JP2874065B2 - 改良された流動接触分解装置用原料インジェクタ - Google Patents

改良された流動接触分解装置用原料インジェクタ

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JP2874065B2 JP3094054A JP9405491A JP2874065B2 JP 2874065 B2 JP2874065 B2 JP 2874065B2 JP 3094054 A JP3094054 A JP 3094054A JP 9405491 A JP9405491 A JP 9405491A JP 2874065 B2 JP2874065 B2 JP 2874065B2
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    • B01J8/08—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
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    • C10G11/14—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、炭化水素の流動接触分
解に関する。さらに詳細には、本発明は、接触分解装置
の上昇管反応器内の加熱触媒粒子の流れの中へ、炭化水
素原料を霧化して分散させる、改善された原料インジェ
クタに関する。
【０００２】
【従来の技術】重油留分の流動接触分解は、原油或いは
一部が精製された石油を、ガソリンや加熱油のような有
用な生成物に変換する、主要な精製方法の一つである。
流動接触分解では、高分子量の炭化水素液体が、接触反
応器内の細かく粉砕した高温の固体触媒粒子と接触す
る。反応器は、典型的には上昇管形式であり、炭化水素
原料の接触時間は数秒程度である。この短い接触時間
は、ガソリンや中間蒸留された留分の発生を最適化し、
且つメタンや炭素のような経済的に望ましくない最終生
成物を最小化するのに必要である。原料の反応は、大容
量のガス状炭化水素を発生させる。触媒との混合物中の
炭化水素は、上昇管から出て分離器すなわち流動接触分
解装置（ＦＣＣＵ）の分離区域に流入する。使用済の触
媒は分離され、ストリッピング区域を下方に通過し、再
生器に戻る。典型的には、下方に流れる触媒を通り抜け
て上方に流れるように、流動水蒸気が導入され、使用済
の触媒から炭化水素の蒸気をストリッピングするのを助
ける。炭化水素ガスすなわち蒸気の形の所望の生成物
は、典型的には、１以上のサイクロン分離器によって上
方で回収され、蒸留塔に送られる。
【０００３】接触分解反応器への炭化水素原料の注入に
関する一つの問題は、原料が十分に霧化されず、反応器
への注入の際に触媒に直接接触しない場合、接触分解の
代わりに熱分解が生ずるかもしれないことである。この
ことにより、所望の中間蒸留物炭化水素ではなく、メタ
ンやコークスといった望ましくない最終生成物を発生さ
せてしまう。又、ＦＣＣＵのストリッピング区域への放
出後、炭化水素原料と触媒との長い接触により、過分解
又はさらなる熱分解を引き起こすかもしれない。
【０００４】液体原料の霧化及びそれに続く気化が、流
動接触分解作業に重大な影響を及ぼすことは明らかであ
る。一般的には、最も望ましい反応は、蒸気相で起こ
り、活性接触分解区域への及びその区域からの反応物の
極めて急速な移動を必要とする。加えて、原料の液滴の
気化に要する時間は、所望の接触分解反応に利用できる
時間を減少させる。さらに、触媒の液体湿潤は、炭化水
素反応に触媒作用を及ぼすのに利用できる表面積を減少
させる傾向があり、原料内に存在し或いは重合によって
形成された重留分の吸着によりコークスの増加を引き起
こす。過剰なコークスは、ストリッパ及び再生器の処理
負担を結果として増加させるため、望ましくない。これ
に加えて、コークスが、関係した機器の表面に堆積する
ことがある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、原料油を流動
接触分解装置（ＦＣＣＵ）の反応領域に導入する原料イ
ンジェクタに関し、該インジェクタは、原料油の霧化及
び分散を改善する。インジェクタは、上流方向にある直
管部分と、油を細かく霧化して分配する末端のほぼ扇状
部分とから成る。油は、ＦＣＣＵの接触反応器部分の触
媒／原料油の接触区域において再生した触媒流れの方向
を横切って、ほぼ平坦なパターンで噴霧される。その結
果起こる触媒／原料油の接触は、生成物の収率を改善
し、コークスと軽ガスの収率を減少させる。これに加え
て、この原料インジェクタは構造及び使用の簡単さ且つ
経済性についての利点がある。好ましい実施例は内部部
品を持たないので、この原料インジェクタは、コークス
になって原料油の流路に障害物を形成するかもしれない
重原料油に使用するのに有利である。
【０００６】本発明は、図面とともに以下の詳細な説明
を参照するときさらに理解されよう。
【０００７】
【実施例】前述したように、本発明は、特に、液体炭化
水素原料を接触分解装置の上昇管反応器で霧化して分散
させることに関する。炭化水素原料と触媒粒子との接触
及び反応は、その混合物が、反応器の上昇管の中を、長
くても約１０秒、好ましくは３秒以下の割り当て時間流
れるときに進むことが望ましい。このような短い反応時
間の間に、液体原料を迅速にガスに変換して必要な触媒
気相反応を行うことが重要である。このような反応は重
炭化水素を分解する。迅速なガス化を行うため、流動触
媒流れへの原料油の霧化は、合理的商業的に利用できる
流速及び圧力において、液滴の寸法、分布及び噴霧角度
について最適でなければならない。さらに、このような
パターン化した流れをつくるための原料インジェクタ
は、（例えば、インジェクタの中を流れる高温炭化水素
からコークスが生成されることによる）詰まりなしに、
或いは（例えば、流動触媒粒子の摩耗による）機械的摩
耗を起こさずに、長い使用が可能でなければならない。
【０００８】改善された原料の分散及び霧化は、原料と
循環触媒粒子の間に極めて迅速且つ均一な接触を与える
本原料インジェクタによって達成される。本原料インジ
ェクタは、適当には２０乃至２０００ミクロンの範囲、
好ましくは５００ミクロン未満、もっと好ましくは１０
０ミクロン未満の液滴平均直径で細かい分散を生じさせ
ることができる。平均触媒粒度に近い６０ミクロンの液
滴寸法が典型的である。
【０００９】本原料インジェクタによって得られる実際
の原料油の液滴寸法及び分布は、非常に多くの変数に依
存する。これらは、噴霧される液体の物理的特性（粘
性、密度及び表面張力）、液体が噴霧される流れの物理
的特性、処理操作条件（例えば、液体及びガス速度）及
び、例えば形状及び寸法等の原料インジェクタの設計を
含んでいる。特に、原料液体の表面張力及び速度は、接
触分解に用いる温度範囲にわたって大きく変化し得る。
例えば、典型的には、表面張力は、２０５°Ｃ（４００
°Ｆ）で０．０２乃至０．０２６ｇｆ／ｃｍ（２０乃至
２５ｄｙｎｅｓ／ｃｍ）から、４２７°Ｃ（８００°
Ｆ）で０．００５乃至０．０１ｇｆ／ｃｍ（５乃至１０
ｄｙｎｅｓ／ｃｍ）まで減少する。
【００１０】原料霧化において考慮すべき重要な他の変
数は、ノズルの前後の液体圧力降下（すなわち存在する
液体流れの運動エネルギ）、液体噴出箇所での液体と霧
化向上ガス、例えば水蒸気との相対速度、及び使用する
ガス／液体の比率である。一般的には、平均的な原料液
滴寸法は圧力降下が大きくなるにつれて減少する。定量
的な関係はある特定のインジェクタから他のインジェク
タまで変化し、しばしば、所定のインジェクタにおいて
異なる圧力降下形態で異なる。しかしながら、インジェ
クタの前後の圧力降下の影響は、考えている装置に特有
であり、圧力降下は、他の変数と相互に影響する。
【００１１】原料インジェクタの設計に利用できる圧力
降下は、予熱交換器、炉、原料パイプ及び原料流量制御
バルブの圧力降下より小さい原料ポンプ発生ヘッドに基
づく。典型的には、ノズル設計について利用可能な圧力
降下は、既存の原料装置では、２．１乃至３．５ｋｇ／
ｃｍ2 （３０乃至５０ｐｓｉ）の間であり、これは、本
原料インジェクタを使用するのに概ね適している。もし
利用できれば、もっと高い圧力降下が、噴霧液滴寸法を
最小化する。しかしながら、１．０５ｋｇ／ｃｍ2 （１
５ｐｓｉ）以下の操作は、良くない霧化及び分布、及び
上流側のパイプの振動の問題につながる。
【００１２】石油のみの原料が、”圧力霧化”され、及
び／又はＦＣＣＵ反応器の中へ霧化されてもよい。しか
しながら、好ましい操作態様では、石油分圧を減少させ
てインジェクタを通る全体の流体流れ及び速度を増大さ
せるため、霧化向上媒体と称される低分子量媒体が油原
料に注入される。適当な媒体には、水素、水蒸気、窒
素、ＦＣＣオフガス、及びＣ6 - 炭化水素が含まれる。
最も好ましくは、水蒸気／油混合物が、ＦＣＣＵ反応器
への原料流れとして使用される。水蒸気／油の比率は、
油原料形式及び特性の変化に基づいて、作動中調整する
ことができる。混合物中の水蒸気の量は混合物の濃度に
影響し、従って、霧化に影響する。本プロセスに適した
一般的な商業的な実施では、軽原料のタイプについては
約１重量％の水蒸気を使用し、もっと粘性の高い重原料
については、約３乃至５重量％の水蒸気を使用する。典
型的には、水蒸気は、Ｔ形接合部において油原料と混合
される。水蒸気の量は、水蒸気ラインの上流側オリフィ
ス又はバルブによって制御され、その前後で、高圧から
インジェクタ圧力への圧力降下が起こる。
【００１３】接触分解反応領域への注入に関して、原料
は、典型的には周囲の温度から４２７°Ｃ（約８００°
Ｆ）までの範囲の温度に予熱されるのが普通である。予
熱温度は、原料の表面張力を適当に減少させていくらか
蒸気をつくり、この蒸気は、水蒸気のような霧化向上媒
体の注入とともに原料霧化に適した速度を与える。本原
料インジェクタは、インジェクタの圧力降下を最小にし
つつ、適当な出口速度を達成する。当業者に知られてい
る様々な圧力降下の相互関係を、特定の用途の原料イン
ジェクタの特定の寸法を設計するのに使用することがで
きる。本発明の原料インジェクタは、適当には３０．５
乃至１０７ｍ／ｓｅｃ（約１００乃至３５０ｆｔ／ｓｅ
ｃ）、好ましくは４６乃至６１ｍ／ｓｅｃ（約１５０乃
至２００ｆｔ／ｓｅｃ）の出口速度で操作するのが好ま
しい。ノズルの前後の適当な圧力降下は、１．０５乃至
５．３ｋｇ／ｃｍ2 （約１５乃至７５ｐｓｉ）、好まし
くは１．７６乃至２．４６ｋｇ／ｃｍ2 （約２５乃至３
５ｐｓｉ）であるが、設備や能力に依存するであろう。
【００１４】液体原料油は、一部が蒸発するかもしれな
いが、原料インジェクタののど部分を通して注入され、
のど部分は、比較的小さいオリフィスすなわち流れ断面
積を有する。オリフィスの高さは、０．７６乃至５．１
ｃｍ（約０．３乃至２インチ）であることが多いが、好
ましくは１．３乃至２．５ｃｍ（０．５乃至１インチ）
の範囲が適当である。適当なオリフィスの幅は、３．８
乃至１２．７ｃｍ（約１．５乃至５インチ）の範囲であ
り、典型的には６．４乃至８．９ｃｍ（約２．５乃至
３．５インチ）である。液体原料油は、オリフィスを通
る圧力によって押され、不安定な液体ジェット又はシー
トを形成し、その液体ジェット又はシートは、原料イン
ジェクタを離れるとき、ばらばらになって液滴になる。
【００１５】図１は、本発明による原料インジェクタの
第１の実施例の幾何形状を示す。特定の形状比率は、個
々の用途の考慮及び／又は限定、例えば水蒸気／油の比
率、インジェクタの個数等に応じて変化することに留意
されたい。油を含む原料は、パイプ内で軸線方向に混合
され、インジェクタの先端へ供給される。インジェクタ
は細長い矩形又は楕円形のオリフィスを有し、そのオリ
フィスは、以下に詳細に説明するように原料の霧化を行
う。
【００１６】図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、全体
的に３０で示す原料インジェクタは、原料液体と霧化向
上媒体すなわちガス例えば水蒸気との混合物をノズル部
分に供給するための平均直径Ｄ1 のパイプすなわち導管
部分３１を備え、ノズル部分は、上流方向には、平面図
でＬ4 の幅に収束する、平面図で長さＬ1 の先細部分３
３を選択的に備える。後者の部分の後に、側面図で先細
となり平面図で末広がりとなっている、長さＬ2 の部分
３５が続く。それによってノズルの断面積がのど部分３
７まで連続的に減少していることが重要である。のど部
分は、原料の霧化を行う、断面が矩形又は楕円形のオリ
フィスを備える。のど部分は、実質的に、側面図で平ら
で平面図で末広がりの、長さがＬ3 、平面図で最大幅が
Ｌ5 の扇形分配器端部分３９につながる。図１（ｃ）の
正面図に示すように、分配器端部分３９の出口は、Ｌ6
の厚さを有する。分配器端部分３９は、平面図でΘの角
度で広がるように、図１（ａ）に示されている。
【００１７】扇状分配器端部分３９は、上昇管反応器内
で再生触媒の流れを横切る、ほぼ平坦な扇状噴霧パター
ンを提供し、その扇状噴霧パターンは、触媒／油の接触
を良好にする。扇状分配器端部分は適度の注入速度を達
成し、かくして、触媒の消耗及び触媒流れを横切る流れ
の妨害を最小にする。この設計の顕著な特徴は、平坦に
されたのど部分３７のオリフィスであり、このオリフィ
スは、扇状流れパターンを開始するのを助け、原料油の
分布を改善する。この設計の他の顕著な特徴は、扇状分
配器部分３９に原材料流れを確実に満たすために、のど
部分の下流で始まる平面図で末広がりの部分３５であ
る。このような満たしは分配器端部分への触媒の進入を
回避し、又、電位腐食の心配を回避するので、機械的寿
命及び特性に対して重要である。かくして、本原料イン
ジェクタは、機械的信頼性を改善するのみならず、処理
特性（コークス及びガスの生成を下げる）も改善する。
【００１８】図１を参照して、原料インジェクタの寸法
は以下の範囲が適している、すなわち、 ０≦Ｌ1 ＜Ｄ1 ０．２５Ｄ1 ＜Ｌ2 ＜Ｄ1 ０．５Ｄ1 ＜Ｌ3 ＜２Ｄ1 ０．５Ｄ1 ＜Ｌ4 ≦Ｄ1 Ｄ1 ＜Ｌ5 ≦２５．４ｃｍ（１０インチ） １．２７ｃｍ（０．５インチ）≦Ｌ6 ≦０．５Ｄ1 ３０°≦Θ ≦９０° 図２は、平面図に関して異なる、本発明の第１、第２及
び第３の実施例の比較を示す。実施例Ａは図１と同じ形
式のインジェクタを示す。実施例Ｂ及びＣは、部分３３
が先細でない点で実施例Ａと異なる。実施例Ｃは、さら
に、平面図に関し、部分３５が末広がりでない点で異な
る。
【００１９】図３（ａ）及び（ｂ）は、実施例Ａの原料
インジェクタを斜視図で示したものであり、図４（ａ）
及び（ｂ）は、実施例Ｂの原料インジェクタを斜視図で
示したものであり、図５（ａ）及び（ｂ）は、実施例Ｃ
の原料インジェクタを斜視図で示したものである。図６
を参照すると、本発明による原料インジェクタがＦＣＣ
Ｕ反応器の上昇管の壁１０３に連結されている状態で示
す。明らかなように、原料インジェクタ組立体は、ＦＣ
ＣＵ反応器システムの一体部品である。典型的な装置で
は、原料インジェクタは、注入箇所で典型的には鉛直で
ある上昇管に対し、０乃至７５°の角度で放出するのが
よい。原料インジェクタの分配端部分１１０が、鉛直に
対し３０°の角度に位置決めされている状態で示されて
いる。原料インジェクタは、円錐状壁部分１３０を横切
る断面で示され、その円錐状壁部分１３０自身は、鉛直
から３０°の角度をなし、比較的大きな直径の上円筒鉛
直壁部分１３２と、上昇管の比較的小さな直径の下円筒
鉛直壁部分１３４との間にある。
【００２０】異なる取付け角度及び配置角度は、特定の
装置やインジェクタの形式に応じて、最適であるのがよ
い。明らかなように、インジェクタの設置は従来技術で
よく、パイプキャップ又はガード１３３を使用して、上
昇管内の原料インジェクタの突出を保護するのがよい。
金属板１３７によって支持された注型可能な耐火ライニ
ング１３５及び１３６は、反応器装置の外金属壁１４０
の下に存在する。適当なカオウール（ｋａｏｗｏｏｌ）
紙１３８が、上昇管の壁を貫通する箇所で、原料インジ
ェクタの回りを取り囲む。適当な縁、例えば１４２での
溶接は、連結を気密にする。フランジ１３９は、インジ
ェクタを上流側パイプ１４４に連結する。原料インジェ
クタを反応器の壁に取付ける他の機械的構成は、当業者
に周知である。
【００２１】図６に示した特定のインジェクタ組立体の
構成において、水蒸気と油の混合物は、水蒸気／油流体
入口を介して上流で導入される。これに加えて、原料イ
ンジェクタ組立体につながるパイプ系統のフランジ間の
隔離バルブを用いて、組立体の操業中の保守を可能にす
るのがよい。隔離バルブは普通はゲートバルブである
が、ボールバルブのような他のバルブ形式を使用しても
よい。例えば、原料の形式や化学的性質については、イ
ンジェクタの内側の望ましくないコーキングすなわち部
分的詰まりを引き起こすのであれば、隔離バルブを閉
じ、次いで、組立体は操業中の保守を受けることができ
る。
【００２２】最適な液体−気体／固体分布を得るため、
複数の原料インジェクタが好ましい。給油ラインが、環
状マニホールドを介して、リングのすなわち複数の原料
インジェクタに供給するのがよい。典型的には、単一リ
ングのインジェクタが使用されるが、追加能力や原料の
分離が望まれるのであれば、複数高さのインジェクタが
考えられる。
【００２３】複数の原料インジェクタの設計では、上昇
管の全断面を均等にカバーするため、原料インジェクタ
を、反応器の上昇管に対称的な半径方向パターンに設置
するのが好ましい。又、インジェクタは、注入した油滴
と反促進触媒との接触を回避するため、上昇管の拡張が
始まる箇所より上の最小距離に位置するのが好ましい。
【００２４】触媒流れへの原料インジェクタの突出は、
これを最小にしてノズルの外部腐食の潜在性を減ずべき
である。これは又、触媒流れに対する妨害と、触媒が油
噴霧と直接接触しない”デッドゾーン”の発生とを最小
化する。種々の処理条件下で効率的な注入性能を維持し
且つ性能の効率的な監視を行うため、処理制御計装が推
奨される。インジェクタに対する全体の水蒸気速度は、
流れの設定点を油マニホールド圧力によって再設定し
て、流量制御されるのがよい。このような制御システム
は、妥当な一定インジェクタ圧力降下を維持し、そし
て、原料流れ速度、原料の気化等における変化を補償す
る。
【００２５】例１ この例は、本発明による原料インジェクタと関連した原
料の霧化及び噴霧パターンを評価するためのテストを示
す。実験装置には、テストされる各原料インジェクタに
ついて噴霧パターン分布を確認した、いわゆるパターネ
ータ(patternator) へ水を注入することを伴った。パタ
ーネータは、遠隔制御によって作動され、ノズル噴霧パ
ターンの中間に位置した、カバー付きガラス管の長いラ
ックにより構成された。カバーを全体のラックから同時
に取り外し、そして迅速に置き直し、チューブ内に集め
られた水の上面に浮かぶボールが噴霧パターンの”絵”
をあらわす。次いで、パターネーションをプリンタに送
った。
【００２６】テストの設備は、７５０ＳＣＦＭ容量の空
気コンプレッサと２つの１０００ＧＰＭ水ポンプとを有
した。空気の流量を、並列に連結した４つのロートメー
タのマニホールドを介して計量した。水の流量を、パド
ルホイールメータか、４つの目盛り付きロートメータシ
ステムのいずれかによって測定した。圧力降下を、多数
のアナログゲージ及びインジェクタ入口から約３０ｃｍ
（約１フィート）の水面に位置する１つのデジタル器具
によって測定した。インジェクタを鉛直下方位置に向け
た。ノズルは、特定のテストに使用する上流パイプの長
さに応じて、床から１．８ｍ乃至２．４ｍ（６フィート
乃至８フィート）の間のある箇所で終わっていた。
【００２７】インジェクタの圧力降下を、１５０及び２
５０ＧＰＭの水速度で、広範囲の空気速度（５０乃至７
５０ＳＣＦＭ）にわたって測定した。水速度は、各々、
５１４０Ｂ／Ｄ、８５７０Ｂ／Ｄに相当する。空気速度
を、商業キャットプラントで供給される注入水蒸気の典
型的な濃度をあらわす値に設定した。テストにおける等
価な水蒸気／油比率は、０．２から１．５重量％までの
範囲であった。テストは又、空気がコンプレッサの拘束
に対して最大になるように行われた。これらのテストに
おける等価な水蒸気／油比率は、３重量％であった。
【００２８】本発明によるインジェクタのテストは、イ
ンジェクタが均等に分布した噴霧を与えることを示し
た。噴霧液滴寸法は確かに粗いように思えるが、このイ
ンジェクタのテストは非常に低い圧力降下で行われた。
圧力降下が１５ｐｓｉに達したとき、噴霧の粗さは少な
くなった。もっと低い空気速度では噴霧脈動があらわれ
た。噴霧角は約４０°であった。図７及び図８は、各
々、典型的な圧力降下及び原料速度での本インジェクタ
に関連した液滴寸法、噴霧角度分布を示す。本インジェ
クタで得られた液滴寸法分布は、同じ圧力降下では、従
来のインジェクタ設計に比べて、もっと広く且つバイモ
ーダル(bimodal) であることが図７から明らかである。
図８で示すように、本インジェクタの噴霧角度も又広く
なっており、そして、従来のインジェクタの密集した中
央のコアパターンに比較して、もっと均等な噴霧パター
ンが得られた。
【００２９】例２ この例は、本発明による典型的な原料インジェクタの予
想計算特性を示す。８個の原料インジェクタを、全体原
料速度（２５乃至４１．５ｋＢ／ＳＤ）、水蒸気速度
（１１．０ｋｌｂ／ｈまで）及び油原料温度（約１６６
乃至３１５°Ｃ（３３０乃至６００°Ｆ））のさまざま
な組み合わせについて５０ｐｓｉの最大圧力降下を取り
扱うことができるように寸法決めした。設計条件は、以
下の表１で与えられる。基本的な水蒸気速度は、最も低
い油温度（１６６°Ｃ（３３０°Ｆ））及び４１．５ｋ
Ｂ／ＳＤの最大全油速度について、２重量％ＦＦの水蒸
気の注入に基づいた。５０ｐｓｉの圧力降下（ΔＰ）に
達するための水蒸気の必要量の一覧を油原料速度及び温
度の関数として、以下の表２に示す。これに加えて、計
算したインジェクタ先端速度を示す。示すように、いく
つかの油原料速度／温度の組み合わせは、ノズルの前後
のΔＰが５０ｐｓｉより低いことを示している（最小値
３７ｐｓｉ）。これらのΔＰ値は、水蒸気注入速度（１
１．０ｋｌｂ／ｈが最大）或いはノズル先端速度（１５
０ｆｐｓが最大）によって限定され、油滴の過大貫通を
回避しつつ、触媒の摩耗を許容レベルに維持する。最大
のΔＰが望ましいとはいえ、見積もられたもっと低いΔ
Ｐ（≧３７ｐｓｉ）は、良好に霧化した油噴霧パターン
を良好にするとともに、液滴寸法分布を均等にするため
の設計指針に納まっている。
【００３０】原料インジェクタは、原料で触媒を均等に
カバーし且つインジェクタが使用されないならばノズル
の詰まりの危険を最小にするように作動する。しかしな
がら、原料インジェクタの特性が悪いために原料インジ
ェクタの隔離が必要であれば、原料インジェクタは、７
つの有効ノズルだけで設計作動条件を取り扱うことがで
きる。表２は又、７つの有効ノズルだけで設計条件を満
たす水蒸気の条件を掲げている。示されているように、
８つ全部が有効なノズルの作動に対して、原料ノズルの
前後の５０ｐｓｉのΔＰに達するために要求される水蒸
気は少なくなる。
【００３１】 当業者は、本発明のインジェクタが、様々な形式の接触
分解装置への用途をもつことを容易に理解するであろ
う。本発明は特定の実施例に関連して説明されてきたけ
れども、この発明はさらに修正が可能であり、且つ本出
願は、本発明のいかなる変形、使用又は適用をもカバー
するようになっており、そして、本開示に含まれていな
いもの、例えば、本発明が関係する技術における周知又
は慣習のプラクティスに入るもの、前に述べた本質的な
特徴にあてはめることができるもの、及び本発明の範囲
内に入るものも含んでいることが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明による流動接触分解装置用原
料インジェクタの第１の実施例の平面略図、（ｂ）は、
（ａ）の原料インジェクタの側面略図、（ｃ）は、
（ａ）及び（ｂ）の原料インジェクタの前面略図であ
る。
【図２】図２は、本発明による流動接触分解装置用原料
インジェクタの第１、第２及び第３の実施例の平面略図
である。
【図３】本発明による原料インジェクタの図２における
第１の実施例Ａの斜視図である。
【図４】原料インジェクタの図２における第２の実施例
Ｂの斜視図である。
【図５】本発明による原料インジェクタの図２における
第３の実施例Ｃの斜視図である。
【図６】上昇管式反応器への炭化水素原料の霧化を行
う、本発明による原料インジェクタの一実施例の側面断
面図であり、原料インジェクタが、上昇管式反応器の壁
に取り付けられた状態で示されている。
【図７】従来使用されてきた原料インジェクタの液滴の
寸法分布と比較した、本発明による原料インジェクタに
よってつくられた液滴の寸法分布を示すグラフであり、
液滴寸法分布は、例１によって実験的に得られたもので
ある。
【図８】各々、本発明による原料インジェクタ、従来使
用されてきた原料インジェクタの噴霧分布を比較した２
つのグラフを示しており、その噴霧分布は、例１によっ
て実験的に決定されたものである。
【符号の説明】
３０ 原料インジェクタ ３１ 導管部分 ３７ のど部分 ３９ 端部分
フロントページの続き (72)発明者 スティーヴン デニス チャーリス イギリス サリー ケイティー22 ９エ ヌティーフェッチャム ロウワー ロー ド アッシュウッド パーク ７ (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C10G 11/18

Claims (20)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 流動接触分解装置の反応領域の触媒流れ
    の中に油原料を導入する原料インジェクタであって、こ
    の原料インジェクタは、上流方向では、原料と霧化向上
    媒体との混合物を作る平均直径Ｄ1 の近位の導管部分
    と、それに続く、側面図では先細となると同時に平面図
    では末広がり或いは直線となっている、側面図で長さＬ
    2 の中間部分とを備え、それによって原料インジェクタ
    の内部断面積が、原料の霧化用オリフィス部分を備える
    のど部分まで連続的に減少し、こののど部分は、実質的
    に、側面図では平坦であると同時に平面図では末広がり
    となっており、長さがＬ3 で、平面図で最大幅がＬ5 、
    厚さがＬ6 の扇形分配器端部分につながり、この分配器
    端部分は、良好な触媒／油の接触を行いつつ、ほぼ平坦
    な扇状噴霧パターンが触媒の流れを横切って得られるよ
    うに、平面図でΘの角度で末広がりをなし、原料インジ
    ェクタの寸法の範囲が、 ０．２５Ｄ1 ＜Ｌ2 ＜Ｄ1 ０．５Ｄ1 ＜Ｌ3 ＜２Ｄ1 Ｄ1 ＜Ｌ5 ≦２５．４ｃｍ（１０インチ） １．２７ｃｍ（０．５インチ）≦Ｌ6 ≦０．５Ｄ1 ３０°≦Θ ≦９０° であることを特徴とする原料インジェクタ。
  2. 【請求項２】 平面図でのＬ4 の幅に収束する長さがＬ
    1 の選択的な平面図で先細の部分をさらに備え、 ０≦Ｌ1 ＜Ｄ1 ０．５Ｄ1 ＜Ｌ4 ≦Ｄ1 であることを特徴とする請求項１に記載の原料インジェ
    クタ。
  3. 【請求項３】 前記中間部分は直線であることを特徴と
    する請求項１に記載の原料インジェクタ。
  4. 【請求項４】 前記中間部分は平面図で末広がりである
    ことを特徴とする請求項１に記載の原料インジェクタ。
  5. 【請求項５】 前記のど部分は、前記原料油の扇状流れ
    分布パターンを開始する、平坦で細長い楕円形或いは矩
    形のオリフィスを備えることを特徴とする請求項１に記
    載の原料インジェクタ。
  6. 【請求項６】 流動接触分解装置の反応器の上昇管の壁
    に連結されることを特徴とする請求項１に記載の原料イ
    ンジェクタ。
  7. 【請求項７】 前記インジェクタは、前記上昇管に対し
    て０乃至９０°の間の角度をなすことを特徴とする請求
    項６に記載の原料インジェクタ。
  8. 【請求項８】 前記インジェクタは、前記上昇管に対し
    て１０乃至７５°の間の角度をなすことを特徴とする請
    求項６に記載の原料インジェクタ。
  9. 【請求項９】 流動接触分解装置の反応領域の触媒流れ
    の中に油原料を導入する原料インジェクタであって、こ
    の原料インジェクタは、上流方向では、原料と霧化向上
    媒体との混合物を作る平均直径Ｄ1 の近位の導管部分
    と、それに続く、Ｌ4 の平面幅に収束する、長さＬ1 の
    平面先細部分と、それに続く、側面図では先細となると
    同時に平面図では末広がり或いは直線となっている、側
    面長さＬ 2 の中間部分とを備え、それによって原料イン
    ジェクタの内部断面積が、原料の霧化用オリフィス部分
    を備えるのど部分まで連続的に減少し、こののど部分
    は、実質的に、側面図では平坦であると同時に平面図で
    は末広がりとなっており、長さがＬ3 で、平面図で最大
    幅がＬ5 、厚さがＬ6 の扇形分配器端部分につながり、
    この分配器端部分は、良好な触媒／油の接触を行いつ
    つ、ほぼ平坦な扇状噴霧パターンが触媒の流れを横切っ
    て得られるように、平面図でΘの角度で末広がりをな
    し、原料インジェクタの寸法の範囲が、 ０≦Ｌ1 ＜Ｄ1 ０．２５Ｄ1 ＜Ｌ2 ＜Ｄ1 ０．５Ｄ1 ＜Ｌ4 ≦Ｄ1 ０．５Ｄ1 ＜Ｌ3 ＜２Ｄ1 Ｄ1 ＜Ｌ5 ≦２５．４ｃｍ（１０インチ） １．２７ｃｍ（０．５インチ）≦Ｌ6 ≦０．５Ｄ1 ３０°≦Θ ≦９０° であることを特徴とする原料インジェクタ。
  10. 【請求項１０】 前記中間部分は末広がりであることを
    特徴とする請求項９に記載の原料インジェクタ。
  11. 【請求項１１】 流動接触分解領域の反応領域の触媒流
    れの中に油原料を導入し、前記原料は、原料インジェク
    タによって霧化され且つ分配される方法であって、この
    原料インジェクタは、上流方向では、原料と霧化向上媒
    体との混合物を作る平均直径Ｄ1 の近位の導管部分と、
    それに続く、側面図では先細となると同時に平面図では
    末広がり或いは直線となっている、側面長さＬ2 の中間
    部分とを備え、それによって原料インジェクタの内部断
    面積が、原料の霧化用オリフィス部分を備えるのど部分
    まで連続的に減少し、こののど部分は、実質的に、側面
    図では平坦であると同時に平面図では末広がりとなって
    おり、長さがＬ3 、平面図で最大幅がＬ5 、厚さがＬ6
    の扇形分配器端部分につながり、この分配器端部分は、
    良好な触媒／油の接触を行いつつ、ほぼ平坦な扇状噴霧
    パターンが触媒の流れを横切って得られるように、平面
    図でΘの角度に末広がりをなし、原料インジェクタの寸
    法の範囲が、 ０．２５Ｄ1 ＜Ｌ2 ＜Ｄ1 ０．５Ｄ1 ＜Ｌ3 ＜２Ｄ1 Ｄ1 ＜Ｌ5 ≦２５．４ｃｍ（１０インチ） １．２７ｃｍ（０．５インチ）≦Ｌ6 ≦０．５Ｄ1 ３０°≦Θ ≦９０° であることを特徴とする方法。
  12. 【請求項１２】 平面図でのＬ4 の幅に収束する長さが
    Ｌ1 の選択的な平面図で先細の部分をさらに備え、 ０≦Ｌ1 ＜Ｄ1 ０．５Ｄ1 ＜Ｌ4 ≦Ｄ1 であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記中間部分は直線であることを特徴
    とする請求項１１に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記中間部分は平面で末広がりである
    ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記のど部分は、前記原料油の扇状流
    れ分布パターンを開始する、平坦で細長い楕円形或いは
    矩形のオリフィスを備えることを特徴とする請求項１１
    に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 さらに、前記原料インジェクタの前記
    のど部分に通す前に、前記原料油に霧化向上媒体を混ぜ
    ることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記霧化向上媒体は、水蒸気であるこ
    とを特徴とする請求項１６に記載の方法。
  18. 【請求項１８】 平均液滴直径は５００ミクロンより小
    さいことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記原料インジェクタの前後の圧力降
    下は、１．０５乃至５．３ｋｇ／ｃｍ２ （約１５乃至
    ７５ｐｓｉ）の範囲にあることを特徴とする請求項１１
    に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記原料油の出口速度は、３０．５乃
    至１０７ｍ／ｓ（約１００乃至３５０ｆｔ／ｓ）の範囲
    にあることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
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