JPH0386248A - 軽減された熱損傷で触媒を再生させる方法 - 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 本発明は有用な炭化水素に炭化水素変換に使用した触媒
の連続的再生の技術に関する。更に特に、使用された炭
化水素変換触媒の再生に関し、それによりその触媒を炭
化水素変換反応に再使用することができる。

従来技術及び発明が解決する課題 炭化水素の変換に対する接触法はよく知られそして広く
使用されている。使用された触媒は一つ又は多くの理由
により不活性となる。この不活性の原因はコークの析出
による蓄積にある。

この触媒の再生は析出したコークを除去し触媒の活性を
復活させる。コークは一般に触媒に含まれているコーク
を酸素含有ガスと高温で接触させることにより燃焼させ
モしてコークを除去する再生法において除去される。こ
れらの方法は本来の方法で行うことができる即ち触媒は
炭化水素変換が起った管から除きそしてコークを除くた
めに分離再生帯に移される１反応帯から触媒粒子の連続
又は半連続除去のための及び再生帯中のコークスを除く
ための配置は良く知られている。

連続又は半連続再生方法において、粒子に堆積したコー
クは少くとも定期的に追加されそしてコークが燃焼した
触媒床から取り出される。

この方法においては床を通して触媒粒子が直線的に連続
しモしてコーク燃焼酸化ガスが横切って流れる形をなし
ている。極端に燃焼する区域が触媒床の部を通して拡が
る。

これらの区域は酸素は床の長さの下方に集まりそのため
床の表面を横切って加えられた均一ガスは酸素含有ガス
を最も効率的に利用することができないであろう。酸素
含有ガスを不充分に利用することは全体的にむだな装置
とエネルギーを必要とすることになる。ガスの浪費の一
つは酸素が触媒床を通して浸入する。そのために触媒か
らコークを燃焼するに最も効果的に使用することができ
る場所に酸素含有ガスを導くことが一般に望ましいこと
である。

極端なコーク燃焼の区域があることに伴う他の問題は熱
によりコークが処理される代りに触媒が不活性化するこ
とである。触媒の主な表面部分が高温に長時間暴露され
ると触媒の活性が低下し遂には不活性化されるレベルに
達するまでになる減少された表面積を持つ多量の無定形
物質が生じ熱損傷の原因となる。この型の不活性化は永
久的である。それによって、触媒が使用できなくなる。

湿気が存在する時−水はコークの燃焼による副生成物で
ある一高温暴露の不活性作用を促進する。

温度、水蒸気の組み合せ、及び暴露時間は触媒の寿命を
決定する。触媒床にある部分のコークの燃焼は加熱ガス
及び床の下流部分を通る生成湿気の有害な作用をもたら
しそして床中の触媒粒子の高温暴露時間を延長させる。

米国特許第３，６５２，２３１号〔グリーンウッド（Ｇ
ｒｅ６ｎｗｏｏｄ）ら〕は触媒の一定巾に移動し得る床
の再生装置を示す。′２３１はまた炭化水素の接触再生
を結合して用いる連続接触再生法を述べている。

米国特許第３，６４７，６８０号（グリーンウッドら）
及び３，６９２，４９６号（グリーンウッドら）はまた
再生触媒の再生法について述べている。これらの特許（
”２３１．−６８０及び４９６）はそのために本特許出
願中に完全に併合される。これらの先行技術ｒ許などに
より教示される再生法の全てはその結果として熱的に触
媒を不活性化を引き起す問題に或程度遭遇した、そして
この問題は本発明により解決する目的である。

課題を解決するための手段 本発明は熱的に引き起される触媒の不活性化を減少しそ
して触媒の移動床と酸素含有再生ガスとを接触させ触媒
の床を通して垂直に延びた燃焼帯を保持した再生方法に
おける酸素の利用性を増進させる方法である。触媒粒子
床は長さの割合に対し巾は小である。触媒粒子は床の長
さの下向に通す、酸素含有再生ガスは床を横断して通す
、燃焼帯の上方部分は波面の形状を有しコークを含む触
媒粒子が加えられる床の端部と横断して流入されるガス
が始めに入る入口面から始まる。波面は少なくとも床の
長さの部分で降下しそして入口面に傾斜している。熱に
よる触媒不活性化は接触時間及び／又はガスの温度を未
再生触媒粒子を燃焼波の背後でさらすことにより減少さ
れることを新らたに見出した。

「燃焼波の背後」との言葉は触媒粒子の量を波面の床を
通して横断するガス流に関し下流に位置されることをい
う。酸素の利用性は通過ガスの量を燃焼帯の下部より上
部に増加させることにより高められる。燃焼波の背後に
位置される触媒粒子を通してガス流を増加するとコーク
の燃焼による全発生熱が吸収される。そのため、波面の
背後のガスの温度は低速で流れるガスにより生ずる温度
より比較的減少する。本発明に従えば、燃焼帯の背後の
触媒量は床の厚さの変化により減少させることができる
。燃焼波が入口面から傾斜しているから、触媒床の直線
側が使用され反対の燃焼波の背後の触媒粒子の円錐台形
の部分が残る。床の厚さの変化はこの円錐台形からその
軸に沿って粒子が除かれる。床の頂部を底部より狭くす
ることによって未再生触媒粒の減少量は通過する熱ガス
にさらされる。燃焼波の低部において、未再生触媒粒子
は波面の前面に位置され燃焼帯に入る時の比較的冷やさ
れた温度の酸素含有ガスにのみ暴露される。従って、こ
の区域において厚い床の厚さは不活性化の促進を行わな
い、更に加えるに、波面の始めの部分で床の薄い部分は
粒子床のこの部分を通るガスの速度が高くなり一層多く
の酸素が触媒が最初に床に入った所で有用に利用されそ
して酸素の供給が最大となる１本発明による触媒粒子の
配置はまた再生方法における酸素含有ガスの良好な利用
性を与える。事実、同じガス流に対して、錐状の床の方
が同一容量の均一の厚さの床より全体の圧力低下が少な
い。

従って、コーク析出−除去型の再生方法中で熱により触
媒が不活性化することを減少させるのが本発明の目的で
ある。

本発明の他の目的はコーク−燃焼再生帯中の酸素含有ガ
スの利用を増加させることである。

本発明の更に他の目的は酸素利用を増大しそして圧力低
下を減少することによってコーク−不活性化した炭化水
素変換触媒の再生において資金の効率化並びに操作コス
トの低減することである。

一つの具体例において、本発明は再生帯中で触媒粒子か
ら析出したコークを少くとも半連続流中で粒子を移動さ
せ同時に熱により生ずる不活性化を最小にした除去方法
である。この方法において、コークが析出した触媒粒子
は再生帯中に通しそして縦に延びたそして傾斜を有する
粒子の床を形成させる。少くとも定期的に、粒子は床の
底から取り出しそして床の頂部から粒子を加えることに
より下方に移動させる。酸素含有ガスは再生帯の燃焼部
に触媒床の入口面を横切って導入する。酸素含有ガスは
触媒流の方向を一般的に横切る方向で床を通して導きそ
して燃焼部を通して縦に延びた燃焼波面に沿って析出し
たコークの燃焼を始める。波面は最頂部は入口面におい
て始まりそして触媒床を降下しそして入口面から出る。

燃焼が起った時、燃焼生成物よりなるガス流は集められ
そして工程から除かれる。ガス流と燃焼波面の背後に位
置された未再生触媒との接触時間は熱により生ずる不活
性化の原因である高温ガスにこれらの触媒粒子が暴露を
減少させるためにそれに適合して短縮する。

特別の利点は他の局面及び本発明の更に特定な方法から
得ることができる。主な利点は燃焼帯の背後の未再生触
媒粒子の床の容量が波面の背後の触媒の量を制御しそし
て波面の背後未再生触媒粒子を通すガス流通の時間をへ
らすことにより傾斜を持った床を提供することにより制
限できる。床の巾を変えられることはコーク燃焼の割合
を増大できそのため常に不変の床中を有する同一大きさ
のものに比べ再生容量が増大する。床の配置の変更のみ
により、再生容量を比較的低コスト増大できる。

本発明の他の配置は触媒を更に処理するために触媒床を
ハロゲン化帯にまで延長させることである。このハロゲ
ン化帯を通しても触媒は傾斜状に維持することも利点で
ある。ハロゲン化帯の床の厚さは傾斜のない床が使われ
る時の厚さに比べ大であろう、これはハロゲン化帯中の
触媒滞留時間を増し、ハロゲン化帯中の触媒滞留時間は
しばしば触媒循環割合を制限するのに役立つ。

他の局面、具体例、利点及び本発明の詳細は下記に述べ
る。

本発明は触媒を利用した多くの炭化水素変換方法に適用
される０例えば、ノルマルブタンのイソブタンへの異性
化及びエチルベンゼンの含量の高いＣ８アロマテツクス
混合物のメタ−キシレン又はバラ−キシレンへの異性化
に有用である０本発明はまたＣ５及びＣ６バラフィン（
ペンタン及びヘキサン）を多く含んだ軽直流ナフサを相
当する供給ナフサよりオクタン価の高い分校異性体とし
品質を上げるのに使用される。本発明の他の炭化水素変
換法は軽パラフィン（Ｃ２−Ｃ５、但し主としてＣ３及
びＣ４）から相当するオレフィンへの脱水素化に使用さ
れる。

しかしながら、本発明が適用される最も広く実用化され
る炭化水素変換方法は接触改質である。従って本文で本
発明の討議は接触改質反応系に適用した場合を引用して
行う、これらの討議は請求範囲の発明の範囲を限定する
ものではない。

接触改質は触化水素原料のオクタン品質を改善するため
の石油製精工業に使用されるよく確立した炭化水素変換
法である。主な改質生成物はモーターガソリンである。

接触改質の技術はよく知られておりそしてこ＼に詳しく
記載する必要はない。

要するに、接触改質において、原料は水素を含む循環流
と混合しそして反応帯中で触媒と接触される。接触改質
の一般の原料はナフサとして知られている石油フラクシ
ョンである。そして始めの沸点は約１８０”Ｆ（８０℃
）で終りの沸点は約４００”Ｆ　（２０５℃）を有して
いる。接触改質法は、特に比較的多濃度のナフテン系及
び実質的に直鎖パラフィン系炭化水素、それは脱水素及
び／又は環化反応によりアロマティック化される、を含
む直流ガソリンの処理に適用される。

改質、シクロヘキサンの脱水素化及びアルキルシクロペ
ンタンの脱水素異性化でアロマテックスを得る、パラフ
ィンの脱水素化でオレフィンを得る、パラフィン及びオ
レフィンの脱水素環化でアロマテックスを得る、ｎ−パ
ラフィンの異性化、アルキルシクロパラフィンの異性化
でシクロヘキサンを得る、置換アロマテックスの異性化
及びパラフィンのハイドロクララキンク等による生成さ
れる限られたものである。更に改質法としては例えば、
米国特許第４，１１９，５２６号〔ペータース（Ｐｅｔ
ｅｒｓ）ら〕　；第４．４０９．０９５号ぺ一タース；
及び第４，４４０，６２６号〔ウィンター（Ｗｉｎｔａ
ｒ）ら〕が知られている。

接触改質反応は１又はそれ以上の■族の貴金属（例えば
、白金、イリジウム、ロジウム、パラジウム）及び不溶
解性無機酸化物のような多孔性担体と結合したハロゲン
よりなる触媒粒子の存在下行われる。アルミナは一般的
な担体である。ハロゲンは普通塩素である。粒子は一般
に扁球であり直径は約１／１６乃至１／８インチ（１，
５−３，１ｍｍ）であるが、１／４インチ（６，３５ｍ
ｍ）の大きさでもよい。しかし々から、特別の再生にお
いては、比較的小サイズのものを使用することが望まし
い、好適な触媒粒子径は１／１６インチ（３，１ｍｍ）
である、改質反応生触媒粒子は、その粒子上コークの析
出のような機械的理由により不活性となる；すなわち、
使用期間後、触媒粒子の能力は改質反応により促進され
、も早や使用されなくなった時低下する。触媒は改質方
法に再使用する前に再生されなければならない。

好適形において、改質は移動床反応帯と再生帯を使用す
る。本発明は移動床を再生帯に適用した。新鮮な触媒粒
子は数個の側帯よりなっている反応帯に供給され、そし
て粒子は重力によってその帯を流れる。触媒は反応帯の
底部から取り出しそして再生帯に移され、そこで多工程
を完全に反応を行う能力を回復する触媒を再生するに使
用する。触媒は種々の再生工程を通して重力により流れ
そして後再生帯から取り出されるそして反応帯に供給さ
れる。

この帯を通る触媒の動きはしばしば連続的に、実際には
半連続でされる。半連続動により時間内で密閉個所の触
媒量の比較的少量を移すことを意図する０例えば、分当
り１バツチは反応帯の底から取り出しそして１９半で回
収する、すなわち、触媒は１分半流れる。もし反応帯中
の物品が大きかったら触媒床は連続的に移動するよう考
えられるべきである。移動床システムは触媒が移動又は
置き換る間生産が維持される利点がある。

連続又は半連続接触再生流において本発明の方法を使用
した場合、触媒はガス流（改質法中の循環ガス）を含む
熱酸素含有ガス流と接触し、炭化水素変換反応帯中で触
媒の表面に堆積した析出コークを除く、コークは主とし
て炭素を含んでいるが、比較的少量の水素も含む、コー
ク除去の機構は一酸化炭素、二酸化炭素及び水に酸化す
る。使用した触媒のコークの含量は触媒重量の２０％は
どにもなるが、代表的な量は５〜７％である。燃焼帯を
通った後、触媒は燃焼帯で形成された水を除くため乾燥
帯を通す、水の除去は触媒に熱乾燥空気流を通すことで
行われる。触媒はコークの燃焼と必要とする乾燥後再生
管の外側を通る。触媒は一般に全再生法を完全にするた
めに更に追加の処理がされる、追加の処理の例は触媒を
水素含有ガスと接触し金属触媒成分の還元を行う。

この再生装置中の触媒を乾燥するため、乾燥空気流を再
生管の底に導入しそして上方に向けて流し、触媒の流れ
の向流とする。触媒乾燥帯を通過後水の除去は完了する
。空気流は燃焼帯のガス集収部に導入され、そこで燃焼
により生成したガスと触媒を通過したガスとが混合する
。

この混合物（煙導ガスという）は燃焼帯から取り出され
る。最良の再生法は少くともこのガスの一部と空気とを
混合しそして触媒と燃焼コークを接触する燃焼帯に戻し
循環させる。まれには、循環されない部分を大気に漏出
させる。

再生管中には触媒流が一定巾の長く延びた床の燃焼部を
通りそして循環ガスは床を通して水平に通過する。酸素
は常に残っている床の入口面の各点に供給される。燃焼
部に供給されるガスの代表的な酸素濃度は約１％容量で
ある。燃焼部のこの型の例は米国特許第３，６５２，２
３１号（グリーンウッドら）に示されている。触媒床の
外囲の各点の酸素濃度は外側のスクリーンにより制約さ
れ、同一である。酸素は移動する一定巾の床の上方域に
おいて下方域より多く消費される。床の上部において、
床に存在するガスは酸素を含有せず、一方法の低部にお
いては床を酸素が通過する部分だけで消費される。上述
の如く、これは好ましくない場合である。

本発明の方法は、触媒床の酸素を必要とする部分（上方
部）に多くの酸素をそして床の比較的ゆるやかな割合で
コークが燃焼する部分（低部）には少ない酸素を供給す
る。これはガス流を床の上部に増大させることにより行
う。ガス流を増大させる一つの方法は床の水平巾を、最
小巾は燃焼部の頂部の巾、最大中は燃焼帯の底の巾に変
化させることである。この床中の変化は床を通過する循
環ガスの流れが床の頂部で最高から床の底部で最低に変
化させる原因となる。酸素の利用を増大しそしてコーク
の燃焼の割合を増大させる結果、触媒が床を通過する割
合が燃焼帯に残った触媒上残っているコークの量を変え
ることなく増加できる。燃焼帯に供給される循環ガスを
供給する吹き込みは本発明の実施にはサイズを大きくす
る必要はないモしてコーク除去を高い割合で行う。

触媒床に傾斜した外形を使用することはまた床の頂部に
触媒が滞留する時間を短縮する。そこで触媒は最高温度
に達しそして熱により生ずる不活性化の損傷を与える０
以上説明した通り、炭化水素変換に一般に使用されてい
る触媒の表面積はこの触媒を熱ガスに暴露されている時
間の積み重ねによって減少するそしてこの環境は熱によ
り生ずる不活性化の原因となる。触媒の有効は表面積の
減少と同じに減少する。本発明の実施はこの種の不活性
化を減少させそして触媒の全体寿命を延長させる。

第１〜３図は本発明の特定の実施例を説明するために用
いる；これらの使用は本発明の特許請求の範囲を限定す
るものではない０図面は本発明を明確に理解させるため
に要素及び重要ｆｌ装置のみを示す。出願及び他の必要
とする事項の使用は当業者の知識の範囲で行う、米国特
許第３．．６５２，２３１．３，６４７，６８０及び３
．６９２．４９６号は本情報の一部とし、本詳細な情報
の補助とする。

第１図において、使用された触媒粒子はノズル３４によ
り再生管１に導きかれる６触媒は再生室１からノズル２
を通って低下部に移動される。

再生室は上部２８及び低部２７を有する。煙道ガスはノ
ズル１５を通って再生管の上部より排出されパイプライ
ン５０によりブロワ−５５に運ばれる。

再生室に残っている煙道ガスの部分はパイプライン５１
により系から排出される。空気はパイプライン５２によ
って煙導ガスに加えられる。ガス流は「循環ガス」とい
う、循環ガスはブロワ−５５を去ってパイプライン５４
を通って熱交換機５３を通りそしてパイプライン５６を
通ってノズル３１から再生室に入る。熱交換機５３は循
環ガスを加熱して炭素燃焼温度にする。

第１図はまたハロゲン化ループを表す、改質触媒は一般
に再生法の部分としてハロゲン化工程を必要とする。ハ
ロゲン化ガス流はノズル１０により再生室のハロゲン化
部に供給される。ハロゲン化ガスはノズル４０を通って
排出されそしてパイプライン７１及び６５により及びブ
ロワ−７０により熱交換機６８に運ばれる。蒸気はパイ
プライン６７によりハロゲン化ガスに加えられる。調製
されたハロゲンはパイプライン６６を通って加えられる
。ハロゲン化ガスが加熱された後、パイプライン６９を
通って再生室の上部２８に導入される。

大気からの空気はフィルター５７及びパイプライン５８
を通ってブロワ−５９により取り入れられる。空気流は
パイプライン６０を通ってブロワ−５９から乾燥室６１
にパイプライン６３を通って加熱部６２に入る前に導入
される。

第２図においては、再生管１の上部２８中に縦に延びた
内側と外側をスクリーン１６及び１９で保持された触媒
。外側のスクリーン１９は円管形である。内側のスクリ
ーン１６は中空の逆円錐台の側壁形状を持つように傾斜
している。２個の触媒保持スクリーンは再生管の中心軸
と同一の中心軸を持っている。スクリーン１６及び１９
は床２６で示される重力により移動する降下する環状筒
の触媒を保持する形状である。ノズル３４は触媒を環状
床に供給する触媒導入部である。触媒スクリーンは触媒
粒子がスクリーンから通過するのを防ぐのに充分な大き
さの僅かな開放部を有する。触媒保持スクリーンについ
ては米国特許第３，６５２，２３１号に説明されている
。触媒保持スクリーンは管１及び触媒を通して再生室１
の低部２７にまで延長されている。上部に水平の隔壁２
９の管１の上部分は燃焼部という、触媒床の周囲に循環
ガスが分散する空間はスクリーン１９と上部！９の再生
管１の側壁との聞出形成される。

そして隔壁２９により分割される。隔壁２９は循環ガス
分散空間１７とハロゲン化ガス分散空間１８の間の障壁
である。循環ガスは循環ガスノズル３１を通って空間１
７に入る。隔壁３５は空間１７の上部を閉鎖する。循環
ガスは放射状に又は水平状に床２６を通って空間１７か
ら空間１３の中央に流れる。

ハロゲン導管１４は空間１３の部分に位置している。

中央空間１３の下部周囲は導管１４の拡がった末端３０
により占められている。隔壁３５はガス分散空間１７と
同様中央空間１３の上部を閉鎖するようになっている。

導管４２と１４及び触媒ノズル３４は隔壁３５を通って
いる。中央空間１３は煙道ガス収集空間という、導管４
２はガス収集空間１３とノズル１５を連絡するノズル１
５の延長である。導管１４はノズル４０の延長であり収
集空間１３を通っている。

上部再生部２８の隔壁２９より下の部分をハロゲン化部
という。ハロゲン含有ガスハロゲンノズルｌＯを通して
この帯に入る、ハロゲン化ガスは分散空間１８に流れこ
み、そして後ハロゲン化収集空間ＩＩに入る前に放射状
で触媒を通って流れる０分散空間１８の低部周囲は再生
室上部の底の部分の下方にくびれている形に成形されて
いる。

導管１４の末端閉鎖３０は上面は境界をもつように形成
しそして末端は閉鎖部３２で収集空間１１の低境界を形
成する。　スクリーン１９は管１の低部２７に僅かに延
長し、その低部２７は上部より径は小である。スクリー
ン１９の外径は低部２７の内径より僅かに小である。触
媒は管１の低部２７に充填されている床２６から排出さ
れる。触媒は管の低部を通して下方に移動しそして触媒
出口ノズル２を通して取り出される。

再生管１のノズル３は分散空気のために設けられている
、穴のあるパイプ４からなり降下する触媒に対し直交す
る水平面において種々の点から分散させる。パイプ４は
カラムに分散空気を均一に吹き上げるから、乾燥帯の低
部２７において触媒で形成された床８の全部と接触する
。

パイプ４を通って管に入った空気は乾燥されているその
ため空気は約５部／ミリオン（容量）より多くない水を
含むそしてまた加熱されている。熱空気は床８を通って
上方に通過し、触媒に含まれている湿気を除去する。実
質的に空気の全てはカラムの低部を通って上方に移動し
収集空間１１に入る。乾燥帯からの空気流は分散空間１
８から収集空間１１に触媒を通過したガスと混合しそし
てこの混合流はハロゲン導管１４に入りハロゲンノズル
４０を通って再生管の外に出る。

管の設計によって中央空間１１の実質的に全てのガスは
導管１４から入る。実質的に中央空間１１からの８０−
１００％の空気は導管１４から入る。第２図の具体例に
おいて、拡大された末端３０により行った。

第３図は導管及びスクリーンの配置を示している。内側
１２を有するハロゲン導管１４は管の垂直軸の中央にあ
る。触媒保持スクリーン１６及び１９は触媒２６の下方
移動床を取り巻いている。床ｚ６の傾斜は第３図で、１
６番で指した点で描いた２本の円で示す、ガス分散空間
１７中のガスは中央空間１３に触媒を通して放射状に流
れる。

ハロゲン帯中の床を通過したハロゲン化ガスの一部は中
央空間１３に入る、そのため、導管１４の末端部３０は
隔壁２９（第２図参照）の下方に位置される。燃焼帯中
の触媒を通過したガスに燃焼帯中の触媒上の炭素の燃焼
のため酸素が供給されそして後導管１４から入らないハ
ロゲン化帯から上方に流れるガスの一部と混合しそして
混合物はノズル１５を通って管から流出する。

本発明の実施においては、触媒を傾斜した内部床表面又
は管状の外観にする必要はない、第７図は床の外面が傾
斜するように保持スクリーン９４及び９６により閉じ込
められた触媒を有する垂直の再生室１２０の部分を示す
、触媒保持スクリーンの内側９６は管状である、一方、
触媒保持スクリーンの外側９４は円錐台形を有す。ノズ
ル９２を通して入るガスは空間９３により外表９４を横
切って分散されそうしてガス収集空間９５に通過する。

第８図は内側及び外側表面が平らな触媒床を得るに一組
の平らな保持スクリーン８４及び８６により触媒を閉じ
込めた再生管８３の部分を示す。

スクリーン８６は垂直である一部スクリーン８４は傾斜
し傾斜床を形成する。循環ガスはノズル８７を通してガ
ス分散空間８９に入る、触媒床を通し、そしてガス収集
空管９０に入り、ノズル８８を通して煙道ガスは再生室
より排出される。異なった保持スクリーン配置を除いて
、再生室１２０及び８３は第２図の再生室と同様に操作
する。

−窓中床と傾斜床の両方における配送された及び消費さ
れた酸素の量を第４図に示す、傾斜床は第２図に示され
る様なものであるそして一窓中床は一定床厚さを使用す
る点のみ相違する。

第４図で描かれた例は、−窓中床は６インチ（１５，２
ｃｍ）の水平厚さをもち、そして環状の形である。触媒
は管状内側スクリーンと管状外側スクリーンとの間に保
持されている。傾斜床は床の頂部は３インチ（７，６ｃ
ｍ）の厚さで燃焼帯の低部境界は９インチ（２２，９ｃ
ｍ）である、床の厚さは触媒流の方向に対し横切る方向
で測られる。６インチ（１５，２ｃｍ）の−窓中法文３
インチ（７，６ｃｍ）から９インチ（２２，９ｃｍ）厚
さに変化される傾斜床の触媒の移動は時間当り２００ボ
ンド（９０，７ｋｇ）程度から時間当り　（１０００ボ
ンド（４５３，６ｋｇ）より大の範囲である。触媒流割
合のこの範囲における代表的な法要は約４フイート（１
，２２ｍ）乃至約２０フイート（６，Ｉｎ）である、頂
部における内側触媒保持スクリーンの径はしばしば３６
インチ（、９１ｍ　）の径のため３６インチを超えるで
あろう。触媒移動割合が大きくすることを要求される場
合は、床の厚さを大とする０例えば、時間当り２０００
ボンド（９０７，２ｋｇ）触媒流割合において、−窓中
床は９インチ（２２，８６ｃｘａ　）厚でありそして傾
斜床は頂部は４〜５インチ（１０，１６−１２，Ｔｅ１
１）厚さ底部は１２〜１４インチ（３０，４８−３５，
５６ｃｍ）厚さに変化される。法要は約１３フイート（
５，１５ｍ）である。

第４図の一窓中床の先端の各点に配送される酸素量は同
一である、従って、床の長さ（垂直の）に沿う位置に対
する酸素配送の割合をプロットすると第４図の点線の水
平直線になる。同じ軸の周囲におけるどの点においても
配送割合は同じであることはこのプロットにより明らか
である０時間単位の配送酸素全量は垂直軸の燃焼帯の頂
部から燃焼帯の底部まで１００％の水平輪が延びている
下の面積で示される。床の先端は床の管状外面で、それ
は床に流れる循環ガスと最初に接触する。ガスの先端に
おける流れ、すなわち床にガスが流れる割合は実質的に
床の厚さが均一であるから同じである、入口ノズルから
床の先端の各部までのガス流の圧力低下は床を通しての
ガス流の圧力低下に比し小である、そして床の下流側の
各点から出口導管までのガス流の圧力低下は同様に小で
ある。床の厚さ（６インチ、　１５．２ｃｍ）が一定の
場合は床を横切るガス流は一定である；すなわち、床を
通る各ガス流において、ガス流の割合は一定である。

床の上部区域に供給する酸素の全ては消費される、それ
はコークが多量存在するからである。

触媒粒子が床中を降下し、モしてコークがそこから除か
れた時、その時点で配送酸素の全体の消費が減少する。

これを「ブレークスルー点」というそして−窓中床に対
する８１で示す。ブレークスルーは燃焼部の床の全長の
頂部から４８．５％の所において生ずる。本発明の炭化
水素変換に使用する型の触媒粒子が広い表面積を有し、
これが多穴性の存在によることは当業者が知られている
ことである。床中のブレークスルーに触媒粒子が到達し
た時、粒子表面に残ったコークは穴中に深く存在しそし
てそのため酸化反応は極めてゆるやかな割合で起こる。

これは曲線（−窓中床中の酸素消費に関す）により説明
され、ブレークスルーの点の右側は急速に減少しモして
後漸次酸素消費Ｏに近づく。配送量を示す曲線と消費量
を示す曲線との垂直間隔は床の各点の酸素の空費量を示
す、床に配送される酸素の重要な量が消費されないこと
を見ることができる。

床から取り出した触媒のコークの含量は触媒の重量の約
０．２％である。この残留コークの多くはハロゲン化帯
中、又はハロゲン化帯を省略した場合は、乾燥帯で燃焼
される。燃焼部を出た触媒に多量のコークがある場合、
燃焼部の温度が低いために生ずるであろう。

今第２図に示される傾斜床及び第４図の曲線による操作
的表示について見るに、床を通るガス流は触媒の移動方
向に放射状又は横切るようにすることに特徴を有す、入
口ノズル３１からガス分散空間１７を通るガス流の圧力
損失、床からの排出及び出口導管４２の流れのガス圧力
の降下が少ない、そのため床特に高くした床を横切る圧
力低下は一定である。コークの付着した触媒と新鮮な触
媒との圧力の低下は重要１．＜差はない。

ガス流速は第２図の配置の水平中及び又は床の厚さの床
を通しての流れの距離による。かくして、ガス流速は床
中の増加により減少する。

流速は床厚に反対に変化するから、傾斜床を通るガス流
の量は床の頂部が最高で床の底部が最低であると見るこ
とができる。このことは第４図の傾斜床に酸素配送曲線
によって示される。

床の最頂部の配送酸素は一窓中床に対する配送量の１７
０％である。配送酸素の量は床厚の増加に従って減少す
る、約５０％点で一窓中床に配送する量と等しい、すな
わち、頂部からの床の約半分低下する。−窓中床のブレ
ークスルー点近く交叉点においては重要ではない、傾斜
床の底において酸素配送は一窓中床に対する配送の約７
２％である。

一窓中床に比べて、傾斜床における燃焼反応の範囲は傾
斜床の頂部の方が大きい、これは酸素の供給量が多く、
また床のこの点での酸素の配送によって反応が制限され
るからである。傾斜床の下部では酸素の供給量が少ない
ので、燃焼反応は小さい、しかし最内部の触媒芯への酸
素の拡散速度が遅いことから、床の下部での燃焼速度は
きわめた遅いので、使用される酸素は制限要因ではない
。

参照番号８ｚは傾斜床のブレークスルー点を表わす、こ
のブレークスルー点では酸素の消費量は酸素の配送量か
ら離れ始める。酸素ブレークスルー点は一窓中床の場合
よりも傾斜床の長さのはるか下に位置している。即ち４
８．５％に比べて約６２％である。傾斜床に使用された
酸素の増加量及びこれにより燃焼したコークの増加量は
酸素の消費量についての二つの曲線で形成される面積の
差を示すことにより容易に見られる。

また傾斜床に供給されたが、使用されなかった酸素量は
ブレークスルー点８２の右の実線曲線間の面積で表わさ
れる。−窓中床を使用せずに通過する酸素の量の方が多
いことは一窓中床のブレークスルー点８１の右の破線曲
線内全体に含まれる傾斜床の曲線によって表わされる。

なお破線曲線間の面積は未使用の酸素である。

第５図は熱不活性化によって生じた触媒の表面積の変化
についての実験結果を示す。炭化水素転化反応を促進す
る触媒の効果は表面積の減少につれて低下することはよ
く知られている。

触媒の最初のバッチで多くの使用〜再生サイクルを行な
った。このバッチの各再生の間に達した最高触媒温度は
１１０Ｇ’Ｆ（５４０℃）であった、第５図から触媒の
表面積は使用〜再生サイクル数の増大につれて減少する
ことが判る。触媒の第二バッチを同様な方法で処理した
が、各再生中の最高触媒温度は１１００下（５９５℃）
であった、第三バッチの場合の最高温度は１２００下（
６５０℃）に達した。第５図から触媒の表面積は熱ガス
に曝されることにより減少し、またこの減少速度は曝露
時間の長さ及びガスの温度に関係することが判る。

第６図は触媒床の一部を通る燃焼面の連続（ｐｒｏｇｒ
ｅｓｓｉｏｎ）を示す図である。この図は第２図で示す
タイプの触媒の移動床の頂部の垂直断面図である。触媒
はこの床の入口面となる外部スクリーン１１０とこの床
の出口面となる傾斜した内部スクリーン１１１との間に
入っている。ライン１１２は一窓中床の内部スクリーン
を表わす。

触媒を通るガス流は水平の矢印で示される。垂直の矢印
は下向きの触媒流を示す、燃焼面は１０１〜１０８のセ
ルにはゾ等しい。各セルの巾及び高さは斜線の横断面で
示される。セル及びスクリーン１１１の傾斜は見易くす
るために誇張した。

ガス流はこの床を水平に通過する。セルの高さは床の下
の分離した垂直ユニットを表わすため任意に選ばれる。

各セルの巾は強力な燃焼を維持するのに充分子、ｇ酸素
及びコークを含む触媒部分を表わす、この表示の理想形
では燃焼によって加熱された酸欠ガスがセルから床の出
口面に達するまで水平な流路を持続する。床は下方に移
動すると、実質的にコークを含まない触媒は所定セル１
０１の底部を離れ、セルの頂部から入る使用済触媒と置
換される。床に連続的に入るガスは触媒がセル中で置換
されると、コークを燃焼させるための酸素を供給する。

今、セル１０２を含む床の水平切片を考える。

セル１０２の左に位置した触媒はセル１０１を通過して
いるので、コークを含まない、セル１０２の左からこの
床に入るガスはセル１０１を離れる触媒を冷却し、更に
セル１Ｇ２中の触媒からコークを除去するための酸素を
与える。酸素を含まないガスはその最高温度でセル１０
２を離れてセル１０２の右の触媒に入る。セル同３〜１
０８の各々はセルの左に漸進的に巾が広がった再生触媒
とセルの右に漸進的に巾が狭くなったコーク含有触媒と
を有している。従ってこの床が均一な巾を持つ時は、出
口面で又はその近くで床に入る触媒は燃焼面の底に達す
るまで高温のガス及び湿気に曝される。

第６図は、燃焼面の後部、即ち右の触媒に対する熱ガス
の曝露時間が一窓中床の場合よりも傾斜床の方が短かい
ことを示している。セル１０１を見ると、熱ガスがスク
リーン１１１（傾斜床）よりもむしろスクリーン１１２
（−窓中床）で床を出るならば、熱ガスは容積の２倍近
く流れる。

こうして高温の曝路時間が短かくなる結果、傾斜床内の
触媒の減衰は従来より知られた一窓中床内の触媒の減衰
に比べて少なくなる。

燃焼面の後方に小さい傾斜を用いた本発明からは大きな
利益が得られる。−窓中床の出口面に対して配置される
触媒は高温ガスに長時間曝露されることが知られている
。この曝露は熱浸透とも云われる。触媒の位置によって
起こる長時間の熱浸透により、出口面に最近接して移動
する触媒は最表面の面積減少を受ける。従って触媒の上
部の巾が狭くなると、最も表面積の減少を受は易い触媒
粒子の容積が最初に除去される。その結果、垂直から５
２”はどの小さい傾斜は平均熱浸透時間を大巾に短縮す
ることができる。殆どの操作では２〜ｌＯ”の範囲の傾
斜が好ましい、勿論、傾斜角は燃ｔｌ＆帯での傾斜の長
さ全体に依存するものである。これより鋭い傾斜角は差
別（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）容積の触媒上のコーク
の全てを瞬間的に焼き払わないので、通常望ましくない
、前述のようにあるコークは完全燃焼用の十分な量の酸
素と瞬間的に接触しないように触媒粒子の芯の中に深く
配置されている。第６図の燃焼面の下に位置する触媒に
残ったコークの燃焼速度は非常に遅く、また燃焼面の下
の酸素要求量は燃焼面に沿った酸素要求量よりも５〜ｌ
Ｏ倍少ない量でよい、従って最大触媒温度は燃焼面に沿
った第一段階のコーク燃焼中に達するが、なお十分な酸
素含有ガスを燃焼面の下の触媒と接触させる必要がある
。この理由から、燃焼面の下の触媒の最大厚さは通常、
燃焼面の面積における最小床厚さの３倍を越えないもの
である。

前述のように普通採用される触媒温度は広範に変化する
。燃焼帯頂部での代表的な触媒温度は約８９０下（４７
５℃）である。この温度は恐らく最高１１００？（５９
５℃）に上昇し、またブレークスルー点では９００〜１
０００？　（４８０〜５４０℃）の範囲の温度に低下し
始める。触媒床の厚さ、触媒粒子の特性及びガス流速は
特定の床を通るガス流路のための圧力低下を決定する要
因である。本発明を実施する際は特定の数値に依存する
ことはない、床を横断するガスの平均表面速度は代表的
には１．１１−３．５ｆｔ／５ｅｅ（０，３〜１．１ｍ
／５ｅｅ）である。

ガスの最高速度は出口スクリーンに対して触媒を保持し
、また下向きの触媒移動を防止する触媒ビン止めによっ
て制限される。床の厚さ変化により燃焼帯の上部と下部
間の表面速度を１５０〜２５０％変化させる０通常使用
される圧力低下は０．５〜１０ｐｓｉ（３，４〜６８．
９ｋＰａ）の範囲でよい。

更に本発明を実施する際は触媒粒子を滑らかな傾斜で閉
じ込める必要はない。触媒保持スクリーンは床の厚さが
階段状に増大するように作製することができる。第９図
は階段状床構造の横断面図である。スクリーン１１５は
外部又は内部触媒保持スクリーンを表示でき、またスク
リーン断面１１７．１１９及び１２１はその他の内部又
は外部触媒保持スクリーンを表示できる。スクリーン断
面１１７．１１９及び１２１はこれらスクリーン断面間
に配置された触媒床１１６の厚さを変えるため、スクリ
ーン１１５から次第に離れた距離に位置している。角度
の付いたスクリーンエレメント１１ｇ及び＋２０は垂直
断面１１７と１１９間、及び１１９と１２１間の推移物
（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓ）である、第９図のこれらの
断面は、平坦な床表面にするために水平にまっすぐな線
で延ばしても良いし、或いは床表面に円筒状又は長円状
の輪郭を与えるためにカーブさせてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は再生管と附属装置を図式に示した再生法の配置
である。 第２図は第１図の再生管の縦断面図である。 第３図は第２図の３−３線における横断部である。 第４図は床部の機能による酸素配送及び消費を示すグラ
フである。 第５図は再生温度による再生循環の機能による触媒上の
表面積損失を示すグラフである。 第６図は触媒床を横切る燃焼波の図式表示である。 第７図は本発明の触媒床の一つの配置の断面を図式に示
したものである。 第８図は本発明の触媒床の他の一つの配置の断面を図式
に示したものである。 第９図は本発明の方法に使用する他の触媒床配置の断面
である。 １・・・再生管　　　　　　　　２・・・取り出しノズ
ル４・・・乾燥空気パイプ　　　　８・・・触媒床ｌＯ
・・・ハロゲン導入ノズル　　１１・・・ハロゲン収集
空間１３・・・ガス収集空間　　　　　１４・・・ハロ
ゲン導管１５・・・煙道ガスノズル　　　　１６．１９
・・・スクリーン１７・・・循環ガス分散空間　　　１
８・・・ハロゲン化ガス分散空間２６・・・環状筒触媒
床　　　　　２７・・・再生管下部２８・・・再生管上
部　　　　　　２９．３５・・・隔壁３０・・・広がっ
たハロゲン導管下端 ３１・・・循環ガスノズル　　　　３２・・・ハロゲン
収集空間底部３４・・・使用済触媒配送ノズル　４０・
・・ハロゲンノズル５３、６８・・・熱交換器　　　　
　５５．５９．７０・・・プロワ−５７・・・フィルタ
ー　　　　　　６１・・・乾燥機６２・・・ヒーター　
　　　　　　８１・・・ブレークスロー点８３・・・再
生管　　　　　　　　８４．１１６・・・スクリーン８
８・・・ガス排出ノズル　　　　８９・・・ガス分散空
間９０、９５・・・ガス収集空間　　　９２・・・ガス
導入ノズル９４、９６・・・スクリーン　　　　＋１０
・・・外部スクリーン１１１・・・内部スクリーン　　
　１１２・・・内部スクリーン１０１〜１０ｇ・・・セ
ル　１１５・・・外部又は内部触媒保持スクリーン１１
７、１１９．１２１・・・スクリーン断面、又は内部又
は外部触媒保持スクリーン　　　　　　　１１６・・・
触媒床ｔｉｌｌ、　１２０・・・スクリーンエレメント
誠 Ｆｉｇｕｒθ５ 掬環孜 β媒７ ゝ−郊媒 ル媒ソ ｉｇｕｒｅ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下記工程よりなる損傷を生ずる高温煙道ガスに未再
   生触媒を短時間暴露させる間少くとも半連続流で触媒粒
   子を移動させて再生帯 〔１〕を通過させることで触媒粒子から析出したコーク
   を除去する方法； ａ）析出したコークを有する触媒粒子を再生帯〔１〕中
   を通過させる； ｂ）この再生帯〔１〕の燃焼部〔２８〕においてこの触
   媒粒子を垂直に延長されそして傾斜 を持つ床〔２６〕に形成させ、その厚さは床の頂部では
   最も小で、床の底部では最も大である間である； ｃ）この触媒粒子はこの床〔２６〕の底から取り出〔２
   〕し、そしてこの床〔２６〕の頂部より加え、少くとも
   定期的に移動させる； ｄ）酸素含有ガスをこの燃焼部〔２８〕に導入し、触媒
   の向きに対し横切る方向にこの床の入口表面に通過させ
   、そして析出したコークの始めの燃焼は燃焼面に沿いこ
   の燃焼〔２８〕を通して縦方向に拡がる、この表面は床
   の巾より小なる巾を有し、その燃焼面はこの入口面の最
   上部から始まりそして触媒床の下方に拡がり、入口面か
   ら燃焼面の間がその最頂部から増大しこの床の出口面に
   接するまでになる；そして ｅ）このコークの燃焼により生成された煙道ガスはこの
   床の出口面から集められ、そしてこの再生帯〔１〕から
   この煙導ガスを除去〔１５〕する。 ２、この触媒粒子がこの燃焼部〔２８〕からこの再生帯
   〔１〕のハロゲン化部〔２７〕に通されそしてその垂直
   に延長された粒子床〔２６〕がそのハロゲン化帯〔２７
   〕に延長して形成されている請求項１の方法。 ３、触媒粒子がその再生帯〔１〕を通して下方にその粒
   子がその燃焼部にそのコークが実質的に除去されるまで
   留るように通過させる請求項１の方法。 ４、粒子の流れに酸素含有ガスがその燃焼面の最下部よ
   り下の触媒粒子部分を通るようにした請求項３の方法。 ５、触媒粒子が垂直から２乃至１０度の範囲の角度を持
   つ傾斜面である請求項１の方法。６、この床を通る酸素
   含有ガスが１．０乃至３．５フィート／秒（０．３〜１
   ．１ｍ／秒）の範囲の平均表面速度である請求項１の方
   法。 ７、この燃焼部の上部を通る酸素含有ガスが、その燃焼
   部の底部を通る酸素含有ガスよりの表面速度において少
   くとも１５０％高い請求項１の方法。