JP2818903B2 - 流動床または移動床区画を有する熱交換器を備える、微粉固体の温度レベルの調整ないし制御方法および装置 - Google Patents

流動床または移動床区画を有する熱交換器を備える、微粉固体の温度レベルの調整ないし制御方法および装置

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、流動床熱交換を用いた、微粉固体の温度お
よび／または流量調整方法、およびこの方法を実施する
ための装置に関する。より詳しくは、この方法は、特
に、炭化水素仕込原料との反応後に炭化水素残渣および
コークスで覆われた触媒の再生に適用できる。この再生
は、水素化処理、水素化クラッキングまたは接触クラッ
キング、リフォーミング用の触媒、または例えば熱クラ
ッキング方法において用いられるあらゆる接触物質に関
することもある。本発明はまた、（ａ）流動化触媒また
は移動触媒の存在下のあらゆる精製反応、または（ｂ）
石炭（charbon）の燃焼に関していることもある。
［従来技術および解決すべき課題］ 純粋に例証的なものとして、この方法および装置を、
石炭の燃焼、あるいは触媒の流動床精製反応、あるいは
例えば高いコンラドソン炭素を有する重質仕込原料の流
動床接触リフォーミング方法または接触クラッキング方
法から生じた使用済み触媒の再生に用いる。重質仕込原
料とは、例えば常圧残渣、減圧残渣、脱アスファルト残
渣であり、これらの残渣を水素化処理してもよい。その
他の適用方法は下記のとおりである：強制的な、あるい
は特殊な温度範囲での微粉固体の乾燥操作、これもまた
強制的温度条件が必要なガス化、種々の発熱または吸熱
化学方法、すなわち燐酸および／または燐酸塩の製造、
エチレンの酸化、塩化アルキルの調製、無水フタル酸、
アクリロニトリルの調整、フィッシャー・トロプシュ合
成。同様に、水蒸気クラッキング、流動床炉（foye
r）、種々の燃焼、石炭のガス化、熱回収交換器；様々
な粒子の混合機、金属製品の熱処理、浄水場の沈澱物
（boue）の燃却、種々の乾燥操作、セメント産業におけ
る「クリンカー化」および／または焼成、亜鉛製造にお
ける硫化亜鉛の焙焼等が挙げられる。ここで例として挙
げられる特別な使用法は、接触クラッキング触媒の再生
である。
特に、高い沸点、例えば550℃以上の沸点の炭化水素
からなる仕込原料、または高いコンラドソン炭素を有す
る、または高い濃度の金属を有する仕込原料のクラッキ
ングを実施する時、コークスおよび重質炭化水素が、よ
り多量に触媒上に沈積することがあり、燃焼によるその
再生は熱の発生を引起こし、これは装置を損傷し、かつ
触媒を不活性化させることもある。
（例えばクラッキング）触媒の再生に関しては、これ
らの不都合を解消するために、米国特許US−Ａ−4,035,
284によれば、燃焼が全部または一部、触媒および酸化
流体の並流で行なわれる２つの帯域において再生を実施
して、高温ではあるが、触媒の活性を低下させないため
に750℃を越えない温度での滞留時間を最小限にするこ
とが提案された。この特許では、使用済み触媒の熱い再
生触媒の一部を再生器の下部へ再循環して、触媒上への
炭化水素沈積物の燃焼、および一酸化炭素の転換を開始
させることについて、記載されている。それにもかかわ
らず再生温度は、触媒の安定性を損なうことがある、コ
ークスおよび炭化水素の水素の燃焼の結果生じた水蒸気
の存在のために、および一般に使用されるイノックス鋼
に特有の金属学的制限のために、750℃に制限されてい
る。
別の欧州特許EP−Ａ−101,765においては、再生器の
下部帯域に、第二上部帯域から来る熱い再生触媒と、冷
たい再生触媒との混合物を導入して、再生器内の触媒の
燃焼温度を調節する。再生触媒を冷却するために、これ
を熱交換器に導入する。この熱い触媒は、熱交換器内
を、濃密流動床の形態で、特に下から上へ流通する。そ
の他に、再生されかつ冷却されたこの触媒を、再生器の
燃焼帯域に送るために、これを、使用済み触媒の熱い再
生触媒および流動化空気と、熱交換器の下流であって、
燃焼帯域の上流にある混合導管において混合する必要が
あるので、熱交換器の出口で流動化しなければならない
ことによって、異なった相の流れが非常に複雑になる。
その結果特に、熱交換器を出ると擾乱が生じ、従って熱
交換面は最大限には利用されず、熱交換器内の固体レベ
ルの調節は不確実になる。
さらに、浸蝕のリスクも増加する。最後に、熱い再生
触媒の導入、冷たい触媒の導入および使用済み触媒の導
入が、再生器の最下部で、濃密相で実施されるので、再
生器に入っているこれらの触媒の粒子を流動化して、稀
釈相での燃焼を実施し、次にこれを再生器の第二帯域に
送る必要がある。
さらに、下記の特許によって先行技術が示されてい
る： 欧州特許EP−Ａ−0.236.609は、再生触媒を、再生器
の取出し帯域（zone de desengagement）において、入
口導管を経て取出した後、熱交換器において冷却し、熱
交換器内の入口導管とは異なる出口導管を経て、取出し
帯域よりも低い燃焼帯域内に再導入する方法を記載して
いる。その他に、熱交換器は、触媒の流量が調整される
単一区画を備えている。
フランス特許FR2,343,980は、触媒を用いずに化学反
応が生じる熱反応器について記載している。これは、少
なくとも２つの区画を画定する隔壁、反応器の周囲で処
理される材料の少なくとも１つの入口、中央区画の底部
からの処理済み材料の排出口および熱反応器のガスの出
口を備える。前記隔壁および区画の上の誘導手段によっ
て、内側区画から周囲区画の方へ行く、実質的に水平な
カスケード形の材料の流れの流通を決定することができ
る。この流通は隔壁のまわりに作られ、これによって、
最良の条件で化学反応を実施することができる。従って
この特許は、触媒の温度調整方法および反応帯域へのそ
れの再導入についても記載していない。
先行技術は、米国特許US−Ａ−4,438,071、US−Ａ−
4,483,276またはUS−Ａ−４、438、533によって、最も
よく示されている。ここでは、再生温度を、触媒の一部
の熱交換器への誘導によって調節することが示峻されて
いる。この熱交換器は、再生器の上部に位置し、かつ触
媒の前記部分を、必要な温度レベルに冷却しうる熱交換
管束を備える取出し帯域を底部に配置されている。この
熱交換器において、触媒の流通は、一定の行程はたどら
ない。熱交換器と再生器との間の触媒の熱交換流束は、
専らこれら２つの容器の流動化度、および取出し帯域内
の圧力レベルによって作られる。このことによって触媒
の流通は、下記の意味で、不安定と言える。すなわちこ
の流通は、優先的に再生器から熱交換器の方へも、優先
的に逆の方向へも作られるからである。
さらに、熱交換器と再生器との間に作られる触媒の全
体的な流れは調節不能である。このことは、この型の熱
交換器が、実質的にはただ１つの作動レベル、別の用語
で言えば極端に低い柔軟性しか持たないということを意
味する。
米国特許US−Ａ−2,492,948およびUS−Ａ−4,690,802
によっても、先行技術が示されている。一番目の特許に
よれば、再生器の濃密床の内部に入口がある熱交換器
に、使用済み触媒の一部を入れ、同じ濃密床の中のもっ
と高いレベルでこれを出し、冷却された触媒の再上昇
は、熱交換器の底部に位置する流動化ガスの上昇力によ
って実施される。この上昇力は、米国特許US−Ａ−4,43
8,071において指摘されているように、非常に高いガス
速度（１秒あたり数メートル）を意味する。これは再生
器の濃密帯域を擾乱し、触媒が熱交換器に入るのを難し
くする。その結果熱交換は制限される。本発明の対象に
よって、前記不都合を解消することができる。
本発明は、前記の特別な使用において、再生帯域内で
触媒の温度を調節するため、および例えば接触クラッキ
ング装置において、炭化水素仕込原料が多量の炭素を含
んでいる場合でさえ、温度レベルを許容しうる閾値に維
持するための簡単な方法を提供する。
より一般的には、本発明によって温度調整、さらには
温度の一定化が可能になる。および／または流動床およ
び／または移動床の流量を一定化または調整することが
できる。
［課題の解決手段］ 特別な方法によって、過剰のカロリーを排出するか、
あるいは不足のカロリーを供給し、流動（または移動）
床の温度一定化を行なうことが可能であることが確認さ
れた。本発明によれば、少なくとも１つの処理帯域すな
わち閉鎖容器に、微粉固体を導入し、濃密流動床または
移動床帯域において、この固体の処理を実施し、濃密流
動床または移動床から連結装置を経て固体の少なくとも
一部を抜出し、固体のこの部分を、有利には細長い温度
レベルの調整または調節帯域に送り、流体との間接熱交
換による温度レベルの調整または調節を実施し、このよ
うに温度調整された固体部分を、同じ連結装置を経て、
処理帯域の濃密流動床または移動床に再導入する。より
正確には、濃密流動床または移動床で、固体の前記部分
を調整帯域内で流通させ、この調整帯域は、それらの対
称軸に沿って細長く、かつそれらの下部を経て連通して
いる２つの隣接区画を画定する内部分離隔壁を備え、こ
の固体は、区画の１つの中を流動または移動状態で下降
して流れ、この区画内の流動化速度は、有利には0.1cm
〜2m/秒であり、触媒はもう１つの区画内を流動化状態
で再上昇し、もう１つの区画内の流動化速度は、有利に
は0.1〜6m/秒である。
好ましくは、上昇区画内の流動化速度は、下降区画内
の速度よりも高い。
以下、例として接触クラッキング触媒の再生について
記載する。１つの区画からもう１つの区画への、調整帯
域（ここでは冷却）の下部内の通過を伴なう組織的流通
によって、処理帯域（ここでは再生）と、冷却帯域（ま
たは熱交換器）との間で、冷却された触媒流量の調節が
可能になる。この調節は、冷却帯域の各区画内の流動化
速度の適切な調節によって行なわれる。好ましくは、触
媒が下降する区画内の流動化速度は0.1cm〜1m/秒であ
り、再生器の濃度流動床の底部に達するために、触媒が
冷却されて再上昇するもう１つの区画の速度は、0.3〜5
m/秒である。これらの条件下、熱交換器への触媒の促進
された流入、再生器の濃密床内での擾乱の実質的な不存
在、および優れた熱交換レベルが認められる。
本方法の特徴によれば、冷却帯域は、下部を経て連通
している、細長い隣接した２つの区画間の内部分離隔壁
を備える。この隔壁は、熱交換器の一般に円筒状の壁
に、実質的に熱交換器の軸に沿って、例えばその母線の
１つに沿って支えられた平たい壁、あるいは前記軸と同
軸のジャケットであってもよい。好ましくはこの隔壁
は、熱交換器の円筒と実質的に同軸の熱交換器の軸に垂
直な平面に沿って円形または長方形の断面を有していて
もよく、高さは熱交換器の高さよりも低く、このように
して画定された同心区画の連通を可能にするものであ
る。
有利には、触媒の再生器の方への再上昇が実施される
区画は、下記の熱交換手段を備える。同軸区画の場合、
好ましくは熱交換手段を備え、かつこれを経て触媒の再
上昇が実施される中央区画である。その際の方が熱交換
は良好であるが、これは流動化ガス、通常は空気によっ
て確保される触媒の速度がよい大きいからである。
あらゆる浸蝕の問題を避けるために、隔壁の下部と、
各区画への流動化ガスの注入装置との間の、熱交換器の
軸に沿う距離Ｒは、一般に０〜0.8mであり、有利には0.
4〜0.6mである。好ましくはこれらの注入装置は、区画
の内部に配置されている。
隔壁の上部は、一般に、熱交換器の上部レベルを越え
ず、従って実質的に再生器の濃密床内に突き出ない。
使用済み触媒の再生は、２つの異なる別々の再生帯域
で実施されてもよい。第一の実施態様によれば、反応帯
域からくる触媒の第一再生を、第一再生帯域で実施し、
少なくとも一部再生された触媒を前記方法によって冷却
し、冷却された触媒を第一帯域から第二再生帯域に送
る。ここで第二再生が実施される。再生されつ燃焼流出
物から分離された触媒は、一般に第二再生帯域から反応
達域の方へ再循環される。
第二実施態様によれば、反応帯域から来る触媒の第一
再生を、第一再生帯域で実施し、少なくとも一部再生さ
れた触媒を、第二再生帯域に送り、第二再生を実施す
る。触媒を前記方法によって冷却し、再生されかつ第二
再生帯域の燃焼流出物から分離された触媒を、反応帯域
の方へ再循環する。
第一再生流出物は、第一再生帯域において分離される
か、あるいは触媒と共に第二再生帯域の方へ送られ、つ
いでここで流出物は分離される。
互いに組合わされたこれらの手段は全て、使用が容易
な低コストの装置において、先行技術に対して優れた熱
交換を得るために協同作用する。
熱交換器はそれ自体知られた型のものであってもよ
い。これは、触媒が例えば冷却管の外部を通って流れ
る、垂直な向きのカレンダを備えてもよい。冷却流体、
一般に水は、管の内部を流通する。
別の実施態様によれば、熱交換器は、その対称軸に沿
って配置された蛇行型の複数の管を備えていてもよい。
蛇行型とは、正弦波型、ギザギザのあるもの、ジグザク
型、アコーデオン型等という意味である。
もう１つの実施態様によれば、熱交換器は別の型のも
のであってもよい。すなわち熱交換器の区画を画定する
隔壁は、熱交換面の一部であってもよい。この熱交換面
は、膜管型（tubes−membranes）として製作される。す
なわち冷却流体が流通し、熱交換器の縦軸に沿って延び
ている複数の管を、縦方向に溶接されたフィン（ailett
es）によって連結し、耐圧性の連続面を形成するように
する。熱交換面は、一般に、必要な熱交換の全体を確保
するのに十分でない。触媒の冷却が実施される区画の内
部は、前記のように配置された複数の熱交換管で満たさ
れていてもよい。この解決法は、特に隔壁が熱交換手段
のまわりを取巻いている時に、一定の熱交換容積に対し
て熱交換面を増大させるという利点を有する。
本発明はまた、微粉固体の処理および温度調整のため
の（例えば使用済み触媒の流動床連続再生のための）装
置にも関する。
これは下記のものを組合わせて備える： （ａ）下部に前記微粉固体の濃密流動床または移動床
（３）を備える、実質的に垂直な処理（例えば再生）装
置（１）、 （ｂ）対称軸を有し、かつ場合によってはその上部に、
前記濃密床または移動床と連通している固体の入口と出
口を備えていてもよい、有利には実質的に垂直に配置さ
れた、細長い、好ましくは円筒状の熱交換器（６）、 （ｃ）温度調整流体の入口導管（26）および出口導管
（27）に連結された、前記熱交換器内に入っている熱交
換手段（25）。
この装置は、熱交換器が、下記のものを組合わせて備
えることを特徴とする： ・前記対称軸に沿う細長い２つの隣接区画（23）（24）
を画定する内部分離隔壁（22）であって、第一区画は、
区画内の固体の前記入口に連結された上端部と、場合に
よっては固体がこれを経て出て行く下端部を備え、第二
区画は、第一区画から来る固体が場合によってはこれを
経て入る下端部と、場合による固体の前記出口に連結さ
れた上端部を備えるもの、 ・第一区画から第二区画への固体の通過に適した通過用
空間（30）、 ・第一区画への流動化ガスの第一注入手段（28）であっ
て、第一区画の下端部の近くに配置され、かつ場合によ
っては固体を流動状態または、場合によっては移動状態
で下降させて流すのに適したもの、および ・第二区画への流動化ガスの第二注入手段（31）であっ
て、第二区画の下端部の近くに配置され、固体を流動状
態または移動状態で上昇させて流すのに適したもの。こ
の注入は、純粋に垂直であってもよく、または所望のピ
ッチまたは速度で、螺旋状上昇流を引起こしてもよい。
・および場合によっては、固体の流動化を確実に行なう
ために、一般に気体流体の、一般に熱交換器の下部にあ
るディフューザを備える。
この装置のもう１つの特徴によれば、この装置は、こ
のガスの前記注入手段に連結され、かつ処理（例えば再
生）装置内に温度測定手段を有する調節手段によって調
節される、流動化ガスの流量調節手段を備えていてもよ
い。この装置が２つの処理（例えば再生）装置を備える
時、温度測定手段は、第一装置内にあっても、あるいは
第二装置内にあってもよい。
本発明による装置のもう１つの特徴によれば、この装
置は、再生装置と熱交換器との間の連結装置を備えてい
てもよい。これは熱交換器の対称軸に対して、一般に０
〜80゜、有利には40〜50゜の角度Ａに向けられている対
称軸Ｐを有し、この直径Ｑは、熱交換器（外側ジャケッ
ト）の直径Ｄの0.8〜1.5倍、好ましくは0.9〜1.2倍であ
る。これは、ガス例えば空気による少なくとも１つの通
気装置を備えていてもよい。この通気装置は、実質的に
連結装置の軸Ｐの近くに配置され、通気装置の断面に対
して、50〜150m/秒、好ましくは80〜120m/秒の噴出速度
を得るのに適している。
この方法のもう１つの実施態様によれば、連結装置
は、２つのチャンバを画定する内部隔壁を備えていても
よい。これらのチャンバのうちの１つは、熱交換器の第
一区画と連通しており、もう１つは第二区画と連通して
いる。この装置はさらに、少なくとも１つの通気装置を
備えるが、これは、固体の再上昇が実施される区画と連
通するチャンバにおいて、実質的に連結装置の軸Ｐに沿
って、好ましくは軸Ｐの近くに配置されている。
［実 施 例］ 下記の図面は、触媒の二重再生を用いた、流動床接触
クラッキング装置の枠内で使用される再生方法の実施を
図式的に示す。第二再生装置は、同じ垂直軸に沿って、
第一装置の上にある。図面の中で、 ・ 第１の装置は、実質的に、図面に示されていない流
動床接触クラッキング装置の分離装置から来る使用済み
触媒例えばゼオライトの第一再生器（１）を備える。コ
ークスで覆われたこの使用済み触媒は、管路（２）を経
て、第一再生器の濃密流動床（３）に来る。この床は、
管路（５）によってもたらされるガス例えば空気の流動
化リングまたはクラウン（４）によって作られる。
第１図によれば、好ましくは前記空気によって、好ま
しくは向流の少なくとも一部再生された触媒は、重力に
よって熱交換器（６）の方へ落ちる。熱交換器の入口と
出口は、冷却の前後に触媒の通過を行なわせる連結装置
（10）を介して、第一再生器（１）の底部に連結されて
いる。管路（９）を経てもたらされる空気による通気手
段（８）は、連結装置（10）内で触媒に空気を通す。
触媒は、前記の本発明の方法によってひとたび冷却さ
れると、触媒が以前に流れていた反対の方向に流れ、同
じ連結装置（10）を経て、第一再生器（１）の濃密流動
床内に再上昇する。触媒粒子は、燃焼ガスによってエン
トレインされ、内部サイクロン（11）によって分離され
る。これらのサイクロンは、有利には第一再生器（１）
の上部に配置されている。硫化水素、酸化炭素および水
に富む燃焼ガスは、加圧下、後の処理のために管路（1
2）から排出される。一方触媒粒子は、脚部（７）を経
て、第一再生器（１）の底部の方へ再び落ちる。次に触
媒粒子は、導管（14）を経て第二再生器（13）へ送られ
る。導管（14）には管路（15）から空気が供給される。
第二再生器（13）の底部はまた、管路（16）および注
入器（17）からも空気が供給される。残存コークスの燃
焼は、注入された空気と向流で実施される。
第二再生器（13）の上部で排出される燃焼ガスは、内
部サイクロン（18）または外部サイクロンで処理され
る。このサイクロンの底部において、触媒粒子は、導管
（19）を経て、第二再生器（13）へ戻される。一方燃焼
ガスは、管路（20）を経て排出される。この管路には、
安全弁が備えられている。
再生され、かつ所望の最適温度にある触媒粒子を、調
節された流量で、再循環導管（21）を経て、クラッキン
グ装置のエレベータの供給装置（図示されていない）に
再循環する。
熱を、クラッキング装置のどんな箇所にでも誘導する
ことができるが、これを再生器のうちの１つのレベルに
もって行くのが有利であり、特に実際的な理由で、熱交
換器（６）を、第一再生器（１）のレベルに配置するの
が好ましい。
少なくとも一部再生された触媒の少なくとも一部を濃
密流動床（３）から抜出す。これは第２図に従って熱交
換器内を下降する。例えば円筒状の細長い形態の熱交換
器は、内部分離隔壁（22）を備える。この隔壁は、これ
が入っている熱交換器と実質的に同軸の円筒を形成す
る。この隔壁は、隣接する細長い２つの区画（23）（2
4）を画定し、これらのうちの１つはリング状であり、
もう１つは中央部のもので円筒状である。従ってこれら
２つの区画は、共通の壁すなわち前記隔壁を有する。
熱交換器の軸に実質的に垂直で有利には円形の平面に
よって画定される中央区画の面積は、一般に、同じ平面
によって画定され、かつその外部ジャケットに対応する
熱交換器の円形面積の0.2〜0.7倍である。
この中央区画は、隔壁（22）によって取囲まれた、適
切な形状を有する熱交換手段（25）を備える。それらの
下部には、管路（26）を経てもたらされる、例えば冷却
水、またはその他のあらゆる流体、油等が供給される。
上部すなわちこれらの手段（25）の出口は、管路（27）
を経て、熱交換に相当する水と蒸気との二相混合物を排
出する。
２つの区画は、互いに下部を経て連通している。すな
わち分離隔壁は、実際には、触媒のための通路空間（3
0）を作る。これは、この隔壁が熱交換器の底端部に達
しないからである。隔壁の位置は、その下端部から、管
路（29）を経てもたらされるガス例えば空気の流動化ま
たは注入手段（28）（31）までの距離（Ｒ）によって決
定される。これらの手段は、区画の下部の近くで、好ま
しくは区画の各々の内部に配置されている。この距離
は、有利には0.4〜0.6メートルである。
触媒は、周辺区画内を上から下へ、流動床として流れ
る。触媒は、第一流動化手段（28）（リングまたはグリ
ル）によって動かされる。これらの手段は、この周辺区
画内に、例えば1cm/秒〜10cm/秒の流動化速度をもたら
すのに適している。次に触媒は、熱交換器の底部にある
通過空間（30）を横断し、中央区画内を流動床として再
上昇する。第二流動化手段（31）（リングまたはグリ
ル）は、実際、一般により大きな容積の中央区画内に、
例えば0.1m/秒〜1m/秒の流動化速度をもたらすのに適し
ている。流動化圧力は、一般に上昇部分において、下降
部分のものより大きい。２つの区画の間の圧力差を利用
して、熱流量を調節することができる。
熱交換手段を取囲んでいる内部分離隔壁は、複数の膜
管（32）からなっていてもよい。これらは中央区画のジ
ャケットを形成し、冷却流体がこれを通って流れる。こ
れらの管は、実質的に熱交換器の縦軸に平行に延びてお
り、縦方向に溶接されたフィンによって連結されて前記
ジャケットを構成する。
中央区画の内部の熱交換手段（25）は、熱交換器の軸
のまわりに規則的に分配された管群（33）であってもよ
い。好ましくは第４図が示すように、管群は複数の管か
らなり、これらの管は、互いに瓦状に重なりあっている
シートを画定する、直角でない角度を有した、蛇行型、
ギザギザ型のものであり、実質的に熱交換器の軸に沿っ
て配置されている。シート間の距離は、一般に管の直径
の４〜７倍である。
一般的に、分離隔壁（22）の上部は、熱交換器が挿入
されている再生器（１）の下部壁の延長線より突き出な
い（第４図）。
熱交換器が、有利には、いわゆる熱交換器と再生器と
の間の触媒の連絡を行なう連結装置（10）（第２図）を
備える場合、隔壁（22）は一般に、熱交換器の円筒部分
の上部レベルに達する（第２図）。
対称軸Ｐの連結装置（10）は、一般に、熱交換器の対
称軸に対して０〜80゜、好ましくは40〜50゜の角度Ａに
向けられている。その外部直径Ｑは、通常、熱交換器の
外部直径Ｄの0.8〜1.5倍、好ましくは0.9〜1.2倍であ
る。角度Ａが０である場合を、第４図によって示す。連
結装置（10）の内部において、有利には対称軸Ｐの近く
に配置された通気手段（９）は、通気手段の断面積に対
して、50〜150m/秒、有利には80〜120m/秒の噴出速度
で、通気用空気を再生器の方向に導く。
この装置のもう１つの実施態様を示す第３図によれ
ば、この装置は、再生器（１）と熱交換器（６）との間
に、下記のような連結装置（10）を備える。すなわちこ
れの対称軸Ｐは、熱交換器の対称軸に対して、０〜80゜
の角度Ａに向けられている。この連結装置（10）は、実
質的に連結装置の軸Ｐに添って配置されている、円形断
面を有する隔壁（35）を備える。これは、実質的に同軸
２つのチャンバ（36）（37）を画定する。このうちの１
つのチャンバ（36）は、環状であり、区画（23）と連通
しており、この区画内で触媒が下降する。このうちのも
う１つのチャンバ（37）は、中央区画（24）と連通し、
ここで触媒が再上昇する。さらに、熱交換管（33）が分
配されているチャンバ（37）は、実質的に連結装置の軸
Ｐの近くに配置された触媒の、少なくとも１つの通気装
置（８）を備える。
本発明による装置は、流動化ガス流量の調節手段（3
4）を備える。この手段は、このガスの注入手段（28）
（31）、有利には、触媒の再上昇が実施される中央区画
内の注入手段（31）に連結されている。この調節手段
（34）は、連結管路（36）（37）によって、第一再生器
（１）内の触媒の温度、または場合によっては、第二再
生器（13）内の触媒の温度の測定手段（35）に従う。
上昇流通が行なわれる区画内の流動化速度に働きかけ
て、熱交換器内を流通する触媒の流量を調節し、第一ま
たは第二再生器の温度を満足すべきレベルに維持する。
従って反応帯域のエレベーターの入口に再循環されなけ
ればならない再生触媒の温度を、クラッキングされる仕
込原料に依存する設定温度（temperature de consign
e）に維持する。
再生器の温度が、設定温度よりも高い時、調節手段
は、流動化空気の注入手段（31）を用いて信号を送っ
て、中央冷却区画内の流通速度を増すようにする。それ
に対して、再生温度が設定温度よりも低い時、調節手段
（34）は、下記のような信号を発する。すなわちこの信
号は、空気注入手段（31）を作動させ、中央区画内の流
動化速度を低下させ、さらには熱交換を停止させること
ができる。下記表１は、触媒の再上昇用中央区画内の流
動化速度に依存する、熱交換レベルを示す。
下記条件下で、ゼオライト触媒の存在下に、本発明の
方法に従って操作を行なった試験によって、熱交換の最
大値に対して35％の増加（gain）が得られることが示さ
れた： 再生帯域内の流動化速度:0.6m/秒 熱交換器の下降部分における流動化速度:0.15m/秒 熱交換器の上昇部分における流動化速度:1m/秒。
中央区画が円筒状である場合について示し、かつ記載
した。本発明は、中央区画が長方形の断面を有していて
も同じであろう。本発明はまた、隣接する細長い２つの
区画を画定する平たい隔壁を用いても同じであろう。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例を示す装置の垂直縦断面図、第
２図および第３図は連結装置を有する熱交換器の垂直縦
断面図、第４図は管群を示す熱交換器の垂直縦断面図で
ある。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−192793（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−221437（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−213795（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−14749（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C10G 11/14 - 11/18 F23C 11/02 F28D 13/00

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】微粉固体の流動床または移動床での連続処
    理における、温度レベルの調整ないし制御方法であっ
    て、この方法は、少なくとも１つの処理帯域を備え、こ
    の帯域において、前記固体を導入し、濃密流動床または
    移動床帯域においてこの固体の処理を実施し、前記濃密
    流動床または移動床から、前記連結装置を経て固体の少
    なくとも一部を抜出し、固体のこの部分を、有利には細
    長く、かつ対称軸を有する温度レベルの調整ないし制御
    帯域に送り、流体との間接熱交換による温度調整を実施
    し、このように温度調整された固体部分を、同じ連結装
    置を経て、前記濃密流動床または移動床に再導入する方
    法において、この方法は、不活性ないし非不活性流体を
    用いて、濃密流動床または移動床で、固体の前記部分を
    調整帯域内で流通させ、この調整帯域は、前記軸に沿っ
    て細長く、かつそれらの下部を経て連通している２つの
    隣接区画を画定する分離内部隔壁を備え、この固体は、
    区画の１つの中を流動状態で下降して進行し、固体は、
    もう１つの区画を流動状態で上昇して進行することを特
    徴とする方法。
  2. 【請求項２】微粉固体の流動床または移動床での連続処
    理における、温度レベルの調整ないし制御方法であっ
    て、この方法は、少なくとも１つの処理帯域を備え、こ
    の帯域において、前記固体を導入し、濃密流動床または
    移動床帯域においてこの固体の処理を実施し、前記濃密
    流動床または移動床から、前記連結装置を経て固体の少
    なくとも一部を抜出し、固体のこの部分を、有利には細
    長く、かつ対称軸を有する温度レベルの調整ないし制御
    帯域に送り、流体との間接熱交換による温度調整を実施
    し、このように温度調整された固体部分を、同じ連結装
    置を経て、前記濃密流動床または移動床に再導入する方
    法において、この方法は、不活性ないし非不活性流体を
    用いて、濃密流動床または移動床で、固体の前記部分を
    調整帯域内で流通させ、この調整帯域は、前記軸に沿っ
    て細長く、かつそれらの下部を経て連通している２つの
    隣接区画を画定する分離内部隔壁を備え、この固体は、
    区画の１つの中を流動状態で下降して流れ、この区画内
    の流動化速度は0.1cm〜2m/秒であり、固体はもう１つの
    区画内を流動化状態で再上昇し、もう１つの区画内の流
    動化速度は0.1〜6m/秒であることを特徴とする、請求項
    １による方法。
  3. 【請求項３】反応帯域における炭化水素の転換反応の間
    に触媒上に沈積したコークスの燃焼による、使用済み触
    媒の流動床での連続再生に適用される方法であって、こ
    の方法は、少なくとも１つの再生帯域を備え、この帯域
    において、前記反応帯域から来る前記触媒を導入し、濃
    度流動床帯域において、酸素含有ガスの存在下、再生条
    件で触媒の再生を実施し、前記濃度流動床から、触媒の
    少なくとも一部を抜出し、触媒のこの部分を、有利には
    細長く、かつ対称軸を有する冷却帯域に送り、冷却流体
    との間接熱交換によって、触媒の前記部分を冷却し、こ
    のように冷却された触媒のこの部分を、再生帯域の前記
    濃度流動床に再導入する方法において、この方法は、濃
    密流動床で、触媒の前記部分を、冷却帯域内で流通さ
    せ、この冷却帯域は、前記軸に沿って細長く、かつそれ
    らの下部を経て連通している２つの隣接区画を画定する
    内部分離隔壁を備え、この触媒は、区画の１つの中を流
    動状態で下降して流れ、この区画内の流動化速度は0.1c
    m〜2m/秒であり、触媒はもう１つの区画内を流動化状態
    で再上昇し、もう１つの区画内の流動化速度は0.1〜6m/
    秒であることを特徴とする、請求項１または２による方
    法。
  4. 【請求項４】触媒が下降する区画内の流動化速度は、0.
    1cm〜1m/秒であり、触媒が再上昇する区画内の流動化速
    度は、0.3〜5m/秒である、請求項１〜３のうちの１つに
    よる方法。
  5. 【請求項５】前記分離隔壁が、２つの同軸区画を画定す
    る、請求項１〜４のうちの１つによる方法。
  6. 【請求項６】前記使用済み触媒の２つの再生帯域を含む
    方法において、第一再生帯域で触媒の第一再生を実施す
    ること、および前記触媒を請求項１〜４のうちの１つに
    よる方法によって冷却し、ついで少なくとも一部再生さ
    れた冷却済み触媒を第一再生帯域から第二再生が実施さ
    れる第二再生帯域の方へ送るか、あるいは少なくとも一
    部再生された触媒を第二再生帯域へ送って第二再生を実
    施し、ついで前記触媒を請求項１〜４のうちの１つによ
    る方法によって冷却する、請求項１〜５のうちの１つに
    よる方法。
  7. 【請求項７】微粉固体の流動（または移動）床での連続
    処理用装置であって、 （ａ）下部に前記固体の濃密流動床または移動床（３）
    を備える、実質的に垂直な処理装置（１）、 （ｂ）対称軸を有し、かつ前記濃度床と連通している固
    体入口と出口を上部に備える、有利には実質的に垂直に
    配置された細長い好ましくは円筒状の熱交換器（６）、 （ｃ）前記熱交換器内に入っている熱交換手段（25）ま
    たは温度レベルの調整ないし制御手段、 を備える装置において、前記熱交換器が、 ・前記対称軸に沿う細長い２つの隣接区画（23）（24）
    を画定する内部分離隔壁（22）であって、第一区画は固
    体の通路に連結された上端部と、固体の通過用の下端部
    とを備え、第二区画は第一区画から来る固体の通過用の
    下端部と、固体の通路に連結された上端部とを備えるも
    の、 ・第一区画から第二区画への固体の通過に適した通過用
    空間（30）、 ・第一区画（23）への流動化ガスの第一注入手段（28）
    であって、第一区画（23）の下端部の近くに配置され、
    流動状態の固体を下降させて流すのに適したもの、およ
    び ・第二区画への流動化ガスの第二注入手段（31）であっ
    て、第二区画（24）の下端部の近くに配置され、流動状
    態の固体を上昇させて流すのに適したもの、 を組合わせて備えることを特徴とする装置。
  8. 【請求項８】微粉固体の流動床または移動床での連続処
    理用装置であって、 （ａ）下部に前記固体の濃密流動床または移動床（３）
    を備える、実質的に垂直な処理装置（１）、 （ｂ）対称軸を有し、かつその上部に、処理装置の前記
    濃度床と連通している、固体の入口と出口を備える、有
    利には実質的に垂直に配置された、細長い、好ましくは
    円筒状の熱交換器（６）、 （ｃ）前記熱交換器内に入っている、熱交換手段（25）
    または温度レベルの調整ないし制御手段であって、調整
    流体の入口導管（26）と出口導管（27）に連結されてい
    るもの、 を備える装置において、前記熱交換器が、 ・前記対称軸に沿う細長い２つの隣接区画（23）（24）
    を画定する内部分離隔壁（22）であって、第一区画は、
    固体の前記入口に連結された上端部と、固体が出て行く
    下端部を備え、第二区画は、第一区画から来る固体が入
    って来る下端部と、固体の前記出口に連結された上端部
    を備えるもの、 ・第一区画から第二区画への固体の通過に適した通過用
    空間（30）、 ・第一区画（23）への流動化ガスの第一注入手段（28）
    であって、第一区画（23）の下端部の近くに配置され、
    固体を流動状態で下降させて流すのに適したもの、およ
    び ・第二区画への流動化ガスの第二注入手段（31）であっ
    て、第二区画（24）の下端部の近くに配置され、固体を
    流動状態で上昇させて流すのに適したもの、 を組合わせて備えることを特徴とする、請求項７による
    装置。
  9. 【請求項９】前記隔壁（22）が、前記熱交換手段（25）
    を取り囲む、請求項７または８による装置。
  10. 【請求項１０】前記隔壁（22）が、複数の温度調整管
    （32） （膜管（tubes membranes））を備える（第２図）、請
    求項７〜９のうちの１つによる装置。
  11. 【請求項１１】前記隔壁（22）の下部と、第一および第
    二注入手段（28）（31）との間の軸に沿う距離は、０〜
    0.8mであり、有利には0.4〜0.6mである、請求項７〜10
    のうちの１つによる装置。
  12. 【請求項１２】前記注入手段（31）に連結され、かつ前
    記処理装置（１）内の温度測定手段（35）に従う、流動
    化ガス流量の調節手段（34）を備えることを特徴とす
    る、請求項７〜11のうちの１つによる装置。
  13. 【請求項１３】熱交換器の対称軸に対して０〜80゜の角
    度Ａに向けられている対称軸Ｐを有する、前記処理（こ
    こでは再生）装置（１）と前記熱交換器（６）との連結
    装置（10）を備え、前記連結装置（10）が、この連結装
    置の軸Ｐに実質的に近いところに配置され、かつ通気装
    置の断面に対して50〜150m/秒の噴出（jet）速度を得る
    のに適した、少なくとも１つの通気装置（８）を備える
    ことを特徴とする、触媒の再生処理に適した、請求項７
    〜12のうちの１つによる装置。
  14. 【請求項１４】熱交換器の対称軸に対して０〜80゜の角
    度Ａに向けられている対称軸Ｐを有する、再生装置
    （１）と熱交換器（６）との連結装置（10）を備え、前
    記連結装置（10）は、実質的にこの連結装置の軸Ｐに沿
    って配置された第二隔壁（35）を備え、これは２つのチ
    ャンバ（36）（37）を画定し、これらのうちの１つが第
    一区画（23）と連通しており、これらのうちのもう１つ
    （37）が第二区画（24）と連通していることを特徴と
    し、この装置はその他に、連結装置（10）が、触媒の再
    上昇が実施される区画と連通しているチャンバにおい
    て、この連結装置の軸Ｐに実質的に近いところに配置さ
    れ、かつ通気装置の断面に対して50〜150m/秒の噴出（j
    et）速度を得るのに適した、少なくとも１つの通気装置
    （８）を備えることを特徴とする、触媒の再生処理に適
    した、請求項７〜12のうちの１つによる装置。
  15. 【請求項１５】前記熱交換手段（25）が、互いに瓦状に
    重なったシート（nappes）を画定し、かつ実質的に熱交
    換器の対称軸に沿って配置された、蛇行形の複数の管
    （第４図の（33））からなる、請求項７〜14のうちの１
    つによる装置。
JP2158527A 1989-06-16 1990-06-15 流動床または移動床区画を有する熱交換器を備える、微粉固体の温度レベルの調整ないし制御方法および装置 Expired - Lifetime JP2818903B2 (ja)

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