JPH07119425B2 - 接触水素添加処理方法およびこの方法を実施する反応容器の詰込ベッドを通る触媒流を制御する装置 - Google Patents
接触水素添加処理方法およびこの方法を実施する反応容器の詰込ベッドを通る触媒流を制御する装置Info
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- JPH07119425B2 JPH07119425B2 JP2510470A JP51047090A JPH07119425B2 JP H07119425 B2 JPH07119425 B2 JP H07119425B2 JP 2510470 A JP2510470 A JP 2510470A JP 51047090 A JP51047090 A JP 51047090A JP H07119425 B2 JPH07119425 B2 JP H07119425B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、接触水素添加処理方法、この処理方法におけ
る稼働間触媒取替方法、触媒または他の粒子の周期的ま
たは半連続的転送方法、触媒ベッドの有効面積および反
応を最大化する方法、これらの方法を実施する反応容器
の詰込ベッドを通る触媒流を制御する装置に係り、炭化
水素給材流の水素添加処理間における稼働間触媒取替え
に関するものである。
る稼働間触媒取替方法、触媒または他の粒子の周期的ま
たは半連続的転送方法、触媒ベッドの有効面積および反
応を最大化する方法、これらの方法を実施する反応容器
の詰込ベッドを通る触媒流を制御する装置に係り、炭化
水素給材流の水素添加処理間における稼働間触媒取替え
に関するものである。
特に、それは詰込接触ベッドの実質的な流動化または沸
騰を前記詰込ベッドを通過する炭化水素給材流及び水素
含有気体の高逆流流量間に生じさせることなしに、広い
処理流量範囲に亙って水素添加処理容器内の空間を経済
的に利用する方法及びそのための装置であって、同時
に、触媒ベッドがその栓状流れを以て前記容器を通るよ
うに触媒の連続的または間欠的取替えをも維持し得るそ
れらに関する。高処理流量によるそのような栓状流れ
は、定常運転間及び触媒転送間における容器内の触媒量
を最大化するように設計流量における沸騰及びベッド膨
張を防止するべく触媒粒子の寸法、形状及び密度を選択
することによって得られる。触媒は容器の利用可能反応
容積内で設計圧力及び流速を有する炭化水素、水素及び
触媒を以て運転される大型パイロットプラント内のベッ
ド膨張を測定することによって選択される。触媒は、流
量制御弁を通る通路を含む、反応容器と加圧可能容器と
の間の全流路を通じて、液流管路が直径において均一で
ありそして触媒粒子より実質的に大きい液体スラリー系
統において触媒粒子の層流によってベッドから移転され
る。
騰を前記詰込ベッドを通過する炭化水素給材流及び水素
含有気体の高逆流流量間に生じさせることなしに、広い
処理流量範囲に亙って水素添加処理容器内の空間を経済
的に利用する方法及びそのための装置であって、同時
に、触媒ベッドがその栓状流れを以て前記容器を通るよ
うに触媒の連続的または間欠的取替えをも維持し得るそ
れらに関する。高処理流量によるそのような栓状流れ
は、定常運転間及び触媒転送間における容器内の触媒量
を最大化するように設計流量における沸騰及びベッド膨
張を防止するべく触媒粒子の寸法、形状及び密度を選択
することによって得られる。触媒は容器の利用可能反応
容積内で設計圧力及び流速を有する炭化水素、水素及び
触媒を以て運転される大型パイロットプラント内のベッ
ド膨張を測定することによって選択される。触媒は、流
量制御弁を通る通路を含む、反応容器と加圧可能容器と
の間の全流路を通じて、液流管路が直径において均一で
ありそして触媒粒子より実質的に大きい液体スラリー系
統において触媒粒子の層流によってベッドから移転され
る。
従来技術は、下記諸特許によって開示されている。
ジャキン外の米国特許第4312741号は、水素ガスの給送
量を１個または複数個のレベルに制御することによって
水素添加処理システムにおける稼働間触媒取替方法に指
向される。触媒は沸騰式ベッドとして反応器を逆流する
が、水平方向に絞られた区域によって複数レベルのおの
おのにおいて緩速にされる。前記区域は触媒の下降流れ
を局部的に十分に緩速化するために水素及び炭化水素の
流量を増す。かくして局部的再循環がおのおののそのよ
うな段階において生じるが、不活性化されまたは汚染さ
れた触媒との混合の結果として、新らしい触媒の迅速な
貫通流れは抑制される。沸騰ベッドは容器からの触媒の
簡単な重力撤収を補助する。各段階間に弁を有する多容
器に比し開示システムの改良は、触媒摩耗による弁シー
ルの急速な摩損及び劣化のリスクを回避することが示唆
される。
量を１個または複数個のレベルに制御することによって
水素添加処理システムにおける稼働間触媒取替方法に指
向される。触媒は沸騰式ベッドとして反応器を逆流する
が、水平方向に絞られた区域によって複数レベルのおの
おのにおいて緩速にされる。前記区域は触媒の下降流れ
を局部的に十分に緩速化するために水素及び炭化水素の
流量を増す。かくして局部的再循環がおのおののそのよ
うな段階において生じるが、不活性化されまたは汚染さ
れた触媒との混合の結果として、新らしい触媒の迅速な
貫通流れは抑制される。沸騰ベッドは容器からの触媒の
簡単な重力撤収を補助する。各段階間に弁を有する多容
器に比し開示システムの改良は、触媒摩耗による弁シー
ルの急速な摩損及び劣化のリスクを回避することが示唆
される。
コデラ外の米国特許第3716478号は、触媒の膨張（また
は収縮）を防止するための液体及びＨガスの混合供給の
低線速度を開示する。流体の上向き流れの低線速度によ
ってガスの泡は詰込ベッドを通る流れによって制御され
るが、ベッドは撤収管に隣接する小横断面区域を有する
底を形成することによって流動化される。これは単一容
器の頂部のおける汚染触媒と新鮮触媒との逆混合を生じ
ることなしに触媒の排出を助ける。容器内におけるベッ
ドレベルの範囲は、ベッドを通過する流体流れによる許
容ベッド体積（±10％）の0.9〜1.1である。このシステ
ムの特別の制限は、触媒反応を蒙らされる流体の流れ
が、そのような制限を超えない流量に絞られるが、触媒
撤収管に隣接するベッドを沸騰させるのに適正でなくて
はならないことである。代替的に、摺動可能の管部分か
らの補助流体の注入が必要とされる。特許権者等は容器
の下端部の直径が触媒撤収管への入口に隣接して触媒の
乱流及び沸騰を増すようにより小さくされていることを
特に明細に記述する。従って、触媒の流動化はこのプロ
セスにとっては絶対に必要とされることが示されてい
る。しかし、開示された気体流量は商業流量を遥かに下
まわり、そして触媒の寸法、密度または形状の試験にお
いて使用された温度または圧力は提案されていない。
は収縮）を防止するための液体及びＨガスの混合供給の
低線速度を開示する。流体の上向き流れの低線速度によ
ってガスの泡は詰込ベッドを通る流れによって制御され
るが、ベッドは撤収管に隣接する小横断面区域を有する
底を形成することによって流動化される。これは単一容
器の頂部のおける汚染触媒と新鮮触媒との逆混合を生じ
ることなしに触媒の排出を助ける。容器内におけるベッ
ドレベルの範囲は、ベッドを通過する流体流れによる許
容ベッド体積（±10％）の0.9〜1.1である。このシステ
ムの特別の制限は、触媒反応を蒙らされる流体の流れ
が、そのような制限を超えない流量に絞られるが、触媒
撤収管に隣接するベッドを沸騰させるのに適正でなくて
はならないことである。代替的に、摺動可能の管部分か
らの補助流体の注入が必要とされる。特許権者等は容器
の下端部の直径が触媒撤収管への入口に隣接して触媒の
乱流及び沸騰を増すようにより小さくされていることを
特に明細に記述する。従って、触媒の流動化はこのプロ
セスにとっては絶対に必要とされることが示されてい
る。しかし、開示された気体流量は商業流量を遥かに下
まわり、そして触媒の寸法、密度または形状の試験にお
いて使用された温度または圧力は提案されていない。
ビスチョフ外の米国特許第4571326号は、液体炭化水素
及び気体給材流に対して逆流する触媒の中心を通って触
媒を撤収する装置に指向される。このシステムはベッド
の横断面区域を横切る液体給材に対する水素ガスの一様
の分配を保証する装置に特に適用される。そのような一
様な分配は、ベッドが開示された流れの条件下で沸騰す
るから生じさせられると思われる。従って、相当な反応
器スペースが、気体及び炭化水素給材を他の底部給材分
配器へ流れる前に容器の下部分内で最初に混合させるた
めに使用される。これら給材は、さらにより高いレベル
において、切頭された円錐形または角錐形の漏斗スクリ
ーン下方の複数の六角管から成る“ハネコム”または
“サルザープレート”の形式にされたそのような分配器
手段によって混合される。この機構は前記管またはプレ
ート端間のスクリーンの下側面と平行する開放斜面区域
を有し得る。さらに、触媒ベッドの長さに沿って気体分
配を維持するために、急冷気体が容器の中間部分を横切
って延びる星形または環状のヘッダ内に上へ流れるジェ
ットを通じて供給される。消費された触媒を撤収する機
構は、ベッドの少なくとも下部分の沸騰を必要とする。
既に留意されたように、沸騰中のベッドのみならず、沸
騰されたベッド内に流体を導入する前における水素と給
材との一様の混合のための追加容器空間は、水素添加処
理容器の要求寸法を増し、触媒雑耗を増し、触媒ベッド
混合を増しそしてシステムの初度並びに継続運転コスト
を増す。
及び気体給材流に対して逆流する触媒の中心を通って触
媒を撤収する装置に指向される。このシステムはベッド
の横断面区域を横切る液体給材に対する水素ガスの一様
の分配を保証する装置に特に適用される。そのような一
様な分配は、ベッドが開示された流れの条件下で沸騰す
るから生じさせられると思われる。従って、相当な反応
器スペースが、気体及び炭化水素給材を他の底部給材分
配器へ流れる前に容器の下部分内で最初に混合させるた
めに使用される。これら給材は、さらにより高いレベル
において、切頭された円錐形または角錐形の漏斗スクリ
ーン下方の複数の六角管から成る“ハネコム”または
“サルザープレート”の形式にされたそのような分配器
手段によって混合される。この機構は前記管またはプレ
ート端間のスクリーンの下側面と平行する開放斜面区域
を有し得る。さらに、触媒ベッドの長さに沿って気体分
配を維持するために、急冷気体が容器の中間部分を横切
って延びる星形または環状のヘッダ内に上へ流れるジェ
ットを通じて供給される。消費された触媒を撤収する機
構は、ベッドの少なくとも下部分の沸騰を必要とする。
既に留意されたように、沸騰中のベッドのみならず、沸
騰されたベッド内に流体を導入する前における水素と給
材との一様の混合のための追加容器空間は、水素添加処
理容器の要求寸法を増し、触媒雑耗を増し、触媒ベッド
混合を増しそしてシステムの初度並びに継続運転コスト
を増す。
ビスチョフ外の米国特許第4639354号は、米国特許第457
1216号と同様の水素添加処理の方法であって、同様の装
置が、急冷気体過程を有し、触媒ベツドの垂直高さを通
じて均一の沸騰を達成するものを一層詳細に説明する。
1216号と同様の水素添加処理の方法であって、同様の装
置が、急冷気体過程を有し、触媒ベツドの垂直高さを通
じて均一の沸騰を達成するものを一層詳細に説明する。
モーの米国特許第3336217号は沸騰ベッド反応器からの
触媒撤収方法に特に指向される。このシステムにおいて
は、容器の底に蓄積しそして平らな泡トレー上に支持さ
れる触媒は、倒立Ｊ形管であってより長い脚に対するＪ
形管の短脚の特別の容積比を有するものを通じて撤収さ
れ得る。Ｊ形管の直径は、上方へ流れる炭化水素給材と
気体とによって沸騰される触媒の本体からの触媒の流れ
に対してのみ適するようにされる。
触媒撤収方法に特に指向される。このシステムにおいて
は、容器の底に蓄積しそして平らな泡トレー上に支持さ
れる触媒は、倒立Ｊ形管であってより長い脚に対するＪ
形管の短脚の特別の容積比を有するものを通じて撤収さ
れ得る。Ｊ形管の直径は、上方へ流れる炭化水素給材と
気体とによって沸騰される触媒の本体からの触媒の流れ
に対してのみ適するようにされる。
ユウゼン外の米国特許第4444653号及び第4392943号は、
沸騰ベッド内における触媒取替のための移転システムを
開示する。これら特許においては、気体を含む炭化水素
をする流体装入物は１個または複数のベッド支持スクリ
ーンの上円錐面に対して横方向にまたは直接該上円錐面
上に対し作用する下方向に指向される様々の配列のジェ
ットによって導入される。代替的に、給材は曲がりくね
った通路または多数の互いに分離された管から成る分配
機構を通過した後、円錐形スクリーンを通じて導入さ
れ、円錐形スクリーン上において気体と液体給材とが混
合される。そのような機構は、そのような混合を保証す
るために、相当な容積の圧力容器を使用しなくてはなら
ない。
沸騰ベッド内における触媒取替のための移転システムを
開示する。これら特許においては、気体を含む炭化水素
をする流体装入物は１個または複数のベッド支持スクリ
ーンの上円錐面に対して横方向にまたは直接該上円錐面
上に対し作用する下方向に指向される様々の配列のジェ
ットによって導入される。代替的に、給材は曲がりくね
った通路または多数の互いに分離された管から成る分配
機構を通過した後、円錐形スクリーンを通じて導入さ
れ、円錐形スクリーン上において気体と液体給材とが混
合される。そのような機構は、そのような混合を保証す
るために、相当な容積の圧力容器を使用しなくてはなら
ない。
バンダートーン外の米国特許第3730880号及び第3880569
号は一連の触媒反応器であって触媒が重力によって容器
から逆止め弁を通って容器へ下方に運動するものを開示
する。既に留意されたように、各弁は触媒を弁流路内に
置いて流量を調節するために、または、触媒の転送を開
始しそして停止するために開閉することを必要とする。
プロセス流体給材は触媒を通って同方向に流れるか、ま
たは、逆方向に流れる。
号は一連の触媒反応器であって触媒が重力によって容器
から逆止め弁を通って容器へ下方に運動するものを開示
する。既に留意されたように、各弁は触媒を弁流路内に
置いて流量を調節するために、または、触媒の転送を開
始しそして停止するために開閉することを必要とする。
プロセス流体給材は触媒を通って同方向に流れるか、ま
たは、逆方向に流れる。
バンジルラングハート外の米国特許第4259294号は反応
容器から触媒を撤収するため、または、反応容器へ新鮮
な触媒を供給するため、スラリーとしてポンプ送りされ
る油における触媒のエントレインメントによる稼働間触
媒取替システムに指向される。反応給材は触媒と同方向
流れまたは逆方向流れを以て反応器を通ることが示唆さ
れる。触媒を管路に置いて、またはスラリー油の逆流の
後に、閉鎖し得る複数の弁は、受取り反応容器から運転
温度及び圧力を有する触媒保持容器を遮断することを要
求され、または容器の撤収部分から触媒受取りロックホ
ッパを隔離することを要求される。
容器から触媒を撤収するため、または、反応容器へ新鮮
な触媒を供給するため、スラリーとしてポンプ送りされ
る油における触媒のエントレインメントによる稼働間触
媒取替システムに指向される。反応給材は触媒と同方向
流れまたは逆方向流れを以て反応器を通ることが示唆さ
れる。触媒を管路に置いて、またはスラリー油の逆流の
後に、閉鎖し得る複数の弁は、受取り反応容器から運転
温度及び圧力を有する触媒保持容器を遮断することを要
求され、または容器の撤収部分から触媒受取りロックホ
ッパを隔離することを要求される。
カーソンの米国特許第3470900号及びシカマの米国特許
第4167474号は、多シングルベッド反応器及び多ベッド
反応器であって触媒が連続的または周期的に取替えられ
るものをそれぞれ説明する。給材及び触媒は同方向流れ
を以てそして／または半径方向に流れる。触媒は再生さ
れそして反応器へ戻されるか、または処分される。触媒
撤収システムは、内部ベッド支持体の構成または触媒の
重力排出を補助する容器底部の形状を別として、開示さ
れていない。
第4167474号は、多シングルベッド反応器及び多ベッド
反応器であって触媒が連続的または周期的に取替えられ
るものをそれぞれ説明する。給材及び触媒は同方向流れ
を以てそして／または半径方向に流れる。触媒は再生さ
れそして反応器へ戻されるか、または処分される。触媒
撤収システムは、内部ベッド支持体の構成または触媒の
重力排出を補助する容器底部の形状を別として、開示さ
れていない。
炭化水素給材流から望ましからざる成分を除去するため
の水素添加処理または水素化処理はそのような炭化水素
の商業価値を増するために炭化水素を触媒で処理する周
知の方法である。“重質”炭化水素液流、及び特に原
油、石油残油、タールサンドビチューメン、シェール油
または液化石炭または再生油、は一般的に製品汚染物
質、例えば硫黄、及び／または窒素、金属及び有機−金
属化合物であって水素添加処理条件下での給材流と水素
との接触間に触媒粒子を非活性化するもの、を含有す
る。そのような水素添加処理条件は、通常、20〜300気
圧の圧力下において100℃〜650℃（華氏212度〜1200
度）の範囲内に在る。一般に、そのような水素添加処理
は、プラチナ、モリブデン、タングステン、ニッケル、
コバルトなどのごときVI族またはVIII族の金属を含む触
媒であって高面対体積比を有する各種のその他の金属元
素粒子例えばアルミナ、シリカ、マグネシアなどと混合
されたものの存在下で行われる。
の水素添加処理または水素化処理はそのような炭化水素
の商業価値を増するために炭化水素を触媒で処理する周
知の方法である。“重質”炭化水素液流、及び特に原
油、石油残油、タールサンドビチューメン、シェール油
または液化石炭または再生油、は一般的に製品汚染物
質、例えば硫黄、及び／または窒素、金属及び有機−金
属化合物であって水素添加処理条件下での給材流と水素
との接触間に触媒粒子を非活性化するもの、を含有す
る。そのような水素添加処理条件は、通常、20〜300気
圧の圧力下において100℃〜650℃（華氏212度〜1200
度）の範囲内に在る。一般に、そのような水素添加処理
は、プラチナ、モリブデン、タングステン、ニッケル、
コバルトなどのごときVI族またはVIII族の金属を含む触
媒であって高面対体積比を有する各種のその他の金属元
素粒子例えばアルミナ、シリカ、マグネシアなどと混合
されたものの存在下で行われる。
これら反応は、高温度及び高圧力下における炭化水素給
材流と水素含有気体との接触によって行われなくてはな
らないから、そのような処理の主要コストは必然的に容
器及び関連する炉、熱取替器、ポンプ及びそれらのため
に役立つ管類のための投下資本と、使用されて汚染され
た触媒の取替コストとを含む。比較的低費用の供給原料
例えば汚染化合物を含有する原油の水素添加処理は、約
数百m3毎日（数千バレル毎日〔BPD〕）から最高約15,87
9m3毎日（十万バレル毎日〔BPD〕）の程度の流量に加え
て、同一方向水素流量最高約283m3/液体給材流量159
（10,000SCF/バレル）を必要とする。そのような反応処
理量に対応し得る容器は、従って、容れる要求と水素に
よる金属脆化に耐える要求との両方によって費用集中的
であり、一方、所望の諸反応例えば脱金属、脱窒、脱硫
及び高圧力及び高温度での熱分解を行う。例えば、冶金
学上及び安全上の要求の故に、そのような容器は触媒容
積毎m3当たり約24,700ドル（＄70,000/触媒容積毎ft3）
台のコストを要する。従って、炭化水素給材流3974m3毎
日（25,000BPD）を処理し得る容器は、400万ドル〜500
万ドル台のコストを要する。そのような圧力及び温度の
水素を含む流体の流れを取扱うポンプ、パイプ類及び弁
も、そのような圧力シールが多くの年数の長い可使期間
に亙って水素不透過性を維持しなくてはならないから、
やはり高価である。
材流と水素含有気体との接触によって行われなくてはな
らないから、そのような処理の主要コストは必然的に容
器及び関連する炉、熱取替器、ポンプ及びそれらのため
に役立つ管類のための投下資本と、使用されて汚染され
た触媒の取替コストとを含む。比較的低費用の供給原料
例えば汚染化合物を含有する原油の水素添加処理は、約
数百m3毎日（数千バレル毎日〔BPD〕）から最高約15,87
9m3毎日（十万バレル毎日〔BPD〕）の程度の流量に加え
て、同一方向水素流量最高約283m3/液体給材流量159
（10,000SCF/バレル）を必要とする。そのような反応処
理量に対応し得る容器は、従って、容れる要求と水素に
よる金属脆化に耐える要求との両方によって費用集中的
であり、一方、所望の諸反応例えば脱金属、脱窒、脱硫
及び高圧力及び高温度での熱分解を行う。例えば、冶金
学上及び安全上の要求の故に、そのような容器は触媒容
積毎m3当たり約24,700ドル（＄70,000/触媒容積毎ft3）
台のコストを要する。従って、炭化水素給材流3974m3毎
日（25,000BPD）を処理し得る容器は、400万ドル〜500
万ドル台のコストを要する。そのような圧力及び温度の
水素を含む流体の流れを取扱うポンプ、パイプ類及び弁
も、そのような圧力シールが多くの年数の長い可使期間
に亙って水素不透過性を維持しなくてはならないから、
やはり高価である。
さらに、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、
モリブデンなどの金属を典型的に含むそのような反応器
のための水素添加処理触媒は、＄４〜＄8.8/kg（＄２〜
＄4/ポンド）の費用を要する約226,800kg（500,000ポン
ド）の触媒を準備する。従って、商業運転における経済
的実行可能性のために、前記処理法は高流量を取扱わな
くてはならず、そして容器は触媒活性及び可使期間を最
大限にするため可能なかぎり多量の触媒を装入さるべき
である。さらに、触媒の取替えまたは更新のためのダウ
ンタイムは可能な限り短くされなくてはならない。さら
に、処理の経済性は、様々の量の汚染物質例えば硫黄、
窒素、金属及び／または有機−金属化合物であって広範
な種類の比較的多量に供給される（従って、比較的安価
である）原油、残油、または液化石炭、タールサンドビ
チューメンまたはシェール油、並びに使用済みの油など
に存在するものを含む給材流を取扱うシステムの多用性
に一般的に依存する。
モリブデンなどの金属を典型的に含むそのような反応器
のための水素添加処理触媒は、＄４〜＄8.8/kg（＄２〜
＄4/ポンド）の費用を要する約226,800kg（500,000ポン
ド）の触媒を準備する。従って、商業運転における経済
的実行可能性のために、前記処理法は高流量を取扱わな
くてはならず、そして容器は触媒活性及び可使期間を最
大限にするため可能なかぎり多量の触媒を装入さるべき
である。さらに、触媒の取替えまたは更新のためのダウ
ンタイムは可能な限り短くされなくてはならない。さら
に、処理の経済性は、様々の量の汚染物質例えば硫黄、
窒素、金属及び／または有機−金属化合物であって広範
な種類の比較的多量に供給される（従って、比較的安価
である）原油、残油、または液化石炭、タールサンドビ
チューメンまたはシェール油、並びに使用済みの油など
に存在するものを含む給材流を取扱うシステムの多用性
に一般的に依存する。
水素添加処理のための先行システムにおいては、液体炭
化水素給材流及び水素流を触媒と同時に下降流路に流す
ことが知られている。これは触媒ベッドの沸騰または膨
張を伴うことなしに触媒のために高詰込密度を保証する
が、そのようなプロセスは特に容器内のトップ触媒ベッ
ドにおいてベッドを固く詰まらせる給材金属の局部的堆
積を形成する傾向を有する。従って、一般的に、触媒と
プロセス流体の流れとを互いに対して逆流させることが
好的とされている。しかし、前に言及されたように、プ
ロセス給材流量が大きいときは、容器によって収容され
得る触媒の体積は当初設定体積の10％に減少する。流体
速度が比較的低いときは、触媒体積は約80〜90％に達し
得るが、処理のための有効反応空間は依然として無駄に
されそして乱流によって触媒の軸方向混合が生じ、それ
によって所望の栓状流れの運動が干渉される。従って本
発明の特別の目的は、触媒と流体速度との総合によって
ベッドの膨張が10％より小さく制限される逆流処理シス
テムを運転することである。
化水素給材流及び水素流を触媒と同時に下降流路に流す
ことが知られている。これは触媒ベッドの沸騰または膨
張を伴うことなしに触媒のために高詰込密度を保証する
が、そのようなプロセスは特に容器内のトップ触媒ベッ
ドにおいてベッドを固く詰まらせる給材金属の局部的堆
積を形成する傾向を有する。従って、一般的に、触媒と
プロセス流体の流れとを互いに対して逆流させることが
好的とされている。しかし、前に言及されたように、プ
ロセス給材流量が大きいときは、容器によって収容され
得る触媒の体積は当初設定体積の10％に減少する。流体
速度が比較的低いときは、触媒体積は約80〜90％に達し
得るが、処理のための有効反応空間は依然として無駄に
されそして乱流によって触媒の軸方向混合が生じ、それ
によって所望の栓状流れの運動が干渉される。従って本
発明の特別の目的は、触媒と流体速度との総合によって
ベッドの膨張が10％より小さく制限される逆流処理シス
テムを運転することである。
また、互いに上方に積み重ねられた一連の独立した容器
であって触媒と同じまたは反対の方向に指向される流体
の流れを有するものを使用することも知られている。そ
のようなプロセスにおいては、触媒は各個の容器の間の
弁を周期的に締切る、または閉じる、ことによって上方
の容器から下方の容器へ重力によって運動し、それによ
り、最も汚染された、即ち生の給送原料が最初に触媒と
接触する最低段即ち第１段の容器からの触媒の移転が可
能にされる。この方式によって、炭化水素流中の主要汚
染成分の大部分は、炭化水素の流体が一連の積重ね容器
の高位容器内で遂行される処理の主変換過程に到達する
以前に除去される。かくして給材流中の最も不活性化す
る成分は、それが最上位の容器に追加された最少汚染触
媒に達する前に除去される。しかし、そのようなシステ
ムは、管路内に捕捉された触媒に対して触媒流を締切る
のに好適な弁を必要とする。従って、弁の寿命は比較的
短く、そして弁の取替えまたは修理のためのダウンタイ
ムは比較的高くつく。
であって触媒と同じまたは反対の方向に指向される流体
の流れを有するものを使用することも知られている。そ
のようなプロセスにおいては、触媒は各個の容器の間の
弁を周期的に締切る、または閉じる、ことによって上方
の容器から下方の容器へ重力によって運動し、それによ
り、最も汚染された、即ち生の給送原料が最初に触媒と
接触する最低段即ち第１段の容器からの触媒の移転が可
能にされる。この方式によって、炭化水素流中の主要汚
染成分の大部分は、炭化水素の流体が一連の積重ね容器
の高位容器内で遂行される処理の主変換過程に到達する
以前に除去される。かくして給材流中の最も不活性化す
る成分は、それが最上位の容器に追加された最少汚染触
媒に達する前に除去される。しかし、そのようなシステ
ムは、管路内に捕捉された触媒に対して触媒流を締切る
のに好適な弁を必要とする。従って、弁の寿命は比較的
短く、そして弁の取替えまたは修理のためのダウンタイ
ムは比較的高くつく。
代替的に、水素添加処理システムの連続運転は、単一の
容器または一連の容器を通って触媒が下方へ向かう逆流
を含み、炭化水素給材流及び水素ガス流はベッドを沸騰
させるのに十分な流量を以て触媒を通って容器内を上方
へ流れる。そのような沸騰は容器からの触媒の緩徐な、
しかし連続的なまたは周期的である、除去のために容器
の下部分からの触媒の撤収を可能にするため望ましいま
たは必須的と見なされている。既に言及されたごとく、
そのような沸騰は、流体を反応させるための適切な接触
時間を以て、給材流及び水素を触媒を用いて水素添加処
理するのに必要な触媒体積に対し相対的に容器内の流体
体積を増す傾向を有する。さらに、そのような沸騰され
たベッドは、“細粒”が上向流れを通って下方へ通過す
る間に、より大きい（そしてより重い）粒子からの“細
粒”の分離または隔離を生じさせる傾向がある。特に触
媒が例えば渦流によって局部的に撹乱される場合にしば
しば起きるように、粒子は沸騰するベッドを通過する非
常により大きい流量の給材流によって摩耗する傾向があ
る。細粒の寸法に依存して、それらは上方へ移動してそ
こで生成品を汚染するか、または、出口スクリーンを詰
塞し、もしくはそれらはベッドの底へ自力で下降し得な
いから反応器内に蓄積する傾向がある。前記のような逆
流システムもまた、反応する炭化水素及び水素流体の一
部分における制限された量の沸騰した触媒の撤収の相対
的容易性の故に採用されている。特に、触媒のそのよう
な乱流が、容器の底に在る中心管内への漏斗状開口を通
じる重力による排流の補助を必要とする場合然りであ
る。
容器または一連の容器を通って触媒が下方へ向かう逆流
を含み、炭化水素給材流及び水素ガス流はベッドを沸騰
させるのに十分な流量を以て触媒を通って容器内を上方
へ流れる。そのような沸騰は容器からの触媒の緩徐な、
しかし連続的なまたは周期的である、除去のために容器
の下部分からの触媒の撤収を可能にするため望ましいま
たは必須的と見なされている。既に言及されたごとく、
そのような沸騰は、流体を反応させるための適切な接触
時間を以て、給材流及び水素を触媒を用いて水素添加処
理するのに必要な触媒体積に対し相対的に容器内の流体
体積を増す傾向を有する。さらに、そのような沸騰され
たベッドは、“細粒”が上向流れを通って下方へ通過す
る間に、より大きい（そしてより重い）粒子からの“細
粒”の分離または隔離を生じさせる傾向がある。特に触
媒が例えば渦流によって局部的に撹乱される場合にしば
しば起きるように、粒子は沸騰するベッドを通過する非
常により大きい流量の給材流によって摩耗する傾向があ
る。細粒の寸法に依存して、それらは上方へ移動してそ
こで生成品を汚染するか、または、出口スクリーンを詰
塞し、もしくはそれらはベッドの底へ自力で下降し得な
いから反応器内に蓄積する傾向がある。前記のような逆
流システムもまた、反応する炭化水素及び水素流体の一
部分における制限された量の沸騰した触媒の撤収の相対
的容易性の故に採用されている。特に、触媒のそのよう
な乱流が、容器の底に在る中心管内への漏斗状開口を通
じる重力による排流の補助を必要とする場合然りであ
る。
これまでは、前記のごとき撹乱を減少させ、そしてそれ
により触媒ベッドを通って上方へ流れる流体体積全体に
亙る水素の一様の分配を保証するため、触媒の栓状流れ
即ち詰込ベッド流れを使用することが提案されている
が、一般的にそのような流れは、約10％を超えるベッド
の沸騰または浮揚を生じさせることなしに許容され得る
最大流量を制限することによって制限されている。さら
に、ベッドの膨張が制限される先行システムにおいて
は、水素流量は容器の撤収点における触媒の相対的乱流
を保証するためにベッドの底において十分に大きくされ
ている。これはそのような乱流を確かに保証するが、そ
れはまたスペースを浪費し、触媒を損傷させ、そして撤
収管に入る触媒による水素の直接エントレインメントを
許す。触媒のそのような乱流は、容器からの触媒の重力
による除去を補助するのに明らかに必要である。
により触媒ベッドを通って上方へ流れる流体体積全体に
亙る水素の一様の分配を保証するため、触媒の栓状流れ
即ち詰込ベッド流れを使用することが提案されている
が、一般的にそのような流れは、約10％を超えるベッド
の沸騰または浮揚を生じさせることなしに許容され得る
最大流量を制限することによって制限されている。さら
に、ベッドの膨張が制限される先行システムにおいて
は、水素流量は容器の撤収点における触媒の相対的乱流
を保証するためにベッドの底において十分に大きくされ
ている。これはそのような乱流を確かに保証するが、そ
れはまたスペースを浪費し、触媒を損傷させ、そして撤
収管に入る触媒による水素の直接エントレインメントを
許す。触媒のそのような乱流は、容器からの触媒の重力
による除去を補助するのに明らかに必要である。
本発明は上記課題を解決することを目的とするものであ
り、以下のような目的を達成しようとするものである。
り、以下のような目的を達成しようとするものである。
水素添加処理における稼働間触媒取替に関する先行既知
方法とは著しく異なるものとして、本発明の方法及び装
置は、詰込触媒ベッドの体積の全域において炭化水素給
材流及び水素ガスの高逆流流量の広い範囲に亙って前記
ベッドの栓状流れが維持されるシステムを提供する。そ
のような詰込ベッド流れは、前記ベッドがそれを通る流
体の流れの設計流量において実質的に膨張されないよう
に触媒の寸法、形状及び密度を制御することによって触
媒の実質的に最大体積及び密度を所与の容器設計容積内
に維持する。適正な寸法、形状及び密度は、例IIに詳細
に説明されるごとき設計圧力及び流速を有する炭化水
素、水素及び触媒によって運転される大型パイロット装
置におけるベッド膨張を測定することによって決定され
る。そのような詰込ベッド流れをさらに制御するため
に、容器内の触媒ベッドのレベルは、ベッドの沸騰がほ
とんど生じないことを保証するために、例えばガンマ線
吸収によって、連続的に測定される。そのような制御
は、水素ガス成分及び炭化水素流体給送成分をそれらが
ともに触媒ベッドに進入するにつれて容器の全水平方向
横断面を横切る交互同心環状通路内に同心的に分配する
ことによってベッドの全長に亙って水素及び液体給材を
均等に分配することによりさらに増進される。これに加
えて、そして希望に従って、水素は均等に再分配されそ
してもし必要とされるならば触媒ベッドの長さに沿って
１個または複数個の中間レベルで急冷システムを通じて
増される。詰込粒子ベッドの長さに沿って全水平方向区
域を横切って水素及び液体給材量を同等化することは、
局部的乱流及び容器を通って下方へ栓状流れの態様で流
れる比較的重い粒子からの比較的軽い粒子の望ましから
ざる垂直方向分離を防止する。
方法とは著しく異なるものとして、本発明の方法及び装
置は、詰込触媒ベッドの体積の全域において炭化水素給
材流及び水素ガスの高逆流流量の広い範囲に亙って前記
ベッドの栓状流れが維持されるシステムを提供する。そ
のような詰込ベッド流れは、前記ベッドがそれを通る流
体の流れの設計流量において実質的に膨張されないよう
に触媒の寸法、形状及び密度を制御することによって触
媒の実質的に最大体積及び密度を所与の容器設計容積内
に維持する。適正な寸法、形状及び密度は、例IIに詳細
に説明されるごとき設計圧力及び流速を有する炭化水
素、水素及び触媒によって運転される大型パイロット装
置におけるベッド膨張を測定することによって決定され
る。そのような詰込ベッド流れをさらに制御するため
に、容器内の触媒ベッドのレベルは、ベッドの沸騰がほ
とんど生じないことを保証するために、例えばガンマ線
吸収によって、連続的に測定される。そのような制御
は、水素ガス成分及び炭化水素流体給送成分をそれらが
ともに触媒ベッドに進入するにつれて容器の全水平方向
横断面を横切る交互同心環状通路内に同心的に分配する
ことによってベッドの全長に亙って水素及び液体給材を
均等に分配することによりさらに増進される。これに加
えて、そして希望に従って、水素は均等に再分配されそ
してもし必要とされるならば触媒ベッドの長さに沿って
１個または複数個の中間レベルで急冷システムを通じて
増される。詰込粒子ベッドの長さに沿って全水平方向区
域を横切って水素及び液体給材量を同等化することは、
局部的乱流及び容器を通って下方へ栓状流れの態様で流
れる比較的重い粒子からの比較的軽い粒子の望ましから
ざる垂直方向分離を防止する。
さらに前記方法に従って、非沸騰ベッドの連続する運転
間に触媒を取り替えるシステムは、ベッドの沸騰さえも
生じることなしに、比較的高液体給材流量で前記プロセ
スを遂行することによって助けられる。一好的形式にお
いて、触媒転送システムは撤収管として倒立Ｊ形管を有
し、従ってＪ形管は容器の下端部の中心に隣接して下方
へそして触媒ベッド内への液体及び気体の包囲環状流路
の中心部分の真上に開口する。触媒の取入れはそのよう
な給材流の直接の流れ、そして特に気体の流れ、から行
われる。そのような好的形式においては、環状流路は、
円錐形または角錐形のスクリーン、または多孔板、であ
って容器の中心から容器の円筒形の側壁へ延びる複数の
半径方向のアームに支持される複数の半径方向に互いか
ら離間されそして軸方向に細長くされた同心リング、ま
たは多辺形、を通じて容器を横切って触媒のベッドまた
は柱状体を支持するものを通る。各リングは１対の周辺
部材であって前記円錐形スクリーンの直下において半径
方向のアームの間に延びるものによって形成され、従っ
てこれは各リングの上レベルにおいて円形の気体ポケッ
トを形成し、その結果、前記周辺部材の各対間におい
て、気体を通って炭化水素液体との交互リングが同時に
ベッドに進入する。
間に触媒を取り替えるシステムは、ベッドの沸騰さえも
生じることなしに、比較的高液体給材流量で前記プロセ
スを遂行することによって助けられる。一好的形式にお
いて、触媒転送システムは撤収管として倒立Ｊ形管を有
し、従ってＪ形管は容器の下端部の中心に隣接して下方
へそして触媒ベッド内への液体及び気体の包囲環状流路
の中心部分の真上に開口する。触媒の取入れはそのよう
な給材流の直接の流れ、そして特に気体の流れ、から行
われる。そのような好的形式においては、環状流路は、
円錐形または角錐形のスクリーン、または多孔板、であ
って容器の中心から容器の円筒形の側壁へ延びる複数の
半径方向のアームに支持される複数の半径方向に互いか
ら離間されそして軸方向に細長くされた同心リング、ま
たは多辺形、を通じて容器を横切って触媒のベッドまた
は柱状体を支持するものを通る。各リングは１対の周辺
部材であって前記円錐形スクリーンの直下において半径
方向のアームの間に延びるものによって形成され、従っ
てこれは各リングの上レベルにおいて円形の気体ポケッ
トを形成し、その結果、前記周辺部材の各対間におい
て、気体を通って炭化水素液体との交互リングが同時に
ベッドに進入する。
本発明のもう一つの好的形式に従えば、触媒はベッドか
ら撤収されるとともに層流状態下で容器へ、そのような
転送間における粒子の摩耗及び寸法分離を回避するため
に、液体スラリとして追加される。供給及び撤収流れ管
路はともに触媒粒子の平均直径の少なくとも５倍、好ま
しくは20倍以上、の最小直径を有する。さらに、これら
流れ管路は、触媒供給室から容器まで、または容器から
受容室まで、隔離圧力制御弁の回転ボールの貫通孔を含
むそれらの全長に亙って一様の直径を有する。これに加
えて、各場合において、フラッシュ管路が隔離弁と反応
容器との間に、弁ボールの閉鎖前にもし必要ならば液体
炭化水素が触媒または触媒細粒の管路を瀉洗するのに使
用されるように接続されている。好ましくは、しかし非
必須的に、撤収管路は撤収管付近の、または該管内の、
水素欠乏に起因するコークス化を防止するために、撤収
管を通じて反応器内へ補助水素を逆流させる手段を有す
る。
ら撤収されるとともに層流状態下で容器へ、そのような
転送間における粒子の摩耗及び寸法分離を回避するため
に、液体スラリとして追加される。供給及び撤収流れ管
路はともに触媒粒子の平均直径の少なくとも５倍、好ま
しくは20倍以上、の最小直径を有する。さらに、これら
流れ管路は、触媒供給室から容器まで、または容器から
受容室まで、隔離圧力制御弁の回転ボールの貫通孔を含
むそれらの全長に亙って一様の直径を有する。これに加
えて、各場合において、フラッシュ管路が隔離弁と反応
容器との間に、弁ボールの閉鎖前にもし必要ならば液体
炭化水素が触媒または触媒細粒の管路を瀉洗するのに使
用されるように接続されている。好ましくは、しかし非
必須的に、撤収管路は撤収管付近の、または該管内の、
水素欠乏に起因するコークス化を防止するために、撤収
管を通じて反応器内へ補助水素を逆流させる手段を有す
る。
上記目的を達成するために、本発明は、特許請求の範囲
に記載のような手段を有し、その概要は以下のとおりで
ある。
に記載のような手段を有し、その概要は以下のとおりで
ある。
本発明の一局面に従えば、容器を通って情報へ流れる炭
化水素給材流及び水素含有ガスの広い範囲の逆流流量に
亙る水素添加処理間において反応容器を通って所望の流
量で下方へ流れる触媒の実質的詰込ベッドに入るように
そしてそれから出るように触媒を周期的にまたは半継続
的に転送する方法が提供される。詰込触媒ベッドのその
ような栓状流れは、ベッドがそれを通る気体及び液体成
分の最高期待流体流れ速度において10％より小さい率で
膨張するように触媒ベッドを構成する触媒粒子の平均密
度、寸法及び形状を選択することによって得られる。望
ましくは、そのような触媒のそのような運動及びベッド
レベルは、過剰装入を防止するとともに膨張及び反応器
空間の付随的浪費及び粒子寸法分離の最小化を保証する
ために連続的に監視される。気体流れの均等性は容器の
横断面区域と触媒ベッドの体積全体とを横切って維持さ
れ以て容器を通る栓状流れとして下方へ運動する触媒粒
子の、渦流または局部化再循環を含む、ベッド沸騰を防
止する。好ましくは、給材流体の気体成分は、切頭され
た円錐形または角錐形の支持スクリーンの下に、軸方向
に延びる環状の、そして半径方向に相互離間された、同
心支持体によって形成された複数の環状同心リング、ま
たは多角形、を通じて均等に分配される。そのような支
持体は、複数対の結合された環状気体ポケットと、環状
の支持体の各相隣対間の隣接同心液体環状フィードリン
グとを形成するのに十分なほど軸方向に細長い。かくし
て、触媒ベッドは下方へ流れる触媒ベッドの横断区域の
全体を横切る液体及び気体の均等同心環状フィードリン
グを交互に設けられる。
化水素給材流及び水素含有ガスの広い範囲の逆流流量に
亙る水素添加処理間において反応容器を通って所望の流
量で下方へ流れる触媒の実質的詰込ベッドに入るように
そしてそれから出るように触媒を周期的にまたは半継続
的に転送する方法が提供される。詰込触媒ベッドのその
ような栓状流れは、ベッドがそれを通る気体及び液体成
分の最高期待流体流れ速度において10％より小さい率で
膨張するように触媒ベッドを構成する触媒粒子の平均密
度、寸法及び形状を選択することによって得られる。望
ましくは、そのような触媒のそのような運動及びベッド
レベルは、過剰装入を防止するとともに膨張及び反応器
空間の付随的浪費及び粒子寸法分離の最小化を保証する
ために連続的に監視される。気体流れの均等性は容器の
横断面区域と触媒ベッドの体積全体とを横切って維持さ
れ以て容器を通る栓状流れとして下方へ運動する触媒粒
子の、渦流または局部化再循環を含む、ベッド沸騰を防
止する。好ましくは、給材流体の気体成分は、切頭され
た円錐形または角錐形の支持スクリーンの下に、軸方向
に延びる環状の、そして半径方向に相互離間された、同
心支持体によって形成された複数の環状同心リング、ま
たは多角形、を通じて均等に分配される。そのような支
持体は、複数対の結合された環状気体ポケットと、環状
の支持体の各相隣対間の隣接同心液体環状フィードリン
グとを形成するのに十分なほど軸方向に細長い。かくし
て、触媒ベッドは下方へ流れる触媒ベッドの横断区域の
全体を横切る液体及び気体の均等同心環状フィードリン
グを交互に設けられる。
本発明のもう一つの局面に従えば、容器内の中間レベル
に急冷気体を導入するシステムが、容器を通って下方へ
向かう触媒の栓状流れを維持する。急冷気体は倒立Ｖ形
囲い板部材によって掩蔽されたまたは包囲された複数の
横方向に延びる管部材によって導入される。各囲い板部
材は急冷気体供給管上に横たわりそして触媒を頂線を越
えて外方且つ下方に偏向させる。分配囲い板部材のおの
おのは好ましくは横側面の下縁部に沿って複数の細長い
スロットを有する。これらスロットは上方向に流れるプ
ロセス気体と前記横管を通じて導入される急冷気体の両
方のための横方向気体再分配流路を形成する。
に急冷気体を導入するシステムが、容器を通って下方へ
向かう触媒の栓状流れを維持する。急冷気体は倒立Ｖ形
囲い板部材によって掩蔽されたまたは包囲された複数の
横方向に延びる管部材によって導入される。各囲い板部
材は急冷気体供給管上に横たわりそして触媒を頂線を越
えて外方且つ下方に偏向させる。分配囲い板部材のおの
おのは好ましくは横側面の下縁部に沿って複数の細長い
スロットを有する。これらスロットは上方向に流れるプ
ロセス気体と前記横管を通じて導入される急冷気体の両
方のための横方向気体再分配流路を形成する。
さらに本発明は液体炭化水素流を１対の流路を通じて反
応容器の内へ、またはその外へ、層流として流れさせる
ことによって触媒ベッド内の撤収点を中心とする触媒粒
子の局部的浮揚または沸騰を生じさせることなしに触媒
の稼働間取替えを行う方法及び装置に係る。前記流路の
おのおのは、その長さ全体に亙って実質的に一定の横断
面区域と、前記容器の少なくとも１個そして好ましくは
２個の加圧可能な触媒ロックホッパまたは受容器であっ
てそれぞれベッドの頂部へ新鮮な触媒を供給しそして消
費された触媒を底から移転するように働くものとの間を
流れる触媒粒子の平均直径の少なくとも５倍の直径とを
有する。さらに、各流路は少なくとも１個のインライン
型の制御弁であって流路と実質的に同じ直径の貫通孔を
有するものと、少なくとも１本の補助流体流路であって
スラリー通路内へそれから触媒粒子をフラッシュ除去す
るための流体を導入するものとを有する。好ましくは、
フラッシュ流体は液体であり、そして選択的に、触媒が
運動中でないときは管路を通る水素の逆流によって、粒
子は流路に進入することを阻止されそしてコークスの生
成は流管の入口で防止される。前記ホッパ容器は取替触
媒を反応容器の上端内へ送りそして消費触媒を容器の下
端から撤収するため液体同伴触媒そのような層流を生じ
させることが必要とされるときは、選択的に加圧され得
る。望ましくは、前記流路のおのおのは、倒立Ｊ形管を
有し、該Ｊ形管が液体流及び同伴された触媒のための吸
込口部分であって下降流路より相当短い上昇逆流部分を
有するものを含むことによって特徴づけられる。好まし
くは、反応容器において、触媒を撤収するための吸込口
部分は、円錐形ベッド支持スクリーンの非多孔中心部分
の上方に配置され、従ってそのような触媒撤収部分はベ
ッドの底に隣接するが、上方へ流れる液体炭化水素給材
及び気体流のための同心供給通路から実質的に外れてい
る。これは例えば吸込点を中心とするベッドの沸騰によ
って生じる触媒スラリーによる気体エントレインメント
を回避させる。
応容器の内へ、またはその外へ、層流として流れさせる
ことによって触媒ベッド内の撤収点を中心とする触媒粒
子の局部的浮揚または沸騰を生じさせることなしに触媒
の稼働間取替えを行う方法及び装置に係る。前記流路の
おのおのは、その長さ全体に亙って実質的に一定の横断
面区域と、前記容器の少なくとも１個そして好ましくは
２個の加圧可能な触媒ロックホッパまたは受容器であっ
てそれぞれベッドの頂部へ新鮮な触媒を供給しそして消
費された触媒を底から移転するように働くものとの間を
流れる触媒粒子の平均直径の少なくとも５倍の直径とを
有する。さらに、各流路は少なくとも１個のインライン
型の制御弁であって流路と実質的に同じ直径の貫通孔を
有するものと、少なくとも１本の補助流体流路であって
スラリー通路内へそれから触媒粒子をフラッシュ除去す
るための流体を導入するものとを有する。好ましくは、
フラッシュ流体は液体であり、そして選択的に、触媒が
運動中でないときは管路を通る水素の逆流によって、粒
子は流路に進入することを阻止されそしてコークスの生
成は流管の入口で防止される。前記ホッパ容器は取替触
媒を反応容器の上端内へ送りそして消費触媒を容器の下
端から撤収するため液体同伴触媒そのような層流を生じ
させることが必要とされるときは、選択的に加圧され得
る。望ましくは、前記流路のおのおのは、倒立Ｊ形管を
有し、該Ｊ形管が液体流及び同伴された触媒のための吸
込口部分であって下降流路より相当短い上昇逆流部分を
有するものを含むことによって特徴づけられる。好まし
くは、反応容器において、触媒を撤収するための吸込口
部分は、円錐形ベッド支持スクリーンの非多孔中心部分
の上方に配置され、従ってそのような触媒撤収部分はベ
ッドの底に隣接するが、上方へ流れる液体炭化水素給材
及び気体流のための同心供給通路から実質的に外れてい
る。これは例えば吸込点を中心とするベッドの沸騰によ
って生じる触媒スラリーによる気体エントレインメント
を回避させる。
ここで使用される“触媒”は、その他の粒子であって給
材流と相互に作用するもの、例えば溶剤、またはその他
の流体接触本体を包含する。
材流と相互に作用するもの、例えば溶剤、またはその他
の流体接触本体を包含する。
以上記した大要から、いくつかの重要な素因が、最大空
間−速度でそれを通過する気体及び液体の逆流炭化水素
流体流によって接触されている間、触媒粒子本体の非沸
騰栓状流れを保証するために所与処理容器の効率的使用
に直接に寄与することが明らかであろう。そのような重
要素因として、1.）炭化水素流体流れの予選択可能流れ
速度及び圧力におけるそのような粒子の寸法、体積及び
密度特性;2.）炭化水素流体流れの間のベッド沸騰及び
／または浮揚の制御;3.）ベッド沸騰または浮揚を生じ
ない取替えまたは再生のための運動中のベッド内への及
びベッド外への運動間の触媒粒子の層状流れ;4.）長時
間のプロセス運転に亙って気体及び液体の交互するリン
グを復元するため容器内の混乱または圧力変化から即座
的に回復し得る最大運動中の触媒内へ一様に供給される
炭化水素の気体及び液体成分の交互するリングの同心環
状供給；及び5.）運動中のベッドの軸方向長さに沿う気
体成分の再分配が挙げられる。
間−速度でそれを通過する気体及び液体の逆流炭化水素
流体流によって接触されている間、触媒粒子本体の非沸
騰栓状流れを保証するために所与処理容器の効率的使用
に直接に寄与することが明らかであろう。そのような重
要素因として、1.）炭化水素流体流れの予選択可能流れ
速度及び圧力におけるそのような粒子の寸法、体積及び
密度特性;2.）炭化水素流体流れの間のベッド沸騰及び
／または浮揚の制御;3.）ベッド沸騰または浮揚を生じ
ない取替えまたは再生のための運動中のベッド内への及
びベッド外への運動間の触媒粒子の層状流れ;4.）長時
間のプロセス運転に亙って気体及び液体の交互するリン
グを復元するため容器内の混乱または圧力変化から即座
的に回復し得る最大運動中の触媒内へ一様に供給される
炭化水素の気体及び液体成分の交互するリングの同心環
状供給；及び5.）運動中のベッドの軸方向長さに沿う気
体成分の再分配が挙げられる。
本発明のその他の目的及び利点は、添付図面と一緒に本
発明の方法及び装置の両局面の提示実施例について以下
提供される詳細な説明から明らかになるであろう。
発明の方法及び装置の両局面の提示実施例について以下
提供される詳細な説明から明らかになるであろう。
第１図を参照すると、本発明の方法を実施する水素添加
処理システムであって触媒の特定体積即ちベッド10の連
続触媒反応と反応容器11のごとき特定容積の単一反応容
器の効率的使用とを共に実質的に増進させるためのもの
が図示される。その円筒形側壁12及びドーム形密閉ヘッ
ド、即ち両端部、13,14の厚さによって表されるごとき
容器11は、概ね300気圧（約4500ポンド毎平方インチ）
に達する圧力と約650℃（華氏約1200度）の温度とを有
する液体炭化水素流と混合される水素含有気体を反応さ
せるように設計されている。そのような反応気体及び液
体炭化水素の給材流は、好ましくは事前混合されそして
管路16によって下ヘッド13を通じて単一流として導入さ
れる。
処理システムであって触媒の特定体積即ちベッド10の連
続触媒反応と反応容器11のごとき特定容積の単一反応容
器の効率的使用とを共に実質的に増進させるためのもの
が図示される。その円筒形側壁12及びドーム形密閉ヘッ
ド、即ち両端部、13,14の厚さによって表されるごとき
容器11は、概ね300気圧（約4500ポンド毎平方インチ）
に達する圧力と約650℃（華氏約1200度）の温度とを有
する液体炭化水素流と混合される水素含有気体を反応さ
せるように設計されている。そのような反応気体及び液
体炭化水素の給材流は、好ましくは事前混合されそして
管路16によって下ヘッド13を通じて単一流として導入さ
れる。
炭化水素給材流と水素含有気体との水素添加処理間にお
ける最大の触媒効果を保証するためには、容器11がその
設計容積内に可能なかぎり多量の触媒を収容することが
必要である。従って、表示されるように、ベッド10のた
めの支持手段17は、容器11内において可能な限り低く配
置され、一方、液体炭化水素流内における水素相の最大
且つ適正な分散を確実ならしめる。同時に、ベッド10の
上限はドーム形のヘッド14の頂に近接して位置され、一
方、中心管18を通じて回収される、結果として得られる
生成物から同伴触媒を分離するため適正な空間21を設け
られる。中心管18を通じて出て行く生成物流体中に触媒
が同伴されないことを保証するために、スクリーン15が
ベッド表面20の上方において空間21内に設置される。従
って、新らしい触媒はスクリーン15を貫いて延びる管19
を通じて前記表面20へ追加される。20を以て示されるベ
ッド10の上レベルは好ましくはベッド10の頂面20に配置
されるガンマ線源22及びガンマ線検知器24によって可能
にされるガンマ線吸収測定によって連続方式で制御され
ることが望ましい。そのようなガンマ線源は、反応器内
部に配置されるセシウム137のごとき放射性同位元素の
形式であり得る。代替的に前記線源は熱中性子活性ガン
マ線発生器のごとき電気的に制御可能な線源であり得
る。前記検知器24は電離管、ガイガーミュラー計数管ま
たはシンチレーション検知器の形式であり得る。好適な
線源及び検知器は、ロナンエンジニアリング社によって
製作されている。表面20のレベルを検知することによっ
て、本発明に従えば、触媒現存量が最適レベルに維持さ
れることと、反応器が絶対に過充填されないことを保証
することが可能である。反応器の過充填は触媒粒子が転
送管路の分離弁内において、各転送の終りにおいて、そ
れが閉鎖されるとき、押し砕かれる可能性を増す。ベッ
ドレベルの制御は、また、ベッドの沸騰が最小限にされ
ることと、ベッド10を通って上方へ流れる水素及び炭化
水素の設計流量からの望ましからざる偏倚が選択触媒に
関し防止されることを確実にするためにも必要である。
この目的のため、ベッドに供給される触媒粒子の寸法、
形状及び密度は、そのような沸騰を防止するため給材流
の設計最大流量に従って選択される。そのような制御は
ベッド10が例えば栓状流れによって容器11を通って漸進
的に下方へ運動することを保証する。触媒は後に説明さ
れそして第２図において図解されるごとき炭化水素、水
素及び触媒によって運転される大形パイロットプラント
におけるベッドの膨張を測定することによって選択され
る。
ける最大の触媒効果を保証するためには、容器11がその
設計容積内に可能なかぎり多量の触媒を収容することが
必要である。従って、表示されるように、ベッド10のた
めの支持手段17は、容器11内において可能な限り低く配
置され、一方、液体炭化水素流内における水素相の最大
且つ適正な分散を確実ならしめる。同時に、ベッド10の
上限はドーム形のヘッド14の頂に近接して位置され、一
方、中心管18を通じて回収される、結果として得られる
生成物から同伴触媒を分離するため適正な空間21を設け
られる。中心管18を通じて出て行く生成物流体中に触媒
が同伴されないことを保証するために、スクリーン15が
ベッド表面20の上方において空間21内に設置される。従
って、新らしい触媒はスクリーン15を貫いて延びる管19
を通じて前記表面20へ追加される。20を以て示されるベ
ッド10の上レベルは好ましくはベッド10の頂面20に配置
されるガンマ線源22及びガンマ線検知器24によって可能
にされるガンマ線吸収測定によって連続方式で制御され
ることが望ましい。そのようなガンマ線源は、反応器内
部に配置されるセシウム137のごとき放射性同位元素の
形式であり得る。代替的に前記線源は熱中性子活性ガン
マ線発生器のごとき電気的に制御可能な線源であり得
る。前記検知器24は電離管、ガイガーミュラー計数管ま
たはシンチレーション検知器の形式であり得る。好適な
線源及び検知器は、ロナンエンジニアリング社によって
製作されている。表面20のレベルを検知することによっ
て、本発明に従えば、触媒現存量が最適レベルに維持さ
れることと、反応器が絶対に過充填されないことを保証
することが可能である。反応器の過充填は触媒粒子が転
送管路の分離弁内において、各転送の終りにおいて、そ
れが閉鎖されるとき、押し砕かれる可能性を増す。ベッ
ドレベルの制御は、また、ベッドの沸騰が最小限にされ
ることと、ベッド10を通って上方へ流れる水素及び炭化
水素の設計流量からの望ましからざる偏倚が選択触媒に
関し防止されることを確実にするためにも必要である。
この目的のため、ベッドに供給される触媒粒子の寸法、
形状及び密度は、そのような沸騰を防止するため給材流
の設計最大流量に従って選択される。そのような制御は
ベッド10が例えば栓状流れによって容器11を通って漸進
的に下方へ運動することを保証する。触媒は後に説明さ
れそして第２図において図解されるごとき炭化水素、水
素及び触媒によって運転される大形パイロットプラント
におけるベッドの膨張を測定することによって選択され
る。
さらに、前記栓状流れがベッドの全長に亙って、そして
特に底部分において、連続することを保証するために、
ベッド支持手段17はその切頭多角形または円錐形輪郭に
よって特徴づけられる。
特に底部分において、連続することを保証するために、
ベッド支持手段17はその切頭多角形または円錐形輪郭に
よって特徴づけられる。
第２図及び第３図の好的実施例において示されるよう
に、そして第２図において最も明らかに見られるよう
に、支持体17は容器11の側壁12まで無孔の中心板25から
延びる半径方向のスポーク部材26間の複数の分節板27に
よって形成される、環状のリングの形式に近い、一連の
環状の多辺形を有する。第３図に示されるように、スポ
ーク26は容器の円周を多くの分節（この場合は８）に分
割しそして環状または円周方向の板27によって形成され
る支持手段17の八辺形の外リング23の各端を同様に支持
する実質的に平坦な板である。各場合において、半径方
向のリブ即ちスポーク26及び環状の分節板27は、複数の
同心リング即ち環状の多辺形であって円錐形、または角
錐形、の多孔板即ちスクリーン28を支持するものを形成
する。スクリーン28は容器11の下部分から上昇する気体
及び液体を共に透過し得る。
に、そして第２図において最も明らかに見られるよう
に、支持体17は容器11の側壁12まで無孔の中心板25から
延びる半径方向のスポーク部材26間の複数の分節板27に
よって形成される、環状のリングの形式に近い、一連の
環状の多辺形を有する。第３図に示されるように、スポ
ーク26は容器の円周を多くの分節（この場合は８）に分
割しそして環状または円周方向の板27によって形成され
る支持手段17の八辺形の外リング23の各端を同様に支持
する実質的に平坦な板である。各場合において、半径方
向のリブ即ちスポーク26及び環状の分節板27は、複数の
同心リング即ち環状の多辺形であって円錐形、または角
錐形、の多孔板即ちスクリーン28を支持するものを形成
する。スクリーン28は容器11の下部分から上昇する気体
及び液体を共に透過し得る。
第３図に図示されるごとき同心環状多辺形の特別の利点
は、各板26,27は容器11の側壁12に対して軸方向に平行
して延びているから、ベッドに進入する炭化水素給材流
と水素ガスは半径方向のスポーク26の各対の間の相隣す
る分節板から構成される半径方向に交互の気体と液体の
リングに重力によって分離されることである。従って、
両相はスクリーン28の下の交互の同心環状通路を通って
上方へ流れる。各リングにおける液体からの気体の優先
的分離は、気体のキャップ分節板が液体を満たされた隣
接下環状分節板の上に重なることを含む。従って、両流
体はスクリーン28を通じてベッドに対し同等の、そして
環状に隣接する、進入路を有する。水素ガスと炭化水素
の複数の交互の環状のリングは、ベッド10内へのスクリ
ーン28の全横断面区域を横切る両相の均一かつ同等の給
材を保証する。その他の諸要因のうち、われわれは特に
このような構成は触媒ベッドの全横断面区域を横切る均
一かつ同等の分配を保証することを確認した。ベッド10
の完全直径に亙るそのような同等の分配は、円錐形のベ
ッド支持手段17を切頭する中心板25の直上に静流区域が
生じることを可能にする。これは局部沸騰または渦流
が、触媒及び液体の局部化された層流を保証するための
倒立Ｊ型管路29の吸込口を通じるベッド10内からの触媒
の撤収点において、触媒ベッドに惹起される可能性を実
質的に減少させる。
は、各板26,27は容器11の側壁12に対して軸方向に平行
して延びているから、ベッドに進入する炭化水素給材流
と水素ガスは半径方向のスポーク26の各対の間の相隣す
る分節板から構成される半径方向に交互の気体と液体の
リングに重力によって分離されることである。従って、
両相はスクリーン28の下の交互の同心環状通路を通って
上方へ流れる。各リングにおける液体からの気体の優先
的分離は、気体のキャップ分節板が液体を満たされた隣
接下環状分節板の上に重なることを含む。従って、両流
体はスクリーン28を通じてベッドに対し同等の、そして
環状に隣接する、進入路を有する。水素ガスと炭化水素
の複数の交互の環状のリングは、ベッド10内へのスクリ
ーン28の全横断面区域を横切る両相の均一かつ同等の給
材を保証する。その他の諸要因のうち、われわれは特に
このような構成は触媒ベッドの全横断面区域を横切る均
一かつ同等の分配を保証することを確認した。ベッド10
の完全直径に亙るそのような同等の分配は、円錐形のベ
ッド支持手段17を切頭する中心板25の直上に静流区域が
生じることを可能にする。これは局部沸騰または渦流
が、触媒及び液体の局部化された層流を保証するための
倒立Ｊ型管路29の吸込口を通じるベッド10内からの触媒
の撤収点において、触媒ベッドに惹起される可能性を実
質的に減少させる。
炭化水素給材流と水素との混合物の均一な給送は、容器
11の全横断面区域に亙って延びる円形の邪魔板部材31と
支持体17との間に包囲されるプレナム室即ち吸込室33を
通じて支持手段17の板27の入口側に対して特に促進され
る。板31は多数の同じ大きい直径の管32であって板31を
貫く穴を形成するものを有する。各管は数cm（数イン
チ）の直径を有しそして軸方向に同じ深さ、例えば概ね
10〜15cm（４〜６″）の程度、板31の下方へ延びてい
る。これら管32はプレナム室33内への同等の進入路を水
素と炭化水素給材流との混合物に対して提供する。供給
管16から底ヘッダ35内への来入給材流の分配ですら、偏
向板34によって助けられ、以て、給材流中に包含され得
る過大寸法の水素泡が板31の全横断面区域に亙って均等
に分配されそしてプレナム室33内へ流入するように管32
の各々へ均等に分配されることを保証する。管32の長さ
は、板31の下に好適なガスヘッドが形成され、以て、ヘ
ッダ35に進入する給材流におけるサージを抑制するよう
に選択される。
11の全横断面区域に亙って延びる円形の邪魔板部材31と
支持体17との間に包囲されるプレナム室即ち吸込室33を
通じて支持手段17の板27の入口側に対して特に促進され
る。板31は多数の同じ大きい直径の管32であって板31を
貫く穴を形成するものを有する。各管は数cm（数イン
チ）の直径を有しそして軸方向に同じ深さ、例えば概ね
10〜15cm（４〜６″）の程度、板31の下方へ延びてい
る。これら管32はプレナム室33内への同等の進入路を水
素と炭化水素給材流との混合物に対して提供する。供給
管16から底ヘッダ35内への来入給材流の分配ですら、偏
向板34によって助けられ、以て、給材流中に包含され得
る過大寸法の水素泡が板31の全横断面区域に亙って均等
に分配されそしてプレナム室33内へ流入するように管32
の各々へ均等に分配されることを保証する。管32の長さ
は、板31の下に好適なガスヘッドが形成され、以て、ヘ
ッダ35に進入する給材流におけるサージを抑制するよう
に選択される。
既に言及されたごとく、各個の環状の半径方向分節を区
切る板27の垂直即ち軸方向長さは、触媒ベッド10内への
水素及び液状給材の双方のための同等進入路を提供し、
そして板27はそれらがベッド10の吸込側において全直径
に亙って交互に気体及び炭化水素給材流のリングを効果
的に形成するように、スクリーン28の下に段階状に並置
されている。この方式によれば、ベッド10に対する吸込
口の区域の単なる一個ですら、気体または液体のための
差別された、即ち優先的、流路にならない。さらに、た
とえ圧力サージが液相によるスクリーン28の完全な湿潤
化を生じさせても、気体流の回収は板27と半径方向板26
との間の各分節の区域の広さによって助けられる。
切る板27の垂直即ち軸方向長さは、触媒ベッド10内への
水素及び液状給材の双方のための同等進入路を提供し、
そして板27はそれらがベッド10の吸込側において全直径
に亙って交互に気体及び炭化水素給材流のリングを効果
的に形成するように、スクリーン28の下に段階状に並置
されている。この方式によれば、ベッド10に対する吸込
口の区域の単なる一個ですら、気体または液体のための
差別された、即ち優先的、流路にならない。さらに、た
とえ圧力サージが液相によるスクリーン28の完全な湿潤
化を生じさせても、気体流の回収は板27と半径方向板26
との間の各分節の区域の広さによって助けられる。
第３図に示されるごとく水素ガス及び液状炭化水素の給
材流を均等に分配するための吸込口分配器31における配
列は、プレナム室33内への均等分配円筒形通路を形成す
る管32を延長または短縮することによって修正され得
る。これら管を使用することの特別の利点は、単なるパ
ーホレーションまたは適当な直径の穴と比較するとき、
各個の管32の周囲区域において板31の下に気体ポケット
が形成されることである。これはトレー即ち板31によっ
て画成されるそのような気体ポケットは反応容器に供給
されている水素と液体との混合物の流量変動から生じ得
る圧力サージを減衰させるから望ましいことをわれわれ
は確認した。しかし、前記管の長さはそのように機能す
るため妥当に可能なかぎり短く維持される。やはり、こ
れは変換触媒と給材流との接触以外のために容器11内の
利用可能な全ての処理空間を使用することを可能なかぎ
り僅少にすることが望ましいからである。管とパーホレ
ーションとの組合せに比較するとき、管を使用すること
の利点は、設計流量分配パターンがより広い流量範囲に
亙って維持され得ることである。管とパーホレーション
との場合は、通常、気体はパーホレーションを通って上
方へ流れ、そして液体は管を通って上方へ流れる。しか
し、気体はもしその流量が増加するならば、またはパー
ホレーションが詰塞するならば、管を通る新しい流路を
啓開し、その結果として設計外の恐らく望ましくない流
れパターンを形成する。
材流を均等に分配するための吸込口分配器31における配
列は、プレナム室33内への均等分配円筒形通路を形成す
る管32を延長または短縮することによって修正され得
る。これら管を使用することの特別の利点は、単なるパ
ーホレーションまたは適当な直径の穴と比較するとき、
各個の管32の周囲区域において板31の下に気体ポケット
が形成されることである。これはトレー即ち板31によっ
て画成されるそのような気体ポケットは反応容器に供給
されている水素と液体との混合物の流量変動から生じ得
る圧力サージを減衰させるから望ましいことをわれわれ
は確認した。しかし、前記管の長さはそのように機能す
るため妥当に可能なかぎり短く維持される。やはり、こ
れは変換触媒と給材流との接触以外のために容器11内の
利用可能な全ての処理空間を使用することを可能なかぎ
り僅少にすることが望ましいからである。管とパーホレ
ーションとの組合せに比較するとき、管を使用すること
の利点は、設計流量分配パターンがより広い流量範囲に
亙って維持され得ることである。管とパーホレーション
との場合は、通常、気体はパーホレーションを通って上
方へ流れ、そして液体は管を通って上方へ流れる。しか
し、気体はもしその流量が増加するならば、またはパー
ホレーションが詰塞するならば、管を通る新しい流路を
啓開し、その結果として設計外の恐らく望ましくない流
れパターンを形成する。
その軸方向長さ全体とって触媒ベッド10の栓状流れの整
備をさらに助けるため、本発明の好的形式において、複
数の軸方向に離間された水素ガス再分配段または水素ガ
ス急冷段をなす急冷システム39がベッド10内に追加的に
設置される。第１図の配列においては、気体再分配段を
もなす急冷システム39の一つの位置が、ベッド10の軸線
を横断して延びる単一の倒立アングル部材である囲い板
部材40によって図示されている。急冷システム39の細部
は、複数の倒立Ｖ形囲い板部材40が容器11の横断面区域
を概ね横切って延びる少なくも一本の横列に沿って等間
隔に分散配置されている第５図〜第７図において、最も
明らかに見られる。第７図に示すように、気体注入管路
42は、ヘッダ44及び細長い管41に供給する枝管45から、
各個の囲い板部材40を通って延びる細長い管41に給送す
る。望ましくは、しかし非必須的に、第６図に最も明ら
かに見られるように、囲い板部材40の第２列は、第１列
の上方に軸方向に離間されて位置され、そして各列は互
いに対して90゜に位置される。各個の囲い板部材40の構
造は第５図に最も明らかに見られるように、分配管41は
複数の排出口48を有し、これら排出口は管41の全長に沿
って水素ガスを均等に分配するような比率にされること
が望ましい。これら穴48は、管41を離れ去る気体が囲い
板部材40内において下方へ流れて囲い板部材40の両Ｖ側
壁49によって囲まれる区域の下でベッド10から上昇する
気体と合流するように強制されるように、管41の頂側に
配置されることが望ましい。好ましくは、側壁49によっ
て形成される各スカートの全長は、ベッド10からの上昇
気体と管路42から来入する急冷気体との双方を排出する
ための均等離間されたスロット50を有する。この配列の
特別の価値は、急冷システム下方のベッドの一部分に管
で導かれた気体が、ベッドの全横断面区域に亙って再分
配され以てベッド10の上部分内における局部的ホットス
ポット、渦流、または沸騰、の発生をさらに防止し得る
ことである。
備をさらに助けるため、本発明の好的形式において、複
数の軸方向に離間された水素ガス再分配段または水素ガ
ス急冷段をなす急冷システム39がベッド10内に追加的に
設置される。第１図の配列においては、気体再分配段を
もなす急冷システム39の一つの位置が、ベッド10の軸線
を横断して延びる単一の倒立アングル部材である囲い板
部材40によって図示されている。急冷システム39の細部
は、複数の倒立Ｖ形囲い板部材40が容器11の横断面区域
を概ね横切って延びる少なくも一本の横列に沿って等間
隔に分散配置されている第５図〜第７図において、最も
明らかに見られる。第７図に示すように、気体注入管路
42は、ヘッダ44及び細長い管41に供給する枝管45から、
各個の囲い板部材40を通って延びる細長い管41に給送す
る。望ましくは、しかし非必須的に、第６図に最も明ら
かに見られるように、囲い板部材40の第２列は、第１列
の上方に軸方向に離間されて位置され、そして各列は互
いに対して90゜に位置される。各個の囲い板部材40の構
造は第５図に最も明らかに見られるように、分配管41は
複数の排出口48を有し、これら排出口は管41の全長に沿
って水素ガスを均等に分配するような比率にされること
が望ましい。これら穴48は、管41を離れ去る気体が囲い
板部材40内において下方へ流れて囲い板部材40の両Ｖ側
壁49によって囲まれる区域の下でベッド10から上昇する
気体と合流するように強制されるように、管41の頂側に
配置されることが望ましい。好ましくは、側壁49によっ
て形成される各スカートの全長は、ベッド10からの上昇
気体と管路42から来入する急冷気体との双方を排出する
ための均等離間されたスロット50を有する。この配列の
特別の価値は、急冷システム下方のベッドの一部分に管
で導かれた気体が、ベッドの全横断面区域に亙って再分
配され以てベッド10の上部分内における局部的ホットス
ポット、渦流、または沸騰、の発生をさらに防止し得る
ことである。
本発明の他の重要な一局面に従って、第１図は触媒取替
えシステムであって、一般的に、１対の圧力ロック室を
通じてベッド10内に新鮮な触媒を転送するための一連の
ロック室を有し、そして装入ホッパ60と供給ホッパ70と
を含むものを図示する。もし必要とされるならば、単に
１対のホッパが触媒の装入と排出とに使用され得るが、
配管及びシーケンス運転手順がより複雑になる。何れの
場合においても、転送流れは、容器11内に進入する触媒
粒子の過度の摩耗を防止するとともに、触媒が容器11の
底においてＪ形管29の吸込口30を通じて撤収されると
き、上に横たわる粒子ベッドの突然の撹乱、その結果と
してのベッド10内の触媒または微粒子の沸騰及び渦流の
発生を防止するために、液体スラリまたは層流として特
別に準備される。
えシステムであって、一般的に、１対の圧力ロック室を
通じてベッド10内に新鮮な触媒を転送するための一連の
ロック室を有し、そして装入ホッパ60と供給ホッパ70と
を含むものを図示する。もし必要とされるならば、単に
１対のホッパが触媒の装入と排出とに使用され得るが、
配管及びシーケンス運転手順がより複雑になる。何れの
場合においても、転送流れは、容器11内に進入する触媒
粒子の過度の摩耗を防止するとともに、触媒が容器11の
底においてＪ形管29の吸込口30を通じて撤収されると
き、上に横たわる粒子ベッドの突然の撹乱、その結果と
してのベッド10内の触媒または微粒子の沸騰及び渦流の
発生を防止するために、液体スラリまたは層流として特
別に準備される。
容器11の頂へ装入補給ホッパ60から触媒を供給するた
め、または、ベッド10の底から排出ホッパ80への触媒の
移転のための層流を得るためには、容器11とホッパ60ま
たは80との間の圧力差が、例えば供給管路61または排出
管路82と容器11との間の圧力差を検知することによって
精密に制御されることが絶対必要である。圧力差は遮断
弁64または84が最初に開放または閉鎖されるとき最良零
である。容器11と管路61との間の圧力差は計器63と圧力
検知器62,65とによって測定される。差圧計83と検知器8
1,85は同様の機能を果たし以て容器11の底から排出ホッ
パ80への弁84を介する触媒の転送を制御する。
め、または、ベッド10の底から排出ホッパ80への触媒の
移転のための層流を得るためには、容器11とホッパ60ま
たは80との間の圧力差が、例えば供給管路61または排出
管路82と容器11との間の圧力差を検知することによって
精密に制御されることが絶対必要である。圧力差は遮断
弁64または84が最初に開放または閉鎖されるとき最良零
である。容器11と管路61との間の圧力差は計器63と圧力
検知器62,65とによって測定される。差圧計83と検知器8
1,85は同様の機能を果たし以て容器11の底から排出ホッ
パ80への弁84を介する触媒の転送を制御する。
特に容器60からの触媒の補給に関連して、前記容器は容
器11の運転圧力より少し高い圧力にされ得ることと、そ
して貯持ホッパ容器70から容器60へ供給される触媒が層
流であることを保証するように厳密に制御され得ること
とは、言うまでもなく、理解されるであろう。
器11の運転圧力より少し高い圧力にされ得ることと、そ
して貯持ホッパ容器70から容器60へ供給される触媒が層
流であることを保証するように厳密に制御され得ること
とは、言うまでもなく、理解されるであろう。
この目的のため、既に言及されたように、容器70,60は
大気圧下にあり、触媒は最初に弁102及び管路101を介し
て漏斗100によって貯持ホッパ70内に導入され、そして
好ましくは窒素が管路104及び／または管路71を通じて
容器70を瀉通させられ以て触媒中に存在する可能性のあ
る空気及び水分を排除する。触媒の導入前または後、容
器70は触媒の混合及び運搬のため必要とされるスラリー
化液体を提供するために、炭化水素精製流、好ましくは
真空ガラスオイル、を装入される。これは漏斗100、弁1
02及び管路101を通じて、または、管路104、弁105及び
管路106を通じて行われ得る。次いで、弁102が閉鎖され
る。
大気圧下にあり、触媒は最初に弁102及び管路101を介し
て漏斗100によって貯持ホッパ70内に導入され、そして
好ましくは窒素が管路104及び／または管路71を通じて
容器70を瀉通させられ以て触媒中に存在する可能性のあ
る空気及び水分を排除する。触媒の導入前または後、容
器70は触媒の混合及び運搬のため必要とされるスラリー
化液体を提供するために、炭化水素精製流、好ましくは
真空ガラスオイル、を装入される。これは漏斗100、弁1
02及び管路101を通じて、または、管路104、弁105及び
管路106を通じて行われ得る。次いで、弁102が閉鎖され
る。
しかし、重要な要件は、液体を装入容器へ転送する前
に、供給容器70内の圧力が、言うまでもなく、容器60と
反応容器11との間の遮断弁64が閉鎖されそして弁67,68
及び78も閉鎖されていることを前提として、装入容器60
内の圧力と同等にされなくてはならないことである。弁
64,67,68,78及び102が閉鎖されており、そして容器60と
70との間で圧力が同等化されていることによって、転送
弁75は開放されて触媒スラリーがＪ形管71から容器60へ
の全通路を通って流れるように同一直径通路を提供す
る。転送は弁105を通じて管路104から導入される圧力と
窒素ガス流量とを調節することにより厳密に制御され
る。前記圧力及び流量は、所望の触媒層流がＪ形管71の
吸込口72内へ進入しそして管路76を通じて上方へ進みそ
して触媒装入容器を構成するロックホッパ60内に入るこ
とを保証するのにちょうど十分な程度にされる。Ｊ形管
71を通じて触媒を転送するための層流は完全に液相であ
り、触媒は真空ガスオイル中にスラリーとして存在す
る。全触媒の転送は容器70の底79の漏斗形状と、底79の
頂点におけるＪ形管71の吸込口72の位置とによって補助
される。もし容器70内の全ての触媒が容器60に転送され
たならば、当然、容器70からのフラッシング油が管路76
から全ての触媒を洗滌する。しかし、全てのそのような
触媒が弁75を通過し（従って、弁がそれ自体またはその
弁座に引掻き傷を作る潜在的危険の下で硬い摩耗性の触
媒に対し閉鎖することを必要としないように）保証する
ためには、好ましくは、追加のフラッシング流体が管路
77から弁78を通じて導入され以て管路76を清掃して容器
70内へ戻るか、または容器60内へ進む。
に、供給容器70内の圧力が、言うまでもなく、容器60と
反応容器11との間の遮断弁64が閉鎖されそして弁67,68
及び78も閉鎖されていることを前提として、装入容器60
内の圧力と同等にされなくてはならないことである。弁
64,67,68,78及び102が閉鎖されており、そして容器60と
70との間で圧力が同等化されていることによって、転送
弁75は開放されて触媒スラリーがＪ形管71から容器60へ
の全通路を通って流れるように同一直径通路を提供す
る。転送は弁105を通じて管路104から導入される圧力と
窒素ガス流量とを調節することにより厳密に制御され
る。前記圧力及び流量は、所望の触媒層流がＪ形管71の
吸込口72内へ進入しそして管路76を通じて上方へ進みそ
して触媒装入容器を構成するロックホッパ60内に入るこ
とを保証するのにちょうど十分な程度にされる。Ｊ形管
71を通じて触媒を転送するための層流は完全に液相であ
り、触媒は真空ガスオイル中にスラリーとして存在す
る。全触媒の転送は容器70の底79の漏斗形状と、底79の
頂点におけるＪ形管71の吸込口72の位置とによって補助
される。もし容器70内の全ての触媒が容器60に転送され
たならば、当然、容器70からのフラッシング油が管路76
から全ての触媒を洗滌する。しかし、全てのそのような
触媒が弁75を通過し（従って、弁がそれ自体またはその
弁座に引掻き傷を作る潜在的危険の下で硬い摩耗性の触
媒に対し閉鎖することを必要としないように）保証する
ためには、好ましくは、追加のフラッシング流体が管路
77から弁78を通じて導入され以て管路76を清掃して容器
70内へ戻るか、または容器60内へ進む。
触媒がかようにして容器60内に装入されたとき、同等の
手順が触媒を層流状態下で液体スラリーとして反応容器
11内へ供給管路61を通じて転送し以てベッド10の頂面20
に対して分配するために使用される。もし希望されるな
らば、言うまでもなく、偏向板23がベッドの頂面20を横
切って均等に触媒を分散するのに使用され得る。しか
し、そのような分散補助手段は必要とされないことをわ
れわれ確認した。
手順が触媒を層流状態下で液体スラリーとして反応容器
11内へ供給管路61を通じて転送し以てベッド10の頂面20
に対して分配するために使用される。もし希望されるな
らば、言うまでもなく、偏向板23がベッドの頂面20を横
切って均等に触媒を分散するのに使用され得る。しか
し、そのような分散補助手段は必要とされないことをわ
れわれ確認した。
ロックホッパ60から容器11への触媒の転送において、容
器60内の圧力は反応容器11の圧力にされることは理解さ
れるであろう。これは弁67を通じて水素を注入すること
によって達成される。オイルはそれを蒸発させることな
しに容器11内の反応物の温度に可能なかぎり近い温度ま
で加熱さるべきである。これは反応容器に添加されつつ
ある新しい触媒の熱衝撃を減じるために特に重要である
ことをわれわれは確認した。いったんこれらの要件が満
たされたならば、弁64は転送のために開放されなければ
ならない。液体スラリーの実際の層流転送は、管路66か
ら入れられる水素の流量及び圧力を絞る弁67によって制
御される。触媒の転送後、フラッシング管路69の弁68は
短時間開放され以て管路61および19内に残留するすべて
の触媒が、既に言及された理由によって、弁64が閉鎖さ
れる前に一掃されることを保証する。容器60内の余剰水
素圧力は、水素添加処理システム（図示せず）の共通水
素給源へ復帰する任意の好適なブリード管路によって釈
放される。
器60内の圧力は反応容器11の圧力にされることは理解さ
れるであろう。これは弁67を通じて水素を注入すること
によって達成される。オイルはそれを蒸発させることな
しに容器11内の反応物の温度に可能なかぎり近い温度ま
で加熱さるべきである。これは反応容器に添加されつつ
ある新しい触媒の熱衝撃を減じるために特に重要である
ことをわれわれは確認した。いったんこれらの要件が満
たされたならば、弁64は転送のために開放されなければ
ならない。液体スラリーの実際の層流転送は、管路66か
ら入れられる水素の流量及び圧力を絞る弁67によって制
御される。触媒の転送後、フラッシング管路69の弁68は
短時間開放され以て管路61および19内に残留するすべて
の触媒が、既に言及された理由によって、弁64が閉鎖さ
れる前に一掃されることを保証する。容器60内の余剰水
素圧力は、水素添加処理システム（図示せず）の共通水
素給源へ復帰する任意の好適なブリード管路によって釈
放される。
ベッド10の底からの再生または処分のための不活性化さ
れた触媒の実質的に連続的または間欠的転送のために、
容器11は排出ホッパ即ちロック容器80に対して同じ方式
で制御される。本発明のシステム全体に亙る触媒のすべ
ての転送においてそうであるように、Ｊ形管29の吸込口
30からボール弁84の孔を含む管路82を通る流路は、横断
面区域と直径とにおいて一様である。同様に、排出ホッ
パ80から処分容器90への転送は、Ｊ形管86の吸込口89を
通って弁94を有する管路92の排出口98に達し、そして容
器90内に入る。
れた触媒の実質的に連続的または間欠的転送のために、
容器11は排出ホッパ即ちロック容器80に対して同じ方式
で制御される。本発明のシステム全体に亙る触媒のすべ
ての転送においてそうであるように、Ｊ形管29の吸込口
30からボール弁84の孔を含む管路82を通る流路は、横断
面区域と直径とにおいて一様である。同様に、排出ホッ
パ80から処分容器90への転送は、Ｊ形管86の吸込口89を
通って弁94を有する管路92の排出口98に達し、そして容
器90内に入る。
一般的に、これら層流通路の直径はそれを通過させられ
る各個の粒子の直径の少なくとも５倍であり、そして50
倍またはそれ以上の場合もあり得る。これに関連してジ
ャミングまたは妨害を回避するため、吸込口72,109,30,
89及び99は、それらのそれぞれの管71,108,29,86及び96
において、朝顔形に開かれておらず、または、その他の
形にも絞制されておらず、従ってすべての流れは専ら且
つ直接にそのような吸込口の最大且つ同等の口径を通過
する。反応容器11からの触媒の移転の場合において、管
29の吸込口30は触媒支持スクリーン手段のパーホレーシ
ョンの無い中心部に配置されており、従ってそれは板27
及び仕切り26によって形成される最内側の環状通路を通
って上昇する水素ガス流の直接の流れの外に位置する。
このことは吸込口30内への流れが触媒粒子と実質的に液
体のみのスラリーとの混合物であることを保証する。そ
のような混合物は層流状態において流体の最大運搬能力
を生じる。これに加えて、管29のＪ形断面の円形ベンド
即ち円弧部分の外部寸法は、吸込口30下方へ指向された
部分を含む接続された流路の直径の数倍である。吸込口
30の上方の管の部分は、Ｊ形管29の残部より体積におい
て何倍も短く且つ小さい。管29のこの部分を小さく保つ
ことの特別の利点は、管路の当該部分が各転送の終りに
おいて清掃されるとき触媒ベッド10の重力ヘッドに抗し
てベッド11内へ相当量の触媒を押し戻す必要を無くする
ことである。
る各個の粒子の直径の少なくとも５倍であり、そして50
倍またはそれ以上の場合もあり得る。これに関連してジ
ャミングまたは妨害を回避するため、吸込口72,109,30,
89及び99は、それらのそれぞれの管71,108,29,86及び96
において、朝顔形に開かれておらず、または、その他の
形にも絞制されておらず、従ってすべての流れは専ら且
つ直接にそのような吸込口の最大且つ同等の口径を通過
する。反応容器11からの触媒の移転の場合において、管
29の吸込口30は触媒支持スクリーン手段のパーホレーシ
ョンの無い中心部に配置されており、従ってそれは板27
及び仕切り26によって形成される最内側の環状通路を通
って上昇する水素ガス流の直接の流れの外に位置する。
このことは吸込口30内への流れが触媒粒子と実質的に液
体のみのスラリーとの混合物であることを保証する。そ
のような混合物は層流状態において流体の最大運搬能力
を生じる。これに加えて、管29のＪ形断面の円形ベンド
即ち円弧部分の外部寸法は、吸込口30下方へ指向された
部分を含む接続された流路の直径の数倍である。吸込口
30の上方の管の部分は、Ｊ形管29の残部より体積におい
て何倍も短く且つ小さい。管29のこの部分を小さく保つ
ことの特別の利点は、管路の当該部分が各転送の終りに
おいて清掃されるとき触媒ベッド10の重力ヘッドに抗し
てベッド11内へ相当量の触媒を押し戻す必要を無くする
ことである。
望ましくは、触媒が転送されていない期間、少量の水素
がＪ形管を通じてベッド10内に弁88を通じ連続的に導入
され以て触媒粒子が吸込口を詰塞しないようにされる。
これは管29の吸込口30におけるコークスの蓄積の可能性
を回避する。そのような構成は、Ｊ形管の吸込口30に直
隣するベッド11を人工的に流動化する、または、浮揚さ
せることなしに、触媒が層流によって撤収され得ること
を保証する。
がＪ形管を通じてベッド10内に弁88を通じ連続的に導入
され以て触媒粒子が吸込口を詰塞しないようにされる。
これは管29の吸込口30におけるコークスの蓄積の可能性
を回避する。そのような構成は、Ｊ形管の吸込口30に直
隣するベッド11を人工的に流動化する、または、浮揚さ
せることなしに、触媒が層流によって撤収され得ること
を保証する。
触媒支持スクリーン手段17の中心部を通る開口による触
媒の重力による排出は、本構成においては、先行技術に
おけるがごとく必要とされないから、システム全体を固
体取扱弁を使用することなしに運転することが可能であ
る。従って、本構成において各転送弁は好ましくは回転
可能の玉に単一の貫通孔を形成された在来の玉弁であ
る。明細に述べると、容器11に出入する炭化水素、触媒
及び水素の流れを供給しそして制御するために使用され
る在来形の弁は、容器と転送ホッパとの間の圧力差に対
してシールとして機能しなくてはならないことをわれわ
れは発見した。この機能のために、むくステライト球形
玉ゲートであって弁に対する入口管路及び出口管路と同
じ直径の貫通孔と、金属対金属シールとを有するもの
は、本発明の方法を実施するための触媒転送管路におい
て使用されるとき抜群の作用を発揮する。さらに、仕事
の激性に照らしてそれらの経済的価格及び入手の容易性
は、それらを初度据付及び保守交換の何れにとっても最
も経済的に有用ならしめる。ケイムル社及びモーガス社
によって製造される弁は、本実施例において特に効果的
である。さらに、本構成は殆ど独占的に液相における触
媒の転送を可能ならしめ、それは転送間における触媒粒
子の摩耗または粉砕を実質的に減少させる。これに加え
て、同伴気体の排除は触媒粒子の液体転送の効率を向上
させそしてさらに触媒の潜在的損傷を減少させる。
媒の重力による排出は、本構成においては、先行技術に
おけるがごとく必要とされないから、システム全体を固
体取扱弁を使用することなしに運転することが可能であ
る。従って、本構成において各転送弁は好ましくは回転
可能の玉に単一の貫通孔を形成された在来の玉弁であ
る。明細に述べると、容器11に出入する炭化水素、触媒
及び水素の流れを供給しそして制御するために使用され
る在来形の弁は、容器と転送ホッパとの間の圧力差に対
してシールとして機能しなくてはならないことをわれわ
れは発見した。この機能のために、むくステライト球形
玉ゲートであって弁に対する入口管路及び出口管路と同
じ直径の貫通孔と、金属対金属シールとを有するもの
は、本発明の方法を実施するための触媒転送管路におい
て使用されるとき抜群の作用を発揮する。さらに、仕事
の激性に照らしてそれらの経済的価格及び入手の容易性
は、それらを初度据付及び保守交換の何れにとっても最
も経済的に有用ならしめる。ケイムル社及びモーガス社
によって製造される弁は、本実施例において特に効果的
である。さらに、本構成は殆ど独占的に液相における触
媒の転送を可能ならしめ、それは転送間における触媒粒
子の摩耗または粉砕を実質的に減少させる。これに加え
て、同伴気体の排除は触媒粒子の液体転送の効率を向上
させそしてさらに触媒の潜在的損傷を減少させる。
第４図は層を成して流れる液体によって触媒を転送する
ための一代替システムを示す角錐形触媒ベッド支持体17
の底の部分図を示す。この実施例においては、ベッド10
の容積から触媒粒子を撤収するため垂直管54と水平管52
とによってＬ形弁が形成される。図示されるように、取
入口56はスクリーン支持手段17によって形成された角錐
台の中心非多孔部分25の真上に位置されることが好まし
い。そのような配列は、第１図の実施例に示されるそれ
より好的性において劣るが、そのような配列は液体と触
媒とのスラリーが層流状態下においてのみ流れるように
され得る事実によって好適とされる。
ための一代替システムを示す角錐形触媒ベッド支持体17
の底の部分図を示す。この実施例においては、ベッド10
の容積から触媒粒子を撤収するため垂直管54と水平管52
とによってＬ形弁が形成される。図示されるように、取
入口56はスクリーン支持手段17によって形成された角錐
台の中心非多孔部分25の真上に位置されることが好まし
い。そのような配列は、第１図の実施例に示されるそれ
より好的性において劣るが、そのような配列は液体と触
媒とのスラリーが層流状態下においてのみ流れるように
され得る事実によって好適とされる。
第１図のＪ形管または第４図のＬ形弁の何れの配列によ
っても、排出ロック容器80内の圧力は反応容器11内の圧
力と同等になるように上げられる。弁84が開放されそし
て触媒の流量が、第１図において示されたように、弁93
を通じて流量を規制することによって制御される。その
ような流量は、転送弁84が開放されるとき容器11からの
触媒粒子の層流を生じさせるのに十分な程度まで排出ロ
ック室80及び管路82内の圧力を減少させる。
っても、排出ロック容器80内の圧力は反応容器11内の圧
力と同等になるように上げられる。弁84が開放されそし
て触媒の流量が、第１図において示されたように、弁93
を通じて流量を規制することによって制御される。その
ような流量は、転送弁84が開放されるとき容器11からの
触媒粒子の層流を生じさせるのに十分な程度まで排出ロ
ック室80及び管路82内の圧力を減少させる。
弁84が弁88と管路87とを通じて真空ガスオイルによって
フラッシングを施され、次いで閉鎖された後、残留物が
容器80からドレン管路120を通じてＪ形管86及び円錐形
スクリーン121の下から排出される。次いで、フラッシ
ングオイルが弁93を通じて送入されそれにより触媒から
残留物を滌除しそして触媒を冷却させる。容器80は必要
とされる回数排流されそして装入され得る。次いで容器
80の圧力がより低い圧力（約3.5kg/cm2〔50psig〕以
下）にされる。容器90内の圧力は容器80内に圧力と同等
にされそして弁94が開放される。次いで、流量及び圧力
が弁110を通じて制御され以てＪ形管86を通じて容器90
内への触媒の層流を生じさせる。弁94がフラッシングオ
イルによって洗滌されそして閉鎖される。フラッシング
オイルは円錐形スクリーン123の下のドレン管路122を通
じて排出される。この触媒はもし希望されるならば弁11
0を通じて水で洗滌され得る。容器は管路110を通じて窒
素を送入することによってすべての水素を一掃さるべき
である。最後に、容器90はほとんど減圧されそして触媒
は放出管124内における触媒の流量を制御するため弁110
を通じる窒素の流れによってＪ形管96を通る運搬流体と
しての水を使用して投下される。
フラッシングを施され、次いで閉鎖された後、残留物が
容器80からドレン管路120を通じてＪ形管86及び円錐形
スクリーン121の下から排出される。次いで、フラッシ
ングオイルが弁93を通じて送入されそれにより触媒から
残留物を滌除しそして触媒を冷却させる。容器80は必要
とされる回数排流されそして装入され得る。次いで容器
80の圧力がより低い圧力（約3.5kg/cm2〔50psig〕以
下）にされる。容器90内の圧力は容器80内に圧力と同等
にされそして弁94が開放される。次いで、流量及び圧力
が弁110を通じて制御され以てＪ形管86を通じて容器90
内への触媒の層流を生じさせる。弁94がフラッシングオ
イルによって洗滌されそして閉鎖される。フラッシング
オイルは円錐形スクリーン123の下のドレン管路122を通
じて排出される。この触媒はもし希望されるならば弁11
0を通じて水で洗滌され得る。容器は管路110を通じて窒
素を送入することによってすべての水素を一掃さるべき
である。最後に、容器90はほとんど減圧されそして触媒
は放出管124内における触媒の流量を制御するため弁110
を通じる窒素の流れによってＪ形管96を通る運搬流体と
しての水を使用して投下される。
下記は本発明の方法の諸過程に従って、本発明の前述実
施例に基づく装置を使用して実行される手順操作の実例
である。
施例に基づく装置を使用して実行される手順操作の実例
である。
例Ｉ 約16−32m3/日（100−200BPD）で運転される半商業規模
残留物変換パイロットプラントにおいて、上述されたご
とき触媒転送手順が50回以上実験証明された。各転送
間、約0.056m3（2ft3）の触媒が典型的な残留物脱硫（R
DS）条件下で連続運転中の反応容器に取入れられそして
それから取出された。
残留物変換パイロットプラントにおいて、上述されたご
とき触媒転送手順が50回以上実験証明された。各転送
間、約0.056m3（2ft3）の触媒が典型的な残留物脱硫（R
DS）条件下で連続運転中の反応容器に取入れられそして
それから取出された。
4.50m3（16ft3）毎時に達する触媒転送率が、触媒直径
より８倍大きい内径を有する管を通じて達成された。触
媒の栓状流れ運動及びベッド沸騰の不存在がテストベッ
ド内に組入れられた放射性標識触媒粒子を使用すること
によって証明された。
より８倍大きい内径を有する管を通じて達成された。触
媒の栓状流れ運動及びベッド沸騰の不存在がテストベッ
ド内に組入れられた放射性標識触媒粒子を使用すること
によって証明された。
そのような運転において明確に証明された本発明の重要
な特徴に含まれるものとして：（１）玉弁、たとえばケ
イムル社及びモーガス社によって製造されたそれら、が
RDS反応器を触媒転送容器から隔離し、そして触媒粒子
を固体取扱弁を使用することなしに転送するために使用
され得ることと、（２）触媒ベッドのレベル及び従って
沸騰がガンマ線源及び検知器を使用して適切に監視され
得ることと、（３）Ｊ形管（すべて昇流部分が降流通路
より実質的に短い）は層状の流体の流れによって、局部
的沸騰を生じさせることなしに、触媒粒子を十分に転送
することと、（４）流体供給吸込口分配器手段であって
円錐形支持体と同心環状分節板とを有するものの使用
は、触媒ベッドの基部における沸騰を防止しそして気体
と液体との交互同心リングを形成することによって気体
と液体の適正な半径方向分配を達成することと、（５）
同一寸法及び形状を使用するがより小さい密度を有する
一触媒においては顕著な沸騰（膨張）を生じないのに比
較して、他の触媒においてはベッド沸騰（膨張）が生じ
たという実質的な相異が示されたことと、（６）ベッド
の底から単一の流れとして流れる炭化水素液体の流れと
水素含有気体とを反応させるため水素添加処理システム
を連続的に運転しつつ反応容器内において重力によって
下方へ運動するベッド内への、及びベッド外への、触媒
の転送は、反応容器を通りそしてその頂面から上方へ通
過する間、分離を生じることなしに逆流が生じるのを許
すことと、（７）間欠的な触媒排出の結果として、触媒
ベッドは栓状流れをもって反応器を通って逆流して下方
へ運動することとが挙げられる。
な特徴に含まれるものとして：（１）玉弁、たとえばケ
イムル社及びモーガス社によって製造されたそれら、が
RDS反応器を触媒転送容器から隔離し、そして触媒粒子
を固体取扱弁を使用することなしに転送するために使用
され得ることと、（２）触媒ベッドのレベル及び従って
沸騰がガンマ線源及び検知器を使用して適切に監視され
得ることと、（３）Ｊ形管（すべて昇流部分が降流通路
より実質的に短い）は層状の流体の流れによって、局部
的沸騰を生じさせることなしに、触媒粒子を十分に転送
することと、（４）流体供給吸込口分配器手段であって
円錐形支持体と同心環状分節板とを有するものの使用
は、触媒ベッドの基部における沸騰を防止しそして気体
と液体との交互同心リングを形成することによって気体
と液体の適正な半径方向分配を達成することと、（５）
同一寸法及び形状を使用するがより小さい密度を有する
一触媒においては顕著な沸騰（膨張）を生じないのに比
較して、他の触媒においてはベッド沸騰（膨張）が生じ
たという実質的な相異が示されたことと、（６）ベッド
の底から単一の流れとして流れる炭化水素液体の流れと
水素含有気体とを反応させるため水素添加処理システム
を連続的に運転しつつ反応容器内において重力によって
下方へ運動するベッド内への、及びベッド外への、触媒
の転送は、反応容器を通りそしてその頂面から上方へ通
過する間、分離を生じることなしに逆流が生じるのを許
すことと、（７）間欠的な触媒排出の結果として、触媒
ベッドは栓状流れをもって反応器を通って逆流して下方
へ運動することとが挙げられる。
例II 例Ｉにおいて説明された流れ条件下の装置における前記
諸試験から、前記機械的及び水力学的諸要因の有効性
は、下記のごとく、触媒粒子の運動するベッドを通じて
逆流する炭化水素及び水素流による水素添加処理の遂行
に関して確認された： 約0.64m3/日（4BPD）に達する炭化水素給材及び約154kg
/cm2（2200PSI）の水素で運転されるパイロットプラン
トにおいて、触媒ベッド膨張測定は商業規模の流速にお
いて、表Ｉに示される異なる寸法、形状及び密度のベッ
ドに関して為された。各タイプの触媒が個別に試験され
た。ベッド沸騰（膨張）はガンマ線源と10％のベッド膨
張を検知するように取付けられた検知器とを使用して測
定された。表Ｉは5000SCFBの標準水素再循環流量におい
て各種触媒に関し10％ベッド膨張を生じるのに必要とさ
れる流速を示す。これらの結果はベッド膨張が第１図の
半商業規模のプラントから生じることを確認した。
諸試験から、前記機械的及び水力学的諸要因の有効性
は、下記のごとく、触媒粒子の運動するベッドを通じて
逆流する炭化水素及び水素流による水素添加処理の遂行
に関して確認された： 約0.64m3/日（4BPD）に達する炭化水素給材及び約154kg
/cm2（2200PSI）の水素で運転されるパイロットプラン
トにおいて、触媒ベッド膨張測定は商業規模の流速にお
いて、表Ｉに示される異なる寸法、形状及び密度のベッ
ドに関して為された。各タイプの触媒が個別に試験され
た。ベッド沸騰（膨張）はガンマ線源と10％のベッド膨
張を検知するように取付けられた検知器とを使用して測
定された。表Ｉは5000SCFBの標準水素再循環流量におい
て各種触媒に関し10％ベッド膨張を生じるのに必要とさ
れる流速を示す。これらの結果はベッド膨張が第１図の
半商業規模のプラントから生じることを確認した。
表IIは、液体粘度、液体密度及び炭化水素給材流及び気
体の圧力が、異なる１セットの商業運転条件に合致する
ように表Ｉにおけるそれらよりも表IIにおいて低いこと
を除いて、表Ｉに示された諸条件下で試験されたそれら
と同じ触媒粒子の３個のベッドを使用する同じ１セット
の運転を示す。表Ｉ及びIIから、触媒粒子の寸法、密度
及び形状の効果は、給材の液体及び気体成分に対する異
なる流れ条件に関し明瞭に表示される。炭化水素処理過
程のための設計供給流量は直径約3.5m （11.5ft）の触媒ベッドを有する反応容器を通るMBPD
（数千バレル毎日）による値を示すように標準スケーリ
ング手順によって計算された。
体の圧力が、異なる１セットの商業運転条件に合致する
ように表Ｉにおけるそれらよりも表IIにおいて低いこと
を除いて、表Ｉに示された諸条件下で試験されたそれら
と同じ触媒粒子の３個のベッドを使用する同じ１セット
の運転を示す。表Ｉ及びIIから、触媒粒子の寸法、密度
及び形状の効果は、給材の液体及び気体成分に対する異
なる流れ条件に関し明瞭に表示される。炭化水素処理過
程のための設計供給流量は直径約3.5m （11.5ft）の触媒ベッドを有する反応容器を通るMBPD
（数千バレル毎日）による値を示すように標準スケーリ
ング手順によって計算された。
一般的に商業用途の触媒は基準設計供給流量よりも実質
的に高い、例えば最高100％高い、選ばれた流量におけ
る浮揚または沸騰に基づいて選択される。さらに、これ
ら試験は特定の商業触媒は、もし粒子が高均一度を有し
そして、摩耗または破砕を生じることなく、反応容器に
出入する運動間それらの完全性を維持するほど十分に強
固であるならば、妥当な設計供給流量においては、膨張
しないことを示している。
的に高い、例えば最高100％高い、選ばれた流量におけ
る浮揚または沸騰に基づいて選択される。さらに、これ
ら試験は特定の商業触媒は、もし粒子が高均一度を有し
そして、摩耗または破砕を生じることなく、反応容器に
出入する運動間それらの完全性を維持するほど十分に強
固であるならば、妥当な設計供給流量においては、膨張
しないことを示している。
例III 直径1.20m（4ft）の容器内において、“低温モデル”が
上限1270m3/日（8000BPD）の水及び275SCFMの空気を使
用して運転された。既に説明されそして図面に示された
ごとき吸込液体及び気体分配器並びに水素ガス再分配段
階及び急冷段階の特徴が一定の基準で判断されそして試
験された。流量測定と水面下の写真は、吸込気体及び液
体の分配が容器内の触媒支持スクリーンの全横断面区域
に亙って均等であることを証明した。倒立Ｖ形囲い板部
材を通過する上昇気体の再分配は、たとえ気体が再分配
器段階の下方で故意に誤分配されたときでも、意外なほ
どに効果的であることが証明された。
上限1270m3/日（8000BPD）の水及び275SCFMの空気を使
用して運転された。既に説明されそして図面に示された
ごとき吸込液体及び気体分配器並びに水素ガス再分配段
階及び急冷段階の特徴が一定の基準で判断されそして試
験された。流量測定と水面下の写真は、吸込気体及び液
体の分配が容器内の触媒支持スクリーンの全横断面区域
に亙って均等であることを証明した。倒立Ｖ形囲い板部
材を通過する上昇気体の再分配は、たとえ気体が再分配
器段階の下方で故意に誤分配されたときでも、意外なほ
どに効果的であることが証明された。
簡述すれば、これら試験の結果は、本発明が触媒ベッド
を浮揚させるには十分でない流量を以て気体及び液体の
交互環状リングとして流体を導入することによってそし
て所望の供給流量においてベッドの持上がりを防ぐのに
適正な密度、形状及び寸法によって選択された触媒によ
って反応容器の全容積を実質的に満たすよう稠密に詰込
まれた触媒ベッドを横切って均等に分配された水素及び
炭化水素液体の実質的に連続する流れを可能にすること
を示す。（触媒は設計圧力及び流速を有する炭化水素、
水素及び触媒によって運転される大型パイロットプラン
トにおけるベッド膨張を測定することによって選択され
る。）所望の流量において、そのような触媒は、周期的
にまたは半連続的に液体の流れにそのような触媒を層形
式で流入させることによりベッドの頂において新しい触
媒を導入することによって、容器を通って下方へ栓状流
れの態様で連続的に流れる。触媒はベッドの底からの液
体の流れのなかに触媒粒子を層形式で流入させることに
よって排出される。そのような流れのための取入口は、
ベッドを通って流れる気体の流れとは直接に接触してお
らず、そして流路は横断面区域において実質的に一定で
あり、そして触媒粒子の直径より数倍直径において大き
い。
を浮揚させるには十分でない流量を以て気体及び液体の
交互環状リングとして流体を導入することによってそし
て所望の供給流量においてベッドの持上がりを防ぐのに
適正な密度、形状及び寸法によって選択された触媒によ
って反応容器の全容積を実質的に満たすよう稠密に詰込
まれた触媒ベッドを横切って均等に分配された水素及び
炭化水素液体の実質的に連続する流れを可能にすること
を示す。（触媒は設計圧力及び流速を有する炭化水素、
水素及び触媒によって運転される大型パイロットプラン
トにおけるベッド膨張を測定することによって選択され
る。）所望の流量において、そのような触媒は、周期的
にまたは半連続的に液体の流れにそのような触媒を層形
式で流入させることによりベッドの頂において新しい触
媒を導入することによって、容器を通って下方へ栓状流
れの態様で連続的に流れる。触媒はベッドの底からの液
体の流れのなかに触媒粒子を層形式で流入させることに
よって排出される。そのような流れのための取入口は、
ベッドを通って流れる気体の流れとは直接に接触してお
らず、そして流路は横断面区域において実質的に一定で
あり、そして触媒粒子の直径より数倍直径において大き
い。
水素添加処理容器能力の最高の経済的利用を達成するた
めの稼働間触媒取替えに関し説明された機構配列及び作
業過程の各種修正並びに変更が当業者の心に浮かぶであ
ろう。そのような修正または変更であって請求の範囲に
入るべきものは、すべて、それらに包含されることが意
図される。
めの稼働間触媒取替えに関し説明された機構配列及び作
業過程の各種修正並びに変更が当業者の心に浮かぶであ
ろう。そのような修正または変更であって請求の範囲に
入るべきものは、すべて、それらに包含されることが意
図される。
図面の簡単な説明 第１図は、上方へ流れる液体炭化水素給材及び気体流を
通る触媒の連続栓状流れ間の稼働間触媒取替えのために
本発明が特にそれに指向される典型的水素添加処理容器
の概略図である。
通る触媒の連続栓状流れ間の稼働間触媒取替えのために
本発明が特にそれに指向される典型的水素添加処理容器
の概略図である。
第２図は切頭円錐形または角錐形のスクリーンのための
同心の半径方向触媒ベッド支持手段の底面図であって、
第１図の矢印２−２の方向に取られた図面である。
同心の半径方向触媒ベッド支持手段の底面図であって、
第１図の矢印２−２の方向に取られた図面である。
第３図は第２図の矢印３−３の方向に取られた支持手段
及びスクリーンの立面図である。
及びスクリーンの立面図である。
第４図は不活性化された触媒粒子を反応器から撤収する
ための層流機構の一代替形式の部分立面図である。
ための層流機構の一代替形式の部分立面図である。
第５図は第６図に示される急冷及び再分配囲い板ユニッ
トの一つの部分的に横断面を示される斜視図である。
トの一つの部分的に横断面を示される斜視図である。
第６図は第１図の矢印５−５の方向に取られた触媒容器
の斜視図であって触媒ベッドの中心部分上方の気体再分
配及び急冷システムの好適形式を示す図面である。
の斜視図であって触媒ベッドの中心部分上方の気体再分
配及び急冷システムの好適形式を示す図面である。
第７図は触媒ベッドの所与レベルにおける第６図の囲い
板ユニットの２個の段の好適配列を示す斜視図である。
板ユニットの２個の段の好適配列を示す斜視図である。
10……触媒ベッド、11……反応容器、15……スクリー
ン、 16……反応気体および液体炭化水素の給材流の導入管、 18……生成物流体の流出用中心管、17……ベッド支持手
段、 19……触媒供給管、28……触媒ベッド支持スクリーン、 29……倒立Ｊ型感路、31……円形の邪魔板部材、39……
急冷システム、 40……囲い板部材、84……弁。
ン、 16……反応気体および液体炭化水素の給材流の導入管、 18……生成物流体の流出用中心管、17……ベッド支持手
段、 19……触媒供給管、28……触媒ベッド支持スクリーン、 29……倒立Ｊ型感路、31……円形の邪魔板部材、39……
急冷システム、 40……囲い板部材、84……弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スミス，デビッド エス. アメリカ合衆国94708 ルイジアナ州バト ン ルージュ，ウエスト ピニィ ポイン ト アベニュー 18713 (72)発明者 バックテル，ロバート ダブリュ. アメリカ合衆国94530 カリフォルニア州 エル セリト，バレット アベニュー 5480 (72)発明者 スケウェーアマン，ジョジェアンナ エ ル. アメリカ合衆国94556 カリフォルニア州 モラガ，サンダーズ ドライブ 1155 (72)発明者 マッコール，ジェームス ティー. アメリカ合衆国70815 ルイジアナ州バト ン ルージュ，ラプソディ ドライブ 10140 (56)参考文献 米国特許4571326（ＵＳ，Ａ) 米国特許4664782（ＵＳ，Ａ) 米国特許3336217（ＵＳ，Ａ) 米国特許3873441（ＵＳ，Ａ)
Claims (24)
- 【請求項１】水素含有気体成分を有する上方へ流れる炭
化水素給材流が、反応容器を通って下方へ運動する水素
添加処理を行う触媒粒子の実質的詰込ベッドに対し逆流
して接触する接触水素添加処理の方法であって、 水素添加処理を行う触媒粒子の前記ベッドを通って上方
向に流れる前記水素成分を含む前記炭化水素給材流の平
均速度に従って選択された寸法、形状及び密度を前記粒
子が前記反応容器の軸方向長さに亙って有する触媒粒子
の詰込ベッドを形成し、そして 前記炭化水素給材流の流量を前記実質的詰込触媒ベッド
の沸騰及び浮揚を前記ベッドの実質的全軸方向長さに亙
ってかつ前記ベッドの断面を横切って10％より小さく維
持するのに十分である限度に量的に制御すること とを含む接触水素添加処理方法。 - 【請求項２】請求項１に記載の方法において、前記炭化
水素給材流の前記水素成分及び液体炭化水素成分が、前
記詰込触媒ベッドの底部の全横断面区域を横切って半径
および周囲方向に延びる前記水素及び液体炭化水素成分
の交互同心環状リングの対を通じて前記水素添加処理接
触粒子の前記詰込ベッドの前記底部内に同時に導入され
る接触水素添加処理方法。 - 【請求項３】請求項２に記載の方法において、急冷流体
が、前記触媒ベッドの軸方向長さの中間の少なくとも１
個のレベルに互って、前記水素添加処理触媒ベッドの前
記軸線長さに対し概ね横断方向の複数の通路を通じて導
入される接触水素添加処理方法。 - 【請求項４】請求項２に記載の方法において、前記給材
流の前記水素成分および前記液体炭化水素成分が前記接
触ベッドの前記底部の直径部を横切って半径方向に延び
る複数の同心環状貯槽内への導入に先立って前記成分の
混合体として維持され、前記環状貯槽の各々が前記ベッ
ドの前記底部に隣接した交互同心環状リングの分かれた
対を形成するに十分な周囲区域を有して、前記ベッドの
全横断画区域を通る同時の上向き流のために前記水素お
よび液体炭化水素成分のための環状流路を維持するよう
にした接触水素添加処理方法。 - 【請求項５】請求項４に記載の方法において、前記水素
成分および前記液体炭化水素成分の前記混合体がサージ
チャンバーおよびプレナムチャンバーを含む主貯槽から
前記同心環状貯槽に入り、前記サージチャンバーが前記
同心環状貯槽の全ての下にある共通の容積部に対して直
接開いている複数の流路を通って前記プレナムチャンバ
ーへ前記混合体の実質的に一様な流量を維持するに十分
な容積を有し、前記流路の取り入れ口が前記サージチャ
ンバー内部の混合体にある深さまで沈められていて、通
常前記混合体の前記炭化水素成分が単独に前記プレナム
チャンバーおよび前記同心環状貯槽に進入することを阻
止している接触水素添加処理方法。 - 【請求項６】請求項４に記載の方法において、前記炭化
水素成分および前記液体炭化水素成分の前記混合体は、
サージチャンバーおよびプレナムチャンバーを含む主貯
槽から前記同心環状貯槽へ進入し、前記サージチャンバ
ーが前記プレナムチャンバー内に直接開いている複数の
流路を通って前記プレナムチャンバーへ前記混合体の実
質的に一様な流量を維持するに十分な容積を有し、前記
流路の取り入れ口が前記サージチャンバー内部の前記混
合体にある深さまで沈められていて、通常前記混合体の
前記水素成分が単独に前記プレナムチャンバーおよび前
記同心環状貯槽に進入することを阻止している接触水素
添加処理方法。 - 【請求項７】請求項４に記載の方法において、前記水素
成分および前記液体炭化水素成分の前記混合体がサージ
チャンバーおよびプレナムチャンバーを含む主貯槽から
前記同心環状貯槽に進入し、前記サージチャンバーが前
記プレナムチャンバーへ前記混合体の実質的に一様な流
量を維持するに十分な容積を有し、前記プレナムチャン
バーが実質的に同じレベルから上向きに延びかつ前記サ
ージチャンバーの下方端部に隣接した多流路を通って前
記サージチャンバーから共通の局部貯槽の前記混合体を
受け入れ、前記水素成分の調節されていないサージが前
記同心環状貯槽に達することを実質的に阻止し、それに
より前記水素成分が前記混合体の一部分としてだけ前記
プレナムチャンバーに通常は進入することを確実にさせ
る接触水素添加処理方法。 - 【請求項８】下方に流れる水素添加処理触媒粒子を通っ
て上向きに流れる水素および炭化水素の混合流体給材流
を水素添加処理の方法にして、前記触媒粒子が該粒子の
連続しあるいは周期的な流れの間に取り替え可能であ
り、そして前記液体給材流の流れが通過させかつ全体的
に円錐状の底部を通っていて、前記接触は、反応容器に
おいて移動ベッドとして前記触媒粒子を維持しながら触
媒容積の過度の沸騰を阻止する割合で降下する水素添加
処理の方法において、前記触媒ベッドを形成する前記触
媒粒子内部の水素の方向つけまたは局部的な再循環を前
記触媒ベッドへの前記通過円錐状底部の全横断面区域を
横切る前記給材流の水素および炭化水素成分の流れを一
様に分配することにより阻止する改良された方法が、 前記円錐状底部の通過区域の下の複数の分かれた環状貯
槽を形成し、前記環状貯槽の各々が前記ベッドの前記円
錐状底部から類似した深さにおいて前記混合された給材
流の共通のプール内へ下方に延びて、前記円錐状底部の
下の隣接した環状貯槽の降下する段の配置を生成し、そ
して前記環状貯槽の各々が水素および炭化水素成分を前
記混合された給材の前記プールから上昇する前記混合体
から分離することを可能にするに十分な半径方向幅を有
し、前記ベッドの前記底部の下に直接的に前記交互の貯
槽を形成し、そして 前記プール内へ流れる混合体として前記給材流の前記水
素および炭化水素成分を、前記混合体を受け入れるサー
ジチャンバーを通して連続的に前記混合体を前記反応容
器にそして同時に前記プールを形成するプレナムチャン
バー内へ通過させることにより維持し、そして前記サー
ジチャンバーから前記プレナムチャンバーへの流れが共
通のレベルへ上向きに前記サージチャンバーにおける実
質的に同じ深さから共通のレベルへ上向きにそして前記
プレナムチャンバーの底部に隣接して延びる多数の流路
を通っていて、それにより水素成分が前記触媒ベッド内
へ下へと前記環状貯槽内に入るのに先立って前記混合体
から分離するならば前記サージチャンバーから前記混合
体の流れを維持するかまたは復帰する ことを包含する接触水素添加処理方法。 - 【請求項９】水素添加処理容器における下方に移動する
水素添加処理触媒粒子を通って上向きに流れる水素およ
び炭化水素の混合流体給材流に水素添加処理を行う方法
にして、前記触媒粒子が前記容器の下方端部から該粒子
の連続しあるいは周期的な取り除き中に少なくとも周期
的に取り替え可能であり、前記給材流の水素および炭化
水素液体成分が前記水素添加処理容器内への導入の前に
混合されるかまたは前記容器において混合されるかのい
ずれであり、そして前記触媒内への前記給材流の流れが
前記容器を通って降下する触媒粒子を支持する通過させ
かつ全体的に円錐状の底部を通っていて、そして前記給
材流の流れ割合は、反応容器において移動ベッドとして
前記触媒粒子を維持しながら触媒容積の過度の沸騰を阻
止する水素添加処理方法において、前記触媒ベッドを形
成する前記触媒粒子内部の前記給材流の水素成分の方向
付けまたは局部的な再循環を前記円錐状ベッドの支持部
の通過させる部分を通って流れる水素および炭化水素成
分の両方を一様に分配することにより阻止する改良され
た方法が、 前記円錐状底部の通過区域の下の複数の分かれた環状貯
槽を形成し、前記環状貯槽の前記混合された給材流を前
記反応容器の下方端部におけるサージ帯域内へ導入し、
前記帯域が該サージ帯域直接上方に共通のプールを形成
するプレナム帯域へかつ前記水素添加処理触媒のための
前記円錐状支持の実質的に全周囲区域を越えて前記給材
流の混合体の分配のための多数の通路を有し、前記多数
の流路の各々がサージ帯域の底に隣接した実質的に同じ
深さから前記プレナム帯域の底に隣接した共通のレベル
へと上向きに延びて、前記サージ帯域から前記プレナム
帯域への前記混合給材流のそこを通る流れを維持しある
いは復帰させ、前記プレナム帯域内への前記混合体の流
れ中に前記混合体から分離する炭化水素成分が前記取り
入れ口の上方へ前記共通のプール内への流れのために前
記サージ帯域における前記多数の通路に対して直角に延
びる前記炭化水素液体成分によって概ね遮断されること
を確実にさせ、そして 前記円錐状底部の通過させる区域の下に複数の分かれた
環状同心貯槽を形成し、前記環状貯槽の各々が前記混合
された給材流の前記共通のプール内へ下方へ前記円錐状
底部からのその距離に対して同様な深さまで延びてい
て、前記円錐状底部の下の前記隣接しかつ同心環状貯槽
の降下する段状配置を生成し、そして前記給材流が前記
共通プールから上昇し前記触媒ベッドの前記底部の下に
直接水素および炭化水素液体の交互の同心リングを形成
するにつれ、水素および炭化水素成分が前記同心貯槽の
各々の内部の前記混合体からの分離を許すに十分な半径
方向幅を有する ことを包含する接触水素添加処理方法。 - 【請求項１０】液体成分と水素含有気体成分とを有する
上方へ進む炭化水素給材流の水素添加処理中において、
反応容器における下方に流れる触媒の実質的詰込ベッド
を形成する触媒粒子の実質的沸騰を防ぐように制御され
た流量で前記ベッドに接触することにより取替触媒を前
記反応容器における前記詰込ベッドへ連続的に供給する
ための稼働触媒取替方法であって、 前記ベッドを通る前記気体成分を含む前記炭化水素給材
流成分の流れの中に前記触媒ベッドの軸方向長さの実質
的成分に亙って前記粒子の沸騰または浮揚を実質的に防
ぐために前記ベッドを形成する触媒粒子の寸法、形状お
よび密度を選択し、 前記ベッドの全横断面区域を横切って前記給材流の前記
気体成分および液体成分の流れを均一に分配し、前記ベ
ッドが前記容器を通って下方に移動しながら前記ベッド
の部分の内部の触媒粒子の循環を含む前記ベッドの局部
的な沸騰または浮揚なしに前記ベッドの栓状流れを維持
し、前記均一の部分が前記成分の混合体を含有する前記
給材流を複数の同心環状リングを通って前記ベッド内へ
導入することを含み、前記触媒ベッドの底を支持する切
頭円錐形表面を通って前記液体成分および前記気体成分
のための分かれた交互の上向き流路を形成し、前記円錐
形表面が前記触媒ベッドの下方への流れ中に横方向断面
区域に亙っておよび前記ベッドの軸線に沿って周囲に延
びる前記液体および前記気体成分の交互に分かれたバン
クの上方流れのための前記同心環状リングへと均一に通
過させ、 前記ベッドの底から撤収される触媒を取り替えるための
流量で前記下方への流量ベッドの頂部へ取替触媒を加給
し、そして 前記円錐表面の切頭中央区域の上方から層流状態で流れ
る液流れにおいて前記ベッドの底から前記容器の外へ触
媒を転送し、前記切頭中央区域が前記環状リングにおい
て前記円錐表面を通って上昇する気体および液体成分に
対して通過させず、前記転送中央に前記層流状態を維持
する ことを包含する稼働間触媒取替方法。 - 【請求項１１】請求項10に記載の方法において、さら
に、急冷気体の流れを注入してそして前記ベッドの軸線
方向長さの中間の少なくとも一レベルを越えて前記ベッ
ド内を上方に流れる気体を補足する間に前記容器を通っ
て下方へ進む前記触媒ベッドの前記栓状流れを維持する
ことを含み、前記気体が前記栓状流れに対して相対的に
横方向に転向する通過させない囲い板によって形成され
た複数の流路を通って横方向に転向され、前記囲い板の
上面が前記囲い板の上面に対して横方向に前記下方に流
れる触媒を偏向させ、前記触媒ベッドの横方向に横断面
区域を横切る前記レベルにおいて気体を冷却および／ま
たは再分配するため前記急冷気体との混合のために前記
囲い板の下に溜まっている上方へ流れる気体の横方向再
分配のための前記囲い板の横側外縁に沿って長手方向に
相互離隔して離された複数の流路を含む稼働間触媒取替
方法。 - 【請求項１２】高圧力および高温度での連続運転中に触
媒またはその他の粒子を、反応容器の触媒の実質的詰込
ベッド内にそしてその外に、前記実質的詰込ベッドをベ
ッドを通って上方へ流れる気体成分および液体成分を有
する給材流と接触のため、周期的にまたは半連続的に転
送する方法であって、 加圧可能の触媒供給ホッパから反応容器内へ流れる液体
流れにおける新鮮な触媒粒子を同伴させ、前記反応容器
における触媒ベッドの頂部内へ触媒を噴射し、そして同
時に加圧可能な触媒回収ホッパへの前記給材流の前記液
体成分の一部分を含む流れにおける流れるための前記触
媒ベッドの底において不活性化された触媒粒子を同伴さ
せ、 前記反応容器とそのそれぞれのホッパとの間の前記流れ
の各々を、長さ全体に亙って実質的に均一の横断面面積
およびそこに同伴される触媒粒子の平均直径の少なくと
も５倍の直径を有する主流路を通して流し、該主流路の
各々がさらに前記流路と実質的に同じ直径の全開放孔を
有する少なくとも１個の全口径インラインボール弁を含
むものを通して流し、 前記反応容器における圧力とは十分に異なっただけの値
に前記触媒ホッパの各々の加圧を選択的に制御し、前記
主流路を通して流れる前記流れの流路を制限し、前記触
媒ベッドの上方端部内へ前記供給ホッパから取り込まれ
た触媒を運びながらかつ前記触媒ベッドの底から前記回
収ホッパへ触媒を取り除きながら層流を維持させ、そし
て前記取り込まれた触媒を含む前記流れのための入口が
前記触媒ベッドの底に隣接した取り入れゾーンから前記
触媒ベッド内への前記給材流の上流流路の外への取り入
れゾーンにあり、前記取り入れゾーン内へ顕著な量の前
記気体成分の取り入れを回避しかつ前記反応容器の外へ
の触媒の転送中に前記取り入れゾーンの上方の前記触媒
ベッドの局部的な浮揚または沸騰を回避し、そして 少なくとも１つの補助流体流路をその前記ボール弁と前
記反応器との間の前記主流路を各々内へ開放し、前記主
流路内への補助流体を選択的に導入し、その作動中に前
記ボール弁の前記開放孔を含む前記流路の外へ触媒粒子
を流し、そして触媒粒子が触媒の各転送のあと前記主粒
子へと進入することを選択的に遮断する ことを包含する触媒または他の粒子の周期的または半連
続的転送方法。 - 【請求項１３】請求項12に記載の方法において、前記主
流路の各々が前記液体流れおよびそこに取り込まれた触
媒のための入口流れ部分であって、隣接した下方流部分
より実質的に短い上方流部分を有する入口流れ部分によ
って特徴づけられ、そして前記部分が半円形流路を介し
て接続され前記上方流部分と下方流部分との間の前記液
体流路の直径よりも実質的に大きな曲率半径を有する触
媒または他の粒子の周期的または半連続的転送方法。 - 【請求項１４】請求項12に記載の方法において、前記取
り入れゾーンが前記触媒ベッドの底の中央部分の上方に
配置され、前記中央部分が炭化水素および水素成分の混
合体を含む前記給材流のための供給ゾーンの上方の前記
触媒ベッドを支持する均一の通過させない円錐状スクリ
ーンの孔なしの切頭部分を含み、前記供給ゾーンが前記
通過させない円錐状スクリーンを通して前記触媒ベッド
内へ直接的に流れる気体と液体との複数の交互の環状バ
ンドとして形成され、前記取り入れゾーンのレベルは、
触媒が前記主流路において実質的に前記流れ成分の流路
の外にある前記ベッドにおける位置から上方に流れる液
体と気体の前記複数の交互の環状バンドを通して引っ込
められるようになっている触媒または他の粒子の周期的
または半連続的転送方法。 - 【請求項１５】請求項12に記載の方法において、前記給
材流が炭化水素液体と水素含有気体の混合体であり、そ
して触媒の転送のための前記主流路の各々が前記触媒粒
子の平均直径より５倍から50倍の直径を有する触媒また
は他の粒子の周期的または半連続的転送方法。 - 【請求項１６】触媒の重力降下する実質的詰込ベッドを
通して給材流の連続した上方流中に反応容器の内外へ粒
子を周期的または半連続的に転送する方法であって、該
方法が、 新鮮な触媒を運ぶ液体流れを加圧可能な触媒供給ホッパ
からの主流路を通して前記反応容器の上方端部内へ層状
に流し、前記反応容器における軸線方向に細長い触媒ベ
ッドを形成する触媒を取り込みあるいは取り替え、 前記触媒ベッドの下方部分からの触媒を、前記反応容器
の下方端部からの前記給材流の一部分を層状に流すこと
により少なくとも周期的に取り除き、使用済み触媒をも
う一つの主流路を通して加圧可能な回収ホッパ内へ運
び、 前記流れのための前記主流路の各々がその長さの全体に
おいて実質的に一定の断面積を有するとともに、そこを
通って流れる触媒粒子の平均直径よりも少なくとも５倍
の大きさの直径を有するようにし、 前記主流路の各々がそれぞれの流れの上流のための下向
きに開いた入口部分を含み、そして触媒が前記主流路の
均衡するものより実質的に短い距離において取り込まれ
る触媒の上流のための少なくとも１の部分を通してそこ
で取り込まれ、 前記主流路がさらに前記主流路の均衡するものと同じ直
径の全流貫通穴を有する少なくとも１つのインライン制
御弁を含み、前記主流路において全体の前記流体流れの
前記層流を維持し、そして 少なくとも１つの補助流路が前記主流路内へ前記反応容
器とそのそれぞれの加圧可能なホッパとの間の地点にお
いて圧力を受けたもう一つの流体を選択的に噴射し、前
記反応容器とそれぞれのホッパとの間の前記取り込まれ
た触媒の転送の後前記流路において前記弁の前記貫通穴
と前記入口部分からの触媒を選択的に洗浄する ことを包含する粒子を周期的にまたは半連続的に転送す
る方法。 - 【請求項１７】請求項10に記載の方法において、前記給
材流が炭化水素液体成分および水素含有気体成分の混合
体であり、そして前記主流路において流れる前記給材流
の前記部分が主要となるのは前記炭化水素液体成分であ
る粒子を周期的にまたは半連続的に転送する方法。 - 【請求項１８】反応容器を通して軸線方向に伸びる前記
触媒の降下する実質的詰込ベッドを通して上昇する気体
成分と液体成分とを含む上向きに流れる給材流を有する
前記反応容器へ新鮮な触媒を周期的にまたは連続的に給
送する稼働間触媒取替システムにおいて、 前記触媒との接触中に前記給材流の流量および粘性にし
たがい前記詰込触媒ベッドを形成する前記触媒粒子のサ
イズ、計上および密度を選択し、前記給材流の選択され
た流量において前記詰込ベッドの軸線方向長さの実質的
な部分に亙って実質的な沸騰および／または浮揚を回避
し、 前記給材流の気体成分を前記触媒ベッドの底部内へそし
てその横方切断面積を横切って均一に給送し、前記ベッ
ドの軸線方向長さに沿って前記ベッドの局部の沸騰を回
避し、前記触媒が前記容器を通る栓状流において下向き
に稼働するにつれ、そこにおける触媒粒子の再循環含
み、 前記給材流が前記触媒ベッドを支持する切頭不透過中央
区域から半径外方向に延びる透過円錐状またはピラミッ
ド状面の下の複数の同心環状ゾーンを通って前記ベッド
の前記底部内へ導入され、前記同心環状ゾーンが前記透
過横方切断面積に亙って前記液体成分および前記気体成
分の均一の同心交互の上向き給送路を形成し、 加えて急冷気体を噴射しかつ前記ベッドの長さの中間の
少なくとも１つレベルを横切って前記ベッドにおいて上
方に流れる気体成分を遮断しながら、前記容器を通って
下向きに前記触媒ベッドの前記栓状流を維持し、複数の
横方に延びる流路を通って気体流を冷却しかつ横方に迂
回させ、前記横方流路の各々が反転されたＶ字型囲い板
の下にあり、この囲い板がその上方の横方面を越えて外
方向に下向きに流れる触媒粒子を偏向させ、そして前記
囲い板の各々が前記横方面の外側縁に沿って長手方向に
離隔された離れた流路を形成する複数の細長いスロット
を含み、そこを通る気体を送給し、前記底部の中央部分
から触媒回収ホッパへ触媒粒子を、前記容器から前記回
収ホッパへ前記給材流の液体成分の一部分を流すことに
より周期的に取り除き、前記液体流が直接的に前記円錐
状支持部の前記不透過切頭部分の上方から層流より多く
ない流量であり、そして前記液体給材流における取り込
まれた触媒粒子の運搬のために少なくとも１つのインラ
イン全孔ボール弁を含む前記回収ホッパと前記容器との
間の均一な断面積流路を通る前記層流を維持し、補助源
からの流体を主流路内へ戻して流すことにより前記流路
に触媒粒子が進入することを選択的に遮断し、前記ベッ
ドからの触媒の撤退の間に前記入口の遮断を防ぎ、そし
て 前記ベッドにおける触媒粒子を、加圧可能な触媒ホッパ
から前記反応容器の上方端部内へ前記給材流の層流を生
じさせるよう加圧された液体流れに触媒粒子を浮遊搬送
することにより周期的に取り替え、前記液体流がその長
さ全体において実質的に均一の断面積を有しかつそこを
流れる触媒粒子の平均直径の少なくとも５倍の直径を有
する流路を通って流れ、前記層流路がさらに前記流路と
実質的に同じ直径の少なくとも１つのインライン全孔ボ
ール弁を含み、そこを通る前記層流を維持し、そして 少なくとも１つの補助流体流路が前記触媒ホッパへの中
間の前記流路内へそして前記反応容器への入口へ補助流
体を選択的に導入し、前記インライン制御弁の前記全孔
を含む前記流路から触媒粒子を流す ことを包含する稼働間触媒取替方法。 - 【請求項１９】請求項18に記載の方法において、前記容
器から触媒を取り除きかつ前記容器において触媒を取り
替えるための前記流路の各々が、前記液体流の直径の少
なくとも数倍の直径を有する半円形流路を通る流れによ
って特徴付けられ、前記半円形流路が液体流のための入
口部分を含み、そしてそこに浮遊搬送された触媒が相互
に接続された下方流部分よりも実質的に短い前記液体流
のための取り入れ部に隣接した上方流部分を有する稼働
間触媒取替方法。 - 【請求項２０】反応容器において触媒の下方への移動ベ
ッドを通って液体および気体成分の混合体を含む上方に
流れる炭化水素給材流の逆流中に、触媒反応をうける前
記給材流における前記成分の最適流体流量を維持しなが
ら、触媒ベッドの有効容積および反応を最大化する方法
であって、 前記容器に実質的に同じサイズ、計上および密度を有す
る触媒粒子の少なくとも１つのベッドでもって前記反応
容器の軸線方向長さを越えて詰め込み、前記粒子が前記
ベッドを通って流れる前記気体成分を含む給材流の平均
最適速度にしたがって選択され、 前記給材流の流量を、前記ベッドの実質的に全軸線長さ
に亙って10％より少ない程度に、前記触媒ベッドの沸騰
または浮遊を維持するに十分な程度にそしてその量にお
いて制御し、前記最適流量よりも実質的に大きくない流
量で前記給材流の気体成分および液体成分を、実質的に
前記底部の全断面積を横切って前記気体成分および前記
液体成分の複数の交互の同心環状リングを通って前記詰
込ベッドの底部内へ上方に前記成分を同時に流すことに
より導入し、 取替触媒を前記下方に移動するベッドの頂部へある割合
で周期的に加え、前記ベッドの底から撤退された触媒を
取り替え、そして 気体および液体成分の前記環状リングの入口点の下の前
記詰込ベッドの中央部分から前記ベッドの外へ、前記液
体成分の一部分を前記液体の層流状態のもとでそこに触
媒粒子を留まらせるだけに十分な割合で前記液体成分の
一部分を流すことにより触媒を転送する ことを包含する触媒ベッドの有効容積および反応を最大
化する方法。 - 【請求項２１】請求項20に記載の方法において、前記触
媒ベッドの沸騰または浮揚が、前記触媒ベッドの上方端
部内へ電磁放射線を伝送しかつ前記容器における選択さ
れたレベルで前記ベッドを横切る放射線の強度を検知し
て前記レベルでの前記触媒の密度を測定しかつ前記レベ
ルにおける前記触媒の測定された密度にしたがい前記容
器を通る前記給材流の流量を調節することにより監視さ
れる触媒ベッドの有効容積および反応を最大化する方
法。 - 【請求項２２】請求項20に記載の方法において、前記給
材流が液体炭化水素成分および水素含有気体成分を含む
触媒ベッドの有効容積および反応を最大化する方法。 - 【請求項２３】反応器の触媒詰込ベッドを通って上方に
混合された気体と炭化水素の給材流の一定した逆流中に
前記詰込ベッドを通る触媒の流れを制御する装置であっ
て、 切頭型で不透過の中央部分を有する円錐状の触媒ベッド
支持スクリーン部材を含む前記容器を通って軸線方向に
上向きに伸びる触媒ベッドを支持する装置、 前記スクリーン部材の下に軸線方向に延びかつ互いに半
径方向に離隔された複数の同心邪魔板部材であり、そこ
に支持される触媒ベッドへの前記給材流における炭化水
素液体および気体成分の等しい給送のために前記スクリ
ーン部材の前記円錐状部分を通る給材流の流れのために
前記スクリーン部材の下に同心で環状の気体および液体
給送リングを形成する同心邪魔板部材、 前記反応器ベッドの下方端部から前記ベッドの局部的な
膨張なしに触媒を引き出す装置であり、前記触媒ベッド
内へ上方に延びかつ前記ベッドにおいて最大の触媒粒子
の直径の少なくとも５倍の直径を有する倒立Ｊ形管を含
み、該Ｊ形管が前記切頭型中央部分を越えて直接的に位
置決めされた入口を有し、前記Ｊ形管の他方の端部が前
記Ｊ管の直径よりも小さくない直径を有したボールゲー
トを有する少なくとも１つのボール弁を含む実質的に一
定の直径の管路を通って外側圧力容器へと延びているこ
とからなる触媒引出装置、および 前記ボール弁が前記支持スクリーンの前記不透過中央部
材に直接的に隣接して前記触媒ベッドから触媒を取り替
えるに十分な割合で前記反応器において流体の層流を流
れが誘発するように開いているとき、前記反応容器と前
記圧力容器との間の圧力を制御する装置、 を包含する反応容器の詰込ベッドを通る触媒流を制御す
る装置。 - 【請求項２４】請求項23に記載の装置において、前記ベ
ッド支持装置が切頭多角錐形でありかつ前記同心の邪魔
板部材の間に延びる複数の半径方向に延びる邪魔板部材
を含む反応容器の詰込ベッドを通る触媒流を制御する装
置。
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