JP5437131B2

JP5437131B2 - 連続式流動接触芳香族製造プラントの運転方法

Info

Publication number: JP5437131B2
Application number: JP2010072372A
Authority: JP
Inventors: 英喜南; 宜重杉; 敦福井; 篤郎南雲; 進安井
Original assignee: Chiyoda Corp
Current assignee: Chiyoda Corp
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2030-03-26
Also published as: JP2011202082A

Description

本発明は、流動床反応器を用いた接触芳香族製造反応により芳香族炭化水素を製造する連続式流動接触芳香族製造プラントの運転方法に関する。

原油蒸留装置から得られる軽質ナフサ、重質ナフサ等から接触芳香族製造反応により、ＢＴＸ（ベンゼン、トルエン、キシレン等）等の芳香族炭化水素を製造する方法はよく知られている。一般に、これらの製造方式としては、粒状の芳香族製造触媒を用いた固定床または移動床による方式が採用されている。

芳香族製造反応は、通常、吸熱反応であるため、その反応熱を補うための熱供給の方法およびそれに関連する温度制御の手法が課題となっている。また、原料が軽質ナフサの場合はともかく、重質ナフサ、とりわけ流動接触分解（以下、ＦＣＣと記す。）装置からの分解軽油（ライトサイクルオイル。以下、ＬＣＯと記す。）となったときは、反応操作の進行に伴うコークの発生が著しく、芳香族製造触媒の再生の頻度も著しくなる。

そのため、これらの課題に対処するために、従来の固定床や移動床による方式に代え、流動床による方式も提案されている（例えば、特許文献１等）。
流動床による方式を採用することで、反応床を完全混合に近い状態に維持することができ、反応温度を均一に保つことが容易になるとともに、原料が重質化した場合のコーク劣化した芳香族製造触媒を適宜流動床反応器から抜き出すことで、再生を円滑に行うことができる。すなわち、原料との接触によって芳香族製造触媒にコークが付着し、芳香族製造触媒が不活性化するため、流動床反応器内から抜き出された芳香族製造触媒を再生器に移送し、該再生器内にて芳香族製造触媒に付着したコークを外部から供給された空気の存在下に燃焼させて芳香族製造触媒を再生した後、再生された芳香族製造触媒を流動床反応器に移送することが行われる。

特表平３−５０３６５６号公報

しかし、流動床反応器において芳香族製造触媒に付着するコーク量が少ない場合は、再生器内にてコークを燃焼させても、流動床反応器における芳香族製造反応（吸熱反応）に必要な熱を得ることはできない。そのため、流動床反応器に供給する前の原料を、予熱器によってあらかじめ反応温度以上にまで加熱する必要がある。しかし、予熱器による原料の加熱では、流動床反応器に熱を十分に供給できない。また、芳香族製造反応が急激に進行する等によって流動床反応器内の温度が急激に低下した場合に、不足する熱を迅速に供給できない。ただし、再生器内の芳香族製造触媒に芳香族製造反応（吸熱反応）に必要な熱を与えるために、再生器にトーチオイルを注入して、空気で燃焼させ、芳香族製造触媒に熱付けする方法を採用すれば、流動床反応器における芳香族製造反応に必要な熱を十分に供給できる。

また、再生器内にて芳香族製造触媒を再生し、かつ熱付けする場合、高温の水蒸気によって芳香族製造触媒が水熱劣化することがある。ただし、従来のＦＣＣ装置等では、再生器を二段にし、再生器内の再生温度を段階的に高めることによって触媒の劣化を抑えることが行われている。また、一段目の再生器から排出される燃焼ガスの圧力エネルギーをエキスパンダ等で機械エネルギーとして回収することも行われている。しかし、ＦＣＣ装置における再生器を二段とすると、二段目の再生器から排出される燃焼ガスの圧力が一段目よりも低下するため、燃焼ガスの圧力エネルギーをエキスパンダ等で機械エネルギーとして回収することは困難である。そのため、従来のＦＣＣ装置等における技術をそのまま流動床反応器を用いた芳香族製造に適用しても、二段目の再生器から排出される燃焼ガスの圧力エネルギーを有効利用できない。

本発明は、ＦＣＣ装置から得られるＬＣＯ、原油蒸留装置からのナフサおよび直留軽油等を原料にして芳香族炭化水素を製造する連続式流動接触芳香族製造プラントにおいて、効率的に、安定して芳香族炭化水素を製造でき、かつ芳香族製造触媒の劣化を抑えるために熱付け槽を二段にしつつも二段目の熱付け槽から排出される燃焼ガスの圧力エネルギーも有効利用できる運転方法を提供する。

本発明の連続式流動接触芳香族製造プラントの運転方法は、ＦＣＣ装置から得られる分解軽油、該分解軽油を水素化処理したものならびに原油蒸留装置からのナフサおよび直留軽油からなる群から選ばれる１種以上の原料油を、流動床状態にある芳香族製造触媒と接触させて芳香族炭化水素を含む反応生成物を得る流動床反応器と、外部から供給された熱付け用燃料を酸素含有ガスの存在下に燃焼させることによって、前記流動床反応器内から抜き出された前記芳香族製造触媒に熱付けを行う第１の熱付け槽と、前記芳香族製造触媒に付着したコークを酸素含有ガスの存在下に燃焼させることによって、前記第１の熱付け槽にて熱付けされた前記芳香族製造触媒にさらに熱付けを行う第２の熱付け槽と、前記第１の熱付け槽および前記第２の熱付け槽に前記酸素含有ガスを供給する送風手段とを有する連続式流動接触芳香族製造プラントの運転方法であって、前記流動床反応器内の圧力を、０．３ＭＰａＧ〜０．６ＭＰａＧとし、反応器との位置関係にもよるが前記第２の熱付け槽内の圧力を、０．１ＭＰａＧ〜０．８ＭＰａＧとし、前記第１の熱付け槽内の圧力を、前記第２の熱付け槽内の圧力よりも高くし、前記第１の熱付け槽内の温度を、前記第２の熱付け槽内の温度よりも低くし、前記第１の熱付け槽および前記第２の熱付け槽から排出される、前記熱付け用燃料および前記コークの燃焼によって発生した燃焼ガスの圧力エネルギーを、前記送風手段の動力として利用することを特徴とする。

本発明の連続式流動接触芳香族製造プラントの運転方法においては、前記第１の熱付け槽および前記第２の熱付け槽から排出される前記燃焼ガスを第１のエキスパンダおよび第２のエキスパンダにそれぞれ通すことによって、前記燃焼ガスの圧力エネルギーを前記第１のエキスパンダおよび第２のエキスパンダによって機械エネルギーに変換し、該機械エネルギーによって、前記第１のエキスパンダおよび第２のエキスパンダに接続された前記送風手段を駆動させることが好ましい。

本発明の連続式流動接触芳香族製造プラントの運転方法によれば、ＦＣＣ装置から得られるＬＣＯ、原油蒸留装置からのナフサおよび直留軽油等を原料にして芳香族炭化水素を製造する連続式流動接触芳香族製造プラントにおいて、効率的に、安定して芳香族炭化水素を製造でき、かつ芳香族製造触媒の劣化を抑えるために熱付け槽を二段にしつつも二段目の熱付け槽から排出される燃焼ガスの圧力エネルギーも有効利用できる。

連続式流動接触芳香族製造プラントの一例を示す概略構成図である。

図１は、連続式流動接触芳香族製造プラントの一例を示す概略構成図である。連続式流動接触芳香族製造プラント１０は、流動床反応器１２と、第１の熱付け槽１４と、第２の熱付け槽１５と、第１のセパレータ１６と、第２のセパレータ１７と、第１のエキスパンダ１８と、第２のエキスパンダ１９と、第１のエキスパンダ１８および第２のエキスパンダ１９と同軸上に配置されたエアブロア２０（送風手段）と、第１のエキスパンダ１８、第２のエキスパンダ１９およびエアブロア２０にギアボックス２１を介して連結したモータ／発電機２２と、廃熱ボイラ２４と、ＣＯ燃焼ボイラ２５と、末端が流動床反応器１２に接続された触媒ライザ２６と、基端が流動床反応器１２に接続され、末端が第１の熱付け槽１４に接続された第１の傾斜パイプ２８と、芳香族製造触媒を移送可能に第１の熱付け槽１４と第２の熱付け槽１５とを接続する接続部２９と、基端が第２の熱付け槽１５に接続され、末端が触媒ライザ２６の基端に接続された第２の傾斜パイプ３０と、末端が触媒ライザ２６の基端に接続されたフィードパイプ３２と、基端が流動床反応器１２に接続された排出パイプ３４と、末端が第１の熱付け槽１４に接続された燃料パイプ３６と、基端がエアブロア２０に接続され、末端が第１の熱付け槽１４に接続された第１のエアパイプ３８と、第１のエアパイプ３８の途中から分岐し、末端が第２の熱付け槽１５に接続された第２のエアパイプ３９と、基端が第１の熱付け槽１４に接続され、末端が第１のセパレータ１６に接続された第１の排気パイプ４０と、基端が第１のセパレータ１６に接続され、末端が第１のエキスパンダ１８に接続された第２の排気パイプ４２と、基端が第１のエキスパンダ１８に接続され、末端がＣＯ燃焼ボイラ２５に接続された第３の排気パイプ４４と、基端が第２の熱付け槽１５に接続され、末端が第２のセパレータ１７に接続された第４の排気パイプ４６と、基端が第２のセパレータ１７に接続され、末端が第２のエキスパンダ１９に接続された第５の排気パイプ４８と、基端が第２のエキスパンダ１９に接続され、末端が廃熱ボイラ２４に接続された第６の排気パイプ５０と、廃熱ボイラ２４およびＣＯ燃焼ボイラ２５からのガスを装置外に排出する第７の排気パイプ５２とを備える。

流動床反応器１２は、原料油を流動床状態にある芳香族製造触媒と接触させてＢＴＸを多く含む生成油を得るためのものであり、触媒ライザ２６を通って移送された原料油の蒸気および芳香族製造触媒を内部に導入する供給口と、芳香族製造触媒を第１の傾斜パイプ２８へ抜き出す抜出口と、生成油の蒸気と芳香族製造触媒とを分離するサイクロン（図示略）と、サイクロンで分離された生成油の蒸気を排出パイプ３４へ排出する排出口とを備える。

第１の熱付け槽１４は、外部から供給されたエネルギーによって芳香族製造触媒に積極的に熱付けするためのもの、すなわちこれ自体が大きな加熱装置そのものであり、第１の傾斜パイプ２８を通って移送されてきた芳香族製造触媒を内部に導入する供給口と、芳香族製造触媒を接続部２９へ抜き出す抜出口と、燃料パイプ３６を通って外部から供給された熱付け用燃料を内部に導入する供給口と、第１のエアパイプ３８を通って供給された空気（酸素含有ガス）を内部に導入する供給口と、燃焼によって発生した燃焼ガスを第１の排気パイプ４０へ排気する排気口とを備える。

第２の熱付け槽１５は、芳香族製造触媒に付着したコークの燃焼によって芳香族製造触媒に熱付けするためのものであり、接続部２９を通って移送されてきた芳香族製造触媒を内部に導入する供給口と、芳香族製造触媒を第２の傾斜パイプ３０へ抜き出す抜出口と、第２のエアパイプ３９を通って供給された空気（酸素含有ガス）を内部に導入する供給口と、燃焼によって発生した燃焼ガスを第４の排気パイプ４６へ排気する排気口とを備える。

第１のセパレータ１６および第２のセパレータ１７は、燃焼ガスに含まれる芳香族製造触媒の粉末を燃焼ガスから分離するためのものであり、第１のエキスパンダ１８および第２のエキスパンダ１９へ送られる燃焼ガス中に芳香族製造触媒の粉末が同伴し、芳香族製造触媒によって第１のエキスパンダ１８および第２のエキスパンダ１９のタービンが摩耗することを抑える。

第１のエキスパンダ１８および第２のエキスパンダ１９は、吸入側の燃焼ガスの圧力と排出側の圧力（大気圧）との差圧を利用するものであり、内部を通過する燃焼ガスでタービンを回転させることによって、燃焼ガスの圧力エネルギーを回転力エネルギー（機械エネルギー）に変換、回収するものである。

エアブロア２０は、第１のエキスパンダ１８、第２のエキスパンダ１９およびまたはモータ／発電機２２からの回転力エネルギーを動力としてロータを回転させ、空気を送り出すものである。エアブロア２０としては、遠心式、軸流式等が挙げられる。

廃熱ボイラ２４は、第２の熱付け槽１５から排出され、第２のエキスパンダ１９を通過してきた、主としてＣＯ_２を含む高温の燃焼ガスによって水を加熱し、水蒸気を発生させることによって、燃焼ガスの熱エネルギーを回収するものである。

ＣＯ燃焼ボイラ２５は、第１の熱付け槽１４から排出され、第１のエキスパンダ１８を通過してきた、主としてＣＯおよびＣＯ_２を含む燃焼ガスを補助燃料とともに燃焼させることによって、燃焼ガスに含まれるＣＯを低減させるものである。

触媒ライザ２６は、垂直方向に延びるパイプ状のものであり、第２の傾斜パイプ３０を通って移送された芳香族製造触媒を内部に導入する供給口と、フィードパイプ３２を通って供給された原料油を内部に導入する供給口とを備える。

図１の連続式流動接触芳香族製造プラント１０の運転は、例えば、以下のように行われる。
フィードパイプ３２の途中に設けられた予熱器（図示略）によってあらかじめ加熱された原料油を、フィードパイプ３２から触媒ライザ２６に連続的に導入する。これと同時に、第１の熱付け槽１４および第２の熱付け槽１５にて熱付けされた芳香族製造触媒を、第２の傾斜パイプ３０から触媒ライザ２６に連続的に導入し、触媒ライザ２６を上昇する原料油の蒸気を移送媒体として、流動床反応器１２へ移送する。

触媒ライザ２６から流動床反応器１２に原料油の蒸気とともに連続的に導入された芳香族製造触媒は、原料油の蒸気によって流動床状態となる。流動床状態にて原料油の蒸気と芳香族製造触媒とが接触し、ＢＴＸを多く含む生成油の蒸気が得られる。生成油の蒸気と芳香族製造触媒とを、サイクロンによって分離し、生成油の蒸気を排出パイプ３４へ連続的に排出し、排出パイプ３４を通って後段の蒸留塔（図示略）等へ移送する。原料油の蒸気との接触によってコークが付着し、部分的に不活性化した芳香族製造触媒の一部を、流動床反応器１２から第１の傾斜パイプ２８へ連続的に抜き出す。

燃料パイプ３６を通って外部から供給された熱付け用燃料を、第１のエアパイプ３８を通ってエアブロア２０から供給された空気（酸素含有ガス）の存在下に燃焼させることによって、第１の傾斜パイプ２８から第１の熱付け槽１４に連続的に導入された芳香族製造触媒に連続的に熱付けする。この際、後述するように第１の熱付け槽１４内の温度は、第２の熱付け槽１５内の温度よりも低くされているため、芳香族製造触媒に付着したコークは燃焼しにくく、コークよりも熱付け用燃料が優先的に燃焼する。燃焼によって発生した燃焼ガスを、第１の排気パイプ４０へ連続的に排気する。熱付けされた芳香族製造触媒を、第１の熱付け槽１４から接続部２９へ連続的に抜き出し、第１の熱付け槽１４内の圧力よりも内部の圧力が低くされた第２の熱付け槽１５に移送する。

第２のエアパイプ３９を通ってエアブロア２０から供給された空気（酸素含有ガス）の存在下に、芳香族製造触媒に付着したコークを燃焼させることによって、第１の熱付け槽１４から第２の熱付け槽１５に連続的に導入された芳香族製造触媒にさらに熱付けする。また、熱付け時には、芳香族製造触媒に付着したコークも燃焼するため、芳香族製造触媒の再生も行われる。燃焼によって発生した燃焼ガスを、第４の排気パイプ４６へ連続的に排気する。熱付けされた芳香族製造触媒を、第２の熱付け槽１５から第２の傾斜パイプ３０へ連続的に抜き出し、第２の傾斜パイプ３０から触媒ライザ２６に再び導入する。このように、芳香族製造触媒は、流動床反応器１２と、第１の熱付け槽１４および第２の熱付け槽１５との間を絶えず循環している。

第１の熱付け槽１４から第１の排気パイプ４０へ排気された燃焼ガスを第１のセパレータ１６に導入し、第１のセパレータ１６にて燃焼ガスから芳香族製造触媒の粉末を分離する。第１のセパレータ１６を通過し、第２の排気パイプ４２を経て第１のエキスパンダ１８に連続的に導入された燃焼ガスによって、第１のエキスパンダ１８のタービンを回転させ、燃焼ガスの圧力エネルギーを回転力エネルギー（機械エネルギー）に変換、回収する。第１のエキスパンダ１８を通過し、第３の排気パイプ４４を経てＣＯ燃焼ボイラ２５に連続的に導入された、主としてＣＯおよびＣＯ_２を含む燃焼ガスを補助燃料とともに燃焼させることによって、燃焼ガスに含まれるＣＯを低減させた後、ＣＯ燃焼ボイラ２５からのガスを第７の排気パイプ５２を経て装置外に排出する。

第２の熱付け槽１５から第４の排気パイプ４６へ排気された燃焼ガスを第２のセパレータ１７に導入し、第２のセパレータ１７にて燃焼ガスから芳香族製造触媒の粉末を分離する。第２のセパレータ１７を通過し、第５の排気パイプ４８を経て第２のエキスパンダ１９に連続的に導入された燃焼ガスによって、第２のエキスパンダ１９のタービンを回転させ、燃焼ガスの圧力エネルギーを回転力エネルギー（機械エネルギー）に変換、回収する。第２のエキスパンダ１９を通過し、第６の排気パイプ５０を経て廃熱ボイラ２４に導入された燃焼ガスから熱エネルギーを回収した後、ガスを第７の排気パイプ５２を経て装置外に排出する。

第１の熱付け槽１４および第２の熱付け槽１５への空気の供給は、以下のように行う。
連続式流動接触芳香族製造プラント１０の運転開始時には、モータ／発電機２２のモータを駆動させ、モータの回転力エネルギーによってモータ／発電機２２にギアボックス２１を介して連結したエアブロア２０を駆動させ、空気を、第１のエアパイプ３８および第２のエアパイプ３９に送り出し、第１のエアパイプ３８から第１の熱付け槽１４へ供給し、第２のエアパイプ３９から第２の熱付け槽１５へ供給する。

連続式流動接触芳香族製造プラント１０の通常運転時には、第１のエキスパンダ１８および第２のエキスパンダ１９にて燃焼ガスの圧力エネルギーから変換、回収された回転力エネルギーによって、第１のエキスパンダ１８および第２のエキスパンダ１９と同軸上に配置されたエアブロア２０を駆動させ、空気を、第１のエアパイプ３８および第２のエアパイプ３９に送り出し、第１のエアパイプ３８から第１の熱付け槽１４へ供給し、第２のエアパイプ３９から第２の熱付け槽１５へ供給する。第１のエキスパンダ１８および第２のエキスパンダ１９からの回転力エネルギーだけではエアブロア２０の動力が不足する場合は、モータ／発電機２２のモータを駆動させ、モータの回転力エネルギーによって動力を補う。第１のエキスパンダ１８および第２のエキスパンダ１９から余剰の回転力エネルギーが発生する場合は、モータ／発電機２２の発電機を駆動させ、余剰の回転力エネルギーを電力エネルギーとして回収する。

原料油としては、ＦＣＣ装置から得られるＬＣＯ、該ＬＣＯを水素化処理したものならびに原油蒸留装置からのナフサおよび直留軽油等からなる群から選ばれる１種以上を用いる。これら原料油を用いた場合、該原料油と芳香族製造触媒とが接触した際に芳香族製造触媒に付着するコーク量は流動床反応器に必要な熱量を当該コーク燃焼によって供給する量としては必ずしも十分ではない。また、これら原料油の芳香族製造反応を行う際の反応系の圧力はＦＣＣ装置に比べて高くなる。よって、これら原料油から芳香族炭化水素を含む生成油を効率的に、かつ安定して製造するためには、本発明の運転方法が有効となる。

芳香族製造触媒は、結晶性アルミノシリケートを含むものである。
芳香族製造触媒における結晶性アルミノシリケートの含有量は、特に限定されないが、芳香族製造触媒全体を１００質量％とした場合、１０〜９５質量％が好ましく、２０〜８０質量％がより好ましく、２５〜７０質量％がさらに好ましい。結晶性アルミノシリケートの含有量が１０質量％以上かつ９５質量％以下であれば、充分に高い触媒活性が得られる。

結晶性アルミノシリケートとしては、特に限定されないが、例えば、中孔径ゼオライトであるＭＦＩ、ＭＥＬ、ＴＯＮ、ＭＴＴ、ＭＲＥ、ＦＥＲ、ＡＥＬ、ＥＵＯタイプのゼオライトが好ましく、単環芳香族の収率がより高くなることから、ペンタジル型ゼオライトがより好ましく、ＭＦＩタイプおよび／またはＭＥＬタイプの結晶構造体が特に好ましい。ＭＦＩタイプ、ＭＥＬタイプ等の結晶性アルミノシリケートは、ＴｈｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅＣｏｍｍｉｓｓｉｏｎｏｆｔｈｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＺｅｏｌｉｔｅＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎにより公表された種類の公知ゼオライト構造型に属する（ＡｔｌａｓｏｆＺｅｏｌｉｔｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅＴｙｐｅｓ，Ｗ．Ｍ．ＭｅｉｙｅｒａｎｄＤ．Ｈ．Ｏｌｓｏｎ（１９７８）．ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｂｙＰｏｌｙｃｒｙｓｔａｌＢｏｏｋＳｅｒｖｉｃｅ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ，ＵＳＡ）。

結晶性アルミノシリケートとしては、ガリウムおよび／または亜鉛とリンを含むものが好ましい。ガリウムおよび／または亜鉛を含むことにより、より効率的にＢＴＸを製造できると同時に、炭素数３〜６の非芳香族炭化水素の副生を大幅に抑制できる。また、リンを坦持することにより触媒の水熱劣化を抑制することが可能となる。
ガリウムおよび／または亜鉛を含む結晶性アルミノシリケートとしては、結晶性アルミノシリケートの格子骨格内にガリウムおよび／または亜鉛が組み込まれたもの（結晶性アルミノガロシリケートおよび／または結晶性アルミノジンコシリケート）、結晶性アルミノシリケートにガリウムおよび／または亜鉛を担持したもの（ガリウム坦持結晶性アルミノシリケートおよび／または亜鉛坦持結晶性アルミノシリケート）、その両方を含んだものが挙げられる。

ガリウム担持結晶性アルミノシリケートはおよび／または亜鉛坦持結晶性アルミノシリケートは、結晶性アルミノシリケートにガリウムおよび／または亜鉛をイオン交換法、含浸法等の公知の方法によって担持したものである。この際に用いるガリウム源および／または亜鉛源としては、特に限定されないが、硝酸ガリウム、塩化ガリウム等のガリウム塩、酸化ガリウム、硝酸亜鉛、塩化亜鉛等の亜鉛塩、酸化亜鉛等が挙げられる。

結晶性アルミノガロシリケートおよび／または結晶性アルミノジンコシリケートは、ＳｉＯ_４、ＡｌＯ_４およびＧａＯ_４／ＺｎＯ_４構造が骨格中において四面体配位をとる構造のものである。結晶性アルミノガロシリケートおよび／または結晶性アルミノジンコシリケートは、水熱合成によるゲル結晶化、結晶性アルミノシリケートの格子骨格中にガリウムおよび／または亜鉛を挿入する方法、または結晶性ガロシリケートおよび／または結晶性ジンコシリケートの格子骨格中にアルミニウムを挿入する方法で得ることができる。

熱付け用燃料としては、芳香族製造触媒に付着したコーク以外の燃料であって、外部から供給された燃料（いわゆるトーチオイル）、例えば、連続式流動接触芳香族製造プラント１０で得られた生成油の蒸留塔底油等が挙げられ、特に芳香族製造触媒の水蒸気による劣化の問題を回避するという点から、水素原子に対する炭素原子の比率（Ｃ／Ｈ）が比較的大きい蒸留塔底油が好ましい。
酸素含有ガスとしては、空気、純酸素等が挙げられ、経済的な観点から、空気が好ましい。

予熱器（図示略）による原料油の加熱温度は、流動床反応器１２内での芳香族製造反応に必要な熱は熱付けされた芳香族製造触媒によって供給される点から、流動床反応器１２内の反応温度未満であればよく、１５０〜３５０℃が好ましい。

流動床反応器１２内の圧力は、０．３ＭＰａＧ〜０．６ＭＰａＧであり、０．３ＭＰａＧ〜０．５ＭＰａＧが好ましく、０．３ＭＰａＧ〜０．４ＭＰａＧがより好ましい。流動床反応器１２内の圧力が０．３ＭＰａＧ以上であれば、ＢＴＸを効率的に製造できる。ただし、流動床反応器１２内の圧力が０．６ＭＰａＧを超えると、第１の熱付け槽１４および第２の熱付け槽１５からの燃焼ガスの圧力も高くなりすぎるため、燃焼ガスの高い圧力に耐え得るように第１のエキスパンダ１８および第２のエキスパンダ１９の設計を見直す必要があり、その結果、第１のエキスパンダ１８および第２のエキスパンダ１９が特殊なものとなってプラントのコスト増につながる。また、流動床反応器１２内の圧力が０．６ＭＰａＧを超えると、ＢＴＸの収率も低下する。

流動床反応器１２内の反応温度は、３５０〜７００℃が好ましく、５２０〜６００℃がより好ましい。反応温度が３５０℃以上であれば、芳香族製造触媒の活性が十分となる。反応温度が７００℃以下であれば、過度の分解反応が抑制される。

流動床反応器１２内における原料油と芳香族製造触媒との接触時間は、下限としては５秒が好ましく、１０秒がより好ましく、１５秒がさらに好ましい。一方上限としては３００秒が好ましく、１５０秒がより好ましく、１００秒がさらに好ましい。接触時間が５秒以上であれば、芳香族製造反応が十分に進行する。接触時間が３００秒以下であれば、分解によって副生する軽質ガスの量を抑制できる。

流動床反応器１２内から抜き出される芳香族製造触媒の量（循環量）は、流動床反応器１２に供給される原料油１トンあたり５〜３０トンが好ましく、これは全体の熱バランスとも関連し決められるものである。

第１の熱付け槽１４内の圧力は、第１の熱付け槽１４が第２の熱付け槽１５より低い位置に置かれる場合、熱付けされた芳香族製造触媒を第２の熱付け槽１５へ移送する点から、第２の熱付け槽１５内の圧力よりも高くする。第１の熱付け槽１４内の圧力は、第２の熱付け槽１５の圧力より０．１０ＭＰａ程度高いことが好ましく、０．２ＭＰａ〜０．９ＭＰａ高いことがより好ましい。
第１の熱付け槽１４内の圧力は、エアブロア２０からの空気の量や排気パイプの途中に設けられた調整弁によって調整される。

第１の熱付け槽１４内の温度は、流動床反応器１２内での芳香族製造反応に必要な熱は熱付けされた芳香族製造触媒によって供給される点から、流動床反応器１２内の反応温度以上が好ましい。また、第１の熱付け槽１４内の温度は、熱付け用燃料の燃焼によって発生する高温の水蒸気による芳香族製造触媒の水熱劣化を抑える点から、第２の熱付け槽１５内の温度よりも低くする。具体的には、６５０℃以下が好ましく、６３０℃以下がより好ましい。

第１の熱付け槽１４への熱付け用燃料（蒸留塔底油の場合）の供給量は、流動床反応器１２に供給される原料油１トンあたり０．００５〜０．０８トンが好ましく、これはコーク生成量と全体の熱バランスから決まる。

第２の熱付け槽１５内の圧力は、０．１ＭＰａＧ〜０．８ＭＰａＧであり、０．２ＭＰａＧ〜０．７ＭＰａＧが好ましく、０．３ＭＰａＧ〜０．６ＭＰａＧがより好ましい。第２の熱付け槽１５内の圧力が０．１ＭＰａＧ以上であれば、第２のエキスパンダ１９にて燃焼ガスの圧力エネルギーを回転力エネルギー（機械エネルギー）として効率よく回収できる。ただし、第２の熱付け槽１５内の圧力が０．８ＭＰａＧを超えると、経済的な面で好ましくない。

第２の熱付け槽１５内の温度は、流動床反応器１２内での芳香族製造反応に必要な熱は熱付けされた芳香族製造触媒によって供給される点から、流動床反応器１２内の反応温度以上が好ましく、５００〜８００℃が好ましく、６００〜７００℃がより好ましい。

以上説明した本発明の連続式流動接触芳香族製造プラントの運転方法にあっては、流動床反応器内から抜き出された芳香族製造触媒を、外部から供給された熱付け用燃料を酸素含有ガスの存在下に燃焼させることによって、熱付け槽にて熱付けしているため、芳香族製造触媒に付着したコークの燃焼による熱だけではなく、外部から供給された熱付け用燃料によって積極的に熱付けされた芳香族製造触媒によって効率よく、かつ安定的に流動床反応器内での芳香族製造反応（吸熱反応）に必要な熱を十分に補うことができる。そのため、芳香族製造触媒と接触した際に芳香族製造触媒に付着するコーク量が必ずしも十分ではない原料油（ＬＣＯ等）を原料に用いているにもかかわらず、効率的に、かつ安定してＢＴＸを製造できる。

また、以上説明した本発明の連続式流動接触芳香族製造プラントの運転方法にあっては、熱付け槽を二段にし、熱付け槽内の熱付け温度を段階的に高めているため、芳香族製造触媒の劣化（活性低下）を抑えることができ、芳香族製造触媒の熱付け（および再生）を安定的に行うことができる。
また、連続式流動接触芳香族製造プラントにおける芳香族製造反応は、ＦＣＣ装置（０．１５ＭＰａＧ〜０．２ＭＰａＧ）に比較して高い圧力（０．３ＭＰａＧ〜０．６ＭＰａＧ）で行われるため、第２の熱付け槽から排出される燃焼ガスの圧力も十分に高くなる。そのため、第２の熱付け槽から排出される燃焼ガスの圧力エネルギーもエキスパンダ等で機械エネルギーとして回収できる。ちなみに、ＦＣＣ装置における再生器を二段としても、二段目の再生器から排出される燃焼ガスの圧力は０．１ＭＰａＧ〜０．１５ＭＰａＧの低圧であるため、燃焼ガスの圧力エネルギーをエキスパンダ等で機械エネルギーとして回収することは困難である。

また、以上説明した本発明の連続式流動接触芳香族製造プラントの運転方法にあっては、第１の熱付け槽および第２の熱付け槽から排出される、熱付け用燃料やコークの燃焼によって発生した燃焼ガスの圧力エネルギーを、送風手段の動力として利用しているため、送風手段の動力が不足することがなく、多量の空気を安定して第１の熱付け槽および第２の熱付け槽に供給できる。そのため、第１の熱付け槽および第２の熱付け槽にて再生された芳香族製造触媒を流動床反応器に安定して移送でき、効率的に、かつ安定してＢＴＸを製造できる。特に、連続式流動接触芳香族製造プラントにおける芳香族製造反応は、ＦＣＣ（０．１５ＭＰａＧ〜０．２ＭＰａＧ）に比較して高い圧力（０．３ＭＰａＧ〜０．６ＭＰａＧ）で行われるため、第１の熱付け槽および第２の熱付け槽から排出される燃焼ガスの圧力エネルギーも十分に高くなり、この高い圧力エネルギーを回収することによって、反応系を高圧下にする（第１の熱付け槽および第２の熱付け槽に空気をより多量に供給する）ことに伴う動力増大を十分に低減できる。

以下、実施例を示す。
〔実施例１〕
図１に示す構成の連続式流動接触芳香族製造プラント１０を用い、下記の運転条件にてＢＴＸの製造を行い、このデータをもとにＢＴＸの製造量等を計算で求めた。

（運転条件）
予熱器（図示略）による原料油の加熱温度：２００℃、
触媒ライザ２６への原料油（蒸気）の供給量：１トン／ｈｒ、
流動床反応器１２内の圧力：０．３ＭＰａＧ、
流動床反応器１２内の反応温度：５６０℃、
流動床反応器１２内における原料油と芳香族製造触媒と接触時間：１８秒、
第１の熱付け槽１４内の圧力：０．３５ＭＰａＧ、
第１の熱付け槽１４内の温度：６５０℃、
第１の熱付け槽１４への熱付け用燃料の供給量：０．０１６トン／原料油１トン、
第１の熱付け槽１４への空気の供給量：０．４１トン／原料油１トン、
第２の熱付け槽１５内の圧力：０．２５ＭＰａＧ、
第２の熱付け槽１５内の温度：６８０℃、
第２の熱付け槽１５への空気の供給量：０．１７トン／原料油１トン、
芳香族製造触媒の循環量：１７．３トン／原料油１トン、

なお、原料油としては、ＬＣＯを用いた。
熱付け用燃料（トーチオイル）としては、生成油の蒸留塔底油を用いた。
芳香族製造触媒としては、格子骨格内にガリウムが組み込まれたＭＦＩタイプのゼオライト（粒子寸法：約０．３μｍ）を含む芳香族製造触媒を用いた。

運転中、第１の熱付け槽１４および第２の熱付け槽１５で熱付けされた芳香族製造触媒によって効率よく熱を流動床反応器１２に供給でき、流動床反応器１２内の温度が大きく変動することはなく、安定して生成油を得ることができた。生成油に含まれるＢＴＸの量は、３５質量％であった。
また、連続式流動接触芳香族製造プラント１０の通常運転時には、第１のエキスパンダ１８および第２のエキスパンダ１９にて燃焼ガスの圧力エネルギーから変換、回収された回転力エネルギーのみでエアブロア２０を駆動させることができ、かつ十分な量の空気を効率よく、安定して第１の熱付け槽１４および第２の熱付け槽１５に供給できた。

本発明は、ＦＣＣ装置から得られるＬＣＯおよび原油蒸留装置からのナフサ等を原料にした芳香族炭化水素の製造に有用である。

１０連続式流動接触芳香族製造プラント
１２流動床反応器
１４第１の熱付け槽
１５第２の熱付け槽
１８第１のエキスパンダ
１９第２のエキスパンダ
２０エアブロア（送風手段）

Claims

流動接触分解装置から得られる分解軽油、該分解軽油を水素化処理したものならびに原油蒸留装置からのナフサおよび直留軽油からなる群から選ばれる１種以上の原料油を、流動床状態にある芳香族製造触媒と接触させて芳香族炭化水素を含む反応生成物を得る流動床反応器と、
外部から供給された熱付け用燃料を酸素含有ガスの存在下に燃焼させることによって、前記流動床反応器内から抜き出された前記芳香族製造触媒に熱付けを行う第１の熱付け槽と、
前記芳香族製造触媒に付着したコークを酸素含有ガスの存在下に燃焼させることによって、前記第１の熱付け槽にて熱付けされた前記芳香族製造触媒にさらに熱付けを行う第２の熱付け槽と、
前記第１の熱付け槽および前記第２の熱付け槽に前記酸素含有ガスを供給する送風手段とを有する連続式流動接触芳香族製造プラントの運転方法であって、
前記流動床反応器内の圧力を、０．３ＭＰａＧ〜０．６ＭＰａＧとし、
前記第２の熱付け槽内の圧力を、０．１ＭＰａＧ〜０．８ＭＰａＧとし、
前記第１の熱付け槽内の圧力を、前記第２の熱付け槽内の圧力よりも高くし、
前記第１の熱付け槽内の温度を、前記第２の熱付け槽内の温度よりも低くし、
前記第１の熱付け槽および前記第２の熱付け槽から排出される、前記熱付け用燃料および前記コークの燃焼によって発生した燃焼ガスの圧力エネルギーを、前記送風手段の動力として利用することを特徴とする連続式流動接触芳香族製造プラントの運転方法。
前記第１の熱付け槽および前記第２の熱付け槽から排出される前記燃焼ガスを第１のエキスパンダおよび第２のエキスパンダにそれぞれ通すことによって、前記燃焼ガスの圧力エネルギーを前記第１のエキスパンダおよび第２のエキスパンダによって機械エネルギーに変換し、
該機械エネルギーによって、前記第１のエキスパンダおよび第２のエキスパンダに接続された前記送風手段を駆動させる、請求項１に記載の連続式流動接触芳香族製造プラントの運転方法。