇管部９４の断面積が小さいことによる。空塔速度の増大を保証するため、上昇管部９４の断面積は、交線「Ｂ」における使用済み触媒入口シュート６２の下方の燃焼室５４の断面積よりも小さい。したがって、ガス空塔速度は通常２．２ｍ／秒（７フィート／秒）を超える。輸送領域６０は、８０ｋｇ／ｍ^３（５ポンド／立方フィート）未満のより低い触媒密度を有する。

燃焼容器５０はさらに、上方にある分離室１００を含む。酸素の消費によって消費された触媒粒子と燃焼ガスの混合物は、上昇管部９４の上部から分離室１００内へ放出される。実質的に完全に再生された触媒が輸送領域６０の頂部を出る。放出は、再生触媒の大部分を使用済み再生ガスから分離する離脱デバイス９６によって達成される。上昇管部９４を出た後の触媒の最初の分離は、使用済み再生ガスからの触媒粒子の実質的に完全な除去のために使用されるサイクロン分離器９８、９９または他の下流デバイスに対する触媒負荷を最小化し、それによって全体的な機器コストを低減させる。離脱デバイス９６として使用するのに適していると考えられる当業者に知られている様々な流れデバイスが、この予備的な触媒／ガス分離を実行する。一実施形態では、上昇管部９４を上方へ流れる触媒およびガスが、上昇管部９４の頂部の楕円形のキャップ６１に衝突し、逆流する。触媒およびガスは次いで、離脱デバイス９６の横方向アーム９７の下を向いた開口から流出する。運動量の突然の喪失および下方への流れの反転によって、相対的に重い触媒の少なくとも７０重量％、好ましくは８０重量％が高密度触媒床７８に落下し、相対的に軽い燃焼ガスおよびその中に依然として留まる少量の伴出触媒が分離室１００の離脱空間１０２まで上昇する。

下方へ落下した離脱された触媒は高密度触媒床７８の中に集まる。高密度触媒床７８の触媒密度は一般に、６４０から９６０ｋｇ／ｍ^３（４０から６０ポンド／立方フィート）の範囲に保たれる。流動化導管１０６が、流動化ガス、一般に空気を、流動化分配器１０８を通して、高密度触媒床７８に供給する。このプロセスのガス必要量全体の約２％以下が、流動化分配器１０８を通して高密度触媒床７８に入る。このガスは、燃焼目的で加えられるのではなく、触媒がスタンドパイプ８２および１２を通って流動的に流出するように、単に流動化目的で加えられる。流動化分配器１０８を通して加えられる流動化ガスは燃焼ガスとすることができる。

結合された燃焼／流動化ガスと伴出触媒粒子は、触媒微粒子をガスから分離するサイクロン分離器９８、９９などの１つまたは複数の分離手段に入る。比較的に触媒が少ない使用済み燃焼ガスは、出口導管１１０を通して燃焼容器５０から回収され、回収された触媒は、それぞれのディップレッグ１１２、１１３または他の同等の手段によって高密度触媒床７８に戻される。燃焼室５４から放出された触媒の１０から３０重量％が輸送領域６０からの出口の上方のガスの中に存在し、サイクロン分離器９８、９９に入る。高密度触媒床７８の触媒は、燃焼器スタンドパイプ１２によって再び反応容器１０に運ばれ、そこで、ＦＣＣプロセスが継続するときに供給原料と再び接触する。

燃焼室５４は、コークスを燃焼させるのに最も効率的であると考えられ、高効率再生を特徴づける、低触媒密度領域と長期間の活発な混合とを提供する。したがって、高効率再生を促進する条件で燃焼器ガスを追加することは、燃焼室５４に入ってくる使用済み触媒からすべてのコークスを除去するのに十分である。燃焼ガスは、同じラインによって導管６４、７２および１０６に供給することができるが、一実施形態では、低位導管６４への供給流量が、高位導管７２への供給流量よりも大きくなければならない。

したがって、本発明に結合されたＦＣＣ反応領域を使用して、従来のＦＣＣ供給原料またはより高沸点の炭化水素供給原料を処理することができる。このような従来の供給原料のうちの最も一般的なのは、一般に常圧残留分の真空分画によって調製された３４３から５５２℃（６５０から１０２５°Ｆ）の沸点範囲を有する炭化水素材料である「真空ガス油」（ｖａｃｃｕｍ ｇａｓ ｏｉｌ：ＶＧＯ）である。このような画分は一般に、触媒を汚染する働きをする可能性があるコークス前駆物質および重金属汚染の程度が低い。本発明を適用することができる重炭化水素供給原料には、原油の重質残油、重質ビチューメン原油、シェール油、タールサンド抽出物、脱歴残留物、石炭液化生成物、常圧および真空抜頭原油が含まれる。本発明の重質供給原料にはさらに、上記の炭化水素の混合物が含まれる。しかし、上記のリストは、他の適当な供給原料へのこのプロセスの適用を排除しようとするものではない。重炭化水素画分は、かなりの金属汚染の存在によっても特徴づけられる。これらの金属は触媒の表面に蓄積し、反応位置を遮断することによって触媒を阻害し、過分解（ｏｖｅｒｃｒａｃｋｉｎｇ）を促進し、それによって反応プロセスを妨害する。したがって、本発明によって重供給原料を処理するときには、反応領域における、反応領域の前におけるパッシベーション手順または他の金属管理手順の使用が予想される。

したがって、本発明の１つの利点は、それに比例してより多くの燃焼ガスに使用済み触媒をさらすことによって、より大量の使用済み触媒を、再生が完了する前に触媒を再生領域から外に放出することなく再生することができる点である。酸素または空気の必要量に関して、完全な再生を得るために本発明の燃焼容器は一般に、除去されるコークス１ｋｇあたり１４ｋｇの空気を必要とする。より多くの触媒が再生されると、従来の反応容器でより大量の供給原料を処理することができる。

本発明の他の実施形態が、多少変更された燃焼容器５０’を示す図２に示されている。図１にもあるが図１とは異なる図２の同様の要素の参照符号は、プライム記号（「’」）を付けて示されている。図１と図２で同一の要素は同じ参照符号で示されている。燃焼容器５０’は、使用済み触媒、再生触媒および再生ガスを一緒にする下混合上昇管１２０を有する。張出し再循環スタンドパイプ８２’を下って輸送された高温の再生触媒は、反応器導管４８’を通って下混合上昇管１２０に入った使用済み触媒と合流する。使用済み触媒および再生触媒は、下混合上昇管１２０の下部の低位導管６４’からの燃焼ガスを含む第１の酸素流の少なくとも一部分と接触する。燃焼室５４’の円錐台形の基部６３’は、触媒が燃焼室５４’に入るエントリーポイント「Ａ’」にある開口６８’の下方の燃焼室５４’の側壁５５’との交線「Ｂ’」における断面積を画定する。上昇管部９４’における空塔速度の増大を保証するため、上昇管部９４’の断面積は、開口６８’の下方の燃焼室５４’の断面積よりも小さい。さらに、触媒粒子とガス流の完全な混合を促進するため、下混合上昇管１２０は、開口６８’の下方の燃焼室５４’の断面積よりも小さな断面積を有する。下混合上昇管１２０はさらに、上昇管部９４’の断面積よりも小さな断面積を有する。混合後、触媒／ガス混合物は、低位分配器６６’の開口６８’を通って燃焼室５４’の乱流領域５６’に入る。低位導管６４’からの燃焼ガスの流量は、燃焼室５４’内において高速流動状態を促進する空塔速度を生み出すのには不十分である。したがって、燃焼室５４’の乱流領域５６’に乱流床７０’が形成される。高位分配器７４’によって高位導管７２’から追加の燃焼ガスが加えられ、この追加の燃焼ガスは、低位分配器６６’からの燃焼ガスと合わさったときに、高速流動領域５８’に高速流動流状態を生み出す。触媒および燃焼ガスは輸送領域６０’まで上昇し、上昇する使用済み燃焼ガスから高密度触媒床７８’に落下する触媒を分離するため、離脱デバイス９６’を通って分離室１００’に入る。使用済み燃焼ガスは、伴出された追加の触媒を分離するサイクロン分離器９８’、９９’まで上昇し、出口導管１１０’から外へ出る。高密度触媒床７８’の触媒を流動化するため、流動化導管１０６’が、燃焼ガスとすることができるガスを、流動化分配器１０８’を通して高密度触媒床７８’に供給する。乱流床７０’の使用済み触媒を加熱するため、再生触媒の一部分を、張出し再循環スタンドパイプ８２’および下混合上昇管１２０’を通して燃焼室５４’に戻すことができ、再生触媒の残りの部分は、新たな供給原料と接触させるため、燃焼器スタンドパイプ１２’を通して図１の反応容器１０に戻される。下混合上昇管１２０を含む燃焼容器５０’の他の態様はすべて、図１の燃焼容器５０と同様である。混合上昇管の働きは、参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第４３４０５６６号により完全に記載されている。

図１および２は、分離室１００、１００’が燃焼室５４、５４’の上方に位置する再生領域の対称構成を示す。しかし、乱流領域５６、５６’、高速流動領域５８、５８’および輸送領域６０、６０’は別々の燃焼容器に含めることができ、または分離室１００、１００’を含む容器に隣接して配置することができる。この実施形態の触媒は、燃焼容器から導管によって分離容器に運ばれる。したがって、本発明の利用は、対称再生器構成に限定されず、変更された高密度床再生容器とすることができる。

本発明を含むＦＣＣユニットの概略立面図である。 本発明の代替実施形態の概略立面図である。

Claims (10)

1. 触媒の炭素質付着物を燃焼させる容器（５０）であって、
   前記容器は、基部（６３）および側壁（５５）を有する下室（５４）を含み、前記下室は、第１の燃焼ガス分配器（６６）および第２の燃焼ガス分配器（７２）と、前記第１の燃焼ガス分配器と前記第２の燃焼ガス分配器との間の触媒入口（６２）と、第１の断面積を画定する前記基部と前記側壁との交線（Ｂ）とを含み、
   前記容器はさらに、前記下室と連通した上室（１００）を含み、前記上室は、燃焼ガスから触媒を分離する分離器（９８、９９）と、再生触媒出口（１２）と、燃焼ガス出口（１１０）とを含み、
   前記容器はさらに、前記下室から上方へ延びる上昇管部（９４）を含み、前記上昇管は前記第１の断面積よりも小さな第２の断面積を有する、
   容器（５０）。
2. 前記上昇管の頂部が、最初に燃焼ガスから触媒を分離するデバイス（９６）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の容器。
3. 再循環導管（８２）が前記上室を前記下室と連通させることを特徴とする、請求項１または２に記載の容器。
4. 触媒と燃焼ガスが一緒に混合され、前記第１の燃焼ガス分配器（６６’）によって前記下室内に分配されることを特徴とする、請求項１、２または３に記載の容器。
5. 前記上室内にガス分配器（１０８）が配置されていることを特徴とする、請求項１、２、３または４に記載の容器。
6. 触媒の炭素質付着物を燃焼させる方法であって、
   使用済み触媒を、使用済み触媒入口（６２）を通して第１の室（５４）に導入するステップと、
   前記使用済み触媒入口よりも下の前記第１の室に、触媒床を維持する流量の燃焼ガスを分配するステップと、
   前記使用済み触媒入口よりも上の前記第１の室に、前記使用済み触媒入口よりも下に分配された前記燃焼ガスと結合されたときに前記燃焼ガスの中に触媒を伴出させる流量の燃焼ガスを分配するステップであって、前記使用済み触媒入口よりも上に分配される燃焼ガスよりも多くの燃焼ガスが、前記使用済み触媒入口よりも下に分配される、ステップと、
   前記燃焼ガスの中に伴出された前記触媒を、前記第１の室の出口（９６）から第２の室（１００）内まで持ち上げるステップと、
   前記燃焼ガスから前記触媒を分離するステップと、
   前記第２の室の床（７８）の中に触媒を集めるステップと、
   前記第２の室から前記触媒を取り出すステップと、
   前記第２の室から燃焼ガスを回収するステップと
   を含む方法。
7. １．１ｍ／秒未満の空塔速度を与えるように、前記燃焼ガスが、前記使用済み触媒入口よりも下の前記第１の室に分配され、前記使用済み触媒入口よりも下に分配された前記燃焼ガスと結合されたときに少なくとも１．１ｍ／秒の空塔速度を与えるように、前記燃焼ガスが、前記使用済み触媒入口よりも上の前記第１の室に分配されることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 前記第２の室から前記第１の室へ触媒が再循環されることを特徴とする、請求項６または７に記載の方法。
9. 前記伴出された触媒および前記燃焼ガスが、上昇管（９４）を通って前記第１の室を出ることを特徴とする、請求項６乃至８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記第２の室の第２の床（７８）の中に触媒が蓄積することを特徴とする、請求項６、乃至９のいずれか一項に記載の方法。

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