JPH0234654B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、流動接触分解プロセスに用いた触媒
の再生に関する。特に、本発明は、使用済み流動
接触分解触媒と揮発性炭化水素との混合物が再生
帯域に入る前に該揮発性炭化水素を燃焼させるこ
とに関する。

炭化水素の流動接触分解は、斯界において周知
であり、そして流動固体技術を用いる様々な方法
で行なうことができる。通常かゝる方法では、適
当に予熱された比較的高分子量の炭化水素液体及
び（又は）蒸気が流動床式反応帯域か又は細長い
上昇管式反応帯域のどちらかにおいて熱い微粉状
固体触媒粒子と接触され、そして高められた温度
において流動状態で自動車用ガソリン及び留出燃
料中に存在するものを代表する低分子量炭化水素
への所望の分解度を生ぜしめるのに十分な時間維
持される。

分解反応の間に、コークスが反応帯域において
触媒上に付着され、これによつて分解に対する触
媒の活性及びガソリン配合成分の生成に対する触
媒の選択性が低下される。コークス汚染又は使用
済み触媒に対して活性の一部分好ましくは大部分
を回復させるために、触媒は反応帯域から再生帯
域へと移送される。典型的な再生帯域は大きい垂
直円筒形容器からなり、こゝで使用済み触媒は空
気の如き酸素含有再生ガスの上昇流によつて流動
床として維持される。流動化された触媒は容器の
下方部にある稠密相触媒床とその上方にある連行
触媒粒子を含有する希薄触媒相とを形成し、そし
てその２つの相の間には境界面が存在する。触媒
は、該触媒からコークスの少なくとも一部分好ま
しくは大部分を燃焼させるのに十分な条件下に酸
素含有再生ガスと接触される。煙道ガス（これ
は、通常、使用済み触媒上のコークスの燃焼から
生じるガス、空気からの窒素の如き不活性ガス、
未転化酸素及び連行された触媒粒子を含む）は、
次いで、連行触媒粒子の過度の損失を防止するた
めに希薄触媒相から再生帯域内の気―固分離手段
（例えば、サイクロン分離器）に送られる。煙道
ガスから分離された触媒粒子は、稠密相触媒床に
戻される。次いで、実質上触媒を含まない煙道ガ
スは、分離手段からその下流側の装置例えばプレ
ナム室に送ることができ、又は再生帯域の頂部か
ら直接排出させることもできる。再生された触媒
は、しかる後、再生帯域から抜き出されそして追
加的な炭化水素供給原料と反応させるために反応
帯域に再導入される。

一般には、反応帯域からの使用済み触媒は、再
生帯域に移送するに先立つて触媒粒子から揮発性
炭化水素を除去するためにストリツピング帯域に
送られる。しかしながら、反応帯域から生成物と
して回収されなかつた揮発性炭化水素は使用済み
触媒と一諸に再生帯域に入り、そこでそれらは使
用済み触媒上の炭素に先立つて燃焼される。これ
は、使用済み触媒及び揮発性炭化水素が再生帯域
に入るところの領域において再生ガス中に酸素の
欠乏をもたらす。通常、使用済み触媒及び揮発性
炭化水素は、再生越流溜め及び（又は）補助加熱
空気帯域による干渉を回避するために中心より離
れた位置で再生帯域に入る。かくして、稠密相床
の一部分は、CO₂よりもむしろCOが生成される
程に酸素に本質上欠乏している。これとは対照を
なして、稠密相床の残りの部分には過剰の酸素が
存在している。と云うのは、その中には揮発性炭
化水素が存在しないからである。

かくしてこの局部において生成したCOは稠密
相床から希薄触媒相に入り、そこでそれは発熱反
応である次の式に従つて酸素と反応し、しかして
稠密相床の他の部分に酸素に富む部分が残る。

2CO＋O₂→2CO₂ (1) この一酸化炭素の酸化は、それが希薄触媒相に
おいて生じるときには一般に“後燃焼”と称され
る（この追加的な説明については、“oil and
Gas Journal”、Vol.53、No.３、第93〜94頁、
1955年を参照されたい）。この“後燃焼”は、希
薄触媒相の温度の実質的上昇（これは、約1500〓
（816℃）を越える場合がある）を引起こす。希薄
触媒相におけるかゝる高温はなお存在する少量の
触媒の失活を引起す場合があり、これによつて炭
化水素反応帯域において所望の触媒活性を維持す
るためにはプロセスに対して追加的な触媒置換が
必要とされる。加えて、これらの高温は、特に温
度が1800〓（982℃）以上に上昇する場合がある
実質上触媒を含まない煙道ガスと接触状態にある
再生帯域のその部分において該再生帯域の機械要
素に対する損傷を引起す可能性がある。また、
かゝる高温は、式(1)で示される反応が実質上触媒
を含まない煙道ガス内で急速に進行するために生
じる。と云うのは、放出された熱を吸収しこれに
よつて温度の上昇を減じるべく連行触媒がほとん
ど存在しないからである。かくして、煙道ガスが
実質上触媒を含まないような再生帯域のその部分
では、一酸化炭素の完全燃焼がその温度を調節す
る手段の不在下に生じるときに放出される熱のた
めに温度の急速な上昇が起る。

かくして、再生帯域における揮発性炭化水素の
燃焼から生じる望ましくない結果にかんがみ、該
炭化水素が該再生帯域に入る前にそれらを除去す
るための簡単で且つ都合のよい方法を持つことは
望ましいことである。

こゝに本発明によれば、流動接触分解プロセス
の再生帯域に入る使用済み触媒混合物中の揮発性
炭化水素のために該再生帯域の稠密相触媒床中で
形成されるCOは、該混合物が再生帯域に入る前
に該炭化水素を燃焼させるために、又は該混合物
が再生帯域に放出されるところの点で若しくはそ
の近くで該炭化水素を燃焼させるために再生ガス
の少部分を用いることによつて減少及び（又は）
最少限にすることができることが見い出された。
炭化水素を燃焼させるのに使用される再生ガスの
量は、厳密なものではなく、典型的には通常使用
される再生ガスの約２〜約20％の範囲内である。
好ましくは、炭化水素の燃焼は、使用済み触媒を
反応帯域から再生帯域に移送する管路において行
われる。

かくして本発明を一般的な面で説明したけれど
も、こゝで、本発明を流動接触分解プロセスに応
用する際の２つの具体例を例示する添付図面につ
いて言及する。第１図及び第２図は、適当な制御
手段によつて帯域と帯域との間の圧力差を調節す
るか又は再生帯域に入る上昇管において触媒密度
を変えるかのどちらかによつて触媒の循環速度を
制御するところの触媒分解系を例示する。第３図
は、反応帯域と再生帯域との間の触媒流量を滑り
弁によつて制御するところの系を例示す。

第１〜３図においては、炭化水素が再生帯域に
入る前にそれらを燃焼させるのに再生ガスの少部
分が使用される。

第４〜５図には、触媒が再生帯域に放出される
ところの点で又はその近くで再生ガスの少部分が
添加されるところの本発明の他の具体例が示され
ている。

本発明は、これらの形式の系に限定されるもの
ではなく、他の形式の分解系にそして滑り弁を付
設した又は付設しない逆流又は順流式再生系の如
き他の形態又は位置の帯域に同等に適用可能であ
る。また、簡素化のために添付図面からは弁、ポ
ンプ、圧縮器、スチーム管、計器及び他のプロセ
ス装置並びに制御手段の如き各部材は省かれてい
る。更に、本発明の広い範囲内には、当業者に明
らかな幾多の変更修正が含まれている。

こゝで第１図を説明すると、参照数字１４で示
されるレベルを有する触媒の流動床１２を収容し
そしてそこで管路１６において導入される炭化水
素供給原料が接触分解を受けているところの垂直
方向に配置された円筒形反応帯域１０が示されて
いる。流動接触分解プロセスで好適に用いること
のできる炭化水素供給原料としては、ナフサ、軽
質ガスオイル、重質ガスオイル、広留分ガスオイ
ル、真空ガスオイル、ケロシン、デカンテーシヨ
ンした油、残油留分、減圧蒸留原油、これらのど
れかから誘導した循環油、並びにシエールオイル
ケロゲン、タールサンド、ビチユーメンの処理、
合成油、石炭の水素化等から誘導した適当な留分
が挙げられる。かゝる供給原料は、単独で、平行
反応帯域で別個に又は任意所望の組合せで用いる
ことができる。流動床１２を通る炭化水素ガス及
び蒸気によつて、該床は、沸騰液の外観を有する
稠密な乱流流動状態に維持される。

反応帯域１０では、分解触媒は、炭化水素供給
原料との接触間にそれへのコークスの付着によつ
て使い果された状態になる。かくして、本明細書
における用語「使用済み」又は「コークス汚染」
触媒は、一般には、反応帯域を通過しそして活性
損失を引起こすのに十分な量のコークスをその上
に含有しこれによつて再生を必要とする触媒を意
味する。一般には、使用済み触媒のコークス含量
は、いかなる所でも約0.5〜約５重量％又はそれ
以上の間を変動することができる。典型的には、
使用済み触媒のコークス含量は約0.5〜約1.5重量
％の間を変動する。

実際の再生に先立つて、使用済み触媒は、通
常、反応帯域からストリツピング帯域１８に送ら
れ、そこで管路２０を経て帯域１８の下方部に導
入されるストリツピングガスと接触される。この
ストリツピングガス（これは、通常、約10〜約
50psig（0.7〜3.5Kg／cm²ゲージ）の圧力で導入され
る）は、使用済み触媒から揮発性炭化水素の大半
を除去する働きをする。好ましいストリツピング
ガスはスチームであるけれども、窒素、他の不活
性ガス又は煙道ガスを用いることもできる。通
常、ストリツピング帯域は、反応帯域と本質上同
じ温度即ち約850〜約1100〓（454〜593℃）に維
持される。

揮発性炭化水素の大半がストリツピングされた
ストリツピング済みの触媒は、次いで、ストリツ
ピング帯域１８の底部からＵベンド２２及びそれ
に連結した垂直上昇管２４の如き使用済み触媒移
送管を通される。この移送管は、再生帯域２６の
下方部へと伸びている。

上昇管２４は、再生帯域の帯域３１からの補助
加熱用空気による干渉を回避するために中心部を
離れて再生帯域２６に入るように示されている。
図示される具体例では、１個の上昇管２４だけが
使用されている。しかしながら、複数の上昇管を
使用できることも本発明の範囲内である。

空気は、管路４１及び２８を経て上昇管２４に
その中を流動する触媒の密度を減小させるのに十
分な量で加えられ、かくして簡単な水圧平衡によ
つて触媒を再生帯域２６の上方へ流入させる。

第１図に示される特定の形態では、再生帯域
は、参照数字３２で示されるレベルを有する稠密
相触媒床３０（これは、分解反応間に反応帯域で
形成されたコークス付着物を燃焼させるために再
生を受けている）を収容しその上に希薄触媒相３
４があるところの別個の容器（反応帯域１０と
ほゞ同じレベルに配置される）である。酸素含有
再生ガスは、管路３６を経て再生帯域２６の下方
部に入りそして格子３８及び稠密相触媒床３０を
通つて上流し、しかして該床を反応帯域１０に存
在するものと同様の乱流流動状態に維持する。以
下に詳細に説明するように、本発明の１つの具体
例は、管路４１及び４０を経て該再生ガスの少部
分を上昇管２４に該上昇管が再生帯域２６に入る
ところの比較的近くで送給して、それらが稠密相
床に入る前にそこに存在する揮発性炭化水素を燃
焼させることにある。

本発明の方法で用いることのできる酸素含有再
生ガスは、分子状酸素を実質的部分の不活性希釈
ガスと混合状態で含有するようなガスである。空
気が特に好適な再生ガスである。用いることので
きる追加的なガスは、酸素を富化した空気であ
る。加えて、所望ならば、スチームを再生ガスと
一緒に又はそれとは別個に稠密相床に加えて追加
的な不活性希釈剤及び（又は）流動化用ガスを提
供することもできる。典型的には、再生ガスの特
定の蒸気速度は、約0.8〜約6.0ft／秒（0.24〜1.83
ｍ／秒）好ましくは約1.5〜約4ft／秒（0.46〜
1.22ｍ／秒）の範囲内である。

再生帯域２６の稠密相触媒床３０からの再生触
媒は、立て管４２を経て下方に流れそしてＵベン
ド４４を経て移送管４６により反応帯域１０に入
る。この移送管４６は、Ｕベンドよりも上方の油
注入管１６のレベルにおいてＵベンド４４と結合
する。再生触媒とは、酸素含有ガスと接触して触
媒上に存在するコークスの少なくとも一部分好ま
しくは実質的部分が除去されて再生帯域を出る触
媒を意味する。更に具体的に言えば、再生触媒の
炭素含量は、いかなるところでも約0.01〜約
0.2wt％の間を変動することができるが、しかし
好ましくは約0.01〜約0.1wt％である。

分解プロセスの炭化水素供給原料は管路１６を
経て管路４６に注入されて油と触媒との混合物を
形成し、そしてこれは反応帯域１０内の流動床１
２に送られる。連行した触媒粒子を含有する生成
物蒸気は流動床１２から気―固分離手段４８へと
上方に流れ、そこで連行触媒粒子はそこから分離
されそしてデツプレツグ５０を経て流動床１２に
戻される。次いで、生成物蒸気は、管路５２を経
て生成物回収系に運ばれる。

再生帯域２６では、使用済み触媒の再生間に生
成される煙道ガスは、連行した触媒粒子と一緒に
稠密相触媒床３０から希薄触媒相３４に入る。触
媒粒子は、煙道ガスから適当な気―固分離手段５
４によつて分離されそしてデツプレツグ５６を経
て稠密相触媒床３０に戻される。次いで、実質上
触媒を含まない煙道ガスはプレナム室５８に入つ
た後に管路６０を経て再生帯域２６から排出され
る。典型的には、煙道ガスは、約0.2以下好まし
くは0.1以下そして更に好ましくは0.05容量％以
下の一酸化炭素を含有する。典型的には、酸素含
量は、約0.4〜約７容量％好ましくは約0.8〜約５
容量％更に好ましくは約１〜約３容量％最とも好
ましくは約1.0〜約２容量％の間を変動する。

先に記載したように、反応帯域１０を出る使用
済み触媒から揮発性炭化水素の大半がストリツピ
ングされる。しかしながら、除去されなかつた炭
化水素は、使用済み触媒（及びスチーム）と混合
状態で再生帯域２６に送られ、そこで該炭化水素
は使用済み触媒上の炭素に先だつて燃焼される。
それだけで、使用済み触媒混合物が再生帯域の稠
密相触媒床３０中に放出されるところの局部が酸
素に欠乏した状態になる。かくして、COをCO₂
に燃焼させるのに十分な酸素が存在しない。そこ
で、COは、稠密相触媒床の前記局部から希薄触
媒相３４に入る。これとは対照をなして、稠密相
床の他の部分（即ち、揮発性炭化水素が存在しな
いところの部分）には、COがその中でCO₂に転
化される程に過剰の酸素が存在する。そこで、床
には横断酸素勾配（即ち、再生ガスの流れに対し
て垂直方向における勾配）が存在する。この勾配
は、１個だけの不整上昇管２４を用いる場合に特
に顕著になる。希薄触媒相に入つたCOが床の他
の部分（即ち、酸素に富む部分）からの酸素と接
触するときに、式(1)に従つて望ましくない又は過
度の後燃焼が起る。

用語「“望ましくない又は過度”の後燃焼」と
は、実質上触媒を含まない煙道ガス系において一
酸化炭素の燃焼によつて許容範囲の触媒失活又は
構造材料上の制限を越えた温度が生じることを意
味する。一般には、望ましくない又は過度の後燃
焼は、1450〓（788℃）よりも高い温度に相当す
る。しかしながら、好ましくは、この温度は、過
度の後燃焼の望ましくない影響を回避するために
約1420〓（771℃）よりも下に好ましくは約1400
〓（760℃）よりも下に維持されるべきである。

しかしながら、稠密相床における揮発性炭化水
素の存在による横断酸素勾配に付随する問題は、
該揮発性炭化水素をそれらが稠密相触媒床に入る
前に燃焼させることによつて又は該揮発性炭化水
素が稠密相床に入るところの点で且つ（又は）そ
の点の近くでそれらを燃焼させることによつて実
質上排除することができる。これは、第１図の具
体例において、ストリツピング帯域１８から再生
帯域２６へと伸びる使用済み触媒移送管に再生ガ
スの少部分を導入することによつて簡単に且つ都
合よく達成することができる。揮発性炭化水素を
燃焼させる他の方法については以下で説明する。

上昇管２４への空気注入によつて引起こされる
密度変動によつて触媒循環速度を制御するような
第１図の具体例について言えば、再生ガスを注入
する際の正確な位置は幾分厳密なものである。空
気は、循環速度にほとんど影響を及ぼさないとこ
ろの点で注入されるべきである。再生ガスは、好
ましくは、再生帯域２６にできるだけ近い点で上
昇管２４に注入される。典型的な系では、この点
は、床３０への上昇管２４の排出点から５〜8ft
（1.52〜2.44ｍ）離れたところであつてよい。

揮発性炭化水素を導くのに用いられる再生ガス
の量は厳密なものではない。しかしながら、使用
済み触媒移送管に注入される再生ガスの量は、揮
発性炭化水素の燃焼に要するおよその量の再生ガ
スだけ加えられるのを確実にするために幾分調整
されるべきである。不十分な量の再生ガスの注入
は、再生帯域２６に横断酸素勾配の連続的存在を
もたらす。過剰量の再生ガスの注入は、気―固分
離手段５４を過負荷するかもしれない過剰の触媒
連行を引起こす。その上、もしかなり過剰の再生
ガスを上昇管２４に注入すると、上昇管が容器に
入るところの点の近くで揮発性炭化水素及びコー
クスの完全燃焼が生ぜしめられるが、しかし再生
帯域の他の箇所では不完全燃焼が起る。横断酸素
勾配が生じ、そして希薄触媒相３４において再び
後燃焼が起る。上昇管２４へ注入される再生ガス
の量は、好ましくは、横断酸素勾配、横断CO勾
配又は横断温度勾配を監視することによつて調節
される。かゝる制御系の概略図及び詳細な説明は
以下に記載されている。

空気の使用量は、用いる再生系の形式及び揮発
性炭化水素を燃焼させるために再生ガスの少部分
を注入する場所に一部分依存する場合がある。再
生ガスの少部分を使用済み触媒移送管に注入する
場合には、典型的にはこれは再生ガスの約２〜約
20％好ましくは約４〜約15％に相当する。第１図
の具体例では、触媒循環を制御するために全再生
ガスの約０〜約12％が管２８を経て入り、これに
対して揮発性炭化水素を燃焼させるために全再生
ガスの約２〜約10％好ましくは約３〜約６％が管
路４０を経て入る。

過度の又は望ましくない後燃焼を減少し且つ
（又は）最少限にするのに本発明をいかにして適
用するかについては、ストリツピング帯域（図示
せず）からの使用済み触媒が管路２２を経て再生
帯域２６の稠密相触媒床３０に導入されることを
示す第２図を参照することによつて更によく理解
することができる。また、管路３６には再生ガス
が示されているが、これは格子３８を経て上昇し
て床３０に入り、そこで使用済み触媒上の炭素と
反応し、しかして再生された触媒が帯域２６から
管路４２を経て送られる。

管路３６の再生ガスの少部分は、管路４１及び
２８（後者はその中に制御弁６８を有する）を通
るように図示されている。弁６８の操作は触媒密
度を制御し、結局、これは触媒循環速度を制御す
る。弁６８の操作は、比較手段７０（これは、反
応帯域１０の所望温度に相当する対照信号E₇を
反応帯域の実際の温度を伝達する信号E₆と比較
する）からの信号E₈によつて制御することがで
きる。典型的には、弁６８は反応帯域１０の温度
が低すぎるときに触媒循環速度を更に増大するた
めに開かれ、これとは逆に、帯域の温度が高すぎ
るときには弁の開きが小さくされる。また、触媒
循環速度を変えて再生帯域２６の温度の如き他の
プロセス変数を制御することもできる。管路３６
の再生ガスの追加的な少部分は、ストリツピング
帯域で除去されなかつた揮発性炭化水素を燃焼さ
せるために管路４１及び４０を経て使用済み触媒
移送管に送られるものとして図示されている（さ
もなければ、この揮発性炭化水素は、格子３８を
通る酸素と優先的に反応し、これによつて使用済
み触媒が床３０に入るところの局部でCO₂よりも
むしろCOが形成される程に酸素の欠乏を引起こ
す）。このことは、床３０におけるのみならず、
床３０からガスが送られるときには希薄触媒相３
４においても横断酸素勾配を生じる。それ故に、
望ましくない又は過度の後燃焼がもたらされる。

しかしながら、本発明の１つの具体例に従え
ば、もしかゝる勾配が希薄触媒相中に存在する
と、酸素濃度を例えば間隔を置いて位置された点
(1)及び(2)において感知することができる。炭化水
素成分又は非炭化水素成分例えば一酸化炭素、ア
ンモニア、水素又は窒素酸化物（これらは、再生
帯域２６において酸化可能である）の濃度を交互
に感知することができる。即ち、容器を横切る酸
素勾配は希薄相においてCO₂へのCOの燃焼をも
たらすので、温度勾配及びCO₂勾配も形成されそ
してこれらは隔置点(1)及び(2)によつて交互に感知
することができる。図示される具体例では、点(1)
及び(2)は、好ましくは、再生ガスの流れ方向に対
してほゞ横断する水平面に配置される。しかしな
がら、適当な偏りをつけて、点(1)及び(2)は、希薄
相３４において酸素勾配から生じる差を検出する
ことができるところに隔離位置で位置づけするこ
とができる。いずれにしても、点(1)及び(2)におい
て感知温度又は酸素濃度にそれぞれ相当する記号
E₁及びE₂を生じさせ、そして横断酸素又は温度
勾配の計算に好適な計算手段６２に送ることがで
きる。好適な計算手段は、特定の用途に依存して
様々なデイジタル及び（又は）アナログ計算装置
から選定することができる。例えば、計算手段
は、全精油所コンビナートを制御することができ
る大型計算機又は所望ならば限定用途に対して設
計されたミニコンピユーターであつてよい。かゝ
る計算手段は、周知の市販品であるので市場にお
いて容易に入手可能である。

かくして計算された酸素、温度又は他の勾配
は、次いで、制御信号E₃に変換されそして比較
手段６４に送ることができる。比較手段６４は、
信号E₃を、制御信号E₅が発生されるように監視
されつゝある点において所望の横断酸素、温度又
は他の勾配に相当する信号E₄と比較する。次い
で、制御信号E₅は、管路４０を経て使用済み触
媒移送管に導入される再生ガスの量を調節する制
御手段６６に供給される。かくして、当業者には
明らかであるように、所望の酸素勾配からの偏り
が大きい程（即ち、床３０に導入される揮発性炭
化水素の量が大きい程）、管路４０で用いられる
再生ガスの量が大きくなる。

第３図を説明すると、本発明を実施するための
別の具体例が開示されている。この具体例の操作
は、第１及び２図において先に記載したものとほ
ぼ同じである。この具体例では、上昇管反応帯域
１１０は、直径に比較して比較的大きい高さを有
する管状の垂直方向に伸びる容器からなる。反応
帯域１１０は、再生帯域１５０よりも上方でかな
りの高さに位置して示される分離帯域１２０と連
通する。触媒循環量は、分離帯域１２０と再生帯
域１５０との間を延在する使用済み触媒移送管１
４０に位置づけされた滑り弁１８０の如き弁手段
によつて制御される。この具体例では、炭化水素
供給原料は、該供給原料を接触分解するための触
媒を充填した上昇管反応帯域１１０に管路１１２
を経て注入される。再生帯域１５０と反応帯域１
１０との間に延在する返送管１５８には、希釈剤
として働らかせるために、炭化水素供給原料を上
方に移動させるための動力を提供するために且つ
触媒を流動状態に保つために管路１６０及び１６
２を経てスチームを注入することができる。

気化した分解供給原料生成物は上流して分離帯
域１２０に入り、そこで連行触媒の実質的部分が
分離される。次いで、ガス状流れは、二段階サイ
クロン１２２の如き気―固分離手段に入る。この
手段は、連行触媒を更に分離してデツプレツグ１
２４，１２６を経てそれを分離帯域に戻す。ガス
状流れは、プレナム室１３２に入りそして更にの
処理（図示せず）のために管路１３０を経て出
る。反応帯域１１０内の上方に移動する触媒は、
その触媒活性を低下する炭素質物質で徐々に被覆
された状態になる。触媒が反応帯域１１０の頂部
に達したときに、それは格子１２８によつて使用
済み触媒移送管１４２のストリツピング帯域１４
０に再び向けられ、そこでそれは、使用済み触媒
から残りの揮発性炭化水素を一部除去するために
管路１４４を経て入るスチームの如きストリツピ
ングガスによつて接触される。次いで、使用済み
触媒は、使用済み触媒移送管１４２を経て再生帯
域１５０の稠密相触媒床１５２に入る。酸素含有
再生ガスは、床を上昇管反応帯域１１０のそれと
同様の乱流流動状態に維持するために管路１６４
を経て稠密相触媒床１５２に入る。再生触媒は、
稠密相触媒床１５２を経て徐々に上方に移動しそ
して最後には返送管１５８と連通する越流溜め１
５６に流入する。返送管１５８は、稠密相触媒床
１５２の中央部を通つて出て上昇管反応帯域１１
０と連通するように示されている。

使用済み触媒の再生間に生成される煙道ガス
は、稠密相触媒床１５２から希薄触媒相１５４に
入る。次いで、煙道ガスは、サイクロン１７０を
経てプレナム室１７２に入り次いで管路１７４を
経て排出される。煙道ガス中に連行された触媒
は、サイクロン１７０によつて除去されそしてデ
ツプレツグ１７６，１７８を経て触媒床１５２に
戻される。

先の具体例について示したように、ストリツピ
ング帯域１４０において使用済み触媒から除去さ
れなかつた炭化水素は、稠密相触媒床１５２にお
いて使用済み触媒上のコークスに先だつて燃焼さ
れる。かくして、使用済み触媒が稠密相触媒床に
排出されるところの部分（領域）は、酸素に欠乏
した状態になつてCO₂よりもむしろCOの生成を
もたらし、これに対して稠密相触媒床１５２の他
の領域には過剰の酸素が存在する。過剰の酸素が
存在する場合には、コークスは完全にCO₂に転化
されそして遊離酸素も希薄触媒相１５４に入り、
これによつて希薄相に横断酸素勾配の形成がもた
らされる。酸素欠乏領域からのCOが希薄触媒相
中で過剰酸素と接触すると、CO₂へとCOの転化
から望まれない後燃焼が生じる。この具体例で
は、後燃焼は、揮発性炭化水素をそれらが稠密相
床１５２に入る前により完全に燃焼させることに
よつて有意に減少することがきる。これは、管路
１９０を経て再生ガスの少部分を使用済み触媒移
送管１４２に導入することによつて達成すること
ができる。再生ガスが移送管１４２に注入される
ところの点は、この具体例では、先の具体例にお
ける点よりも厳密でなくてもよい。と云うのは、
こゝでは触媒再循環量は、移送管における圧力よ
りもむしろ滑り弁１８０によつて制御されるから
である。再生ガスは、好ましくは、触媒流量への
再生ガスの影響を最少限にし且つ操作上の問題を
予め排除するために滑り弁１８０よりも下流側で
最とも好ましくは再生帯域１５０の近くで注入さ
れる。もし再生ガスを滑り弁１８０よりも上流側
で注入するならば、これは、移送管１４２におい
て触媒の過流動化を引起こし且つ再生ガスがスト
リツピング帯域１４０に入るのを許容しこれによ
つて高い熱放出をもたらす可能性がある。また、
滑り弁１８０よりも下流側であるがしかしその近
くでの再生ガスの注入は触媒流量に影響を及ぼす
可能性があるが、しかしこの影響はなおさら顕著
である。それ故に、触媒流量への再生ガスの影響
を最少限にするために、ガスは再生帯域１５０の
比較的近くで注入されるべきである。再生帯域１
５０の比較的近くで再生ガスを移送管１４２に排
出させる１つの方法は、管路１９０と連通する導
管手段１９２の少なくとも一部分を使用済み触媒
移送管１４２内に配置することであるが、この導
管手段は稠密相触媒床１５２において移送管の終
端の実質上近くで終る。導管手段が管路１４２内
に配置されるかどうかに関係なく、管路１９０を
経て加えられる再生ガスの量は、好ましくは、先
の具体例における如くして触媒の連行を最少限に
するために且つ横断酸素勾配を最少限にするため
に調節されるべきである。管路１６４及び１９０
を経て加えられる再生ガスの相対量は、管路１９
０にある制御弁１９４によつて調整することがで
きる。弁１９４は、第１図の具体例についての概
略制御図である第２図に示される弁６６と同様の
態様で制御される。典型的には、全再生ガスの約
４〜約16％好ましくは全再生ガスの約８〜約14％
が管路１９０を経て使用済み触媒移送管１４２に
加えられるべきである。

こゝで第４図を説明すると、第１図と実質上同
様の分解系が示される。こゝでは、再生ガスの主
部分は使用済み触媒混合物が再生帯域に放出され
るところの点で又はその近くで加えられ、これに
対して第１図では再生ガスの主部分は移送管に注
入される。第４図では、炭化水素を燃焼させるた
めに再生ガスの少部分が加えられる管路を除い
て、すべての部材は第１図と同様でありそして同
様の参照数字を有する。第４図では、再生ガスの
少部分が再生帯域に注入される管路は、管路２４
０として示される。分解装置系の操作は第１図の
それと実質上同じであるが、但し、この具体例で
は再生ガスの少部分は、管路４１及び２４０を通
り、そしてストリツピング帯域からの使用済み触
媒／揮発性炭化水素混合物が再生帯域の稠密相触
媒床に放出されるところの局部に放出される。本
明細書における用語「局部」は、稠密相触媒床３
０内にある使用済み触媒移送管の終端から使用済
み触媒移送管のほゞ１つの直径だけ離れた場所内
の領域であると定義される。通常、使用済み触媒
移送管は、所望の触媒流量及び速度並びに使用済
み触媒を再生帯域２６に循環する方法に依存して
約18〜約42in（45.7〜106.7cm）の直径を有する。
また、揮発性炭化水素を燃焼させるのに用いられ
る再生ガスの量は、厳密なものでなく、稠密相床
に放出される使用済み触媒と混合状態の揮発性炭
化水素を少なくとも一部分燃焼させるのに十分な
量であればよい。しかしながら、揮発性炭化水素
を燃焼させるのに用いられる再生ガスの量は、好
ましくは、第１図の具体例の説明に関連して先に
記載した理由のために揮発性炭化水素の燃焼に要
するおよその量の再生ガスだけ加えられるのを確
実にするように調整される。典型的には、管路２
４０を経て稠密相触媒床３０に注入される再生ガ
スの量は、全再生ガスの約２〜約20％好ましくは
約５〜約９％に相当する。再生ガスの少部分が使
用済み触媒移送管に注入された場合の第１及び３
図の具体例に比較して少し多くの再生ガスが管路
２４０で必要される。第４図の具体例において、
再生ガスを稠密相床に直接注入するときには、揮
発性炭化水素の他に使用済み触媒上の炭素の一部
分が燃焼される。また、再生ガスを使用済み触媒
移送管よりもむしろ床に直接導入することはある
種の安全上の利益を有する。と云うのは、放出さ
れる過量の熱を吸収するのに有効である大きな触
媒容器があるからである。

図示される具体例では、使用済み触媒を流動化
し且つ使用済み触媒循環量を調整するために管路
３６の全再生ガスの更に４〜12％が管路４１及び
２８を経て上昇管２４に向けられる。

こゝに図示される具体例は触媒が圧力平衡によ
つて反応帯域と再生帯域との間で移送されるとこ
ろの触媒分解系を開示しているけれども、本発明
は、他の形式の分解系にそして触媒循環量を制御
するための滑り弁を組込んだものを含めて逆流又
は順流再生系の如き他の形態及び配置の帯域にも
同等に応用することができる。

過度の又は望ましくない後燃焼を減少し且つ
（又は）最少限にするのに本発明をいかにして応
用できるかについては、ストリツピング帯域（図
示せず）からの使用済み触媒が管路２２を経て再
生帯域２６の稠密相触媒床３０に導入されるとこ
ろの第５図を参照することによつて更によく理解
することができよう。また、管路３６の再生ガス
は格子３８を通つて床３０に入り、そこでそれは
その中にある使用済み触媒上の炭素と反応し、し
かして再生ガスは帯域２６から管路４２を経て送
られる。管路３６の再生ガスの少部分は、ストリ
ツピング帯域で除去されなかつた揮発性炭化水素
を燃焼させるために使用済み触媒が放出されると
ころの稠密相触媒床の局部に管路４１及び２４０
を経て供給されるものとして図示されている。こ
の揮発性炭化水素は、もし燃焼されないと、格子
３８を通つた酸素と優先的に反応し、これによつ
て使用済み触媒が床３０に入るところの局部にお
いてCO₂よりもむしろCOが生成される程の酸素
の欠乏が引起こされる。結局、これは、床３０に
おいてのみならず、床３０からガスを送るときに
は希薄触媒相３４においても横断酸素勾配を生じ
る。それ故に、望ましくない又は過度の後燃焼が
生じる。横断酸素勾配は、図示される具体例にお
けるように使用済み触媒が再生帯域２６にその中
心よりもずれた所で入る場合に特に顕著である。

しかしながら、本発明の１つの具体例に従え
ば、もしかゝる勾配が希薄触媒相３４中に存在す
る場合には、酸素濃度を例えば隔置点(1)及び(2)に
おいて感知することができる。別法として、炭化
水素成分又は非炭化水素成分例えば一酸化炭素、
アンモニア、水素又は窒素の酸化物（これらは再
生帯域２６において酸化可能である）の濃度を感
知することができる。また、帯域２６を横切る酸
素勾配は希薄触媒相３４においてCOの燃焼をも
たらすので、温度勾配も形成されるが、別法とし
て、これを隔置点(1)及び(2)によつて感知すること
ができる。図示される具体例では、点(1)及び(2)
は、ガスの流れ方向に対してほゞ横断する水平面
に配置される。しかしながら、適当な偏りをつけ
て、点(1)及び(2)は、酸素若しくは他の濃度又は酸
素勾配から生じる温度差を検出できるところの希
薄相３４において任意の隔離位置に配置すること
ができる。点(1)と(2)との間における感知温度差又
は酸素若しくは他の濃度差にそれぞれ相当する信
号E₁及びE₂を発生させ、そしてそれらを横断温
度又は酸素勾配の計算に好適な計算手段６２に送
ることができる。好適な計算手段は、特定の用途
に依存して様々のデイジタル及び（又は）アナロ
グ計算装置から選定することができる。例えば、
この計算手段は、全精油所コンビナートを制御す
ることのできる大型計算機又は所望ならば限定さ
れた用途用に設計された小型計算機であつてよ
い。かゝる計算手段は、周知の市販品であるので
市場で入手容易である。

かくして計算された温度、酸素又は他のものの
勾配は、次いで、制御信号E₃に変換しそして比
較手段６４に送ることができる。この比較手段６
４は、信号E₃を、制御信号E₅が発生されるよう
に監視されつゝある点において所望の横断勾配に
相当する信号E₄と比較する。次いで、制御信号
E₅は、管路２４０を経て稠密相床に導入される
再生ガスの量を調整して好ましくは測定勾配を最
少限にする制御手段６６に送られる。かくして、
当業者には明らかであるように、所望の勾配から
の偏りが大きい程（即ち、床３０に導入される揮
発性炭化水素の量が大きい程）、管路２４０で用
いられる再生ガスの量が大きくなる。別法とし
て、管路２４０で用いられる再生ガスの量は、希
薄触媒相３４における他の変数に従つて調整する
ことができることを理解されたい。

それ故に、使用済み触媒と揮発性炭化水素との
混合物が稠密相触媒床に入る前に又はかゝる混合
物が稠密相触媒床に入るところの局部内で該揮発
性炭化水素を燃焼させることは、該床にある格子
を通つて上昇する再生ガスが床全体に混合された
触媒上の炭素のみを燃焼させることを確実にす
る。従つて、本発明は、可燃性物質（揮発性炭化
水素）が床に入つた直後にそれらの一部分を除去
することによつて稠密相触媒床の局部に存在する
可燃性物質の量の不均衡を補正する作用をする。
また、揮発性炭化水素のかゝる燃焼は、CO₂より
もむしろCOの生成が最少限になるように稠密相
触媒床における酸素の局部的不足を防止し又は最
少限にする働きをする。従つて、稠密相触媒床を
出るガス中には横断酸素勾配が実質上存在せず、
これによつて望ましくない又は過度の後燃焼が最
少限にされ又は防止される。第２及び５図に例示
されるように、これは連続的に簡単且つ都合よく
行なうことができる。

一般的に言つて、本発明では、高い熱安定性を
得るように企図されたすべての市販接触分解触媒
を適当に用いることができる。かゝる触媒として
は、シリカ及び（又は）アルミナを含有するもの
が挙げられる。また、白金の如き燃焼促進剤を含
有する触媒を用いることもできる。マグネシア又
はジルコニアの如き他の耐火性金属酸化物を用い
ることができるが、それらは選定した条件下で有
効に再生されるそれらの能力によつてのみ制限を
受ける。特に接触分解に関して言えば、好ましい
触媒は、10〜50重量％のアルミナを含有するシリ
カとアルミナとの組合せ、特にモレキユラシーブ
又は結晶質アルミノシリケートとのそれらの混合
物を包含する。好適なモレキユラシーブとして
は、天然産及び合成の両方のアルミノシリケート
物質例えばホージヤサイト、チヤバザイト、Ｘ型
及びＹ型アルミノシリケート物質並びに超安定性
の大径結晶質アルミノシリケート物質が挙げられ
る。例えばシリカ―アルミナと混合して石油分解
触媒を提供するときには、最終の新鮮な触媒粒子
のモレキユラシーブ含量は、好適には、５〜15重
量％好ましくは８〜10重量％の範囲内である。平
衡モレキユラシーブ分解触媒は、約１重量％程の
少ない結晶質物質を含有することができる。ま
た、粘土で増量したアルミナの混合物を用いるこ
ともできる。かゝる触媒は含浸、混練、同時ゲル
化等による如き適当な方法で調製することができ
るが、但し最終触媒は流動化できる物理的形態で
提供するものとする。

先に記載したように、本発明で用いる再生帯域
は通常垂直の円筒形容器からなるが、この容器内
で再生しようとする触媒は酸素含有再生ガスの上
昇流によつて流動床として維持され、これによつ
て稠密相触媒床と希薄触媒相とが形成されそして
それらの間には境界面が存在する。再生帯域の下
方部に通常位置される稠密相床は、約1150〜1350
〓（621〜732℃）好ましくは約1250〜1320〓
（677〜716℃）の範囲内の温度に維持される。稠
密相床の密度は、約８〜約30lb／ft³（128.1〜
480.1Kg／m³）の範囲内である。

希薄触媒相は、再生帯域内で稠密相床の上方に
位置された主としてガスよりなる相である。特定
的に言えば、その希薄相は、稠密相床と比較して
比較的少量の触媒を含有する。例えば、希薄相帯
域の密度は、分離手段への入口では約0.1〜約
1.01lb／ft³（1.6〜16.0Kg／m³）そして稠密相床と
希薄触媒相との間の境界面近くでは約１〜約
5lb／ft³（16.0〜80.1Kg／m³）の範囲内である。多
くの場合に、希薄相における全流れは、煙道ガス
と共に連行される触媒の並流流れである。希薄触
媒相は、稠密床を通してのガス状物質の過度の撹
拌又はバツブリングからその相に入る実質的量の
稠密床物質を含むことができることが企図され
る。一般的に言つて、希薄触媒相の温度は、少な
くとも稠密床相の温度と同じであり、そして有益
には、約1200〜約1450〓（649〜788℃）好ましく
は約1310〜約1400〓（710〜760℃）の範囲内に維
持される。

表現「実質上触媒を含まない煙道ガス」は、再
生帯域内の触媒分離手段内に又はそれよりも下流
側にある気相である。特定的に言えば、「実質上
触媒を含まない煙道ガス」は、連行触媒粒子が実
質上除去された希薄触媒相からの煙道ガスよりな
る。これは再生帯域内の分離手段からのガス状流
出物に相当し、こゝで連行触媒粒子の濃度は、実
測ft³（0.03m³）につき約１グレン（64.8mg）以下
好ましくは約0.2グレン（13.0mg）以下である。
用語「実測ft³」は、標準温度及び圧力に補正し
ないで実際の操作条件で測定した容量を意味す
る。分離手段からの実質上触媒を含まない煙道ガ
スは、再生帯域を出る前に、様々な下流側の装置
例えば煙道ガスを再分配するための分配手段、ス
タツクバルブ、プレナム室等に排出することがで
きる。本発明の方法の使用によつて、煙道ガスが
実質上触媒を含まないところの再生帯域のその部
分においての実質的な後燃焼それ故に過度の温度
を回避することができる。好ましくは、再生帯域
のその部分の温度は、分離装置への入口にある希
薄触媒相の温度に少なくとも等しくしかし該入口
ではそれよりもせいぜい50〓（27.8℃）好ましく
はせいぜい30〓（16.7℃）最とも好ましくはせい
ぜい20〓（11.1℃）高く維持される。本発明の実
施に対して必要でないけれども、スチームの如き
外部からの冷却手段を用いて温度を更に低下さ
せ、これによつて煙道ガスが実質上触媒を含まな
いところの再生帯域のその部分における後燃焼反
応を抑制することができる。

連行した再生触媒粒子を再生ガスから分離する
ために、希薄触媒相において１つ以上の気―固分
離手段を用いることができる。好ましい分離手段
はサイクロン分離器、マルチサイクロン等である
が、その設計及び構造は斯界において周知であ
る。サイクロン分離器の場合には、単一サイクロ
ンを用いることができるが、しかし好ましくは所
望の分離度合を生ぜしめるのに１つよりも多くの
サイクロンが平行して又は連続して使用される。

再生帯域の構成は、容器内で後燃焼に遭遇する
ときに関連する比較的高い温度及び流動触媒が再
生されて移送されるところの系に固有の高い摩耗
条件に十分なだけ耐え得る任意の材料を用いて行
なうことができる。特定的に言えば、金属が企図
されるが、これは内張りしてもよく又は内張りし
なくてもよい。更に特定的に言えば、腐食条件及
び約1400〓（760℃）の温度並びに1800〓（982
℃）程の高さの温度に適度に短かい時間耐えるた
めに合金の使用及び構造上の設計と共にセラミツ
クライナーが再生帯域の一部分及び全部分内に企
図される。

再生帯域の圧力は、通常、ほゞ大気圧から約
50psig（3.5Kg／cm²ゲージ）好ましくは約10〜
50psig（0.7〜3.7Kg／cm²ゲージ）の範囲内に維持さ
れる。しかしながら、約100psigまでの圧力に耐
えるように再生帯域を設計するのが好ましい。上
昇圧での再生帯域の操作は、二酸化炭素への一酸
化炭素の転化を促進し、且つ一酸化炭素の実質上
完全な燃焼を達成できるところの稠密床相内の温
度レベルを下げるという効果を持つ。また、高い
圧力程、所定の再生温度における再生触媒上の炭
素の平衡レベルを下げる。

再生帯域における使用済み触媒の滞留時間は厳
密なものではない。一般には、これは、約１〜約
６分典型的には約２〜約４分の間を変動してよ
い。希薄触媒相においての煙道ガスの接触時間又
は滞留時間によつて、燃焼反応が平衡に達するこ
とのできる程度が定められる。煙道ガスの滞留時
間は、再生帯域では約10〜約60秒そして稠密床相
では約２〜約15秒の間で変動してよい。好ましく
は、煙道ガスの滞留時間は、再生帯域では約15〜
約20秒そして稠密床では約６〜約10秒の間であ
る。

本発明は、任意形式の流動接触分解装置にその
反応、ストリツピング及び再生の各帯域の立体配
置に関してほとんど又は全く変更を加えないで且
つ限定を加えずに有益下に適用することができ
る。接触分解装置の再生帯域は、反応帯域とは関
係なく設計することができる。と云うのは、再生
帯域は、使用済み触媒を単に受け入れ、その上の
コークスを酸化して触媒を再生しそして再生触媒
を反応帯域に戻すに過ぎないからである。それ故
に、反応帯域は、純粋な移送管即ち第３図におけ
る如きラフカツトサイクロンで直接終る単管式容
器で反応が起こるところのもの、第１及び４図に
おける如き慣用の希薄上昇管／稠密床組合せ又は
稠密床単独であつてよい。

本発明を特定の具体例に関して記載したけれど
も、本発明はこれらの具体例に限定されるもので
なく、その範囲及び精神から逸脱することなく幾
多の変更修正をなし得ることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、炭化水素が再生帯域に入る前にそれ
らを燃焼させるために再生ガスの少部分が使用さ
れるところの圧力制御式流動接触分解プロセスに
本発明を応用するときの具体例の流れ図である。
第２図は、第１図の具体例のより詳細な面を示
す。第３図は、炭化水素が再生帯域に入る前にそ
れらを燃焼させるために再生ガスの少部分が使用
されるところの滑り弁式流動接触分解プロセスに
本発明を応用するときの別の具体例である。第４
図は、触媒混合物が再生帯域に入るところの点で
又はその近くで再生ガスの少部分によつて炭化水
素を燃焼させるところの本発明の具体例の流れ図
である。第５図は、第４図の具体例の詳細図であ
る。 主要部を表わす参照数字は次の通りである。１
０：反応帯域、１２：流動触媒床、１８：ストリ
ツピング帯域、２６：再生帯域、３０：稠密相触
媒床、３４：希薄触媒相。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 炭化水素供給原料を反応帯域において分
   解触媒と分解条件下に接触させて分解炭化水素
   蒸気及びコークス汚染触媒を生成し、 (b) 前記コークス汚染触媒をストリツピングガス
   と接触させてそれから揮発性炭化水素を一部分
   除去し、これによつてコークス汚染触媒とスト
   リツピングされなかつた揮発性炭化水素との混
   合物を生成し、 (c) 前記混合物を前記反応帯域から、稠密相触媒
   床及び希薄触媒相を有する再生帯域の稠密相触
   媒床内に終端を持つ移送管に送り、そして (d) 前記混合物を再生条件下に酸素含有再生ガス
   と接触させることによつて前記コークス汚染触
   媒を再生する、 ことを含む流動接触分解法において、 再生ガスの少部分を(i)再生帯域に比較的近い点
   で移送管に又は(ii)稠密相触媒床内にある移送管の
   終端の局部に注入することによつて混合物中の保
   持された揮発性炭化水素を少なくとも一部分燃焼
   させることを特徴とする流動接触分解法。 ２ 移送管に又は稠密相床内にある移送管の終端
   の局部に注入される再生ガスの少部分が、再生帯
   域に送られる全再生ガスの約２〜約20％を占める
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ３ 希薄触媒相が非炭化水素酸化性成分を含むこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１又は２項記載
   の方法。 ４ 非炭化水素酸化成分が一酸化炭素、アンモニ
   ア、水素又は窒素の酸化物であることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１〜３項のいずれかに記載の
   方法。 ５ 温度、酸素濃度、炭化水素濃度又は非炭化水
   素酸化性成分が希薄触媒相内の少なくとも２つの
   点において監視され、そして再生ガスの少部分の
   量が前記の点と点との間における温度、酸素濃
   度、水素濃度又は非炭化水素酸化性成分濃度の差
   を最少減にするように調整されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１〜４項のいずれかに記載の
   方法。 ６ 温度、酸素濃度、炭化水素濃度又は非炭化水
   素酸化性成分濃度を監視するところの隔置点が、
   希薄触媒相を通るガス流れの方向に対して実質上
   横断する面に配置されることを特徴とする特許請
   求の範囲第１〜５項のいずれかに記載の方法。 ７ 再生ガスの少部分が、移送管に少なくとも一
   部分配置された導管手段を経て移送管に注入され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１〜６項の
   いずれかに記載の方法。 ８ 移送管を通る混合物の流量が移送管に配置さ
   れた弁手段によつて調整されることを特徴とする
   特許請求の範囲第１〜７項のいずれかに記載の方
   法。 ９ 移送管の直径が約45.7〜約106.7cm（約18〜
   約42in）であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１〜８項のいずれかに記載の方法。 １０ 再生ガスの少部分が全再生ガスの約２〜約
   20％を占めることを特徴とする特許請求の範囲第
   １〜９項のいずれかに記載の方法。 １１ 再生ガスの少部分が全再生ガスの約２〜約
   10％を占めることを特徴とする特許請求の範囲第
   １〜１０項のいずれかに記載の方法。 １２ 再生ガスの少部分が全再生ガスの約３〜約
   ６％を占めることを特徴とする特許請求の範囲第
   １〜１１項のいずれかに記載の方法。