JP3948755B2 - 流動接触分解プラントの反応器上昇管 - Google Patents

Description

本発明は、流動接触分解プラントの反応器上昇管(reactor riser)に関する。このような反応器上昇管は、炭化水素原料と触媒粒子を受け入れるための取入口端と流出物と触媒粒子を排出するための取出口端との間に延在する軸方向通路を有する。
流動接触分解プラントは、反応器上昇管に加えて、反応器上昇管の取出口端が接続される反応容器、及び再生容器を含み得る。通常運転中、再生された触媒粒子と炭化水素原料が、反応器上昇管の取入口端に供給される。上昇管内で原料が蒸発させられ、原料のガス状混合物中において触媒粒子の分散系が形成される。反応器上昇管において原料の接触分解が起こり、原料と生成物のガス状混合物が得られる。原料と生成物のガス状混合物の組成は上昇管反応器に沿って変化するので、この混合物は「流出物(effluent)」と称される。ガス状流出物における触媒粒子の分散系は、５００〜５４０℃又はそれより高い温度にて反応器上昇管を出る。分散系は、反応容器内の分離器システムに送られ、ガス状流出物が触媒粒子から分離される。ガス状流出物は、反応容器の上端から除去され、触媒粒子は、反応容器の下部に排出されてストリッピングされる。ストリッピングされた触媒粒子は、再生容器に送られ、分解中に粒子に堆積したコークスが高温度にて焼き取られ、燃焼生成物と再生された触媒が得られる。燃焼生成物は、再生容器の上端から除去され、再生された触媒は、再使用される。通常は、反応器上昇管は垂直である。
反応器上昇管内では、平均直線ガス速度は、１０〜３０ｍ／ｓの範囲にあり、触媒粒子の平均線速度は、２５ｍ／ｓまでである。触媒粒子は、ガス状反応混合物と実質的に同時に移動するので、ガスと粒子の間のスリップがほとんど無いのが好ましい。
分解反応は触媒粒子上で起こるので、ガス状流出物と触媒粒子の間の良好な接触が、十分な程度の変換には必須である。
触媒粒子とガス状流出物の間の接触を改善するために、米国特許明細書第３３５３９２５号には、反応器上昇管の軸方向通路において軸方向に間隔を置いて離れて配置された複数の接触装置を反応器上昇管に設けることが提案されている。この公知の接触装置は、平たい環状混合部材を含む。従って、接触装置における通路の径は、軸方向通路の径よりも小さい。このように、更なる環状混合部材を通路内に貫入させると、通路の径は（従ってその面積も）より小さくなる。このことは、接触装置での圧力降下に悪影響を与える。というのは、通路の面積が小さくなれば、圧力降下は大きくなるからである。
出願人は現在、相対的に大きな貫入深さを有する一方、接触装置での圧力降下は許容レベルに維持される接触装置を考えている。
この目的のため、本発明による流動接触分解プラントの反応器上昇管は、炭化水素原料と触媒粒子を受け入れるための取入口端と流出物と触媒粒子を排出するための取出口端の間に延在する軸方向通路を有し、軸方向通路内に軸方向に間隔を置いて離れて配置された複数の接触装置を備え、各接触装置は、弓形の輪郭を有する混合部材からなる。
本発明の混合部材の利点は、それを既存の反応器上昇管の軸方向通路内に容易に組付けできることである。
以下、本発明は、例として添付図面を参照してさらに詳細に説明される。
図１は、本発明による反応器上昇管の一部の縦断面を概略的に示す。
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面を示す。
さて、図１と図２を参照する。反応器上昇管は、参照番号１で示される。明瞭にするため、反応器上昇管１の壁２上の内張り(lining)は図示されてない。さらに、流動接触分解プラントは周知であるので、プラントの残りの部分は示されてない。
通常の垂直な反応器上昇管１は、炭化水素原料と触媒粒子を受け入れるための取入口端（図示せず）と流出物と触媒粒子を排出するための取出口端（図示せず）の間に延在する軸方向通路５を有する。
反応器上昇管１は、複数の接触装置６、７及び８を備える。接触装置６、７及び８は、軸方向通路５内で軸方向に間隔を置いて離れて配置される。各接触装置６、７及び８は、弓形の輪郭及び矩形断面を有した平たい混合物１０からなる。平たい混合部材１０の貫入深さは、弓形の迫高(rise)１２である。平たい混合部材１０は、任意の公知方法にて反応器上昇管１の壁に接続され得る。
接触装置７は、ただ１つの平たい混合部材１０を有するが、一方、接触部材６及び８の各々は、対向する１対の平たい混合部材１０を含む。混合部材の数は多くて４つが適切である。接触装置の軸方向間隔は、決定的なものではないが、通常は軸方向通路５の径より大きくすべきである。
通常運転中、ガス状流出物中の触媒粒子の分散系が、軸方向通路５を通って送られる。分散系の流れは、平たい混合部材１０により乱され、それにより、触媒粒子とガス状流出物の効率的な混合が行われる。
図２において参照番号１５により示された破線円は、従来技術による平たい環状混合部材の内周を表し、本発明の平たい混合部材と同じ貫入深さを有する。この公知の接触装置における通路の面積（円１５により囲まれた面積に対応する）は、本発明による接触装置における通路の面積よりはるかに小さい。従って、同じ貫入深さの場合、本発明による接触装置では、この公知の接触装置よりはるかに小さい圧力降下が起きる。
参照番号１６により示された破線円は、従来技術による別の平たい環状混合部材の内周を表す。円１６の径は、この公知の接触装置における通常の面積（円１６により囲まれた面積に対応する）が本発明による接触装置における通路の面積と同じになるように、設定されている。明らかなように、この公知の平たい環状混合部材は、本発明の平たい混合部材よりはるかに小さい貫入深さを有する。
隣接する接触装置の平たい混合部材は、一方の上部にまっすぐに配置し得る。しかしながら、接触装置の平たい混合部材は、隣接する接触装置の平たい混合部材に対してずらして配置して、図示されるように、隣接する接触装置の平たい混合部材が互いに垂直になるように配置するのが適切である。角度は９０°である必要はなく、任意の鋭角とし得る。
加えて、平たい混合部材は、内側に向いた縁(lip)をさらに含み得る。
平たい混合部材１０の中心面２０は、図示されているように、反応器上昇管１の長手方向中心軸２１に対して垂直に配置される。別の実施態様では、混合部材は、反応器上昇管１の長手方向中心軸２１に対して傾斜して配置し得る。例えば、中心面と長手方向中心軸の角度は、５°〜２０°である。
図面に関して検討した本発明の平たい混合部材は、矩形断面を有する。別法として、断面を三角形とし得るが、この場合には、各断面の三角形の頂点は、一直線上に配置される。

Claims (4)

1. 炭化水素原料と触媒粒子を受け入れるための取入口端と流出物と触媒粒子を排出するための取出口端の間に延在する軸方向通路を有し、軸方向通路内に軸方向に間隔を置いて離れた配置されて複数の接触装置を備えた流動接触分解プラントの反応器上昇管であって、各接触装置が、弓形の輪郭を有する混合部材からなる、流動接触分解プラントの反応器上昇管。
2. 各接触装置が、対向する１対の混合部材を含む、請求の範囲第１項記載の反応器上昇管。
3. 接触装置の混合部材が、隣接する接触装置の混合部材に対してずらして配置される、請求の範囲第１項又は第２項に記載の反応器上昇管。
4. 混合部材が、内側に向いた縁をさらに含む、請求の範囲第１項〜第３項のいずれか一項に記載の反応器上昇管。

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