JPH01127046A

JPH01127046A - 触媒の再生方法およびその装置

Info

Publication number: JPH01127046A
Application number: JP28478687A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Tamayama; 玉山　昌顕
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-11-10
Filing date: 1987-11-10
Publication date: 1989-05-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、触媒の再生方法およびその装置に係り、例え
ば、石油精製プラント等の化学プラントの反応塔に用い
られた活性の低下した触媒の再生方法およびその装置に
関する。

〔従来の技術〕

一般に化学プラント等における塔槽類には各種の触媒が
用いられているが、この触媒は、触媒自体が変化して活
性の低下を生ずる他、炭素質、無機質、金属等の堆積に
基づく被毒により活性が低下する。炭素質の堆積が活性
低下の主な原因である場合には一旦酸化燃焼再生した後
、これを用いることが通常行われている。

ところで、触媒の再生方法としては、前記搭槽類内にお
いて触媒を再生するという、いわゆる装置内再生と、前
記塔槽類より触媒を抜き出し、この抜き出された触媒を
外部再生専業者において再生するという、いわゆる装置
外再生とが知られている。

前記装置内再生は、触媒抜き出し作業が不要であること
から、その作業に伴う危険性や、作業時間を不要とする
利点がある。しかも、再生に用いる過熱蒸気、窒素ガス
等も多量に人手し得ることから、工場内の再生条件に適
しているという利点もある。

一方、装置外再生は、外部再生専業者の再生設備によっ
て再生されるものであるため、種々の触媒の性状に応じ
た触媒の再生状態を観測できるという利点がある。この
装置外再生に用いられる再生装置は、再生すべき活性の
低下した触媒（以下、原料触媒という）の脱湿、脱油を
空気を遮断して行う脱油部と、この脱油部とは別個に設
けられ、かつ、脱油された原料触媒の硫黄燃焼、炭素質
燃焼等を行う再生部とを含んで構成されたものが知られ
ており、コンベヤやロータリーキルンを駆動して原料触
媒を搬送する間に再生を行うものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記装置内再生にあっては、触媒の再生
に際して一週間前後の期間を要することが多く、その再
生期間中は、その装置に係わる他の作業が実施できない
。そのため、結果としては、全体の作業効率が大幅に低
下するという欠点がある。また、装置内再生はクローズ
ドサーキットであるため、触媒のサンプリングができず
、再生状態の適宜な分析に基づく温度調整等が行えない
という欠点もある。また、再生に用いられる空気中の酸
素分圧を減らすために高価なスチームまたは窒素ガスを
必要としなければならない。

さらに、装置内再生の場合において、再生ガス（スチー
ムあるいは窒素と空気との混合気体）の流量はその装置
で得られる最大値にするよう指示されており、主導的な
運転条件にはなっていない。

再生温度の制御も再生温度に加熱した再生ガスを反応塔
へ流入させるのではなく、硫黄、炭素質の燃焼によって
発生する熱による温度上昇の上限を抑えるという方法で
あるため、発熱温度暴走が発生しがちである。従って、
それを避ける必要性から再生温度を低めに抑えているの
が実状である。

また、反応塔中いかなる１所でも４１５℃を超えないと
いうのが目安であるが、通常、反応塔に設備されている
温度計の数は再生状況の観測、把握には不十分である。

一方、前記装置外再生は、プラントの操業率低下という
前述の欠点はないものの、脱油部と再生部とが別個に離
れて構成され、かつ、コンベヤ駆動により原料触媒を搬
送するものであるため、広い装置設置面積を必要とする
という問題がある。

しかも、外部触媒再生専業者にとっては、再生に用いる
窒素ガス等は装置内再生を行い得る石油精製会社、化学
会社等に比べて取得価格がより高く不利な面もある。ま
た、前記従来の装置外再生装置にあっては、通常は４５
０℃以上で炭素質燃焼を行っており、この際に触媒に損
傷を与えるという結果を生じ、触媒の良好な再生結果が
期待できないという欠点もある。

また、装置外再生でも再生ガス量を運転条件の変数とし
て捉えてはいない、ただし、できるだけ多くの再生ガス
が流れるように工夫はしているが、これの重要度を認識
するには至っていない。流量が少ないと再生に時間がか
かり、多すぎると加熱炉の能力不足に陥る。装置外再生
における再生ガス量は相当に少ないので反応分子の衝突
頻度が少なく、その分を温度上昇で補わなければならな
いので装置内再生よりも高い温度が必要になり、４５０
゛Ｃ〜５３０℃の温度を必要としている。また、装置が
大型にならざるを得ないので必然的に温度むらが発生し
、再生むらの原因ともなっている。

本発明の目的は、原料触媒の再生工程において、触媒に
機械的、熱的な損傷を与えることなく触媒の再生結果を
向上させることができ、かつ、装置全体の小型化、簡素
化を達成することによって手軽に製油所、化学工場内に
おいて触媒の再生を行うことのできる触媒の再生方法お
よびその装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段および作用〕そのため・
本発明に係る触媒の再生方法は、化学プラント等の反応
塔から抜き出された原料触媒を乾燥室にて乾燥した後、
１次燃焼室に通過させ、次いで、触媒に損傷を与えない
温度を有する所定の再生ガスを導入、排出される２次燃
焼室に通過させて硫黄分、炭素質等の燃焼を行うことを
特徴とするものである。

また、本発明に係る触媒の再生装置は、化学プラント等
の反応塔内から抜き出された原料触媒を再生する装置で
あって、乾燥室、１次燃焼室、２次燃焼室および仕上室
が縮−列に配置された再生塔を含み構成されたことを特
徴とするものである。

原料触媒は乾燥室にて触媒表面および細札内に付着した
水分、油分が除去されて乾燥される。原料触媒中に金属
硫化物がある場合には１次燃焼室にて硫黄燃焼が起こる
。次いで、２次燃焼室でほとんどの炭素質が燃焼される
。この際、燃焼温度は原料触媒に含まれる炭素質の燃焼
が十分に行え、かつ、触媒に損傷を与えない温度に保た
れている。

その後、仕上室にて加熱、恒温または徐冷処理等を行う
。

前記乾燥室には、前段、後段の乾燥室を設けることが好
ましい、これは、前段の乾燥室にて二重結合を含む炭化
水素の低温部分酸化を進行させて１次および２次燃焼室
での発熱を抑えるためである。前段の乾燥室には１５０
″Ｃ〜２８０℃の空気が原料触媒１００　ｋｇ当り１５
０ｍ３／ｈ　〜４００ｒｍ３／ｈのｉｔで導入される。

この空気が１５０℃以下だと酸化効率が低下し、２８０
℃を越えると発火の危険性を増すためである。また、流
量が原料触媒１００　ｋｇ当り１５０ｍ３／ｈ以下であ
ると酸化効率が低下し、４００ｍ３／ｈを越えると圧力
損失が高くなり勤カロスを増すためである。後段の乾燥
室には２００℃〜３２０℃の空気、廃ガスあるいはそれ
らの混合気体からなる再生ガスが原料触媒１００　ｋｇ
当り２５０　ｍ３／ｈ　〜６３０　ｍ３／ｈの流量で導
入される。この再生ガスが２６　ｏ　°ｃ以下だと油分
の気化効率を低下させ、３２０　’Ｃ以上だと硫化物の
酸化に伴う温度上昇による発火の危険性を増すためであ
る。また、流量が原料触媒１００眩当り２５０ポ／ｈ以
下では爆発限界の安全確保が困難であり、また、油分の
気化効率が低下し、６３０ｍ３／ｈを越えると動力ロスが大きくなるためで
ある。ただし、原料触媒中の金属硫化物が再生中に硫酸
化合物となり、それが活性回復を阻害するような触媒で
は低温部分酸化は好ましくない場合がある。なお、前記
前段および後段の乾燥室に導入される空気流通方向は触
媒の流下方向に対して一般的には逆流であることが好ま
しいが、著しい重質炭化水素類を除去する場合は同一方
向（並流）が好ましい。

前記１次燃焼室には、３００”Ｃ〜４００℃で再生ガス
が原料触媒１００ｋｇ当り３７０イ／ｈ−１２５０ｍ３
／ｈの流量で導入される。この再生ガスの温度が３００
℃以下の場合には、酸化効率が低下し、４００　’Ｃ以
上だと硫酸塩を発生して好ましくないためである。また
、流量が原料触媒１００−当り３７０％／ｈ以下では当
該室内に発生する亜硫酸ガスの滞留を招き、１２５０ｍ
３／ｈを越えると動力ロスが大きくなるためである。

前記２次燃焼室には、３８０℃〜４５０″Ｃの再生ガス
が触媒１００　ｋｇ当り３７０ポ／ｈ−１２５０ｍ３／
ｈの流量で導入される。この再生ガスの温度が３８０℃
以下では酸化効率を低下させ、４５０℃以上では触媒に
損傷を生じさせるためである。

また、流ｆｆ１３７０ｍ３／ｈ以下では室内の温度上昇
を招き、１２５０ｍ３／ｈを越えると動力ロスを生じさ
せるためである。

前記１次燃焼室および２次燃焼室に導入される再生ガス
流通方向は、触媒流下方向あるいは再生の進行方向に沿
って並流とすることが好ましい。

これは、それぞれの室内で発熱があり、それによる室内
の温度上昇を抑えるためである。

このように空気および再生ガスの温度、流量を制御しな
がら、特に後者を運転条件の変数として積極的に取り入
れるのが本発明の特徴である。

なお、再生ガスとしては、空気、工場廃ガスあるいはそ
れらの混合気体等が用いられ、前記廃ガスの酸素含有量
は５容積％以下であることが好ましい、また、再生塔の
前記各室における触媒充填率は８０％以上が好ましい。

さらに、触媒成分としてはモリブデン、タングステン、
ニッケル、コバルト、亜鉛、白金、レニュームおよびバ
ラジェーム等が挙げられる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

図には本発明に係る一般的な水素化脱硫触媒の再生方法
が適用される再生塔の全体構成が示されている。この図
において、再生塔１は、図示しない脱硫反応塔あるいは
工場廃ガス装置等の近傍に配置されるもので、全体形状
が筒形で縦方向に延びる直径路０．５ｍの塔本体２を備
え、この塔・本体２内は大別して軸方向において５つの
室に分かれている。これらの室は上方より下方に向かっ
て前段、後段の各乾燥室により構成された乾燥室３．１
次燃焼室４．２次燃焼室５および仕上室６の順で配置さ
れている。

前記乾燥室３は製油所、化学プラント等の脱硫反応塔よ
り抜き出された活性の低下した原料触媒の表面および細
孔内に付着、進入した軽油等の原料油を除去して脱湿、
脱油を行うための領域であり、この乾燥室３は図示のよ
うに前段の乾燥室３Ａと、これの下方に連続して形成さ
れた後段の乾燥室３Ｂとにより構成されている。この乾
燥室３の全長は、本実施例では略６ｍとされ、前記前段
、後段の各乾燥室３Ａ、３Ｂはそれぞれ３ｍとされてい
る。また、これら乾燥室３Ａ、３Ｂ間には、コニカルプ
レート７が設けられ、このコニカルプレート７により空
気および再生ガスの混合を阻害し、各室独立の機能を果
たせるよう規制されている。前記前段、後段の乾燥室３
Ａおよび３Ｂの下部には空気および再生ガスの導入口９
．１０が設置すられ、上方には排出口１１．１２がそれ
ぞれ設けられている。これにより、各室３Ａ、３Ｂに導
入された空気は触媒の流下方向とは反対側、すなわち図
中上方側に向かって逆流、排出されるようになっている
。この際、適宜なバルブを設けて流通方向を逆に切り換
えできるようにすることもできる。

前記１次燃焼室４は、前記後段の乾燥室３Ｂの下方にコ
ニカルプレート１５を介して連続され、この室４は、硫
化状態の原料触媒の酸化反応による亜硫酸ガスを速やか
に系外に排出させ、硫酸塩の発生を防止するための領域
である。この１次燃焼室４の全長は略４ｍに設けられる
とともに、その上部には、例えば、図示しない燃焼炉等
からの廃ガス等の再生ガスの導入口１６が、下部には排
出口１７がそれぞれ設けられている。これにより、前記
導入口１６より導入された再生ガスは原料触媒の流下方
向に並流して排出口１７より排出されるようになってい
る。

前記１次燃焼室４の下部に連続する２次燃焼室５は、１
次燃焼室４との間にコニカルプレート１９を介して設け
られている。この２次燃焼室５は、主として原料触媒中
の炭素質の燃焼を行う領域であり、その全長は略４ｍで
あり、その上部には前記再生ガスの導入口２０が塔本体
２の周方向に９０度間隔で計４箇所設けられている。ま
た、下部には同じく排出口２１が計４箇所設けられてい
る。

これらは、２次燃焼室５内の燃焼温度の上昇を抑止して
一定に維持するため、内部発生熱を速やかに排出させる
ために設けられたものである。また、この２次燃焼室５
においても再生ガスは触媒の流下方向あるいは再生の進
行方向と並流するようになっている。

前記仕上室６は、触媒によっては特に高い温度を必要と
するものもあるために設けられたもので、この室６は塔
本体２の最下部において、コニカルプレート２２を介し
て２次燃焼室５の下部に連続して設けられている。この
仕上室６は全長が略２ｍとされ、上部には前記空気およ
び／または再生ガスの導入口２４が、下部には排出口２
５がそれぞれ設けられている。

前記仕上室６の底部には原料触媒の出口２７が設けられ
ている。この出口２７より排出される再生完了後の原料
触媒は、次段の冷却トンネル２８内に設けられたコンヘ
ヤ２９により搬送され、この間に冷却されるようになっ
ている。

前記各排出口１１．１２．１７．２１および２５には、
図示しない適宜な吸風機が設けられ、それぞれの室３Ａ
、３Ｂ、４．５および６内に導入された空気または再生
ガスの所定流通方向を維持し得るようになっている。ま
た、前記各室には、触媒の再生状態を分析するための図
示しないサンプリング口が設けられている。

なお、図中符号３０は原料触媒導入用のホッパーである
。

次に本実施例装置による原料触媒の再生処理工程につい
て説明する。

前記ホッパー３０より塔本体２内に導入された活性の低
下した原料触媒は、先ず乾燥室３にて原料触媒の表面お
よび細孔内に付着、進入した軽油等の原料油、時として
水分が所定温度の空気流にて脱湿、脱油される。

乾燥後の原料触媒は１次燃焼室４にて所定温度の再生ガ
ス流により硫酸塩の生成が抑止されながら原料触媒中の
硫化金属をそれぞれの酸化金属にかえる。

次いで、２次燃焼室５に流下した原料触媒は、当該室５
にて前記再生ガス流により炭素質の燃焼が行われる。

この後、特に高温度による加熱が必要な場合、仕上室６
にて所定の再生結果を得るべく加熱処理された後、冷却
トンネル２８にて冷却されることとなる。この際、前記
仕上室６を徐冷に利用するごともできる。この幅広い目
的のために仕上室６に導入される再生ガスは６５０℃ま
でにも加熱できるように設備されている。

このような本実施例によれば、再生塔１を脱硫反応塔等
あるいは工場廃ガス装置の近傍に設置し、前記脱硫反応
塔より抜き出された原料触媒を再生するよう設けたから
、装置内再生における欠点、とりわけ、プラント全体の
操業率低下という欠点を解消することができる。また、
乾燥室３．１次燃焼室４．２次燃焼室５および仕上室６
を塔本体に縦一列に配置したから、従来の装置外再生の
ように脱油部が離れた再生装置に比べて装置を大幅に小
型化でき、かつ運転操作を単純化させることができると
いう効果がある。また、前記各室３〜６間にはコニカル
プレート７．１５．１７および２２を設けたから、各室
の再生条件の独立化のほか、触媒の流下速度を低速に抑
えることができて十分な燃焼再生を行うことができ、し
かも、各室のガス流の分離、温度差も維持することがで
き、温度制御に支障をきたすことがない。また、サンプ
ルを採取できるから、その分析によって再生条件を調整
、制御するという装置外再生の利点を維持することがで
きる。

なお、前記実施例において、乾燥室３には空気の導入口
９．１０および排出口１１．１２が設けられる構成とし
たが、空気導入が不要な、あるいは不都合な原料触媒の
場合には、必ずしも使用されるものではない、また、乾
燥室３は、前段、後段の乾燥室３Ａ、３Ｂを設ける二段
構造とし、運転条件が異なるものとして説明したが、原
料触媒中の炭化水素、油分が軽い場合には同一にしても
よい、なお、原料触媒中の炭化水素、油分が相当に重質
の場合には空気流は並流が好ましい。

さらに、２次燃焼室５の導入口２０および排出口２１は
各計４個設ける構成としたが、４個以下、あるいはそれ
以上であってもよい。

また、前記説明において、再生ガスは燃焼炉等の工場廃
ガスを利用するものとしたが、酸素含存量を調整しなが
ら、前記実施例のように再生ガス量を多量にとることに
よって通常の空気を用いてもよい。ただし、再生に適し
た温度の工場廃ガスを用いれば他のシステムの有効利用
にもなり、再生費がより安価になるという効果を得るこ
とができる。

さらに、前記各室に導入される空気、再生ガスは、再生
塔の軸方向に沿って流通して排出されるものとしたが、
この再生塔の軸方向と直交する方向に流通、排出させる
構成とすることもできる。

また、再生塔の直径、各室の全長等は前記実施例のもの
に限らず、種々の態様に応じて可変である。さらに、再
生塔の運転は、連続式の他に、半連続式あるいは断続式
としてもよい。

以下に本発明に係る触媒の再生方法の具体的な実験例を
示す。

反応塔：全長１６ｍ反応塔直径：０．５ｍ乾燥室＝６ｍ前段の乾燥室：３ｍ空気温度：２００℃ 空気流通方向：逆流流量：２００ポ／ｈ後段の乾燥室：３ｍ空気温度：２５０℃ 空気流通方向：逆流流１：３５０ｍ３／ｈ１次燃焼室：４ｍ再生ガス温度：３５０℃ 再生ガス流通方向：並流流ｕ：ｓｏｏポ／ｈ２次燃焼室：４ｍ再生ガス温度４１０℃ 再生ガス流通方向：並流流ｌ：５００ボ／ｈ仕上室：２ｍ空気温度：３５０℃ 流量：３５０イ空気流通方向；並流触媒の流下速度：０．６ｍ／ｈ以上の実験例によれば、再生時において酸化燃焼効率が
向上し、硫酸塩の生成や触媒の損傷はみられなかった。

本方法による触媒は他の方法に比べて、より低い温度で
再生度が向上していることがわかる。次表に各方法間の
比較例を示す。

以上の表より、本実施例に係る再生方法によって優れた
再生結果を得ることがあきらかである。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、原料触媒の再生に
おいて触媒に損傷を与えることなく触媒の再生結果を向
上させることができ、かつ、従来の装置内再生、装置外
再生の短所を排除し、同時に両者の長所を全て採り入れ
ることのできる触媒の再生方法およびその装置を堤供で
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る触媒の再生方法が適用される再生装置
の一実施例を示す全体構成図である。 ■・・・再生塔、２・・・塔本体、３・・・乾燥室、４
・・・１次燃焼室、５・・・２次燃焼室、６・・・仕上
室。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）化学プラント等の反応塔から抜き出された原料触
媒を乾燥室にて脱湿、脱油した後、１次燃焼室に通過さ
せ、次いで、触媒に損傷を与えない温度を有する所定の
再生ガスを導入、排出される２次燃焼室に通過させて硫
黄分、炭素質等の燃焼を行うことを特徴とする触媒の再
生方法。
（２）特許請求の範囲第１項において、前記２次燃焼室
へ導入される再生ガスの温度は３８０℃ないし４５０℃
であり、流量は原料触媒１００ｋｇ当り３７０ｍ＾３／
ｈないし１２５０ｍ＾３／ｈであることを特徴とする触
媒の再生方法。
（３）特許請求の範囲第１項または第２項において、前
記１次燃焼室に導入される再生ガスの温度は３００℃な
いし４００℃であり、流量は原料触媒１００ｋｇ当り３
７０ｍ＾３／ｈないし１２５０ｍ＾３／ｈであることを
特徴とする触媒の再生方法。
（４）特許請求の範囲第１項において前記乾燥室の中間
から当該乾燥室内に、１００℃ないし２５０℃の再生ガ
スを原料触媒１００ｋｇ当り１５０ｍ＾３／ｈないし４
００ｍ＾３／ｈ導入して原料触媒に含まれる二重結合を
持った有機化合物を部分酸化することを特徴とする触媒
の再生方法。
（５）特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに
おいて、再生ガスの流量を再生温度と同様の運転条件の
変数として制御することを特徴とする触媒の再生方法。
（６）特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに
おいて、前記再生ガスは空気、工場廃ガスあるいはそれ
らの混合気体であることを特徴とする触媒の再生方法。
（７）特許請求の範囲第６項において、前記廃ガスの酸
素含有量は５容積％以下であることを特徴とする触媒の
再生方法。
（８）特許請求の範囲第１項ないし第７項のいずれかに
おいて、前記各室における原料触媒の充填率は８０％以
上に維持されることを特徴とする触媒の再生方法。
（９）化学プラント等の反応塔内から抜き出された原料
触媒を再生する装置であって、乾燥室、１次燃焼室、２
次燃焼室および仕上室が縦一列に配置された再生塔を含
み構成されたことを特徴とする触媒の再生装置。
（１０）特許請求の範囲第９項において、前記装置の運
転は連続式、半連続式あるいは断続式に切り替えられる
よう構成されていることを特徴とする触媒の再生装置。
（１１）特許請求の範囲第９項において、前記各室には
少なくとも１以上の再生ガス導入口および排出口が設け
られていることを特徴とする触媒の再生装置。
（１２）特許請求の範囲第９項ないし第１１項のいずれ
かにおいて、前記各室に導入される再生ガスの流通方向
を制御する手段が設けられていることを特徴とする触媒
の再生装置。
（１３）特許請求の範囲第９項ないし第１２項のいずれ
かにおいて、前記各室の軸方向における温度勾配を最小
限に制御して各室内の再生温度むらを排除するよう構成
されていることを特徴とする触媒の再生方法。