JPH01198688A - 炭化水素含有原料を低分子量液体製品に変換する流動法 - Google Patents

Abstract

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め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 童呈上Ω科用分野 本発明は、炭化水素含有原料を低分子量液体炭化水素製
品に変える方法に関するものである。

更に詳しくは本発明は、液体炭化水素含有原料を分解し
て軽質炭化水素製品とする方法であって、高活性分解触
媒を使用してこれを超短時間該炭化水素含有原料と接触
させる流動法に関するものである。

従来■技街 原油の多くの重質留分、例えば常圧又は真空残香（軽質
成分を除くための原油の分画蒸留後に残留する残留油分
）は、以後の工程に悪影響を及ぼし、又それから製造さ
れる重質燃料の品質に悪影響を及ぼすほどの量のコーク
ス前駆体や金属化合物を含有することは良く知られてい
る。又同様に、タール砂や重質消沈でん物から得られる
ビチューメンは、アスファルテンを高含有量で含有して
いる故に処理か難かしく又費用がかかりしかも無機団体
の微細粒を除去するのも難しい。

上記のコークス前駆体としては、高められた温度で分解
して炭素質（普通「コークス」と呼ばれる）を作る様な
多環式炭化水素やアスファルテン等を挙げられる。そし
てひき続いての処理でコークスが精錬製品の内壁に生成
したりあるいは触媒上に付着してその活性レベルを低下
させる。従ってコークス形成性の高い原料を装入するこ
とは望ましくない。オイルのコークス形成性は普通Ｃａ
ｎｒａｄｓｏｎカーボン法又はＲａｍｓｂｏｔｔａｍカ
ーボン法により評価される。この様な評価法で数値が高
い程、重質分含有原料、例えばガス油を分解してガソリ
ンとその他の軽質製品とを生成する様な流動接触分解（
ＦＣＣ）法によりオイルを処理する場合に、例えば触媒
上にコークスが沈着する傾向がより高いことを示してい
る。このＦＣＣ法で呟、再生装置中で触媒からコークス
を燃焼除去して触媒活性を回復し、次いでこの再生触媒
を次の装入原料の分解用に再使用する。

上記の重質油含有原料は、例えばニッケルやバナジウム
の様な好ましくない金属の化合物を含有していることが
あり、そしてこれらはＦＣＣ触媒上に沈着するとそのＦ
ＣＣ法での操作中にその触媒の物理的性質に悪影響を及
ぼしたり、又コークスや水素やその他の軽質炭化水素ガ
スの生成を助長したりして好ましくない。

又同様に、タール砂からのビチューメンはわずかな、場
合によってはコロイド状の砂粒子を含有しており、これ
は除去するのが難かしいので、以後の工程において操作
上問題となる。又重油沈着物は固体粒子、例えば珪そう
土岩を含有していることが多く、これらも又同様の問題
を有している。

この様な炭化水素の沈着物は種々あるにもかかわらずそ
の研究は遅々として進まなかった。その理由としてはこ
の様な沈着物から合成原油（ｓｇｎｃｒｕｄｅｓ）を得
てこれを処理するのにはコストが高いことと、固体やア
スファルテンの含有量が高いことに起因する問題点があ
ること等がある。

精油工業においては、高価値液状輸送燃料（例えばガソ
リン、ジェットおよびディーゼル燃料）の取得量を最大
とし一方低価値燃料油、特に通常いおうや金属を多く含
有する残留油の割合を最小とする手段が長年の懸案の問
題であった。そして原油の鰻重質成分である重質燃料油
は多くの場合更に品質を上げる処理をしてそのいおうや
金属含有量を減少させることが必要とされる。

精錬所での装置に供給する原料を作成するためには普通
連続蒸留を行なう。これは常圧原料装置とそれに続く真
空装置とから成る。この様に２つの蒸留系があり、両方
ともほとんど同じ様な充てんヒーター、交換器および蒸
留塔等の装置を含有している。そしてこれら両系共に必
要である。なぜならば、系に真空状態を適用しないで低
温で起るべき分離を起してしまうと、重質常圧塔底部で
は熱分解が起ってしまうことが考えられるからである。

精錬工業においては又真空底部残分をより軽質の高価値
製品に品質改良する方法を見出す努力がなされるが、こ
れには使用装置による限界がある。この限界は供給ヒー
ターの時間−温度関係に起因するものである。普通ヒー
ターの出口は約７５０°Ｆが限界である。この温度以上
では熱分解が起ってしまう。そして熱分解の結果ヒータ
ー管部のコークス化や真空排出装置への負荷超過や「不
安定」生成物の生成等をひき起こす。

この様な処理に際しての限界や軽質原料の入手可能性が
低いことが、石油精錬工業において真空底部残分ならび
にタール砂ビチューメンや重油の品質向上のための可能
な方法を見出すのに障害となっている。技術的に可能な
方法は多くあるが、それらは経済的に最適な方法として
は程遠い。水素添加法は高圧と大量の触媒を必要とし、
そのために大資本投資や高い操作コストを必要としそし
て触媒の廃棄の問題が起る。炭素廃棄法も又高いおう高
金属含有コークスの様な望ましくない副生成物を生成し
、又循環固体を使用する場合には大量の触媒を廃棄する
問題も起る。

上記した固体や固体生成不純物で汚染されたこの様な炭
水化物含有原料の品質改良のために多くの技術が知られ
ている。例えば遅延流体コークス化法を使用することが
出来る。このコースク化法では熱変換によりコークスや
高コークスガソリン、高コークスガス油等を生成する。

固体コークスは普通灰分およびいおう含量が高（、従っ
てその蒸留物はこれを接触分解又は混合するために充て
んして使用する前に更に処理しなければならない場合が
多い。溶媒抽出や脱歴法も又残渣からのＦＣＣ用原料の
調整用に使用できる。

現在、ＦＣＣ法は石油精錬工業での最良の方法と考えら
れておりそしてより重質の炭化水素含有原料を分解して
おり軽質のより高価値の製品、例えばガソリン混合原料
を生成するのに広く使用されている。そして現在、ガス
油はＦＣＣ法での主要な使用原料である。残油、特に真
空残香をＦＣＣ法において使用することは、アスファル
テンや金属の含有量が高いために制限されている。又同
様にタール砂ビチューメンや重油由来の原料をＦＣＣ法
に使用することも同じ理由から制限されている。

歴史的には、ＦＣＣ法の触媒の活性は、当初の砂から現
在の約２５％のゼオライト含有を有する高活性ゼオライ
ト触媒へと増加して来ている。これら触媒はＦＣＣ法に
おいては周知であり、又触媒のゼオライト含量を増加す
ることによりその分解活性が増加することも知られてい
る。この様なゼオライト触媒を使用することによりＦＣ
Ｃ反応器又はＦＣＣ反応塔中での接触時間を著しく少な
（することが出来るようになった。そしてこの様な変革
により精錬業においてより効率的にそしてガス含量のよ
り少ないかつより高液含量の製品を得ることが可能とな
った。

しかしながら当精錬業界においては、ガソリンの気体圧
を制限し、ディーゼル品質を向上させそしてガソリンオ
クタン価を増加させ、そして一方においては真空残香等
の様な超重質原料画分をより多く軽質価の高い製品に変
換することが益々重要な使命となりつつある。従って現
存するＦＣＣ装置の製品が重大な意味を有する様になっ
ている。

これまで、約３０％より多くのゼオライト含有を有する
ゼオライト触媒を新たに補充する触媒として使用するこ
とは、反応器の構成上出来ないことであった。たて型反
応塔を有する代表的なＦＣＣ構造においては該反応塔は
アーム部、Ｔ型部、サイクロン、その他の触媒−オイル
気体分離のための装置を末端に有しており、そのために
触媒−オイル気体の接触に長時間を要するので非常に高
いゼオライト含量の分解触媒を効果的に使用することが
出来ない。この代表的な構造の装置においてその反応器
の塔部における接触時間は約３秒であり、次いで反応系
は反応器の分離装置中に装入される。この装置中での触
媒−オイル接触時間は見かけ速度を約３ｆｐｓとして、
最小３秒から最高１５秒とこれにサイクロン時間をプラ
スした範囲内である。反応器のこの部分における触媒密
度は普通塔部における触媒密度より低いが、反応は面こ
の部分にあっても進行している。反応の多くは熱反応で
あり、従って全体の効果は使用触媒上の高いコークスレ
ベル、高いガス生成率、少ない液体生成率、ディーゼル
および底部生成物の低い品質程度および多いジオレフィ
ン量等によって判断される。使用触媒上のコークスレベ
ルが高ければ高い程再生装置の温度が高くなり、従って
オイル対触媒の割合がより低（なる。

現在の技術水準では反応系中での接触時間を短縮しある
いは超短縮し得る様な実用的な方法はない。代表的なも
のとして今日のＦＣＣ装置での接触時間は３秒以下と考
えられている。しかしながら先にも述べた様に、これは
反応器の塔部のみの接触時間を言っているのであって全
体の接触時間を意味するものではない。従って、通常は
２５％のゼオライト含量の分解触媒の触媒リストから補
充触媒を約１％の添加速度で新しい触媒として補充して
いるのであるが、もしも操業者がこれよりはるかに大量
の触媒を補充したとすると、もはや装置をコントロール
することが不可能となってしまう。そして再生装置温度
は上昇して触媒−オイル比は減少し、そして反応はより
高温反応となってしまう。その結果、ガス生成率がより
高くそして液体生成率がより低くなり、ついには再生装
置温度は通常加熱し、又ガス圧縮器やガス濃縮装置系は
異常負荷となる。

米国特許第４，２６３，１２８号において本発明者は、
全原油ならびに石油蒸留による底部画分を、実質的に触
媒活性のない流動固体と高温で短時間接触させることに
より装入原料の高沸点成分を循環する固体上に沈着させ
これによりＣｏｎｒａｄｓｏｎカーボン価、塩含有量お
よび金属含有量を減少させることにより該原油ならびに
両分の品質を向上させる方法を開示した。そして該方法
では、セオリン粘度の粒子の様な不活性固体を接触反応
器中の上昇カラム中に供給して装入物の大部分を気化さ
せる。循環している固体の粒子上に形成した炭素質およ
び金属系沈着物は燃焼され、その後その固体粒子は接触
反応器中にリサイクルする。

又米国特許第４，４３５，２７２号において本発明者は
、上記の様な原料を接触反応器中に導入しそして更にこ
れを添加された不活性接触物質の加熱粒子の下降カーテ
ン中に分散させることにより該原料の品質を向上させる
方法を開示した。ここでは装入原料は気化し、そして炭
素質、塩および金属は循環している接触物質上に沈着す
る。次いで接触物質上の沈着物を燃焼除去し、燃焼熱を
接触物質により吸収させ、そして加熱された接触物質を
接触反応器中にリサイクルして再度装入原料の気化に使
用する。

又ＦＣＣ供給物を接触分解装置の反応塔部に噴霧送入し
て供給物と触媒との接触をより良くする方法も知られて
いる。

以上の様な公知の方法により原油（又は合成原油）を利
用して輸送用燃料を生成する技術が開発されたが、しか
しこれには大資本を要し又操業コストが高くそして又周
辺装置を創製する必要があった。

、日が”ンしようと　るロ、占 従って本発明の第１の目的は、コークス形成、金属化合
物、固体状物や窒素等の不純物で汚染された高分子量炭
化水素含有原料から、液状輸送用燃料の様な低分子量で
より高価値な製品を製造するためのより経済的な方法を
提供することにある。

本発明の別の目的は、超短時間触媒−オイル接触系にお
いて非常に高活性な触媒を使用することの出来るＦＣＣ
法を提供することにある。

更に又別の目的は、ゼオライト触媒上でのコークス形成
を抑制する（低デルタコークス）ことにより、該触媒の
水素放出特性を制限し、これにより高品質のディーゼル
燃料および重質生成物（高水素含有物）を生成し、ガス
の生成をより少なくしそして二次分解をより低く抑えか
つ触媒対オイル比をより高くすることの出来る前記方法
を提供することにある。

更に又本発明の別の目的は、経済的操業に必要な変換を
達成するために、４０％（重量）以上のゼオライト含量
、そして好ましくは６０％以上、更に好ましくは８０％
以上のゼオライト含量を有するゼオライトＦＣＣ触媒を
使用することの出来るＦＣＣ法を提供することにある。

更に別の目的は、ＦＣＣガソリンのオクタン価を上げる
と考えられる高温での触媒−オイル接触を可能とし、し
かもより重質の（高終点の）供給原料を処理することの
出来る前記の方法を提供することにある。

又本発明は、資本や操業コストを低くした方法系におい
て、常圧残炎や真空残香、タール砂ビチューメンや泥仮
岩油から合成原油、加熱純粋ナフサ業、ならびに従来の
ＦＣＣガス油含有原料等の様な複合炭化水素油含有原料
を処理してより高価値の製品を生成することを可能なら
しめるものである。

更に、本発明方法で使用する水平型接触反応器において
は反応ゾーン中での０．１〜０．２秒の実質合計接触時
間とこれにサイクロン時間をプラスするだけで良く、従
って従来技術における様な悪影響もなく、高ゼオライト
含量の新しい触媒を補充する゛ことが出来るのである。

これにより、必要とあれば１０００〜１１００°Ｆとい
う高温度反応器を使用して、熱反応の制御と組合わせて
触媒反応を行なえるという利点がある。

本発明のその他の目的や利点は更に以下の説明に記載し
又それから明らかであり、あるいは又本発明を実施する
ことにより知ることが出来よう。

又本発明の目的および利点は、特に前記特許請求の範囲
に記載した方法およびその組合わせにより実現可能であ
りそして達成することが出来る。

１、Ｉ″占を”ンするための 上記目的を達成するためそして本発明の意図するところ
に従って、本発明は重質炭化水素油含有原料をより低分
子量の液体製品に変換する新規流動法を提供するもので
ある。この方法は前記原料を噴霧してあらかじめ選択さ
れた大きさの液体粒子の粒子流を形成し、そしてこの噴
霧原料を実質的に水平に反応ゾーン中に導入することか
ら成るものである。そして熱流動分解触媒粒子流を実質
的に垂直に反応ゾーン中に導入してその中で噴霧原料と
密に接触させ、その際温度、圧力および噴霧原料との接
触時間を該原料中の炭化水素が気化して該炭化水素をよ
り低分子量の生成物に分解するのに充分なものとする。

触媒は実質的な分解活性を有するゼオライト成分を少な
くとも４０重量％含有する。大部分の炭化水素を気化さ
せて、こうして気化した炭化水素中の触媒粒子の混合物
を形成し、そして該気化炭化水素を反応ゾーン中で分解
する。分解生成物とこれに付随する触媒粒子とを含有す
る気体の混合物をすばやく分離ゾーンに導入しそして使
用ずみの触媒粒子を分解生成物から分離する。使用ずみ
触媒粒子は炭素質物質の沈着物を表面に有しており該沈
着物は触媒の分解活性を減少させる作用をする。そして
この使用ずみ触媒粒子を燃焼ゾーン中へ導入し、ここで
該粒子は酸素含有ガスと接触させられてその炭素質沈着
物を燃焼して分解活性を回復した再生触媒と燃焼生成物
である煙道ガスとを生成する。こうして回収された熱い
再生触媒は再び反応ゾーンへリサイクルされここで新た
に噴霧された原料と接触する。反応ゾーンからの気体は
気体回収および生成物分画部へと導入され、ここで装入
原料よりも小さい分子量を有する液体炭化水素生成物が
回収される。

装入原料としては、好ましくは常圧および真空残油、ガ
ス油およびタール砂ビチューメンから成る群から選択す
ることが出来る。

反応ゾーンでの触媒と炭化水素との接触時間は、好まし
くは０．５秒以下、より好ましくは約０゜１〜０．２秒
以下である。

本発明方法の実施にあたり、有利には煙道ガスを酸素含
有ガスと混合して流動媒体を作り、この流動媒体を燃焼
ゾーンの底部近くに導入してその中の触媒粒子を流動化
させそして炭素質沈着物と酸化する。燃焼ゾーン中に供
給する流動媒体の流速とその酸素含有量は燃焼ゾーン中
での所望の燃焼量を達成するための煙道ガス中の酸素の
量の表示に従ってコントロールされる。

有利には燃焼ゾーンは上部と下部とから成り、そして下
部の直径は上部の直径よりも大きく、そして下部での流
動媒体と使用ずみ触媒粒子の流速は上部でのそれらの流
速より小さい。この様な構造により、下部ではより密な
相系となりそして上部ではより流動的でありそしてより
密度の粗い相系となる。

又本発明によれば、従来のガス油やその他のそれぞれ別
個のそして他と異なる厳密な水準故に有利な炭化水素含
有原料を含めての複合装入原料を別々に処理することの
出来る方法も提供するものである。上記のその他の炭化
水素としては、例えば真空カラム残油；ビスブレ７ヤー
、コーカー又は選択気化ナツタあるいはその他のオクタ
ン価改良用の熱ナフサ；純粋ナフサ；タール砂ビチュー
メン；および泥板岩油を挙げることが出来る。

本発明方法で使用する触媒は、該方法の条件下において
極めて高い分解活性を有するものでなくてはならない。

その分解活性は、約２５％（重量）までのゼオライトを
含有可能な従来法の高活性ＦＣＣ触媒よりもかなり高い
。本文中において「ゼオライト」とは、ＦＣＣ触媒の成
分として使用される実質的な分解活性を有する結晶物質
であればいかなるものでも良い。この様な物質は周知で
あり、例えばＸ２はＹ型結晶性アルミノ−けい酸塩（こ
れは安定化されているものでも、あるいは又例えば希土
類や水素イオンの様な種々な元素のイオンでイオン交換
されていても良い）、ＺｓＭ型ゼオライト、又はその他
のほう素、クロム等を含有する結晶性けい酸塩が挙げら
れる。

現在知られているＦＣＣ触媒試験法では本発明で使用す
る超高活性な触媒の活性を正しく測定することは出来な
い。従ってこの様な触媒の分解活性レベルを示す適当な
活性測定スケールを入手することは出来ない。しかしな
がら、この様な本発明の触媒は、本発明の方法の条件下
で充分な分解活性を有するゼオライト成分を４０重質％
以上含有すると考えられる。そして好ましくは該触媒は
その様な分解成分を少なくとも６０重重量、より好まし
くは少なくとも８０重量％含有している。

典型的な場合として、ゼオライト分解成分は、例えばア
ルミねシリセ又はシリカ−アルミナの様な無機酸化物の
マトリックス中に含有されており、そして必要ならばこ
れらも又分解活性を有していても良い。本発明の触媒は
又その他の付加成分を、例えばＣ０１ＣＯＸ又はＮＯｘ
コントロールのために含有していても良く、又その様な
目的のための１種又はそれ以上の添加物と組合わせてい
ても良い。

又本発明の触媒は本発明方法に使用した場合に所望の耐
摩耗性と安定性とを有していることが望ましい。触媒の
粒子径は系中で流動化しそして循環出来る程度のもので
な（ではならないが、従来のＦＣＣ触媒の代表的な粒子
径で良い。

単一の装入原料、又は場合により複合の装入原料を、該
装入原料よりも低分子量を有する高価値製品に変える系
中に装入する。

装入原料は大量のコークス前駆体、例えばアスファルテ
ン、金属および窒素を含有していても良いが、その他の
従来の装入原料、例えばガス油等も同様に系中に供給す
ることが出来る。

本発明のＦＣＣ法は、以下に詳しく述べる抗コークス化
系である故のみならず、同様に以下に詳しく述べる供給
触媒接触法である故に、大量のアスファルテン、金属お
よび窒素を含有する重油の処理に非常に適している。重
油（基本的に約１０００°Ｆ以上）および塩基性窒素物
質の量が従来のＦＣＣガス油供給原料中では増加するの
で、反応系中の活性部分密度、換言すれば供給原料単位
当りの活性部分が減少しくその理由はアスファルテンが
触媒の活性部分をブロックし即座にコークス形成がおこ
るため）、そして塩基性窒素化合物が酸部分を中和しこ
れにより変換能が失なわれる。

本発明方法の処理系では、供給原料は落下している触媒
中に注入されるのであり、供給原料のアスファルテン部
分と接触する触媒粒子はストリッパヒーター中に落下す
る傾向にあり、従って高ゼオライト触媒が供給原料の高
水素含有部分を接触してこれを変換することが可能とな
るので、上記の様な悪影響を減らすことが出来る。塩基
性窒素は尚触媒の酸部分を中和するが、しかし接触時間
が短くかつ二次コークス生成反応がほとんど起らないた
めにゼオライト含量は増加した状態であり又触媒循環速
度も速いので、その効果はそれほど低下することはない
。又、接触時間が短いために金属反応の作用も少なくな
りそのためガス生成や水素生成もほとんど起らない。こ
の様な接触時間が短いということ。ために、高温接触操
作（１００’Ｆを超える）が考えられる熱反応も又はと
んど起らず、かつジオレフィンの生成もほとんどよい。

以下に本発明の好ましい実施態様について詳しく説明す
る。尚その実施例を添付の図面に開示した。

まず本発明を具体的に開示するために、アスファルテン
と金属不純物で汚染された重質炭化水素油を装入原料と
して使用して、本発明の詳細な説明しよう。しかしなが
らこれは決して本発明方法に供給可能な原料の種類を限
定することを意味するものではない。本発明方法は高活
性（４０％を超えるゼオライト含量）の分解触媒を使用
して超短接触時間で反応を行なう事が望ましい操作にあ
らゆる種類の炭化水素含有原料を使用して適用可能であ
る。

第１図に示す様に、本発明の反応系は使用ずみ触媒再生
部（４）、水平接触部（８）、脱離部加熱部（ストリッ
パヒーター）（１０）、装入原料噴霧手段（１２Ｌおよ
び連合接触部サイクロン（６０）および（６６Ｌ再生部
サイクロン（３０）および（３６）、管路、弁部および
後記するその他の装置から成っている。噴霧手段（１２
）は装入原料を、反応ゾーン中へ導入する液状微粒子状
にするためのものである。この反応ゾーンはストリッパ
ヒーター容器（１０）の「頂蓋」部（６８）と水平接触
部（８）とから成っている。これに導入された微粒子は
分解触媒と接触して気化分解して低分子量生成物となる
。使用ずみの不活性化された触媒は接触部サイクロン（
６６）および（６０）の中で分解生成物気体から分離さ
れてストリンパヒーター（ｌＯ）に導入され、ここで付
随炭化水素はスチームと熱とにより使用ずみ触媒から分
離される。触媒粒子の一部は頂蓋部（６８）から下のス
トリッパヒーター（１０）中へ落下する。こうして分離
された使用ずみ触媒はストリッパヒーター（１０）から
再生部（４）の底部（６）へ導入され、流動化されて再
生部（４）中を上方へ移動する。そして炭素質物質はこ
の中で使用ずみ触媒から燃焼除去されて、触媒はその触
媒活性を回復する。再生触媒と燃焼生成物は再生部サイ
クロン（３０）および（３６）中で分離されそしてここ
から再生触媒と煙道ガスとをとり出す。再生触媒は後記
する様に系中に戻され、煙道ガスの１部は系中の流動媒
体として使用される。

再加熱された使用ずみ触媒は、ストリッパヒーター（１
０）の液位調節をしながら、使用ずみ触媒用配管（１３
）およびすべり弁（１４）を通ってストリッパヒーター
（１０）の底部から取り出されて再生部（４）の底部（
６）に導入される。

ここで該触媒は流動媒体と接触する。この流動媒体は空
気送入部（１６）からの空気と管部（１８）からのリサ
イクルした煙道ガス又は高酸素ガス又はその両方とから
成っており、これらを混合してそして全ガス流コントロ
ーラー（２０）と始動空気ヒーター（２２）とを通して
再生部の底部（６）へと導入する。この流動媒体は、再
生部中で使用ずみ触媒から炭素を燃焼除去するための酸
素源である。この完全に流動化した再生系において所望
の見かけ速度を保持しながら再生部において燃焼する炭
素を所望量とする様に、酸素を適当量に調節するために
、空気送入部又は高酸素ガス流速を煙道ガス中過剰酸素
含有量を測定するセンサー（２３）からの表示に従って
設定しながら、全体ガス流をコントロールして煙道ガス
をリサイクルする。これは本発明方法における１つの特
徴的な工程である。

触媒活性に対するバナジウム毒作用を最少にするための
適当な操作は、バナジウムを＋５価の状態よりもより還
元型（＋３）の状態に保ってバナジウムを動態でない状
態にしてゼオライトに対して作用出来ない様にすること
である。又、ニッケルを酸化型に保持してこれおよびそ
の他の循環する触媒上に沈着した金属の脱水素化機能を
減退させることが望ましいので、超短接触時間反応（水
平反応部（８））を使用してこの不動態化を達成する。

再生部（４）中での酸化（これは酸素処理をする第２工
程を有する従来の２工程法ＦＣＣ再生系においては行な
われたが）を抑制することはより重要なことである。な
ぜならば、再生部から反応系への酸素の持込みをへらし
あるいはなくすことにより、触媒対オイル比が増加する
からである。この酸素は循環触媒を構成する酸化性物質
と会合している。そしてこれらの酸化性物質が反応系で
還元されるので、酸素はその反応系で遊離する。これを
燃焼すると熱が放出されて、これにより触媒の循環速度
は低下しそして反応部生成物中に過剰の酸素化合物を生
成する原因となる。この様な理由から、再生触媒上の炭
素量を０．　１重量％より少なく、より好ましくは０．
０５重量％より少なくして操業することが好ましい。煙
道ガスの酸素含有量は、新たな触媒構成のための要件を
最少のものとするために、高金属装入原料に対して１．
０容量％より少ない、好ましくは０．５容量％より少な
い、そしてより了ましくは０．１容量％より少ないもの
としなくてはならない。

本発明の反応系のもう１つの利点は、重質供給原料用に
現在利用されている種々の２工程系と異なり単一工程系
において触媒を再生することが出来ることである。本発
明方法が単一工程系を使用することが出来る理由は、従
来の２工程系において使用されている逆混合系を使用し
ないで、順流酸素−触媒系を使用していることが挙げら
れる。

この順流系においては、触媒が再生部（４）の頂部に到
達してそこで本質的に洗浄されるまで、触媒上の炭素レ
ベルがこれを保護出来る様な構造のプラグ付き流動型の
完全流動再生部を使用することにより、熱水作用による
不活性化や高酸化状態から触媒を保護する様にしである
。従来の逆混合系では２０分という触媒時間を要したが
、これに対して本発明の系において炭素保護を施こさな
い場合には触媒時間は推定５秒以下である。これにより
本発明の系においては熱水作用による不活性化を著しく
抑制することが出来るのである。

再生部（４）は、大直径の底部（６）と小直径の上部（
５）とから成る様に示しである。この様な構成により底
部（６）においては低速で高密度相の系が生成しそして
続いて上部（５）において高速でより流動的な系が生成
しており、そして後者においては触媒再生の時間および
温度をその高さおよび水圧と交換可能である。

また底部（６）を大きな直径の構造とした目的は、触媒
再生の時間を再生部の長さの割に長くするためである。

再生部の代表的な構造条件としては、気体時間が２０秒
より少なく、そして好ましくは１４００°Ｆより高い温
度において１０秒以下の時間である。温度が高くなる程
その時間は短かくて良い、従って低温燃焼部での長時間
反応はしばしば不必要である。この場合、再生部（４）
の上部（５）および底部（６）は同じ直径であって良い
。

本発明のこの態様においては完全流動再生部を使用する
ので、再生部（４）における速度を一定の範囲内に保持
することが重要である。速度があまり遅いと粒子は流動
化せずに系は循環を停止してしまう。又一方速度が速す
ぎると、触媒から炭素質物質が焼却されるのに充分な時
間が得られない。従って、この系は、冷却後の煙道ガス
と管部（１８）および（２２）を通った空気とを分配部
（２６）を介して再生部の底部（６）中ヘリサイクルし
て、ストリッパヒーター（ｌＯ）から管部（１３）中の
すベリ弁（１４）を通って流入する粒子を流動化する点
において特徴を有するものである。煙道ガスは空気送入
部（１６）からの空気で置き換えても良くあるいは普通
はこれに核部（１６）からの空気を補充して燃焼に必要
な酸素を得る。空気送入部（１６）の流速は所望の煙道
ガス組成となる様に調節して、そして空気プラス煙道ガ
スの全体の流速は流速コントローラー（２０）でコント
ロールする。

再生部（４）への全ガス流速は、再生部の上部（５）に
おける速度が３０ｆｐｓより小さくなる様に、そして普
通は約１０秒ｆｐｓとなる様にコントロールするが、し
かし常に触媒粒子の送入速度よりも大きくなくてはなら
ない。流動化された使用ずみ触媒粒子は燃焼生成物と共
に再生部（４）の上部（５）において高流速を保ち続け
、そして、ここにおいて触媒は再生されて管部（２８）
を通って第１サイクロン（３０）への導入される。そし
て該サイクロン（３０）で触媒粒子の９０％以上が煙道
ガスから分離される。これに分離された粒子は下降脚部
（３２）を通ってサイクロン（３０）から送出されて下
降脚部脱ガス容器（３４）の下部へと送られる。この容
器（３４）は、水平接触部（８）に送られる煙道ガスを
最少壇とするために、スチームやガスを使用して出来る
だけ多くの煙道ガスを熱粒子から取り除（のに使用する
ことが出来る。第１サイクロン（３０）および第２サイ
クロン（３６）の両方の下降脚部（３２）および（３８
）は容器（３４）中の粒子レベルの下側に排出している
。

煙道ガスは第１サイクロン（３０）を出て所望によって
は予冷却部（４０）を通って第２サイクロン（３６）へ
と導入される。該予冷却部（４０）は第２サイクロン（
３６）における機械的理由から所望の温度にまで下げる
か、あるいは再生触媒上の炭素を一酸化炭素の不完全燃
焼となる様に維持したい様な場合に後燃焼を最少におさ
えるための方法的理由から温度を下げるためのものであ
る。

予冷却部（４０）を出ると煙道ガスは第２サイクロン（
３６）へ入る前に下降脚部脱ガス容器（３４）からの気
体と一緒にされる。そして第２サイクロン（３６）中へ
導入されそしてここでこの煙道ガスから１０ミクロンよ
り大きい粒子はすべて除かれる。煙道ガスは第２サイク
ロン（３６）を出て分圧制御すべり弁を通って煙道ガス
ガス管部（４６）へと送られる。燃焼系における圧力は
、煙道ガス管部（４６）と気体回収管部（４８）とに接
続された分圧コントローラー（４２）によりコントロー
ルし、このコントローラー（４２）はすべり弁（４２）
の開閉を調節して管部（４６）を介して系中に導入され
る煙道ガスの速度を規制する。又コントローラー（４２
）は、粒子循環を安定させるために再生部と水平接触部
（８）との間の分圧を調節する。煙道ガスは所望により
公知の方法により処理されて粉体回収系又は大気中へ放
出されても良い。冷却後にそして圧力を減圧とする前に
、煙道ガス流はブースター圧縮器を介して、管部（１８
）および全ガス流コントローラー（２０）を通って再生
部（６）の底部にリサイクルされても良い。

サイクロン（３０）および（３６）で分離された触媒は
下降脚部（３２）および（３８）から下降脚部脱ガス容
器（３４）中に導入される。この脱ガス容器は反応系中
に導入される不活性ガスの量を減らすためのものであり
、スチームを使用したストリッパとして（但し熱水によ
る不活性化があまり著しくない場合）機能にも良いある
いは下流のガス濃縮系からの炭化水素ガスを使用するス
トリッパとして機能しても良い。後者の場合には、脱ガ
ス容器（３４）からの通気管部（５０）は触媒の存在下
にガスを燃焼させる目的で再生部（４）中に挿入されて
いる。

予冷却部（４０）は本発明方法系におけるもう１つの特
徴的構造である。この系の好ましい配置として、サイク
ロン（３６）は第１サイクロン（３０）の様に高温にさ
らされた金属内包物のほとんどがない従来の冷壁サイク
ロンではなくて、米国特許筒４，３４８，２１５に記載
のＦｕｒｉｐｏｓ第３工程サイクロンの様な複数クロー
ンから成る直動率サイクロン系であり、これは１６００
°Ｆより低い温度限界を有している。これは多くの場合
この方法用に考えられる操作温度よりも低い。従って、
この流れの冷却は複数クローンを保護するためのもので
ある。冷却のための好ましい方法としては、普通煙道ガ
ス温度を１４００°Ｆ１６００°Ｆの範囲に低下させる
ためにスチームを生成するのに使用する熱交換器を使う
方法である。この交換器は液体又はスチーム冷却器で置
き換えても良いが、この様な冷却器は普通下流の装置に
おいて結露することから問題があることがある。

脱ガス後に、熱せられた再生触媒は、すベリ弁（５４）
を介して水平接触部（８）に導入される再生触媒と好ま
しくは１対１の割合で、そしてより°好ましくは２対１
又はそれ以上の割合で熱循環すべり弁（５２）を通って
ストリッパヒーター（１０）中に導入される。この再生
触媒はストリッパヒーター（１０）中へ導入されている
いろな目的を達成する。第１に、これは使用ずみ炭素被
覆触媒の温度を上げて該触媒が短時間で急速流動する再
生部（４）中で再生され得る様にするために使用される
。第２に、この熱せられた再生触媒をストリッパヒータ
ー（１０）の粒子レベルの頂部に添加することにより、
これはアスファルテン被覆触媒の縮合反応を促進しそし
て再生部中へ持ち込まれる水素をへらす働きをする。第
３に、これは脱離気体の温度を上げることにより接触系
のコーキングを阻止する働きをする。第４に、これはス
トリッパヒーターの温度を上げ、これにより同量の脱離
媒体の脱離能を上げることが出来る。又これは触媒の孔
体積と合体したガスのガス体積を増加させることにより
触媒孔中の炭化水素ガスの量を減らし、その結果再生部
（４）中への水素持込みを少なくすることが出来る。そ
してこのために再生部温度が低下しそしてその結果触媒
循環速度が上がる。供給原料と接触させるための熱再生
触媒は垂直配管（５６）と再生触媒すべり弁（５４）と
を通って脱ガス部（３４）から出てゆく。接触部第２サ
クロン（６０）の出口には温度コントロール（５８）が
とり付けである。すべり弁（５４）は、温度コントロー
ラー（５８）における所望の温度を維持するために、再
生触媒の予備混合下降部（６４）への流入速度をコント
ロールする。

すベリ弁（５４）の下流で再生触媒は管部（６２）から
供給されて、流動化／発射媒体と混合される。この媒体
は受容部上方の主反応塔上のガス圧縮部の第１工程から
リサイクルされた炭化水素であるか、あるいは管部（４
８）を通って接触ガス中に送られる生成物分画部（図示
していない）からの生成ガスである。この系に使用され
るガスの速度は重要であり、そしてこれは本発明方法に
おける特殊な構成要件であって、接触部／反応部（８）
における接触時間を０．１秒とする様に、しかも再生触
媒の金塊をすべり弁（５４）から水平接触部（８）を通
って第１サイクロン（６６）へ送入する様に構成されて
いる。この系においては装入原料注入区域であるストリ
ッパヒーター（１０）の頂蓋部（６８）における見かけ
の速度を４０フイ一ト／秒（ｆ’　ｐ　ｓ　）より少な
いｐａとする必要がある。これは原料注入区域に送入さ
れた再生触媒が水平触媒部（８）中に入ることができる
ようにその注入位置から９０度回転して進行し、その結
果接触時間を最少のものとすることが出来るようにする
ためである。頂蓋部（６８）における速度は４０ｆｐｓ
より大きいので、触媒進入路が大きくとってありこうし
て接触時間を多くしである。これは事実上接触時間の制
御手段である。

速度の上限は約１００ｆｐｓであり、これは大量の再生
触媒が水平触媒部（８）中へ入り込まない限界点である
。又この上限はこれ以上であるとストリッパヒーター触
媒床レベル（７０）を著しくかき乱してすべり弁（５２
）から接触部（，８）中への熱再生触媒の過度な導入を
起させると考えられる速度の上限異点である。触媒活性
が低いとが又はゼオライト含有量が少ないとかの場合に
はこの様な過度の導入が好ましかったりあるいは実際に
その様に行なったりすることもある。しかしながら、そ
れは通常の場合のものではない。

又本発明の方法系の別の好ましい態様としては本系にコ
ーキング防止系を組合わせても良い（第２図）。この系
においては制御系としては特殊な温度優先制御装置を設
ける。これは温度センサー素子（７２）と流動化／発射
媒体管部（６２）に設けた流量測定装置（６３）とから
成り、これらは供給弁（７６）上の操作部に接続した、
コンピューター（７４）に接続されている。導管（７８
）中の装入原料の流速は測定装置（８０）を使用して測
定する。コンピューターは、管部（６２）中のガスの流
速、予備混合降下部（６４）中の温度および導管（７８
）中の装入原料の流速から、接触部（８）へ供給された
原料を気化させるのに充分な加熱がなされているかどう
かを電算処理する。

もしそれが適当でない場合はコンピューター（７４）は
原料の系中への装入流速をより遅い速度に再設定する。

熱再生触媒のロスが出たりした場合には、コンピュータ
ーは供給弁（７６）を閉じる様に指示する。これは系に
おいてコーキングの可能性を阻止するための本発明の方
法系における特徴的な構成の１つである。（系中にコー
キングが起ると操業停止をしなくてはならない。）又こ
のコーキング防止制御系は、別の系、すなわち示差圧力
により、予備混合下降部（６４）の横断密度を測定し、
そしてこの密度と使用して管部（６２）中の分散媒体割
合と温度センサー素子（７２）で測定した分散媒体温度
とから上記と同様のコントロールを行うことの出来る系
で置き換えても良い。

温度センサー素子（７２）の下流において、管部（７８
）を通して供給した原料を接触部（８）中へ注入して分
散熱再生触媒と密に接触させる。

装入原料は、これと再生触媒とを緊密に接触させて、再
生触媒の大部分を管部（６２）を通して供給した流動媒
体およびガス化原料と一緒に水平接触部（８）を介して
分離系の第１サイクロン（６６）中に導入出来る様に噴
霧することが重要である。これは色々な方法で行なうこ
とが出来るが、原料を接触部（１０）中の触媒粒子の落
下カーテン（これについては後に述べる）中に水平に噴
霧することが必要である。そしてこれはストリッパヒー
ター（１０）と予備混合下降部（６４）との中間に位置
する「頂蓋」部（６８）のそばに設けた中央水平供給物
分配管部（７８）あるいは複合原料注入口（８６）のそ
ばに複合接触部（８）を有する構造により可能である。

前者の場合、分散した再生触媒が分配部を囲みそして供
給部が水平接触部（８）と同様の高さで平坦な水平バタ
・−ンとして触媒カーテン中に噴霧され得る様に、供給
物分配部を頂蓋部（６８）の中央に位置する様な構造と
することが出来る。噴霧されたオイル速度およびオイル
の気化および変換により加速された速度のために触媒の
落下カーテンは９０度方向に変向して頂蓋部（６８）を
出て５０〜１００ｆｐｓの速度で水平接触部（８）を通
り、こうして水平用において全体的な接触反応が行なわ
れる。

触媒の中でもより重い粒子のある部分やアスファルテン
で被覆された触媒粒子のある部はストリッパヒーター（
１０）から水平接触部へと出てゆかないで、該ストリッ
パヒーター（１０）の底部の使用ずみ再生触媒の高密床
の頂部に落下する。水平接触部が１個しかない場合には
、供給物は水平接触部装入原料注入口から１８０度の分
散触媒の落下カーテン中に噴霧注入される。又接触部の
入口が容器の中央にある様に、水平接触部（８）を頂蓋
部（６８）の中央に伸ばすことも出来る。この場合は、
装入原料は接触部（８）と同じ高さにおいて頂蓋部（６
８）の周囲に水平の平坦パターンとして噴霧注入すれば
良い。

噴霧および接触は色々な方法で行なうことが出来るが、
ここでは水平接触部（８）と噴霧手段（１２）とを有す
る構造を好ましい態様として参照しながら説明しよう。

水平接触部（８）は、ストリッパヒーター（１０）の「
頂蓋」部（６８）（す体わち、より小さい直径を有する
ストリッパヒーター（１０）の上部）を第１工程サイク
ロン（６６）の入口に接続し、そして装入原料噴霧器（
１２）の反対側に位置する実質的に水平の導管から成る
。頂蓋部（６８）と水平接触部（８）とが接触ゾーンを
構成し、ここで噴霧原料を熱再生触媒と密に接触させる
。この噴霧原料は、熱再生触媒粒子落下カーテンを通っ
て接触部（８）中へ送入される様に本質的に水平に頂蓋
部に導入されることが必要である。これは複合接触部（
８）ならびに該接触部（８）の触媒注入口（８６）そば
に設けた複合原料注入口を有する系の構造により可能で
ある。装入原料注入口は実質的に水平接触部（８）の入
口（８６）と同じ高さか、あるいはそれよりわずかに高
い位置である。この構造において頂蓋部（６８）はこの
部分での触媒−オイル気体接触時間を少なくするために
用いられ、そして再生触媒は１０ｆｐｓよりも大きい、
より好ましくは２０ｆｐｓよりも大きい下降速度を有す
るのが好ましい。ガス化した原料装入物は分散媒体およ
び大部分の再生触媒と一緒に速やかにストリッパヒータ
ー（１０）の頂蓋部（６８）を出て該ストリッパヒータ
ー（１０）の接触部粒子入口（８６）を通って水平接触
部（８）へと移行する。水平接触部（８）では、触媒お
よび気体の速度は、使用サイクロンにもよるが、５０〜
１００ｆｐｓにまで加速される。この接触部中での時間
は、この接触部の長さが第１サイクロン（６６）を設置
するのに機械的に充分な長さでありさえすれば良いので
、代表的には０．１秒より短かくて良い。

より重い触媒粒子やあるいは気化しなかった装入原料が
ある場合にはこれらはストリッパヒーター（１０）の頂
部に重力により落下してそのストリッパヒーター（１０
）中に混入した他の粒子と混合される。

上記した様に、流動粒子形成のための装入原料噴霧手段
の構造および供給物−熱循環固体接触のための構造は重
要である。この系の拡大図を第２図に示す。説明を簡単
に行なうために、ここでは１個の供給物性入口および１
個の水平接触部を記載したが、この構造は決して限定的
な意味のものではない。当業者ならば装入速度を増すた
めに、より多くの接触部（８）やより多くの原料注入口
（１２）を設けることは容易に理解可能である。

装入物噴霧器（１２）の種類は装入原料中の固体含有量
にかなり依存する。しかしながらその機能の意図すると
ころは、装入物を１〜１０ミクロンの粒径の範囲の液滴
に噴霧することである。装入原料は水、スチーム又は気
体を使って噴霧することが出来る。しかしながら、好ま
しい噴霧媒体は気体であり、特に好ましくは分散媒体と
して使用したのと同じ気体であるのが望ましい。装入原
料噴霧器（８）を横断する圧力低下は、供給物中の固体
含量や所望の液滴径や噴霧媒体に依って０゜５〜３０ｐ
ｓｉの範囲で変化する。固体含量が高ければ圧力低下も
少なくそして浸食も少ない。

好ましい噴霧手段は、平坦な水平パターンを生成するノ
ズルを有する射出装置、圧力下に該射出装置に供給され
るガス状噴霧媒体源に接続される導管、および装入原料
を該射出装置に供給するための導管とから成る。

第２回に示す様に、装入原料は、分散媒体導管（６２）
に接続した導管（８８）からのガス状の噴霧媒体と一緒
になって供給物射出部（１２）に送られる。該射出部（
１２）は、例えばＦＣＣ再生装置中にトーチ油を注入す
るのに使用されるものと同じ様な構造の可動／調整バー
ナーである。

供給物射出部（１２）のノズルの先端は、必ず熱触媒と
だけ接触する様に、熱再生触媒の落下カーテン（後記す
る）の中に等しい角度から約１０〜２０度を差引いた程
度をおおうような水平の平坦大型パターンを与える様に
なっている。

接触ゾーン（８４）および接触部（８）の内部では、装
入原料が触媒の存在下に分解して軽質生成物を生成する
様に所望の適当な条件に維持されている。例えば、分解
反応は約９００°Ｆから約１１００°ＣＦの間の温度で
行なわれ、そして圧力は約１０〜約５０ｐｓｉであれば
良い。触媒対オイル比は約２ないし約１０の間に維持さ
れれば良く、そしてオイル−触媒接触時間は約０．　１
秒ないし約０．５秒の間で良い。

コントロール弁（５４）を通過した熱再生触媒は予備混
合下降部（６４）中で導管（６２）からのガス状分散媒
体と混合される。予備混合下降部（６４）中のこれら２
つの物質の混合点の下流において、ストリッパヒーター
（１０）の頂蓋部（６８）の頂部の再生触媒入口の分散
グリッド（９０）を通って加熱再生触媒の金塊が均一な
垂直パターン（９２）を形成し、そしてこれは約９０度
の角度で噴霧原料流の均一な水平パターン（９４）を横
切る。この様に、本発明は加熱再生触媒および分散媒体
を、予備混合下降部（６４）と分散グリッド（９０）と
から成る接触ゾーン中に導入する手段をも提供する。こ
こで分散媒体は、前記した様に、頂蓋部（６８）におい
て結果的に４０ｆｐｓよりも遅い速度で分散グリッド（
９０）を通して熱触媒粒子（８９）を発射する働きを実
際にする。これらの流体を接触ゾーン（８４）中で混合
することは、ガス化および分解反応によりその供給物の
体積が増加するので、結果的に爆発の様な状態となる。

そしてこの爆発の結果として、その粒子入口（８６）が
気体の逃げ出せる唯一の通路であるので、触媒粒子を主
として該粒子入口（８６）を通って水平接触部（８）へ
と加速することとなる。しかしながら、気化しなかった
装入物の一部（これは主として分解されるべきアスファ
ルテン分子から成る）は新たに粒子を形成し、熱循環触
媒上に沈着したりあるいは供給物の固体分上に沈着した
りする。又水平接触部（８）中に導入されなかった重い
粒子はストリッパヒーター（１０）中の粒子床（７０）
の頂部上に堆積されるようになる。第２図において、点
線はその人口を通って接触部から分離手段中へと移行す
る供給物および触媒流の想定通路を示すものである。１
個より多くの供給点および（または）１個より多くの接
触部がある場合には、分散グリッド（９０）はそれぞれ
の供給物と触媒との接触を確実に緊密なものとするため
に触媒の分布パターンを別々に変えられる様に構成すれ
ば良い。

分散媒体のモル割合が気化および反応後の装入物気体の
モル割合と同じである場合には、その結果としての頂蓋
部（６８）における両者の速度は分散媒体のみの場合の
速度の２倍となることに留意することが重要である。こ
の場合に、それは８０ｆｐｓより小さく、すなわちサイ
クロン（６６）の入口速度と同じであって良い。従って
、本発明のこの装置の構造の場合には、同様な装置を使
用した公知法の系と比べて接触部内での時間をより短か
くすることが出来る。５０，０００ｂｐｄ系においては
、頂蓋部（６８）と水平接触部（８）とはその直径が約
４５インチで良い。又ストリッパヒーター（１０）の直
径は約８フイートである。サイクロン（６６）の入口を
ストリッパヒーター容器（１０）の外壁の丁度外側に設
置したと仮定すると、頂蓋部（６８）の中心からの接触
部（８）の全長はストリッパヒーター（１０）の半径、
すなわち４フイートとなる。速度８０ｆｐｓでは、接触
部内時間は０．０５秒となる。この時間は従来の公知技
術と比べたら超短時間である。

この様な短時間処理は、従来技術において研究されて来
た垂直複式の、あるいは流下式基型接触部／反応部構造
の装置系においては達成不可能であった。

先に述べた通り、分散媒体流を増加する（頂蓋部速度の
増加）ことにより接触時間をかなり増加することが出来
る。又別の方法として、供給物性入部の囲りにある熱触
媒と共に供給物をストリッパヒーター（１０）に向けて
下側に注入する方法がある。もちろん、水平接触部（８
）の長さを長くして接触時間を増しても良い。

吸上式又は流下式垂直塔型反応装置のいずれとも比較し
て、本発明の系は系中におけるコーキングの問題を解決
したという点で装入物注入系とし。

ての著しい利点を有するものである。狭い反応塔は、供
給物の装入が難かしく又熱触媒の分布が充分でない（こ
れは媒体循環が不規則であることに因子）ことや、供給
物を気化するための媒体循環が不充分であったことや、
供給速度変更が早すぎることや、供給物性入口が詰まっ
てしまう（そのため液体供給物が反応塔の狭い壁部や供
給物性入口部と接触してコーキングの原因となる）こと
などのために、コーキングの問題が起る危険がある。

−旦コークスが生成してしまうと、精錬装置の操業の一
時中止をするまでこれは成長し続けることになる。この
ため本発明では垂直反応塔に比べて接触時間を最少にす
るためだけでなく、このコーキングの問題を解決するた
めに水平接触部を使用するのである。もしも優先コント
ローラー（７２）が機能しない場合には、ストリッパヒ
ーター（１０）の頂蓋部（６８）に注入された供給物は
床からの気体に向流して下側に流れるであろうから、系
は操業を続けたままとなり、そして供給物中の軽質物が
気化することとなろう。供給物中の重質炭素質物質の大
部分である残りの気化しない炭化物は、すべり弁（５２
）が開いて下降脚部脱ガス容器（３４）のレヘルがコン
トロールされそして熱触媒流が消失しないうちにその上
部に加えたのと同じ量の気化媒体がストリッパヒーター
（１０）の床レベルにかえられるので、供給物を気化す
るのに充分に加熱されたストリッパヒーター（１０）中
の粒子レベル（床）（７０）の頂部上に分散される。

導管（７８）中の装入原料の温度は例えば４００″Ｆよ
り高く、そして好ましくは５００°Ｆより高い。そして
この装入原料は、スチーム、ガス、水を使用して、ある
いは供給物性入部（１２）を横切る粘度（示差圧力のコ
ントロールにより分散（又は噴霧）されれば良い。熱再
生触媒は分散媒体と共に供給物と接触しそして炭化水素
供給物中の１０００”Ｆより高温の沸点を有しそして１
０００°Ｆ以下では熱的に安定な分子を気化させる。

１０００°Ｆより高温の沸点を有する重質の熱的に不安
定な分子は軽質炭化水素に熱的に変換され、そして高分
子量／高沸点のアスファルテン分子は炭素質粒子又は触
媒粒子上の沈着物を形成しそして分解されて低水素固体
炭素質物質および軽質炭化水素生成物となる。炭化水素
気体は主として接触的に変換される。この気体およびこ
れと共存する触媒粒子は水平接触部（８）から出て第１
分離ゾーンである第１サイクロン（６６）中へ移行され
、そしてここで共存する固体の９０％強が炭化水素気体
および分散媒体から分離される。サイクロン（６６）中
で分離された使用ずみ触媒は下降脚部（１００）により
濃密な触媒床レベルの下側の方に戻されてこの下降脚部
を封止する。

次いで気体と１０％より少ない量の使用ずみ触媒とをサ
イクロン（６６）からとり出しそしてすベリ弁（９６）
を介して熱再生触媒と混合してから第２の分離ゾーンで
あるサイクロン（６０）に導入する。高効率サイクロン
（６０）中でのコーキングを防ぐために充分に加熱され
た再生触媒を加えて気体温度を少なくとも５°Ｆ上昇さ
せなくてはならない。該サイクロン（６０）では１０ミ
クロンより大きい粒子はすべて分離されて、そして分離
された粒子は下降脚部（９８）を封止する目的でストリ
ッパヒーター（１０）の濃密な触媒床レベル（７０）の
頂部の下側に下降脚部（９８）を介して戻される。所望
ならば、熱反応を抑制するために低温で最初の接触部（
８）での処理を行ないたい場合に、その残油処理におけ
る変換レベルおよび選択性を高めるために、すべり弁（
９６）を介して更に熱再生触媒を付加的にこれらの気体
に加えても良い。この場合に、すべり弁（５４）は第１
サイクロン（６６）の出口における温度抑制点によって
コントロールすれば良く、又すべり弁（９６）は温度コ
ントローラー（５８）によりコントロールすれば良い。

高効率サイクロン（６０）は再生部第２サイクロン（３
６）の効率とつり合っているので、それぞれの系からの
触媒損失はバランスがとれている。

換言すれば、両系においては触媒損失については差異は
ない。次いで本質的に触媒を含有しない炭化水素気体は
高効率サイクロン（６０）を出て温度コントローラー（
５８）を通って流れる。この温度コントローラー（５８
）はすベリ弁（５４）を通る再生触媒流を再設定するこ
とにより接触部気体温度をコントロールする。次にこの
気体は主分画カラム（図示していない）中に入りここで
冷却（脱退熱）されて回収される製品に分画される。

この主分画カラム製品は具体的には重質底部生成物、デ
ィーゼル沸点範囲の物質、安定化されていないガソリン
およびガスである。好ましくはこのガス流の１部を管部
（６２）から供給する分散媒体として使う。ガス生成物
および安定化していないガソリンは普通ガス濃縮装置で
処理されて乾燥ガス生成物へと分離される。この生成物
の１部は分散媒体としであるいはＬＰＧやガソリン製品
として使用可能である。

下降脚部（９８）および（１００）を通ってストリッパ
ヒーター（１０）に入った使用ずみ触媒は、濃密未分離
部においてすベリ弁（５２）からの熱再生触媒と混合さ
れる。使用ずみ触媒からこれに付着した炭水化物をとり
除くために、脱離媒体スチームを管部（１０１）および
スチーム分配部（１０２）を通ってストリッパヒーター
（１０）の底部に注入する。脱離後、使用ずみ触媒と再
生触媒の混合物とすべり弁（１４）を通ってストリッパ
ヒーター（１０）から取り出し、そして更に以上の工程
をくり返し続ける。

上記した本発明の系は非常に重要な触媒の逆混合が起ら
ない点で有利である。触媒の逆混合が起ると、供給物と
接触する触媒の活性部分が炭素レベルで覆われてしまう
ので、触媒温度は低下してその活性も低下してしまう。

この様な逆混合を起させない様にすると、触媒上でのコ
ークス形式を抑さえることが出来、引いては再生部温度
を低くすることが出来、又触媒体オイル比を高めること
が出来る。これにより反応をより選択的でかつより高接
触反応とすることが出来、従ってより好ましい収率を達
成する構成とすることが出来る。

本発明方法の更に別の利点としては次のことが挙げられ
る。

（１）本発明の系では下降する気体分散媒体流を使用し
、そしてひき続きこれに本質的に水平に供給物を注入し
そして水平な接触部での反応を行なう。これによりコー
キングを防ぐことが出来、そして従来法における場合と
比べて気化された装入物と熱固体粒子との間の接触時間
を著しく短かくすることが出来る。サイクロン部におけ
る接触時間は測定はしないが（尚これは高々０．５秒で
ある）、この様な本発明の系においてはその接触時間は
Ｏ，１〜０．２秒の範囲内であれば良い。

（２）本発明の系においては、再生部中に混入する炭化
水素生成物の量を極少量とするため、又接触部の触媒温
度を上げて燃焼に必要な時間を減らすために、ストリッ
パヒーターを使用スル。

（３）再生部は、燃焼部における所望の速度を維持する
ために煙道ガスをリサイクルさせて完全に流動化した系
である。

（４）再生部において、第１および第２サイクロンの間
に煙道ガス冷却器を使用している。

（５）水平接触部でのガス持込量を減らすために分離装
置として下降脚部脱ガス容器を使用している。

（６）ストリッパヒーターにおける粒子床から発散する
気体の温度を上げてコーキング（これは低温の脱離気体
と重質炭化水素気体との接触により起ると考えられる）
を阻止するために、熱再生触媒粒子をストリッパヒータ
ーの粒子レベルの頂部に注入する。

上記した様な本発明の系においては、又複合装入原料、
例えば真空カラム残油、オクタン価改良用のビスプレー
ヤー、コーヤー又は選択的気化ナフサ又は熱ナフサ、純
粋ナフサ、あるいはそれぞれ別個のそして他と異なる厳
密なレベルを有する利点のあるその他の炭化水素供給原
料等の様な複数の装入原料も、この系内で使用する触媒
／物質を循環させることによって処理することが出来る
。

その系の構造は簡易であるので、例えば第３図に示した
系においては多くの別種の供給物を装入出来るし、又各
供給系には個々との接触部およびサイクロン分離系を設
置出来る。又残油装入原料の場合には、温度的にもかつ
触媒接触の面においても非常に厳密な分解反応を達成す
るために、供給物をすべり弁（５２）を介して熱再生触
媒の入口近くのストリッパヒーター（１０）の床レベル
の頂部上に直接注入したい場合がある。

本発明の系は例えば選択ガス化において使用される様な
あらゆる種類の触媒や循環物質を使用しての複合供給物
処理にも適用可能である。

第３図の方法系について以下に説明するが、ここでは管
部（７８）から供給される第１の供給原料をガス油供給
物とし、そして管部（１０３）から供給される台２の供
給原料を真空カラム底残査すなわち残油供給物とする。

しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない
。ガス油供給系の操作は上記と同じである。しかしなが
ら後者の場合は、残油供給物は、温度コントローラー（
１０４）中の熱電対で測定しながら別の厳密な操作を行
う必要があり、そして又塩基性窒素（これは普通残油中
で濃縮されて１時的に触媒毒となる）やアスファルテン
沈着物（これは触媒の活性部位を覆って活性部位の密度
を低下させる）の作用がガス油の分解反応を阻害しない
様にするために別に処理される。又この系では、又残油
分解部からの気体はガス油気体および触媒と一緒にスト
リッパヒーター（１０）から接触部（８）を通って出て
ゆくので、熱分解生成物（これは残留処理により生成す
る）を安定化する必要がある。この分解部におけるガス
油気体および触媒の水素移動特性によりガス油からの生
成物気体は安定化される。

単一装入原料の場合に系を前記した様に操作するとして
、ここでは第２図および第３図に関して第２の供給系の
操作について説明しよう。熱再生触媒は、再生サイクロ
ン下降脚部脱ガス装置（３４）から管部（１０６）を通
ってそして更にすべり弁（１０８）を通って下降する。

このすべり弁（１０８）は、ストリッパヒーター（１０
）の領域に設置してあってこの供給物系からの気体の温
度に応答する温度コントローラー（１０４）により温度
制御されている。すペリ弁（１０８）の下流で、再生触
媒は導管（１１０）から供給された分散発射媒体（これ
は普通箱１の供給系において使用される管部（６２）か
ら供給される分散媒体と同じものである）と混合される
。この後者の発射媒体は普通触媒を、該触媒と第２の残
油供給原料を再生触媒の落下カーテン中に噴霧／注入す
ることにより生成する気体との混合を極少量におさえる
ことの出来る速度でストリッパヒーター（１０）中へ発
射するために４０ｆｐｓより大きくない速度で送入され
れば良い。そしてこうして使用ずみとなった触媒の大部
分はストリッパヒーター（１０）中の使用ずみ触媒の濃
密な床の頂部上に載置され、ここで弁（５２）からの熱
再生触媒と混合される。使用ずみ触媒のいくらかを付着
して含有する残油の反応気化による気体は次いでガス油
（第１供給物）供給系からの生成物および触媒と一緒に
されて水平接触部（８）へと送入される。

ここで反応は水平接触部で行なわれるので、第２の供給
物見体は更に変換されそして安定化され得る。水平接触
部（８）からの気体および触媒の全体を上記の様にして
分離する。この第２の供給系も又上記のコーキング防止
コンピューター系のいずれかに接続することができる。

本発明者による米国特許出願Ｓｅｔ、　Ｎｏ、　　１１
６．８８６　（出願臼１９８７年１１月５日、発明の名
称「固液分離方法および装置）において、本発明者は、
固体又は固体形成不純物で汚染された重質液体炭化水素
装入原料を例えばＦＣＣ装置において更に処理するのを
容易にするために、該装入原料の品質を向上させる方法
を開示した。ここでは対象とする装入原料とは、常圧又
は真空残油、タール砂ビチューメン、ならびにコークス
前駆体、金属、無機固体等を含有するその他の重質油で
ある。そしてここに開示された方法は、水平接触部中の
熱循環固体粒子の落下カーテン中に水平に噴霧注入した
装入原料を気化させて使用する点においては本発明の方
法と類似しているが、しかし微細に分割し流動化した循
環粒子は専ら装入原料中の不純物由来のものである事に
おいて両者は相異している。前者の系は本発明のＦＣＣ
法で使用する装入原料の調製用に使うことが出来、そし
て両者の系を組合わせて有利に２工程法として利用する
ことも出来る。

この様な２工程法においては、気化炭化水素および循環
固体の分離後に第１工程（固液分離法）からの接触部気
体を第２工程（本発明のＦＣＣ系）の接触部（８）中へ
直接注入することが出来る。

そして本文中に記載したのと同じ装置および循環させる
高ゼオライト含量分解触媒を使用して、第１工程接触部
からの気体を短接触時間水平接触部中で熱再生触媒と混
合する。ここで基本的な相異点は、第２工程への供給物
が液体でなくて気体の形であることである。しかしなが
らこの場合においても所望によっては液体供給物として
純粋ガス油あるいはリサイクルした炭化水素流のいずれ
でも使用できる。この場合にこの様な液体を加えること
は触媒対オイル比を高める１つの方法でもある。

簡単のために本発明の工程操作を上記の様に記載して説
明したが、所望によりこれを変更することは当然可能で
ある。第１工程での気体はすでにガス希釈剤を含有して
おり、そして気体と触媒との混合は液体と触媒との混合
はど重要でないので、導管（６２）から供給する分散媒
体は省略しても良い。この場合に、熱再生触媒は重力に
より丁度第１工程気体中に落下して水平接触部（８）中
へ発射される。その他の操作はすべて実質的に上記と同
様である。

又第２工程での頂蓋部（６８）を省略しても良い。その
場合の構造は、第１工程気体入口をストリッパヒーター
（１０）の頂部中へ挿入し、そして水平接触部を同じ高
さとしてその気体入口から１８０度反対側に設ける。第
１工程において気体を水平接触部入口に到達させるため
に、その気体を熱再生触媒の落下カーテンと接触させて
その触媒を水平接触部（８）の入口中に運ぶ様にする。

気体入口および水平接触部（８）の両配管共にストリッ
パヒーター（１０）容器の中に伸ばして接触時間を短縮
させることも出来る。

供給物を接触部温度に近い温度で気体として第２工程接
触部中へ注入するので、高活性（高ゼオライト含量）触
媒を使うことが必要である。そしてこの場合には触媒に
より供給される熱は反応および熱損失の熱に限られるべ
きものであるので、触媒対オイル比は低いものとなる。

従って、この場合の触媒対オイル比は１／２より小さく
そして従来のＦＣＣ法の場合の１／３に近い。そしてＦ
ＣＣは熱バランス良（進行している。これは再生触媒に
より反応器（接触部）に供給された熱量であり、従って
燃焼したコークス量は、入口条件から反応器出口条件ま
でと反応熱（吸熱反応）および何らかの熱損失への供給
をプラスＵで、反応器中へ注入された物質全部を高める
のに必要なだけのものである。その沸とう点（バブルポ
イント）以下で供給してそして反応器温度を約９５０°
Ｆとする代表的なＦＣＣ法において、供給物を反応器条
件に高めるのには約３００〜５００ｂｔｕ／＃を要する
。反応熱は通常、熱損失を考えない場合に１２５〜２５
０ｂｔｕ／＃の間である。これにより、変換の種類なら
びに供給原料の種類や再生部の構造によっても異なるが
、触媒対オイル比は５〜８の間となる。この様な２工程
形においては、全供給物は完全な気体として反応器条件
下に反応器（接触部）中に送入される。次いでこれは反
応器中において必要とされる熱を３００〜５００ｂｔｕ
／＃（供給物）だけ下げるので、同様に触媒対オイル比
も同じだけ低下する。この様にして触媒対オイル比が低
下することにより、高変換操業に必要な反応器中の活性
部密度を保持するために、従来法において使用する場合
よりもより高活性（高ゼオライト含量）の触媒を使って
系を操作しなくてはならくなる。

以上本発明の要旨ならびにその好ましい態様について具
体的に説明したが、その範囲を逸脱しない限りにおいて
本発明は種々に変更又は応用することが可能であり、又
当業者には容易でありそし　　　゛て明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のＦＣＣ法を実施するための好ましい装
置系を示す模式図である。 第２図は第１図の系の部分拡大図であって、本発明を実
施するのに使用する水平接触部の操業状態を詳細に説明
するためのものである。 第３図は第１図の系を一部変更した系の部分拡大図であ
って、系に複合装入原料を装入する場合の変法の装置の
配置を示すものである。 手続補正書 平成１年２月３日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）炭化水素油含有原料を低分子量液体製品に変換する
   流動法であって、（ａ）第１の装入原料を噴霧して予め
   選択された大きさの液体粒子流を作り、（ｂ）該噴霧さ
   れた第１の装入原料を実質的に水平に第１の反応ゾーン
   中に導入し、（ｃ）熱流動分解触媒粒子流を実質的に垂
   直に該反応ゾーン中に導入してその中の前記噴霧された
   第１の装入原料と密に接触させ、そしてこの際温度、圧
   力および該噴霧された第１の装入原料との接触時間を、
   該装入原料中の炭化水素を気化させてこの炭化水素を分
   解して低分子量生成物とするのに充分なものとし、（ｄ
   ）該炭化水素の大部分を気化させて得られた気化炭化水
   素中の前記触媒粒子の混合物を作り、そして前記反応ゾ
   ーン中で該気化炭化水素を分解して分解生成物気体およ
   び使用ずみ触媒とし、（ｅ）こうして得られた分解生成
   物気体およびそれに混在する使用ずみ触媒粒子の混合物
   を速やかに反応器分離ゾーン中に導入しそして該分解生
   成物から使用ずみ触媒粒子を分離し、尚ここで該使用ず
   み触媒粒子は該触媒の分解活性を低下させる炭素質物質
   の沈着物を表面に有しており、（ｆ）該使用ずみ触媒粒
   子を燃焼ゾーンへ導入し、（ｇ）該燃焼ゾーン中で該使
   用ずみ触媒を酸素含有ガスと接触させてその表面の炭素
   質沈着物を燃焼させて再生触媒と煙道ガスとにし、（ｈ
   ）こうして得られた熱再生触媒を前記反応ゾーンへリサ
   イクルして新たな噴霧装入原料と接触させ、そして（ｉ
   ）装入原料よりも低い分子量を有する炭化水素生成物を
   回収することから成る。前記流動法。 ２）該触媒が、実質的な分解活性を有するゼオライト成
   分を少なくとも４０重量％含有する新しい触媒である、
   特許請求の範囲第１項に記載の方法 ３）該第１の装入原料が残油、ガス油およびタール砂ビ
   チューメンから成る群から選択したものである、特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。 ４）該第１の反応ゾーン中における該触媒と炭化水素と
   の接触時間が約０．５秒より多くないものである、特許
   請求の範囲第１項に記載の方法。 ５）該煙道ガスを酸素含有ガスと混合して流動媒体を作
   り、そして該流動媒体を燃焼ゾーンの底部付近に導入し
   てその中の触媒粒子を流動化させそしてその炭素質沈着
   物を酸化し、尚その際その燃焼ゾーン中へ供給する該流
   動媒体の流速および酸素含有は該煙道ガス中の酸素の量
   の表示に応じて制御して、該燃焼ゾーン中での燃焼を所
   望の程度とする様にするものである、特許請求の範囲第
   １項に記載の方法。 ６）該燃焼ゾーンが上部区域と下部区域とから成り、そ
   の下部区域の直径は上部区域の直径よりも大きいもので
   あって、そして該下部区域における流動媒体と使用ずみ
   触媒粒子との速度は該上部区域のそれらの速度よりも小
   さいものである、特許請求の範囲第５項に記載の方法。 ７）該分解生成物を生成物分画ゾーンへ導入し、該分画
   ゾーンからの炭化水素ガスを前記熱再生触媒と混合しそ
   してその混合物を前記第１の反応ゾーン中に導入し、尚
   その際該炭化水素ガスの流速を調節して、該第１の反応
   ゾーン中における該触媒と前記炭化水素との接触時間を
   制御するものである、特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。 ８）前記第１の反応ゾーン中へ導入する炭化水素と再生
   触媒とから成る前記混合物の温度および流速を測定し、
   該第１の反応ゾーン中へ導入する前記装入原料の流速を
   測定し、該装入原料中の炭化水素を気化させそして分解
   するのに必要な熱量を該混合物中の熱量に関して決定し
   、そして該装入原料の流速をその決定した熱量に応じて
   調整するものである、特許請求の範囲第７項に記載の方
   法。 ９）前記使用ずみ触媒を脱離ゾーンへ導入し、そしてこ
   れから炭化水素を脱離させて該使用ずみ触媒を前記燃焼
   ゾーン中へ導入するものである、特許請求の範囲第１項
   に記載の方法。 １０）前記熱再生触媒の１部を該脱離ゾーン中へ導入し
   てその中の温度を高めるものである、特許請求の範囲第
   ９項に記載の方法。 １１）分解生成物気体と共存する使用ずみ触媒粒子とか
   ら成る前記混合物を少なくとも第１の反応部分離ゾーン
   および第２の反応部分離ゾーン中で分離し、そして前記
   熱再生触媒の１部を該第１および第２の分離ゾーンの間
   で分解生成物気体に加えて該第２の分離ゾーンへ導入す
   る前に該分解生成物気体の温度を上げる様にするもので
   ある、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 １２）該分解生成物気体の温度上昇が少なくとも５°Ｆ
   である、特許請求の範囲第１１項に記載の方法。 １３）所望の生成物を生成するのに前記第１の装入原料
   とは異なりしかもより厳しい操作条件を要求する様な第
   ２の装入原料を前記触媒と接触させる工程を更に有して
   成る、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 １４）該第１の装入原料がガス油でありそして該第２の
   装入原料が残油であり、前記使用ずみ触媒をそれから炭
   化水素を脱離するために脱離ゾーンへ導入し、その際触
   媒床レベルを該脱離ゾーン中で維持し、そして該残油を
   該触媒床レベルの頂部に噴霧してそして前記第１の反応
   ゾーンからは離れて設けた第２の反応ゾーン中に実質的
   に垂直に導入した熱再生触媒粒子流中へ注入するもので
   ある、特許請求の範囲第１３項に記載の方法。