JP4351019B2

JP4351019B2 - 軽質オレフィンｆｃｃ流出物からの触媒回収

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Publication number: JP4351019B2
Application number: JP2003350226A
Authority: JP
Inventors: トールマンマイケル; ビー、ピーターソンロバート; エフ、ギルバートモーリーン
Original assignee: ケロッグブラウンアンドルート，インコーポレイテッド
Priority date: 2002-10-10
Filing date: 2003-10-09
Publication date: 2009-10-28
Anticipated expiration: 2023-10-09
Also published as: DE60333334D1; EP1413621B1; EP2161322A1; RU2330059C2; RU2003129991A; CN1497040A; CN100537715C; EP1413621A1; CA2437651C; ES2345042T3; US7011740B2; CA2437651A1; SG111144A1; US20040069684A1; JP2004131736A; EP2161322B1; MXPA03009298A

Description

本発明は、軽質(light)ＦＣＣ型流出物から触媒を回収することに関し、その回収した触媒を再生することにも関する。

重質パラフィン及びオレフィンの混合物から、例えば、レイション(Leyshon)その他による米国特許第５，０４３，５２２号；ガフニー(Gaffney)その他による第５，１７１，９２１号；及びファング(Fung)その他による第６，１１８，０３５号明細書に記載されている反応条件で、流動接触分解（ＦＣＣ）装置を用いてエチレン及びプロピレンのような軽質オレフィンを製造することが提案されてきている。この装置では、粒状触媒及び供給原料が、特定の反応条件下の反応器に入る。反応器流出物は、通常容器(vessel)中に収められた一連のサイクロン分離器で処理され、慣用的製油所ＦＣＣ操作と同様なやり方で、殆どの再生すべき触媒を流出物から分離して再生器へ再循環し、そして次に反応器へ再循環する。サイクロンからの触媒に乏しい熱い流出物ガスを次に冷却し、分別蒸留により分離し、例えば、生成物成分に分別する。

しかし、軽質オレフィンＦＣＣ法と、慣用的製油所ＦＣＣ操作との間には幾つかの重要な差が存在する。慣用的ＦＣＣ法では、急冷塔で凝縮されるかなりの量の重質炭化水素を有する流出物を生ずる。その流出物中には、サイクロンにより除去されなかった少量の残留触媒も含まれおり、それらは急冷塔中で凝縮される重質炭化水素と一緒に収集され、スラリーオイルを形成する。急冷塔からのスラリーオイルはしばしば処理及び（又は）廃棄するのが困難であり、それは頻繁に燃料油として燃焼される。軽質オレフィンＦＣＣ法では、流出物ガス中にはほんの僅かな量の重質炭化水素しか存在せず、即ち、比較的大きな触媒対燃料油比を有し、従って触媒微粒物の除去が問題になる。なぜなら、非常に僅かな重質油しか回収されず、どのようなスラリーオイルでも、慣用的製油所ＦＣＣ法の場合よりも遥かに大きな触媒含有量を有するからである。

軽質オレフィンＦＣＣ法の別の問題は、サイクロンにより上昇管流出物から回収された触媒の再生である。慣用的製油所ＦＣＣ単位装置(unit)では、上昇管中でかなりの量のコークスが形成され、触媒粒子に付着する。再生器中では、このコークスは、再生器容器中の酸素と燃焼させる燃料源として用い、装置の熱収支に必要な熱を供給することができる。再生器は、触媒が余り熱くならないように冷却することが頻繁に必要であり、特に供給原料が多量の炭素を触媒に付着する場合にはそうである。一方、従来法の軽質オレフィンＦＣＣ法では、一般に触媒再生及び反応熱を維持するのには不充分なコークスの付着をその軽質オレフィンＦＣＣ過程で生ずる。

慣用的ガソリンＦＣＣ法では、非定常状態の運転中、例えば、装置始動時、適当な再生器温度を達成するための反応熱及び触媒再生に必要な温度を達成するために、燃料ガス又は燃料油〔トーチ油(torch oil)〕のような補給燃料を再生器へ導入することができることが示唆されてきている。しかし、本出願人の知る限り、連続運転のために、低炭素触媒を処理するＦＣＣ再生器の高密度相床(dense phase bed)中へ燃料を導入するのに適切な装置は知られていない。

更に、従来不適切なコークス形成を生ずる軽質供給原料を処理することができ、然も、反応器で必要な反応熱を得るのに幾らか改良された軽質オレフィンＦＣＣ法及び装置が要求されている。

本発明は、好ましくは、急冷塔への燃料油添加及び急冷塔油の再循環を用いて流出物ガスから触媒を洗浄し、再循環する急冷油(quench oil)から燃料油に入った触媒のスラリーを回収し、そのスラリーを再生器中へ連続的に導入して触媒を回収し、触媒再生及び反応熱に必要な熱量を供給することにより、上で注目した軽質オレフィンＦＣＣ法の触媒取扱い問題に取り組むものである。このやり方で、流出物ガスから触媒を洗浄するために供給した燃料油は、好ましくは再生器に必要な熱量を供給するのに用いることができると同時に、流出物ガス中に触媒が失われるのを防ぐことができる。

本発明は、軽質ＦＣＣ型流出物ガスから微粒物を回収するための方法及び装置にある。そのような軽質ＦＣＣ装置のための供給原料は、従来不適切なコークス形成を起こす供給原料、例えば、Ｃ₄〜Ｃ₁₂供給原料、好ましくはＣ₄〜Ｃ₈供給原料である。反応器からの分解されたガスは、例えば、油急冷塔中で循環する油と直接接触させることにより冷却する。反応器流出物と共に運ばれた触媒微粒物は、それらガスから洗浄除去される。ポンプによる油循環経路はガスを冷却し、微粒物を除去する。急冷油の後流(slipstream)を触媒分離系へ送り、触媒微粒物を分離する。例えば、濾過、ハイドロクロニック(hydroclonic)分離、静電沈澱、及びそれらの組合せにより触媒除去を達成することができる。例えば、触媒濾過を用いた場合、急冷油の後流を、少なくとも二つのフィルターの一つに通して送り、微粒物を除去することができる。別のフィルターは、圧縮ガスを用いた逆洗浄操作で、収集微粒物を除去する。回収された微粒物は急冷油と一緒にし、それら微粒物をＦＣＣ再生器へ運ぶスラリーを形成する。スラリー中の急冷油は再生器中で燃焼し、ＦＣＣ系で必要な熱量を供給する簡単な方法を与えると同時に、反応器流出物ガスから回収された触媒微粒物をＦＣＣ系へ戻す。このやり方で、触媒の損失を、希薄相(dilute phase)からの再生器排出物中に取り込まれた何らかの微粒物のみとすることができる。ＦＣＣでは最小量の油しか発生しないので、急冷油は急冷塔インベントリー(inventory)に入れられ、再生器で必要な熱を与える。

一つの広い態様として、本発明は、軽質ＦＣＣ型流出物ガスから触媒微粒物を回収する方法を与える。その方法は、次の工程：
（ａ）急冷油を供給してその定常状態のインベントリーを維持する工程、
（ｂ）流出物ガスを急冷油と接触させて流出物ガスを冷却し、触媒微粒物を洗浄除去して、微粒物を本質的に含まない冷却流出物ガスを得る工程、
（ｃ）急冷油を接触工程からインベントリーへ戻す工程、
（ｄ）急冷油をインベントリーから接触工程へ連続的に再循環する工程、
（ｅ）インベントリーからの急冷油の流れから微粒物を分離し、それら微粒物を回収し、前記微粒物がインベントリー中に蓄積しないように保つ工程、及び
（ｆ）分離工程から回収された前記微粒物をスラリーにする工程、
を含む。

本方法では、接触及び収集工程は、急冷油のインベントリーを保持する底部領域及び気・液接触部材を有する急冷塔中で行うことができる。再循環された急冷油は、接触工程前に冷却することができる。分離は、例えば、濾過、静電分離、及びハイドロクローン(hydroclone)の使用のようないずれの適当な手段によっても行うことができ、分離は連続的であるのが好ましい。

濾過を用いた場合、分離は少なくとも二つのフィルターを用いて行うのが好ましい。この場合、第一フィルターが濾過方式になっている一方、第二フィルターを平行して逆洗浄するのに用い、収集微粒物を除去する。濾液はインベントリーへ戻すことができる。濾過及び逆洗浄は、第一及び第二フィルターを、濾過と逆洗浄の方式の間で周期的に交替させることも含んでいる。逆洗浄は、少なくとも一つのフィルターを通る少なくとも一つの圧縮ガスパルスを用いるのが好ましく、そのフィルターは分離された微粒物を除去するため逆流動方向に逆洗浄方式になっており、分離された微粒物を保持容器中に収集する。分離微粒物は燃料油又は急冷油のような重質油と一緒にしてスラリーを形成し、好ましくは保持容器中で形成する。

静電沈澱法は、複数の単位装置がオンラインになっていて、１回以上の逆洗浄を行いながら触媒微粒物を収集する限り、濾過法と同様である。この逆洗浄工程は、清浄な燃料油又は循環急冷油を用いる。分離は、充填媒体を通る電場を誘発することにより達成される。触媒粒子はイオン化されるか且つ（又は）分極され、充填媒体中の接触点で収集される。粒子の除去は、電極を不活性化し、遊離粒子を逆フラッシュ(back-flushing)することにより達成される。

ハイドロクローン分離法は、直列にした少なくとも二つの段階のハイドロクローンを有し、各段階が複数の小さな直径のハイドロクローンを平行に有するようにしてあるのが好ましい。ハイドロクローンは、サイクロンと同じ原理で作動する。特に遠心力を用いて油と触媒粒子とを分離する。アンダーフロー(underflow)流を濃縮するためには、最低限二つの段階が必要である。典型的には、ハイドロクローンからのアンダーフローは、全流れの２０〜４０％である。この方法の必要条件は、固体が全導入流の５〜１０％であるアンダーフロー流中に濃縮されることである。例として、もし循環油が５０，０００ポンド／時で、正味の燃料油が５，０００ポンド／時であるならば、正味のアンダーフローは、全流の１０％であるか、又は各段階から３１．６％（０．３１６×０．３１６＝０．１）でなければならない。各段階からのアンダーフローが同じである必要はないが、正味のアンダーフローは、燃料油の必要量を満たさなければならない。アンダーフローの量は、オーバーフロー(overflow)流とアンダーフロー流の出口の所の制御バルブにより制御するのが典型的である。

微粒物と急冷油とを一緒にすることによりスラリーを形成する。急冷油中に微粒物を更に分散させるため、時々スチーム(steam;蒸気、水蒸気)を添加する。保持容器からのスラリーを、軽質ＦＣＣ単位装置中の触媒再生器中へ導入し、燃焼させてＦＣＣ法に必要な熱量を供給する。燃焼に必要な量を越えたスラリーは、ＦＣＣ単位装置中の反応器中へ導入することができ、そこでそれは気化して流出物ガス中へ入る。補充急冷油を、インベントリー、再循環経路、又はフィルター逆洗浄として直接添加してもよい。

別の態様として、本発明は、軽質ＦＣＣ型流出物ガスから微粒物を回収するための装置を与える。この装置は、急冷油を供給し、その定常状態のインベントリーを維持するための手段、流出物ガスと前記急冷油とを接触させて前記流出物ガスを冷却し、触媒微粒子を洗浄除去して本質的に微粒子を含まない冷却流出物ガスを得る手段、前記急冷油を接触工程からインベントリーへ戻すための手段、急冷油をインベントリーから接触工程へ連続的に再循環させる手段、インベントリーからの急冷油の流れから微粒物を分離してそれら微粒物を回収し、微粒物がインベントリー中に蓄積しないように維持する手段、及び分離工程から回収された微粒物をスラリーにする手段を有する。

本発明の更に別の態様は、軽質ＦＣＣ型流出物ガスから微粒物を回収するための装置で、流出物ガスを受ける入口、前記入口の上に配置された、流出物ガスを冷却し、微粒物を洗浄除去するための気液接触部材、前記接触部材の上の、取り込まれた微粒物を本質的に含まない冷却流出物ガスを放出するためのガス出口、及び前記入口の下にある、前記接触部材からの急冷油を収集するための液体保持領域を有する急冷塔、を含む上記微粒物回収装置にある。再循環経路は、急冷油を液体保持領域から接触部材へ連続的に再循環するために与えられている。少なくとも二つのフィルターは、濾過方式と逆洗浄方式との両方で交互に操作することができる。濾過経路は、急冷油を液体保持領域から濾過方式のフィルターを通って循環し、濾液を液体保持領域へ戻すために与えられている。逆洗浄経路は、フィルター中に収集された微粒物を除去し、収集された微粒物をスラリー収集領域へ送るために与えられている。重油、例えば、燃料油又はインベントリーからの急冷油をスラリー収集領域へ添加し、その中に前記収集微粒物のスラリーを形成する。

装置はまた、流出物ガスを入口へ導入するための急冷導管で、急冷油を受け取って流出物ガスを冷却するための混合領域を含む急冷導管、及び濾液方式のフィルターから、濾液を急冷油として供給するための混合領域へ通ずる濾液導管を有することができる。急冷塔へ、又は再循環経路へ補充急冷油を供給するための導管を配備してもよい。フィルターを濾過方式と逆洗浄方式に選択的に設定するため、逆洗浄経路及び再循環経路中にバルブを用いることができる。装置は、圧縮ガス源、その源から逆洗浄経路への導管、及び圧縮ガスを逆洗浄経路へパルス状に送り、逆洗浄方式フィルターからの微粒物除去を促進するための導管中のバルブを含むこともできる。

装置は、別法として、又は付加的に、スラリー収集領域からスラリーをＦＣＣ単位装置中の反応器へ供給するための導管を含む。装置はスラリー収集領域からスラリーを再生器の高密度相床中へ供給するための導管を有するのが好ましく、その再生器は、ストリッパーからの触媒を受け取って再生し、ＦＣＣ反応器へ再循環し、その反応器は流出物を前記ストリッパーへ供給する。再生器は、スラリーとストリッパーからの触媒とを混合するための混合領域、及びその混合物を混合領域から高密度相床内へ、好ましくは高密度相床の頂部の下へ導入するための排出領域を有するのが好ましい。混合領域は、高密度相床内の中心部へ配置された環状部分であるのが好ましい。再生器は、排出領域に隣接して酸素含有ガスを導入するための下にある空気分配器を、好ましくは有孔体又は多数のノズルを有するパイプリング、又は別法として、環状部分の回りに且つ排出領域の下に複数の分岐腕を有するパイプグリッド(pipe grid)の形で有することができる。

更に、本発明は、使用済み軽質ＦＣＣ触媒を再生するための触媒再生器を与える。その再生器は、高密度相触媒床を入れる再生器容器、再生すべき使用済み触媒を受け取るための中心直立スタンドパイプ(standpipe)部分、及びスタンドパイプ部分の下端を受け、スタンドパイプ部分と中心ウエル(centerwell)の内径との間の環状部分を定める中心ウエルを有する。スタンドパイプ部分からの使用済み触媒を環状部分中へ導入するのを制御するためのバルブが存在する。中心垂直スタンドパイプ構成を有するＦＣＣ単位装置で有用な一つの態様として、そのバルブは、垂直スタンドパイプの下端の所にあるスタンドパイプ部分の下端の所に位置している。別の態様として、ＦＣＣ単位装置は横に並列した設計によるものであり、バルブは、再生器の横へ或る角度で入るパイプ中に配置された触媒スライドバルブ(slide valve)である。角度を持つパイプは再生器の中心部分へ伸び、スタンドパイプ部分はその端の部分に結合されるか又はその部分として形成されている。燃料分配器が、中心ウエル中へ燃料を導入し、環状部分中の触媒と混合するために与えられている。中心ウエル中へ流動化ガスを導入し、環状部分中の触媒を流動化するために流動化分配器が与えられている。環状部分から触媒・燃料混合物を、床の上表面下にある高密度相床内へ導入するために、中心ウエル中に放射状スロット(radial slot)が形成されている。空気分配リング又はパイプ分配器が、高密度相床中へ燃焼空気を導入するために放射状スロットの下の中心ウエルの回りの高密度相床内に配置されている。触媒排出出口は、高密度相床と流体流通している。オフガス排出出口は、高密度相床上の希薄相と流体流通している。再生器は、燃料油を燃料分配器へ供給するための燃料油源、酸素含有ガスではなく、例えば、スチーム、不活性ガス、及び燃料ガスである流動化媒体を流動化分配器へ供給するための流動化媒体源、及び（又は）場合により燃料分配器へスチームを供給するためのスチーム源も有することができる。更に、再生器は、例えば、始動中、空気分配器を通って導入する前に、空気を加熱するための空気予熱器を含むことができる。

本発明の別の態様は、横に並列した構成の最初のＦＣＣ単位装置(original FCC unit)を、軽質供給原料を処理するための変換ＦＣＣ単位装置(converted FCC unit)へ変換する方法を与えることである。この方法では、最初のＦＣＣ単位装置は、少なくとも一つの最初の再生器、使用済み触媒入口へ結合された角度を持つ使用済み触媒供給管、及びその角度を付けた供給管中の触媒スライドバルブを有する。再生器は、使用済み触媒入口、空気入口、再生器の底内及びその近くの空気入口に結合された空気分配組立体を有する。変換には、最初の再生器を、本発明による再生器で置き換えることが含まれる。

本発明によるそのような変換の一つの態様として、その方法は、再生器の空気供給組立体を取り除くことを含んでいる。中心ウエルを再生器の内部底上に設置する。流動化ガス入口及び少なくとも一つの燃料入口を、中心ウエル内の再生器の底を通って配備する。流動化ガス分配リングを設置し、流動化ガス入口に接続する。少なくとも一つの燃料分布ノズルを、中心ウエル内の再生器の内部底の所にある対応する燃料入口へ接続する。空気入口を、中心ウエルの外側の再生器を通って配備する。中心ウエル内に偏向板を設置する。使用済み触媒供給入口へ内部パイプを設置し、接続する。内部パイプは角度のある使用済み触媒供給管と同様な角度で傾斜部分を有し、スタンドパイプ部分及びそのスタンドパイプ部分に結合された環状板を有する。スタンドパイプ部分の下端は、中心ウエル内に伸び、環状板と中心ウエルの頂部縁との間に放射状スロットを形成する。スタンドパイプ部分の下端は、偏向板上に間隔を開けて配置されており、使用済み触媒の流れが、スタンドパイプ部分を通って流れ、使用済み触媒の流れの方向の偏向を与え、使用済み触媒と、燃料油とを混合し、その燃料油は修正ＦＣＣ単位装置(modified FCC unit)が操作されている時、中心ウエル内で気化する。中心ウエルの回り及び放射状スロットの下に、空気分布パイプが設置され、空気入口に結合されている。

発明の詳細な記述
本発明は、軽質ＦＣＣ流出物からの微粒物を回収し、使用済み触媒を再生するための方法及び装置にある。本明細書及び特許請求の範囲で用いられている軽質ＦＣＣ単位装置又は方法は、ＦＣＣ上昇管への炭化水素供給原料が、非常に低い残留物含有量を有し、そのため触媒に付着した炭素では、補充燃料源を用いずに、再生するための燃焼を持続するのには不充分であり、慣用的スラリー油回収のためには上昇管流出物中の燃料油は不充分であり、即ち、上昇管からの反応器流出物ガス中の炭化水素で２８８℃（５５０°Ｆ）より大きい大気圧沸点を有するものは２重量％未満しかない。しかし、この量が２重量％より大きくなれば、場合によりフィルターを迂回し、この材料をスラリーとして用いることができる。ＦＣＣ法は、流動接触反応装置を包含し、好ましくは大きなオレフィン含有量を有する軽質炭化水素供給物流を、プロピレン及びエチレンに富む生成物スレート(slate)へ転化する。反応器からの典型的なプロピレン／エチレン生成物比は、約２．０になりうる。ＦＣＣ反応器は非常に融通のきくものであって、それはオレフィンプラント又は製油所から入手できるオレフィンに富む多くの流れ、例えば、オレフィンプラントＣ₄／Ｃ₅流、製油所Ｃ₄、熱分解又は接触分解法で生成した軽質ナフサ等のようなものを処理することができる。

図１に関し、過熱供給物、典型的には８００°Ｆの供給物を導管１００を通り、上昇管１０２へ導入し、そこでそれを導管１０４を通って供給された高温再生触媒と混合する。もし望むならば、この点で上昇管１０２中へスチームを注入することもできる。上昇管１０２中の反応条件は、米国特許第５，０４３，５２２号、第５，１７１，９２１号、及び第６，１１８，０３５号明細書（この各々は参考のため全体的にここに入れてある）に記載されたように維持される。炭化水素ガス及び触媒流は、上昇管１０２中を上方へ流れ、そこでクラッキング反応が行われる。炭化水素ガス及び触媒は、一連の慣用的サイクロン１０６、１０８で分離され、典型的には１１００〜１２００°Ｆの温度にある生成物ガスが、ストリッパー容器１１０の頂部から導管１１２を通り排出される。

導管１１２中の流出物ガスを冷却して廃熱ボイラー（図示されていない）中で水蒸気を発生させることができ、次に急冷塔１１４へ送り、そこで循環急冷油と接触させることによりガスからそれに取り込まれていた触媒を洗浄する。典型的には、２００〜４００°Ｆの温度にある導管１１６中の塔１１４からの塔頂蒸気を、次に蒸留塔（図示されていない）のような慣用的生成物回収設備へ送り、エチレン、プロピレン、及び他の生成物を回収する。

サイクロン１０６、１０８によって分離された触媒を、ストリッパー１１０の底に収集し、スチーム（図示されていない）と接触させて触媒から残留炭化水素ガスをストリップする。スチームと炭化水素はストリッパー１１０を出、前に述べたように、他の流出物ガスはサイクロン１０８及び導管１１２を通る。

次に触媒はスタンドパイプ１１８を通って下方へ流れ、下の再生器１２０へ入る。再生器１２０中では、触媒上に形成されていた少量のコークスを高密度相床１２２で燃焼し、触媒活性度を回復させ、前に述べたように導管１０４を通り上昇管１０２へ再循環する。典型的な再生温度１２５０〜１３５０°Ｆでの再生を持続するのに必要な反応熱を与えるのには不充分なコークスしか存在しないので、反応器系で熱収支を完成するのに付加的燃料が必要である。燃料は、燃料油、例えば熱分解燃料油の形態になっているのが好ましく、それは後で一層詳細に述べるように、急冷塔１１４からの触媒微粒物を含有するが、必要に応じ加熱を補充するための燃料ガスを追加する能力を与えることもできる。スラリーは、導管１２６を通りスラリー送出ドラム１２４から再生器１２０へ連続的に供給され、それは潜在的な腐食を軽減するように設計されている。

付属装置には、例えば、空気供給源、触媒ホッパー、煙道ガス(flue gas)取扱い及び熱回収のような慣用的ＦＣＣ装置が含まれる。空気コンプレッサー（図示されていない）は、触媒を再生するために導管１２８を通り空気を供給する。空気加熱器（図示されていない）は、始動のために配備することができる。新しい及び使用済み触媒ホッパー（図示されていない）は、補充及び使用／平衡触媒を貯蔵するために与えられており、その触媒は、当業者によく知られているように、夫々再生器へ添加されるか、又は再生器から取り出されるのが典型的である。

再生器１２０では、触媒を、一つ以上のサイクロン１３０で煙道ガスから分離する。もし望むならば、慣用的第三段階分離サイクロン（図示されていない）を用いて触媒の損失を最少にすることができる。煙道ガスは、高圧水蒸気を過熱することにより冷却され、排気されるのが典型的である。第三段階分離器からの微粒物を含む使用済み触媒は、軽質オレフィンＦＣＣ法では比較的清浄な供給原料が用いられるため、典型的な製油所ＦＣＣ触媒に見出される触媒毒は全く含まないか、ほんの微量しか含まず、コンクリート又はレンガ製造の添加物として用いるか、又は埋立地に廃棄することができる。

急冷塔１１４は、気・液接触領域１３０を含み、それは慣用的充填物又はトレイを含むことができ、液体保持領域１３２の上に配置されている。導管１１２からの流出物ガスは、接触領域１３０の下に導入される。再循環経路１３４は、ポンプ１３６、熱交換器１３８、及び戻り導管１４０を有し、接触領域１３０の上の液体分配器１４２へ連続的に供給される急冷油を導入する。接触領域１３０では、流出物ガス中の触媒微粒物は洗浄されて急冷油中へ入り、流出物ガスは冷却される。流出物ガスは８００〜１０００°Ｆで急冷塔１１４へ入り、２００〜４００°Ｆで出るのが典型的である。急冷油は、３５０〜７００°Ｆの温度で保持領域１３２中に維持され、熱交換器１３８中で供給原料流又はスチームにより３００〜５５０°Ｆへ冷却することができる。

もし望むならば、急冷塔１１４は、一次接触領域１３０の上に、ポンプ循環経路(pumparound loop)１４６を持つ同様な構成の二次冷却領域１４４を持っていてもよく、その経路は急冷油を、例えば、２００〜４５０°Ｆへ更に冷却するための熱交換器１４８を有する。収集領域１５０からの急冷油の一部分は、導管１５２を通り導管１１２へ導入し、急冷塔１１４より上流にある混合領域１５４中の流出物ガスの最初の冷却を与えることができる。例えば、導管１５２中の５００〜５５０°Ｆの急冷油は、混合領域１５４中で流出物ガスを８００〜１０００°Ｆへ冷却することができる。

濾過循環経路１５６には、ポンプ１５８、フィルター１６０ａ、１６０ｂ、及び導管１６２が含まれ、濾液を急冷塔１１４へ直接又は再循環経路１３４を通って戻す。逆洗浄ガス状媒体は導管１６４を通って与えられ、収集された微粒物を加圧し、導管１６６及びスラリードラム１２４へフラッシュする。逆洗浄ガス状媒体は、不活性ガス、空気、及び燃料ガスから選択することができる。フィルター１６０ａ又は１６０ｂの一つが濾過方式状態になっているのに対し、他方は逆洗浄方式になっている。例えば、バルブ１６８、１７０、１７２及び１７４を開き、バルブ１７５、１７６、１８０及び１８２を閉じると、フィルター１６０ａは濾過を行い、フィルター１６０ｂは逆洗浄を受けている。それらのバルブは、フィルター１６０ａに微粒物が蓄積した後に切り変え、それは直ちに逆洗浄される。濾過は連続的であるのが好ましく、急冷油中の微粒物レベルが、好ましくは急冷油中０．５重量％以下の微粒物、一層好ましくは０．２重量％以下、更に一層好ましくは０．１重量％以下の微粒物である過剰レベルになるまで蓄積しないように維持する速度であるのがよい。説明のための例として、再循環経路１３４中に０．２重量％の触媒濃度を維持するためには、急冷塔中で流出物ガス中５０〜２００ポンド／時の触媒微粒物、例えば、１００ポンド／時を受け取ると、５０，０００ポンド／時の急冷油を濾過しなければならない。

逆洗浄は、１０〜２０重量％の程度の高濃度の触媒微粒物を含有する。この濃度を取扱い可能なレベル、例えば、２〜４重量％まで、スラリードラム１２４中で燃料油及び（又は）循環急冷油で希釈することにより減少させる。希釈油の量は、再生器中での燃焼に必要な量に等しいのが好ましい。もし微粒物濃度が取扱い可能なレベルを越えているならば、付加的燃料油及び（又は）急冷油をスラリードラム１２４へ導入し、この過剰分を導管１２７を通り上昇管へ再循環することができる。

もし望むならば、圧縮ガスでドラム１２４を簡単に加圧することができ、それによりスラリーを導管１２６を通り再生器１２０中へ移動させるのにポンプを用いる必要はない。既に述べたように、ドラム１２４からの急冷油スラリーを、再生器１２０へ供給して燃焼し、必要な熱量を供給し、触媒を再生器・上昇管系へ戻す。しかし、もし過剰のスラリーが存在するならば、それを、導管１２７を通り上昇管１０２へ導入することもできる。このやり方で、上昇管１０２へ供給されたスラリー中の急冷油は、サイクロン１０６、１０８により流出物ガスへ添加され、続いて急冷塔１１４で凝縮されるのに対し、取り込まれた触媒は最終的に再生器１２０へ、サイクロン１０６、１０８から回収された他の触媒と共に移される。

再生器１２０では（図２及び３参照）、スタンドパイプ１１８及びプラグバルブ２００が存在する。使用済み触媒はスタンドパイプ１１８を流下し、触媒プラグバルブ２００を通過する。プラグバルブ２００を通過した後、触媒は、バルブ２００の下の中心ウエル２０４中に配置された分配環２０４ｂへ、導管１２５から導入された流動化ガスを用いて方向を変え、使用済み触媒中心ウエル２０４の環状部分２０２を通り、上方へ流れる。流動化媒体又はガスは、例えば、スチーム、不活性ガス、及び燃料ガスにすることができる。スラリー油（導管１２６）及び流動化ガス（導管１２３）は、ノズル２０４ａを通って導入される。流動化ガス、例えばスチームは、スラリー油が中心ウエル２０４中の触媒中に放出された時に、その分散及び噴霧を促進する。分散スチーム及びスラリー油は、高温使用済み触媒と接触して気化し、触媒のための付加的流動化を与える。この時点で、スラリー油の気化が必要である。酸素含有ガスは、中心ウエル２０４内で燃焼が起きないように、又は少なくともそれを最少にするため、ここでは流動化ガスとして用いないのが好ましい。触媒は、中心ウエル２０４の上端及び環状板２０８の外周により定められた環状スロット２０６から外側へ向けられて高密度相床１２２中へ入る。環状板２０８はスタンドパイプ１１８の回りに固定し、少なくとも中心ウエル２０４の外径と同じ外径を有するのが好ましい。このやり方で、触媒は放射状に外側へ分布されて高密度相触媒床１２２中へ、その上表面２０９より充分下へ入る。

高密度流動化床１２２に、空気分配リング２１０の形態を取るのが好ましい空気グリッドにより与えられた空気を通す。リング２１０は、中心ウエル２０４の外径と、再生器１２０中の高密度相床１２２の外径との間の直径を有する。通気用空気は、有孔体又はノズル２１１から上方へ移動し、高密度相床１２２中へ入ると、スラリー油及び触媒上の炭素が燃焼してＣＯ₂を形成する。床１２２内で良好な燃焼を確実に行わせ、熱を発生させるためには、空気に比較的近接させて床１２２の上表面２０９の下へ高密度相床１２２中へスラリー油／触媒混合物を導入することが重要である。再生器１２０は１２５０〜１３５０°Ｆで操作されるのが典型的であり、好ましくは１２７５〜１３２５°Ｆである。リング２１０からの空気と、スロット２０６からの触媒／油混合物の合流物は高密度相床１２２内で比較的大きな速度をもち、床１２２内の燃焼領域で良好な混合を促進し、触媒の均一な加熱及び再生を与える。再生器床は、０．５〜７ｆｔ／秒、好ましくは１．５〜５ｆｔ／秒、一層好ましくは２〜３ｆｔ／秒の蒸気表面速度になるように設計されるべきである。空気リング２１０の上の床１２２の体積は、本質的に完全な触媒再生を確実に与えるのに、充分な残留時間を与えるように設計されるべきである。

再生器１２０から分離器サイクロン１３０及び塔頂導管２１２を通り、塔頂からオフガスが従来通り回収される（図１参照）。再生器１２０は完全燃焼方式で操作されるので、一般に大気中へ排出される前に、ＣＯをＣＯ₂へ転化するＣＯ燃焼器は不必要であるが、もし望むならば、それを配備してもよい。完全燃焼が達成される場合、燃焼熱が一層多く発生するならば、必要な燃料油は少なくなる。一般に過剰の空気は用いないようにするが、実際問題として完全燃焼を達成するためには僅かに過剰である必要がある。

再生器１２０は、ＣＯからＣＯ₂への転化を促進するために一般に添加されるＣＯ促進剤、典型的には白金のような触媒を用い、又は用いずに操作することができる。

従来法の並列型の慣用的ＦＣＣ再生器の下方部分が図４に示してある。触媒は傾斜(angled)パイプ４１４、触媒スライドバルブ４１６、及び入口４２０を通り再生器へ供給される。一対のハイドロクローン４３０の端部が、高密度床１２２の上表面２０９の下へ伸びている。燃焼空気は高密度床１２２中へ空気供給装置４０９により供給される。

図５に示した再生器４００は、本発明によるものであり、並列型構成を持つＦＣＣ単位装置で有用であり、図４に示した再生器の代わりに置き換えることができる。新規な設置又は改装装置の一部分として、そのような再生器４００は、従来の供給物又は軽質供給物を許容する一層大きな供給物融通性を与える。なぜなら、燃料油、急冷油、又はスラリー油供給能力が、必要な反応熱を与えるために軽質ＦＣＣ供給物を処理した場合に与えられるからである。

図４に示したように、触媒供給のための傾斜パイプ４１４は、入口４２０の所では未だ終わっていない。むしろ傾斜パイプ４１４は、触媒スライドバルブ４１６を経て傾斜パイプ４１７へ結合されており、後者のパイプはそこから実質的に再生器４００の垂直中心軸の方へ伸び、直立部分４１８を有し、そこから中心ウエル２０４の中へ伸びている。偏向板４５０がスタンド部分４１８の下端の下に配置されており、それによって触媒の流れを再び偏向する。同じ参照番号を有する残りの部品は、前の図の場合と同じである。

更に、慣用的再生器、例えば、図４に示した再生器を有する並列型構成のＦＣＣ単位装置は、図５に示した再生器４００を有する変換ＦＣＣ単位装置になるように変換し、新しい再生器を製造するのに伴われる資本コストを減少することができる。空気供給組立体４６０は取り除かれるであろう。中心ウエル２０４、流動化媒体分配リング２０４ｂ、及び燃料分配ノズル２０４ａは、中心ウエル２０４内の再生器の内部底に設置される。空気分配パイプ２１０を中心ウエル２０４の回り及び放射状スロット２０６の下に設置する。円状偏向板４５０を、中心ウエル２０４の中に設置する。スタンドパイプ部分４１８及び環状板２０８を有するパイプ４１７を、そのスタンドパイプ部分４１８の端が、偏向板４５０の上に充分な距離、中心ウエル２０４の中へ伸び、触媒の流れを可能にし、中心ウエル２０４中で気化する燃料油と触媒とを混合するために触媒の流れの方向を適切に偏向するように設置する。ハイドロクローン４３０は、再生器４００内で置き換えるか、又は調整し直すか、又は再配置する必要があってもなくてもよく、それらの端部は高密度床１２２の上表面２０９より下に伸びている。

本発明を特定の態様に関連して上で例示してきた。それらを考慮して種々の変更及び修正が当業者には思い付くであろう。そのような修正は、全て特許請求の範囲の本質及び範囲内に入り、それらによって包含されるものである。
本発明に関して、更に以下の内容を開示する。
（１）軽質ＦＣＣ型流出物ガスから微粒物を回収する方法であって、
（ａ）急冷油インベントリーへ急冷油を供給し、前記インベントリーを定常状態に維持する工程、
（ｂ）前記流出物ガスを前記急冷油と接触させて前記流出物ガスを冷却し、触媒微粒物を洗浄除去し、微粒物を本質的に含まない冷却された流出物ガスを得る工程、
（ｃ）前記接触工程からの前記急冷油をインベントリーへ戻す工程、
（ｄ）前記インベントリーからの急冷油を前記接触工程へ連続的に再循環する工程、
（ｅ）前記インベントリーからの急冷油の流れから微粒物を連続的に分離し、微粒物を回収し、微粒物が前記インベントリー中に蓄積しないように維持する工程、及び
（ｆ）前記分離工程から回収された微粒物をスラリーにする工程、
を含む上記微粒物回収方法。
（２）接触及び収集工程を、気・液接触部材及びインベントリーを保持する底領域を含む急冷塔中で行う、（１）に記載の方法。
（３）接触工程前に、再循環された急冷油を冷却することを更に含む、（１）に記載の方法。
（４）分離工程が濾過を含む、（１）に記載の方法。
（５）濾過工程の流れを、濾過方式になっている第一フィルターに連続的に通過させてそれから微粒物を分離し、一方前記第一フィルターと平行している第二フィルターが逆洗浄方式になっていて、そこから分離微粒物を除去する、（４）に記載の方法。
（６）第一フィルターからの濾液をインベントリーへ戻す、（５）に記載の方法。
（７）少なくとも一つのフィルターの逆洗浄が、第一フィルターと第二フィルターとを濾過方式と逆洗浄方式との間で周期的に交代させることを更に含む、（５）に記載の方法。
（８）逆洗浄が、少なくとも１つの圧縮ガスパルスを第二フィルターに通し、微粒物を除去することを含む、（５）に記載の方法。
（９）逆洗浄工程からの微粒物を保持容器中に収集し、重油を添加してスラリーを形成することを更に含む、（５）に記載の方法。
（１０）重油が、インベントリーからの急冷油の一部分である、（９）に記載の方法。
（１１）保持容器からのスラリーを軽質ＦＣＣ単位装置中の触媒再生器へ導入し、燃焼させて触媒を再生し、加熱することを更に含む、（９）に記載の方法。
（１２）急冷油補充速度が、再生器中へ導入されるスラリーの速度と釣り合い、インベントリーに定常状態量の急冷油を保持する、（１１）に記載の方法。
（１３）軽質ＦＣＣ型流出物ガスから微粒物を回収する装置であって、
流出物ガスを重油と連続的に接触させて流出物ガスを冷却し、そこに取り込まれていた微粒物を洗浄除去し、取り込まれた微粒物を本質的に含まない冷却された流出物ガスを得るための手段、
前記接触工程からの重油を液体受容器中に収集する手段、
前記液体受容器からの重油を、接触工程へ連続的に再循環する手段、
前記液体受容器からの重油を少なくとも一つのフィルターに通し、前記重油から微粒物を除去し、少なくとも一つのフィルターで前記微粒物を収集する手段、
少なくとも一つのフィルターを少なくとも周期的に逆洗浄して収集微粒物を除去する手段、及び
収集微粒物、及び第二重油、その重油の一部分、及びそれらの組合せから選択されたスラリー油を用いて、微粒物に富むスラリーを生成させる手段、
を含む上記微粒物回収装置。
（１４）軽質ＦＣＣ型流出物ガスから微粒物を回収する装置であって、
流出物ガスを受けるための入口、前記流出物ガスを冷却し、前記微粒物を洗浄除去するための、前記入口の上に配置された気・液接触部材、取り込まれた微粒物を本質的に含まない冷却流出物ガスを排出するための、前記接触部材より上にあるガス出口、及び前記接触部材から急冷油を収集するための、前記入口の下にある液体保持領域、を有する急冷塔、
前記液体保持領域から前記接触部材へ急冷油を連続的に再循環するための再循環経路、
交互に濾過方式と逆洗浄方式とで操作することができる少なくとも二つのフィルター、
前記液体保持領域から急冷油を、濾過方式のフィルターに通して循環させ、濾液を前記液体保持領域へ戻す濾過経路、及び
圧縮ガスを逆洗浄方式のフィルターに通し、そこからの微粒物をスラリー収集領域へ導入する逆洗浄経路、
を含む上記微粒物回収装置。
（１５）流出物ガスを入口へ導入するための急冷導管、流出物ガスを冷却するための急冷油を受ける混合領域を含む急冷導管、及び濾液を急冷油として供給するための、濾過方式のフィルターから前記混合領域への濾液導管を更に含む、（１４）に記載の装置。
（１６）急冷塔へ補充急冷油を供給するための導管を更に含む、（１４）に記載の装置。
（１７）フィルターを濾過方式と逆洗浄方式とに選択的に設定するための、逆洗浄及び再循環経路中のバルブを更に含む、（１４）に記載の装置。
（１８）圧縮ガス源、前記源から逆洗浄経路への導管、及び前記圧縮ガスをパルス状に逆洗浄経路へ送り、逆洗浄方式のフィルターからスラリー収集領域への微粒物除去を促進するための前記導管中のバルブを更に含む、（１４）に記載の装置。

図１は、本発明の一つの態様による軽質炭化水素をクラッキングするのに用いられる油急冷塔を含めたＦＣＣ単位装置の簡単化した模式的処理工程図である。図２は、本発明による油急冷塔のフィルター逆洗浄からの微粒物のスラリーを用いて軽質ＦＣＣ単位装置中の触媒を再生するための、図１の再生器の下方部分の拡大立面図である。図３は、図２の線３−３に沿って見た図２の再生器の平面図である。図４は、慣用的並列型ＦＣＣ単位装置で触媒を再生するために用いられる触媒のための側面入口を有する再生器の下方部分の拡大立面図（従来法）である。図５は、並列型構成の軽質又は慣用的ＦＣＣ単位装置で触媒を再生するために、本発明による再生器の別の態様の下方部分の拡大立面図である。

Claims

軽質ＦＣＣ型流出物ガスから微粒物を回収する方法であって、
（ａ）急冷油インベントリーへ急冷油を供給し、前記急冷油インベントリーを定常状態に維持する工程、
（ｂ）前記流出物ガスを前記急冷油と接触させて前記流出物ガスを冷却し、触媒微粒物を洗浄除去し、微粒物を本質的に含まない冷却された流出物ガスを得る工程、
（ｃ）前記接触工程からの前記急冷油を急冷油インベントリーへ戻す工程、
（ｄ）前記急冷油インベントリーからの急冷油を前記接触工程へ連続的に再循環する工程、
（ｅ）前記急冷油インベントリーからの急冷油の流れから微粒物を連続的に分離し、微粒物を回収し、微粒物が前記インベントリー中に蓄積しないように維持する工程、及び
（ｆ）前記分離工程から回収された微粒物をスラリーにする工程、
を含み、
工程（ｂ）及び工程（ｃ）を、気・液接触部材及び急冷油インベントリーを保持する底領域を含む急冷塔中で行い、
工程（ｂ）の前に、再循環された急冷油を冷却することを更に含み、
工程（ｅ）が濾過を含み、
工程（ｅ）の流れを、濾過方式になっている第一フィルターに連続的に通過させてそれから微粒物を分離し、一方前記第一フィルターと平行している第二フィルターが逆洗浄方式になっていて、そこから分離微粒物を除去し、
少なくとも一つのフィルターの逆洗浄が、第一フィルターと第二フィルターとを濾過方式と逆洗浄方式との間で周期的に交代させることを更に含み、
逆洗浄工程からの微粒物を保持容器中に収集し、重油を添加してスラリーを形成することを更に含み、
保持容器からのスラリーを軽質ＦＣＣ単位装置中の触媒再生器へ導入し、燃焼させて触媒を再生し、加熱することを更に含む、
上記微粒物回収方法。
第一フィルターからの濾液を急冷油インベントリーへ戻す、請求項１に記載の方法。
逆洗浄が、少なくとも１つの圧縮ガスパルスを第二フィルターに通し、微粒物を除去することを含む、請求項１に記載の方法。
重油が、急冷油インベントリーからの急冷油の一部分である、請求項１に記載の方法。
急冷油補充速度が、再生器中へ導入されるスラリーの速度と釣り合い、急冷油インベントリーに定常状態量の急冷油を保持する、請求項１に記載の方法。