JP5148626B2 - デュアルライザ流動接触分解ユニット用の通気システム - Google Patents

Description

本実施形態は、一般的に、単一容器内に含まれる２つ以上のサイクロンシステムの通気方法および通気システムに関し、より具体的には、デュアルライザ流動接触分解（ＦＣＣ）ユニットの粒子除去に関する。

転化反応に触媒流動化と炭化水素霧化を用いるＦＣＣ法は、流体相と固体相の急速な混合および分離を用いて生成物歩留まりの制御を維持することができる。ＦＣＣ法の分解部は、サイクロン分離によって少なくとも部分的に生じている分離部を有するライザで発生することができる。
サイクロン分離は、２つ以上の相の混合物、たとえばキャリア流体中の微粒子の懸濁物、を、求心運動によって生成される遠心力下で分離することを伴う。サイクロン分離器、すなわちサイクロンは、流動する混合相の遠心分離をおこなう機械的な装置である。サイクロン分離は、炭化水素蒸気と粒子状の触媒とを密接に接触させるＦＣＣ技術に利用することができる。ＦＣＣシステムから高い生産性を実現するには、ライザで所望の接触時間経過後にライザ流出物から触媒を速やかに分離することによって触媒と炭化水素との接触時間を調節するステップを含み得る。ＦＣＣユニットは複数のライザを備えることができ、また、その触媒分離ユニットは各ライザに接続されたサイクロンシステムを備えることができる。このサイクロンシステムは独立していることができる。密閉式サイクロンシステムでは、ベントによって触媒ストリッピング蒸気をライザ生成物蒸気と共に出すことができる。

米国特許出願番号２００６−００４９０８２Ａ１号

複数の独立したベント付きサイクロンシステムを単一のディセンゲージャー（ｄｉｓｅｎｇａｇｅｒ）容器内に使用すると、流れの僅かな不均衡によって、クロストーク（ライザ生成物蒸気が１つのサイクロンシステムのベントを出て他のサイクロンシステムのベントに流れ込むこと）が生じ得る。これによって密閉式サイクロンの収率の利点が低下し得る。というのは、かなりの量のライザ生成物蒸気が長時間にわたってディセンゲージャー容器内で高温に曝され、その結果、熱分解が生じ、それに伴ってガソリン収率が損なわれ、ドライガス収率が増えるからである。

各実施形態を詳細に説明する前に、実施形態はこれらの特定の実施形態に限定されるものではなく、様々な方法で実行または実施され得ることを理解すべきである。

これらの実施形態は、独立した２つ以上のサイクロンシステムを含む容器から蒸気を通気させる一方でこれらのサイクロンシステム間の「クロストーク」を避けるシステムおよび方法に関する。一般的に、クロストークとは、１つのサイクロンシステムから別のサイクロンシステムのベント内への格納容器を介した蒸気の流れをいう。クロストークは、たとえば、容器で長い滞留時間によって生成物が劣化する場合、および／または、サイクロンシステムのうちの一システム内の流体が他のサイクロンシステム内の流体に望まない汚染を引き起こす場合には、回避することが望ましい。２つ以上のベント付きサイクロンシステム間のクロストークは、これらのサイクロンシステムで流体の流れが正確に制御されずに各サイクロンシステムに対する圧力差が妨げられるときに生じる。流体は、高圧側のサイクロンシステムのベントから逆流して、格納容器を通って、低圧側のサイクロンシステムのベント内に入り得る。

流動接触分解（ＦＣＣ）は、実施された原理から恩恵を受けることができる一適用例であり、限定するものではなく例示するために、利点を説明するための状況を提供している。ＦＣＣユニットは、２つのライザを用いて供給物を効率的に処理することができる。さらに、ＦＣＣユニットによっては各ライザに異なる供給物を有することができる。触媒をプロセス蒸気から迅速に分離して反応を制御し、高価な生成物の収率を最大にすることができる。サイクロンの格納容器（たとえば、ディセンゲージャー容器）で望まない熱分解反応を防ぐために、ライザに取付けられた一次サイクロンの蒸気排出口を第二段サイクロンに直接配管することができる。第二段のサイクロンの蒸気排出口は、ディセンゲージャーの生成物蒸気ライン、たとえば、容器の流体排出部に直接配管することができる。

サイクロンによって除去された触媒は、水蒸気などの流体でストリッピングして付着炭化水素を除去することができる。このストリッピングプロセスは、ディセンゲージャー容器内で生じ得る。これらのストリッパ蒸気および／またはストリッピングされた炭化水素蒸気は触媒で汚染され得るが、この触媒はそれらの蒸気がディセンゲージャーの生成物蒸気ライン、たとえば、容器の流体排出部に加わる前に除去することができる。解決策の１つは、サイクロンの管路にベントを設けて、ストリッパ蒸気および／またはストリッピングされた炭化水素蒸気が、サイクロン上流の主要な蒸気生成物の流れと混合できるようにすることである。

しかし、デュアルライザシステムおよび各ライザに付属するサイクロンの独立したセットに、独立した両サイクロンシステム用のベントを設けると、１つのサイクロンシステムからの蒸気が、そのベントを通って逆流してディセンゲージャー容器に入り、そこでの長い滞留時間によって熱分解反応が生じ得ることにより、高価な液体炭化水素生成物の収率が低下し、同時にコークスおよびドライガスなどの比較的安価な生成物の収率が増える可能性が生じる。独立したサイクロンシステムのうちの一つのみにベントを設置して他のサイクロンシステムを封止することによって、どんな望まないクロストークおよび／または逆流も生じることなく、これらのライザを独立して操作することができる。

サイクロンシステムは、１つ以上のサイクロン、たとえば、一次および二次のサイクロン、あるいは、ある段の複数のサイクロンから集め、またはそれらに配るための導管および／またはプレナムによって直列に接続されたサイクロンの段を備えることができる。一次および二次のサイクロンは、一次サイクロンの蒸気排出口が二次サイクロンの入口に直接導かれて蒸気がディセンゲージャー容器内へ入らないようにし、かつ／または、出ないようにすることができる。

サイクロンシステムは、一般に、同一の容器内にある別のサイクロンシステムと直接連通していないサイクロンシステムのことをいう。１つのサイクロンシステムからの蒸気および／または固体の流れは、別のサイクロンシステムからの蒸気および／または固体の流れと混合されない。各サイクロンシステムは段あたりに１つ以上のサイクロンからなることができ、また、１つ以上の一次サイクロンの段は初期の固体分離をおこなうことができる。サイクロンシステムは、容器内で生成された蒸気用のベントを備えることができる。このベントの一般的な位置としては、一次または第一段のサイクロンの入口、一次または第一段のサイクロンの出口導管の周囲、一次または第一段のサイクロンと二次または第二段のサイクロンとの間の導管内、一次または第二段のサイクロンのどちらかの本体内、あるいは設計に応じて変わる位置が含まれる。一実施形態では、クロストークを避けたいサイクロンシステムに対してはベントが備えられていない。

詳細な説明は、以下のような添付図面と併せて考えればより良く理解できるであろう。
一実施形態に係る、デュアルサイクロンシステムを有したデュアルライザ流動接触分解（ＦＣＣ）ユニットの粒子分離ユニットを示す概略図。 一実施形態に係る、ディセンゲージャー容器内の独立したデュアルサイクロンシステムを示す概略図。 図２に例示したサイクロンシステムのうちの一システムの一次サイクロンの実施形態を示す概略図。 一実施形態に係る、ディセンゲージャー容器内の２つ以上のサイクロンシステムを示す概略図。 上記した図を参照して各実施形態を以下に詳述する。

粒子分離ユニットは、容器と、この容器内に配設された第一サイクロンシステムと、第一サイクロンシステムに形成され、蒸気を容器から入れるためのベントと、この容器内に配設された第二サイクロンシステムとを備えることができる。この容器はその内部に蒸気を含むことができる。第二サイクロンシステムを封止して蒸気が容器から入らないようにし、かつ／または、それを封止してその内部のどんな蒸気も容器内に排出しないようにすることができる。第一および第二のサイクロンシステムは独立であり得る。粒子分離ユニットは、容器内に配設された複数の第二サイクロンシステムを備えることができ、封止されて蒸気が容器から入らないようにされている。この容器はディセンゲージャー容器であり得る。この容器内の蒸気は、その内部でのストリッピングプロセスによって生成することができる。ベントは、第一サイクロンシステム内、たとえば、その出口導管に配設された開口を備えることができる。サイクロンシステムは、容器内に延在する流体供給部および／または容器から出る流体排出部を備えることができる。この流体供給部および／または流体排出部を封止して容器と連通しないようにすることができる。説明したこのシステムは、蒸気が流体排出部に送られる前にディセンゲージャーの希薄相に入ることができずに直接流体排出部に送られる程度に閉じることができる。

一実施形態では、流動接触分解（ＦＣＣ）ユニット用の触媒分離ユニットは、
ディセンゲージャー容器にあって第一ライザとの間で流体連通している１つ以上のサイクロンの第一セット、およびディセンゲージャー容器からの第一流体排出部を備える第一サイクロンシステムと、
第一サイクロンシステムに形成され、蒸気がディセンゲージャー容器から入り第一流体排出部を経由して出るためのベントと、
ディセンゲージャー容器にあって第二ライザとディセンゲージャー容器の第二流体排出部との間で流体連通している１つ以上のサイクロンの第二セットを備える第二サイクロンシステム
とを備えることができる。この第二サイクロンシステムを封止して蒸気がディセンゲージャー容器から入らないようにし、かつ／または、それを封止して蒸気がディセンゲージャー容器内へ出ないようにすることができる。ベントはサイクロン出口導管に配設された開口であり得る。この開口は開放フードベントであり得る。第二サイクロンシステムは、封止された伸縮継手を備えることができる。

一実施形態では、第一サイクロンシステムは、一次および二次のサイクロンの両方を備えることができる。ベントは、一次サイクロンと二次サイクロンとの間で連通している導管内、先に述べた位置のうちの任意の位置、または、ディセンゲージャー容器からの蒸気がこのサイクロンシステムに入って、ディセンゲージャー容器から出ることを可能にする他の任意の位置に配設することができる。第二サイクロンシステムは、一次および二次のサイクロンを備えることができる。第二サイクロンシステムは、一次サイクロンと二次サイクロンとの間で連通している導管に配設され、封止された伸縮継手を備えることができる。封止された伸縮継手の有無またはその位置にかかわらず、第二サイクロンシステムを封止してディセンゲージャー容器内の蒸気がこのサイクロンシステムに入って、ディセンゲージャー容器から出ないようにすることができる。

一実施形態では、１つ以上のサイクロンの第一セットは、一次サイクロンを含むことができる。この一次サイクロンは、サイクロン容器と、一次サイクロンに、中心に搭載されて第一ライザ流出物から粒子を分離し、固形分が低下した蒸気の渦を形成する円筒状表面と、この渦と第一流体排出部とに連通し、封止されている、一次サイクロンの蒸気出口と、一次サイクロンの下端部の固体排出口とを備えることができる。ベントは、一次サイクロン下端部壁面にディセンゲージャー容器からの蒸気が入るための複数の開口を備えることができる。

一実施形態では、流動接触分解（ＦＣＣ）ユニットの粒子分離ユニットは、
高密度の粒子床、この高密度床内へのストリッピング流体源、および、この高密度床の上方の希薄な蒸気相、を備えるディセンゲージャー容器と、
第一ライザと流体連通している、第一ライザ流出物から粒子を分離しこの分離された粒子を高密度床に排出する密閉された一次サイクロン、一次サイクロンから密閉された二次サイクロンへの出口導管、および、ディセンゲージャー容器の壁面を通り抜ける二次サイクロンの第一流体排出部、を備える第一サイクロンシステムと、
一次サイクロンと二次サイクロンとの間の第一サイクロンシステムの出口導管に形成され、蒸気が希薄相から二次サイクロンに入り第一流体排出部を経由して出るためのベントと、および、
第二ライザと流体連通している、第二ライザ流出物から粒子を分離しこの分離された粒子を高密度床に排出する密閉された一次サイクロン、一次サイクロンから密閉された二次サイクロンへの出口導管、および、ディセンゲージャー容器の壁面を通り抜ける二次サイクロンの第二流体排出部、を備える第二サイクロンシステムと、
を備えることができる。この第二サイクロンシステムを封止して、蒸気が希薄相から入らないようにし、かつ／または、ディセンゲージャー容器内へ流体を排出しないようにすることができる。

一実施形態では、デュアルライザＦＣＣユニットの各ライザをサイクロンシステムに結合することができる。「デュアルライザ」ＦＣＣユニットは、共通の触媒脱離、ストリッピング、および／または再生の機能を有する２つ以上のライザを備えるシステムのことを指すことができる。デュアルライザＦＣＣシステムにおいて３つ以上のライザは理論上可能であるが、２ライザシステムが本発明の実施形態として実用的な利点を有することができる。

第一および第二のサイクロンシステムを含む容器からの蒸気を通気させる、実施された方法は、蒸気が容器から入るためのベントを第一サイクロンシステムに形成するステップと、第二サイクロンシステムを封止して蒸気が容器から入らないようにするステップとを含む。これらの方法は、第二サイクロンシステムを封止して内部のどんな蒸気も容器内へ排出しないようにするステップを含むことができる。この方法は、蒸気を容器からベントを通して第一サイクロンシステム内に通気させるステップを含むことができる。第一サイクロンシステムは容器の流体排出部を備えることができる。

デュアルライザ流動接触分解（ＦＣＣ）ユニットでライザ流出物から固体と蒸気を分離する、実施された方法は、第一および第二のライザからの流出物を、それぞれ、ディセンゲージャー容器の第一および第二のサイクロンシステムの一次サイクロンに供給して流出物から固体を分離するステップと、第一および第二のサイクロンシステムからそれぞれディセンゲージャー容器の第一および第二の流体排出部を通して蒸気を排出するステップと、第一および第二のサイクロンシステムの一次サイクロンから固体をディセンゲージャー容器の高密度床内へ排出するステップと、ストリッピング蒸気を高密度床内へ導入してこの固体から蒸気をディセンゲージャー容器中の希薄蒸気相にストリッピングするステップと、希薄蒸気相から第一サイクロンシステム内へ蒸気を通気させて第一流体排出部を経由してディセンゲージャー容器から出すステップと、を含むことができる。

これらの方法は、第二サイクロンシステムを封止して蒸気が希薄な蒸気相から入らないようにし、かつ／または、この第二サイクロンシステムを封止して蒸気がそこからディセンゲージャー容器内に排出されないようにするステップを含むことができる。通気は、第一サイクロンシステムの一次サイクロンの出口導管に配設された開口を通しておこなうことができる。この開口は、開放フードベントを備えることができる。出口導管は、第一サイクロンシステムの一次サイクロンと第一サイクロンシステムの二次サイクロンとの間で連通することができる。ベントは、先に述べた位置のうちの任意の位置、または、蒸気がディセンゲージャー容器から第二サイクロンシステムに入ることが可能になる任意の位置に配設することができる。

各図を参照すると、図１は、本発明の一実施形態に係る、独立したデュアルサイクロンシステム（１０６、１０８）を備えるデュアルライザ（１０２、１０４）ＦＣＣユニットの粒子分離ユニットを概略的に示している。第一および第二のサイクロンシステム（１０６、１０８）は、ディセンゲージャー容器１１０内に配設される。ディセンゲージャー容器１１０は、流体、たとえば、限定されるものではないが、水蒸気などのストリッピング流体、および／または限定されるものではないが、炭化水素蒸気などのストリッピングされた流体を含むことができる。ストリッピングは、一実施形態では、ディセンゲージャー容器１１０内で生じ得る。あるいは、ストリッピングに別個の容器を用いることができ、その一方は、ライザ流出物から触媒を遊離するためのものであり、他方は、その後および／または追加的に、遊離された触媒から残留炭化水素蒸気をストリッピングするためのものである。

図１は、一次サイクロン１１２と二次サイクロン１１４とを備える第一サイクロンシステム１０６の例である。第二サイクロンシステム１０８も一次サイクロン１１６と二次サイクロン１１８とを備えることができる。

第一サイクロンシステム１０６は、第二サイクロンシステム１０８とは独立している。第一サイクロンシステム１０６、またはより具体的に、一次サイクロン１１２は、第一ライザ１０２からの流出物を受取ることができる。第二サイクロンシステム１０８、またはより具体的に、一次サイクロン１１６は、第二ライザ１０４からの流出物を受取ることができる。流出物は、流体／粒子の懸濁物、たとえば、炭化水素流体／触媒の懸濁物を含むことができる。第一ライザ１０２および第二ライザ１０４それぞれの供給物ストリーム（１２０と１２２）は、別個の供給物あるいは同一の供給物であり得る。

第一ライザ１０２からの流出物は、第一サイクロンシステム１０６の一次サイクロン１１２に入ることができ、粒子、たとえば、固体、またはより具体的に、触媒がこの流出物から分離される。分離された粒子は、ディップレッグなどの一次サイクロン１１２の出口１２４（高密度粒子床１２６内に延在、またはこの床の上方で排出することができる）から排出されることができる。次いで、蒸気流出物は、一次サイクロン１１２の出口導管１２８を通って二次サイクロン１１４内に流入する。分離された粒子は、同様に、ディップレッグなどの二次サイクロン１１４の出口１３０（高密度粒子床１２６内に延在、またはこの床の上方で排出することができる）から排出されることができる。流体排出ライン１３２が二次サイクロン１１４からディセンゲージャー容器１１０の壁面を通り抜けて延在する。二次サイクロンがない場合、この流体排出ラインを出口導管に直接接続することができる。

図１に示した実施形態では、出口導管１２８は、第一サイクロンシステム１０６の一次サイクロン１１２と二次サイクロン１１４との間にベント１３４を備える。ベント１３４には、たとえば、開放フードベントが含まれ得る。開放フードベントは、同心円状および放射状に離れた２つの導管によって特徴付けることができ、隣接する導管端部のうちの一方、通常は下流側の導管、の直径は、他方の導管の直径よりも大きくなっていてそれらの間にギャップを形成する。ベント１３４は、ディセンゲージャー容器１１０、たとえば、高密度粒子床１２６の上方の希薄な蒸気相からの蒸気が出口導管１２８に入ることができるようにする。希薄な蒸気相は、限定はされないが水蒸気などのストリッピング流体を含むことができる。代わりにまたは追加的に、流体排出ライン１３２がベント１３６を備えることができる。ベントは、サイクロンシステムの出口導管の開口または複数の開口であり得る。他のベント位置および配置も可能であり、それらは本明細書で説明するために開示されたものに限定されない。

同様に、第二ライザ１０４からの流出物は、第二サイクロンシステム１０８の一次サイクロン１１６に入ることができる。分離された粒子は、ディップレッグなどの一次サイクロン１１６の出口１３８（高密度粒子床１２６内に延在、またはこの床の上方で排出することができる）から排出されることができる。次いで、蒸気流出物は、一次サイクロン１１６の出口導管１４０を通って任意の二次サイクロン１１８内に流入することができる。分離された粒子は、ディップレッグなどの二次サイクロン１１８の出口１４２（高密度粒子床１２６内に延在、またはこの床の上方で排出することができる）から排出されることができる。流体排出ライン１４４が二次サイクロン１１８からディセンゲージャー容器１１０の壁面を通り抜けて延在する。

出口導管１４０は、第二サイクロンシステム１０８の一次サイクロン１１６と二次サイクロン１１８との間に封止された伸縮継手１４６を備えることができる。封止された伸縮継手１４６は、ディセンゲージャー容器１１０から、たとえば、高密度粒子床１２６の上方の希薄な蒸気相から蒸気が出口導管１４０に入らないようにし、かつ／または、蒸気流出物が膨張継手１４６からディセンゲージャー容器１１０内に出ないようにすることができる。代わりにまたは追加的に、流体排出ライン１４４は封止された伸縮継手を備えることができる。出口（１２４、１３０、１３８、１４２）は、トリクルバルブを備えるディップレッグシール、あるいはディップレッグの下端内または周りに一定レベルの分離された粒子を含むことができる。

図１に示された実施形態のデュアルライザＦＣＣユニットは、ディセンゲージャー容器１１０から離れて設置された触媒再生器１４８を備えることができ、ディセンゲージャー容器１１０は第一ライザ１０２と第二ライザ１０４の間に垂直に位置することができる。ライザ（１０２、１０４）はディセンゲージャー容器１１０の側壁を通ってサイクロンシステム（１０６、１０８）に接続されることができ、または高密度粒子床１２６を通って延在することができる。触媒は、ディセンゲージャー容器１１０から再生器１４８まで移送ライン１５０を経由して供給することができる。ストリッピングガスは、もし使用されていれば、高密度粒子床１２６の底部近くの分配器１５４に接続されたストリッピング流体導管１５２を介して供給することができる。懸濁固体の希薄な流出物の混合物は、流体排出ライン（１３２、１４４）から回収することができる。再生成された触媒は、新鮮な供給物ストリーム１２０と共に移送ライン１５６を経由して第一ライザ１０２に再循環させ、新鮮な供給物ストリーム１２２と共に移送ライン１５８を経由して第二ライザ１０４に再循環させることができる。

ディセンゲージャー容器へ通気されたデュアルライザ間の流れの不均衡は、クロストークを起し得、そこでは、ライザ生成物蒸気が一方のライザのサイクロンシステムのベントを出て、他方のライザのサイクロンシステムのベント内に流入する。ディセンゲージャー容器１１０の内側は、ベント１３４またはベント１３６で、図１に示した第一サイクロンシステム１０６内に通気するので、ディセンゲージャー容器１１０は第一サイクロンシステム１０６と連通することができる。

第二サイクロンシステム１０８を、たとえば、どんなベント機能も提供しないことによって、封止して流体が入らないように、かつ／または、そこから出ないようにすることができる。このように、ディセンゲージャー容器１１０のデュアルライザ（１０２、１０４）間のクロストークは避けることができるので、ライザ（１０２、１０４）、および／またはサイクロンシステム（１０６、１０８）の流出物の流れの不均衡によって、ディセンゲージャー容器でライザ流出物がサイクロンシステムのうちの一方のサイクロンシステムのベントを出てディセンゲージャー容器および／または他方のサイクロンシステムのベント内に流入するようにはならない。さもないと、サイクロンシステムからベント外への流出によって、サイクロンシステムが、ライザ流出物炭化水素の過剰反応および過度の分解、ならびに、高温での触媒と炭化水素との間の接触時間を制御する能力の喪失を引き起こすという点でサイクロンの効率が低下され得る。

３つ以上のライザがディセンゲージャー容器に配設された実施形態では、１つのライザとそれに付随した独立のサイクロンシステムとをディセンゲージャー容器と通気させることができ、一方、他のライザとそれらに付随した独立のサイクロンシステムとを封止してライザ流出物がディセンゲージャー容器内に出ないようにし、かつ／または、それらを封止して流体がディセンゲージャー容器から入らないようにすることができる。一実施形態では、封止されたサイクロンシステムは、クロストークによって悪影響を受けるサイクロンシステムである。クロストークによって悪影響を受けない場合、２つ以上のサイクロンシステムにベントを取付けることができる。

図２に、本発明の一実施形態に係る、ディセンゲージャー容器２０４内の独立したデュアルサイクロンシステム（２００、２０２）の概略図を示す。デュアルサイクロンシステム（２００、２０２）を、図１に示した実施形態と同様に備え、かつ／または、操作することができる。

第一サイクロンシステム２００は、第一ライザへの接続部２０６を備えることができ、この接続部はライザ流出物を一次サイクロン２０８および二次サイクロン２１０へ供給することができる。第一サイクロンシステム２００のベントは、以下で論じる図３でより詳細に示されている一次サイクロン２０８の下端壁面の複数の開口によって形成することができる。接続部２０６から第一ライザへの流出物は、一次サイクロン２０８に入ることができる。

粒子を流出物から分離することができる。分離された粒子は、一次サイクロン２０８の出口２１２（高密度粒子床（図示せず）内に延在、またはこの床の上方で排出することができる）から排出されることができる。次いで、流出物（ライザ流出物内に通気されたストリッピングガスを含み得る）は、一次サイクロン２０８の出口導管２１４を通って二次サイクロン２１０内に流入することができる。分離された粒子は、二次サイクロン２１０の出口２１６（高密度粒子床内に延在、またはこの床の上方で排出することができる）から排出されることができる。流体排出ライン２１８は、二次サイクロン２１０からディセンゲージャー容器２０４の壁面を通り抜けて延在することができる。第二サイクロンがない場合は、流体排出ライン２１８は出口導管２１４に接続することができる。流体排出ライン２１８および／または出口導管２１４は、封止可能な伸縮継手（２２０、２２２）を備えることができる。

第二ライザへの接続部２２４は、第二サイクロンシステム２０２の一次サイクロンに流出物を供給することができ、粒子をこの流出物から分離することができる。この分離された粒子は、二次サイクロン２２６の出口２２８（高密度粒子床内に延在、またはこの床の上方で排出することができる）から排出されることができる。次いで、流出物は、一次サイクロン２２６の出口導管２３０を通って二次サイクロン２３２内に流入することができる。分離された粒子は、二次サイクロン２３２の出口２３４（高密度粒子床内に延在、またはこの床の上方で排出することができる）から排出されることができる。流体排出ライン２３６は、二次サイクロン（密閉サイクロンであり得る）２３２からディセンゲージャー容器２０４の壁面を通り抜けて延在することができる。

出口導管２３０は、第二サイクロンシステム２０２の一次サイクロン２２６と二次サイクロン２３２との間に封止された伸縮継手２３８を備えることができる。この封止された伸縮継手２３８は、ディセンゲージャー容器２０４から、たとえば、高密度粒子床１２６の上方の希薄な蒸気相から、蒸気が第二サイクロンシステム２０２内に入らないようにし、かつ／または、サイクロンの性能が損なわれる程、蒸気が膨張継手２３８からディセンゲージャー容器２０４内に出ないようにすることができる。代わりにまたは追加的に、流体排出ライン２３６が封止された伸縮継手を備えることができる。

図２に示した第一サイクロンシステム２００は、ディセンゲージャー容器２０４の内側へ通気されるので、ディセンゲージャー容器２０４は第一サイクロンシステム２００と連通することができる。第二サイクロンシステム２０２を、たとえば、ベントを設けないことによって、封止してどんな流体もディセンゲージャー容器２０４から入ることができないようにし、または、ディセンゲージャー容器２０４内に出ることができないようにすることができる。このように、ディセンゲージャー容器２０４のデュアルライザの独立したサイクロンシステム２０２と２０４との間のクロストークを避けることができるので、ライザ、および／またはサイクロンシステム（２００、２０２）での流出物の流れの不均衡によって、ディセンゲージャー容器でライザ流出物がサイクロンシステムの一方のサイクロンシステムのベントを出て、ディセンゲージャー容器および／または他方のサイクロンシステムのベント内に流入するようにはならない。

図３は、図２の独立したサイクロンシステムのうちの一方の一次サイクロンを模式的に示している。一次サイクロン３００は、たとえば、図２の実施形態での第一サイクロンシステム２００の一次サイクロン２０８として用いることができる。サイクロン３００の一例は、「自己ストリッピングＦＣＣライザサイクロン」という名称の米国特許出願番号２００６−００４９０８２Ａ１号（その認定された全ての権利範囲につき本明細書に参照援用されている）に見出すことができる。簡単にいうと、一次サイクロン３００は、サイクロン容器３０２と、ライザと接続するための接線方向の入口３０４と、固体触媒３０６を分離し固形分が低下した蒸気の渦３０８を形成するための円筒内面とを備える。サイクロン容器３０２の上端３１２の封止された蒸気出口３１０は、渦管３１４を経由して渦３０８と連通することができる。流動接触分解などの高温の用途では、この封止された蒸気出口３１０は、封止された伸縮継手３１６を備えて部品および配管の熱膨張によって加えられる構造歪みを吸収することができる。

渦３０８の下方のスタビライザ３１８を用いて、スタビライザ３１８とサイクロン容器３０２の内側表面との間に環状流路３２０を形成することができる。サイクロン容器３０２の下端３２４内、スタビライザ３１８の下方のストリッピングゾーン３２２は、固体排出ディップレッグと連通することができる。ディセンゲージャー容器からストリッピングガスが入るための複数の開口３２８を、ストリッピングゾーン３２２の穿孔された壁面に設けてディセンゲージャー容器からサイクロンシステムへのベントとして機能させることができる。ストリッピングゾーン３２２の下部は、固体排出口（たとえば、ディップレッグ）３２６内の固体触媒３０６の沈降床（図示せず）を含むことができる。

自己ストリッピングサイクロン３００の動作時、ライザ流出物３３２（たとえば、流体／粒子の懸濁物）は、接線方向にサイクロン容器３０２に入り、容器の円筒表面に対して円周方向に旋回して渦３０８を形成する。懸濁微粒子３０６は、微粒子の負荷が低下する気相が渦３０８を形成するにつれて、遠心力によって速やかに壁面方向に外向きに移動され得る。固形分の少ない蒸気３３４が、渦３０８から渦管３１４を経由して封止された蒸気出口３１０まで出ることができる。この出口は、二次サイクロン（たとえば、図２の実施形態におけるサイクロン２１０）および／または流体排出ライン（たとえば、図２の実施形態におけるライン２１８）に接続することができる。

遊離された微粒子３０６は、急速に容器壁面に集まり、フロー矢印３３６によって示されるように環状流路３２０とストリッピングゾーン３２２とを下方に通過してディップレッグ３２６内に入る。サイクロン容器３０２の外側と内側との間の圧力差によって、ストリッピングガス３３０が壁面の開口３２８を通ってストリッピングゾーン３２２に入り、フロー矢印３３８によって示されるように環状流路３２０を上方に通過して渦３０８に入る。プロセス蒸気は、微粒子３０６から離れて、ストリッピングゾーン３２２および／または環状流路３２０内に急速に拡散することができる。ストリッピングガス３３０は、空気、水蒸気、アンモニア、排煙、またはそれらの混合物であり得る。ＦＣＣシステム以外の用途では、ストリッピング流体は、ストリッピングされる微粒子とこれらの微粒子から除去されるプロセス流体とに相溶性となるように選択するのが望ましい。ストリッピングガスは、ディセンゲージャー容器内に配設されることができる。

図４は、本発明の一実施形態に係る、ディセンゲージャー容器４０８内の３つのサイクロンシステム（４００、４０２、４０６）を模式的に示す。これらの３つのサイクロンシステム（４００、４０２、４０６）を、図１に示した実施形態と同様に、備え、かつ／または、操作することができる。第一サイクロン４００は、ディセンゲージャー容器４０８に連通することができるベント４１０を内部に備える。第二および第三のサイクロンシステム（４０２、４０６）を封止して蒸気がディセンゲージャー容器４０８から入らないようにし、かつ／または、その内部のどんな蒸気もディセンゲージャー容器４０８内に排出しないようにして、クロストークを避けることができる。２つの封止されたサイクロンシステム（４０２、４０６）が図示されているが、任意の複数の封止されたサイクロンシステムがディセンゲージャー容器４０８内に存在することができる。

少なくとも１つの３つのサイクロンシステムの例と共に、大抵の実施形態は、２つのサイクロンシステムによって説明されているが、本明細書の実施形態および関連する原理は複数のサイクロンシステムを備えるシステムに適用することができる。

これらの実施形態は、それらを強調して説明してきたが、本明細書で具体的に説明してきたもの以外の実施形態を添付の特許請求の範囲内で実行してよいことは理解されるべきである。

Claims (17)

1. ディセンゲージャー容器と、
   前記ディセンゲージャー容器内に配設された第一サイクロンシステムと、
   前記第一サイクロンシステムに形成され、蒸気が前記ディセンゲージャー容器から入るためのベントと、
   前記ディセンゲージャー容器内に配設され、かつ封止されて蒸気が前記ディセンゲージャー容器から入らないようにされた第二サイクロンシステムと、
   を備えるデュアルライザ流動接触分解（ＦＣＣ）ユニットの粒子分離ユニットであって、
   前記第一サイクロンシステムは第一ライザと前記ディセンゲージャー容器の第一流体排出部との間で流体連通している１つ以上のサイクロンの第一セットを備え、
   前記第二サイクロンシステムが、さらに封止されて内部のどんな蒸気も前記ディセンゲージャー容器内に排出しないようにされ、並びに、
   前記第二サイクロンシステムは第二ライザと前記ディセンゲージャー容器の第二流体排出部との間で流体連通している１つ以上のサイクロンの第二セットを備える、
   粒子分離ユニット。
2. 前記第一および第二のサイクロンシステムが互いに独立している、請求項１に記載の粒子分離ユニット。
3. 前記容器内に配設され、かつ封止されて蒸気が前記容器から入らないようにされた第三サイクロンシステムをさらに備える、請求項１に記載の粒子分離ユニット。
4. それぞれ前記容器内に配設され、かつ封止されて蒸気が前記容器から入らないようにされた複数のサイクロンシステムをさらに備える、請求項３に記載の粒子分離ユニット。
5. 前記各サイクロンシステムがそれぞれ独立している、請求項４に記載の粒子分離ユニット。
6. それぞれ前記容器内に配設され、かつそれぞれ封止されて蒸気が前記容器から入らないようにされた複数のサイクロンシステムをさらに備える、請求項１に記載の粒子分離ユニット。
7. 前記第二サイクロンシステムが封止された伸縮継手を備える、請求項１に記載の粒子分離ユニット。
8. 前記第一サイクロンシステムが一次および二次のサイクロンを備える、請求項１に記載の粒子分離ユニット。
9. 前記第二サイクロンシステムが一次および二次のサイクロンを備える、請求項１に記載の粒子分離ユニット。
10. 前記第二サイクロンシステムが、前記一次サイクロンと前記二次サイクロンとの間で連通している導管に配設され、封止された伸縮継手を備える、請求項９に記載の粒子分離ユニット。
11. 前記１つ以上のサイクロンの第一セットが一次サイクロンを含み、前記一次サイクロンは、
    サイクロン容器と、
    前記一次サイクロンに、中心に搭載され、第一ライザ流出物から粒子を分離して固形分が低下した蒸気の渦を形成する円筒状表面と、
    前記渦と前記第一流体排出部とに連通し、封止されている、前記一次サイクロンの蒸気出口と、
    前記一次サイクロンの下端部の固体排出口と、
    を備え、
    前記ベントは、前記一次サイクロンの下端部壁面に、蒸気が前記ディセンゲージャー容器から入るための複数の開口を備える、
    請求項１に記載の粒子分離ユニット。
12. 高密度粒子床、前記高密度床内へのストリッピング流体源、および前記高密度床の上方の希薄蒸気相を含むディセンゲージャー容器と、
    第一ライザと流体連通しており、第一ライザ流出物から粒子を分離し、前記分離した粒子を前記高密度床へ排出する一次サイクロン、前記一次サイクロンから二次サイクロンへの出口導管、および前記ディセンゲージャー容器の壁面を通り抜ける前記二次サイクロンの第一流体排出部を備える第一サイクロンシステムと、
    前記第一サイクロンシステムに形成され、蒸気が前記希薄相から入り前記第一流体排出部を経由して出るためのベントと、
    第二ライザと流体連通しており、第二ライザ流出物から粒子を分離し、前記分離した粒子を前記高密度床へ排出する一次サイクロン、前記一次サイクロンから閉鎖された二次サイクロンへの出口導管、および前記ディセンゲージャー容器の壁面を通り抜ける前記二次サイクロンの第二流体排出部を備え、封止されて蒸気が前記希薄相から入らないようにされた第二サイクロンシステムと、
    を備えるデュアルライザ流動接触分解（ＦＣＣ）ユニットの粒子分離ユニット。
13. デュアルライザ流動接触分解（ＦＣＣ）ユニットでライザ流出物から固体と蒸気を分離する方法であって、
    第一および第二ライザからの流出物を、それぞれ、ディセンゲージャー容器の第一および第二のサイクロンシステムの一次サイクロンに供給して前記流出物から固体を分離するステップと、
    前記第一および第二サイクロンシステムから、それぞれ、前記ディセンゲージャー容器の第一流体排出部および第二流体排出部を通して蒸気を排出するステップと、
    前記第一および第二サイクロンシステムの前記一次サイクロンから、それぞれ、固体を前記ディセンゲージャー容器の高密度床内に排出するステップと、
    ストリッピング蒸気を前記高密度床内に導いて、前記固体から蒸気を前記ディセンゲージャー容器中の希薄蒸気相内にストリッピングするステップと、
    前記希薄蒸気相からの蒸気を前記第一サイクロンシステム内に通気させて、前記第一流体排出部を経由して前記ディセンゲージャー容器から出すステップと、
    前記第二サイクロンシステムを封止して蒸気が前記希薄蒸気相から入らないようにするステップと
    を含む方法。
14. 前記通気は、前記第一サイクロンシステムの前記一次サイクロンの出口導管に配設された開口を通り抜ける、請求項１３に記載の方法。
15. 前記出口導管は、前記第一サイクロンシステムの前記一次サイクロンと前記第一サイクロンシステムの二次サイクロンとの間で連通している、請求項１４に記載の方法。
16. 前記通気は、前記第一サイクロンシステムの前記一次サイクロン下端壁面の複数の開口を通り抜ける、請求項１３に記載の方法。
17. 前記封止ステップは、封止された伸縮継手を前記第二サイクロンシステムの前記一次サイクロンと二次サイクロンとの間で流体連通している出口導管に配設するステップを含む、請求項１３に記載の方法。

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