JPH01301786A - 重質炭化水素含有原料の品質改良のための連続流動法 - Google Patents
重質炭化水素含有原料の品質改良のための連続流動法Info
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- JPH01301786A JPH01301786A JP63277596A JP27759688A JPH01301786A JP H01301786 A JPH01301786 A JP H01301786A JP 63277596 A JP63277596 A JP 63277596A JP 27759688 A JP27759688 A JP 27759688A JP H01301786 A JPH01301786 A JP H01301786A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
ノ’IJ、=t□ρ4λ≦fジ1mポー本発明は品質改
良しようとする液体から固体又は固体形成不純物を分離
する方法および装置に関するものである。更に詳しくは
本発明は、石油又はその分画物の様な重質液体炭化水素
装入原料ならびにタール砂上チューノン中のコークス前
駆体、金属化合物、無機固体等の含有量を減らずことに
よりその品質を改良してこれらの装入原料を更に処理す
るのを容易とするための方法ならびに装置に関するもの
である。
良しようとする液体から固体又は固体形成不純物を分離
する方法および装置に関するものである。更に詳しくは
本発明は、石油又はその分画物の様な重質液体炭化水素
装入原料ならびにタール砂上チューノン中のコークス前
駆体、金属化合物、無機固体等の含有量を減らずことに
よりその品質を改良してこれらの装入原料を更に処理す
るのを容易とするための方法ならびに装置に関するもの
である。
1も敦曵肢斐−
多くの石油原油やその重質留分、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
残香)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、タール砂や重質油性でん物から得ら
れるビチューメンは、アスファルテンを高含有量で含有
している故に処理が難かしく又費用がかかりしかも無機
固体の微細粒を除去するのも難かしい。
香(軽質成分を除くための原油の分画蒸留後に残留する
残香)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、タール砂や重質油性でん物から得ら
れるビチューメンは、アスファルテンを高含有量で含有
している故に処理が難かしく又費用がかかりしかも無機
固体の微細粒を除去するのも難かしい。
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練装晶の内壁に生成
したりあるいは触媒上に付着してその活性レヘルを低下
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Co
nradsonカーボン法又はRamsbotLom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、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離(FCC)法によりオイル
を処理する場合に、例えば触媒」二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法では
、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。
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練装晶の内壁に生成
したりあるいは触媒上に付着してその活性レヘルを低下
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Co
nradsonカーボン法又はRamsbotLom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、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離(FCC)法によりオイル
を処理する場合に、例えば触媒」二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法では
、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、例えば二・7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イ1しているこ
とがあり、そしてこれらはFCC触媒」−に沈着すると
そのFCC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。
ムの様な好ましくない金属の化合物を含イ1しているこ
とがあり、そしてこれらはFCC触媒」−に沈着すると
そのFCC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、タール砂からのビヂ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R14子、例えば珪
そう土着を含有してることが多く、これらも又同様の問
題を有している。この様な炭水化物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。
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R14子、例えば珪
そう土着を含有してることが多く、これらも又同様の問
題を有している。この様な炭水化物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(syn
crudes)を得てこれを処理するのにはコスI・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。
crudes)を得てこれを処理するのにはコスI・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、ジェントおよびディーゼル燃籾)の取得量を最大
とし一方の低価値燃料油、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少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。
リン、ジェントおよびディーゼル燃籾)の取得量を最大
とし一方の低価値燃料油、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少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。
初期の原油精錬は、原油を加熱してナフサやケロシンの
軽質高価値製品を分離するという様な、非常に簡単な回
分式蒸留装置により行なっていた。
軽質高価値製品を分離するという様な、非常に簡単な回
分式蒸留装置により行なっていた。
そして原油からのナフテやケロシンの軽質製品の蒸留後
に放置されていた油分を更に加熱することにより軽質製
品の収率を増加させることが出来ることが見出された。
に放置されていた油分を更に加熱することにより軽質製
品の収率を増加させることが出来ることが見出された。
しかしながら、これら追加の生成物は原油から最初に採
れた物質(処女生成物)と同じ特性を有しておらず、粗
雑でしかも不安定であると考えられ従って好ましいもの
ではなかった。そしてこの発見は、たる底残留物をへら
す方法として長年の間使用されて来た、そして現在熱分
解と称されているものである。時代の進歩と共に、この
熱分解技術はたる底残留物すなわち「真空底部捜査」の
品質改良のために使用される様になって来た。ケロシン
やディーゼルよりも重質であってかつ真空底部捜査より
も軽質である様な原油からの処女生成物は現在は主とし
て流動接触分解(FCC)法により品質改良が行なわれ
ている。
れた物質(処女生成物)と同じ特性を有しておらず、粗
雑でしかも不安定であると考えられ従って好ましいもの
ではなかった。そしてこの発見は、たる底残留物をへら
す方法として長年の間使用されて来た、そして現在熱分
解と称されているものである。時代の進歩と共に、この
熱分解技術はたる底残留物すなわち「真空底部捜査」の
品質改良のために使用される様になって来た。ケロシン
やディーゼルよりも重質であってかつ真空底部捜査より
も軽質である様な原油からの処女生成物は現在は主とし
て流動接触分解(FCC)法により品質改良が行なわれ
ている。
精錬所での装置に供給する原料を作るのに、単−回分式
遺留系の代りに、原油ユニントとそれに続く真空ユニッ
トとから成る装置乙こよる連続蒸留が行なわれる様にな
った。そしてこれは2つの蒸留系から成り、両方ともほ
とんど同し様な充てんヒーター、交換器および蕉留塔等
の装置を含有していた。そしてこれら両系共に必要であ
った。なぜならば、系に真空状態を適用しないで低温で
起るべき分離を起させてしまうと、重質常圧塔底部では
熱分解が起ってしまうからである。精錬工業においては
又真空底部残分を減らず試みがなされているが、これに
は使用装置による限界がある。
遺留系の代りに、原油ユニントとそれに続く真空ユニッ
トとから成る装置乙こよる連続蒸留が行なわれる様にな
った。そしてこれは2つの蒸留系から成り、両方ともほ
とんど同し様な充てんヒーター、交換器および蕉留塔等
の装置を含有していた。そしてこれら両系共に必要であ
った。なぜならば、系に真空状態を適用しないで低温で
起るべき分離を起させてしまうと、重質常圧塔底部では
熱分解が起ってしまうからである。精錬工業においては
又真空底部残分を減らず試みがなされているが、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。
のである。普通ヒーターの出口は約750°Fが限界で
ある。
この温度以上では高温および長時間のためにヒーターコ
イルの中で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。
イルの中で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人手可能性が
低いことが、当業界において真空底部残分の品質向」二
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。
低いことが、当業界において真空底部残分の品質向」二
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
。
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
。
」−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。このコークス化法では熱交換によりコークス
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く、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
の調製用に使用できる。
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。このコークス化法では熱交換によりコークス
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く、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
の調製用に使用できる。
米国特許第4,263.128号において本発明者らは
、全原油ならびに石/+I+ M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
一已ることにより装入原料の高沸点成分を循環ずル固体
」二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、カ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。
、全原油ならびに石/+I+ M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
一已ることにより装入原料の高沸点成分を循環ずル固体
」二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、カ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」二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」 5 は接触反応器中にリサイクルする。
属系沈着物は燃焼され、その後その固体粒子」 5 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
、」1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。
、」1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。
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I・が高くそして又
周辺装置を創製する必要があった。
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I・が高くそして又
周辺装置を創製する必要があった。
発]沖解決支玄が之↓A澗問題漉
従って本発明の第1の目的は、上記の典型的な精錬業で
の資本および操業コストを低くすることである。又その
別の目的は、その典型的な精錬装置による輸送用燃料収
率を上げてかつ重質燃料油収量をゼコにするか又は減ら
ずことを可能としながらも周辺装置を出来るたり縮少す
ることである。
の資本および操業コストを低くすることである。又その
別の目的は、その典型的な精錬装置による輸送用燃料収
率を上げてかつ重質燃料油収量をゼコにするか又は減ら
ずことを可能としながらも周辺装置を出来るたり縮少す
ることである。
これらの目的は、従来の原油ユニ71・および真空ユニ
ットの代りに本発明の方法および装置を使用することに
より達成される。
ットの代りに本発明の方法および装置を使用することに
より達成される。
本発明によれば、熱分解の程度を最少に抑えることが出
来るので、製品を付随する装置中で処理することが出来
る。更に本発明によれば、95%以」−もの金属と95
%以上のものアスフフルテンを除去し、そして供給原料
中のいおうおよび窒素を30〜80%も減らしかつ同時
に供給原料中の固体を除去することにより真空底部残渣
を処理する問題を解決することが可能である。そしてこ
の後者の点はタール砂ビチューメンの品質向上に特に重
要である。本発明により、90%以上の輸送燃料収率を
達成し、しかも重質燃料油の収率を4%以下に凍らずこ
とが出来る。金属やアスファルテンの様な触媒毒が実質
的に除去されていることから、液体接触分解やガス油水
添処理又は水添分解の様な従来の下流装置での処理によ
り、本発明方法からの重質油生成物の品質改良が可能で
ある。
来るので、製品を付随する装置中で処理することが出来
る。更に本発明によれば、95%以」−もの金属と95
%以上のものアスフフルテンを除去し、そして供給原料
中のいおうおよび窒素を30〜80%も減らしかつ同時
に供給原料中の固体を除去することにより真空底部残渣
を処理する問題を解決することが可能である。そしてこ
の後者の点はタール砂ビチューメンの品質向上に特に重
要である。本発明により、90%以上の輸送燃料収率を
達成し、しかも重質燃料油の収率を4%以下に凍らずこ
とが出来る。金属やアスファルテンの様な触媒毒が実質
的に除去されていることから、液体接触分解やガス油水
添処理又は水添分解の様な従来の下流装置での処理によ
り、本発明方法からの重質油生成物の品質改良が可能で
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。
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。
刑i弘−を邂AEL寮力1戸列1殺
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、本発明は固体又は固体生成不純物を含有する
重質炭化水素装入原料すなわら供給物の品質改良をする
新規連続流動法を提供するものであり、該方法は供給物
を噴霧して液体粒子流(不純物を含有している)を形成
し、そしてこの液体粒子流は予しめ選択された大きさを
有することを′+8 ffiとする。この噴霧された供
給物は接触ゾーン中へ実質的に水平に導入され、そして
専ら供給物中の不純物由来の加熱固体粒子を含有する熱
流動気化媒体流と該接触ゾーン中−1実質的に垂直に導
入してその中で噴霧された供給物と密に接触させる。そ
して流動気化媒体の温度と該ゾーン中での噴霧供給物と
の接触時間は、供給物中の炭化水素が気化するのに充分
なものであるとする。
に従って、本発明は固体又は固体生成不純物を含有する
重質炭化水素装入原料すなわら供給物の品質改良をする
新規連続流動法を提供するものであり、該方法は供給物
を噴霧して液体粒子流(不純物を含有している)を形成
し、そしてこの液体粒子流は予しめ選択された大きさを
有することを′+8 ffiとする。この噴霧された供
給物は接触ゾーン中へ実質的に水平に導入され、そして
専ら供給物中の不純物由来の加熱固体粒子を含有する熱
流動気化媒体流と該接触ゾーン中−1実質的に垂直に導
入してその中で噴霧された供給物と密に接触させる。そ
して流動気化媒体の温度と該ゾーン中での噴霧供給物と
の接触時間は、供給物中の炭化水素が気化するのに充分
なものであるとする。
接触ゾーン中では実質的な分解は起らない。炭素質物質
および他の固体G」加熱固体t◇子」−に沈着するか、
あるいは新たな固体粒子を形成する。炭化水素の大部分
は気化し、その気化炭化水素中に混在する固体粒子との
混合物を形成する。この混合物を速やかに分離ゾーン中
へ導入し、そしてその中で固体粒子を気化炭化水素から
分離する。分離された固体粒子を加熱してその固体粒子
の温度を気化が起る温度よりも高い温度にまで−にげる
。この加熱固体粒子を接触ゾーンへ戻して噴霧供給物へ
変交換し、そして分離された炭化水素気体は凝縮されて
実質的に不純物含量の残った炭化水素化酸物が回収され
る。
および他の固体G」加熱固体t◇子」−に沈着するか、
あるいは新たな固体粒子を形成する。炭化水素の大部分
は気化し、その気化炭化水素中に混在する固体粒子との
混合物を形成する。この混合物を速やかに分離ゾーン中
へ導入し、そしてその中で固体粒子を気化炭化水素から
分離する。分離された固体粒子を加熱してその固体粒子
の温度を気化が起る温度よりも高い温度にまで−にげる
。この加熱固体粒子を接触ゾーンへ戻して噴霧供給物へ
変交換し、そして分離された炭化水素気体は凝縮されて
実質的に不純物含量の残った炭化水素化酸物が回収され
る。
代表的なものとして、炭化水素供給物は、接触ゾーン条
件下では固体粒子上に沈着するかあるいは固体粒子を形
成するかのいずれかであるか、あるいは接触ゾーン中で
その両方である様な炭素質物質を形成するアスファルテ
ンを含有している。
件下では固体粒子上に沈着するかあるいは固体粒子を形
成するかのいずれかであるか、あるいは接触ゾーン中で
その両方である様な炭素質物質を形成するアスファルテ
ンを含有している。
分離された固体粒子と会合した炭素質物質は燃焼部で燃
焼され、その燃焼熱が接触ゾーン中へり号イクルされた
固体粒子を加熱して炭化水素を気化するための熱の供給
をする。更に、分離された固体粒子41燃焼部からの熱
固体粒子で加熱されることも出来るので、炭素質物質の
燃焼の前にこれから連発性炭化水素を脱離させることも
出来る。
焼され、その燃焼熱が接触ゾーン中へり号イクルされた
固体粒子を加熱して炭化水素を気化するための熱の供給
をする。更に、分離された固体粒子41燃焼部からの熱
固体粒子で加熱されることも出来るので、炭素質物質の
燃焼の前にこれから連発性炭化水素を脱離させることも
出来る。
有利には、接触ゾーン中で形成した炭素質物質を全部燃
焼部で燃焼させ、そして更に、接触ゾーン中で炭化水素
を気化させるのに必要な熱の全部をリサイクルした熱固
体粒子により供給させる様にするのが好ましい。
焼部で燃焼させ、そして更に、接触ゾーン中で炭化水素
を気化させるのに必要な熱の全部をリサイクルした熱固
体粒子により供給させる様にするのが好ましい。
接触ゾーン中の温度および熱固体粒子と気化供給物との
接触時間を、装入原料中の物質を900°F以下で10
%より多くない程度乙こ変換する様に制御するのが好ま
しい。
接触時間を、装入原料中の物質を900°F以下で10
%より多くない程度乙こ変換する様に制御するのが好ま
しい。
そして更に、その様な接触時間を5秒より長くないもの
とし、接触工程における温度を液体供給物の平均沸点よ
りも高(しかも1100“Fよりも低いものとし、そし
て接触工程中の圧力を約10〜50psiaとするのが
より好ましい。
とし、接触工程における温度を液体供給物の平均沸点よ
りも高(しかも1100“Fよりも低いものとし、そし
て接触工程中の圧力を約10〜50psiaとするのが
より好ましい。
本発明方法の好ましい態様としては、噴霧された装入原
料を少なくとも1つの装入物すなわち供給物性入部を通
して接触ゾーン中に導入してその中に噴霧供給物の通常
1−+平1すな水平パターンを形成し、そして流りJ気
化媒体をその接触ゾーン中に約90°の角度で該供給物
パターンを横切る様に落下カーテン(これは普通は平坦
な垂直パターンである)として下向きに導入すれば良い
。気化炭化水素中に混在する固体粒子の混合物は次いで
分離ゾーン(これは噴霧供給物の導入部の実質的に反対
側にある)の入口にむかって実質的に水平に導入される
。
料を少なくとも1つの装入物すなわち供給物性入部を通
して接触ゾーン中に導入してその中に噴霧供給物の通常
1−+平1すな水平パターンを形成し、そして流りJ気
化媒体をその接触ゾーン中に約90°の角度で該供給物
パターンを横切る様に落下カーテン(これは普通は平坦
な垂直パターンである)として下向きに導入すれば良い
。気化炭化水素中に混在する固体粒子の混合物は次いで
分離ゾーン(これは噴霧供給物の導入部の実質的に反対
側にある)の入口にむかって実質的に水平に導入される
。
本発明は又固体又は固体形成不純物を含有する炭化水素
供給物を処理する新規装置を提供するものであり、該装
置は、少なくとも1つの液体袋入物すなわち供給力入口
と少なくとも1つの気化媒体入口と少なくとも1つの気
体一固体出口とを供えた接触部反応器を有し、そして噴
霧手段を、あらかしめ選択された大きさの液体供給物の
小粒子を形成しそして該液体粒子を該接触部中へ実質的
に水平な平坦パターンを形成する様に送り込む様に装入
物入口に設けたことを特徴とする。そして気化媒体導入
手段が、ガス分散媒体と熱循環固体粒子との流動混合物
を前記液体粒子の通路を横切ってその液体粒子と密に接
触する様に実質的に垂直の平坦パターンを形成して接触
部中に導入するために前記気化媒体入口に設けである。
供給物を処理する新規装置を提供するものであり、該装
置は、少なくとも1つの液体袋入物すなわち供給力入口
と少なくとも1つの気化媒体入口と少なくとも1つの気
体一固体出口とを供えた接触部反応器を有し、そして噴
霧手段を、あらかしめ選択された大きさの液体供給物の
小粒子を形成しそして該液体粒子を該接触部中へ実質的
に水平な平坦パターンを形成する様に送り込む様に装入
物入口に設けたことを特徴とする。そして気化媒体導入
手段が、ガス分散媒体と熱循環固体粒子との流動混合物
を前記液体粒子の通路を横切ってその液体粒子と密に接
触する様に実質的に垂直の平坦パターンを形成して接触
部中に導入するために前記気化媒体入口に設けである。
又分離手段が接触部中で形成した気体中に混在する固体
粒子を分離するために気体一固体出口に接続してあり、
そしてその気体一固体出口は気体とそれに混在する固体
粒子とを受番ノてこれらを分離手段へと送るために接触
部に液体供給物入口の実質的に反り・j側に設けられて
おり、これにより気体と固体粒子との接触時間は非常に
短いものとなっている。
粒子を分離するために気体一固体出口に接続してあり、
そしてその気体一固体出口は気体とそれに混在する固体
粒子とを受番ノてこれらを分離手段へと送るために接触
部に液体供給物入口の実質的に反り・j側に設けられて
おり、これにより気体と固体粒子との接触時間は非常に
短いものとなっている。
分離手段は当業界においては周知の様に、代表的なもの
としては気体とそれに混在する粒子とを分離するための
1個又はそれ以上の第1サイクロンと、そして好ましく
は1個又はそれ以」二の第2ザイクロンとを有している
。
としては気体とそれに混在する粒子とを分離するための
1個又はそれ以上の第1サイクロンと、そして好ましく
は1個又はそれ以」二の第2ザイクロンとを有している
。
又本発明の装置は更に、接触部からの固体粒子を受けて
その固体粒子から炭化水素を脱離させるための脱離反応
容器を接触部反応容器からのフローライン中に組合ねて
有している。
その固体粒子から炭化水素を脱離させるための脱離反応
容器を接触部反応容器からのフローライン中に組合ねて
有している。
そして更に又本発明の装置は、脱離された固体粒子を脱
離反応器から受けてその脱離固体粒子からの炭素質物質
を燃焼させるための燃焼反応容器を該脱離反応容器から
のフローライン中に、燃焼部からの加熱固体粒子を接触
部ヘリサイクルするための粒子り勺イクル手段と一緒に
組合せて有している。
離反応器から受けてその脱離固体粒子からの炭素質物質
を燃焼させるための燃焼反応容器を該脱離反応容器から
のフローライン中に、燃焼部からの加熱固体粒子を接触
部ヘリサイクルするための粒子り勺イクル手段と一緒に
組合せて有している。
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。
る。尚その実施例を添付の図面に開示した。
本発明を実施する系の1例を第1図に示した。
2つの主要反応器は燃焼部(6)および脱離加熱部(6
)である。熱気化媒体(後記する)が垂直配管(8)
からずべり弁(b0)を通って予備混合下降部(b8)
中へ送入される。ずべり弁(b0)は、高速→ノイクロ
ン(b4)の出口に設けられた温度コントローラー(b
2)により所望の温度を維持するために気化媒体の流速
を制御する。すべり弁の下流で、熱気化媒体は生成物蒸
留および再生部(図示せず)に接続した上部(b6)か
らの、スチーム又はリサイクルガスの様な分散媒体と混
合され、そして該分散媒体と一緒に流速コントロールし
ながら予備混合下降部へと送入される。ザイクロン(b
4)の出口における温度が設定温度からはずれると、温
度コントローラー(b2)の指示が弁(b0)の作動部
に送られて、これを開いて気化媒体の流速を所望の値に
増加又は減少させる様に調節することになる。導管(b
6)からの分散媒体は、気化媒体を下方に分配および発
射させ、そして系の炭化水素分圧を下げる作用をすると
いう、2つの目的を有している。
)である。熱気化媒体(後記する)が垂直配管(8)
からずべり弁(b0)を通って予備混合下降部(b8)
中へ送入される。ずべり弁(b0)は、高速→ノイクロ
ン(b4)の出口に設けられた温度コントローラー(b
2)により所望の温度を維持するために気化媒体の流速
を制御する。すべり弁の下流で、熱気化媒体は生成物蒸
留および再生部(図示せず)に接続した上部(b6)か
らの、スチーム又はリサイクルガスの様な分散媒体と混
合され、そして該分散媒体と一緒に流速コントロールし
ながら予備混合下降部へと送入される。ザイクロン(b
4)の出口における温度が設定温度からはずれると、温
度コントローラー(b2)の指示が弁(b0)の作動部
に送られて、これを開いて気化媒体の流速を所望の値に
増加又は減少させる様に調節することになる。導管(b
6)からの分散媒体は、気化媒体を下方に分配および発
射させ、そして系の炭化水素分圧を下げる作用をすると
いう、2つの目的を有している。
気化媒体は、装入原料中のアスファルテンや砂などの様
な固体および固体生成不純物から形成された微細に分割
された固体の熱粒子から成る。この様な粒子は、装入原
料中の炭化水素が気化した後に、新たに形成された粒子
としであるいは系中に循環共有する同様な粒子」二に沈
着した形で、炭素質物質(すなわちコークス)、金属や
砂又はそれらの混合物の凝集粒子を放出することにより
形成される。この様な粒子の大きさは代表的なものとし
て、系中で流動化し得る程度の1〜120 ミツlコン
の範囲内である。
な固体および固体生成不純物から形成された微細に分割
された固体の熱粒子から成る。この様な粒子は、装入原
料中の炭化水素が気化した後に、新たに形成された粒子
としであるいは系中に循環共有する同様な粒子」二に沈
着した形で、炭素質物質(すなわちコークス)、金属や
砂又はそれらの混合物の凝集粒子を放出することにより
形成される。この様な粒子の大きさは代表的なものとし
て、系中で流動化し得る程度の1〜120 ミツlコン
の範囲内である。
温度優先制御手段(20)は本発明の装置におけるコン
トロール系の1つの特徴的手段である。これは予備混合
下降部(b8)に設けられた温度センサー素子と流量測
定装置とから成り、そして供給弁(24)の操作部に接
続するコンピューター(21,) (第2図)に接続さ
れている。導管(22)中の装入原料の流速は流量測定
装置(25)を使用して測定する。
トロール系の1つの特徴的手段である。これは予備混合
下降部(b8)に設けられた温度センサー素子と流量測
定装置とから成り、そして供給弁(24)の操作部に接
続するコンピューター(21,) (第2図)に接続さ
れている。導管(22)中の装入原料の流速は流量測定
装置(25)を使用して測定する。
このコンピューターは、気化媒体の流速および温度なら
びに導管(22)中での装入原料の流速から、供給物を
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には、コンピュ
ーター(21)は装入原料の系中への流速をより遅い速
度に再設定する。気化媒体のロスが出たりした場合には
、コンピューターは供給弁(24)を閉しる様に指示す
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
。
びに導管(22)中での装入原料の流速から、供給物を
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には、コンピュ
ーター(21)は装入原料の系中への流速をより遅い速
度に再設定する。気化媒体のロスが出たりした場合には
、コンピューターは供給弁(24)を閉しる様に指示す
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。)温度優先制御手段(20)の下流において、装
入原流を噴霧しそして接触部(26)中へ水平に注入し
て分離媒体および気化媒体と密に接触させる。装入原料
は、これと流動粒子とを密に接触さ一ヒて、その粒子の
大部分を分散媒体および気化装入物と一緒に水平接触部
(26)を介して、第1および第2工程ザイクロン(2
8)および(b4)から成る分離手段中へ導入出来る様
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、水平接触部(26)と噴霧手段(3
2)とを有する構造系を使用するのが好ましいので、こ
れを使用する場合について説明しよう。
ない。)温度優先制御手段(20)の下流において、装
入原流を噴霧しそして接触部(26)中へ水平に注入し
て分離媒体および気化媒体と密に接触させる。装入原料
は、これと流動粒子とを密に接触さ一ヒて、その粒子の
大部分を分散媒体および気化装入物と一緒に水平接触部
(26)を介して、第1および第2工程ザイクロン(2
8)および(b4)から成る分離手段中へ導入出来る様
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、水平接触部(26)と噴霧手段(3
2)とを有する構造系を使用するのが好ましいので、こ
れを使用する場合について説明しよう。
水平接触部(26)は、脱離加熱部(6)の「頂蓋」部
(33) (ずなわら、より小さな直径を有する脱離加
熱部(6)の上部)と第1工程サイクロン(28)(こ
れは噴霧手段(32)の反対側に設けである)とを接続
する実質的に水平な導管部から成る。この頂蓋部(33
)と水平接触部(26)とが接触ゾーン(27)を形成
し、そしてここにおいて噴霧装入物は加熱気化媒体と密
に接触される。噴霧装入物は、これを固体粒子の落下カ
ーテンを通って接触部中へ送入出来る様に頂蓋部へ実質
的に水平に導入する必要がある。このために、複台接触
部(26)および更には、粒子大rZ](30)のそば
に接触部(26)にむけて設けた復合装入vIJ佳人部
を有して成る構造の系を使用する。装入物の注入点は、
丁度水平接触部(26)の中央の粒子入口(30)か又
はわずかにそれより高い位置で、脱離加熱部(6)の頂
蓋部(33)中へ注入する。この構造において、頂蓋部
はこの部分での滞留時間をへらずために使用するのであ
って、これにより流下速度をIQ fpsより大きく、
好ましくは20 fpsより大きくすることになる。気
化した装入物と分散媒体と大部分の固体気化媒体とは脱
離加熱部(6)の接触部粒子人口(30)を通って出て
速やかに水平接触部(26)へと移行する。水平接触部
(26)では、固体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。
(33) (ずなわら、より小さな直径を有する脱離加
熱部(6)の上部)と第1工程サイクロン(28)(こ
れは噴霧手段(32)の反対側に設けである)とを接続
する実質的に水平な導管部から成る。この頂蓋部(33
)と水平接触部(26)とが接触ゾーン(27)を形成
し、そしてここにおいて噴霧装入物は加熱気化媒体と密
に接触される。噴霧装入物は、これを固体粒子の落下カ
ーテンを通って接触部中へ送入出来る様に頂蓋部へ実質
的に水平に導入する必要がある。このために、複台接触
部(26)および更には、粒子大rZ](30)のそば
に接触部(26)にむけて設けた復合装入vIJ佳人部
を有して成る構造の系を使用する。装入物の注入点は、
丁度水平接触部(26)の中央の粒子入口(30)か又
はわずかにそれより高い位置で、脱離加熱部(6)の頂
蓋部(33)中へ注入する。この構造において、頂蓋部
はこの部分での滞留時間をへらずために使用するのであ
って、これにより流下速度をIQ fpsより大きく、
好ましくは20 fpsより大きくすることになる。気
化した装入物と分散媒体と大部分の固体気化媒体とは脱
離加熱部(6)の接触部粒子人口(30)を通って出て
速やかに水平接触部(26)へと移行する。水平接触部
(26)では、固体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サイクロ
ン(28)を設置するのに機械的に充分な長さでありさ
えずれば良いので、代表的には0.1秒より短かくて良
い。より重い固体気化媒体や気化しなかった装入原料は
脱離加熱部(6)の頂部中に実質的に噴射され、そして
この重い固体気化媒体は流動粒子として重力により落下
する。これらの新たな粒子は脱離加熱部中に入って他の
粒子と混合される。
ン(28)を設置するのに機械的に充分な長さでありさ
えずれば良いので、代表的には0.1秒より短かくて良
い。より重い固体気化媒体や気化しなかった装入原料は
脱離加熱部(6)の頂部中に実質的に噴射され、そして
この重い固体気化媒体は流動粒子として重力により落下
する。これらの新たな粒子は脱離加熱部中に入って他の
粒子と混合される。
」1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。説明のた
めに、装入原料として10重量%の固体を含有するター
ル砂ビチューメンを使用する。そして説明を簡単に行な
うために、ここでは1個の供給物性入口および1個の水
平接触部だけを記載したが、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(26)やより多くの原料注入口
(32)を設けることは容易に理解可能である。
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。説明のた
めに、装入原料として10重量%の固体を含有するター
ル砂ビチューメンを使用する。そして説明を簡単に行な
うために、ここでは1個の供給物性入口および1個の水
平接触部だけを記載したが、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(26)やより多くの原料注入口
(32)を設けることは容易に理解可能である。
装入物噴霧器(32)の種類は装入原料中の固体含有量
にかなり依有する。しかしながらその機能の意図すると
ころは、装入物は]〜100 ミクロンの範囲の粒径の
液滴かあるいは流動化の点からそう望まれるとあればよ
り重い液滴に噴霧して40〜90ミクロンの平均粒径の
循環系を作成することである。1〜10ミクロンの平均
粒径範囲の液滴が好ましい。上記した様に装入原料は水
、スチーム又は気体を使って噴霧することが出来る。好
ましい噴霧媒体は気体(34)であり、特に好ましくは
分散媒体(b6)として使用したのと同し気体であるの
が望ましい。装入原料噴霧器(32)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0.5〜30 psiの範囲で変化する。固体含
量が高りれば圧力低下も少なくそして侵食も少ない。
にかなり依有する。しかしながらその機能の意図すると
ころは、装入物は]〜100 ミクロンの範囲の粒径の
液滴かあるいは流動化の点からそう望まれるとあればよ
り重い液滴に噴霧して40〜90ミクロンの平均粒径の
循環系を作成することである。1〜10ミクロンの平均
粒径範囲の液滴が好ましい。上記した様に装入原料は水
、スチーム又は気体を使って噴霧することが出来る。好
ましい噴霧媒体は気体(34)であり、特に好ましくは
分散媒体(b6)として使用したのと同し気体であるの
が望ましい。装入原料噴霧器(32)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0.5〜30 psiの範囲で変化する。固体含
量が高りれば圧力低下も少なくそして侵食も少ない。
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。
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。
以」二を念頭において、10重量%の固体を含量1する
タール砂ビチューメン供給物(24)を使用した場合に
ついて以下に説明を続けよう。本発明方法を操業するに
当り、装入物中の固体含量については経済的な理由を除
いては何ら制限はない。但し本発明において必要なのは
、廃棄の目的で例えば砂や金属の様な固体を回収し除去
すめための系を装置中に構成する必要があることのめで
ある。第2図に示す様に、装入原料は、分散媒体導管(
b6)に接続した導管(34)からのガス状噴霧媒体と
一緒になって供給物射出部(32)に送られる。該射出
部(b2)は例えばFCC再生装置中に)・−チ油を注
入するのに使用されるものと同し様な構造の可動/調整
バーナーである。供給物射出部(32)のノズルの先端
は水平の細長い小穴となっており、そしてこれは必す熱
流動媒体とだけ接触する様に、熱流動固体の落下カーテ
ン(後記する)のi+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。
タール砂ビチューメン供給物(24)を使用した場合に
ついて以下に説明を続けよう。本発明方法を操業するに
当り、装入物中の固体含量については経済的な理由を除
いては何ら制限はない。但し本発明において必要なのは
、廃棄の目的で例えば砂や金属の様な固体を回収し除去
すめための系を装置中に構成する必要があることのめで
ある。第2図に示す様に、装入原料は、分散媒体導管(
b6)に接続した導管(34)からのガス状噴霧媒体と
一緒になって供給物射出部(32)に送られる。該射出
部(b2)は例えばFCC再生装置中に)・−チ油を注
入するのに使用されるものと同し様な構造の可動/調整
バーナーである。供給物射出部(32)のノズルの先端
は水平の細長い小穴となっており、そしてこれは必す熱
流動媒体とだけ接触する様に、熱流動固体の落下カーテ
ン(後記する)のi+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。
熱流動気化媒体は好ましい気体分散媒体とコンl−ロー
ル弁(b0)からの熱循環固体粒子との組合わせから成
るものである。予備混合下降部(b8)中のこれら2つ
の物質の混合点の下流において、脱離加熱部(6)の頂
蓋部(33)の頂部の気化媒体入口の分散グ’J ノF
(38)を通って気化媒体の全流が均一な垂直パター
ン(39)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(41)を横切る。この
様に、本発明は加熱気化媒体を、予備混合下降部(b8
)と分散グリyF(38)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(33)において結果的に40 fpsよ
りも遅い速度で分散グリノ1”(38)を通して熱流動
固体(36)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(27)中で混合することは、ガス化お
よび分解反応によりその(Jj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。そしてごの爆発の
結果として、その粒子入口(30)が気体の逃げ出せる
唯一の通路であるので、固体粒子を主として該粒子入口
(30)を通って水平接触部(26)へと加速すること
となる。
ル弁(b0)からの熱循環固体粒子との組合わせから成
るものである。予備混合下降部(b8)中のこれら2つ
の物質の混合点の下流において、脱離加熱部(6)の頂
蓋部(33)の頂部の気化媒体入口の分散グ’J ノF
(38)を通って気化媒体の全流が均一な垂直パター
ン(39)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(41)を横切る。この
様に、本発明は加熱気化媒体を、予備混合下降部(b8
)と分散グリyF(38)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(33)において結果的に40 fpsよ
りも遅い速度で分散グリノ1”(38)を通して熱流動
固体(36)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(27)中で混合することは、ガス化お
よび分解反応によりその(Jj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。そしてごの爆発の
結果として、その粒子入口(30)が気体の逃げ出せる
唯一の通路であるので、固体粒子を主として該粒子入口
(30)を通って水平接触部(26)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、熱循環流動固体上に沈着したりあ
るいは供給物の固体骨上に沈着したりする。又水平接触
部(26)中に導入されなかった重い粒子は分離加熱部
(b0)中の粒子床(43)の頂部上に堆積されるよう
になる。第2図において、点線はその入口を通って接触
部から分離手段中へと移行する供給物および気化媒体流
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(38)はそれぞれの供給物と気化媒体と
の接触を確実に緊密なものとするために気化媒体の分布
パターンを別に変えられる様に構成すれば良い。
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、熱循環流動固体上に沈着したりあ
るいは供給物の固体骨上に沈着したりする。又水平接触
部(26)中に導入されなかった重い粒子は分離加熱部
(b0)中の粒子床(43)の頂部上に堆積されるよう
になる。第2図において、点線はその入口を通って接触
部から分離手段中へと移行する供給物および気化媒体流
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(38)はそれぞれの供給物と気化媒体と
の接触を確実に緊密なものとするために気化媒体の分布
パターンを別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
モル割合と同しである場合には、その結果としての頂蓋
部(33)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80 fpsより小さく、すなわちザ
イクロン(28)の入口速度と同しであって良い。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。50.000 bpd系におい
ては、頂蓋部(33)と水平接触部(26)とはその直
径が約45インチで良い。又脱前加熱部(6)の直径は
約8フイートである。ザイクロン(28)の人口を脱離
加熱部容器(6)の外壁の丁度外側に設置したと仮定す
ると、頂蓋部(33)の中心からの接触部(26)の全
長は脱離加熱部(6)の半径、すなわち4フィートとな
る。
モル割合と同しである場合には、その結果としての頂蓋
部(33)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80 fpsより小さく、すなわちザ
イクロン(28)の入口速度と同しであって良い。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。50.000 bpd系におい
ては、頂蓋部(33)と水平接触部(26)とはその直
径が約45インチで良い。又脱前加熱部(6)の直径は
約8フイートである。ザイクロン(28)の人口を脱離
加熱部容器(6)の外壁の丁度外側に設置したと仮定す
ると、頂蓋部(33)の中心からの接触部(26)の全
長は脱離加熱部(6)の半径、すなわち4フィートとな
る。
速度80fpsT:は、接触部内時間は0.05秒とな
る。
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、あるいは流下式塔型接触部/反応部構造
の装置系においては達成不可能であった。
た垂直複式の、あるいは流下式塔型接触部/反応部構造
の装置系においては達成不可能であった。
分散媒体流を増加する(頂蓋速度の増加)ことによりそ
して又供給物性入部の囲りにある気化媒体と共に供給物
を脱離加熱部(6)に向けて下側に注入することにより
接触時間をかなり増加することが出来る。もちろん、水
平接触部(26)の長さを長くして接触時間を増しても
良い。
して又供給物性入部の囲りにある気化媒体と共に供給物
を脱離加熱部(6)に向けて下側に注入することにより
接触時間をかなり増加することが出来る。もちろん、水
平接触部(26)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
又気化媒体の分布が充分でない(これは媒体循環が不規
則であることに因る)ことや、供給物を気化するための
媒体循環が不充分であることや、供給速度変更が早すぎ
ることや、供給力注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
て二)−キングの原因となる)ごとなどのため乙こ、コ
ーキングの問題が起る危険がある。
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
又気化媒体の分布が充分でない(これは媒体循環が不規
則であることに因る)ことや、供給物を気化するための
媒体循環が不充分であることや、供給速度変更が早すぎ
ることや、供給力注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
て二)−キングの原因となる)ごとなどのため乙こ、コ
ーキングの問題が起る危険がある。
−旦コークスが構成してしまうと、精錬装置の操業の一
時中止をするまでこれは生長し続りることになる。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
るためたりでなく、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(20)が機能しない場合には、脱離加熱部(
6)の頂蓋部(33)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、ずベリ弁(40)が開いて
下険脚部脱ガス容RH(78)のレベルがコントロール
されそして気化媒体流が消失しないうちにその上部に加
えたのと同し量の気化媒体が脱離加熱部(6)の床レベ
ルに加えられるので、供給物を気化するのに充分に加熱
された脱離加熱部(6)中の粒子レベル(床)(43)
の頂部上に分散される。
時中止をするまでこれは生長し続りることになる。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
るためたりでなく、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(20)が機能しない場合には、脱離加熱部(
6)の頂蓋部(33)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、ずベリ弁(40)が開いて
下険脚部脱ガス容RH(78)のレベルがコントロール
されそして気化媒体流が消失しないうちにその上部に加
えたのと同し量の気化媒体が脱離加熱部(6)の床レベ
ルに加えられるので、供給物を気化するのに充分に加熱
された脱離加熱部(6)中の粒子レベル(床)(43)
の頂部上に分散される。
実際に、この様な構成の装置により操業した場合には、
液体コークス化法に近い操業となり生成物の品質がかな
り低いものとなってしまう。
液体コークス化法に近い操業となり生成物の品質がかな
り低いものとなってしまう。
導管(22)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 +;t: 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(32)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。気化媒体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1000°F以下では熱的に安定な分子を、超短
時間接触部(26)中においてほとんど変化させないか
又は全く変化させることなく気化させる。l000’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気化媒体粒子」−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。炭化水素気体およびこ
れと共有する固体粒子は水平接触部(26)から出て第
1接触部第1サイクロン(28)中へ移行され、そして
ここで共有する固体が90%強の気体から分離される。
り高く、そして好ましく +;t: 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(32)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。気化媒体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1000°F以下では熱的に安定な分子を、超短
時間接触部(26)中においてほとんど変化させないか
又は全く変化させることなく気化させる。l000’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気化媒体粒子」−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。炭化水素気体およびこ
れと共有する固体粒子は水平接触部(26)から出て第
1接触部第1サイクロン(28)中へ移行され、そして
ここで共有する固体が90%強の気体から分離される。
炭化水素気体はザイクロン(28)から出て、第2サイ
クロン(80)に接続された下降脚部(82)中のずべ
り弁(42)を通って熱燃焼部生成物の添加により少な
くとも50゛F再加熱される。この気体への添加すなわ
ち再加熱により高速第2接触ザイクロン(+4) (こ
こでは10ミクロンより大きい残りの固体を気体から分
離する)中でのコーキングを防止することが出来る。
クロン(80)に接続された下降脚部(82)中のずべ
り弁(42)を通って熱燃焼部生成物の添加により少な
くとも50゛F再加熱される。この気体への添加すなわ
ち再加熱により高速第2接触ザイクロン(+4) (こ
こでは10ミクロンより大きい残りの固体を気体から分
離する)中でのコーキングを防止することが出来る。
気体は気体回収管部(44)を通って第2サイクロン(
b4)を出て、そして茎留装置(図示せず)中で生成物
の分離をする前に管部(23)を通って適当な冷却媒体
を導入することにより該気体を速やかに冷却する。尚こ
れは当業界周知の技術である。接触部ザイクロン(28
)および(b4)中で分離された固体は下降脚部(46
)および(48)を封止する目的で脱離加熱部(6)の
通常の粒子レベル(43)の下側に導入される。これら
粒子ならびに分散媒体から分離されて脱離加熱部頂蓋部
(31)中に装入された粒子を、下険脚部4J−シボ7
1〜(78)に接続した管部(45)中のずべりブ7
(40)を通って脱離加熱部(6)の通常の粒子レベル
(43)のm部近くに導入される燃焼部(4)からの熱
物質と混合する。この熱物質の目的は2つある。その1
つは接触部からの冷ね子」二に残留している炭化水素液
体がある場合これを脱離および気化させる際に、管部(
50)および分配部(51)を通って脱離加熱部(6)
の底部に導入されるガス又はスヂーム脱離媒体を補助す
る機能である。そしてもう1つは燃焼部(4)中での炭
素質物質の炉、焼を助けるために粒子の温度を上げるこ
とである。層、境部(4)は完全流動系であるので、時
間−温度関係、すなわち燃焼の動力学的な面に注意を払
わなくてはならない。従ってこの熱物質は該燃焼部にお
りる炭素燃焼速度をコントロールする様な速度で脱離加
熱部(6)に加えられる。このリサイクル速度は気化媒
体速度の3倍はどであって良い。
b4)を出て、そして茎留装置(図示せず)中で生成物
の分離をする前に管部(23)を通って適当な冷却媒体
を導入することにより該気体を速やかに冷却する。尚こ
れは当業界周知の技術である。接触部ザイクロン(28
)および(b4)中で分離された固体は下降脚部(46
)および(48)を封止する目的で脱離加熱部(6)の
通常の粒子レベル(43)の下側に導入される。これら
粒子ならびに分散媒体から分離されて脱離加熱部頂蓋部
(31)中に装入された粒子を、下険脚部4J−シボ7
1〜(78)に接続した管部(45)中のずべりブ7
(40)を通って脱離加熱部(6)の通常の粒子レベル
(43)のm部近くに導入される燃焼部(4)からの熱
物質と混合する。この熱物質の目的は2つある。その1
つは接触部からの冷ね子」二に残留している炭化水素液
体がある場合これを脱離および気化させる際に、管部(
50)および分配部(51)を通って脱離加熱部(6)
の底部に導入されるガス又はスヂーム脱離媒体を補助す
る機能である。そしてもう1つは燃焼部(4)中での炭
素質物質の炉、焼を助けるために粒子の温度を上げるこ
とである。層、境部(4)は完全流動系であるので、時
間−温度関係、すなわち燃焼の動力学的な面に注意を払
わなくてはならない。従ってこの熱物質は該燃焼部にお
りる炭素燃焼速度をコントロールする様な速度で脱離加
熱部(6)に加えられる。このリサイクル速度は気化媒
体速度の3倍はどであって良い。
本発明方法の供給力噴霧−気化媒体接触部(27)にお
いては、所望の大きさより大きい粒子がアスファルテン
分子を含有する供給物中のコロイド物質との凝結による
該供給物中の固体の凝結から生成して、これは所望の炭
素質/金属生成物よりも大きいことが認められる。これ
らの粒子は気化供給物およびその他の大部分の粒子と一
緒に水平接触部(26)へは入ることなく 、40 f
psより遅いスビ−1’で噴霧供給物を横切って導入さ
れた分散ガスによる垂直方向の力と、それ自身の重力と
によりレベル(43)上にむけて下方に発射されること
になろう。そしてごれら粒子は脱離加熱部(6)を通っ
て更に下方へ流れてゆき、そして前記の熱物質、生成物
気体から分離された粒子および脱離媒体と混合されるこ
とになる。この加熱粒子は、脱離加熱部(6)と層、境
部とを接続する管部(53)中のずベリ弁(52)を通
ってレベルコントロールをしながら脱離加熱部(6)か
ら出てゆき、そして燃焼部底部(3)中へ入る。この底
部(3)は燃焼部上部(4ン よりも大きな直径を有し
ている様に図示されている。
いては、所望の大きさより大きい粒子がアスファルテン
分子を含有する供給物中のコロイド物質との凝結による
該供給物中の固体の凝結から生成して、これは所望の炭
素質/金属生成物よりも大きいことが認められる。これ
らの粒子は気化供給物およびその他の大部分の粒子と一
緒に水平接触部(26)へは入ることなく 、40 f
psより遅いスビ−1’で噴霧供給物を横切って導入さ
れた分散ガスによる垂直方向の力と、それ自身の重力と
によりレベル(43)上にむけて下方に発射されること
になろう。そしてごれら粒子は脱離加熱部(6)を通っ
て更に下方へ流れてゆき、そして前記の熱物質、生成物
気体から分離された粒子および脱離媒体と混合されるこ
とになる。この加熱粒子は、脱離加熱部(6)と層、境
部とを接続する管部(53)中のずベリ弁(52)を通
ってレベルコントロールをしながら脱離加熱部(6)か
ら出てゆき、そして燃焼部底部(3)中へ入る。この底
部(3)は燃焼部上部(4ン よりも大きな直径を有し
ている様に図示されている。
ごの燃焼部底部(3)は2つの作用をする。その1つは
流速の違いを利用して高密度の粒子や大きいライズの粒
子と分離することである(水力分級)。
流速の違いを利用して高密度の粒子や大きいライズの粒
子と分離することである(水力分級)。
これらの重い粒子や大きいサイズの粒子は、流速の遅い
底部(3)に沈着するかあるいは留まることになろう。
底部(3)に沈着するかあるいは留まることになろう。
そしてこれらば、炭素質物質の燃焼除去か又は摩耗によ
り小さい粒子となるまでそこに留まることになる。木質
的にこの構造により粒子サイズが揃えられて適当な流動
化が可能となる。
り小さい粒子となるまでそこに留まることになる。木質
的にこの構造により粒子サイズが揃えられて適当な流動
化が可能となる。
小さい粒子はサイクロンを通って系から放出され、一方
接触部中で形成された大きな粒子は燃焼部底部(3)中
へ重力により流れ込み、そしてここでこれら粒子はその
燃焼部底部から燃焼部上部(4)へと流動するのに適当
な大きさおよび密度となるまで留まる。この燃焼部底部
(3)はその高さ方向を横切する一定間隔で粒子の密度
を表示出来る様な構造となっている。そして燃焼部底部
(3)の下部に大きなそして密度の高い粒子が増加する
と、管部(54)を通って水力分級部燃焼部(56)へ
と除去されて次いで管部(58)を通って排出される。
接触部中で形成された大きな粒子は燃焼部底部(3)中
へ重力により流れ込み、そしてここでこれら粒子はその
燃焼部底部から燃焼部上部(4)へと流動するのに適当
な大きさおよび密度となるまで留まる。この燃焼部底部
(3)はその高さ方向を横切する一定間隔で粒子の密度
を表示出来る様な構造となっている。そして燃焼部底部
(3)の下部に大きなそして密度の高い粒子が増加する
と、管部(54)を通って水力分級部燃焼部(56)へ
と除去されて次いで管部(58)を通って排出される。
水力分級部燃焼部(56)は、導管(ここで粒子を例え
ば空気の様な酸素源と混合する)を有しており、そして
燃焼部(3)の下部から重い粒子をとり出して更に酸化
するかあるいは所望の処理をする様な構造となっている
。図示しである様に、本発明の系は送入部(60)から
流速コントロール弁(62)を介して空気を送入して流
動化するものである。
ば空気の様な酸素源と混合する)を有しており、そして
燃焼部(3)の下部から重い粒子をとり出して更に酸化
するかあるいは所望の処理をする様な構造となっている
。図示しである様に、本発明の系は送入部(60)から
流速コントロール弁(62)を介して空気を送入して流
動化するものである。
この様な構造により、全ての炭素は粒子から燃焼し去ら
れて、そして普通は供給物中の金属とそれから重い供給
物粒子がある場合にはこれらとから成る残留物質が管部
(58)を通って除かれて廃棄されるか又は回収される
。水力分級部燃焼部(56)の大きさは供給物中の全灰
分含量に依有する。水力分級部燃焼部(56)の出口は
燃焼部上部(4)の好都合などこの位置に設置しても良
く、そしてこの水力分級部燃焼部系(56)は所望なら
ば回分式に操作しても良い。
れて、そして普通は供給物中の金属とそれから重い供給
物粒子がある場合にはこれらとから成る残留物質が管部
(58)を通って除かれて廃棄されるか又は回収される
。水力分級部燃焼部(56)の大きさは供給物中の全灰
分含量に依有する。水力分級部燃焼部(56)の出口は
燃焼部上部(4)の好都合などこの位置に設置しても良
く、そしてこの水力分級部燃焼部系(56)は所望なら
ば回分式に操作しても良い。
燃焼部下部(3)を大きな直径とした第2の目的は、燃
焼部での長さの割りにその滞留時間を長くするためであ
る。燃焼部の代表的な構造条件としては、気体時間が2
0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く、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、燃焼部の
上部(4)および下部(3)は同し直径であって良く、
そして水力分級は別の装置で行なっても良い。
焼部での長さの割りにその滞留時間を長くするためであ
る。燃焼部の代表的な構造条件としては、気体時間が2
0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く、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、燃焼部の
上部(4)および下部(3)は同し直径であって良く、
そして水力分級は別の装置で行なっても良い。
本発明のこの態様においては完全流動燃焼部を使用する
ので、燃焼部におり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
、燃焼部で形成された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、冷却後の管部
(64)を通った煙進ガスと送入部(60)からの始動
空気とを分配部(68)を介して燃焼部の底部(3)中
ヘヒータ−(66)を通ってリサイクルして、脱離加熱
部(6)からずべり弁(52)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。煙進ガ
スは空気送入部(60)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(60)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(60)の流速
は燃焼部の内部に応じて調節し、そして空気プラス煙進
ガスの全体の流速は流速コントローラー(72)でコン
l−ロールする。空気処理プラントをイ」設することが
可能ならば、空気を酸素で置き換えても良い。
ので、燃焼部におり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
、燃焼部で形成された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、冷却後の管部
(64)を通った煙進ガスと送入部(60)からの始動
空気とを分配部(68)を介して燃焼部の底部(3)中
ヘヒータ−(66)を通ってリサイクルして、脱離加熱
部(6)からずべり弁(52)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。煙進ガ
スは空気送入部(60)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(60)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(60)の流速
は燃焼部の内部に応じて調節し、そして空気プラス煙進
ガスの全体の流速は流速コントローラー(72)でコン
l−ロールする。空気処理プラントをイ」設することが
可能ならば、空気を酸素で置き換えても良い。
燃焼部(4)への全ガス流速は、3Q fpsより少な
くなる様に、そして普通は約1.Ofpsとなる様にコ
ンl−ロールするが、しかし常に所望の大きさの炭素質
粒子の送入速度よりも大きくなくてはならない。流動化
された粒子は燃焼生成物と共に燃焼部(4)の上部(5
)に進み続け、そして管部(73)を通って第1燃焼部
サイクロン(74)へと導入される。
くなる様に、そして普通は約1.Ofpsとなる様にコ
ンl−ロールするが、しかし常に所望の大きさの炭素質
粒子の送入速度よりも大きくなくてはならない。流動化
された粒子は燃焼生成物と共に燃焼部(4)の上部(5
)に進み続け、そして管部(73)を通って第1燃焼部
サイクロン(74)へと導入される。
そして該サイクロン(74)で粒子の90%以」二が燃
焼部ガスから分離される。こうして分離された粒子は下
降脚部(76)を通ってサイクロン(74)から送出さ
れて下降脚部サージホッパー(78)の下部へと送られ
る。このホッパー(78)は、水平接触部に送られる煙
進ガスを最少量とするために、スチームを使用して出来
るだけ多(の煙進ガスを熱粒子から取り除くのに使用さ
れる。
焼部ガスから分離される。こうして分離された粒子は下
降脚部(76)を通ってサイクロン(74)から送出さ
れて下降脚部サージホッパー(78)の下部へと送られ
る。このホッパー(78)は、水平接触部に送られる煙
進ガスを最少量とするために、スチームを使用して出来
るだけ多(の煙進ガスを熱粒子から取り除くのに使用さ
れる。
非常に小さな孔体積を有する炭素質粒子も又、装置間を
循環する混在ガス又は気体の量を減らずのに有効である
。それぞれ第1サイクロン(74)および第24」゛イ
クロン(80)の両方の下降脚部(76)および(82
)はザージホンパ−(78)中の粒子レベルの下側に排
出している。
循環する混在ガス又は気体の量を減らずのに有効である
。それぞれ第1サイクロン(74)および第24」゛イ
クロン(80)の両方の下降脚部(76)および(82
)はザージホンパ−(78)中の粒子レベルの下側に排
出している。
燃焼生成物および固体は管部(75)を通って第1サイ
クロン(74)から出て、煙進ガス冷却器(84)を通
って高速サイクロン(80)中へ入る。ここで10ミク
ロンより大きい粒子は全て除去され、これにより系内ガ
スは更に分離されることなく出力回収系(図示セず)に
送ることが出来る。又、煙進ガス管路(86)中の排出
ガス(煙進ガス)を下流においテSOつ又はNO、コン
トロールのために処理する必要がある場合には、持込み
粒子量を最少に抑さえる。
クロン(74)から出て、煙進ガス冷却器(84)を通
って高速サイクロン(80)中へ入る。ここで10ミク
ロンより大きい粒子は全て除去され、これにより系内ガ
スは更に分離されることなく出力回収系(図示セず)に
送ることが出来る。又、煙進ガス管路(86)中の排出
ガス(煙進ガス)を下流においテSOつ又はNO、コン
トロールのために処理する必要がある場合には、持込み
粒子量を最少に抑さえる。
煙進ガス冷却器(84)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、
→ノイクロン(80)は第1サイクロン(74)の様に
高温にさらされた金属内容物のほとんどない従来の冷壁
サイクロンではなくて、米国特許第4.348.215
号に記載のl’4uripos第4uriposンの様
な複数クローンから成る高速サイクロン基であり、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りIコーンを保護する
ためのものである。冷却のための好ましい方法としては
、普通煙進ガス温度を1400°F〜1600°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。
つの特徴的構造である。この系の好ましい配置として、
→ノイクロン(80)は第1サイクロン(74)の様に
高温にさらされた金属内容物のほとんどない従来の冷壁
サイクロンではなくて、米国特許第4.348.215
号に記載のl’4uripos第4uriposンの様
な複数クローンから成る高速サイクロン基であり、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りIコーンを保護する
ためのものである。冷却のための好ましい方法としては
、普通煙進ガス温度を1400°F〜1600°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。
燃焼系の圧力は示差圧カコントローラー(88)により
コントロールされる。このコントローラー(88)は、
煙進管部(86)と、燃焼部気体を気体回収および生成
物分離部へ運ぶ管部(44)とに接続している。そして
この圧力コントローラー(88)は弁(87)を調節す
ることにより管部(86)を通って系から排出される煙
進ガスの量を調整する。又コントローラー(88)は粒
子循環を安定させるために燃焼部と接触部との間の圧力
差を調整する。
コントロールされる。このコントローラー(88)は、
煙進管部(86)と、燃焼部気体を気体回収および生成
物分離部へ運ぶ管部(44)とに接続している。そして
この圧力コントローラー(88)は弁(87)を調節す
ることにより管部(86)を通って系から排出される煙
進ガスの量を調整する。又コントローラー(88)は粒
子循環を安定させるために燃焼部と接触部との間の圧力
差を調整する。
本発明方法におけるコントロール(制御)系は、接触部
で生成した炭素質物質を全て燃焼させて廃棄する余剰物
が全くない様にしかつ系中の内在物から駆逐させる必要
がない様にしなくてはならなす、この点に特徴を有する
ものである。そして系中内在物と酸素必要量とのバラン
スがとれている。
で生成した炭素質物質を全て燃焼させて廃棄する余剰物
が全くない様にしかつ系中の内在物から駆逐させる必要
がない様にしなくてはならなす、この点に特徴を有する
ものである。そして系中内在物と酸素必要量とのバラン
スがとれている。
従って、燃焼部底部(3)を含めての燃焼部(4)なら
びに脱離加熱部(6)および下降脚部サージボッ) (
78)における粒子レベルはずべて連続的にモニターさ
れている。燃焼部(3)および(または)(4)におけ
る粒子レベルおよび(または)内在物はコントロールさ
れない唯一の系であり、従って内在物に関してはその値
は実際に可変である。最少となった場合に、燃焼部中の
内在物の値を変化させることにより、酸素の割合を再設
定する。換言すれば、燃焼部内在物が増加した場合には
、燃焼部への空気流速を上げて炭素質粒子をより多く燃
焼させて内在物を減らす様にする。一方内在物が減少し
た場合には、逆の操作を行ない、そして空気送入部(6
0)からの空気流速、すなわち酸素量を減少させて燃焼
をおさえる様にする。もちろん、燃焼部への全ガス量の
割合は流量コントローラー(72)によってコントロー
ルされるのであるから、その全く逆のこともリサイクル
した煙進ガスに対して起るわけである。煙進ガス管部(
86)中のCOの量を最少におさえ様としたいならば、
燃焼部の煙進ガス温度は最低限度1400°Fなくては
ならない。
びに脱離加熱部(6)および下降脚部サージボッ) (
78)における粒子レベルはずべて連続的にモニターさ
れている。燃焼部(3)および(または)(4)におけ
る粒子レベルおよび(または)内在物はコントロールさ
れない唯一の系であり、従って内在物に関してはその値
は実際に可変である。最少となった場合に、燃焼部中の
内在物の値を変化させることにより、酸素の割合を再設
定する。換言すれば、燃焼部内在物が増加した場合には
、燃焼部への空気流速を上げて炭素質粒子をより多く燃
焼させて内在物を減らす様にする。一方内在物が減少し
た場合には、逆の操作を行ない、そして空気送入部(6
0)からの空気流速、すなわち酸素量を減少させて燃焼
をおさえる様にする。もちろん、燃焼部への全ガス量の
割合は流量コントローラー(72)によってコントロー
ルされるのであるから、その全く逆のこともリサイクル
した煙進ガスに対して起るわけである。煙進ガス管部(
86)中のCOの量を最少におさえ様としたいならば、
燃焼部の煙進ガス温度は最低限度1400°Fなくては
ならない。
装入原料中の不純物にもよるが、木炭や粘土の様なもの
の微細に分割した粒子を最初に上記した系に供給される
装入物に加えてそして循環粒子の形成を開始するのが有
利であると考えられるが、この様なものの添加は一旦適
当な粒子が形成された後は停止する。そして粘土や不燃
性の固体の様なものを使用する場合は、上記の様にして
管部(58)を通してこれを系から除く。
の微細に分割した粒子を最初に上記した系に供給される
装入物に加えてそして循環粒子の形成を開始するのが有
利であると考えられるが、この様なものの添加は一旦適
当な粒子が形成された後は停止する。そして粘土や不燃
性の固体の様なものを使用する場合は、上記の様にして
管部(58)を通してこれを系から除く。
本発明の系と液体コークス形成法又は選択気化法七の基
本的な相違点としては下記のことが挙げられる。
本的な相違点としては下記のことが挙げられる。
(b)本発明の系では下降する気化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にて反応を行なう。これにより装置
内でのコーキングを防くことが出来、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0.1〜0.2秒の範囲内であれば良い。
、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にて反応を行なう。これにより装置
内でのコーキングを防くことが出来、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0.1〜0.2秒の範囲内であれば良い。
(2)本発明の系においては、燃焼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、又接触部の粒子温
度を上げて燃焼に必要な時間を減らずために、脱離燃焼
部を使用する。
水素生成物の量を極少量とするため、又接触部の粒子温
度を上げて燃焼に必要な時間を減らずために、脱離燃焼
部を使用する。
(3)内在物に関して燃焼部への送入空気量をコントロ
ールする。
ールする。
(4)燃焼部は、燃焼部における所望の速度を維持する
ために煙進ガスをリサイクルさせて完全に流動化した系
である。
ために煙進ガスをリサイクルさせて完全に流動化した系
である。
(5)燃焼部において、第1および第2サイクロンの間
に煙進ガス冷却器を使用している。
に煙進ガス冷却器を使用している。
(6)水平接触部でのガス持込量を凍らずために分離装
置として下陳脚部→ノ゛−ジボソトを使用している。
置として下陳脚部→ノ゛−ジボソトを使用している。
(7)脱離加熱部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、熱燃焼部粒子を脱離加熱部の粒子レベルの頂
部に注入する。
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、熱燃焼部粒子を脱離加熱部の粒子レベルの頂
部に注入する。
(8)低速水力分級部として燃焼部底部を使用する。
(9)供給原料から粒子を自己生成するが、その生成量
は熱バランスを保つのに足りる量である。
は熱バランスを保つのに足りる量である。
従って、系からコークス物質をとり出す必要がない。
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。
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。
第1図は本発明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。 代理人 弁理士(8107)佐々木 清 隆(ほか3名
) 第25図 手続補正書(麗) 平成1年り月/r日
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。 代理人 弁理士(8107)佐々木 清 隆(ほか3名
) 第25図 手続補正書(麗) 平成1年り月/r日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、固体又は固体形成不純物を含有する重質炭化水素装
入物の品質を改良するための連続流動法であって、 (a)該装入物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)該噴霧された装入物を実質的に水平に接触ゾーン
中に導入し、 (c)もっぱら前記供給物中の不純物由来の加熱された
固体粒子を含有する熱流動気化媒体流を該接触ゾーン中
へ実質的に垂直に導入してその中の前記噴霧された装入
物と密に接触させ、そしてこの際該流動気化媒体の温度
および該噴霧された装入物との接触時間を、該装入物中
の炭化水素を気化させるのに充分であるが、実質的にこ
れを分解させない様なものとし、 (d)該炭化水素の大部分を気化させて得られた気化炭
化水素中に混在する前記固体粒子の混合物を作り、尚そ
の際前記不純物は該固体粒子上に沈着するかあるいは新
たな固体粒子を形成するものであり、 (e)この混合物を速やかに分離ゾーン中へ送入しその
中で固体粒子を該気化炭化水素から分離し、 (f)該分離固体粒子の少なくとも1部を加熱して該固
体粒子の温度を前記の気化が起る温度よりも高い温度ま
で上げ、 (g)この加熱固体粒子を前記接触ゾーンに戻して噴霧
された供給物と熱交換し、そして、 (h)前記気化炭化水素を凝縮して実質的に前記不純物
の含有量が減少した炭化水素製品を回収することから成
る、前記連続流動法。 2、前記炭化水素装入部が、固体粒子を形成するかある
いは固体粒子上に沈着するかのいずれかである様な炭素
質物質を前記接触ゾーン中の条件下に形成するかあるい
は該接触ゾーン中でその両方を形成する様なアスファル
テンを含有し、そして前記の加熱が前記の分離された固
体粒子と結合した炭素質物質を燃焼させるものであって
、それによる燃焼熱により該接触ゾーン中へ戻された前
記固体粒子が加熱されて前記の炭化水素を気化させる熱
となるものである、特許請求の範囲第1項に記載の方法
。 3、更に該分離された固体粒子の少なくとも1部を該燃
焼工程からの加熱固体粒子で加熱し、そして該炭化水素
物質を燃焼させる前にそれから揮発性炭化水素を脱離さ
せる工程を付加して成る、特許請求の範囲第2項に記載
の方法。 4、該炭化水素装入物が、石油、石油の1種又はそれ以
上の分画物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2項に記載の方
法。 5、該接触ゾーン中で該炭化水素を気化させるのに必要
な熱量の全部を前記のリサイクルした固体粒子から供給
するものである、特許請求の範囲第2項に記載の方法。 6、該接触ゾーン中での温度および該固体粒子と該気化
装入物との接触時間を、該供給物中の900°F以下の
物質を10%より多くない割合で変化させる様に維持す
る様に選択するものである、特許請求の範囲第4項に記
載の方法。 7、該接触時間が5秒より長くなく、該接触工程での温
度が該装入物の平均沸点よりも高くそして1100°F
よりも低いものであり、そして該接触工程での圧力が約
10〜50psiaの間である、特許請求の範囲第6項
に記載の方法。 8、該噴霧装入物を少なくとも1つの装入物注入部を介
して該接触ゾーン中に導入してその中に噴霧供給物の通
常は平坦な水平パターンを形成し、そして該流動気化媒
体を該噴霧装入物パターンを約90°の角度で横切る様
に通常は平坦な垂直パターンとして該接触ゾーン中へ下
向きに導入する、特許請求の範囲第1項に記載の方法。 9、該液体粒子の平均粒径が約1ないし約100ミクロ
ンの範囲にある、特許請求の範囲第1項に記載の方法。 10、該接触ゾーン中の固体粒子の大部分が該分離ゾー
ン中へ導入された気化炭化水素中に混在する、特許請求
の範囲第1項に記載の方法。 11、該噴霧装入物を実質的に水平方向に該接触ゾーン
中へ導入し、該気化媒体を該噴霧装入物を約90°の角
度で横切る様に実質的に垂直方向に該接触ゾーン中へ下
向きに導入し、そして気化炭化水素中に混在する該固体
粒子の混合物を該噴霧装入物の導入点の実質的に反対側
にある該分離ゾーンの入口中に実質的に水平に送入する
、特許請求の範囲第1項に記載の方法。 12、該接触ゾーン中で形成された該炭素質物質の実質
的に全部を該燃焼部で燃焼させる、特許請求の範囲第2
項に記載の方法。 13、該炭素質物質の燃焼を上部と該上部より大きな直
径を有する下部とから構成されるたて長の垂直燃焼容器
中で行ない、該分離固体粒子をその底部に導入し、そし
て酸素含有ガスを該底部に導入して固体粒子を該燃焼容
器中を上方に流動化して移動させる様にした、特許請求
の範囲第2項に記載の方法。 14、該燃焼容器からの煙進ガスも又該燃焼容器の該底
部中に導入する、特許請求の範囲第13項に記載の方法
。 15、水力分級により該燃焼容器の該底部において流動
化されるのが望ましいものよりも重い固体粒子から流動
可能固体粒子を分離し、そしてその重い粒子を該底部か
らとり出す、特許請求の範囲第14項に記載の方法。 16、そのとり出した重い固体粒子をたて長の垂直エル
トリエーター−燃焼部装置中で酸素含有ガスと接触させ
て該重い粒子を更に燃焼させる、特許請求の範囲第15
項に記載の方法。 17、該炭素質物質の燃焼を燃焼部反応器中で行なって
該固体粒子内在物をその中に維持し;該固体内在物をモ
ニターし;酸素含有ガスを該燃焼部反応器中に導入して
その燃焼を行ない;そして酸素を該燃焼部反応器中に導
入する速度を該粒子内在物中の装入物に応じてコントロ
ールする、特許請求の範囲第2項に記載の方法。 18、固体又は固体形成不純物を含有する液体炭化水素
装入物を処理する装置であって、 (a)少なくとも1つの液体装入物入口と、該装入物入
口の上部の少なくとも1つの気化媒体入口と、少なくと
も1つの気体−固体出口とを有する接触部反応器、 (b)あらかじめ選択された大きさを有する該液体装入
物の小粒子を形成し、そして該液体粒子を該接触部中へ
実質的に水平の平坦パターンを形成して導入させる様に
するために該装入物入口に設けられた噴霧手段、 (c)ガス分散媒体および熱循環固体粒子の流動混合物
を、前記液体粒子の流路を横切って該液体粒子と密に接
触する様に、該接触部中へ実質的に垂直の平坦パターン
を形成して導入するために該気化媒体入口に設けられた
気化媒体導入手段、および (d)該接触部中で形成した気体中に混在する固体粒子
を分離するために該気体出口に接続された分離手段、と
から成り、そして (e)該気体−固体出口は、該気体および混在する固体
粒子を受けてそして速やかにこれらと該分離手段中へ送
入する様に該液体装入物入口の実質的に反対側に該接触
部中に設けられていることを特徴とする、前記装置。 19、更に該接触部から重い固体粒子を受けてそしてそ
の固体粒子から炭化水素を脱離するための脱離部反応器
を下側にそして該接触部反応器のフローラインに組合わ
せて有する、特許請求の範囲第18項に記載の装置。 20、脱離部反応器からの脱離固体粒子を受けるための
燃焼部反応器と、該燃焼部反応器中の固体粒子を流動化
させてその中で該固体粒子から炭素質粒子を燃焼させる
ための手段と、この燃焼した固体粒子を前記気化媒体入
口に送入するための手段とを更に前記脱離部反応器のフ
ローラインに組合わせて有する、特許請求の範囲第19
項に記載の装置。 21、該燃焼部反応器が上部と下部とから成り、そして
その下部がその上部よりも大きい直径を有する、特許請
求の範囲第20項に記載の装置。 22、更に該気化媒体導入手段中に温度センサー素子と
第1流量測定装置を有し;そして更に前記装入物入口に
接続した装入物導管と;該装入物導管に接続した第2流
量測定装置と;該装入物導管中の弁と;該温度センサー
素子と該第1および第2流量測定装置とにこれらからの
信号を受けるために接続し、かつ該弁にこれに信号を送
るために接続し、そしてそれぞれ受けた信号に応じて該
装入物導管を介して装入物の流速をコントロールするた
めのコンピューターとを備えて成る、特許請求の範囲第
18項に記載の装置。 23、該燃焼部反応器中で流動化されるものよりも重い
固体粒子をとり除くために、前記の下部に接続された排
出手段を更に設けて成る、特許請求の範囲第21項に記
載の装置。 24、前記の下部から排出された固体粒子を更に燃焼さ
せるために、該排出手段に接続されたエルトリエーター
−燃焼部を更に設けて成る、特許請求の範囲第23項に
記載の装置。
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