JP2632199B2 - 重質炭化水素含有原料の品質改良のための連続流動法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は品質改良しようとする液体から固体又は固体
形成不純物を分離する方法および装置に関するものであ
る。更に詳しくは本発明は、石油又はその分画物の様な
重質液体炭化水素装入原料ならびにタール砂ビチューメ
ン中のコークス前駆体、金属化合物、無機固体等の含有
量を減らすことによりその品質を改良してこれらの装入
原料を更に処理するものを容易とするための方法ならび
に装置に関するものである。

従来の技術 多くの石油原油やその重質留分、例えば常圧又は真空
残査（軽質成分を除くための原油の分画蒸留後に残留す
る残査）は、以後の工程に悪影響を及ぼし、又それから
製造される重質燃料の品質に悪影響を及ぼすほどの量の
コークス前駆体や金属化合物を含有することは良く知ら
れている。又同様に、タール砂や重質油沈でん物から得
られるビチューメンは、アスファルテンを高含有量で含
有している故に処理が難かしく又費用がかかりしかも無
機固体の微細粒を除去するのも難かしい。

上記のコークス前駆体としては、高められた温度で分
解して炭素質（普通「コークス」と呼ばれる）を作る様
な多環式炭化水素やアスファルテン等を挙げられる。そ
してひき続いての処理でコークスが精練装品の内壁に生
成したりあるいは触媒上に付着してその活性レベルを低
下させる。従ってコークス形成性の高い原料を装入する
ことは望ましくない。オイルのコークス形成性は普通Co
nradsonカーボン法又はRamsbottomカーボン法により評
価される。この様な評価法で数値が高い程、ガス油を分
解してガソリンとその他の軽質製品とを生成する様な流
動接触分離（FCC）法によりオイルを処理する場合に、
例えば触媒上にコークスが沈着する傾向がより高いこと
を示している。このFCC法では、再生装置中で触媒から
コークスを燃焼除去して触媒活性を回復し、次いでこの
再生触媒を次の装入原料の分解用に再使用する。

上記の重質油含有原料は、例えばニッケルやバナジウ
ムの様な好ましくない金属の化合物を含有していること
があり、そしてこれらはFCC触媒上に沈着するとそのFCC
法での操作中にその触媒の物理的性質に悪影響を及ぼし
たり、又コークスや水素やその他の軽質炭化水素ガスの
生成を助長したりして好ましくない。

又同様に、タール砂からのビチューメンはわずかな、
場合によってはコロイド状の砂粒子を含有しており、こ
れは除去するのが難かしいので、以後の工程において操
作上問題となる。又重油沈着物は固体微粒子、例えば珪
そう土岩を含有してることが多く、これらも又同様の問
題を有している。この様な炭水化物の沈着物は種々ある
にもかかわらずその研究は遅々として進まなかった。そ
の理由としてはこの様な沈着物から合成原油（syncrude
s）を得てこれを処理するのにはコストが高いことと、
固体やアスファルテンの含有量が高いことに起因する問
題点があること等がある。

精油工業においては、高価値液状輸送燃料（例えばガ
ソリン、ジェットおよびディーゼル燃料）と取得量を最
大とし一方の低価値燃料油、特に通常いおうや金属を多
く含有する残留油の割合を最少とする手段が長年の懸案
の問題であった。そして原油の最重質成分である重質燃
料油は多くの場合更に品質を上げる処理をしてそのいお
うや金属含有量を減少させることが必要とされる。

初期の原油精練は、原油を加熱してナフサやケロシン
の軽質高価値製品を分離するという様な、非常に簡単な
回分式蒸留装置により行なっていた。そして原油からの
ナフサやケロシンの軽質製品の蒸留後に放置されていた
油分を更に加熱することにより軽質製品の収率を増加さ
せることが出来ることが見出された。しかしながら、こ
れら追加の生成物は原油から最初に採れた物質（処女生
成物）と同じ特性を有しておらず、粗雑でしかも不安定
であると考えられ従って好ましいものではなかった。そ
してこの発見は、たる底残留物をへらす方法として長年
の間使用されて来た、そして現在熱分解と称されている
ものである。時代の進歩と共に、この熱分解技術はたる
底残留物すなわち「真空底部残査」の品質改良のために
使用される様になって来た。ケロシンやディーゼルより
も重質であってかつ真空底部残査よりも軽質である様な
原油からの処女生成物は現在は主として流動接触分解
（FCC）法により品質改良が行なわれている。

精錬所での装置に供給する原料を作るのに、単一回分
式蒸留系の代りに、原油ユニットとそれに続く真空ユニ
ットとから成る装置による連続蒸留が行なわれる様にな
った。そしてこれは２つの蒸留系から成り、両方ともほ
とんど同じ様な充てんヒーター、交換器および蒸留塔等
の装置を含有していた。そしてこれら両系共に必要であ
った。なぜならば、系に真空状態を適用しないで低温で
起るべき分離を起させてしまうと、重質常圧塔底部では
熱分解が起ってしまうからである。精錬工業においては
又は真空底部残分を減らす試みがなされているが、これ
には使用装置による限界がある。この限界は供給ヒータ
ーの時間−温度関係に起因するものである。普通ヒータ
ーの出口は約750゜Fが限界である。

この温度以上では高温および長時間のためにヒーター
コイルの中で熱分解が起ってしまう。そして熱分解の結
果ヒーター管部のコークス化や真空排出装置への負荷超
過や「不安定」生成物の生成等をひき起こす。

この様な処理に際しての限界や軽質原料の入手可能性
が低いことが、当業界において真空底部残分の品質向上
のための可能な方法を見出すのに障害となっている。技
術的に可能な方法は多くあるが、それらは経済的に最適
な方法としては程遠い。水素添加法は高圧と大量の触媒
を必要とし、そのために大資本投資や高い操作コストを
必要としそして触媒の廃棄の問題が起る。炭素廃棄法も
又高いおう高金属含有コークスの様な望ましくない副生
成物を生成し、又循環固体を使用する場合には大量の触
媒を廃棄する問題も起る。

上記した固体や固体生成不純物で汚染されたこの様な
炭水化物含有原料の品質改良のために多くの技術が知ら
れている。例えば遅延流体コークス化法を使用すること
が出来る。このコークス化法では熱交換によりコークス
や高コークスガソリン、高コークスガス油等を生成す
る。固体コークスは普通灰分およびいおう含量が高く、
従ってその蒸留物はこれを接触分解又は混合するために
充てんして使用する前に更に処理しなければならない場
合が多い。溶媒抽出や脱歴法も又残渣からのFCC用原料
の調製用に使用できる。

米国特許第4,263,128号において本発明者らは、全原
油ならびに石油蒸留による底部画分を、実質的に触媒活
性のない流動固体と高温で短時間接触させることにより
装入原料の高沸点成分を循環すル固体上に沈着させこれ
によりConradsonカーボン価、塩含有量および金属含有
量を減少させることにより該原油ならびに画分の品質を
向上させる方法を開示した。そして該方法では、カオリ
ン粘度の粒子の様な不活性固体を接触反応器中の上昇カ
ラム中に供給して装入物の大部分を気化させる。循環し
ている固体の粒子上に形成した炭素質および金属系沈着
物は燃焼され、その後その固体粒子は接触反応器中にリ
サイクルする。

又米国特許第4,435,272号において本発明者は、上記
の様な原料を接触反応器中に導入しそして更にこれを添
加された不活性接触物質の加熱粒子の下降カーテン中に
分散させることにより該原料の品質を向上させる方法を
開示した。ここでは装入原料は気化し、そして炭素質、
塩および金属は循環している接触物質上に沈着する。次
いで接触物質上の沈着物を燃焼除去し、燃焼熱を接触物
質により吸収させ、そして加熱された接触物質を接触反
応器中にリサイクルして再度装入原料の気化に使用す
る。

又FCC供給物を接触分解装置の反応塔に噴霧送入して
供給物と触媒との接触をより良くする方法も知られてい
る。

以上の様な公知の方法により原油（又は合成原油）を
利用して輸送用燃料を生成する技術が開発されたが、し
かしこれには大資本を要し又操業コストが高くそして又
周辺装置を創製する必要があった。

発明が解決しようとする問題点 従って本発明の第１の目的は、上記の典型的な精錬業
での資本および操業コストを低くすることである。又そ
の別の目的は、その典型的な精錬装置による輸送用燃料
収率を上げてかつ重質燃料油収量をゼロにするか又は減
らすことを可能としながらも周辺装置を出来るだけ縮小
することである。これらの目的は、従来の原油ユニット
および真空ユニットの代りに本発明の方法および装置を
使用することにより達成される。

本発明によれば、熱分解の程度を最少に抑えることが
出来るので、製品を付随する装置中で処理することが出
来る。更に本発明によれば、95％以上もの金属と95％以
上のものアスファルテンを除去し、そして供給原料中の
いおうおよび窒素を30〜80％も減らしかつ同時に供給原
料中の固体を除去することにより真空底部残渣を処理す
る問題を解決することが可能である。そしてこの後者の
点はタール砂ビチューメンの品質向上に特に重要であ
る。本発明により、90％以上の輸送燃料収率を達成し、
しかも重質燃料油の収率を４％以下に減らすことが出来
る。金属やアスファルテンの様な触媒毒が実質的に除去
されていることから、液体接触分解やガス油水添処理又
は水添分解の様な従来の下流装置での処理により、本発
明方法からの重質油生成物の品質改良が可能である。

本発明のその他の目的や利点は更に以下の説明に記載
し又それから明らかであり、あるいは又本発明を実施す
ることにより知ることが出来よう。又本発明の目的およ
び利点は、特に前記特許請求の範囲に記載した方法およ
びその組合わせにより実現可能でありそして達成するこ
とが出来る。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するためそして本発明の意図するとこ
ろに従って、本発明は固体又は固体生成不純物を含有す
る重質炭化水素装入原料すなわち供給物の品質改良をす
る新規連続流動法を提供するものであり、該方法は供給
物を噴霧して液体粒子流（不純物を含有している）を形
成し、そしてこの液体粒子流は予じめ選択された大きさ
を有することを特徴とする。この噴霧された供給物は接
触ゾーン中へ実質的に水平に導入され、そして専ら供給
物中の不純物由来の加熱固体粒子を含有する熱流動気化
媒体流と該接触ゾーン中へ実質的に垂直に導入してその
中で噴霧された供給物と密に接触させる。そして流動気
化媒体の温度と該ゾーン中での噴霧供給物との接触時間
は、供給物中の炭化水素が気化するのに充分なものであ
るとする。接触ゾーン中では実質的な分解は起らない。
炭素質物質および他の固体は加熱固体粒子上に沈着する
か、あるいは新たな固体粒子を形成する。炭化水素の大
部分は気化し、その気化炭化水素中に混在する固体粒子
との混合物を形成する。この混合物を速やかに分離ゾー
ン中へ導入し、そしてその中で固体粒子を気化炭化水素
から分離する。分離された固体粒子を加熱してその固体
粒子の温度を気化が起る温度よりも高い温度にまで上げ
る。この加熱固体粒子を接触ゾーンへ戻して噴霧供給物
へ変変換し、そして分離された炭化水素気体は凝縮され
て実質的に不純物含量の減った炭化水素生成物が回収さ
れる。

代表的なものとして、炭化水素供給物は、接触ゾーン
条件下では固体粒子上に沈着するかあるいは固体粒子を
形成するかのいずれかであるか、あるいは接触ゾーン中
でその両方である様な炭素質物質を形成するアスファル
テンを含有している。分離された固体粒子と会合した炭
素質物質は燃焼部で燃焼され、その燃焼熱が接触ゾーン
中へリサイクルされた固体粒子を加熱して炭化水素を気
化するための熱の供給をする。更に、分離された固体粒
子は燃焼部からの熱固体粒子で加熱されることも出来る
ので、炭素質物質の燃焼の前にこれから揮発性炭化水素
を脱離させることも出来る。

有利には、接触ゾーン中で形成した炭素質物質を全部
燃焼部で燃焼させ、そして更に、接触ゾーン中で炭化水
素を気化させるのに必要な熱の全部をリサイクルした熱
固体粒子により供給させる様にするのが好ましい。

接触ゾーン中の温度および熱固体粒子と気化供給物と
の接触時間を、装入原料中の物質を90゜F以下で10％よ
り多くない程度に変換する様に制御するのが好ましい。

そして更に、その様な接触時間を５秒より長くないも
のとし、接触工程における温度を液体供給物の平均沸点
よりも高くしかも1100゜Fよりも低いものとし、そして
接触工程中の圧力を10〜50psiaとするのがより好まし
い。

本発明方法の好ましい態様としては、噴霧された装入
原料を少なくとも１つの装入物すなわち供給物注入部を
通して接触ゾーン中に導入してその中に噴霧供給物の通
常は平坦な水平パターンを形成し、そして流動気化媒体
をその接触ゾーン中に90゜の角度で該供給物パターンを
横切る様に落下カーテン（これは普通は平坦な垂直パタ
ーンである）として下向きに導入すれば良い。気化炭化
水素中に混在する固体粒子の混合物は次いで分離ゾーン
（これは噴霧供給物の導入部の実質的に反対側にある）
の入口にむかって実質的に水平に導入される。

本発明は又固体又は固体形成不純物を含有する炭化水
素供給物を処理する新規装置を提供するものであり、該
装置は、少なくとも１つの液体装入物すなわち供給物入
口と少なくとも１つ気化媒体入口と少なくとも１つの気
体−固体出口とを供えた接触部反応器を有し、そして噴
霧手段を、あらかじめ選択された大きさの液体供給物の
小粒子を形成しそして該液体粒子を該節接触部中へ実質
的に水平な平坦パターンを形成する様に送り込む様に装
入物入口に設けたことを特徴とする。そして気化媒体導
入手段が、ガス分散媒体と熱循環固体粒子との流動混合
物を前記液体粒子の通路を横切ってその液体粒子と密に
接触する様に実質的に垂直の平坦パターンを形成して接
触部中に導入するために前記気化媒体入口に設けてあ
る。又分離手段が接触部中で形成した気体中に混在する
固体粒子を分離するために気体−固体出口に接続してあ
り、そしてその気体−固体出口は気体とそれに混在する
固体粒子とを受けてこれらを分離手段へと送るために接
触部に液体供給物入口の実質的に反対側に設けられてお
り、これにより気体と固体粒子との接触時間は非常に短
いものとなっている。

分離手段は当業界においては周知の様に、代表的なも
のとしては気体とそれに混在する粒子とを分離するため
の１個又はそれ以上の第１サイクロンと、そして好まし
くは１個又はそれ以上の第２サイクロンとを有してい
る。

又本発明の装置は更に、接触部からの固体粒子を受け
てその固体粒子から炭化水素を脱離させるための脱離反
応容器を接触部反応容器からのフローライン中に組合わ
て有している。

そして更に又本発明の装置は、脱離された固体粒子を
脱離反応器から受けてその脱離固体粒子からの炭素質物
質を燃焼させるための燃焼反応容器を該脱離反応容器か
らのフローライン中に、燃焼部からの加熱固体粒子を接
触部へリサイクルするための粒子リサイクル手段と一緒
に組合せて有している。

以下に本発明の好ましい実施態様について詳しく説明
する。尚その実施例を添付の図面に開示した。

本発明の実施する系の１例を第１図に示した。２つの
主要反応器は燃焼部（６）および脱離加熱部（６）であ
る。熱気化媒体（後記する）が垂直配管（８）からすべ
り弁（10）を通って予備混合下降部（18）中へ送入され
る。すべり弁（10）は、高速サイクロン（14）の出口に
設けられた温度コントローラー（12）により所望の温度
を維持するために気化媒体の流速を制御する。すべり弁
の下流で、熱気化媒体は生成物蒸留および再生部（図示
せず）に接続した管部（16）からの、スチーム又はリサ
イクルガスの様な分散媒体と混合され、そして該分散媒
体と一緒に流速コントロールしながら予備混合下降部へ
と送入される。サイクロン（14）の出口における温度が
設定温度からはずれると、温度コントローラー（12）の
指示が弁（10）の作動部に送られて、これを開いて気化
媒体の流速を所望の値に増加又は減少させる様に調節す
ることになる。導管（16）からの分散媒体は、気化媒体
を下方に分配および発射させ、そして系の炭化水素分圧
を下げる作用をするという、２つの目的を有している。

気化媒体は、装入原料中のアスファルテンや砂などの
様な固体および固体生成不純物から形成された微細に分
割された固体の熱粒子から成る。この様な粒子は、装入
原料中の炭化水素が気化した後に、新たに形成された粒
子としてあるいは系中に循環共存する同様な粒子上に沈
着した形で、炭素質物質（すなわちコークス）、金属や
砂又はそれらの混合物の凝集粒子を放出することにより
形成される。この様な粒子の大きさは代表的なものとし
て、系中で流動化し得る程度の１〜120ミクロンの範囲
内である。

温度優先制御手段（20）は本発明の装置におけるコン
トロール系の１つの特徴的手段である。これは予備混合
下降部（18）に設けられた温度センサー素子と流量測定
装置とから成り、そして供給弁（24）の操作部に接続す
るコンピューター（21）（第２図）に接続されている。
導管（22）中の装入原料の流速は流量測定装置（25）を
使用して測定する。このコンピューターは、気化媒体の
流速および温度ならびに導管（22）中での装入原料の流
速から、供給物を気化させるのに充分な加熱がなされて
いるかどうかを電算処理する。もしそれが適当でない場
合には、コンピューター（21）は装入原料の系中への流
速をより遅い速度に再設定する。気化媒体のロスが出た
りした場合には、コンピューターは供給弁（24）を閉じ
る様に指示する。これは系においてコーキングの可能性
を阻止するための本発明の方法系における特徴的な構成
の１つである。（系中にコーキングが起ると操業停止を
しなくてはならない。）温度優先制御手段（20）の下流
において、装入原流を噴霧しそして接触部（26）中へ水
平に注入して分離媒体および気化媒体と密に接触させ
る。装入原料は、これと流動粒子とを密に接触させて、
その粒子の大部分を分散媒体および気化装入物と一緒に
水平接触部（26）を介して、第１および第２工程サイク
ロン（28）および（14）から成る分離手段中へ導入出来
る様に噴霧することが重要である。これは色々な方法で
行なうことが出来るが、水平接触部（26）と噴霧手段
（32）とを有する構造系を使用するのが好ましいので、
これを使用する場合について説明しよう。

水平接触部（26）は、脱離加熱部（６）の「頂蓋」部
（33）（すなわち、より小さな直径を有する脱離加熱部
（６）の上部）と第１工程サイクロン（28）（これは噴
霧手段（32）の反対側に設けてある）とを接続する実質
的に水平な導管部から成る。この頂蓋部（33）と水平接
触部（26）とが接触ゾーン（27）を形成し、そしてここ
において噴霧装入物は加熱気化媒体と密に接触される。
噴霧装入物は、これを固体粒子の落下カーテンを通って
接触部中へ送入出来る様に頂蓋部へ実質的に水平に導入
する必要がある。このために、複合接触部（26）および
更には、粒子入口（30）のそばに接触部（26）にむけて
設けた複合装入物注入部を有して成る構造の系を使用す
る。装入物の注入点は、丁度水平接触部（26）の中央の
粒子入口（30）か又はわずかにそれより高い位置で、脱
離加熱部（６）の頂蓋部（33）中へ注入する。この構造
において、頂蓋部はこの部分での滞留時間をへらすため
に使用するのであって、これにより流下速度を10fpsよ
り大きくし、好ましくは20fpsより大きくすることにな
る。気化した装入物と分散媒体と大部分の固体気化媒体
とは脱離加熱部（６）の接触部粒子入口（30）を通って
出て速やかに水平接触部（26）へと移行する。水平接触
部（26）では、固体および気体の速度は、使用サイクロ
ンにもよるが、50〜100fpsにまで加速される。この接触
部中での時間は、この接触部の長さがサイクロン（28）
を設置するのに機械的に充分な長さでありさえすれば良
いので、代表的には0.1秒より短かくて良い。より重い
固体気化媒体や気化しなかった装入原料は脱離加熱部
（６）の頂部中に実質的に噴射され、そしてこの重い固
体気化媒体は流動粒子として重力により落下する。これ
らの新たな粒子は脱離加熱部中に入って他の粒子と混合
される。

上記した様に、流動粒子形成のための装入原料噴霧手
段の構造および供給物−熱循環固体接触のための構造は
重要である。この系の拡大図を第２図に示す。説明のた
めに、装入原料として10重量％の固体を含有するタール
砂ビチューメンを使用する。そして説明を簡単に行なう
ために、ここでは１個の供給物注入口および１個の水平
接触部だけを記載したが、この構造は決して限定的な意
味のものではない。当業者ならば装入速度を増すため
に、より多くの接触部（26）やより多くの原料注入口
（32）を設けることは容易に理解可能である。

装入物噴霧器（32）の種類は装入原料中の固体含有量
にかなり依存する。しかしながらその機能の意図すると
ころは、装入物は１〜100ミクロンの範囲の粒径の液滴
かあるいは流動化の点からそう望まれるとあればより重
い液滴に噴霧して40〜90ミクロンの平均粒径の循環系を
作成することである。１〜10ミクロンの平均粒径範囲の
液滴が好ましい。上記した様に装入原料は水、スチーム
又は気体を使って噴霧することが出来る。好ましい噴霧
媒体は気体（34）であり、特に好ましくは分散媒体（1
6）として使用したのと同じ気体であるのが望ましい。
装入原料噴霧器（32）を横断する圧力低下は、供給物中
の固体含量や所望の液滴径や噴霧媒体に依って0.5〜30p
siの範囲で変化する。固体含量が高ければ圧力低下も少
なくそして侵食も少ない。

好ましい噴霧手段は、平坦な水平パターンを生成する
ノズルを有する射出装置、圧力下に該射出装置に供給さ
れるガス状噴霧媒体源に接続される導管、および装入原
料を該射出装置に供給するための導管とから成る。

以上を念頭において、10重量％の固体を含有するター
ル砂ビチューメン供給物（24）を使用した場合について
以下に説明を続けよう。本発明方法を操業するに当り、
装入物中の固体含量については経済的な理由を除いては
何ら制限はない。但し本発明において必要なのは、廃棄
の目的で例えば砂や金属の様な固体を回収し除去すめた
めの系を装置中に構成する必要があることのみである。
第２図に示す様に、装入原料は、分散媒体導管（16）に
接続した導管（34）からのガス状噴霧媒体と一緒になっ
て供給物射出部（32）に送られる。該射出部（12）は例
えばFCC再生装置中にトーチ油を注入するのに使用され
るものと同じ様な構造の可動／調整バーナーである。供
給物射出部（32）のノズルの先端は水平の細長い小穴と
なっており、そしてこれは必ず熱流動媒体とだけ接触す
る様に、熱流動固体の落下カーテン（後記する）の巾に
等しい角度から約10〜20度を差引いた程度をおおうよう
な水平の平坦翼型パターンを与える様になっている。

熱流動気化媒体は好ましい気体分散媒体とコントロー
ル弁（10）からの熱循環固体粒子との組合わせから成る
ものである。予備混合下降部（18）中のこれら２つの物
質の混合点の下流において、脱離加熱部（６）の頂蓋部
（33）の頂部の気化媒体入口の分散グリッド（38）を通
って気化媒体の全流が均一な垂直パターン（39）を形成
し、そしてこれは90度の角度で噴霧原料流の均一な水平
パターン（41）を横切る。この様に、本発明は加熱気化
媒体を、予備混合下降部（18）と分散グリッド（38）と
から成る接触ゾーン中に導入する手段をも提供する。こ
こで分散媒体は、前記した様に、頂蓋部（33）において
結果的に40fpsよりも遅い速度で分散グリッド（38）を
通して熱流動固体（36）を発射する働きを実際にする。
これらの流体を接触ゾーン（27）中で混合することは、
ガス化および分解反応によりその供給物の体積が増加す
るので、結果的に爆発の様な状態となる。そしてこの爆
発の結果として、その粒子入口（30）が気体の逃げ出せ
る唯一の通路であるので、固体粒子を主として該粒子入
口（30）を通って水平接触部（26）へと加速することと
なる。しかしながら、気化しなかった装入物の一部（こ
れは主として分解されるべきアスファルテン分子から成
る）は新たに粒子を形成し、熱循環流動固体上に沈着し
たりあるいは供給物の固体分上に沈着したりする。又水
平接触部（26）中に導入されなかった重い粒子は分離加
熱部（10）中の粒子床（43）の頂部上に堆積されるよう
になる。第２図において、点線はその入口を通って接触
部から分離手段中へと移行する供給物および気化媒体流
の想定通路を示すものである。１個より多くの供給点お
よび（または）１個より多くの接触部がある場合には、
分散グリッド（38）はそれぞれの供給物と気化媒体との
接触を確実に緊密なものとするために気化媒体の分布パ
ターンを別に変えられる様に構成すれば良い。

分散媒体のモル割合が気化および反応後の装入物気体
のモル割合と同じである場合には、その結果としての頂
蓋部（33）における両者の速度は分散媒体のみの場合の
速度の２倍となることに留意することが必要である。こ
の場合に、それは80fpsより小さく、すなわちサイクロ
ン（28）の入口速度と同じであって良い。従って、本発
明のこの装置の構造の場合には、同様な装置を使用した
公知法の系と比べて接触部内での時間をより短かくする
ことが出来る。50,000bpd系においては、頂蓋部（33）
と水平接触部（26）とはその直径が約45インチで良い。
又脱離加熱部（６）の直径は約８フィートである。サイ
クロン（28）の入口を脱離加熱部容器（６）の外壁の丁
度外側に設置したと仮定すると、頂蓋部（33）の中心か
らの接触部（26）の全長は脱離加熱部（６）の半径、す
なわち４フィートとなる。速度80fpsでは、接触部内時
間は0.05秒となる。この時間は従来の公知技術と比べた
ら超短時間である。この様な短時間処理は、従来技術に
おいて研究されて来た垂直複式の、あるいは流下式塔型
接触部／反応部構造の装置系においては達成不可能であ
った。

分散媒体流を増加する（頂蓋速度の増加）ことにより
そして又供給物注入部の囲りにある気化媒体と共に供給
物を脱離加熱部（６）に向けて下側に注入することによ
り接触時間をかなり増加することが出来る。もちろん、
水平接触部（26）の長さを長くして接触時間を増しても
良い。

吸上式又は流下式垂直塔型反応装置のいずれとも比較
して、本発明の系は系中におけるコーキングの問題を解
決したという点で装入物注入系としての著しい利点を有
するものである。狭い反応塔は、供給物の装入が難かし
く又気化媒体の分布が充分でない（これは媒体循環が不
規則であることに因る）ことや、供給物を気化するため
の媒体循環が不充分であることや、供給速度変更が早す
ぎることや、供給物注入口が詰まってしまう（そのため
液体供給物が反応塔の狭い壁部や供給物注入口部と接触
してコーキングの原因となる）ことなどのために、コー
キングの問題が起る危険がある。一旦コークスが生成し
てしまうと、精錬装置の操業の一時中止をするまでこれ
は生長し続けることになる。このため本発明では垂直反
応塔に比べて接触時間を最少にするためだけでなく、こ
のコーキングの問題を解決するために水平接触部を使用
するのである。もしも優先コントローラー（20）が機能
しない場合には、脱離加熱部（６）の頂蓋部（33）に注
入された供給物は床からの気体に向流して下側に流れる
であろうから、系は操業を続けたままとなり、そして供
給物中の軽質物が気化することとなろう。供給物中の重
質炭素質物質の大部分である残りの気化しない炭化物
は、すべり弁（40）が開いて下降脚部脱ガス容器（78）
のレベルがコントロールされそして気化媒体流が消失し
ないうちにその上部に加えたのと同じ量の気化媒体が脱
離加熱部（６）の床レベルに加えられるので、供給物を
気化するのに充分に加熱された脱離加熱部（６）中の粒
子レベル（床）（43）の頂部上に分散される。実際に、
この様な構成の装置により操業した場合には、液体コー
クス化法に近い操業となり生成物の品質がかなり低いも
のとなってしまう。

導管（22）中の装入原料の温度は例えば400゜Fより高
く、そして好ましくは500゜Fより高い。そしてこの装入
原料は、スチーム、ガス、水を使用して、あるいは供給
物注入部（32）を横切る粘度／示差圧力のコントロール
により分散（又は噴霧）されれば良い。気化媒体は分散
媒体と共に供給物と接触しそして炭化水素供給物中の10
00゜Fより高温の沸点を有しそして1000゜F以下では熱的
に安定な分子を、超短時間接触部（26）中においてほと
んど変化させないか又は全く変化させることなく気化さ
せる。1000゜Fより高温の沸点を有する重質の熱的に不
安定な分子は軽質炭化水素に変換され、そして高分子量
／高沸点のアスファルテン分子は炭素質粒子又は気化媒
体粒子上の沈着物を形成しそして分解されて低水素固体
炭素質物質および軽質炭化水素生成物となる。炭化水素
気体およびこれと共存する固体粒子は水平接触部（26）
から出て第１接触部第１サイクロン（28）中へ移行さ
れ、そしてここで共存する固体が90％強の気体から分離
される。炭化水素気体はサイクロン（28）から出て、第
２サイクロン（80）に接続された下降脚部（82）中のす
べり弁（42）を通って熱燃焼部生成物の添加により少な
くとも50゜F再加熱される。この気体への添加すなわち
再加熱により高速第２接触サイクロン（14）（ここでは
10ミクロンより大きい残りの固体を気体から分離する）
中でのコーキングを防止することが出来る。

気体は気体回収管部（44）を通って第２サイクロン
（14）を出て、そして蒸留装置（図示せず）中で生成物
の分離をする前に管部（23）を通って適当な冷却媒体を
導入することにより該気体を速やかに冷却する。尚これ
は当業界周知の技術である。接触部サイクロン（28）お
よび（14）中で分離された固体は下降脚部（46）および
（48）を封止する目的で脱離加熱部（６）の通常の粒子
レベル（43）の下側に導入される。これら粒子ならびに
分散媒体から分離されて脱離加熱部頂蓋部（31）中に装
入された粒子を、下降脚部サージポット（78）に接続し
た管部（45）中のすべり弁（40）を通って脱離加熱部
（６）の通常の粒子レベル（43）の頂部近くに導入され
る燃焼部（４）からの熱物質と混合する。この熱物質の
目的は２つある。その１つは接触部からの冷粒子上に残
留している炭化水素液体がある場合これを脱離および気
化させる際に、管部（50）および分配部（51）を通って
脱離加熱部（６）の底部に導入されるガス又はスチーム
脱離媒体を補助する機能である。そしてもう１つは燃焼
部（４）中での炭素質物質の燃焼を助けるために粒子の
温度を上げることである。燃焼部（４）は完全流動系で
あるので、時間−温度関係、すなわち燃焼の動力学的な
面に注意を払わなくてはならない。従ってこの熱物質は
該燃焼部における炭素燃焼速度をコントロールする様な
速度で脱離加熱部（６）に加えられる。このリサイクル
速度は気化媒体速度の３倍ほどであって良い。

本発明方法の供給物噴霧−気化媒体接触部（27）にお
いては、所望の大きさより大きい粒子がアスファルテン
分子を含有する供給物中のコロイド物質との凝結による
該供給物中の固体の凝結から生成して、これは所望の炭
素質／金属生成物よりも大きいことが認められる。これ
らの粒子は気化供給物およびその他の大部分の粒子と一
緒に水平接触部（26）へは入ることなく、40fpsより遅
いスピードで噴霧供給物を横切って導入された分散ガス
による垂直方向の力と、それ自身の重力とによりレベル
（43）上にむけて下方に発射されることになろう。そし
てこれら粒子は脱離加熱部（６）を通って更に下方へ流
れてゆき、そして前記の熱物質、生成物気体から分離さ
れた粒子および脱離媒体と混合されることになる。この
加熱粒子は、脱離加熱部（６）燃焼部とを接続する管部
（53）中のすべり弁（52）を通ってレベルコントロール
をしながら脱離加熱部（６）から出てゆき、そして燃焼
部底部（３）中へ入る。この底部（３）は燃焼部上部
（４）よりも大きな直径を有している様に図示されてい
る。この燃焼部底部（３）は２つの作用をする。その１
つは流速の違いを利用して高密度の粒子や大きいサイズ
の粒子と分離することである（水力分級）。これらの重
い粒子や大きいサイズの粒子は、流速の遅い底部（３）
に沈着するかあるいは留まることになろう。そしてこれ
らは、炭素質物質の燃焼除去か又は摩耗により小さい粒
子となるまでそこに留まることになる。本質的にこの構
造により粒子サイズが揃えられて適当な流動化が可能と
なる。小さい粒子はサイクロンを通って系から放出さ
れ、一方接触部中で形成された大きな粒子は燃焼部底部
（３）中へ重力により流れ込み、そしてここでこれら粒
子はその燃焼部底部から燃焼部上部（４）へと流動する
のに適当な大きさおよび密度となるまで留まる。この燃
焼部底部（３）はその高さ方向を横切する一定間隔で粒
子の密度を表示出来る様な構造となっている。そして燃
焼部底部（３）の下部に大きなそして密度の高い粒子が
増加すると、管部（54）を通って水力分級部燃焼部（5
6）へと除去されて次いで管部（58）を通って排出され
る。

水力分級部燃焼部（56）は、導管（ここで粒子を例え
ば空気の様な酸素源と混合する）を有しており、そして
燃焼部（３）の下部から重い粒子をとり出して更に酸化
するかあるいは所望の処理をする様な構造となってい
る。図示してある様に、本発明の系は送入部（60）から
流速コントロール弁（62）を介して空気を送入して流動
化するものである。この様な構造により、全ての炭素は
粒子から燃焼し去られて、そして普通は供給物中の金属
とそれから重い供給物粒子がある場合にはこれらとから
成る残留物質が管部（58）を通って除かれて廃棄される
か又は回収される。水力分級部燃焼部（56）の大きさは
供給物中の全灰分含量に依存する。水力分級部燃焼部
（56）の出口は燃焼部上部（４）の好都合などこの位置
に設置しても良く、そしてこの水力分級部燃焼部系（5
6）は所望ならば回分式に操作しても良い。

燃焼部下部（３）を大きな直径とした第２の目的は、
燃焼部での長さの割りにその滞留時間を長くするためで
ある。燃焼部の代表的な構造条件としては、気体時間が
20秒より少なく、そして好ましくは1400゜Fより高い温
度において10秒以下の時間である。温度が高くなる程そ
の時間は短かくて良く、従って低温燃焼部での長時間反
応はしばしば不必要である。この場合、燃焼部の上部
（４）および下部（３）は同じ直径であって良く、そし
て水力分級は別の装置で行なっても良い。

本発明のこの態様においては完全流動燃焼部を使用す
るので、燃焼部における速度を一定の範囲内に保持する
ことが重要である。速度があまり遅いと粒子は流動化せ
ずに系は循環を停止してしまう。又一方速度が速すぎる
と、燃焼部で形成された炭素質物質が焼却されるのに充
分な時間が得られない。従って、この系は、冷却後の管
部（64）を通った煙道ガスと送入部（60）からの始動空
気とを分配部（68）を介して燃焼部の底部（３）中へヒ
ーター（66）を通ってリサイクルして、脱離加熱部
（６）からすべり弁（52）を通って流入する粒子を流動
化する点において特徴を有するものである。煙道ガスは
空気送入部（60）からの空気で置き換えても良くあるい
は普通はこれに該部（60）からの空気を補充して燃焼に
必要な酸素を得る。空気送入部（60）の流速は燃焼部の
内部に応じて調節し、そして空気プラス煙道ガスの全体
の流速は流速コントローラー（72）でコントロールす
る。空気処理プラントを付設することが可能ならば、空
気を酸素で置き換えても良い。

燃焼部（４）への全ガス流速は、30fpsより少なくな
る様に、そして普通は約10fpsとなる様にコントロール
するが、しかし常に所望の大きさの炭素質粒子の送入速
度よりも大きくなくてはならない。流動化された粒子は
燃焼生成物と共に燃焼部（４）の上部（５）に進み続
け、そして管部（73）を通って第１燃焼部サイクロン
（74）へと導入される。そして該サイクロン（74）で粒
子の90％以上が燃焼部ガスから分離される。こうして分
離された粒子は下降脚部（76）を通ってサイクロン（7
4）から送出されて下降脚部サージホッパー（78）の下
部へと送られる。このホッパー（78）は、水平接触部に
送られる煙道ガスを最少量とするために、スチームを使
用して出来るだけ多くの煙道ガスを熱粒子から取り除く
のに使用される。

非常に小さな孔体積を有する炭素質粒子も又、装置間
を循環する混在ガス又は気体の量を減らすのに有効であ
る。それぞれ第１サイクロン（74）および第２サイクロ
ン（80）の両方の下降脚部（76）および（82）はサージ
ホッパー（78）中の粒子レベルの下側に排出している。

燃焼生成物および固体は管部（75）を通って第１サイ
クロン（74）から出て、煙道ガス冷却器（84）を通って
高速サイクロン（80）中へ入る。ここで10ミクロンより
大きい粒子は全て除去され、これにより系内ガスは更に
分離されることなく出力回収系（図示せず）に送ること
が出来る。又、煙道ガス管路（86）中の排出ガス（煙道
ガス）を下流においてSO_x又はNO_xコントロールのために
処理する必要がある場合には、持込み粒子量を最少に抑
さえる。

煙道ガス冷却器（84）は本発明方法系におけるもう１
つの特徴的構造である。この系の好ましい配置として、
サイクロン（80）は第１サイクロン（74）の様に高温に
さらされた金属内容物のほとんどない従来の冷壁サイク
ロンではなくて、米国特許第4,348,215号に記載のEurip
os第３工程サイクロンの様な複数クローンから成る高速
サイクロン系であり、これは1600゜Fより低い温度限界
を有している。これは多くの場合この方法用に考えられ
る操作温度よりも低い。従って、この流れの冷却は複数
クローンを保護するためのものである。冷却のための好
ましい方法としては、普通煙道ガス温度を1400゜F〜160
0゜Fの範囲に低下させるためにスチームを生成するのに
使用する熱交換器を使う方法である。この交換器は液体
又はスチーム冷却器で置き換えても良いが、この様な冷
却器は普通下流の装置において結露することから問題が
あることがある。

燃焼系の圧力は示差圧力コントローラー（88）により
コントロールされる。このコントローラー（88）は、煙
道管部（86）と、燃焼部気体を気体回収および生成物分
離部へ運ぶ管部（44）とに接続している。そしてこの圧
力コントローラー（88）は弁（87）を調節することによ
り管部（86）を通って系から排出される煙道ガスの量を
調整する。又コントローラー（88）は粒子循環を安定さ
せるために燃焼部と接触部との間の圧力差を調整する。

本発明方法におけるコントロール（制御）系は、接触
部で生成した炭素質物質を全て燃焼させて廃棄する余剰
物が全くない様にしかつ系中の内在物から駆遂させる必
要がない様にしなくてはならなず、この点に特徴を有す
るものである。そして系中内在物と酸素必要量とのバラ
ンスがとれている。従って、燃焼部底部（３）を含めて
の燃焼部（４）ならびに脱離加熱部（６）および下降脚
部サージポット（78）における粒子レベルはすべて連続
的にモニターされている。燃焼部（３）および（また
は）（４）における粒子レベルおよび（または）内在物
はコントロールされない唯一の系であり、従って内在物
に関してはその値は実際に可変である。最少となった場
合に、燃焼部中の内在物の値を変化させることにより、
酸素の割合を再設定する。換言すれば、燃焼部内在物が
増加した場合には、燃焼部への空気流速を上げて炭素質
粒子をより多く燃焼させて内在物を減らす様にする。一
方内在物が減少した場合には、逆の操作を行ない、そし
て空気送入部（60）からの空気流速、すなわち酸素量を
減少させて燃焼をおさえる様にする。もちろん、燃焼部
への全ガス量の割合は流量コントローラー（72）によっ
てコントロールされるのであるから、その全く逆のこと
もリサイクルした煙道ガスに対して起るわけである。煙
道ガス管部（86）中のCOの量を最少におさえ様としたい
ならば、燃焼部の煙道ガス温度は最低限度1400゜Fなく
てはならない。

装入原料中の不純物にもよるが、本炭や粘土の様なも
のの微細に分割した粒子を最初に上記した系に供給され
る装入物に加えてそして循環粒子の形成を開始するのが
有利であると考えられるが、この様なものの添加は一旦
適当な粒子が形成された後は停止する。そして粘土や不
燃性の固体の様なものを使用する場合は、上記の様にし
て管部（58）を通してこれを系から除く。

本発明の系と液体コークス形成法又は選択気化法との
基本的な相違点としては下記のことが挙げられる。

（１）本発明の系では下降する気化分散媒体流を使用
し、そしてひき続きこれに本質的に水平に供給物を注入
しそして水平な接触部にて反応を行なう。これにより装
置内でのコーキングを防ぐことが出来、そして従来法に
おける場合と比べて、気化された装入物と熱固体粒子と
の間の接触時間を著しく短くすることが出来る。サイク
ロン部における接触時間は測定はしないが（尚これは高
々0.5秒である）、この様な本発明の系においてはその
接触時間は0.1〜0.2秒の範囲内であれば良い。

（２）本発明の系においては、燃焼部中に混入する炭化
水素生成物の量を極少量とするため、又接触部の粒子温
度を上げて燃焼に必要な時間を減らすために、脱離燃焼
部を使用する。

（３）内在物に関して燃焼物への送入空気量をコントロ
ールする。

（４）燃焼部は、燃焼部における所望の速度を維持する
ために煙道ガスをリサイクルさせて完全に流動化した系
である。

（５）燃焼部において、第１および第２サイクロンの間
に煙道ガス冷却器を使用している。

（６）水平接触部でのガス持込量を減らすために分離装
置として下降脚部サージポットを使用している。

（７）脱離加熱部における粒子床から発散する気体の温
度を上げてコーキング（これは低温の脱離気体と重質炭
化水素気体との接触により起ると考えられる）を阻止す
るために、熱燃焼部粒子を脱離加熱部の粒子レベルの頂
部に注入する。

（８）低速水力分級部として燃焼部底部を使用する。

（９）供給原料から粒子を自己生成するが、その生成量
は熱バランスを保つのに足りる量である。従って、系か
らコークス物質をとり出す必要がない。

以上本発明の要旨ならびにその好ましい態様について
具体的に説明したが、その範囲を逸脱しない限りにおい
て本発明は種々に変更又は応用することが可能であり、
又当業者には容易でありそして明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための好ましい装置系を示す
模式図である。 第２図は第１図の系の部分拡大図であって、本発明を実
施するのに使用する水平接触部の操業状態を詳細に説明
するためのものである。

Claims (34)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固体又は固体形成不純物を含有する重質炭
   化水素装入物の品質を改良するための連続流動法であっ
   て、 （ａ）該装入物を噴霧して予め選択された大きさの流体
   粒子流を作り、 （ｂ）該噴霧された装入物を実質的に水平に接触ゾーン
   中に導入し、 （ｃ）もっぱら前記供給物中の不純物由来の加熱された
   固体粒子を含有する熱流動気化媒体流を該接触ゾーン中
   へ実質的に垂直に導入してその中の前記噴霧された装入
   物と密に接触させ、そしてこの際該流動気化媒体の温度
   および該噴霧された装入物との接触時間を、該装入物中
   の炭化水素を気化させるのに充分であるが、実質的にこ
   れを分解させない様なものとし、 （ｄ）該炭化水素の大部分を気化させて得られた気化炭
   化水素中に混在する前記固体粒子の混合物を作り、尚、
   その際前記不純物は該固体粒子上に沈着するかあるいは
   新たな固体粒子を形成するものであり、 （ｅ）この混合物を該噴霧された装入物を該接触ゾーン
   に導入する点の実質的に反対側にある入口を有する分離
   ゾーン中へ速やかに送入しその中で固体粒子を該気化炭
   化水素から分離し、 （ｆ）該分離固体粒子の少なくとも１部を加熱して該固
   体粒子の温度を前記の気化が起る温度よりも高い温度ま
   で上げ、 （ｇ）この加熱固体粒子を前記接触ゾーンに戻して噴霧
   された供給物と熱交換し、そして、 （ｈ）前記気化炭化水素を凝縮して実質的に前記不純物
   の含有量が減少した炭化水素製品を回収することから成
   る、前記連続流動法。
2. 【請求項２】前記炭化水素装入部が、固体粒子を形成す
   るかあるいは固体粒子上に沈着するかのいずれかである
   様な炭素質物質を前記接触ゾーン中の条件下に形成する
   かあるいは該接触ゾーン中でその両方を形成する様なア
   スファルチンを含有し、そして前記の加熱が前記の分離
   された固体粒子と結合した炭素質物質を燃焼させるもの
   であって、それによる燃焼熱により該接触ゾーン中へ戻
   された前記固体粒子が加熱されて前記の炭化水素を気化
   させる熱となるものである、特許請求の範囲第１項に記
   載の方法。
3. 【請求項３】更に該分離された固体粒子の少なくとも１
   部を該燃焼工程からの加熱固体粒子で加熱し、そして該
   炭化水素物質を燃焼させる前にそれから揮発性炭化水素
   を脱離させる工程を付加して成る、特許請求の範囲第２
   項に記載の方法。
4. 【請求項４】該炭化水素装入物が、石油、石油の１種又
   はそれ以上の分画物およびタール砂ビチューメンから成
   る群から選択したものである、特許請求の範囲第２項に
   記載の方法。
5. 【請求項５】該接触ゾーン中で該炭化水素を気化させる
   のに必要な熱量の全部を前記のリサイクルした固体粒子
   から供給するものである、特許請求の範囲第２項に記載
   の方法。
6. 【請求項６】該接触ゾーン中での温度および該固体粒子
   と該気化装入物との接触時間を、該供給物中の900゜F以
   下の物質を10％より多くない割合で変化させる様に維持
   する様に選択するものである、特許請求の範囲第４項に
   記載の方法。
7. 【請求項７】該接触時間が５秒より長くなく、該接触工
   程での温度が該装入物の平均沸点よりも高くそして1100
   ゜Fよりも低いものであり、そして該接触工程での圧力
   が10〜50psiaの間である、特許請求の範囲第６項に記載
   の方法。
8. 【請求項８】該噴霧装入物を少なくとも１つの装入物注
   入部を介して該接触ゾーン中に導入してその中に噴霧供
   給物の通常は平坦な水平パターンを形成し、そして該流
   動気化媒体を該噴霧装入物パターンを90゜の角度で横切
   る様に通常は平坦な垂直パターンとして該接触ゾーン中
   へ下向きに導入する、特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。
9. 【請求項９】該液体粒子の平均粒径が１ないし100ミク
   ロンの範囲にある、特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。
10. 【請求項１０】該接触ゾーン中の固体粒子の大部分が該
    分離ゾーン中へ導入された気化炭化水素中に混在する、
    特許請求の範囲第１項に記載の方法。
11. 【請求項１１】該噴霧装入物を実質的に水平方向に該接
    触ゾーン中へ導入し、該気化媒体を該噴霧装入物を90゜
    の角度で横切る様に実質的な垂直方向に該接触ゾーン中
    へ下向きに導入し、そして気化炭化水素中に混在する該
    固体粒子の混合物を該噴霧装入物の導入点の実質的に反
    対側にある該分離ゾーンの入口中に実質的に水平に送入
    する、特許請求の範囲第１項に記載の方法。
12. 【請求項１２】該接触ゾーン中で形成された該炭素質物
    質の実質的に全部を該燃焼部で燃焼させる、特許請求の
    範囲第２項に記載の方法。
13. 【請求項１３】該炭素質物質の燃焼を上部と該上部より
    大きな直径を有する下部とから構成されるたて長の垂直
    燃焼容器中で行ない、該分離固体粒子をその底部に導入
    し、そして酸素含有ガスを該底部に導入して固体粒子を
    該燃焼容器中を上方に流動化して移動させる様にした、
    特許請求の範囲第２項に記載の方法。
14. 【請求項１４】該燃焼容器からの煙進ガスも又該燃焼容
    器の該底部中に導入する、特許請求の範囲第13項に記載
    の方法。
15. 【請求項１５】水力分級により該燃焼容器の該底部にお
    いて流動化されるのが望ましいものよりも重い固体粒子
    から流動可能固体粒子を分離し、そしてその重い粒子を
    該底部からとり出す、特許請求の範囲第14項に記載の方
    法。
16. 【請求項１６】そのとり出した重い固体粒子をたて長の
    垂直エルトリエーター−燃焼部装置中で酸素含有ガスと
    接触させて該重い粒子を更に燃焼させる、特許請求の範
    囲第15項に記載の方法。
17. 【請求項１７】該炭素質物質の燃焼を燃焼部反応器中で
    行なって該固体粒子内在物をその中に維持し；該固体内
    在物をモニターし；酸素含有ガスを該燃焼部反応器中に
    導入してその燃焼を行ない；そして酸素を該燃焼部反応
    器中に導入する速度を該粒子内在物中の装入物に応じて
    コントロールする、特許請求の範囲第２項に記載の方
    法。
18. 【請求項１８】固体又は固体形成不純物を含有する液体
    炭化水素装入物を処理する装置であって、 （ａ）少なくとも１つの液体装入物入口と、該装入物入
    口の上部の少なくとも１つの気化媒体入口と、少なくと
    も１つの気体−固体出口とを有する接触部反応器、 （ｂ）あらかじめ選択された大きさを有する該液体装入
    物の小粒子を形成し、そして該液体粒子を該接触部反応
    器中へ実質的に水平にして導入させる様にするために該
    装入物入口に設けられた噴霧手段、 （ｃ）ガス分散媒体および熱循環固体粒子の流動混合物
    を、前記液体粒子の流路を横切って該液体粒子と密に接
    触する様に、該接触部反応器中へ実質的に垂直に導入す
    るために該気化媒体入口に設けられた気化媒体導入手
    段、および （ｄ）該接触部反応器中で形成した気体中に混在する固
    体粒子を分離するために該気体・固体出口に接触された
    接触分離手段、とから成り、そして （ｅ）該気体−固体出口は、該気体および混在する固体
    粒子を受けてそして速やかにこれらと該分離手段中へ送
    入する様に該液体装入物入口の実質的に反対側に該接触
    部反応器中に設けられていることを特徴とする、前記装
    置。
19. 【請求項１９】更に該接触部反応器から重い固体粒子を
    受けてそしてその固体粒子から炭化水素を脱離するため
    の脱離部反応器を下側にそして該接触部反応器のフロー
    ラインに組合わせて有する、特許請求の範囲第18項に記
    載の装置。
20. 【請求項２０】脱離部反応器からの脱離固体粒子を受け
    るための脱離部反応器と相互に連結されている燃焼部反
    応器と、該燃焼部反応器中の固体粒子を流動化させてそ
    の中で該固体粒子から炭素質粒子を燃焼させるための手
    段と、この燃焼した固体粒子を前記気化媒体入口に送入
    するための第１導管手段とを有する、特許請求の範囲第
    18項に記載の装置。
21. 【請求項２１】該燃焼部反応器が上部と下部とから成
    り、そしてその下部がその上部よりも大きい直径を有す
    る、特許請求の範囲第20項に記載の装置。
22. 【請求項２２】該燃焼部反応器中で流動化されるものよ
    りも重い固体粒子をとり除くために、前記の下部に接続
    された排出手段を更に設けて成る、特許請求の範囲第21
    項に記載の装置。
23. 【請求項２３】前記の下部から排出された固体粒子を更
    に燃焼させるために、該排出手段に接続されたエルトリ
    エーター−燃焼部を更に設けて成る、特許請求の範囲第
    22項に記載の装置。
24. 【請求項２４】該接触分離手段が第１および第２分離器
    を含み、第１分離器は気体出口を有し、第２分離器は該
    第１分離器気体出口と相互に連結された入口を有してお
    り、そして更に該燃焼部反応器からの燃焼した熱固体粒
    子を、該第１分離器気体出口から該第２分離器の入口を
    通る気体に添加して気体温度を上昇させる手段を含む、
    特許請求の範囲第20項に記載の装置。
25. 【請求項２５】該接触分離手段からの分離された固体を
    該脱離部反応器に通すための第３導管手段を更に含む、
    特許請求の範囲第24項に記載の装置。
26. 【請求項２６】炭素質物質の燃焼により該燃焼部反応器
    内で生成した燃焼生成物から燃焼した固体粒子を分離す
    るために、該第１導管手段に連結された多段燃焼部分離
    手段を更に含む、特許請求の範囲第20項に記載の装置。
27. 【請求項２７】該多段燃焼部分離手段からの分離した燃
    焼固体粒子を該脱離部反応器に通すための第２導管手段
    を更に含む、特許請求の範囲第26項に記載の装置。
28. 【請求項２８】該燃焼分離手段の各段階の間に、該燃焼
    分離手段を通過した燃焼生成物を冷却するための手段を
    更に含む、特許請求の範囲第26項に記載の装置。
29. 【請求項２９】該燃焼部反応器が上部および下部を有
    し、更に（１）該燃焼部反応器の該上部に連結された、
    炭素質物質の燃焼により該燃焼部反応器内で生成した燃
    焼生成物から燃焼した固体粒子を分離するための燃焼分
    離手段および（２）分離燃焼生成物を該燃焼分離手段か
    ら該燃焼部反応器の該下部に通すための手段を含む、特
    許請求の範囲第20項に記載の装置。
30. 【請求項３０】酸素含有ガスを該燃焼部反応器の該下部
    に導入するための手段を更に含む、特許請求の範囲第29
    項に記載の装置。
31. 【請求項３１】該分離された燃焼生成物および該燃焼部
    反応器の該下部導入される酸素含有ガスの流量を制御す
    るための手段を更に含む、特許請求の範囲第30項に記載
    の装置。
32. 【請求項３２】更に該気化媒体導入手段中に温度センサ
    ー素子と第１流量測定装置を有し；そして更に前記装入
    物入口に接続した装入物導管と；該装入物導管に接続し
    た第２流量測定装置と；該装入物導管中の弁と；該温度
    センサー素子と該第１および第２流量測定装置とにこれ
    らからの信号を受けるために接続し、かつ該弁にこれに
    信号を送るために接続し、そしてそれぞれ受けた信号に
    応じて該装入物導管を介して装入物の流量を制御するた
    めのコンピューターとを備えて成る、特許請求の範囲第
    18項に記載の装置。
33. 【請求項３３】該気化媒体導入手段が、該気化媒体を下
    方に向けて実質的に平坦な垂直パターンで通すために、
    内部に配置された分散グリッドを備えた予備混合下降部
    を有している、特許請求の範囲第18項に記載の装置。
34. 【請求項３４】該噴霧手段が該液体粒子の実質的に平坦
    な水平パターンを形成するための口を備えている、特許
    請求の範囲第33項に記載の装置。