JPH055876B2 - - Google Patents

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JPH055876B2
JPH055876B2 JP27192889A JP27192889A JPH055876B2 JP H055876 B2 JPH055876 B2 JP H055876B2 JP 27192889 A JP27192889 A JP 27192889A JP 27192889 A JP27192889 A JP 27192889A JP H055876 B2 JPH055876 B2 JP H055876B2
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catalyst
temperature
hydrocarbon
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Aaru Geruzaa Aran
Ee Deimaasu Furanshisu
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Stone and Webster Engineering Corp
Original Assignee
Stone and Webster Engineering Corp
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Publication of JPH055876B2 publication Critical patent/JPH055876B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G11/00Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G11/14Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
    • C10G11/18Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は、軽油および残油の接触クラツキング
において使用される方法、特にそのような方法に
おいて軽質循環油/留分および/又は軽質オレフ
イン製造を最大にするための改良された方法に関
する。より詳細には、本発明は、原料および触媒
注入点の下流に設けたアトマイズされたクエンチ
流の方法によつてそのような接触クラツキング操
作におけるライザー反応器温度プロフアイルを制
御し所望の生成物分布を制御する方法を提供す
る。
発明の背景 流動接触クラツキング(FCC)法は、原油の
高沸点部分例えば、軽油および慣習的に残油、減
圧残油、常圧残油、塔頂油、減圧残査、等と呼ば
れるより重質な成分を転化するために広範に使用
され、有用な製品例えばガソリン、重油、軽質オ
レフインおよび他の混合原料を製造する。そのよ
うな非常に処理しにくい成分例えば多環芳香族お
よびアスフアルテンを包含しクラツキング中触媒
上に多量のコークスを堆積する重質な原料の処理
は、代表的には、高温を含む非常に厳しい操作条
件を必要とし、これが構成物のプラント材料およ
び触媒損傷の過剰な操作限界の問題を起こしてい
る。
現在、そのような重質炭化水素原料の触媒転化
に利用できるいくつかのFCC法がある。前記の
ような問題を顕著に小さくする特に成功した方法
は、例えば米国特許第4664778号、4601814号、
4336160号、4332674号および4331533号に記載さ
れている。そのような方法において、組み合わせ
高温流動接触クラツキング−再生操作が提供さ
れ、軽油および残油に含まれる高および低沸点成
分の両者の同時の転化がなされ、ガソリンとより
軽質の成分との高い選択性および低コークス生成
をもたらす。これらの高温転化方法は部分的に
は、二段触媒再生方法の使用により可能にされて
きた。そのような再生方法の第一段階では、炭化
水素物質例えばコークスが堆積した触媒粒子は、
特に炭化水素系物質に関係した水素を燃焼するた
めに選択された酸素濃度および温度の条件で再生
される。これらの条件は、触媒上に残るカーボン
の残留水準および一酸化炭素(CO)リツチな排
ガスの生成をもたらす。この比較的温和な第1の
再生は、水素の燃焼間に生成するスチームの存在
での局部触媒の熱い場所を制限することを助け、
形成されるスチームが実質的に触媒活性を低減し
ないようにする。残留コークス中に水素を実質的
に含まず残留カーボンを包含する部分的に再生さ
れた触媒は、こうして第1の再生器から回収され
第2段階の高温再生器へ通る。ここで残留カーボ
ンは1800〓までの高められた温度でCO2に実質的
に完全に燃焼する。
この第2段階再生は、実質的にすべての残留カ
ーボン堆積物を燃焼しCO2リツチな排ガスを製造
するための条件および充分な酸素の存在下で行わ
れる。
再生された触媒は、第2の段階から引き出さ
れ、ライザー反応器へ所望の高められた温度で炭
化水素原料の実質的に完全な気化をもたらすのに
充分な量で装入される。触媒粒子は、代表的には
1300〓以上の温度しばしば1400〓以上であり、選
択された触媒原料割合および炭化水素原料割合
で、炭化水素原料の気化可能成分は実質的に完全
にライザー反応器内で速やかに気化し、それによ
り続いて原料の接触クラツキングが達成される。
当業者に認識されるように、上記の方法は、軽
油および残油およびその他の原油の高沸点成分を
転化するのに必要な高温転化方法を、必要な再生
装置の冶金学的限界を越すことおよび触媒活性を
過度に損なうことなしに、より高温制限を実質的
に除去することおよび再生温度を1800〓まで拡張
することにより、可能にしている。
当業者に認識されるように、上記のような
FCC方法は、所定の炭化水素原料からの、選択
された製品収率たとえばガソリンまたは軽質循環
油(LCO)/留分を最大にする潜在的可能性を
有する。FCC装置操作をガソリン製造モードか
ら例えば最大留分製造モードまたは操作に変えた
場合、LCO収率およびそのセタン質は改良され、
混合してデイーゼル燃料製品を形成するのにより
好ましく使用することができる。他の態様におい
て、そのような方法はオレフイン特にプロピレン
およびブチレンの多量の製造の潜在的可能性を有
し、価値あるアルキレーシヨンガソリン装入原料
としてまたは石油化学の製造において使用される
ことができる。
したがつてそのようなFCC法はしばしば所定
の製品の製造を最大にするような方法で操作する
ことが好ましい。例えば上記の操作のいずれかま
たは全てが、重質炭化水素原料例えば軽油およ
び/又は残油またはその一部を質向上を当てにし
て、ガソリンを犠牲にして最大量の重油留分を製
造するか、又は最大量のオレフイン又は他のガソ
リン装入原料を製造することができる。そのよう
な所望の製品の適当な供給が、増加する需要の時
代の間、可能にするためである。
ライザー反応器クラツキングの厳しさ例えば選
択された反応器出口温度(ROT)により、ガス
製品収率の減少とともにLCO/留分製品の顕著
な改善が達成できるかまたは軽質オレフイン製造
の改善が達成できることが知られている。特に
LCO留分収率はライザー出口クラツキング温度
を約870〓乃至約950〓の範囲特に約880〓乃至約
970〓k範囲に限定することにより最大にされる
ことが知られている。したがつてLCO/留分お
よびその他燃料製品製造は、炭化水素原料の
C3/C4オレフインおよび低沸点範囲物質を含む
ガス製品への転化が減少するとき、最大にされ
る。
軽質オレフインの収率はライザー出口クラツキ
ング温度が約1000〓乃至約1100〓の範囲特に約
1020〓乃至約1060〓の範囲で操作することにより
最大にすることができることも知られている。
転化は温度と共に増大するもので、通常FCC
法において、所定の時間内にライザー反応器中を
循環する熱い再生された触媒の量、例えば触媒対
油の比により制御される。しかしながら、触媒対
油比を小さくしてライザークラツキング出口温度
したがつて転化を制限してLCO/留分製品を最
大にする又は軽質オレフインの製造を増加するこ
とは、多くの欠点を伴う。第1に、より低い触媒
対油の比は触媒活性の割合を低下する。更に、ほ
とんどの場合、ライザー出口温度は本質的に混合
領域温度を決定するか熱い再生された触媒と炭化
水素原料の所定の比を混合することにより生じる
理論的平衡温度であつて、これにより、接触クラ
ツキングが開始する前に原料の気化を導く。混合
領域温度がより低いライザー出口温度により低下
するにつれ(より低い厳しさ−より低い転化操
作)炭化水素原料のより多い留分がライザーの入
り口で気化することができない。これは、非常に
迅速に上がる触媒上の明らかな油およびコークス
の堆積を引き起こす。そのような増加したコーク
スの堆積は不必要と考えられ、触媒のクラツキン
グサイトをブロツクする傾向がある。ライザー温
度を上げて混合物温度を上げることは、例えば
LCO/留分製品を最大にしようとする場合望ま
しくない。これが過度のクラツキング反応を促進
してガソリンの高い製造をもたらし、蒸留物燃料
(distillate fuels)への所望の選択性が失われる
からである。
さらに、接触クラツキング操作を高いライザー
反応器出口温度での高転化モードで操作して、例
えばC3からC6軽質オレフイン物質の製造を最大
にする場合、過剰のコーキングが生じることがで
きる。これは既に重度に反応した軽質循環油およ
び重質循環/スラリー油転化生成物の重合およ
び/又は再クラツキングによるものであり、熱的
過分解からの所望でないジオレフインを製造し、
所望の製品収率が差し引かれる。
上記の見地において、したがつて本発明の目的
は組み合わせ高温流動接触クラツキング−再生方
法の改良であつて、軽油又は残油又はその混合物
その他の、接触クラツキングによる所望の生成物
の製造を最大にするものである。より詳細には、
この発明の目的はそのような方法であつて、従来
より多くの重油留分およびジーゼル油またはより
軽質のオレフインおよびガソリン装入原料
(charge stock)を、ライザー反応器出口温度の
制限に関連する問題あるいは上記のような高い出
口温度での接触クラツキング操作においてライザ
ー反応器を操作するときに起こる問題なしで製造
する方法を提供することである。
さらに本発明の目的は、上記のような方法であ
つて、触媒再生が分離した比較的より低いおよび
より高い温度の再生領域でそれぞれ選択された条
件で連続的になされる方法を提供することであ
る。
本発明の他の目的は以下の概要および本発明の
好ましい態様の詳細な説明により明らかにされる
だろう。
発明の概要 本発明において、改良された高温流動接触クラ
ツキング−再生方法が提供される。この方法にお
いて、最大の留分または軽質オレフインに対する
所望の製品製造は、ライザー反応器温度プロフア
イルを制御することにより各ライザー触媒クラツ
キング温度を最適範囲に選択的に制限することに
より最大にされ、反応領域における原料の転化の
所望の速度を達成する。この目的のため、選択さ
れた生成物製造のための所望のクラツキングの厳
しさ(severity)例えばライザー接触クラツキン
グ温度が、所望の混合領域温度と無関係に且つ所
望の場合は高転化を妨げることなく達成されるも
ので、これは、軽質炭化水素流例えばナフサ製品
流またはより低沸点物質を噴霧クエンチ流とし
て、通常混合領域として知られている新しい原料
注入領域の下流に再循環することによりなされる
ことが見出された。
こうして所望の接触クラツキング反応が達成さ
れることができ、クラツキングの条件、例えば、
最適反応温度、プロフアイル、最適再生温度、お
よび触媒対油比その他を、所望の最大にされた企
図された製品製造に応じて、別個に調節すること
により、混合領域温度およびライザー出口温度は
別個に維持される。
本発明は、炭化水素原料またはその蒸気のクラ
ツキング触媒でのクラツキングのための、改良さ
れた流動接触クラツキング−再生方法を提供す
る。本発明の方法は、炭化水素原料をライザー転
化領域内で接触クラツキングして、重質FCCナ
フサ分画及び該重質ナフサ分画より低沸点の物
質;軽質循環油/留分;重質循環油分画及び該重
質循環油留分より高沸点の物質を包含する炭化水
素転化生成物を製造し、;そしてその上に炭化水
素系堆積物を有する触媒粒子を炭化水素転化生成
物から分離し、分離された触媒粒子を少なくとも
1の触媒再生領域で酸素源の存在下で再生し;及
び再生された触媒をライザー転化領域に戻し再循
環(recycle)することを包含し、本発明の改良
は、 (a) 炭化水素原料を該ライザー反応領域に装入
し、該炭化水素原料を、新しく再生されたクラ
ツキング触媒と、高められた温度および混合領
域温度を約960〓乃至約1160〓の範囲に維持す
るような条件で懸濁物として混合し、その後該
懸濁物を該ライザー転化領域の下部中を上向き
に通す工程、および、 (b) 炭化水素転化から製造された重質FCCナフ
サまたはより低沸点物質またはこれらの混合物
から選択された軽質液体炭化水素流の再循環部
分(recycled portion)を、該ライザー領域中
を上向きに流れる懸濁物に、該炭化水素原料装
入水準より3乃至約9フイート上において、ラ
イザー転化領域出口温度を約870〓乃至約950〓
の範囲に維持するに充分な温度および条件で、
装入する工程、そして (c) 軽質液体炭化水素流の装入なしで得られる以
上に改善された収量の軽質循環油/留分製品を
回収する工程、を包含する。
本発明は更に、上記のような改良された方法で
あつて、軽質液体炭化水素流がライザーの新しい
原料入り口の20乃至約40フイート上の水準におい
て装入され、その条件及び温度はライザー転化領
域出口温度を約870〓乃至約1020〓に維持するに
充分なものであり、その後、同じ出口温度で再循
環重質FCCナフサの装入なしで得られる以上に
改善された軽質オレフイン製品を回収する方法を
提供する。
本発明の方法は以下の好ましい態様の詳細な説
明及びそのような態様を示した添付の図面を参照
してより良く理解されるだろう。しかしながら、
そのような態様は本発明を限定しないことを理解
するべきである。より多くの変形が特許請求の範
囲の範囲内でその見地から離れることなくなされ
ることができるからである。
本発明の好ましい態様の詳細な説明 本発明の接触クラツキング方法は、炭化水素原
料の流動接触クラツキングに関するものであつ
て、炭化水素原料は、好ましくは経済的に得られ
る重質炭化水素原料であつて、一般名称として
は、軽油、減圧軽油であつて、残油、減圧残油、
常圧残油及び軽油の混合物を包含し、メタロオー
ガニツク化合物その他を包含する高沸点残査炭化
水素を包含する残査成分を有する。これらは、当
業者では原油の部分を説明するのに多くの表現が
使用され、たとえば、軽油であつて、メタロオー
ガニツク化合物を包含することができる高沸点炭
化水素原料部分を含むまたは含まないもの、及び
本質的にすべての他の重質炭化水素原料であつて
少なくとも2重量%のコンラドソンカーボン残査
を有し少なくとも400〓で最初に沸騰しの約1000
〓以上の沸点の成分をおよそ20重量%またはそれ
以上有するものである。
そのような原料のクラツキングから得られる生
成物は、しかしC3からC6軽質オレフイン、C5
C6軽質FCCガソリン、ベンゼン及びC8−C9炭化
水素を包含する中間FCCガソリン、C9−C11炭化
水素及びC5から430〓の範囲の沸点の物質を包含
するその他のガソリン沸点範囲製品を包含する重
質FCCガソリン、約430°から約630〓の範囲の沸
点の軽質循環油/留分、約630°から約900〓の範
囲の沸点の重質循環油製品、及び約670°から約
970〓およびそれ以上の範囲の沸点のスラリー油
製品、を包含するガス製品流に限定されない。さ
らに重質分解ナフサが製造され、軽質循環油/留
分の前端(front end)として引き出され、また
は別に製造され、これの沸点は代表的には約330
〓乃至約430〓でありより代表的には約350〓乃至
約415〓である。
本発明の方法は上記のような重質FCCナフサ
のクラツキングにも関し、軽質オレフインの増加
された製品を製造し、特に高オクタン混合原料製
造のためのアルキル化反応または石油化学品製造
がなされることができる。
この発明によると、代表的には減圧ガス及び残
油の混合物を包含する新しい重質炭化水素原料
は、長いライザーに、好ましくはその注入
(injection)により、ライザーの底部において、
霧化噴霧ノズルまたは原料の高速及び実質的に完
全な気化を行なうに充分な他の公知の高エネルギ
ー注入装置を使用して、注入し、上向きに流れる
高活性な新しく再生された触媒との接触を起こ
す。こうして炭化水素原料は、熱い再生された触
媒と混合されるもので、その温度及び条件は、炭
化水素原料と分散された高温流動触媒粒子との高
度に気化された接触相を形成するものとし、温度
は約960°乃至約1160°の範囲の温度であつて、以
下これを混合領域出口温度と称する。この発明の
目的のために、混合領域温度とは、理論的温度で
あつて、所定の触媒対油比の熱い触媒粒子と気化
された炭化水素原料との間で生じるものであつ
て、実質的に炭化水素液体が残らないが、接触ク
ラツキングがまだ開始しないものと定義される。
特に、こうして懸濁物がライザー転化領域におい
て選択された温度、触媒対油比、及び接触時間の
条件において形成されて、気化可能な原料のライ
ザーにおける注入の際の実質的に即時の気化を最
大にし、そして炭化水素原料の熱転化を最小にす
るようにする。
炭化水素原料は流動クラツキング触媒粒子と、
高められた温度で、1以上の希釈物質例えば水ま
たは水蒸気の存在下ライザー接触領域で接触する
ことができる。そのような希釈物質もまたライザ
ーへ霧化スプレーノズルその他を通しての注入に
より導入することができる。
霧化された炭化水素原料の熱い流動触媒粒子と
の接触は、炭化水素原料の実質的に完全な気化
を、そのような混合領域温度および条件において
及び約0.25秒以下またはライザー反応器の約3乃
至約9フイート上で、起こす。軽質循環油/留分
製品を最大にするために、この発明の一態様にお
いて、原料の実質的に完全な気化が混合領域で起
こつた直後であつて、炭化水素原料の次の領域、
以下主触媒領域という、における接触転化より実
質的に先に、実質的に完全に気化された炭化水素
−触媒原料混合物は、クエンチされ、温度は870
〓乃至約950〓好ましくは880°乃至910〓の範囲に
する。これは、新しい炭化水素原料ライザー注入
点の下流に注入した軽質揮発性液体炭化水素の手
段による。
軽質揮発性液体炭化水素は、ライザー反応器
に、霧化スプレーノズルその他を使用して、注入
され、重質炭化水素−触媒混合物をクエンチし、
主触媒領域のライザー温度を所望の水準に低下
し、一方混合領域の充分な高温は維持する。この
効果は、主ライザー反応領域のより軽質な成分の
接触分解の前に、炭化水素原料中の高沸点成分の
所望の気化及び熱分解を高めることである。ライ
ザー出口温度はまだ充分高くして炭化水素原料の
より高沸点成分の、所望の製品例えば軽質循環
油/留分への転化を行うようにしなければならな
い。
軽質炭化水素クエンチ流の注入に続く加熱及び
気化は、ライザー反応器の集合的(aggregate)
混合物温度を、およそ20〓乃至100〓下げる。当
業者に理解されるように、混合領域を出て主触媒
領域に入る炭化水素−触媒混合物のより低い温度
は、炭化水素原料のガソリン及びC3−C6オレフ
イン製品への接触転化の速度を低下し、それによ
り、軽質循環油/留分の製造を高め、より小さい
程度に軽質循環油より重い沸点の物質を得る。
多くの炭化水素流が本発明によるクエンチの目
的のために使用することができる。好ましくは、
再循環(recycled)FCCナフサ及びFCCナフサよ
り低沸点の物質が使用され、再循環軽質、中間及
び重質再循環FCCガソリンを包含する。軽質循
環油(light cycle oil,LCO)/留分単独または
前記のより軽質な物質との組み合わせもまた本発
明の方法のクエンチ炭化水素流として企図され
る。しかしながら、軽質循環油/留分より高沸点
の物質例えば重質循環油、スラリー油、減圧ガス
油、残査その他は、その中に含有される高度に扱
いにくいコークス製造成分の高い存在により、奨
励されない。
本発明の他の態様において提供される方法は、
C3からC6軽質オレフイン製造を、高い炭化水素
原料転化レベルで、上記と同様な軽質炭化水素再
循環クエンチ/温度プロフアイルを通じて、最大
にする。一般に、炭化水素原料の製品例えばC3
からC6軽質オレフイン物質への転化は、温度及
び触媒対油比と共に増大する。しかしながら、上
記のように、接触クラツキング操作の高転化モー
ドでの高ライザー反応器出口温度でのそのような
操作は、過剰なコーキングを伴なう。これは、既
に重度に反応された軽質循環油および重質循環
油/スラリー油転化生成物の重合および/または
再分解、および熱過分解からの望ましくないジオ
レフインの製造によるもので、所望の製品収量を
減ずる。しかしながら、本発明の方法によつて、
前記の好ましくない副反応は顕著に低減されるこ
とができることが見出された。これは、ライザー
反応器出口温度を軽質C3−C6オレフイン製品へ
の転化の第2の反応領域において約870〓乃至約
1020〓の温度に制限することによるもので、霧化
した軽質液体炭化水素流を上記のように混合領域
および主反応領域の下流に注入してクエンチする
手段による。そのようなクエンチは、前記のよう
に揮発性液体炭化水素をライザー反応器に混合領
域のおよそ20乃至約40フイート下流に導入するこ
とにより達成される。
そのような霧化された軽質液体炭化水素クエン
チは、ライザー反応器を大きく3つの領域に分け
る。(1)960〓乃至約1160〓の範囲の高温のおよそ
0.25秒の触媒−炭化水素接触時間に特徴づけられ
る混合領域(反応ライザーのおよそ3乃至9フイ
ート上);(2)870〓乃至約1100〓の範囲のいくらか
低温範囲およびおよそ0.5乃至1秒の接触時間に
特徴づけられる主反応領域(反応ライザーのおよ
そ20乃至40フイート上)であつて、ここで実質的
にすべての軽質オレフイン物質が製造される;そ
して(3)主反応領域の経過された接触時間のクエン
チの後に製造される、870〓乃至約1020〓に特徴
づけられる第2の反応領域である。。先に示した
ように、LCO/留分の増加された製造は、これ
らの温度範囲の低い側で生じ、軽質オレフイン物
質の増加された製造は、これらの範囲のより高い
側で生じる。当業者に理解されるように、混合領
域温度は、本発明の方法の操作において高転化の
最大の軽質オレフイン製造モードにおいて一般的
に好ましい範囲であり、これにより混合領域出口
温度を最大のLCO/留分モード製造モードのた
め上記の方法でクエンチする必要が除去され、停
止される。
本発明の方法によれば、したがつて、軽質揮発
性炭化水素の霧化クエンチ注入が使用され、所望
の製品製造のためのライザー反応器プロフアイル
を導くものであつて、例えば軽質循環油/留分の
最大収率の製造において、所望のより低いライザ
ー反応器出口温度を維持し、一方新しい原料注入
および混合領域の条件は充分高温に維持する。ラ
イザー反応器プロフアイルは、ここに説明される
方法で導かれて、軽質C3からC6オレフイン物質
の最大の収率の製造において、所望の混合領域お
よび主触媒温度を維持し一方第2の触媒領域温度
を制限する。
本発明の方法において、懸濁物分離装置例え
ば、内部分離器またはセパレータサイクロンを含
む分離用器設備がライザー反応器排出部に設けら
れ、転化の分解生成物を含む気化された炭化水素
−触媒原料混合物を受け、随伴触媒を気体炭化水
素および転化生成物から分離する。セパレータサ
イクロンを出た気体炭化水素は下流の主分留カラ
ムにおいて分離され、以下詳細に説明する生成物
とされる。クラツキング操作においてライザー反
応器から回収された炭化水素系堆積物を包含する
使用済み触媒粒子は、スチームまたは他の適当な
ストリツピングガスの処理により随伴炭化水素物
質のストリツプがされ、少なくとも1の触媒再生
領域で酸素源の存在下で再生され、更なるクラツ
キング操作のためライザー反応器転化領域に再循
環される。
当業者に認識され理解されるように、本発明の
実際は、一段再生又は多数の別の形態
(alternatively configured)の二段装置において
実施することができる。しかし本発明の方法にお
いては、使用済み触媒粒子は該粒子を連続的に第
1および第2の(比較的より低温およびより高温
の)触媒再生領域に、例えば米国特許第4664778
号;4601814;4336160;4332674;および4331533
号に記載の方法で通過させることにより再生する
ことが好ましい。
そのような方法において、ストリツプされた使
用済み触媒は、第1の触媒再生領域の触媒の第1
の濃い流動床へ通されるもので、ここは酸素およ
び温度制限された条件に維持され約1500〓以下好
ましくは約1300〓より高くない温度である。第1
の再生領域において炭化水素性物質又は使用済み
触媒上に堆積したコークスの燃焼が、コークス堆
積物中に存在する実質的にすべての水素およびカ
ーボンの一部を燃焼するに充分な、比較的温和な
温度で行なわれる。したがつて再生温度は最も好
ましくは、1100〓乃至1260〓の範囲に、および好
ましくは触媒の水熱安定性又は従来の低温再生温
度の冶金学的限界を越えない温度に、制限され
る。比較的一酸化炭素リツチな排ガスが第1の再
生領域から回収され、例えば一酸化炭素ボイラ又
は焼却炉に通されることができ、スチームを発生
するものであり、これは、その中の可能な一酸化
炭素のより完全な燃焼を、他の方法の排ガス流と
の混合およびその通過の前に促進し、出力回収第
1ムーバー部を通して例えばプロセスコンプレス
された空気を米国特許出願07/273/266のように
発生することによる。
制限された温度の炭化水素残査を含む部分的に
再生された触媒は、第1の再生領域から実質的に
水素を含まないで回収され、第2の分離した制限
されないより高温の触媒再生領域へと通過し、そ
こで残存しているコークス堆積物は、湿気のない
環境で、1300〓から1800〓までの範囲好ましくは
1330〓から1600〓までの範囲の高められた触媒温
度で実質的にすべて燃焼されて二酸化炭素とな
る。
第2の再生領域は高温でのその中の触媒在庫
(inventory)および触媒滞留時間を制限するよう
に設計され、一方炭素燃焼速度を促進し、再循環
される熱い触媒粒子上の残留炭素を0.1重量%以
下好ましくは0.05重量%およびより好ましくは約
0.03重量%以下にする。
第2の再生領域から回収された熱い煙道ガス
は、外部のサイクロンに入れられ、別の使用例え
ば前記のような方法での先の燃焼された第1の再
生領域煙道ガスとの組み合わせにおいて使用する
前に、随伴触媒微粒子(fines)を再生する。
熱い充分に再生された触媒粒子は触媒収集領域
を通つた後、導管を通り、さらなるクラツキング
操作のためにライザー反応器へ通る。
この発明の方法を行なうための主題の装置は、
従つて、組み合わせ触媒再生操作(combination
catalytic−regeneration operation)であつて、
所望の生成物への選択的転化を可能にする操作パ
ラメータ下での炭化水素原料の接触クラツキング
のための長いライザー反応器を包含する。ライザ
ー反応器は熱い新しく再生された触媒を受けるた
めの底部、および、少なくとも2好ましくは3の
炭化水素原料流を受ける入り口または注入部に適
合され、これは、新しい未分解の炭化水素原料の
ためのライザー反応器の底部の注入点、ライザー
反応器の新しい原料注入点から約3乃至9フイー
トの距離上の注入点であつて最大軽質循環油/留
分製造モードにおける本発明のクラツキング−再
生操作を行う場合のクエンチとしての再循環軽質
炭化水素液体流を導入するための注入点、およ
び/または、ライザー反応器の新しい原料注入点
から約20乃至約40フイートの距離上の注入点であ
つて最大軽質オレフイン製造モードにおける本発
明のクラツキング−再生操作を行う場合のクエン
チとしての再循環軽質液体炭化水素液体流を導入
するための注入点を含む。
本発明において3つの注入入り口を同時に操作
することも企図され、新しい未分解の炭化水素原
料は一番底の注入点から導入され、再循環される
軽質液体炭化水素クエンチは同時に少なくとも2
のライザーの上記の位置の注入点から導入され、
操作を最適にし、たとえばより高いリサーチオン
タン数を有するガソリン沸点範囲の物質の最大量
を生産する。
さらに該装置は、少なくとも1の触媒再生領域
を包含し、使用済み触媒粒子を受け、該粒子を酸
素含有ガスの存在下その上に堆積した炭化水素系
物質を燃焼することにより再生する。好ましくは
該装置は分離した第1および第2の(比較的より
低温およびより高温)の触媒再生領域を包含し、
これは、上記のような条件で操作し、熱い新しく
再生された触媒を連続したクラツキング操作のた
めにライザー反応器に供給する。
分留領域もまた設けられ、これはライザー反応
器排出に位置する遊離または分離装置からの炭化
水素転化の分解生成物を含む気体炭化水素流出流
を受けて、その中の生成物を分離するためであ
り、そしてそれから、軽質転化水素流たとえば
FCCガソリンおよびFCCナフサがクエンチ流と
してライザー反応器へ再循環されることができ
る。
第1図には、本発明の方法の好ましい実施態様
を行うために適合された装置が示されている。触
媒的に分解される代表的に軽油及び残油を包含す
る新しい炭化水素原料は、ライザー反応器2の下
部に導管手段4によつて、原料注入ノズル6で示
される水平に間隔をおいて離れた複数の原料注入
ノズルであつて好ましくは例えば米国特許第
4434049号に記載された種類のアトマイジング原
料注入ノズル、又は好ましくは直径500ミクロン
以下より好ましくは100ミクロン以下の平均サイ
ズの小球体を製造することができる他の適当な高
エネルギー注入源を通して、ライザー断面におけ
る複数の流れを通して導入される。スチーム又は
燃料ガス(fuel gas)を原料注入ノズルに導入し
て、導管手段8を通しての炭化水素原料のアトマ
イゼーシヨンを容易にすることができる。約1330
〓乃至約1600〓の範囲の温度の熱い再生された触
媒が移送(transfer)導管手段12によりライザ
ー下部に導入され上向きのフローを引き起こし、
そして、ライザー反応器2断面において多数の炭
化水素原料流と混合されて、触媒−炭化水素原料
接触を最大にするものであつて、量は、約960〓
乃至約1160〓の範囲の炭化水素原料との高温の気
化された混合物を形成するに充分な量であつて、
触媒の油に対する比は5から約8であつて、約
0.25秒以下の後に液体炭化水素は残らない。
最大LCO/留分製品モードにおいて本発明の
方法を行う場合、霧にされた炭化水素原料が熱い
再生された触媒に接触し実質的に完全に気化した
後直ちに(前記のように約0.25秒以下の時間)軽
質炭化水素液体クエンチ流好ましくは再循環
FCCナフサ又はFCCガソリン又は両者の混合物
が、ライザー反応器2の新しい原料注入点の約3
乃至約9フイート上に、導管手段14によつてラ
イザー断面における複数の流れを通して、注入ノ
ズル16で示される水平に間隔をおいて離れた複
数の注入ノズルを通して導入される。このような
注入ノズルは、好ましくはアトマイジング原料注
入ノズルであつて、例えば前記のようなものであ
る。クエンチFCCナフサ又はガソリンは、適当
な原料注入装置を介して、前記混合物領域出口温
度を約20〓乃至100〓0.25秒以下で下げるに充分
な条件で、導入される。クエンチ流はこうしてラ
イザー反応器2を大きく三つの反応領域に分け
る:気化された炭化水素−触媒懸濁物の高い混合
温度、比較的高い触媒対油の比、および短い接触
時間に特徴される、混合領域と称する上流領域;
軽質オレフイン、分解されたガソリンおよびより
重量の分解された油を含む軽質循環油留分を主に
包含する製品を製造するための公知の条件下で作
用する主触媒領域と称する中流領域;および正味
(net)温度変化が代表的に5〓以下に制限された
ライザー反応器の上部により特徴づけられる第2
の接触分解領域である。この第二の接触領域は自
然に形成することができるか、又は以下により詳
細に説明するように第2の軽質液体炭化水素クエ
ンチ流の結果として導入されることができる。
スチーム又は煙道ガスは、軽質炭化水素液体ク
エンチ流の霧化を容易にするために導管手段18
を通して前記のようにクエンチ原料ノズルに導入
することができ、混合領域出口温度は炭化水素原
料の大規模な(extensive)接触分解の発生前に
充分な時間で所望の温度に下げられ、炭化水素原
料のガソリン又はより軽質な炭化水素への変化を
低減し、LCO/留分製品を最大にするようにす
る。
上記とは別の様態において、高められたC3
らC6軽質オレフイン物質製造モードにおいて本
発明の方法を実施する場合、ライザー2における
条件は、重質炭化水素原料の所望の製品への高転
化のレベルを提供するために当分野で既知の適当
な条件のままである。そのような条件は、一般
に、気化された炭化水素−触媒懸濁物を混合領域
において約960〓乃至約1160〓の範囲の温度に、
触媒対油の比を5乃至約9に、そして炭化水素原
料混合領域接触時間を約0,10乃至約0.25秒に維
持する。高い転化に関連して所望のクラツキング
反応が起こるライザー反応器操作条件は、主触媒
領域出口温度を約1020〓乃至約1100〓に、触媒対
油比を約5乃至約9に、そして触媒−炭化水素原
料接触時間を約0.5乃至約1.0秒に維持する。
本発明によれば、C3からC6オレフイン系物質
特にC3/C4オレフイン系物質の最大収率を得る
ために最適に決定される条件は、軽質炭化水素液
体クエンチ流の導入により厳格に制御されること
ができ、高温での所望の接触時間が経過した後主
触媒領域の温度を約870〓乃至約1020〓の範囲に
直ちに低減し、転化を低減し、C3からC6軽質オ
レフイン物質の最大の収率を減ずることができる
望ましくない物質例えば重合軽質コークスおよび
ガス状ジオレフイン物質の製造を実質的に低減す
る。こうして、軽質液体炭化水素クエンチ流好ま
しくは上記の組成のものは、ライザー2の新しい
原料注入点の約20乃至約40フイート上において導
管手段20によつて、注入ノズル部22で示され
る水平に間隔をおいて離れた複数の注入ノズルを
通してライザー断面における複数の流れを通して
ライザー2に導入される。前記導入ノズルは好ま
しくは前記のようなアトマイジング原料ノズルで
ある。クエンチFCCナフサ又はガソリンは、適
当な原料注入装置を通して約0.2秒以下で主触媒
領域を20〓乃至約80〓下げるのに充分な条件で導
入される。したがつて、前記のように、増加され
たC3からC6軽質オレフイン製品モードにおける
本発明の操作において、クエンチ流は、ライザー
反応器2を大きく3つの反応領域に分ける:こう
して気化された炭化水素−触媒懸濁物の高い混合
温度、比較的高い触媒対油の比、および短い接触
時間に特徴される、上流領域または混合領域;沸
点の高いおよび低いクラツキングされた製品を含
む炭化水素原料の高転化のC3からC6軽質オレフ
イン系物質を包含する製品を製造するための公知
のクラツキング条件下で作用する中流主触媒領
域;およびクエンチングおよび主触媒領域出口温
度の低下に続く比較的低いライザー出口温度によ
り特徴づけられる第2の触媒領域である。
スチーム又は燃料ガス(fuel gas)を、軽質炭
化水素液体クエンチ流の霧化を容易にするために
導管手段24を通して前記のようにクエンチ原料
注入ノズルに導入することができ、主触媒領域か
らの所望のデルタ温度は約0.2秒以下の所望の時
間内にすることができる。
本発明の方法はまた、炭化水素原料および熱い
再生触媒の導入と同時にクエンチ導入ノズル6お
よび22を作動することをも企図し、他の所望の
最高製品製造の最高活用におるフレキシビリテイ
を提供する。例えば、好ましくは高リサーチオク
タン数および芳香族性を有するガソリン沸点範囲
の物質の体積収率(volumetrie yield)は、同時
の軽質炭化水素クエンチを通して、ライザー反応
器温度および条件を最高に利用することにより最
大にすることができる。
本発明の作動モードに関わりなく、すなわち低
い又は高い又は両方の軽質炭化水素クエンチ注入
ノズルが使用されるとき、転化のクラツキング生
成物を含む気化された炭化水素および懸濁された
触媒粒子の混合物を包含するライザー反応器流出
物は、26で示す懸濁物分離手段例えば内部セパ
レータにおける第1の粗い分離を通して出口を通
してライザー2の上端から通り、および/又は触
媒粒子からの揮発炭化水素のさらなる分離のため
の器20の上部に位置する1以上のサイクロンセ
パレータ28へ通る。
手段26およびサイクロン28により分離され
た触媒は、器150の下部において触媒の床30
として集められる。ストリツピングガス例えばス
チームは、導管32により床の下底部に導入され
る。ストリツプされた触媒は、器150から触媒
保持器34へ通り、バルブV34および導管36
を通して、器40内で再生されている触媒の床3
8、第1の再生領域、に移動する。再生ガス例え
ば空気は、空気配分リング44と通じている導管
手段42により床38の底部に導入される。再生
領域40は、1500〓以下好ましくは1300〓以下の
比較的低い温度再生操作として維持され、条件は
カーボン堆積物の少なくとも部分的除去およびク
ラツキングの堆積した炭化水素物質と関連した実
質的にすべての水素の除去を達成するため選択さ
れる。この第1の再生操作において、比較的CO
リツチな排ガスが形成される。これは、平行又は
他のサイクロンと連続配置された1以上のサイク
ロン例えば46および48により、随伴されたは
触媒粒子から分離される。導管50により第1の
反応領域におけるサイクロン分離手段から回収さ
れたCOリツチ煙道ガスは、例えば、一酸化炭素
ボイラー又は焼却炉および/又は排ガス冷却器
(図示せず)に向けられることができ、その中の
可能な一酸化炭素のより完全な燃焼によりスチー
ムを発生し、パワー回復プライムムーバーセクシ
ヨンを通して他のプロセス穴ガス流および通路と
の組み合わせられ、前記の方法でプロセス圧縮さ
れた空気を作動する。
部分的に再生された触媒は、床38の下部から
引き出され、ライザー52を通して上方に移動
し、触媒の濃い流動床の下部への吐き出されるも
のであり、これは器58における触媒再生の上方
の分離した第2の領域における上方界面56を有
する。リフトガス例えば圧縮空気は、フロー制御
手段(図示せず)を有する中空ステムプラグバル
ブ60により、ライザー52の底入口へ仕込まれ
る。再生ガス例えば空気又は酸素リツチにしたガ
スは、空気分配リング64に通じている導管手段
62により、床54に装入される。第1図に示す
ように、第2の再生領域の器58は実質的に露出
した金属内部物及び分離サイクロンがなく、所望
の高温再生が構成材料に関連した温度の問題を起
こすことなく実行されるようにする。こうして温
度条件は制限されず1500〓を越えることが許容さ
れ所望により1800〓のような高温に達して、完全
な炭素燃焼を達成する。しかしながら、温度は代
表的には1300〓から1600〓の間に維持される。こ
の触媒再生環境において、第1の温度抑制再生領
域に続いて触媒上に残留しているカーボンは、第
2の抑制されない温度再生領域において実質的に
完全に除去される。第2の再生領域における器5
8の温度は、したがつてより高い水準に特に制限
されないが、除去されるカーボンの量および接触
クラツキング−再生操作の熱バランス制限により
制限される可能性がある。本発明の方法および装
置によれば、第2の再生領域58は、好ましく
は、再生器空熱を除去するため導管68により接
続された手段(図示せず)を備え、そこで所望に
よりより低い再生器温度を可能にする。好ましい
熱除去手段は、例えば米国特許第2970117および
4064039号に開示されたような制御可能な触媒冷
却器を含む。そのような好ましい手段において、
再生器中の触媒の一部はその下部から引き出さ
れ、再生器から下方に移動し、例えば間接水冷却
スチーム発生器を通して流動床として水と共に上
げられ、そして再生器の上部に上げられる。ある
いは、所望により、冷却された触媒は、再生器の
下部に再導入される。処理される重質炭化水素原
料のコークス生成傾向すなわち原料のコンラドソ
ンカーボン残査値により、冷却器の大きさが決め
られるだろう。
充分な酸素が器58に装入されて、比較的CO2
リツチな煙道ガスが製造され、これは微量のCO
を有し、触媒上の残留カーボンの燃焼を支える量
である。こうして発生したCO2リツチな煙道ガス
は、いくらかの随伴触媒粒子と共に濃い流動触媒
床54からその上のより分散した触媒相へ移動す
る。ここから煙道ガスは、74で示す1以上のサ
イクロンセパレータにつながつている導管70お
よび72により引出される。こうしてサイクロン
において熱い煙道ガスから分離された触媒粒子
は、デイプレグ(dipleg)手段76により、第2
の再生領域58中の触媒床54へ移動する。燃焼
支持量のCOのないCO2リツチな煙道ガスは、前
記の使用のためサイクロン74から導管78によ
り回収される。1800〓までの高温の領域58中で
発生した触媒粒子は、耐火物ライニングされた導
管80により引き出され収集器82へ通過し、導
管84によりフロー制御バルブV84を通り前記の
ライザー反応器2と連絡している導管12へ、移
動する。通気(erating)ガスが器82の下部へ
器82中の分配リングと連絡している導管手段8
6により、導入される。導管手段88により器8
2の頂部から引き出されたガス物質は、器58の
上部の分布された触媒相へ移動する。
分離された気体炭化水素は、ライザー反応器2
中の炭化水素分解からの物質と共に導管手段90
および移送導管手段を通して主分留カラム98の
下部に引き出され、そこで、生成物蒸気は複数の
所望の成分分画に分留される。主分留カラム98
の上部から、ガス分画が導管手段100を介し
て、ウエツトガスコンプレツサ102へ通り、お
よび続いて導管104を通してガス分離プラント
106へ引き出される。FCCナフサおよびより
軽質のC3−C6オレフイン系物質を包含する軽質
液体分画もまた、主分留カラム98の上部から、
ガス分離プラント106へ導管手段108を介し
て引き出される。ガス分離プラント106中で製
造された生成物は、C3/C4軽質オレフインLPG
分画であつて、さらに処理のために移動されて、
例えば、図示しない処理手段においてプロピレン
へ処理されるものであつてより軽質の沸点物質を
包含しオフガスを含む;沸点約180〓までの軽質
FCCガソリン製品;沸点約100〓から約310〓の
範囲の中間FCCガソリン製品;および沸点約310
〓から約430〓の範囲の重質FCCガソリン製品を
包含する。
主分留カラム98の上部に連絡する導管手段1
14の回りにポンプが設けられ、ここで製造され
た重質FCCナフサ流または製品の一部を前記の
方法で軽質液体炭化水素クエンチ流として導管手
段20および/または14に供給する。本発明の
方法および装置は、クエンチ流として、重質
FCCナフサより軽い沸点の物質を提供すること
を企図しており、例えば第1図に示したように軽
質、中間、および軽質FCCガソリンは、それぞ
れ導管手段116,118および120を通して
導管手段114と連絡した導管手段122により
供給される。重質ナフサ流の一部は導管手段16
0を通して薄い(lean)油物質としてガス分離プ
ラント106に通すことができる。
ナフサ沸点範囲の炭化水素を含む軽質循環軽油
(LCO)/留分(light cycle gas oil/distillate)
は、導管手段124を通り前記主分留カラム98
から引き出される。該LCO/留分は、約300〓か
ら約430〓の範囲の初期沸点および約600〓から約
670〓の範囲の終期沸点を有する。LCO/留分は
さらにストリツパ器(図示せず)内で処理される
ことができるもので、そこで該LCO/留分はス
トリツピング蒸気に接触し、それによりより軽質
なナフサ成分を該分画からストリツプし、ストリ
ツプされたLCO/留分流を製造するもので、こ
れはハイドロリアクター又は他の適当な処理に通
され、ジーゼル混合原料へ転化される。ナフサ沸
点範囲物質を包含するストリツプされた蒸気は、
手段(図示せず)により該ストリツパ器から主分
留カラムに戻すことができる。
本発明の方法および装置において、こうして製
造されたLCO/留分の一部を導管手段126を
介して導管14に通すことも企図されて、所望の
製品製造を最適化するため他の軽質液体炭化水素
クエンチ流に関連して使用される。
初期沸点範囲約600〓から約670〓の非蒸留
(non−distillate)重質循環軽油(HCO)分画
は、主分留カラム98から該LCO/留分引き出
し点より低いその中間点において導管128を介
して引き出される。HCO流の少なくとも一部は、
導管手段130を介して導管4に通されることが
でき、本方法でのライザー反応器2内で再クラツ
キングされる。
主分留カラム98の底から、非蒸留HCO沸点
物質を含むスラリー油が約600〓から700〓の温度
で導管手段134を介して引出される。該スラリ
ー油の一部は導管手段134を介して廃熱流発生
器136に通すことができ、該スラリー油の一部
は約450〓に冷却する。廃熱流発生器136から、
冷却されたスラリー油は、導管138を介して追
加のリフラツクスとして主分留カラム98の下部
に流すことができる。導管140を介して引出さ
れたこうして製造されたスラリー油の第2の部分
は、製品スラリー油として導管140を流れる。
当業者には、本発明の方法および装置が、第1
および第2の(それぞれより低いおよびより高い
温度)触媒再生領域を使用する組み合わせ流動接
触分解−再生方法の任意の形態(conformation)
において可能であることが理解されるだろう。例
えば、第1図の態様において説明した“スタツク
された”再生領域に加えて例えば米国特許第
4610814;336160及び4332674に記載された“サイ
ドバイサイド”触媒再生領域形態をここで使用す
ることができる。
第2図は、第1図に示した本発明の方法及び装
置において使用するのに適したアトマイジングス
プレー注入ノズルの詳細な一態様を示したもの
で、一般的にライザー断面への新しい炭化水素原
料及び軽質液体炭化水素クエンチ流のための6,
16及び2として示したものである。
アトマイジングスプレー注入のための注入ノズ
ルは、好ましくは絶縁物質43でライニングした
ライザー2の壁に取り付け貫通した管状スリーブ
40で位置づけされる。管状スリーブ40は、油
供給ノズル44より直径が大きく、フランジ表面
42を有するもので、ここにはノズルがボルト、
リングクランプその他適当な手段(図示せず)に
より固定されたマツチングフランジ46により取
り付けられている。スリーブで位置づけされた第
2図の同心ノズル配置は、スリーブフランジの外
部の原料アトマイジング部“A”、胴延長部
“B”、そこから充分な距離の胴の開口端“C”を
有し、ライザー絶縁耐火物物質の内側鉛直表面に
近い表面にはキヤツプ60及び開口62が設けら
れ、流動触媒粒子でのノズル先端の摩滅およびノ
ズル先端との直接接触する触媒摩擦を最小にす
る。
第2図の例の設計において、ノズル軸は好まし
くは鉛直から約30度の位置であり、ライザー反応
器のほぼ垂直な軸または壁に関して上向きに傾斜
する。この態様において、フランジ手段42を有
するか各端が開いた中空パイプスリーブ40は、
一般に上向きに傾斜し、約30度の角度でライザー
反応器壁及び耐火物ライニングを貫く。そのよう
な2以上のスリーブが互いに水平面内にライザー
反応器壁の周囲に位置する。例えば2,3,4ま
たはそれ以上のそのようなスリーブが、互いに水
平面にライザー反応器の壁の周囲に互いに等しい
間隔を有して配置することができる。この発明の
液体油アトマイジングノズル44は、スリーブ手
段40内に同軸的に位置され、フランジ部材46
を介してボルト、カラー手段または他のフランジ
手段42及び46を互いに適合する関係で結合す
る手段(図示せず)の使用によりリジツドに固定
されているものが示されている。約800〓の温度
に耐える後述の適当な封止ガスケツトまたは環状
部材を、本フランジ部材の間に使用することがで
き、好ましい。
この発明のノズル系または装置は、スリーブ部
材のフランジ42の外部の第1のアトマイズ及び
混合部“A”、該スリーブ内を同軸的に通り該ス
リーブと胴部の間の環状空間“D”を提供する胴
部材“B”を包含する。ガス物質例えばスチーム
がフラツシユガスとして環状空間に添加され、熱
を消失またはそこに落下する触媒粒子を移動する
ことができる。ここで提供されるようにして得ら
れる霧化された油仕込みは、長い胴“B”を通
り、霧化された油の所望の噴霧形式及び排出速度
を提供するために選択された大きさ及び形状のサ
イズ制限された排出開口62に、移動する。ノズ
ルアセンブリは、開口62の軸がライザーの耐火
物ライニングの内表面にアラインした鉛直面を遮
断するように配置する。一方、胴の長さは、開口
または穴62が、耐火物ライニング内側鉛直面の
すぐ内側またはわずかに外側に位置するように調
整して、ライザー内において霧化された原料の噴
霧の所定のまたは選択されたパターンを必要なよ
うに達成し、過剰または受容できないノズル先端
の摩耗またはライザー壁上への油霧の堆積がない
ようにする。
第2図の具体的設計の好ましい使用において、
適当な温度に予熱された水および重質残油のエマ
ルジヨンが導管48によりノズル44に導入さ
れ、穴開口50中を通り、サイズ選択された流れ
を達成し、混合部“A”の壁から延び穴開口50
の反対側の円筒状部材54の円筒平面領域52へ
衝突する。円筒状部材またはロツド54の直径
は、一態様では穴開口50の直径よりも大きく、
開口50から発する導入された重質油エマルジヨ
ンの流れが、低下した油表面張力条件下で表面5
2に衝突し、チヤンバ“A”に分散される油の比
較的小さい滴へと破壊されるようにする。こうし
て形成された重質油滴をさらにアトマイズするた
めに、膨張されたガス物質例えばスチームまたは
他の適当なガス物質が、導管56および穴開口5
8により油入り口に直角に導入され、その速度は
衝突により形成された油滴の間でずれ衝突を効果
的に行うものであり、500ミクロン以下の滴サイ
ズのミストに似たより微細な滴を形成し、そして
ノズル胴“B”中を通り端部“C”ノズル先端の
開口62へ行く。油滴は、チツプ“C”に近い制
限された開口62中を通ることによりさらにシア
(shear)され高度にアトマイズされた懸濁物に維
持される。導入されたシアリングガスまたはスチ
ームは、この特別の態様において油の装入に対し
て90度で第2図の装置に装入され、速度はサイズ
制限された開口62でのノズル出口速度を約
400ft./sec.までおよび音速ほどに高い速度を提
供するのに充分な速度である。ノズル先端開口6
2は、前記のように丸または溝とすることがで
き、15から120度の範囲の滴の接触スプレーパタ
ーンを提供するような大きさである。しかしなが
ら、油導管入り口48とガス導管入り口56の間
の角度は、互いに90度未満であるが、好ましくは
少なくとも30度であることができる。
上記のノズル設計においては、存在しうるキヤ
ツプ60および開口62を包含するノズルの先端
がライザーの壁の内側に延びる程度に実質的に制
限されたノズル胴“B”長さを使用することを企
図している。ある具体的態様において、開口62
は胴“B”の端にねじこまれるかキヤツプおよ
び/または胴を変えることを可能にする他と適当
な設計でそこに固定されるキヤツプ60内に設け
られ、開口62の直径を変え、所望により選択さ
れた速度でそこから発せられるアトマイズされた
滴噴霧パターンの分布を変える。噴霧パターンお
よびアトマイズされた油排出を制御して、霧化さ
れた油が触媒の上向き流体粒子を貫通してライザ
ーの反対の壁に接触してコークス化しないように
することも好ましい。
図面の具体的設計において、円筒部材52は直
径の大きいボルトであつて、混合チヤンバ“A”
の壁にねじ込み又は取り付けられ、表面52と開
口50の間の距離を調整し、所望の滴形成を達成
する。一方、それは、永久的に固定されたまたは
適合可能な固体ロツドまたは“T”字形円形部材
であることができ、固体ロツドまたはT字形ロツ
ドの頂表面により分散される油滴とのシアリング
接触における所望の速度の霧化ガス物質のより制
限されない通過を可能にする。したがつて、ノズ
ルを包含する装置の設計および重質油およびそれ
に装入されるアトマイジングガスの流れの速度
は、比較的広い範囲で変化することができるもの
であつて、供給速度および懸濁される水で変化す
る表面張力に依存して、500ミクロン未満好まし
くは約100ミクロン未満の大きさの滴への所望の
アトマイゼーシヨンを達成して、それにより所望
の霧または滴のミストを形成し、所望の高められ
た炭化水素転化温度でのライザー反応器内の触媒
の流動粒子との分散接触(dispersion contact)
を行う。当業者には、スチーム以外のガス物質
が、エマルジヨンの油滴をさらにアトマイズする
ために使用できることを認識するだろう。従つ
て、従来技術の希釈物質の任意のもの、例えば炭
化水素転化の乾燥ガス製品、CO2、水、スチー
ム、軽質オレフインおよびこれらの組み合わせを
使用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、組み合わせ流動接触クラツキング−
再生操作を示す本発明の方法および装置の図式図
であり、ライザー反応器が炭化水素のための3つ
の入り口に適合されたもので、最も底の部分は新
しい未分解の炭化水素原料のためのものであり、
より上の2つの部分はクエンチ原料流の導入のた
めのものであり、そして再生は2つの分離した比
較的高温および低温の領域で行われる方法を説明
すめため図である。 第2図は、本発明の方法および装置において新
しい炭化水素原料および再循環軽質炭化水素クエ
ンチ流をライザー反応器に導入するために使用す
るのに適した噴霧スプレー導入ノズルの一態様の
断面図である。 2……ライザー、30……触媒床、38……触
媒床、40……スリーブ、54……触媒床、98
……主分留カラム。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 炭化水素原料またはその気体を、混合領域、
    第1のクラツキング領域、および第2のクラツキ
    ング領域を有するライザー転化領域においてクラ
    ツキング触媒でクラツキングして、重質ナフサ分
    画および該重ナフサ分画より低沸点の物質、重質
    循環油分画および該重循環油分画より高沸点の物
    質を包含する炭化水素転化生成物を製造し、その
    上の炭化水素質堆積物を包含する触媒粒子を該炭
    化水素転化生成物から分離し、該分離された触媒
    粒子を少なくとも1の触媒再生領域において酸素
    源の存在下で再生し、そして、該再生された触媒
    を該ライザー転化領域に戻し再循環する、流動接
    触クラツキング−再生方法であつて、 (a) 炭化水素原料を該ライザー転化領域に装入
    し、高められた温度および混合領域温度を約
    960〓乃至約1160〓の範囲に維持し、該炭化水
    素原料を完全に気化するような条件で約0.25秒
    以下該炭化水素原料を新しく再生されたクラツ
    キング触媒に混合し懸濁物とし、そして該懸濁
    物を該ライザー転化領域の下部に上向きに通す
    工程、および、 (b) 炭化水素転化により製造された主に約330〓
    から約430〓の沸点を有する重質ナフサ留分の
    軽質液体炭化水素流の再循環部分を、該第1の
    触媒領域への通過に先立つ該混合領域の出口
    で、該上向きに流れる懸濁物に、ライザー転化
    領域出口温度を約870〓乃至約950〓の範囲に維
    持する条件下で装入して、該混合領域の温度を
    約20〓から100〓下げかつ該混合領域の温度以
    下にする工程、そして (c) 該軽質液体炭化水素流の装入なしで得られる
    以上に改善された収量の軽質循環油/留分生成
    物を回収する工程、 を包含する方法。 2 該再生が、該触媒上の炭化水素質堆積物を、
    分離した第1および第2の触媒再生領域において
    連続的に酸素含有ガスの存在下で、一酸化炭素リ
    ツチな第1の再生領域排ガスおよび二酸化炭素リ
    ツチな第2の再生領域排ガスを製造するのに効果
    的な条件下で、燃焼する工程を包含し、該第1の
    再生領域の温度が約1500〓までの範囲であり、該
    第2の再生領域の温度が約1800〓までの範囲であ
    る、請求項1記載の方法。 3 該第1の再生領域の温度が約1100〓乃至約
    1260〓の範囲であり、該第2の再生領域の温度が
    約1300〓乃至約1600〓の範囲である、請求項2記
    載の方法。 4 該炭化水素原料が軽油を包含する請求項1記
    載の方法。 5 該炭化水素原料を水平に間隔をおいた複数の
    原料注入ノズルを通して該ライザー転化領域に装
    入し、それにより直径500ミクロン以下の平均サ
    イズの炭化水素原料の小球体を形成する請求項4
    記載の方法。 6 平均サイズが直径100ミクロン以下の炭化水
    素原料の小球体を形成する請求5記載の方法。 7 該軽質液体炭化水素流の重質ナフサ留分の第
    2の再循環部分を、該原料の注入の約0.75秒から
    約1.25秒後にライザー転化領域出口温度が約870
    〓乃至約1020〓の範囲に維持するような条件下で
    該ライザー転化領域の第1の触媒領域と第2の触
    媒領域の間に仕込む工程をさらに包含する請求項
    1記載の方法。 8 工程aで約0.25秒またはそれ未満の後に実質
    的に液体炭化水素が該混合領域に残らない請求項
    1の方法。 9 工程bでライザー転化領域出口温度が880〓
    乃至910〓の温度に維持される請求項1の方法。 10 炭化水素原料またはその気体を混合領域、
    第1のクラツキング領域、および第2の混合領域
    を有するライザー転化領域においてクラツキング
    触媒でクラツキングして重質ナフサ分画および該
    重ナフサ分画より低沸点の物質、重質循環油分画
    および該重循環油分画より高沸点の物質を包含す
    る炭化水素転化生成物を製造し、その上の炭化水
    素質堆積物を包含する触媒粒子を該炭化水素転化
    生成物から分離し、該分離された触媒粒子を少な
    くとも1の触媒再生領域において酸素源の存在下
    で再生し、そして、該再生された触媒を該ライザ
    ー転化領域に戻し再循環する、流動接触クラツキ
    ング−再生方法であつて、 (a) 炭化水素原料を該ライザー転化領域に装入
    し、高められた温度および混合領域温度を約
    960〓乃至1160〓の範囲に維持するような条件
    で該炭化水素原料を約0.25秒以下新しく再生さ
    れたクラツキング触媒に混合し懸濁物とし、そ
    して該懸濁物を該ライザー転化領域の下部を上
    向きに通す工程、および、 (b) 炭化水素転化から製造された主に330〓から
    約430〓の沸点を有する重質ナフサ留分の軽質
    液体炭化水素流の再循環部分を、該第1の触媒
    領域への通過に先立つ該混合領域の出口で、該
    ライザー領域中の上向きに流れる懸濁物に、ラ
    イザー転化領域出口温度を約870〓乃至約1020
    〓の範囲に維持するに充分な条件下で装入し
    て、該混合領域の温度を約20〓から100〓下げ
    かつ該混合領域の温度以下にする工程、 (c) 該懸濁物を約870〓から約1100〓の温度範囲
    で第1の触媒領域を通過する工程、 (d) 第2の触媒への通過に先立ち、炭化水素から
    製造された重質ナフサ留分の軽質液体炭化水素
    流の再循環部分を、該炭化水素原料の装入の約
    0.75秒から約1.25秒後に、該上向きに流れる懸
    濁物に挿入し、該第1の触媒領域出口の温度を
    約980〓から約1020〓に下げる工程、そして (e) 該再循環軽質液体炭化水素流の装入なしで得
    られる以上に改善された収量の軽質オレフイン
    製品を回収する工程、 を包含する方法。 11 該分離した触媒粒子の再生が、該触媒上の
    炭化水素質堆積物を、分離した第1および第2の
    触媒再生領域において連続的に酸素含有ガスの存
    在下で、一酸化炭素リツチな第1の再生領域排ガ
    スおよび二酸化炭素リツチな第2の再生領域排ガ
    スを製造するのに効果的な条件下で、燃焼する工
    程を包含し、該第1の再生領域の温度が約1300〓
    から約1500〓までの範囲であり、該第2の再生領
    域の温度が約1300〓から約1800〓までの範囲であ
    る、請求項10記載の方法。 12 該第1の再生領域の温度が約1100〓乃至約
    1260〓の範囲であり、該第2の再生領域の温度が
    約1330〓乃至約1600〓の範囲である、請求項11
    記載の方法。 13 該炭化水素原料が軽油を包含する請求項1
    0記載の方法。
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