JP4351704B2 - 移動式流動接触分解注入システム - Google Patents

Description

発明の分野

[0001]本発明の実施形態は、一般に、輸送可能な（すなわち移動式の）流動分解触媒注入システムに関する。

関連技術の背景

[0002]流動接触分解ユニット（ＦＣＣＵ）は、石油精製において、原油中に存在する長鎖炭化水素を切断し、蒸留装置にて回収される生成混合物を調整するために一般に使用される。主触媒は一般に、注入するための触媒を、所定の時間にわたり定期的に計量する触媒注入システムによって、ＦＣＣＵに導入される。そのような注入システムは、ニュージャージー州ＳｅａＧｉｒｔのＩｎｔｅｒｃａｔ，Ｉｎｃ．社から入手可能である。従来の注入システムの別の例が、参照としてその全体を組み込む１９９５年２月１４日発行の米国特許第５，３８９，２３９号に記載されている。

[0003]精製プロセスにさらなる作用をもたらすために、主触媒に加えて、別の触媒をＦＣＣＵに注入することが有益であることが多い。例えばいくつかの触媒は、製油所の排気中に存在する硫黄または窒素含有化合物の量など、いくつかのタイプの排気を制御するように調製される。別の触媒を、蒸留装置内で回収される生成混合物に作用するように調製することができる。例えば、とりわけ、ガソリンに対してより多くのディーゼルが生成されるように、または生成される液体石油ガスの量が増大されるように、触媒を調製することができる。

[0004]図１は、従来の流動接触分解システム１３０の簡単な概略図である。流動接触分解システム１３０は、一般に、触媒注入システム１００にパイプで堅く接続された流動接触分解（ＦＣＣ）ユニット１１０、原料油供給源１０４、排出システム１１４、および蒸留システム１１６を備える。触媒供給システム１００からの１つまたは複数の触媒、および原料油供給源１０４からの原油が、ＦＣＣユニット１１０に送達される。原油と触媒が合わさって、石油蒸気を生成し、石油蒸気は蒸留システム１１６内に収集され、そこで様々な石油製品に分離される。排出システム１１４は、ＦＣＣユニット１１０に結合され、排出される流動分解プロセスの副産物を制御および／または監視するようになされる。

[0005]触媒注入システム１００は、主触媒供給源１０２および１つまたは複数の添加剤供給源１０６を備える。主触媒供給源１０２および添加剤供給源１０６は一般に、コンクリート基礎またはパッド１８０上に取り付けられ、プロセスライン１２２によってＦＣＣユニット１１０にパイプで堅く接続されている。プロセスライン１２２には、送風機または空気圧縮機１０８など流体供給源が結合されており、様々な粉末触媒を供給源１０２、１０６から、プロセスライン１２２を通じてＦＣＣユニット１１０内へと運搬するために使用される、空気などの加圧流体を提供する。

[0006]ＦＣＣユニット１１０内で使用される触媒および添加剤の量を制御するために、制御装置１２０が使用される。通常、その他のプロセス制御属性の中でもとりわけ、蒸留システム１１６内で回収される製品タイプの比率を制御する（すなわち、例えばガソリンよりＬＰＧを多くする）ために、また排出システム１１４内を通過する排気の組成を制御するために、様々な添加剤がＦＣＣユニット１１０に供給される。

[0007]こうした注入システムは通常、個別の基礎上に支持され、ＦＣＣユニットにパイプで堅く接続されるので、製油業者がさらなる触媒注入システムを迅速に追加する柔軟性が、非常に制限される。例えば、新しい触媒注入システムを計画および設置するための必要とされる時間のために、現在ＦＣＣＵに結合されている触媒注入システムでは得ることができないある生成混合物に有利な市場状況を、製油業者が利用できないことがある。新しい触媒注入システム内に追加触媒を注入することによる迅速なプロセス調整を行うことが困難であることによってまた、製油業者が、調節の変化、原油の化学組成の差異、またはプロセス設備の欠陥による、精製所の排気を迅速に調整する能力が妨害される。さらに、触媒注入システムの設置費用は高いので、プロセス制御のための予期されない何らかの必要に対する事前対策として、ライン上に配置された使用されていない触媒注入システムを有することは望ましくない。

[0008]したがって、プロセスの柔軟性を向上させる触媒注入システムが必要とされている。

発明の概要

[0009]本発明の実施形態は概して、容易に輸送可能かつ流動接触分解ユニット（ＦＣＣＵ）と一体化可能であり、それによって、プロセス制御のためのさらなるタイプの触媒を製油業者が突発的に使用することを可能にする、流動分解触媒注入システムに関する。一実施形態では、流動触媒注入システムは、プラットフォーム、プラットフォームに結合された触媒リザーバ、およびリザーバ出口に結合された触媒流量制御装置を備え、プラットフォーム、リザーバ、および流量制御装置は、１つのユニットとして輸送可能である。代替実施形態では、プラットフォームは、トレイラ、バージ、船、パレット、貨車、またはコンテナなどを含むことができる。

[0010]別の実施形態では、流動接触分解ユニットのプロセス制御のための方法が提供される。一実施形態では、流動接触分解ユニットを制御するための方法は、プラットフォームと、プラットフォームに結合された触媒リザーバと、触媒リザーバの出口を通る触媒リザーバからの流れを制御するようになされた流量制御装置とを備える触媒注入システムを、少なくとも１つの流動接触分解ユニットを有する動作中の製油所へと輸送すること、ＦＣＣユニットに計測装置を結合すること、ならびにＦＣＣユニットに触媒を注入することを含む。代替実施形態では、輸送するステップは、道路輸送、鉄道輸送、航空輸送、および海上輸送のうち少なくとも１つを含むことができる。

[0011]上記で簡単に概括した本発明を、上述した本発明の特徴、利点、および目的が実現され、詳細に理解されるようなやり方で、添付の図面に示すその実施形態を参照することによってより詳細に説明することができる。ただし、本発明は、同等に有効な別の実施形態を許容することができるため、添付の図面は、本発明の典型的な実施形態のみを示すものであり、したがってその範囲を限定するものと考えられるべきではない。

[0025]理解を容易にするために、可能な場合は、複数の図面で共通の同一の要素を示すために、同一の参照番号を使用した。

詳細な説明

[0026]図２は、移動式触媒注入システム２００の一実施形態がそれに結合された、従来の流動接触分解システム１３０の簡単な概略図である。この移動式触媒注入システム２００は、かなり長距離にわたって容易に輸送可能に構成されており、それによって、移動式触媒注入システム２００を既存の流動接触分解システム１３０へと突発的に搬送し結合させることが可能となる。さらに、移動式触媒注入システム２００のモジュール式の態様によってまた、移動式触媒注入システム２００を最小限の労力で、１つの流動接触分解システムから取り外し、輸送し、別の流動接触分解システムへと結合させることも可能になる。したがって、移動式触媒注入システム２００によって、製油業者が、追加の触媒注入システムを用いる動作中の製油所を最小限のリードタイムで構成することが可能になり、それによって、市場機会を迅速に利用するため、かつ触媒反応による排気を制限するなどのプロセス変更が必要となる不測の事態に対応するために必要とされる、プロセス制御の柔軟性が提供される。

[0027]移動式触媒注入システム２００は、可搬プラットフォーム２１２に取り付けられた触媒注入モジュール２１０を備える。触媒注入モジュール２１０は一般に、以下で説明する実施形態でさらに議論する触媒保管容器および分配システムを備え、導管２０４によって、触媒をＦＣＣユニット１１０に送達するためのプロセスライン１２２に結合される。導管２０４は、可撓性のプロセスパイプ、一時的なプロセスパイプ、または硬質のパイプとすることができる。

[0028]移動式触媒注入システム２００は任意で、触媒注入モジュール２１０からＦＣＣユニット１１０へと送達される触媒の分配を制御するための、制御装置２０６を備える。制御装置２０６は、触媒注入を調整しデータを交換するために、流動接触分解システム１３０の制御装置１２０に結合させることができる。あるいは、制御装置２０６は、移動式触媒注入システム２００からの触媒注入を独立構成で制御することができる。移動式触媒注入システム２００を、流動接触分解システム１３０の制御装置１２０によって制御することができることも意図される。

[0029]可搬プラットフォーム２１２は、一般に、触媒注入モジュール２１０および関連構成要素を支持するように構成される。可搬プラットフォーム２１２は、流動接触分解システム１３０にて、基礎１３０に取り付けることができ、またはそれに隣接して配置することができる。可搬プラットフォーム２１２は、例えば、陸上、航空、海上、または鉄道などの従来の手段による、移動式触媒注入システム２００の搬送を容易にするように構成される。例えば、図３に示す一実施形態で、移動式触媒注入システム２００は、コンテナ３００の形の可搬プラットフォーム２１２を有し、それによって、例えばトラック３１０、船３１２、飛行機３１４、列車３１６、ヘリコプタ３１８、バージ３２０などの従来の手段による、移動式触媒注入システム２００の迅速な送達が可能になる。搬送プラットフォーム２１２を、トレイラ、バージ、船、飛行機、トラック、貨車などの一体化された部分とすることができることも意図される。プラットフォーム２１２の移送が容易になることによって、有利には、従来の永久的または半永久的な注入システムの設置に数日必要とされるのに比べ、数時間以内程度またはわずか１時間未満で、移動式触媒注入システム２００をＦＣＣユニット１１０に結合し、そこへの触媒注入を開始することが可能になり、これは実質的に、従来の注入システムの搬送、組立て、および設置に必要とされる時間よりも短い。

[0030]図４は、移動式触媒注入システム４００の別の実施形態を示す。移動式触媒注入システム４００は、注入モジュール４０６および制御モジュール４０４を支持する、トレイラ４０２の形のプラットフォームを備える。トレイラ４０２は任意で、移動式触媒注入システム４００に電力および流体制御を提供する、発電機４９８、圧力制御装置４１８、および流体供給源４３４を収容することができる。ただし、あるいは移動式触媒注入システム４００のための電力および流体制御を、システム４００の設置後にその設備から得ることができることも意図される。

[0031]トレイラ４０２は任意で、触媒の容器４９６のための空間が可能になるように構成することができる。コンテナ４９６は、１つまたは複数のドラム缶、スーパーサック、大箱、またはトートバッグとすることができる）。したがって、触媒が搭載された移動式触媒注入システム４００を設備へと送達することができ、それによって、移動式触媒注入システム４００のＦＣＣＵとの一体化完了後に、システム４００が迅速に使用状態となることが保証される。

[0032]注入モジュール４０６は、導管２０４によって上記のようにＦＣＣユニット１１０に結合され、ＦＣＣユニット１１０の蒸留装置内で回収される製品の比率などプロセス属性を制御するために、および／またはＦＣＣユニット１１０からの排気を制御するために、１つまたは複数の触媒をＦＣＣユニット１１０内へと注入するように構成される。制御モジュール４０４は、注入モジュール４０６によってＦＣＣユニット１１０に供給される触媒の速度および／または量を制御するために、注入モジュール４０６に結合される。

[0033]一実施形態では、注入モジュール４０６は、計量装置４１２に結合された保管容器４１０を備える。計量装置４１２は通常、ＦＣＣユニット１１０へと送達される触媒の量を監視および計量することができるように、制御モジュール４０４に結合される。本発明の利益を受けるように適合することができる例示的な注入システムが、いずれも本明細書に参照によりその全体を組み込む、１９９５年２月１４日発行の米国特許第５，３８９，２３６号、および２００２年３月１９日発行の米国特許第６，３５８，４０１号に記載されている。本発明の利益を受けるように適合することができる別の触媒注入システムが、アメリカ合衆国ニュージャージー州のＳｅａ Ｇｉｒｔに本社がある、Ｉｎｔｅｒｃａｔ，Ｉｎｃ．社から入手可能である。

[0034]保管容器４１０は通常、トレイラ４０２に取り付けられた金属コンテナである。保管容器４１０は、充填ポート４１４および排出ポート４１６を備える。通常、排出ポート４１６は、保管容器４１０の底部または底部付近に配置される。保管容器４１０のサイズは、一般に、搬送に関する見地に基づいて選択される。例えば、トレイラ４０２上に取り付けるように構成された保管容器４１０は、道路規制および経路要件（例えばオーバーパスなど）によって制限されるが、バージに取り付けるために構成される別の保管容器は、より大きくすることができる。

[0035]保管容器４１０は、保管容器４１０内の圧力を制御する圧力制御装置４１８に結合される。圧力制御装置４１８は一般に、分配動作時に、保管容器４１０を１平方インチ当たり約５〜約８０ポンド（約０．３５〜約５．６ｋｇ／ｃｍ^２）に加圧する。装置４１８は、容器４１０への触媒の補充を受け入れるために、保管容器４１０を断続的にほぼ大気圧まで通気する。圧力制御装置４１８は、ポンプを備えることができ、または設備の空気を利用することができる。一実施形態では、圧力制御装置４１８は、ポンプを備え、このポンプは、発電機４９８、または設備によって供給される電力によって、電力を供給することができる。

[0036]計量装置４１２は、保管容器４１０からＦＣＣユニット１１０へと注入される触媒の量を制御するために、排出ポート４１６に結合される。計量装置４１２は、遮断弁、回転弁、質量流量制御装置、ショットポット、流量センサ、容積移動式ポンプ、または、ＦＣＣユニット１１０への送達用に分配される保管容器４１０からの触媒量調節に適したその他の装置とすることができる。計測装置４１２は、重量、体積、時間分配、またはその他のやり方によって、触媒の量を決定することができる。システム１００の触媒要件に応じて、計量装置４１２は通常、１日約５〜約４０００ポンドの添加剤タイプの触媒（プロセス制御触媒）を供給するように構成される。計量装置４１２は通常、計画された生産サイクル過程、すなわち通常２４時間にわたり、生産サイクル上で間隔をおいて行われる複数の所定量ショットとして触媒を送達する。ただし、触媒はまた、「必要に応じ」て追加することができる。

[0037]図４に示す実施形態では、計量装置４１２は、保管容器４１０からＦＣＣユニット１１０へと送達される触媒の量を時限作動によって調節する制御弁である。制御弁は一般に、保管容器４１０の排出ポート４１６に結合された第１のポートを備える。制御弁の第２のポートは、送風機または圧縮機など流体供給源４３４から延びる、導管２０４の一部分に結合される。制御弁の第３のポートは、ＦＣＣユニット１１０へと延びる導管２０４の一部分に結合される。制御弁は、開位置に作動されると、保管容器４１０から第３のポートに向かって触媒が流れることを可能にし、ここで、流体供給源４３４から供給され第２のポートから第３のポートへと移動する流体が、ＦＣＣユニット１１０へと触媒を同伴して輸送する。一実施形態では、流体供給源４３４は、約８０ｐｓｉ（約５．６ｋｇ／ｃｍ^２）で空気を供給する。１つの適当な制御弁が、参照によりその全体を組み込む２００２年１１月２６日出願の米国特許出願第１０／３０４，６７０号に記載されている。

[0038]注入モジュール４０６はまた、触媒の各注入時に計量装置４１２内を通過する触媒量を分解するのに適した計量を提供するための、１つまたは複数のセンサ４２４を備える。センサ４２４は、保管容器４１０内の触媒レベル（すなわち体積）、保管容器４１０内の触媒重量、保管容器４１０、排出ポート４１６、計量装置４１２、および／または触媒導管２０４内を通過する触媒の移動速度などを検出するように構成することができる。

[0039]図４に示す実施形態では、センサ４２４は、保管容器４１０内の触媒重量を示す計量を提供するようになされた、複数のロードセル４２６である。ロードセル４２６は、保管容器４１０をトレイラ４０２の上に支持する、複数の脚４３６にそれぞれ結合される。脚４３６はそれぞれ、それに結合された１つのロードセル４２６を有する。コントロールモジュール４０４は、ロードセル４２６の出力を受け取る。ロードセル４２６から得られた順次的なデータサンプルから、制御モジュール４０４は、計量装置４１２のそれぞれの作動後に注入された触媒の総量を分解することができる。さらに、例えば、より多い（またはより少ない）触媒をそこからＦＣＣユニット１１０内へと通過させることが可能になるように制御弁の開いている時間を変化させるなど、計量装置４１２の送達特性を調整することによって、各個別のショットで分配される触媒の量の変化を補正することができるように、生産サイクル過程にわたって分配された触媒の総量を監視することができる。

[0040]あるいは、センサ４２４は、保管容器４１０に結合され保管容器４１０内の触媒レベルを示す計量を検出するようになされた、レベルセンサ４２８とすることができる。レベルセンサ４２８は、光学変換器、キャパシタンス装置、音響変換器、または、保管容器４１０内に配置された触媒のレベルまたは量をそこから分解することができる情報を提供するのに適したその他の装置とすることができる。分配と分配の間での、保管容器４１０内に配置された触媒レベルの感知された差異を利用することによって、注入された触媒の量を知られている保管容器ジオメトリ関して分解することができる。

[0041]あるいは、センサ４２４は、触媒注入モジュール４０６の構成要素の１つを通る触媒の流れを検出するようになされた、流量センサ４３０とすることができる。流量センサ４３０は、接触または非接触式装置とすることができ、保管容器４１０、計量装置４１２、または、保管容器４１０をＦＣＣユニット１１０に結合させる触媒導管２０４に取り付けることができる。図４に示す実施形態では、流量センサ４３０は、音響流量計、または、導管２０４を通って移動する同伴される粒子（すなわち触媒）の速度を検出するようになされたキャパシタンス装置とすることができる。

[0042]制御モジュール４０４は、一般に、危険区域内での運転に適したエンクロージャ４８２内に収容された、制御装置４８０を備える。一実施形態では、エンクロージャ４８２は、ＮＥＣ ５００ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ １、Ｃｌａｓｓ １、またはその他の同様の規準に従って製作される。１つの適当な制御モジュールが、上記で組み込んだ米国特許出願第１０／３０４，６７０号に記載されている。

[0043]制御装置４８０は、触媒注入モジュール４０６の動作を制御し、センサ４２４によって提供されたデータを管理するための、いかなる適当な論理機構とすることもできる。一実施形態では、制御装置４８０は、ＧＥファナック社から入手可能なものなど、プログラム可能論理制御装置（ＰＬＣ）である。ただし、本明細書の開示から、制御装置４８０の制御機能を実行するために、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、プログラム可能ゲートアレイ、および特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）などその他の制御装置を使用することができることを、当業者であれば認識するであろう。

[0044]図５Ａ〜図５Ｂは、移動式触媒注入システム５００の別の実施形態の側面図である。移動式触媒注入システム５００は、移動プラットフォーム５０４に結合された折りたたみ注入モジュール５０２を備える。折りたたみモジュール５０２は、図５Ａに示す搬送を容易にする（例えば間隙要件がより小さい）折りたたまれたより小さい構成と、図５Ｂに示すプロセス位置との間で動くように構成された保管容器５０６を有し、それによって、上記容器４１０と比べてより大きい保管容器５０６を使用することが可能になる。

[0045]容器５０６は、リンクまたはヒンジ５１０によってプラットフォーム５０４に結合される。アクチュエータ５１２が、容器５０６とプラットフォーム５０４の間に結合され、折りたたみ位置とプロセス位置の間で容器５０６を動かすようになされる。アクチュエータ５１２は、油圧または空気圧シリンダ、ボールねじ、親ねじ、アクメねじ、歯車モータ、あるいは容器５０６の向きを変化させるのに適した他のアクチュエータとすることができる。

[0046]図６は、移動式触媒注入システム６００の別の実施形態である。移動式触媒注入システム６００は、上記システムと同様であり、単一の移動プラットフォーム６０４に結合された注入モジュール６０２を備えるが、それに加えて注入モジュール６０２は、複数の触媒保管容器６１０を備える。移動式触媒注入システム６００によって、有利には、２部分の触媒、または様々なプロセス属性を制御するための２つ以上の触媒を、１つの注入システムによって提供することが可能になり、それによって、触媒システムを既存のＦＣＣＵと共にライン上に配置するために必要な時間を低減させながら、さらに注入システムのコスト効率を向上させる。

[0047]図７は、少なくとも上記移動式触媒注入システムの様々な実施形態と共に使用することができる、移動式複数触媒注入システム７００の一実施形態の簡単な概略図である。移動式注入システム７００は、移動プラットフォーム７０２に結合された注入モジュール７０４を備える。注入モジュール７０４は、一般に、触媒を独立して保管および分配するのに適した容器７１０を備える。分配システムは、２つ以上の触媒を容器７１０から順次に、同時に、またはそれらの組合せで分配することができることが意図される。保管容器７１０は、原料原油の精製に使用するための触媒を供給および／または再生するように、導管２０４によってＦＣＣユニット１１０に結合される。移動式注入システム７００が２つ以上の触媒を扱うことができることによって、製油業者は、単一のシステムから複数の触媒を使用することが可能になる。

[0048]図７、および図８に示す保管容器７１０の断面図を同時に参照すると、保管容器７１０は、通常、触媒を個別に保管するための２つ以上の区画７０３ａおよび７０３ｂ（以下集合的に「区画７０３」と呼ぶ）を有する、金属またはその他の適当なコンテナである。区画７０３は、容器７１０の上端部に配置された共通の圧力プレナム７０５を共有する。各区画７０３内に異なる触媒を保管することが意図されるが、２つ以上の区画７０３は、同じ触媒を保管することができることが企図される。

[0049]保管容器７１０は、２つ以上の充填ポート７１４ａまたは７１４ｂ（以下集合的に「充填ポート７１４」と呼ぶ）、ならびに２つ以上の排出ポート７１６ａおよび７１６ｂ（以下集合的に「充填ポート７１６」と呼ぶ）を備える。各区画７０３は、充填物を隔離し、容器７１０のそれぞれの区画７０３に保管された触媒を保管または排出するために、関連する１対の排出および充填ポート７１６、７１４に接続される。各排出ポート７１６は、容器７１０の底部で、分配システム７４０に結合される。上記で議論したように、分配システム７４０は、ＦＣＣユニット１１０に送達される触媒の量を制御する。一実施形態では、容器７１０は、常圧以上の圧力での使用に適している。

[0050]一実施形態では、区画７０３は、少なくとも１つのセパレータ７０１によって分離される。セパレータ７０１は、容器７１０の底部に結合されており、排出ポート７１６を分離させる。セパレータ７０１は、容器７１０の内部で垂直に延びる。セパレータ７０１は、容器７１０の内部で垂直に延び、容器７１０の側壁に結合されて、区画７０３を分離する。図７に示す実施形態では、セパレータ７０１は、プレナム７０５がセパレータ７０１の頂部全体で区画７０３間を自由に連通するよう、容器７１０の頂部まで完全には延びない。セパレータ７１０を、容器７１０の底部から頂部へと延ばすことができること、および充填ポート７１４の付近でセパレータ７０１を貫通して形成される、プレナム７０５を各区画７０３と連通させるための複数の穴（図示せず）を備えることができることも意図される。

[0051]図示の実施形態では、セパレータ７０１は、保管容器７１０を２つの別個の区画７０３ａおよび７０３ｂに分離させるが、本明細書でさらに説明するように、保管容器７１０をいかなる数の区画７０３に分離することもできることが、当業者には理解されるであろう。一実施形態では、セパレータ７０１は、容器７１０を、容積がほぼ均等な区画７０３に分離するように配置される、実質的に平坦な形状である。別の実施形態では、セパレータ７０１は、保管容器７１０を容積が非均等な区画７０３に分離させる、「急角度に曲がった」形状である（破線７０１’で示す）。さらに別の実施形態では、セパレータ７０１は、ほぼ直線形状であるが、保管容器７１０を容積が非均等な区画７０３に分割するように、保管容器７１０内でわずかに中心からずれて配置される（破線７０１”で示すように）。区画７０３を非均等な容積で構成することは、異なる体積での個別の注入を必要とする２部分の触媒と共に、また１つの触媒が別の触媒に比べてかなり大量に使用されるが、使用される触媒の全体積により共通の注入システムを共有することが望ましいシステムにおいて使用するのに特に適している。

[0052]分配システム７４０は、それぞれの排出ポート７１６にそれぞれ結合された、計量装置７１２ａ、７１２ｂ（以下集合的に「計量装置７１２」と呼ぶ）を備える。すなわち、分配システム７４０は、保管容器７１０の各区画７０３につき１つの計量装置７１２を備える。計量装置７１２は通常、導管２０４へと分配される触媒の量を、生産計画に基づいて、または例えばプロセスセンサからのフラッグに応答するなどリアルタイムの必要に応じて、監視または計量することができるように、制御モジュール４０４に結合される。

[0053]計量装置７１２は、それに関連付けられた保管容器７１０内の区画７０３から、ＦＣＣユニット１１０へと注入される触媒の量を制御する。計量装置７１２は、遮断弁、回転弁、質量流量制御装置、ショットポット、流量センサ、容積移動式ポンプ、または、導管２０４への送達用に分配される保管容器７１０からの触媒量調節に適したその他の装置とすることができる。計測装置７１２は、重量、体積、時間分配、またはその他のやり方によって、触媒の量を決定することができる。図７に示す実施形態では、計量装置７１２は、保管容器７１０から導管２０４へと送達される触媒の量を時間作動によって調節する制御弁である。

[0054]制御弁は、流体供給源４３４とＦＣＣユニット１１０の間で導管２０４に結合される。図７では、導管２０４上に直列に結合された制御弁を示すが、制御弁を代わりに、流体供給源４３４とＦＣＣユニット１１０との間に並列に結合させることもできる。一実施形態では、流体供給源４３４は、約８０ｐｓｉ（約５．６ｋｇ／ｃｍ^２）で空気を供給する。

[0055]圧力制御モジュール４９８は、保管容器７１０のプレナム７０５内の圧力を制御する。圧力制御モジュール４９８は通常、分配動作時に、保管容器７１０を１平方インチ当たり約５〜約８０ポンド（約０．３５〜約５．６ｋｇ／ｃｍ^２）に加圧する。モジュール４９８は、容器７１０への触媒の補充を受け入れるために、保管容器７１０を断続的にほぼ大気圧まで通気する。

[0056]制御モジュール４０４は、システム７００によって導管２０４内に送達される触媒の速度および／または量を制御するために、移動式注入システム７００に結合される。一実施形態では、制御モジュール４０４は、導管２０４に送達される触媒の量を監視および計量できるように、計量装置７１２に結合される。１つの適当な制御モジュールが、本明細書にその全体を参照により組み込む、２００２年１１月２６日出願の米国特許出願第１０／３０４，６７０号に記載されている。

[0057]一実施形態では、移動式注入システム７００は任意で、触媒の各注入時に計量装置７１２を通過する触媒の量を分解するのに適した計量を提供するための、１つまたは複数のセンサ７２４を備える。センサ７２４は、上記センサと同様の構成とすることができる。

[0058]図７に示す実施形態では、センサ７２４は、保管容器７１０の区画７０３内の触媒重量を示す計量を提供するようになされた、複数のロードセル７２６である。ロードセル７２６は、保管容器７１０をプラットフォーム７０２の上に支持する、複数の脚７３６にそれぞれ結合される。脚７３６はそれぞれ、それに結合された１つのロードセル７２６を有する。コントロールモジュール４０４は、ロードセル７２６の出力を受け取る。ロードセル７２６から得られた順次的なデータサンプルから、制御モジュール４０４は、計量装置７１２のそれぞれの作動後に注入された触媒の総量を分解することができる。計測されたシステム７１０内の触媒総重量の変化を用い、それらの変化を、重量が変化したときにどの弁７３２が開いていたかに応じて特定の区画７０３に割り当てることによって、順次的に分配された各触媒の量を決定することができる。

[0059]移動式注入システム７００の動作は、制御モジュール４０４が、例えば予め設定された注入スケジュール、またはセンサによって提供される情報に基づいて、最適効率で機能するためにシステム７００で必要となる触媒量（例えば、システムの出力を所定のプロセスウィンドウ内に戻すために必要となる触媒量）を決定するときに開始される。例えば、感知された出力計量に応答する触媒の追加は、システム排気を許容可能なレベルに維持するために、または原料油から望ましい生成混合物を取り出すために利用することができる。

[0060]制御モジュールの決定に基づいて、特定のシステムの必要（例えば、排気の低減）に対処するために適した少なくとも１つの特定の触媒を、移動式注入システム７００から分配し、導管２０４内へと放出することができる。一実施形態では、単一の注入システム７００から、いくつかの触媒が同時に分配され、導管２０４内へと放出される。したがって、触媒を収容するための保管容器７１０の総数を減少させることができ、移動式注入７００を、最低限のシステム修正で、より効率的に動作するように適合させることができる。さらに、移動式注入システム７００は、複数部分の触媒（すなわち、ＦＣＣユニット１１０へと別々に注入される異なる部分を有する触媒）の効率的な分配に特に適している。

[0061]図９は、上記のような移動式複数触媒注入システムにおける使用に適した、注入モジュール９００の別の実施形態を示す断面図である。注入モジュール９００は、図７および図８で示すモジュール７０４と同様であり、保管容器９０１、セパレータ９０２、および複数の区画を備える。図示の実施形態では、保管容器９０１は、セパレータ９０２によって、３つの区画９０４ａ、９０４ｂ、および９０４ｃ（以下集合的に「区画９０４」と呼ぶ）に分離される。セパレータ９０２は、保管容器９０１を３つの区画９０４に分割する、３つのフランジ９０６ａ、９０６ｂ、および９０６ｃ（以下集合的に「フランジ９０６」と呼ぶ）を備える。３つの区画９０４はそれぞれ、容器９０１を貫通して形成された排出ポート９０８ａ、９０８ｂ、または９０８ｃ（以下集合的に「排出ポート９０８」と呼ぶ）、および入口ポート（図示せず）にさらに関連付けられる。一実施形態では、セパレータ９０２のフランジ９０６は、保管容器９０１を実質的に容積の等しい区画９０４に分割するように、均等に間隔をおいて配置される。別の実施形態では、フランジ９０６は、（破線９０６’で示すように）保管容器９０１を容積の異なる区画９０４に分割するように間隔をおいて配置される。図９には、３つのフランジ９０２を有するセパレータ９０２を示すが、セパレータ９０２は、保管容器９０１をいかなる数の区画９０４に分割するための、いかなる数のフランジ９０２を備えることもでき、少なくとも２つの区画９０４の間の容積比を実質的に等しくし、または所定の容積比に構成することができることが、当業者には理解されるであろう。区画９０４を非均等な容積で構成することは、異なる容積の別々の注入を必要とする２部分の触媒と共に、かつ１つの触媒が別の触媒に対してかなり多く使用されるが、使用される触媒の総体積により共通の注入システムを共用することが望ましいシステムで使用するのに特に適している。さらに、予期せぬプロセス要件の変化に対応するための触媒を装填する準備ができたライン上の非常注入システムを提供するために、区画９０４のうち１つを空にしておくことができ、それによって製油業者は、市場状況、または機器の故障または原料油成分の変異による排気の変化などの環境問題を、迅速に利用することが可能になる。

[0062]図１０は、複数触媒注入システム１０００の別の実施形態の断面図である。移動式複数触媒注入システム１０００は、可搬プラットフォーム１０４２に結合された注入モジュール１０４０を備える。注入モジュール１０４０は、上記モジュール７０４と同様であり、保管容器１００１、調整可能セパレータ１００２、および１つまたは複数の区間１００４を備える。図示の実施形態では、保管容器１００１は、調整可能セパレータ１００２によって３つの区間１００４ａ、１００４ｂ、および１００４ｃ（以下集合的に「区間１００４」と称する）に分離される。３つの区間１００４はそれぞれ、排出ポート１００８ａ、１００８ｂ、または１００８ｃ（以下集合的に「排出ポート１００８」と称する）、および充填ポート（図示せず）に関連付けられる。

[0063]調整可能セパレータ１００２は、２つ以上のフランジを備える。図示の実施形態では、セパレータ１０１０は、保管容器１００１を３つの区画１００４に分割する、３つのフランジ１００６ａ、１００６ｂ、および１００６ｃ（以下集合的に「フランジ１００６」と呼ぶ）を備える。少なくとも２つのフランジ１００６が、容器１００１内で軸方向に延びるヒンジ１０１０にて結合される。少なくとも１つのフランジ１００６を、フランジ１００６の相対的な向きを移動するために、ヒンジ１０１０の周りで回転させることができ、それによって区間間の容積比を選択的に調整することが可能になる。

[0064]図１１は、ヒンジ１０１０の一実施形態の側面図である。ヒンジ１０１０は、フランジのうちの第１のフランジ（５０６ａ）に結合された第１の要素１１０２、およびフランジのうちの第２のフランジ（５０６ｂ）に結合された第２の要素１１０４を備える。要素１１０２、１１０４は、複数の介在開口１１０６を備え、開口１１０６は、それを貫通するロッド１１０８を受け入れる。ロッド１１０８は、容器１００１の側壁に結合された上部ブレース１１１０を貫通して形成された、穴１１２０内を通過し、容器１００１の底部内に形成された穴１１１２に係合する。ブレース１１１０および穴１１１２は、要素１１０２、１１０４によって保持されるフランジ１００６をロッド１１０８の周りで自由に回転させることが可能になる向きに、ロッド１１０８を保持する。

[0065]可動フランジ１００６は、係止機構１１４０によって所定の向きに固定される。一実施形態では、１つの係止機構１１４０が、容器１００１の側壁に隣接するフランジ１００６の各縁部１１４２に結合される。係止機構１１４０は、一般に、フランジ１００６の回転を妨げるようなやり方で、容器１００１の側壁に解放可能に係合するようになされる。あるいは、係止機構１１４０を、容器１００１内の別の位置に配置し、フランジ１００６の相対位置を固定するように構成することができる。例えば係止機構は、ヒンジ１０１０に拘束するよう構成することができ、または２つ以上のフランジの間に配置されるブレース（図示せず）の形とすることができる。

[0066]図１２は、容器１００１内でフランジ１００２の向きを固定するために使用することができる、係止機構１１４０の一実施形態を示す。図１２に示す実施形態では、係止機構１１４０は、フランジ１００６ａに固定されたブロック１２０１を貫通してねじ付けされたねじ１２０２を備える。ブロック１００１は、溶接、ねじ付け、リベット締め、接着などによってフランジ１００６ａに結合させることができる。ねじ１２０２は、回転されてブロック１２０１を通って延びるとき、容器１００１に対して締め付けられ、それによって、フランジ１００６ａを所定の位置に係止する。係止機構１１４０をヒンジ１０１０の一部とし、またはそれと相互作用させること、あるいは、クランプ、ピン、またはフランジ１００６ａ（または別の可動フランジ１００６）を所定の位置に固定するのに適した別の装置とすることが意図される。さらに、係止機構１１４０によって、フランジ１００６の位置を変えることが可能になるので、区画１００４間の容積比を、システム１０００内で使用される触媒をかなり柔軟に選択することが可能になるように再構成することができる。

[0067]図１１を再び参照すると、各可動フランジ１００６は、区画１００４間の触媒の相互汚染を最低限に抑え、および／またはなくす、封１１５０を備える。封１１５０は、各フランジ１００６と容器１００１の側壁の間に介在するように構成される。封１１５０は、フランジ１００６と容器１００１の間を触媒が通過することを妨げるのに適した、いかなる装置とすることもできる。適当な封１０２０の例として、ガスケットおよびブラシが挙げられる。封１１５０は、フランジ１００６の片面または両面上に配置することができる。

[0068]図１３の部分断面図をさらに参照すると、封１１５０は通常、第１の縁部１３０２で取り付けフランジ１３０４に結合される封止要素１３１０を備える。取り付けフランジ１３０４は、封１１５０の第２の縁部１３０６がフランジ１００６の縁部１１４２を超えて延び、容器１００１の壁部に係合することが可能になる位置でフランジ１００６ａに結合される。封１１５０の第２の縁部１３０６は、通常、触媒がフランジ１００６の縁部１１４２と容器１００１との間に画成された溝を通って区画間を通過することを実質的に防止しながら、フランジ１００６を容器１００１に対して相対的に動かすことが可能になるように構成される。図１３に示す実施形態では、封１１５０は、取り付けフランジ１３０４に圧着または別のやり方で固定された、第１の縁部１３０２を有するブラシである。取り付けフランジ１３０４は、リベット締めまたは別のやり方で、フランジ１００６に固定される。図１３には示さないが、封１１５０は、容器１００１の壁部および底部に隣接して配置された、フランジ１００６の縁部全体に実質的に沿って延びることが意図される。

[0069]したがって、セパレータ１００２のフランジ１００６は、保管容器１００１を実質的に容積が均等な区画１００４に分割するために、図示のように等間隔で配置することができ、あるいは、フランジ１００６は、保管容器１００１を容積の異なる少なくとも２つの区画１００４に分割するための間隔に動かすことができる。図１０に示すセパレータ１００２は、３つの可動フランジ１００２を持つものとして示すが、セパレータ１００２は、保管容器１００１をいかなる数の区画１００４に分割するためのいかなる数の可動フランジ１００２を含むこともできることが、当業者には理解されるであろう。

[0070]したがって、本発明は、流動接触分解システムの分野において大幅な進歩を示す。単一のシステムから２つ以上の触媒を別々にまたは同時に分配することができる、プロセス触媒用の保管容器を有する移動式注入システムは、非常に有利である。さらに、移動式注入システムは、動作中のＦＣＣＵと共にライン上に迅速に配置することができるので、迅速かつ効率的なプロセスの柔軟性が向上する。

[0071]以上は本発明の好ましい実施形態を対象とするが、その基本的な範囲を逸脱することなく、本発明の別のまたはさらなる実施形態を考案することができ、その範囲は添付の特許請求項の範囲によって決定される。

従来の流動接触分解システムの一実施形態の簡単な概略図である。 移動式触媒注入システムの一実施形態がそこに結合された、流動接触分解システムの簡単な概略図である。 図２の移動式触媒注入システムの一実施形態を示す側面図である。 移動式触媒注入システムの別の実施形態を示す側面図である。 移動式触媒注入システムの別の実施形態を示す側面図である。 移動式触媒注入システムの別の実施形態を示す側面図である。 移動式触媒注入の一実施形態を示す側面図である。 移動式複数触媒注入システムの一実施形態を示す簡単な側面図である。 図７の移動式複数触媒注入システムの断面図でである。 移動式複数触媒注入システムの別の実施形態を示す簡単な概略図である。 移動式複数触媒注入システムの別の実施形態を示す部分断面図である。 図１０の移動式複数触媒注入システムの、注入モジュールの一実施形態を示す断面図である。 図１０の移動式複数触媒注入システムの、係止機構の一実施形態を示す部分断面図である。 図１０の移動式複数触媒注入システムの、封の一実施形態を示す部分断面図である。

Claims (35)

1. パイプを介して流動接触分解ユニットに流体的に接続された第１の触媒リザーバと、
   前記第１の触媒リザーバの出口に配置され、前記出口を通って前記流動接触分解ユニットに直接向かう触媒の流れを制御するように構成された流量制御装置と、
   前記流動接触分解ユニット内のプロセス制御に適した、計量された量の触媒を、前記第１の触媒リザーバから分配するように、前記流体制御装置を制御するプロセス制御装置と、
   前記第１の触媒リザーバ内の圧力を制御する圧力制御システムと、
   前記第１の触媒リザーバ、前記流量制御装置、前記プロセス制御装置及び前記圧力制御システムが置かれる可搬プラットフォームとを備る、移動式触媒注入システム。
2. 前記可搬プラットフォームがトレイラである、請求項１に記載のシステム。
3. 前記可搬プラットフォームがコンテナである、請求項１に記載のシステム。
4. 前記可搬プラットフォームが貨車である、請求項１に記載のシステム。
5. 前記可搬プラットフォームがパレットである、請求項１に記載のシステム。
6. 前記可搬プラットフォームがバージである、請求項１に記載のシステム。
7. 前記可搬プラットフォームに置かれ、前記圧力制御システムに電力を供給する発電機をさらに備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載のシステム。
8. 前記第１の触媒リザーバが、前記可搬プラットフォームに対して相対的に移動可能である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のシステム。
9. 前記第１の触媒リザーバと前記可搬プラットフォームとの間に配置された複数のロードセルをさらに備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載のシステム。
10. 前記第１の触媒リザーバから分配された触媒を示す計量を検出するように構成されたセンサをさらに備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載のシステム。
11. 前記第１の触媒リザーバがさらに、
    複数の区画と、
    前記第１の触媒リザーバ内に配置され、前記区画を結合させるプレナムとを備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のシステム。
12. 前記複数の区画のうち少なくとも２つの容積が実質的に等しい、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記複数の区画のうち少なくとも２つの容積が実質的に異なる、請求項１１に記載のシステム。
14. 前記複数の区画のうち少なくとも１つの容積が調整可能である、請求項１１に記載のシステム。
15. 前記可搬プラットフォームに置かれ、前記流動接触分解ユニットに流体的に接続された第２の触媒リザーバをさらに備える、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のシステム。
16. パイプを介して流動接触分解ユニットに流体的に接続された第１の触媒リザーバと、
    前記第１の触媒リザーバ内の圧力を制御する圧力制御システムと、
    前記第１の触媒リザーバの出口に配置された流量制御装置と、
    前記第１の触媒リザーバ、前記流量制御装置及び前記圧力制御システムが置かれるトレイラとを備え、
    前記流量制御装置は、前記流動接触分解ユニット内のプロセス制御に適しており、かつ、前記出口を通って前記流動接触分解ユニットに直接向かう、計量された量の触媒の流れを制御するように構成されている、移動式触媒注入システム。
17. 前記第１の触媒リザーバがさらに、
    複数の区画と、
    前記第１の触媒リザーバ内に配置され前記区画を結合させるプレナムとを備える、請求項１６に記載のシステム。
18. 前記複数の区画のうち少なくとも１つの容積が調整可能である、請求項１７に記載のシステム。
19. 前記トレイラに置かれた第２の触媒リザーバをさらに備え、
    前記圧力制御システムは、前記第２の触媒リザーバ内の圧力を制御する、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載のシステム。
20. 前記トレイラに置かれ、前記圧力制御システムに電力を供給する発電機を更に備える、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載のシステム。
21. パイプを介して流動接触分解ユニットに流体的に接続された第１の触媒リザーバと、
    前記第１の触媒リザーバ内の圧力を制御する圧力制御システムと、
    前記第１の触媒リザーバの出口に配置された流量制御装置と、
    前記第１の触媒リザーバ、前記流量制御装置及び前記圧力制御システムが置かれるコンテナとを備え、
    前記流量制御装置は、前記流動接触分解ユニット内のプロセス制御に適しており、かつ、前記出口を通って前記流動接触分解ユニットに直接向かう、計量された量の触媒の流れを制御するように構成されている、移動式触媒注入システム。
22. 前記第１の触媒リザーバがさらに、
    複数の区画と、
    前記第１の触媒リザーバ内に配置され、前記区画を結合させるプレナムとを備える、請求項２１に記載のシステム。
23. 前記複数の区画の少なくとも１つの容積が調整可能である、請求項２２に記載のシステム。
24. 前記コンテナに置かれた第２の触媒リザーバをさらに備え、
    前記圧力制御システムは、前記第２の触媒リザーバ内の圧力を制御する、請求項２１〜２３のいずれか一項に記載のシステム。
25. 前記コンテナに置かれ、前記圧力制御システムに電力を供給する発電機を更に備える請求項２１〜２４のいずれか一項に記載のシステム。
26. 触媒供給源と、パイプを介して前記触媒供給源と流体的に接続された流動接触分解ユニットとを備える、既設の流動接触分解システムにおけるプロセス制御のための方法であって、
    前記流動接触分解システム内の原油を加工するステップと、
    触媒リザーバと、前記触媒リザーバの出口に配置され、前記出口を通る触媒の流れを制御するように構成された流量制御装置と、前記リザーバから触媒を分配するように、前記流体制御装置を制御するプロセス制御装置と、前記触媒リザーバ内の圧力を制御する圧力制御システムと、前記触媒リザーバ、前記流量制御装置、前記プロセス制御装置及び前記圧力制御システムが置かされた可搬プラットフォームとを備える移動式触媒注入システムを、前記流動接触分解システムへと輸送するステップと、
    前記触媒リザーバを、前記パイプを介して前記流動接触分解ユニットに流体的に接続するステップと、
    前記流動接触分解システム内のプロセス制御のために、前記触媒リザーバから前記流動接触分解ユニットへと、計量された量の触媒を注入するステップとを含む方法。
27. 前記輸送するステップがさらに、道路、陸上、海上、または航空のうち少なくとも１つによって前記移動式触媒注入システムを移動させるステップを含む、請求項２６に記載の方法。
28. 前記触媒供給源から供給される触媒以外に必要とされる触媒の必要性を識別するステップをさらに含む、請求項２６又は２７に記載の方法。
29. 前記輸送するステップが、前記識別された必要性に対応して行われる、請求項２８に記載の方法。
30. 前記注入するステップが、前記輸送するステップの完了後少なくとも１時間以内に行われる、請求項２９に記載の方法。
31. 前記触媒リザーバの第１の区画内に触媒を保管するステップと、
    前記触媒リザーバの第２の区画内に触媒を保管するステップをさらに含む、請求項２６〜３０のいずれか一項に記載の方法。
32. 前記第１および第２の区画の間の容積比を調整することをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
33. 前記第１および第２の区画に共通のプレナムを加圧することをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
34. 前記注入するステップがさらに、少なくとも２つの触媒を前記２つの別々の区画から同時に分配するステップを含む、請求項３１に記載の方法。
35. 前記注入するステップがさらに、少なくとも２つの触媒を前記２つの別々の区画から順次分配するステップを含む、請求項３１に記載の方法。

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