JP6101952B2 - 同伴触媒粒子をガスから除去するための装置 - Google Patents

同伴触媒粒子をガスから除去するための装置 Download PDF

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Description

[0001]本発明は、同伴触媒粒子をガスから除去するための装置に関し、この場合、ガスは蒸気を含む。石油精製業および化学工業では、油を更に精製された炭化水素、例えばガソリンまたはディーゼル燃料に処理するために、小さい触媒粒子が流動触媒分解システムにおいて使用される。触媒粒子は、反応容器内でこの油と共に流動層状態で懸濁され、反応容器において、油がその更に精製された炭化水素成分へ分解される。しばらくして、触媒粒子は、触媒粒子の触媒効果を低下させるコークス状物質などのファウラント（ｆｏｕｌａｎｔ）で汚染されるようになる。触媒粒子は、その後、それらを再使用できる前に再生されなければならない。汚染された触媒粒子が再生容器へ移されてもよく、この再生容器では、汚染された触媒粒子が高温ガス、例えば高温空気の流動層中に浮遊されるとともに、ファウラントが熱せられて触媒粒子から除去される。再生された触媒粒子は、その後、再使用のために反応容器へ戻されてもよい。触媒製造産業を含む他の産業も同様に、触媒粒子をガス中に流動層状態で浮遊させることを伴う。これらの環境の全てにおいては、ガスおよび同伴触媒粒子の一部が流動層から引き出されてもよく、また、本発明を具現化する装置にしたがって同伴触媒粒子がガスから除去されてもよい。ガスは、その後、例えば更なる処理のためにあるいは排ガスとして排出され、一方、触媒粒子は、例えば工業目的で使用するために収集されてもよい。
[0002]本発明の１つの態様によれば、触媒粒子をガスから除去するための装置は、圧力容器と、フィルタアセンブリと、ディップ脚とを備えてもよい。圧力容器は下側領域と上側領域とを有してもよい。下側領域は、触媒粒子がガス中に浮遊して成る流動層を収容するように配置されてもよく、また、上側領域は、流動層から洗浄分離（ｅｌｕｔｒｉａｔｅ）されるあるいは分散されるガスおよび同伴触媒粒子を受けるように配置されてもよい。圧力容器は、流動層を収容する下側領域へガスを供給するためのガス入口を含んでもよい。フィルタアセンブリは、流動層から分散されるガスおよび同伴触媒粒子を受けるために圧力容器に接続されてもよい。フィルタアセンブリは、入口と、第１および第２の出口と、透過性のフィルタ媒体とを含んでもよい。フィルタ媒体は、供給側と、該供給側からフィルタ媒体によって分離される濾過物側とを有してもよい。フィルタアセンブリは、供給側からフィルタ媒体を通って濾過物側へ向かう入口と第１の出口の間の第１の流路を規定してもよい。ガスが透過性のフィルタ媒体を通じて第１の流路に沿って移動すると、フィルタ媒体は、同伴触媒粒子の大部分またはほぼ全てをガスから除去し、それにより、濾過されたガスがフィルタ媒体の濾過物側に残るとともに、触媒粒子がフィルタ媒体の供給側に残る。また、フィルタアセンブリは、フィルタ媒体の供給側に接線方向で沿う入口と第２の出口の間の第２の流路を規定してもよい。ガスおよび同伴触媒粒子が第２の流路に沿って移動すると、触媒粒子がフィルタ媒体の供給側を掻き落とし、それにより、ファウラントが供給側に蓄積してフィルタ媒体を塞ぐことが防止される。ディップ脚は入口と出口と有してもよく、フィルタアセンブリの第２の出口がディップ脚の入口に流体的に接続されてもよい。
[0003]本発明の別の態様によれば、触媒粒子をガスから除去するための装置は、再生容器と、フィルタアセンブリと、ディップ脚とを備えてもよい。再生容器は下側領域と上側領域とを有してもよい。下側領域は、触媒粒子がガス中に浮遊して成る流動層を収容するように配置されてもよく、また、上側領域は、流動層から分散されるガスおよび同伴触媒粒子を受けるように配置されてもよい。再生容器は、流動層を収容する下側領域へガスを供給するためのガス入口と、下側領域内の再生触媒粒子出口と、上側領域内の濾過ガス出口とを含んでもよい。フィルタアセンブリは、流動層から分散されるガスおよび同伴触媒粒子を受けるために再生容器の上側領域内で支持されてもよい。フィルタアセンブリは、入口と、第１および第２の出口と、透過性のフィルタ媒体とを含んでもよい。フィルタ媒体は、供給側と、該供給側からフィルタ媒体によって分離される濾過物側とを有してもよい。フィルタアセンブリは、供給側からフィルタ媒体を通って濾過物側へ向かう入口と第１の出口の間の第１の流路を規定してもよい。ガスが透過性のフィルタ媒体を通じて第１の流路に沿って移動すると、フィルタ媒体は、同伴触媒粒子の大部分またはほぼ全てをガスから除去し、それにより、濾過されたガスがフィルタ媒体の濾過物側に残るとともに、触媒粒子がフィルタ媒体の供給側に残る。フィルタアセンブリの第１の出口が再生容器の濾過ガス出口と流体連通してもよく、それにより、フィルタ媒体の濾過物側の濾過されたガスは、フィルタアセンブリおよび再生容器から抜け出ることができる。また、フィルタアセンブリは、フィルタ媒体の供給側に接線方向で沿う入口と第２の出口の間の第２の流路を規定してもよい。ガスおよび同伴触媒粒子が第２の流路に沿って移動すると、触媒粒子がフィルタ媒体の供給側を掻き落とし、それにより、ファウラントが供給側に蓄積してフィルタ媒体を塞ぐことが防止される。ディップ脚は、フィルタアセンブリよりも下側で再生容器内に支持されてもよく、また、入口と出口と有してもよい。ディップ脚の入口は、フィルタアセンブリの第２の出口に流体的に接続されてもよい。ディップ脚の出口は、流動層を収容する再生容器の下側領域へ触媒粒子を排出するように配置されてもよい。
[0004]本発明を具現化する装置は、多くの有利な特徴を有する。例えば、フィルタアセンブリ内の第１の流路に沿ってガスを方向付けるとともに、フィルタ媒体を通じてガスおよび同伴触媒粒子を濾過することにより、微粒子を含む同伴触媒粒子の非常に多くの部分を効果的にかつ効率的にガスから除去することができる。その結果、パイプ、バルブ、熱交換器、精留塔、電力回収機器などのフィルタ媒体の下流側にある構成要素がより確実に機能する。これは、濾過されたガスが、下流側の構成要素を汚染するあるいは擦り減らす触媒粒子を有するとしても、僅かしか有さないからである。濾過されたガスのどのような放出も極めて僅かな触媒粒子しか有さないため、環境がより良好に保護される。例えば、濾過されたガスの放出は、約１５ｍｇ／Ｎｍ３以下、１０ｍｇ／Ｎｍ３以下または５ｍｇ／Ｎｍ３以下または更には２ｍｇ／Ｎｍ３以下程度の低い粒子負荷を有し得る。ここで、Ｎｍ３は、ガスの標準立方メートル、すなわち、０℃および１．０１３２５ｂａｒ絶対圧でのガスの立方メートルである。更に、触媒粒子を第２の流路フィルタ媒体の供給側に沿って方向付けてフィルタ媒体の供給側を連続的に掻き落とすことにより、フィルタ媒体は、供給側の粒子負荷が極めて高いときであっても、長期にわたって清浄で非常に有効なままである。
ガスから同伴粒子を除去するための装置の一実施形態の典型的な図である。 ガスから同伴粒子を除去するための装置の他の実施形態の典型的な図である。
発明の実施形態の説明
[0007]蒸気を含むガスから同伴触媒粒子を除去するための多くの異なる装置が本発明を具現化してもよい。多くの例のうちの１つでは、図１に示されるように、装置１０は、下側領域１２と上側領域１３とを有する圧力容器１１を含んでもよい。下側領域１２は、ガス中に触媒粒子が浮遊する流動層１４を収容するように配置されてもよい。上側領域１３は、流動層１４から洗浄分離されるあるいは分散されるガスおよび同伴触媒粒子を受けるように配置されてもよい。装置１０は、フィルタアセンブリ１５とディップ脚またはディップチューブ１６とを含んでもよい。フィルタアセンブリ１５は透過性のフィルタ媒体１７を含み、フィルタ媒体１７は、供給側１８と、フィルタ媒体１７によって供給側１８から分離される濾過物側１９とを有する。流動層１０から分散されるガスおよび同伴触媒粒子は、圧力容器内の圧力によってあるいはブロワ、ファン、または、コンプレッサ（図示せず）によって、フィルタアセンブリ１５内へ推し進められてもよい。フィルタアセンブリ１５内では、フィルタ媒体１７がガスから同伴触媒粒子を濾過し、それにより、触媒粒子が供給側１８に残るとともに、濾過されたガスが濾過物側１９に残る。濾過されたガスはフィルタアセンブリ１５から排出されてもよく、また、ディップ脚１７は、触媒粒子をフィルタ媒体１７から離れるように案内してもよい。
[0008]圧力容器は任意の多くの方法で構成されてもよい。例えば、圧力容器は単壁容器または多壁容器であってもよく、その場合、圧力容器が単一の区画室またはチャンバを有してもよく、あるいは、圧力容器が複数の区画室を有してもよく、この場合、圧力容器が任意の幾つかの機能を果たしてもよく、例えば、圧力容器は、化学反応容器、再生容器、ガス化容器、あるいは、焼成容器または活性化容器であってもよく、また、圧力容器が任意の多種多様な形状およびサイズを有してもよい。多くの実施形態において、圧力容器１１は、略円筒形であってもよく、非常に大きくてもよい。例えば、直径は、約５フィートまたは１０フィートまたは２０フィートあるいはそれ以上であってもよく、また、高さは、約１５フィートまたは３０フィートまたは５０フィートあるいはそれ以上であってもよい。また、圧力容器は、約５ｐｓｉｇ以下〜約１２００ｐｓｉｇ以上の範囲内の動作圧と、約７０°Ｆ以下〜１８００°Ｆ以上の範囲内、例えば約５５０°Ｆ以下〜１４００°Ｆ以上の範囲内の動作温度とに耐えるのに十分な構造的完全性を有してもよい。
[0009]圧力容器は、任意の数の入口ポートおよび出口ポートを有してもよい。例えば、圧力容器１１は、ガスを圧力容器１１に、例えば流動層１４付近の下側領域１２に供給するためのガス入口２０を含んでもよい。ガス供給源２１がガス入口２０を介して圧力容器１１に接続されてもよく、また、ガス供給源は、例えば流動層１４を形成するおよび／または維持するために、任意の様々なガス、例えば空気を、任意の望ましい動作温度および圧力で圧力容器１１内へ方向付けてもよい。圧力容器１１は、任意の様々な供給源から触媒粒子を圧力容器１１に、例えば流動層１４付近の下側領域１２に供給するための触媒粒子入口２２を更に含んでもよい。図１の実施形態では、圧力容器１１が再生容器であってもよく、また、触媒粒子は、流動触媒分解反応器（図示せず）から触媒粒子入口２２を介して再生容器に供給される汚染された触媒粒子であってもよい。また、圧力容器１１は、例えば更なる処理のため、使用のため、あるいは、廃棄のために、触媒粒子を圧力容器１１から排出するための触媒粒子出口２３を含んでもよい。図示の実施形態では、汚染された触媒粒子が流動層１４中で再生されてもよく、また、触媒粒子出口２３が流動層１４付近の下側領域１２で再生容器１１内に配置されてもよい。再生された触媒粒子は、再使用のため、再生容器１１から触媒粒子出口２３を介して元の反応器へ方向付けられてもよい。また、多くの実施形態においては、フィルタアセンブリ１５が圧力容器１１内に配置されてもよい。フィルタアセンブリ１５は、様々な方法で圧力容器１１の内部で支持されてもよい。例えば、フィルタアセンブリ１５は、流動層１４よりも上側の圧力容器１１内、例えば上側領域１３内で、例えば図１に示されるように、流動層１４から分散されるガス中および同伴触媒粒子中に配置されてもよい。このとき、圧力容器１１は、フィルタ媒体１７によって濾過されたガスを例えば更なる処理または使用のためあるいは排ガスとして圧力容器１１から排出するための濾過ガス出口２４を含んでもよい。
[0010]透過性のフィルタ媒体１７は、任意の多くの方法で構成されてもよい。例えば、フィルタ媒体は、多種多様な構造に形成されあるいは組み込まれてもよい。多いが全てではない実施形態において、フィルタ媒体は、フィルタ媒体１７を含む円筒壁３１と両端３２，３３とをそれぞれが有する複数の中空の長尺なフィルタチューブ３０として形成されてもよい。多くの実施形態において、供給側１８がフィルタチューブ３０の内側であってもよく、また、濾過物側１９がフィルタチューブ３０の外側であってもよく、また、両端３２，３３が開放端であってもよい。フィルタチューブの長さは、約４インチ以下〜約２４０インチ以上、または、約１０インチ以下〜約１００インチ以上、または、約１５インチ以下〜約６０インチ以上の範囲内、例えば、約２５インチであってもよい。フィルタチューブの内径（ＩＤ）は、約０．２５インチ以下〜約１２インチ以上、または、約０．４インチ以下〜約６インチ以上、または、約０．６インチ以下〜約２インチ以上の範囲内、例えば、約０．７５インチであってもよい。フィルタチューブのＩＤは、一定であってもよく、または、チューブの一端部から反対側の端部に向けて先細っていてもよく、例えば、ＩＤは、出口端で最小直径まで先細ってもよく、あるいは、逆もまた同様である。
[0011]透過性のフィルタ媒体は任意の多数の濾過特性を有してもよい。例えば、フィルタ媒体は、多孔性、細孔性、超多孔性、あるいは更には、ナノ多孔性であってもよく、また、任意の所望のガス除去率を有してもよい。例えば、ガス除去率は、約０．０１μ以下〜約１００μ以上、または、約０．２μ以下〜約２０μ以上、または、約２μ以下〜約１０ミクロン以上の範囲内であってもよい。更に、フィルタ媒体は、金属材料、セラミック材料、または、高分子材料を含む任意の様々な材料から形成されてもよい。高温用途においては、金属材料またはセラミック材料が使用されてもよい。
[0012]フィルタアセンブリ１５も様々な方法で構成されてもよい。例えば、フィルタアセンブリ１５は、互いから離間される第１および第２のチューブシート３４，３５を含んでもよく、また、最大で約１０００個以上、または、最大で約３０００個以上、または、最大で約１００００個以上のフィルタチューブがチューブシート間に支持されてもよい。多くの実施形態において、フィルタチューブは、チューブシート間で略垂直に支持されてもよい。また、フィルタアセンブリ１５は、フィルタチューブ３０およびチューブシート３４，３５を取り囲むケーシング３６を含んでもよい。フィルタアセンブリ１５は、ガスおよび同伴触媒粒子を受けるための入口４０を更に含んでもよい。図示の実施形態において、フィルタアセンブリ１５の入口４０は、ケーシング３６の上端全体を構成してもよい。
[0013]フィルタアセンブリ１５は、濾過ガス出口４１を含んでもよく、また、フィルタアセンブリ１５の入口４０から濾過ガス出口４１までの第１の流路を規定してもよい。第１の流路は、フィルタアセンブリ１５の入口４０から、フィルタ媒体１７を供給側１８から濾過物側１９へ貫き、したがって濾過ガス出口４１まで延びてもよい。多くの実施形態において、第１の流体流路は、フィルタアセンブリ１５の入口４０から、フィルタチューブ３０の開放した上側入口端３２へ向けて、フィルタチューブ３０の内側の供給側１８に沿って軸方向に、例えば下方に延びるとともに、フィルタチューブ３０の壁を略径方向外側から内側に貫いて、フィルタチューブ３０の外側の濾過物側１９まで、したがってフィルタアセンブリ１５の濾過ガス出口４１まで延びてもよい。
[0014]また、フィルタアセンブリ１５は、フィルタ媒体１７と濾過ガス出口４１の間の第１の流路内に１つ以上の安全フィルタ４２を含んでもよい。例えば、チューブシート３４，３５がケーシング３６に対してシールされてもよく、また、フィルタアセンブリ１５は、フィルタ媒体１７の下流側、例えばフィルタチューブ３０の下流側の第１の流路内に濾過ガスチャンバ４３を含んでもよい。濾過ガスチャンバ４３は、濾過物側１９、例えばフィルタチューブ３０の外側と、チューブシート３４，３５と、ケーシング３６とによって境界付けられてもよい。１つ以上の安全フィルタ４２は、濾過ガスチャンバ４３内にあるいはフィルタアセンブリ１５の濾過ガス出口４１に取り付けられてもよい。例えば、それぞれが盲端４４と開放端４５とを有する１つ以上の長尺な中空の安全フィルタ４２が濾過ガス出口４１または濾過ガスチャンバ４３に配置されて少なくとも１つのチューブシート３４，３５によって支持されてもよい。安全フィルタ４２の開放端４５は、例えば、フィルタアセンブリ１５の濾過ガスチャンバ４３内に通じてもよい。それぞれの安全フィルタは、フィルタチューブのフィルタ媒体よりも粗くてもよいがフィルタチューブの破損、例えば破裂を防ぐ透過性フィルタ媒体を含んでもよい。これに代えてあるいは加えて、フィルタチューブ間の空間を含む濾過ガスチャンバには、金属繊維、粗いセラミック粒子または繊維、セラミック発泡体、または、高分子繊維などの粗いバルクフィルタ媒体が充填されてもよい。バルクフィルタ媒体は、欠陥のあるフィルタチューブを迂回し得る触媒粒子を捕捉する深層安全フィルタとして作用してもよい。バルクフィルタ媒体は、非常に数少ないフィルタチューブ、例えば欠陥のあるフィルタチューブおよび恐らく１つ以上の隣り合うフィルタチューブを密封する一方で、フィルタチューブの膨大な残りの部分を完全に機能的な状態のままにしておくという更なる利点を有する。
[0015]フィルタアセンブリ１５は触媒粒子出口４６を含んでもよい。図示の実施形態において、触媒粒子出口４６は、略円錐形の粒子出口をケーシング３６の下端に含んでもよい。フィルタアセンブリ１５は、フィルタアセンブリ１５の入口４０から触媒粒子出口４６までの第２の流路を規定してもよい。第２の流路は、フィルタアセンブリ１５の入口４０から、フィルタ媒体１７の供給側１８に沿って略接線方向で触媒粒子出口４６まで延びてもよい。多くの実施形態において、第２の流体流路は、フィルタアセンブリ１５の入口４０から、フィルタチューブ３０の開放上端３２へ向けて、フィルタチューブ３０の内側の供給側１８に沿って軸方向に、例えば下方に延びるとともに、フィルタチューブ３０の開放下端３３から出て、フィルタアセンブリ１５の触媒粒子出口４６へ延びる。
[0016]ディップ脚１６は、触媒粒子と、アンダーフローガス、すなわち、フィルタ媒体１７を通過することなくフィルタ媒体１７の供給側１８を越えて通るガスとを、フィルタアセンブリ１５から離れるように、例えばフィルタ媒体１７の供給側１８から離れるように案内するべく様々に構成されてもよい。例えば、ディップ脚１６は、開放入口端５１および出口端５２を有する長尺な中空脚５０を含んでもよい。ディップ脚１６の開放入口端５１は、フィルタ媒体１７の供給側１８を越えたフィルタアセンブリ１５に接続されてもよい。多くの実施形態において、ディップ脚１６は、圧力容器１１の内側に配置されてもよく、また、フィルタアセンブリ１５よりも略垂直下側でかつ流動層１４よりも上側で支持されてもよい。例えば、ディップ脚１６は、ディップ脚１６の開放入口端５１がフィルタアセンブリ１５の触媒粒子出口４６と流体連通する状態でフィルタアセンブリ１５の下方で接続されてもよい。フィルタチューブ３０の開放下端３３は、フィルタアセンブリ１５の触媒粒子出口４６に通じてもよく、また、フィルタアセンブリ１５の触媒粒子出口４６は、ディップ脚１６の開放入口端５１に通じてもよい。中空脚５０は、約１フィート以下〜約３０フィート以上の範囲内の長さを有してもよく、また、脚５０のＩＤは、約２インチ以下〜約２４インチ以上の範囲内であってもよい。ディップ脚１６の出口端５２は、交互に開閉されてもよいバルブ５３を含んでもよい。バルブは様々に構成されてもよい。例えば、バルブは、ガスおよび同伴触媒粒子が出口端を通じてディップ脚に入ることを防止するために例えばばねによってあるいはバルブの重量によって通常は閉じられるフラップバルブであってもよい。触媒粒子は、中空脚５０の軸方向長さに沿って重力または他の手段により沈降してもよく、それにより、脚５０の下側領域で密度がより高くなる。触媒粒子が出口端５２で脚５０内に蓄積すると、触媒粒子の重量がバルブ５３の閉鎖力に抗してバルブ５３を強制的に開放させ、例えば回動開放させ、それにより、触媒粒子およびアンダーフローガスの一部がディップ脚１６から逃れることができてもよい。
[0017]装置は、多種多様な方法で動作してもよく、また、任意の多数の化学反応が流動層内を含む圧力容器内で行われてもよい。例えば、高温空気中に浮遊する触媒粒子の流動層１４を形成して維持するために、汚染された触媒粒子が触媒粒子入口２２を介して再生容器１１内に供給されてもよく、また、高温ガス、例えば高温空気がガス供給源２１からガス供給入口２０を介して再生容器１１内に供給されてもよい。汚染された触媒粒子は、触媒粒子の９９％が約９０μ未満でありかつＤ５０が約６０μである粒度分布を有してもよい。再生容器１１内の温度および圧力は、約１２５０°Ｆ以下〜約１４００°Ｆ以上の範囲内、および、約１５ｐｓｉｇ以下〜約４５ｐｓｉｇ以上の範囲内であってもよい。再生容器１１内での化学反応はファウラントが触媒粒子を焼け尽くす燃焼反応であってもよい。
[0018]ガス、例えば高温空気および任意のガス状燃焼生成物、ならびに、同伴触媒粒子の一部は、流動層から分散してもよく、また、再生容器１１内の圧力によってあるいはブロワ、ファン、または、コンプレッサ（図示せず）によって、再生容器１１の上側領域１３へ向けて推し進められ、フィルタアセンブリ１５の入口４０に入ってもよい。フィルタアセンブリ１５の入口４０からガスおよび同伴触媒粒子がフィルタチューブ３０の開放上端３２に入ってもよい。フィルタチューブ３０内のガスの軸方向速度は、約０．３３ｆｔ／秒〜約１００ｆｔ／秒の範囲内であってもよく、また、粒子負荷は、約０．１ｌｂ／ｆｔ３以下〜約１０ｌｂｓ／ｆｔ３以上の範囲内、または、約０．１体積％〜約５０体積％の範囲内であってもよい。
[0019]ガスの大部分は、フィルタアセンブリ１５内の第１の流路に沿って、フィルタ媒体１７を通り、例えばフィルタチューブ３０を略径方向内側から外側へ通過し、フィルタアセンブリ１５の濾過ガス出口４１まで移動する。フィルタ媒体１７を通じたガスの濾過は、触媒粒子の大部分またはほぼ全てをガスから除去される。フィルタ媒体１７を通じた流動速度は、約０．００１ｍ／秒〜約０．２５ｍ／秒の範囲内であってもよく、また、濾過されたガス中の粒子負荷は、非常に低く、例えば約１５ｍｇ／Ｎｍ３以下であってもよい。濾過されたガスは、フィルタアセンブリ１５の濾過ガス出口４１から再生容器１１の濾過ガス出口２４へ直接にあるいは濾過ガスプレナム５４を介して方向付けられてもよい。複数のフィルタアセンブリが圧力容器１１内、例えば再生容器内に配置されてもよく、また、各フィルタアセンブリの濾過ガス出口が濾過ガスプレナムに流体的に接続されてもよい。濾過されたガスは、再生容器１１の濾過ガス出口２４を介して、粒子放出を殆ど伴わずにあるいは全く伴わずに例えば排ガスとして環境へ排出されてもよい。
[0020]ガスおよび同伴粒子は、フィルタアセンブリ１５内の第２の流路に沿って触媒粒子出口４６へ移動してもよい。触媒粒子がフィルタ媒体１７の供給側１８に沿って略接線方向で、例えばフィルタチューブ３０の内側の供給側１８に沿って略軸方向に、例えば下方に通過すると、触媒粒子が供給側１８を掻き落とし、それにより、さもなければフィルタ媒体１７を通じた流れを妨げる場合がある触媒粒子のフィルタケーキなどのファウラントが除去される。フィルタ媒体１７の供給側１８を掻き落とすことより、ガスは、第１の流路に沿ってフィルタ媒体１７、例えばフィルタチューブ３０を長期間にわたって自由に通過できる。
[0021]フィルタアセンブリ１５の触媒粒子出口４６から、触媒粒子およびアンダーフローガスは、ディップ脚１６の開放入口端５１に入って、中空脚５０に沿って流れるとともに、例えば蓄積された触媒粒子の重量がバルブ５３の閉鎖力に打ち勝つときに、ディップ脚１６の出口端５２でバルブ５３を繰り返し通過してもよい。ディップ脚の出口端５２における触媒粒子の密度は、開放入口端５１における密度よりも大きくなり得るが、出口端５２における触媒粒子がアンダーフローガスによって流動化されたままであってもよく、それにより、蓄積された触媒粒子が中空脚５０内でおよびディップ脚１６の出口端５２から容易に流れることができてもよい。中空脚５０の長さおよびＩＤ、ならびに、バルブ５３の閉鎖力は、任意の所望のアンダーフローをフィルタアセンブリ１５からディップ脚１６の開放入口端５１へ与えるように経験的に調整されてもよい。アンダーフローは、最初にフィルタ媒体１７の供給側１８に、例えばフィルタチューブ３０の開放上端３２へ方向付けられるガスの約６０％未満であってもよい。多くの実施形態において、アンダーフローは、最初にフィルタ媒体の供給側に方向付けられるガスの約４０％以下、または、約２０％以下、または、約１０％以下、または、約７％以下、または、約５％以下であってもよい。最初にフィルタ媒体の供給側に方向付けられるガスの約９８％以下がフィルタ媒体、例えばフィルタチューブを通過してもよい。ディップ脚１６の出口端５２から、触媒粒子およびアンダーフローガスが、再生容器１１内へ、例えば再生容器１１の下側領域１２および流動層１４へ排出されてもよい。再生容器１１の下側領域１２からは、再生された触媒粒子が再生容器１１から触媒粒子出口２３を介して排出されてもよい。例えば、再生された触媒粒子は、再使用のために流動触媒分解反応器内に排出されてもよい。
[0022]幾つかの実施形態に関して本発明の様々な態様を説明しおよび／または図示してきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。例えば、本発明の範囲から逸脱することなく、これらの実施形態の１つ以上の特徴が排除されあるいは改変されてもよく、あるいは、１つの実施形態の１つ以上の特徴が他の実施形態の１つ以上の特徴と組み合わされてもよい。非常に異なる特徴を有する実施形態でさえ本発明の範囲内に入る場合がある。
[0023]例えば、フィルタアセンブリおよびディップ脚は、任意の多くの方法で圧力容器の外側に配置されてもよい。幾つかの実施形態において、フィルタアセンブリ１５およびディップ脚１６は、図２に示されるように、圧力容器１１の外側において、ディップ脚１６がフィルタアセンブリ１５の下側に配置された状態で共通の別個のハウジング６０内に配置されてもよい。ハウジング６０は、図１のフィルタアセンブリにおけるケーシング３６の代わりに用いられてもよく、また、図２の圧力容器１１は、図１における圧力容器１１の濾過ガスプレナム５４および濾過ガス出口２４を有さなくてもよいが、その他の点では、図１および図２の圧力容器１１、フィルタアセンブリ１５、および、ディップ脚１６が非常に類似していてもよい（共通の構成要素は同じ参照数字を有する）。
[0024]ハウジングは、様々な方法で圧力容器と流体連通してもよい。例えば、分散されたガスおよび同伴触媒粒子を圧力容器１１の内部から、例えば圧力容器１１の上側領域１３から、フィルタアセンブリ１５の入口４０へ供給するために、第１のダクトまたはパイプ６１が圧力容器１１とハウジング６０の間で延びてもよい。同伴触媒粒子は、それらが図１のフィルタアセンブリ１５内にある場合と同様に、フィルタ媒体１７、例えばフィルタチューブ３０によってガスから濾過されてもよい。濾過されたガスは、図２のフィルタアセンブリの濾過ガス出口４１からハウジング６０の濾過ガス出口６２へ移動してもよく、この濾過ガス出口６２で、濾過されたガスが更なる処理のためにあるいは排ガスとして排出されてもよい。同様に、触媒粒子は、フィルタ媒体１７の供給側１８、例えばフィルタチューブ３０の内側の供給側１８を掻き落としてもよい。また、それらが図１のフィルタアセンブリ１５内およびディップ脚１６内で行ったと同様にディップ脚１６を通過してもよい。幾つかの実施形態において、ディップ脚１６の中空脚５０は、触媒粒子およびアンダーフローガスを圧力容器１１へ、例えば流動層１４付近の下側領域１２へ戻すためにハウジング６０と圧力容器１１の間で延びてもよい。触媒粒子は、重力または他の手段によって中空脚５０に沿って推し進められてもよい。
[0025]他の実施形態の一例として、フィルタアセンブリは、フィルタ媒体の供給側および濾過物側が各フィルタチューブの外側および内側のそれぞれを構成する状態で配置されてもよい。各フィルタチューブの一端、例えば下端が開放していなくてもよく、一方、他端、例えば上端が開放していてもよい。このとき、ガスは、第１の流路に沿って、各フィルタチューブの外側の供給側から、フィルタチューブの壁を略径方向外側から内側へ貫いて、フィルタチューブの内側の濾過物側へ移動してもよい。各フィルタチューブの内側の濾過物側は、直接にあるいは安全フィルタを介して、フィルタアセンブリの濾過流体出口と流体連通してもよい。濾過されたガスは、各フィルタチューブの内側の濾過物側からフィルタチューブの開放端を介してフィルタアセンブリの濾過ガス出口へ、したがって、直接にあるいはフィルタチューブの開放端に流体接続される濾過ガスプレナムを介して容器の濾過ガス出口へ排出されてもよい。同様に、触媒粒子は、外側の供給側を掻き落とすために各フィルタチューブの外側の供給側に沿って略軸方向に、例えば下方に第２の流路に沿って移動してもよい。例えば、触媒粒子は、フィルタチューブの外側の供給側の全長に沿って略軸方向に、例えば下向きに通過して下側盲端を通り過ぎた後、ディップ脚内へ入ってもよい。
[0026]他の実施形態において、各フィルタチューブには、透過性フィルタチューブの入口端に、中空の不透過性加速器チューブが取り付けられてもよい。加速器チューブは、約２インチ以下〜約３０インチ以上の範囲の長さを有してもよく、また、フィルタチューブのＩＤに等しいあるいはフィルタチューブのＩＤに対して先細る一定のＩＤまたは先細りＩＤを有してもよい。加速器チューブは、粒子および／またはガスをそれらがフィルタ媒体の供給側、例えばフィルタチューブの内側の供給側と接触する前に加速する役目を果たしてもよく、それにより、粒子の掻き落とし効果が高められる。
[0027]更なる他の実施形態においては、フィルタチューブの供給側に対して粒子を偏向させるために、フィルタチューブの内側の供給側内にあるいはフィルタチューブの外側の供給側に沿ってダイバータが挿入されてもよい。ダイバータは、様々に形成されてもよく、また、フィルタチューブの長さに沿って部分的にあるいは全体的に延びてもよい。フィルタチューブの供給側に対して粒子を偏向させることにより、更に一層多い粒子がフィルタチューブの供給側に衝突し、それにより、粒子の掻き落とし効果が高められる。
[0028]多くの他の技術が本発明を具現化するプロセスを補完してもよい。例えば、フィルタ媒体からファウラントを更に洗浄するために、断続的なガスパルスがフィルタ媒体を通じて前方へあるいは後方へ方向付けられてもよく、バイブレータがフィルタ媒体を断続的に振動させてもよく、あるいは、フィルタ媒体からファウラントを放すために、フィルタ媒体を通過する濾過されたガス流が断続的に断ち切られてもよく、あるいは、フィルタ媒体からファウラントを洗浄するために洗浄溶液がフィルタ媒体に加えられてもよい。
[0029]本発明を説明する文脈における（特に、以下の特許請求の範囲の文脈における）用語「１つの（ａ，ａｎ）」および「その（ｔｈｅ）」および「少なくとも１つ」および同様の言及の使用は、本明細書中で別段に示唆されず、あるいは文脈的に明らかに矛盾しなければ、単数および複数の両方を網羅するように解釈されるべきである。１つ以上の項目のリストがその後に続く「少なくとも１つ」という用語の使用（例えば、「ＡおよびＢのうちの少なくとも１つ」）は、本明細書中で別段に示唆されず、あるいは文脈的に明らかに矛盾しなければ、リストに挙げられた項目から選択される１つの項目（ＡまたはＢ）あるいはリストに挙げられた項目のうちの２つ以上の任意の組み合わせ（ＡおよびＢ）を意味するように解釈されるべきである。用語「備える」、「有する」、「含む」、および、「包含する」は、別段に言及されなければ、制限のない用語（すなわち、「〜を含むがこれに限定されない」を意味する）として解釈されるべきである。本明細書中における値の範囲の列挙は、本明細書中に別段に示唆されなければ、その範囲内に入るそれぞれの別個の値を個別に示す簡潔な方法としての役目を果たそうとしているにすぎず、また、それぞれの別個の値は、あたかもそれがここに個別に列挙されているかのように明細書中に組み入れられる。本明細書中に記載される全ての方法は、本明細書中で別段に示唆されず、あるいは別段に文脈的に明らかに矛盾しなければ、任意の適した順序で行うことができる。本明細書中で与えられる任意の全ての例または典型的な言葉（例えば、「など（ｓｕｃｈ ａｓ）」、「例えば（ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ）」、または、「例えば（ｅ．ｇ．）」）の使用は、本発明をより良く説明しようとしているにすぎず、特許請求の範囲に別段に記載されていなければ本発明の範囲に限定をもたらさない。明細書中の言葉は、特許請求の範囲に記載されない任意の要素を本発明の実施に不可欠なものとして示唆していると解釈されるべきではない。
[0030]この発明の好ましい実施形態は、本明細書中では、本発明を実施するための発明者等に知られる最良の形態を含んで記載されている。それらの好ましい実施形態の変形は、先の説明を読む際に当業者に明らかになり得る。本発明者等は、当業者がそのような変形を必要に応じて使用すると予期し、また、本発明者等は、本明細書中に具体的に記載される以外の方法で本発明が実施されることを意図する。したがって、この発明は、適用可能な法律によって許容されるように本明細書に添付される特許請求の範囲に記載される主題の全ての改変および等価物を含む。また、前述した要素のその全ての想定し得る変形での任意の組み合わせは、本明細書中で別段に示唆されずあるいは文脈的に明らかに矛盾しなければ本発明によって包含される。
１０…流動層、１１…圧力容器、１２…下側領域、１３…上側領域、１４…流動層、１５…フィルタアセンブリ、１６…ディップチューブ、１７…フィルタ媒体、１８…供給側、１９…濾過物側、２０…ガス入口、２１…ガス供給源、２２…触媒粒子入口、２３…触媒粒子出口、２４…濾過ガス出口、３０…フィルタチューブ、３１…円筒壁、３２…上端、３３…下端、３４…チューブシート、３５…チューブシート、３６…ケーシング、４０…入口、４１…濾過ガス出口、４２…安全フィルタ、４３…濾過ガスチャンバ、４４…盲端、４５…開放端、４６…触媒粒子出口、５０…中空脚、５１…開放入口端、５２…出口端、５３…バルブ、５４…濾過ガスプレナム、６０…ハウジング、６１…パイプ、６２…過ガス出口

Claims (17)

  1. 触媒粒子をガスから除去するための装置であって、
    ガス中に浮遊する触媒粒子を含む流動層を収容するように配置される下側領域と、前記流動層から分散されるガスおよび同伴触媒粒子を受けるように配置される上側領域と、前記流動層を収容する前記下側領域へガスを供給するためのガス入口とを有する圧力容器と、
    前記流動層から分散されるガスおよび同伴粒子を受けるために前記圧力容器に接続されるフィルタアセンブリであり、前記フィルタアセンブリは、入口と、第１および第２の出口と、複数のフィルタチューブとを含み、前記各フィルタチューブは、透過性のフィルタ媒体を含む円筒壁と、入口端と、供給側と、該供給側から前記フィルタ媒体によって分離される濾過物側とを有し、前記各フィルタチューブは、前記フィルタチューブの前記入口端に取り付けられる加速器チューブを有しており、前記フィルタアセンブリは、前記供給側から前記加速器チューブ、前記フィルタチューブ及び前記フィルタ媒体を通って前記濾過物側へ向かう前記入口と前記第１の出口との間の第１の流路と、前記フィルタ媒体の前記供給側に接線方向で沿う前記入口と前記第２の出口との間の第２の流路とを規定し、少なくとも１つのフィルタチューブの前記供給側に対して触媒粒子を偏向させるために前記少なくとも１つのフィルタチューブの前記供給側内にあるいは当該フィルタチューブの前記供給側に沿ってダイバータが配置される、フィルタアセンブリと、
    入口と出口とを有するディップ脚であり、前記フィルタアセンブリの前記第２の出口が前記ディップ脚の前記入口に流体的に接続される、ディップ脚と、
    を備える装置。
  2. 前記フィルタアセンブリが前記圧力容器の前記上側領域内で支持され、前記ディップ脚が前記フィルタアセンブリよりも下側で前記圧力容器内に支持され、前記圧力容器は、前記フィルタアセンブリの前記第１の出口と流体連通する濾過ガス出口を含む、請求項１に記載の装置。
  3. 前記ディップ脚の前記出口は、前記流動層を収容する前記下側領域内へ触媒粒子を排出するように前記圧力容器内に配置される、請求項２に記載の装置。
  4. 前記フィルタアセンブリおよび前記ディップ脚が前記圧力容器の外側の別個のハウジング内に配置され、前記ディップ脚が前記フィルタアセンブリよりも下側に配置され、前記フィルタアセンブリの前記入口が前記圧力容器の前記上側領域と流体連通し、前記ハウジングは、前記フィルタアセンブリの前記第１の出口と流体連通する濾過ガス出口を有する、請求項１に記載の装置。
  5. 前記ディップ脚の前記出口は、前記流動層を収容する前記圧力容器の前記下側領域と流体連通する、請求項４に記載の装置。
  6. 前記フィルタアセンブリが第１および第２のチューブシートを含み、複数のフィルタチューブが前記第１および第２のシート間で支持され、前記各フィルタチューブがフィルタ媒体を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
  7. 前記フィルタ媒体の供給側が前記各フィルタチューブの内側を含み、前記フィルタ媒体の濾過物側が前記各フィルタチューブの外側を含む、請求項６に記載の装置。
  8. 前記各フィルタチューブが両側の開放端を有する、請求項６または７に記載の装置。
  9. 前記フィルタ媒体と前記フィルタアセンブリの前記第１の出口との間の前記第１の流路内に配置される安全フィルタを更に備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
  10. 前記圧力容器が再生容器を構成する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置。
  11. 前記再生容器は、該再生容器の前記下側領域に再生触媒粒子出口を含む、請求項１０に記載の装置。
  12. 前記再生容器の前記ガス入口に接続される高温ガス供給源を更に備える、請求項１０または１１に記載の装置。
  13. 触媒粒子をガスから除去するための装置であって、
    ガス中に浮遊する触媒粒子を含む流動層を収容するように配置される下側領域と、前記流動層から分散されるガスおよび同伴触媒粒子を受けるように配置される上側領域と、前記流動層を収容する前記下側領域へガスを供給するためのガス入口と、前記下側領域内の再生触媒粒子出口と、前記上側領域内の濾過ガス出口とを有する再生容器と、
    前記流動層から分散されるガスおよび同伴触媒粒子を受けるために前記再生容器の前記上側領域内で支持されるフィルタアセンブリであり、前記フィルタアセンブリは、入口と、第１および第２の出口と、複数のフィルタチューブとを含み、前記各フィルタチューブは、透過性のフィルタ媒体を含む円筒壁と、入口端と、供給側と、該供給側から前記フィルタ媒体によって分離される濾過物側とを有し、前記各フィルタチューブは、前記フィルタチューブの前記入口端に取り付けられる加速器チューブを有しており、前記フィルタアセンブリは、前記供給側から前記加速器チューブ、前記フィルタチューブ及び前記フィルタ媒体を通って前記濾過物側へ向かう前記入口と前記第１の出口との間の第１の流路を規定し、前記第１の出口が前記再生容器の前記濾過ガス出口と流体連通し、前記フィルタアセンブリは、前記フィルタ媒体の前記供給側に接線方向で沿う前記入口と前記第２の出口との間の第２の流路を更に規定し、少なくとも１つのフィルタチューブの前記供給側に対して触媒粒子を偏向させるために前記少なくとも１つのフィルタチューブの前記供給側内にあるいは当該フィルタチューブの前記供給側に沿ってダイバータが配置される、フィルタアセンブリと、
    前記フィルタアセンブリよりも下側で前記再生容器内に支持されるディップ脚であり、前記ディップ脚が入口と出口とを有し、前記フィルタアセンブリの前記第２の出口が前記ディップ脚の前記入口に流体的に接続され、前記ディップ脚の前記出口は、前記流動層を収容する前記下側領域へ触媒粒子を排出するように配置される、ディップ脚と、
    を備える装置。
  14. 前記フィルタアセンブリは、上側および下側のチューブシートと、前記上側および下側のチューブシート間で垂直に支持される複数のフィルタチューブとを含み、前記各フィルタチューブがフィルタ媒体を含む、請求項１３に記載の装置。
  15. 前記フィルタ媒体の供給側が前記各フィルタチューブの内側を含み、前記フィルタ媒体の濾過物側が前記各フィルタチューブの外側を含む、請求項１４に記載の装置。
  16. 前記各フィルタチューブが両側の開放端を有する、請求項１４または１５に記載の装置。
  17. 前記フィルタアセンブリは、前記フィルタ媒体と前記フィルタアセンブリの前記第１の出口との間の前記第１の流路内に配置される安全フィルタを更に含む、請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の装置。
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