JPH0214749A - 触媒の流動床再生方法および装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は流動床式触媒再生方法およびこの方法を実施す
る装置に関するものである。特に本発明は、炭化水素装
入物との反応の結果、炭化水素残留物およびコークスの
沈漬した触媒の流動床式再生に関するものである。具体
的に本発明は水化処理触媒、クラッキング触媒、リホー
ミングハイドロクラッキング触媒の再生処理、または熱
分解用接触物質の再生処理に関するものである。

［従来技術と間厘点］ 公知のように、石油工業においては、特に一般に高分子
量−高沸点の炭化水素分子を用途に適した低沸点の小分
子に分割するクランキング工程のいて、一般に触媒が使
用される。

この目的で現在量も使用されている方法は流動状態での
いわゆる触媒クランキング法である（英語で、Ｆｌｕｉ
ｄ　Ｃａｔａｌｙｔｉｅ　Ｃｒａｃｋｉｎｇ、あるいは
ＦＣＣ法）。この型の方法において、炭化水素装入物は
、この装入物の蒸気によって懸濁状態に保持されたクラ
ンキング触媒との高温接触によって蒸発させられるゆ　
クランキングによって所望の分子量に達し沸点が対応の
低下を示した後、触媒を生成物から分離する。

この型の方法において、所望の沸点低下は制御された触
媒反応と熱反応との結果生じる。これらの反応は、装入
物が蒸発させられ触媒と接触させられた時にほとんど瞬
間的に生じる。しかし触媒は装入物と接触している間に
炭化水素の吸着と活性部位上のコークスの堆積の結果、
急速に不活性化する。従って不活性化されたこの触媒を
例えば水蒸気によって連続的にストリッピングして吸着
された炭化水素または同伴炭化水素を回層し、つぎに例
えば単数または複数段階の再生区域において吸着された
コークスまたは炭化水素を制御的に燃焼させる事によっ
て触媒の特性を変更する事なく連続的に活性化し、この
再生された触媒を反応区域に循環させる必要がある。再
生装置の底部に燃焼空気が噴射され、その上部には、燃
焼ガスを同伴触媒粒子から分離するためのサイクロンが
配備される。このようにして再生された触媒が一般に再
生器の下部から排出され、つぎにエレベータまたは「ラ
イザ」の底部に循環されてクランキング反応が生じる。

このＦＣＣ法は反応部が熱平衡するように実施されるの
は当然である。言い替えれば、再生された熱い触媒の供
給量は１反応部の種々の熱要件に対応するようにしなけ
ればならない。すなわち、特に 一液体装入物の予熱、 −この装入物の蒸発、 一全体として吸熱的な反応の必要とする熱量の添加、お
よび −このシステムの熱損失に対応できるものでなければな
らない。

触媒上に堆積されたコークスの量およびその再生方法が
再生区域中において触媒の到達する最終温度を決定する
。燃焼から生じた熱が空気と燃焼ガスおよび触媒粒子の
再熱に使用されるからである。従って外部作用によって
熱平衡が変動されないなら、作動状態のクランキングユ
ニット中において生成されるコークスの量は実質的に一
定である。

さらに詳しくは、高沸点（一般に５５０℃以上）の炭化
水素装入物または高いコンラドソン炭素含有量と高い金
属濃度とを有する装入物の触媒クランキングを実施する
場合、触媒上に多量のコークスと重質炭化水素が堆積す
る。その場合に触媒の再生処理中の燃焼が多量の熱を放
出し、これが装置の金属学的限界を超えるのみならず、
触媒環境（湿潤率１重金属、アルカリ金属などによる汚
染率）の観点から触媒を不活性化する原因となる。

これらの欠点を制限するため、従来技術によればまず再
生チャンバの中に熱交換器を配置するなどして再生温度
を７５０℃以下に制限する事によって過剰なコークスの
生成を抑止する方法が提案された。この場合に温度の低
下は、装入物に対する触媒質量比（一般に「Ｃ１０比」
と呼ばれる）の増大によって補償される。しかしこの方
法は、コークスの過度の生成が層重の低下によって装入
物の付加価値を損ない、また再生装置と付属装置の過大
な寸法に導く、またＮ　ＯｘとＳ　Ｏｘの富化された排
煙を発生する。

つぎに再生装置を２区域に分割し、燃焼の全部または一
部が触媒と酸化性流体との並流状態で生じ（例えば米国
特許第４，０３５，２８４号およびフランス特許第２，
１８６，２９１号参照）、比較的高温での、しかし７５
０℃を超えない温度での触媒の滞留時間を最小限になし
て触媒の活性を低下させないようにする方法が提案され
ている。しかし前記の両方の場合に、燃焼ガスがコーク
ス中に含有される重質炭化水素の燃焼またはストリッピ
ング処理から発生する水蒸気を含有する事によって再生
温度が制限される。７３０〜７５０℃以上の温度では水
蒸気の存在は禁止的である。これは、この温度範囲に置
ける金属酸化物、特にナトリウムの存在に置ける酸化バ
ナジウムの挙動から明かである。

従ってｊＩ３の方法（米国特許第４，３３２，６７４号
およびフランス特許第２．１８８，２９１号参照）は、
再生処理の第１段階において、それ自体の排ガス装置を
備えたチャンバの中で、ストリッピング段階または触媒
上のコークス中に残存する炭化水素の燃焼から生じる水
蒸気によって触媒の活性部位が破壊されないように最高
約７００℃以下の温度に触媒を保持して、触媒上に堆積
したコークスと炭化水素の一部のみを中温焼却するにあ
る。このような第１再生段階における温度の制限は、燃
焼用空気の量を化学量論酌量以下に保持して炭素をＣＯ
に燃焼させる事によって、好ましくはＣＯ２に燃焼させ
る事によって達成される。つぎに第２段階においては、
前記チャンバと異なる第２チャンバ中において、水蒸気
が予め除去されているので、触媒上に残存する炭素の完
全燃焼はもはや温度については制限されない。この第２
段階においては、ＣＯ□への燃焼を促進するため化学量
論的量以上の酸素を使用するので、温度は熱平衡まで（
場合によっては９５０℃まで）上昇させられる。しかし
この場合、装置の金属学的制約を考慮に入れて、例えば
サイクロンと触媒排出容器を燃焼区域の外部に配置し、
燃焼区域の金属部分を内側耐火材によって保護する必要
がある。

故に、極度にコークス化された触媒を高温で再生するた
めには、それぞれ排ガス装置を備えた別個の２区域で燃
焼を実施する事が好ましく、このようにして高温で再生
される触媒はもはや第１再生段階で生じた水蒸気と接触
させられない、すなわち堆積コークスの３０〜７０％が
第１再生段階において７００℃以下、好ましくは６５０
℃以下の平均温度で燃焼され、触媒上に残留した３０〜
７０％の炭素が温度制限なしで第２段階で流動床燃焼さ
れまたは第２再生装置から排出される。

この方法は、所期の目的または処理される装入物の型に
従って７５０〜９５０℃の第２再生チャンバ中の再生温
度で実施されるが、なおも欠点を有する。

すなわち、再生温度が高すぎるのである種の触媒の過度
に急速な不活性化を生じて効率の善＋舎低下を伴い、あ
るいは最適転化のために理論的に望まれるレベル以下の
熱触媒循環を生じる。

従って多数の熱交換器を使用して各再生器の温度を制限
する事が好ましいが、これは各チャンバの温度調整のた
めにコストの増大と種々の困難を伴う。

［発明の目的および効果］ 本発明は、２再生チャンバ中の温度を最適化し、また再
生された触媒の最終温度を転化ユニット中で処理される
装入物の要求に適合させる事のできる簡単な方法を提供
するにある。

［発明の概要コ 本発明の主目的は、炭化水素の転化反応中に触媒上に堆
積したコークスの流動床燃焼によって触媒を連続的に再
生する方法であって、前記コークスの約５０乃至９０％
が第１段階として、流動床型第１再生チャンバの中で、
約７３０℃以下の、好ましくは６５０乃至７１０℃の温
度Ｔ１で燃焼し、その際に再生される触媒粒子は酸素含
有流体に対して実質的に向流で導入され、この第１再生
チャンバは燃焼中に発生したまたは同伴される水蒸気を
含有するガスを排出する装置を備え、またコークスの残
留量１０乃至５０％は第２段階として前記第１再生チャ
ンバから離間された第２再生チャンバの中において、燃
焼の化学量論的量以上の酸素を含有する流体の存在にお
いて、前記温度Ｔ１より高＜９５０℃以下の、好ましく
は９１０℃の温度Ｔ２で燃焼させる触媒連続再生方法に
おいて、第２再生チャンバから出て転化反応区域に循環
される再生触媒粒子の温度Ｔ２は、この第２再生チャン
バの触媒から調整量を採取しこれをＴ１以下の温度Ｔ３
のレベルまで冷却しこの冷却された触媒部分を第１再生
チャンバの流動床の中に導入する事によって、反応区域
の必要に対応する規定温度値に保持され、前記第１再生
チャンバの燃焼温度はこのチャンバの中に導入される酸
素の酸素含有流体量を適当に変更する事によって値ＴＩ
に保持される触媒連続再生方法を提供するにある。

本発明の方法は、第１再生チャンバ中の酸素流量を増大
する事によってコークスの燃焼を増大し、従って発生熱
量を増大させて、熱交換器中で冷却された触媒の導入Ｉ
Ｃよる冷却を補償し、第１再生チャンバ中の温度Ｔ１を
７１０℃に近い最適値に保持する事ができ、また第２再
生チャンバの中に、コークス含有量の少ない触媒を転送
する事を可能にする。このようにして、過剰酸素の存在
によるコークスの完全燃焼の結果としての最終温度Ｔ２
を低下させる事ができる。

第２再生チャンバ中の酸素過剰とは、炭素を実質的に二
酸化炭素に転化する反応の化学量論的量以上の酸素の割
合を意味する。

本発明の方法によるこのような二段階の組合せによって
従来の方法と比較していくつかの利点が得られる。

まず再生された触媒を転化装置の必要に対応する温度に
調整する事ができる。特に噴射される装入物の蒸発とＣ
１０比（触媒／装入物比）とを最適化する事ができる。

従ってこの再生触媒温度は、従来の技術におけるよりも
再生区域の入口と出口における触媒上のコークス量の差
異（いわゆる「デルタコークス」の差異）に依存する事
が少なくなり、この温度は転化装置の必要熱量のみに対
応するように決定される。従って、本発明の方法は触媒
と装入物との間の最適質量比の選択を可能とする。この
選択によって、高いオクタン価が得られ、装入物の転化
率を増大する事ができる。　さらに、第１再生チャンバ
の不活性化された触媒を第２再生チャンバから来る少な
くとも部分的に再生された触媒によって希釈する事によ
り、熱点が少なくなるような燃焼動力学が生じる。その
結果温度が均一になり、水蒸気の存在において触媒限界
安定温度（触媒の滞留時間と温度によって約７１０℃〜
７５０℃）に近づく事ができ、これは第１再生チャンバ
中において規定温度Ｔ１を越える事なくコークスの燃焼
率をさらに（９０％またはこれ以上まで）増大させる事
ができる。

さらにまた、第２再生チャンバ中の触媒粒子の高温滞留
時間を最小限に制限する事により（第２再生チャンバ中
において燃焼されるコークス量が少ない）、再生装置お
よび／またはその付属品の寸法を減少させる事ができ、
また触媒の不活性化の可能性を低下させる事ができる。

さらに、従来型の転化装置の場合よりも触媒の不活性化
が少ないので、従来噴射される装入物１トン当り一般に
０．５〜１０ｋｇの触媒添加量（装入物の金属含有量と
再生触媒の最終温度とによって変動するｊｌ）が相当の
割合（約２５〜５０％のオーダ）低下させられるので、
使用されるクランキングユニットの運転コストの節約と
なり、また触媒活性を所望レベルに容易に保持する事が
可能になる。

このように触媒の添加量が著しく減少されるので、クラ
ンキング触媒中を循環する触媒が触媒活性の観点からは
るかに均質になり、その結果生成物（場合によってガソ
リンまたはガス油）の選択性が改良され、また収率が改
良され、その結果クランキングユニットの流出物の利用
効率が改良される。

最後に、第１段階においてコークスの大部分が除去され
る結果、第２再生チャンバの機器（触媒導入装置、燃焼
ガス排出手段および再生された触媒の分離手段）の寸法
が減少し、これによってクランキングユニットの製造コ
ストを大幅に低下させる事ができる。

さらに詳細に述べれば１本発明の方法を下記のように実
施する事ができる。

ａ−再生される触媒と酸素含有流体とを第１再生チャン
バの中に導入し、前記流体を前記触媒と向流に下から上
に流れさせる段階と、 ｂ−前記第１再生チャンバの上部においてガス流出物を
分離し、前記第１チャンバの底部において部分的に再生
された触媒を採取してこれを第２再生チャンバの中に送
り、この第２チャンバ中において前記より高い温度で前
記第２再生段階を実施する段階と、 Ｃ−第２チャンバから熱交換器の中に触媒の一部を採取
して、この触媒を冷却すると共に、熱を日取する段階と
、 ｄ−熱交換器から冷却された触媒を抽出し、前記第１再
生チャンバの流動床の中にこれを循環させる段Ｉｌ！。

第２再生チャンバから出た触媒は熱交換器の中を重力に
よって上から下に流れる事ができる。

また触媒は濃密流動床を成して熱交換器の中を下から上
に移動し、つぎに冷却された触媒がこの熱交換器からあ
ふれ出て、第１再生チャンバの中の濃密流動床の中に進
入する事ができる。

後者の実施態様においては、触媒が熱交換器（冷却区域
）の中を下から上に循環するので、熱交換器の中で死区
域に遭遇する危険が最小限になる。触媒の上昇により、
熱交換の低下する滞留区域が防止され、従って触媒の流
れが改良される。

さらに、触媒があふれ出るので、熱交換器の中にほぼ一
定のレベルを生じ、これは熱交換の安定性を増大し、熱
交換面が一定になる。

本発明のこの実施態様のもう一つの特徴によれば、熱交
換器の底部に流動化リングから流動化ガスを導入する事
によって、熱交換器中の再生された燕い触媒の循環速度
を調整できる事にある。この流動化流体、好ましくは空
気は一般に０．１〜１ｍ／Ｓ、好ましくは０．３〜０．
５ｍ／ｓの速度で導入される。

この範囲の値によって熱交換効率の向上が得られた。

この実施態様の他の特徴によれば、第２再生チャンバか
ら熱い触媒を熱交換器の中に導入する前に、この熱交換
器まで細長い導管を通して上から下に流し、つぎに熱交
換器の手前に配置された半円形のエルボ区域を通す。一
般にこの導管の中に第１噴射流体を噴射する事によって
、触媒の密度を無泡流動化に対応する値に保持する。一
般に０．０５〜０．４ｋｇ／ｓ／’ｆ＃断面ｍ２、望ま
しくは０．１〜０．２ｋｇ／ｓ／管断面ｍ２の第１通気
流体を噴射する。この流体は空気とし、望ましくは水蒸
気とする。各噴射レベルは、相互に０．５〜２ｍ、好ま
しくは０．６〜Ｉ１１＋離間させる事ができる。しかし
この触媒密度は熱交換器中の密度より大であるから、触
媒の熱交換器中への導入は容易に実施される。

本発明の他の実施態様によれば、導管上に熱交換器の上
流に配置された調整弁によって熱交換器中への触媒の流
量を調整する事ができる。

しかし熱交換器の中に下から上に送る実施態様において
は、この調整弁を使用せず、エルボ区域の好ましくはそ
の最下部に、０．０１〜０．０５ｋｇ／ｓ／１２断面、
好ましくは０．０２〜０．０３ｋｇ／ｓ／ｍ２ＢＦｒ面
の流量の第２通気流体、特に空気を少なくとも１７回噴
射する事ができる。

この実施態様においては、熱交換器から出る触媒を、熱
交換器の上端から排出する事ができ、あるいは熱交換器
の上部、好ましくは最大限に利用される内部熱交換面の
上方から側面に配置された排出導管によって排出する事
ができる。

熱交換器の中で冷却される触媒量は一般的に第１再生チ
ャンバ中を循環する触媒の１５０重量％以上とする。約
１５〜５０重量％の範囲の冷却触媒量を使用して優れた
再生効率の得られる事が観察された。

第２再生チャンバから出た触媒温度は一般に約７１０〜
９００℃の温度から４００〜７００℃、好ましくは４５
０〜６００℃の温度に冷却される―従って、第１再生チ
ャンバの中に冷却触媒を導入する事による冷却を補償す
るためにこの第１再生チャンバに導入される酸化性流体
の流量の増大は、熱交換器を使用しない場合の必要流量
に対して１〜５０％のオーダとする事ができる。

本発明による燃焼条件においては、第１再生チャンバ中
のＣｏ／Ｃｏｚ比は一般に０．３〜１．５、好ましくは
０．５〜１．３の範囲内にある。

本発明の特に好ましい実施態様によれば、第２再生チャ
ンバから出た触媒を、それ自体公知の管状熱交換器によ
って冷却し、この熱交換器の内部において、冷却流体、
例えば空気、水、水蒸気またはこれらの流体の混合物を
循環させ、この流体を一般に３００〜７５０℃の範囲の
温度で抽出する。この温度レベルでの抽出が特に望まし
い。この水蒸気を再利用して、その高温によって、反応
によって不活性化された触媒のストリッピング条件を改
良し、炭化水素の回収率を向上させる事ができる。

前述のように例えば滑り弁を使用して熱交換器中を循環
する触媒粒子の流量を変動させる事により、第２再生チ
ャンバの温度Ｔ２を調整する事ができ、このようにして
再生された触媒温度を触媒／クララギング炭化水素比に
適合させて、炭化水素の転化反応を最適化する事ができ
る。

また、熱交換器中の触媒循環量のほか、第１再生チャン
バ中の測定温度と規定温度との差異を決定して第１再生
チャンバに対する酸化性流体の供給手段を作動するため
の温度ゾンデを使用して、第１再生チャンバの酸化性流
体の流量を調整する事ができる。

本発明の方法によって再生されうる触媒は、般に先行技
術（例えば米国特許４，４０５，４４５号）に記載のも
のである。これらの触媒は一般に約１．３重量％以上の
残留炭化水素およびコークス、並びにｓ、ｏｏｏ〜６０
，０００ｐｐｍの範囲内の重金属含有量を有する。

本発明の特に好ましい実施態様によれば、触媒上の通常
の含浸技術によってＣＯ燃焼抑止剤またはコークス燃焼
促進剤、例えば欧州特許第１０７，３７５号、１２０．
０９６号および第３２，２７７号に記載のようなアルカ
リ土類金属化合物を導入する事ができる。

これらの含浸剤は触媒粒子重量に対して０．００１〜５
％、好ましくは０．１〜２％の濃度で使用する事ができ
る。

また本発明の目的は、炭化水素の転化反応中に触媒上に
堆積したコークスの流動床式燃焼によってこの不活性化
触媒を連続的に再生する装置であって、この装置は一方
において、触媒上に堆積したコークスを燃焼するＪ１再
生チャンバを含み、この第１燃焼チャンバは不活性化触
媒の導入導管と、酸素含有流体供給手段と、ガス排出手
段とを備え、また前記装置は他方において第２再生チャ
ンバを含み、この第２再生チャンバは前記第１チャンバ
から部分的に再生された触媒を導入する導管と、第２燃
焼流体供給手段と、燃焼ガスを再生された触媒から分離
する手段とを含み、前記の各チャンバはさらに流動床の
燃焼温度の測定手段を含む装置において、熱交換器と、
前記第２チャンバ中の燃焼温度を９５０℃以下、好まし
くは９１０℃の第１規定値に等しく保持するために前記
第２再生チャンバから熱い触媒の一定部分を採取する手
段と。

前記の採取された熱い触媒部分を前記熱交換器に冷却の
ために転送する手段と、前記熱交換器の中で冷却された
触媒を排出して前記第１再生チャンバの中に導入する手
段と、前記第１再生チャンバ中の温度を７３０℃以下、
好ましくは６５０乃至７１０℃の範囲内の第２規定値に
保持するために前記第１再生チャンバ中の温度測定手段
によって制御されて燃焼流体の供給量を調整する手段と
を含む装置を提供するにある。

第２再生チャンバから出た熱い触媒の転送手段がこの触
媒を熱交換器の上部に供給し、触媒は重力によって熱交
換器の内部を上から下に流れて、冷却後に熱交換器の下
部から第１再生チャンバの方に排出されるようにする事
ができる。

また転送手段が熱交換器の下部の導入部分に達し、触媒
が熱交換器の中を下から上に流動床を成して流れるよう
にする事ができる。

いずれの場合にも、熱交換器が触媒をその内部において
流動床状態に保持するための流体拡散手段を備える事が
望ましい。

熱交換器はそれ自体公知の型とする事ができる。

すなわち熱交換器は垂直に配向された管格子構造を含み
、触媒が管の外部を循環し、冷媒が管の内部を循環する
。他の実施例によれば、再生された熱い触媒が管の内部
をＷｌｌｔ、、冷媒が管の外部を循環する。

熱交換器はさらに他の型とする事ができる。すなわち、
熱交換器の外皮を構成する隔壁が熱交換面の一部を成す
、この面はダイヤプラム管の形状に形成され、相互に同
心的に熱交換器の軸線に対して平行に配置された複数の
冷却液循環管が長手力に溶接されたリブによって相互に
連結されて、圧力に対して密封的な連続外側面を成す。

熱交換面が所要の熱交換を保証するのに不十分であれば
、熱交換器の内部に少なくとも１つの同心円に沿って規
則的に配置された複数の熱交換管を配備する。

これらの追加的熱交換面は流動床の中に浸漬され、また
これらの追加的熱交換面は、ダイヤフラム管網、または
種々の形状（Ｕ形、ピン形、または銃剣形）の管束、ま
たは蛇管によって構成される。

内部コレクタが水の分布を保証し、水を水蒸気から捕集
する。

このダイヤフラム管式熱交換器構造は下記の利点を示す
。

一所定の熱交換容積に対して熱交換面を増大する、ある
いは一定の全体熱交換面に対して内部熱交換面を減少さ
せる。これは熱交換器内部の触媒の流動化を促進し、従
って死区域または凝結区域の発生の危険を防止し、これ
が熱交換を改善する。

−ダイヤフラム温度が管内部を循環する流体温度に非常
に近いのでその防護を必要としない程度に低いが故に、
内部耐熱機構が不必要。

熱交換器は再生ユニットの外部に配置する事ができるが
、後述のように第１再生チャンバの内部に配置する事も
できる。この場合、熱交換器はその内部の濃密流動床の
上層をあふれさせる高さの隔壁を備える。また前記の熱
交換器は触媒を流動状態に保持するための流体拡散手段
を備える事が望ましい。

第２再生チャンバから採取される熱い触媒の量の制御は
、例えば熱交換器の下流または上流に配置され前記第２
再生チャンバ中の温度測定手段によって制御される弁を
使用して実施される。この弁は測定温度が規定温度を超
えるやいなや開かれる。

以下、本発明を図面に示す実施例について詳細に説明す
る。

［実施例］ 図示の装置において、触媒は流動床式再生装置の中で再
生され、この再生装置の中において第２再生チャンバが
ｍｌ再生チャンバの上方に配置されている。この実施態
様はもちろん制限的性質のものではない。

ｆｉ１図に図示の装置は、下部から 一供給ライン３に接続したインゼクタ２によって処理さ
れる装入物と。

一導管４から再生された触媒と、 一導管５からデフユーザ５′を通して流動化ガスとを供
給される塔１、いわゆる装入物エレベータまたは「ライ
ザ」を含む。

ライザ１はその頂点においてケーシング６の中に閏き、
このケーシングはライザに対して同心であって、その内
部において、分解された装入物の分離と、不活性化され
た触媒のストリッピングとが実施される。反応生成物は
サイクロン７の中に分離され、このサイクロンの頂点に
、分解装入物を分溜ユニット９に送るための排出管８が
備えられ、また不活性化された触媒粒子がこのケーシン
グ６の底部においてストリッピングされる。そのため、
導管１０がケーシング６の下部に規則的に配置されたデ
フユーザ１１に対して、ストリッピングガス、一般に水
蒸気を供給する。

このようにストリッピングされた不活性化触媒粒子が導
管１３を通して第１再生チャンバ１２に排出され、この
導管１３の上に調整弁１４が配置されている。この導管
１３は第１チャンバ１２の濃密流動床１５の上方に位置
する希釈部分の中に触媒粒子を均一に分散させるための
放出器に終わっている。流動床の温度はゾンデ１６によ
って測定される。後述のよにライン１７から導入される
比較的冷たい触媒によってこの温度が規定値Ｔ１以下に
下がった場合、調整弁１９を備えたライン１８によって
第１チャンバの底部のデフユーザ２０に送られる酸化制
御流体の量を、測定温度１６が規定値を回復するまで増
大させる。

このようにして再生器の底部に噴射される空気の向流に
よって、コークスの約５０〜９０％（および残留炭化水
素化合物のほぼ全量）が燃焼される。

サイクロン２１の中で触媒粉末を除去されたＣＯとＨ２
Ｏの豊富な燃焼ガスがライン２２から排出される。

つぎに部分的に再生された触媒粒子は、ライン２５がら
空気を供給される導管２４によって、第１チャンバ上方
の第２再生チャンバ２３に転送される。

この第２チャンバの底部には、ライン２５がら空気を供
給されるデフユーザ２６が配置される。

再生された触媒粒子の一部が側面の緩衝ケーシング２７
の中に排出される。この緩衝ケーシングの中において、
ライン２９から空気または不活性ガスなどの流動化ガス
を供給される環状デフユーザ２８によって粒子の流動化
が調整される。再生された触媒粒子はこの緩衝ケーシン
グ２７から導管４によってライザ１の底部に供給され、
その量は弁３０の開閉によって調整される。再生チャン
バ２３の上方において、燃焼ガスがサイクロン３１によ
って触媒粒子から分離され、ライン３２によって排出さ
れる。

再生触媒の他の部分が、そ九自体公知の熱交換器３４の
中に導管３３によって排出され、この熱交換器３４は冷
却流体の導入ライン３５（一般に、空気、水、または水
蒸気単独または混合物から成る）と、加熱された流体の
排出ライン３６とを含む。熱交換器３４はその下部にデ
フユーザ３７を備え、このデフユーザはライン３８がら
空気などの流動化ガスを供給される。これは、熱交換器
内部の触媒粒子の良好な流動化を保持する事によって、
熱交換を改良するためである。熱交換器３４の出口に備
えられた滑り弁などの弁３９によって、再生触媒温度が
規定値を超えると同時に、他方のチャンバに転送される
触媒の流量を制御する事ができる。

第２再生チャンバ中の温度、従って最終的に反応区域１
の中への導入温度を分解装入物に適した規定温度に保持
するため、熱交換器３４を通る触媒量を調整する。再生
される触媒の温度がこの規定値より高い場合、熱交換器
、３４を通る再生触媒量を増大させる。　その場合、第
１再生チャンバの流動床触媒の冷却を補償するため、酸
素の供給量を増大し、第１チャンバ中でのコークスの燃
焼量を増大させる。逆に、再生触媒温度が触媒反応の良
好な進行に必要な規定値以下であれば、熱交換器３４の
中に循環される触媒量を減少させ、場合によっては停止
させる。これによって再生触媒の温度を再上昇させる事
ができる。

第２図の実施態様においても、基部からライン１０２に
よって処理装入物を供給される装入物エレベータまたは
「ライザ」と呼ばれる反応塔１吋が備えられ、その下部
に導管１０３から分解触媒粒子、例えばゼオライトが導
入され、ライン１３２から流動化ガスが導入される。

ライザ１０１はその頂点においてケーシング１０４の中
に開き、このケーシングはライザに対して同心であって
、その内部において、分解された装入物の分離と、不活
性化された触媒のストリッピングとが実施される。処理
された生成物はサイクロン１０５の中に分離され、この
サイクロンの頂点に、分解装入物の排出管１０６が備え
られ、また使用されてストリッピングされた触媒粒子が
このケーシング１０４の底部から排出される。導管１０
７がケーシング１０４の下部に規則的に配置されたデフ
ユーザ１０８に対して、ストリッピングガス、一般に水
蒸気を供給する。

このようにしてストリッピングされた触媒がケーシング
１０４の下部の第１再生ユニツト１０９ａに導管１１０
を通して排出され、この導管上に調整弁１１１が配備さ
れる。この導管は、第１再生ユニツト１０９ａの濃密流
動床１２５の上方に触媒粒子を均一に分散させる拡散器
に終わっている。このストリッピングされた触媒粒子は
、第１再生ユニツトの下部において、冷却された触媒粒
子の添加によって希釈され冷却される。この冷却された
触媒粒子は、第１再生ユニツトの上方の第２再生ユニツ
トから出て後述のように冷却手段または熱交換器１３２
によって冷却された触媒粒子である。導管１２６ａが第
２再生ユニツトの触媒を分離ウェル１２７に搬送し、こ
のウェルの底部において流動化リング１３０が空気を送
入する。これは触媒が垂直搬送管１２８に沿って下方に
流出する前に触媒に正確な密度を与えるためである。こ
の垂直管２８に沿って、通気流体、例えば水蒸気を噴射
する手段が規則的に分布され、触媒の密度を無泡流動化
に対応する所定の範囲１例えば５００〜８００ｋｇ／ｍ
’に保持する。

垂直管１２８の下端に、従って熱交換器の上流に配置さ
れた弁１３１が、熱交換器１３２の下端１３３に供給さ
れる熱い再生触媒の流量を制御する。熱交換器の中への
触媒流量を調整するため、前記弁１３１の代わりに少な
くとも１つの通気流体噴射手段１４１を配備する事がで
きる。一般ににこの通気手段はエルボ中間区域１４０に
好ましくはその最下点に配置される。

熱交換器１３２の中に空気を送入し分布する流動化リン
グ１３４によって、熱い触媒は熱交換器の中を好ましく
は濃密な流動床を成して上昇する。熱交換器を構成する
熱交換プレートまたは管１３５ａは完全に流動床の中に
浸漬され、熱交換器中の触媒の水準は排出導管１３６の
位置によって決定される。この排出導管１３６は熱交換
器の上部側面に、第１再生ユニツト１０９ａに隣接して
配置される。冷却された触媒はオーバフローによってＷ
１再生ユニット１０９ａの中に排出され、その濃密流動
床１２５の上方の希釈流動床の中に重力によって落下す
る。

熱交換器の濃密流動床のレベルの上方に分離区域が作ら
れ、そこで触媒粒子と流動化用または通気用空気の少な
くとも一部との分離が実施される。

この空気は一般に熱交換器の上部１３５から図示されて
いない導管によって排出され、あるいは熱いまま再生ユ
ニットのすべてのレベルに循環させる事ができる。

第１再生ユニツトの中において、その底部にライン１１
２からインゼクタ１１３の中に噴射される空気と向流状
態で、コークスの５０〜９０％とほぼ全量の残留炭化水
素が流動床状態で燃焼される。触媒粒子は燃焼ガスによ
って同伴されて、第１再生二二ットの上部に配置された
内部サイクロン１１４によって分離される。硫化水素、
炭酸ガスおよび水の豊富な燃焼ガスはライン１１５によ
って圧下排出され事後処理されるが、触媒粒子は第１再
生ユニツト１０９ａの底部に沈澱する。つぎにこれらの
粒子は、ライン１１７がら空気を導入される導管１１６
を通して、第１再生ユニツトの上方に位置する第２再生
ユニツト１０９ｂに転送される。

この第２再生ユニツトもライン１１８とインゼクタ１１
９によって空気を供給される。残留コークスの燃焼は噴
射空気に対する向流によって実施される。

再生された触媒粒子の一部が側面の緩衝ケーシング１２
０の中に排出される。この粒子の流量は通常ガス（不活
性ガスまたは酸素）を供給される環状デフユーザ１２０
ａによって調整され、さらにこれらの粒子は導管１０３
を通って、ライン１３２から噴射される流動化ガスによ
ってライザ１０１の基部に供給される。この導管は通気
状態に保持される。第２再生段１ｉＷ　１０９　ｂの上
部の燃焼ガスは内部または外部のサイクロン１２１の中
で処理され、このサイクロンの底部から触媒粒子が導管
１２２を通して第２再生室１０９ｂの底部に戻され、こ
れに対して燃焼ガスはライン１２３から排出される。こ
のラインには安全弁１２４が備えられる。

触媒の他の部分は、並列に搭載された熱交換器】３２に
向かって導管１２６によって転送される。この熱交換器
は密封包囲体を成すダイヤプラム管１３５によって構成
される。これらの管１３５は熱交換器の長手力軸線に対
して平行に延在し、外側包囲体を成すように長手力に溶
接されたリブによって相互に連結されている。

また前記熱交換器１３２は、その軸線回りに規則的に同
心的に配置された複数の管１３５ａを含む。給水管１３
８が前記の内側管および外側管の底部に給水し、熱交換
器の上部から排水管１３９が熱い液体を排出する。

第２図に図示されていない本発明の他の実施態様によれ
ば、熱交換器１３２の下端部１３３は、熱交換器への触
媒流量を調整するための第２空気噴射手段を有するエル
ボ管１４０によって、ライザ１０１の基部に対する触媒
循環管１０３に接続される。

第３図に図示の他の実施態様においては、熱交換器１３
２は触媒再生器の外部に配置しない事が可能である。熱
交換器は第１再生部分１０９ａの中に組み込まれている
。隔壁１５０が熱交換板として作用し、この隔壁は平面
または円弧状を成し、再生部分の壁体と共に、再生部分
の内部に熱交換区画を形成する。この熱交換器の高さを
限定する隔壁の寸法は濃密流動床の高さを越えるように
決定される。

再生された熱い触媒はメエルボ１４０からこの熱交換器
の底部に入る。空気噴射手段１４１が熱交換器の中に入
るこの触媒の流１を調整する。触媒は熱交換器の下端部
１３３において流動化リング１３４によって流動化され
、ライン１３８から水を供給される冷却管１３５と接触
しながら熱交換器の中を下から上に循環して冷却される
。加熱された水はライン１３９から排水される。つぎに
触媒は隔壁１５０からあふれて、再生ユニットの濃密流
動床１２５の上に落下する。

第２図と第３図の場合、第２再生ユニツトの温度を十分
なレベルに保持し、従ってライザの入口に循環される再
生触媒の温度を分解装入物に対応する規定温度に保持す
るため、熱交換器を流通する触媒の流量を流量制御手段
（弁１３１または空気噴射手段１４１）によって調整す
る。

触媒流量の制御手段（１３１，１４１）は、第２再生ユ
ニツト１０９ｂの濃密流動床の温度測定手段１５２によ
って制御手段１５１と接続線１５３または１５４を介し
て制御される。

第２再生ユニツト中の触媒温度が規定温度を超える場合
、第２再生ユニツトから熱交換器の中に入る触媒量を増
大して、前記のように触媒流量を調整する。この場合、
第１再生ユニツトの温度が低下し、より多量のコークス
をこのユニットにおいて燃焼させる事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は触媒の一部を上から下に循環させる熱交換器を
備えた本発明による触媒再生装置を備えた流動床触媒ク
ランキング装置の概略図、第２図は触媒が熱交換器の下
から上に循環する型の他の触媒クランキング装置の概略
図、また第３図は熱交換器が第１再生チャンバの内部に
配置された他の実施態様の拡大部分断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、炭化水素の転化反応中に触媒上に堆積したコークス
   の流動床燃焼によつて触媒を連続的に再生する方法であ
   つて、前記コークスの約５０乃至９０％が第１段階とし
   て、流動床型第１再生チャンバの中で、約７３０℃以下
   の、好ましくは６５０乃至７１０℃の温度Ｔ１で燃焼し
   、その際に再生される触媒粒子は酸素含有流体に対して
   実質的に向流で導入され、この第１再生チャンバは燃焼
   中に発生したまたは同伴される水蒸気を含有するガスを
   排出する装置を備え、またコークスの残留量１０乃至５
   ０％は第２段階として前記第１再生チャンバから離間さ
   れた第２再生チャンバの中で燃焼の化学量論的量以上の
   酸素を含有する流体の存在において前記温度Ｔ１より高
   く９５０℃以下の、好ましくは９１０℃の温度Ｔ２で燃
   焼させる触媒連続再生方法において、第２再生チャンバ
   から出て転化反応区域に循環される再生触媒粒子の温度
   Ｔ２は、この第２再生チャンバの触媒から調整量を採取
   しこれをＴ１以下の温度Ｔ３のレベルまで冷却しこの冷
   却された触媒部分を第１再生チャンバの流動床の中に導
   入する事によつて、反応区域の必要に対応する規定温度
   値に保持され、前記第１再生チャンバの燃焼温度はこの
   チャンバの中に導入される酸素含有流体量を適当に変更
   する事によつて値Ｔ１に保持される事を特徴とする触媒
   連続再生方法。 ２、前記第２再生チャンバの中から採取される触媒量は
   第１再生チャンバ中を循環する触媒の１５０重量％以下
   、好ましくは１５乃至５０重量％の範囲とする事を特徴
   とする請求項１に記載の方法。 ３、冷却されて第１再生チャンバの中に導入される触媒
   の温度は４００乃至７００℃の範囲、好ましくは４５０
   乃至６００℃の範囲内にある事を特徴とする請求項１ま
   たは２のいずれかに記載の方法。 ４、冷却された触媒の導入後に第１再生チャンバに供給
   される酸化性流体の流量の増大は、冷却触媒を導入しな
   い場合のこの流体の正常流量の１乃至５０％、好ましく
   は１０乃至２０％の範囲内とする事を特徴とする請求項
   １乃至３のいずれかに記載の方法。 ５、 ａ−再生される触媒と酸素含有流体とを第１再生チャン
   バの中に導入し、前記流体を前記触媒と向流に下から上
   に流れさせる段階と、 ｂ−前記第１再生チャンバの上部においてガス流出物を
   分離し、前記第１チャンバの底部において部分的に再生
   された触媒を採取してこれを第２再生チャンバの中に送
   り、この第２チャンバ中において前記より高い温度で前
   記第２再生段階を実施する段階と、 ｃ−第２チャンバから熱交換器の中に触媒の一部を採取
   して、この触媒を冷却すると共に、熱を回収する段階と
   、 ｄ−熱交換器から冷却された触媒を抽出し、前記第１再
   生チャンバの流動床の中にこれを循環させる段階とを含
   む事を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の方
   法。 ６、熱交換器の中で触媒の冷却に使用された流体を使用
   して、不活性化触媒をその再生処理前にストリッピング
   する事を特徴とする請求項５に記載の方法。 ７、第１燃焼チャンバ中のＣＯ／ＣＯ＿２比は０．３乃
   至１．５、好ましくは０．３乃至１．３の範囲内にある
   事を特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の方法
   。 ８、第２再生チャンバから出る再生された触媒は熱交換
   器の中を重力によつて上から下に流れる事を特徴とする
   請求項１乃至７のいずれかに記載の方法。 ９、第２再生チャンバから出る再生された触媒は熱交換
   器の中を下から上に流れる事を特徴とする請求項１乃至
   ７のいずれかに記載の方法。 １０、熱交換器の中において、第２再生チャンバからく
   る再生触媒は、０．１乃至１ｍ／ｓの速度のガス流を熱
   交換器の中に噴射する事によつて流動化される事を特徴
   とする請求項１乃至９のいずれかに記載の方法。 １１、再生触媒は、エルボ区域を示す転送手段によつて
   熱交換器の底部に導入され、このエルボ区域において、
   第１通気流体の噴射によつて触媒の等温質量を無泡流動
   化に対応する値に保持する事を特徴とする請求項９乃至
   １０のいずれかに記載の方法。 １２、熱交換器の中に導入される再生触媒の流量は、熱
   交換器の上流に配置された弁によって、または前記エル
   ボ区域における第２通気流体の噴射によつて調整される
   事を特徴とする請求項１１に記載の方法。 １３、前記エルボ区域における第２通気流体の流量は０
   ．０１乃至０．０５ｋｇ／ｓ／前記区域断面ｍ＾２の範
   囲内にある事を特徴とする請求項１２に記載の方法。 １４、炭化水素の転化反応中に触媒上に堆積したコーク
   スの流動床式燃焼によつてこの不活性化触媒を連続的に
   再生する装置であって、この装置は一方において、触媒
   上に堆積したコークスを燃焼する第１再生チャンバ（１
   ２）を含み、この第１再生チャンバは不活性化触媒の導
   入導管（１３）と、酸素含有流体供給手段（１８、２０
   ）と、ガス排出手段（２２、２４）とを備え、また前記
   装置は他方において第２再生チャンバ（２３）を含み、
   この第２再生チャンバは前記第１チャンバから部分的に
   再生された触媒を導入する導管（２４）と、第２燃焼流
   体供給手段（２５、２６）と、燃焼ガスを再生された触
   媒から分離する手段（３１）とを含み、前記の各チャン
   バはさらに流動床の燃焼温度の測定手段（１６、２５）
   を含む装置において、熱交換器（３４）と、前記第２チ
   ャンバ中の燃焼温度を９５０℃以下、好ましくは９１０
   ℃の第１規定値に等しく保持するために前記第２再生チ
   ャンバから熱い触媒の一定部分を採取する手段（３３）
   と、前記の採取された熱い触媒部分を前記熱交換器（３
   ４）に冷却のために転送する手段と、前記熱交換器の中
   で冷却された触媒を排出して前記第１再生チャンバ（１
   ２）の中に導入する手段（１７）と、前記第１再生チャ
   ンバ中の温度を７３０℃以下、好ましくは６５０乃至７
   １０℃の範囲内の第２規定値に保持するために前記第１
   再生チャンバ中の温度測定手段（１６）によって制御さ
   れて燃焼流体の供給量を調整する手段（１９）とを含む
   事を特徴とする装置。 １５、前記熱交換器（３４）の下流または上流に配置さ
   れた弁（３９）が第２再生チャンバ（２３）中の燃焼温
   度測定手段（２５）によって制御されて、前記第２再生
   チャンバ（２３）中において採取され熱交換器の中で冷
   却される触媒量を制御する事を特徴とする請求項１４に
   記載の装置。 １６、前記熱交換器（３４）は、その内部において触媒
   を流動状態に保持するための流体の拡散手段（３７）を
   備える事を特徴とする請求項１３乃至１５のいずれかに
   記載の装置。 １７、第２再生チャンバ（２３）は第１再生チャンバ（
   １２）の上方に配置され、第１再生チャンバ（１２）の
   中において再生されるべき不活性化された触媒が酸化性
   流体に対して向流に流れ、また前記熱交換器（３４）は
   前記チャンバ（１２、２３）の中間レベルに配置されて
   いるので、第２再生チャンバの中で採取されて熱交換器
   に転送される熱い触媒部分が重力によつて移動する事を
   特徴とする請求項１３乃至１６のいずれかに記載の装置
   。 １８、熱交換器（３４）を横断する触媒部分がその中を
   垂直に移動する事を特徴とする請求項１７に記載の装置
   。 １９、熱交換器（１３７）の底部に触媒を供給しこの熱
   交換器の中において触媒を流動床として下から上に流れ
   させる転送手段（１２６、１２８、１４０）を含む事を
   特徴とする請求項１４に記載の装置。 ２０、前記の転送手段は前記熱交換器（１３２）の近傍
   においてエルボ部分（１４０）を含み、その最下部分が
   触媒流量調整のため第２通気流体の少なくとも１つの噴
   射手段（１４１）を含む事を特徴とする請求項１９に記
   載の装置。 ２１、熱交換器（３４、１３７）が再生チャンバの外部
   に配置されている事を特徴とする請求項１３乃至２１に
   記載の装置。 ２２、熱交換器（１３２）はその軸線に沿った複数の冷
   却管を収容する密封外皮と、前記外皮に対して少なくと
   も１つの同心円に沿って配置され冷却流体を循環させる
   複数の冷却管（１３５ａ）とを含む事を特徴とする請求
   項１３乃至２０のいずれかに記載の装置。 ２３、熱交換器は、第１再生チャンバの内部に配置され
   、前記第１再生チャンバの濃密流動床を越える高さを有
   して熱交換区画を画成する隔壁（１５０）を有する事を
   特徴とする請求項１３乃至１９のいずれかに記載の装置
   。