JPH09169983A - 炭化水素装入物の噴射装置 - Google Patents
炭化水素装入物の噴射装置Info
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- JPH09169983A JPH09169983A JP8296793A JP29679396A JPH09169983A JP H09169983 A JPH09169983 A JP H09169983A JP 8296793 A JP8296793 A JP 8296793A JP 29679396 A JP29679396 A JP 29679396A JP H09169983 A JPH09169983 A JP H09169983A
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Abstract
素を微小滴化して装入する装置を提供する。 【解決手段】 外筒(1)、主供給管(3)、補助のガ
ス流体の入口(2)を含む装置で、主供給管(3)は、
外筒内で少なくとも2ケの副流路(4)に分けられるこ
と、各副流路は、ベンチュリ型のエレメント(7)の上
流で終ること、補助ガス流体がベンチュリ(7)の入口
に位置する混合室で、副流路を通って運ばれた炭化水素
と混合することを特徴とする装置。
Description
るものではないが、特に噴射に関し、特に流動床接触分
解反応器中への炭化水素装入物の噴射に関する。
動床接触分解法においては、炭化水素装入物が塔式反応
器中に噴射され、触媒はこの反応器中で懸濁状態に保持
され、実質的に上昇流に乗って移動(この場合、反応器
は「ライザー」と呼ばれる)するか、又は実質的に下方
流に乗って移動(この場合、反応器は「ドロッパー」と
呼ばれる)する。
ついて説明するが、ドロッパーに転用できることは当業
者には明らかなことであり、したがって、本発明の目的
である装入物インジェクターは、もちろん両方の型の反
応器に使用できる。
と同時に熱い(650〜850℃)流動化状態で炭化水
素装入物噴射域下方の反応器底部に導入される。この装
入物は、実質的に液状で一般に80〜350℃の温度で
反応器中に導入される。
て、触媒はそのエネルギーの一部を装入物に伝達し、つ
いで装入物が蒸発して軽質炭化水素に分解される。その
結果、急速にガスの容積が増大し、ガスが触媒を反応器
頂部まで加速度状態で搬送し、そこで触媒が炭化水素か
ら分離される。炭化水素と触媒粒子の混合物は、ライザ
ーの出口で通常470〜600℃の範囲の平衡温度に達
する。
般に3〜12重量%)が触媒粒子上に炭化水素の固体沈
着物すなわち「コークス」を形成し、これが触媒の活性
を低下させ、価値を引出し得る製品への装入物の転化を
制限する。したがって、触媒を次の分解サイクルのため
に反応器中に再導入する前に、このコークス沈着物を燃
焼させて触媒を再生することが必要である。
に噴射装入物の重量に比例する。
り、分解反応における重要因子は、装入物が触媒粒子と
接触状態に置かれる速度と均一性、したがったこの装入
物が反応領域中に噴射されるときの噴霧化と蒸発の性能
であることがわかった。
物を噴射するための多数のシステムが先行技術に記載さ
れている。
ば、流動するすべての触媒粒子上に装入物を分散させる
ように、円すいの端に配置した一連の管を含む、噴射シ
ステムについて記載している。しかしながら、このよう
なシステムは液体装入物の一部が反応器の壁と接触を起
し、有害なコークス生成が甚だしいという不利な点があ
る。
物の微細粒子を得るための特殊なインジェクターを記載
している。しかしながら、このインジェクターは液滴の
良好な分散ができないため、炭化水素の蒸発が少なくコ
ーキングが甚しい。さらに、重質の装入物を使用すると
きには、このインジェクターはしばしば、かつ、急速に
閉塞してしまう。
49は、装入物が反応域の壁と接触するもを少なくとも
部分的に避ける一方、およそ350ミクロン(35×1
0ー5メートル)未満の平均直径の液滴を得るための渦巻
きを有する特殊なインジェクターについて記載してい
る。しかしながら、これらインジェクターの近傍におけ
る装入物液滴の渦の生成は触媒粒子の流れに支障を来た
し、このプロセスの適正な操作には好ましくない逆混合
減少の増加をもたらす。
液滴状で反応器中に噴射することの有用性は、先行技術
でよく知られている(アメリカ特許2,891,000
及び2,994,659参照)。
技術による炭化水素装入物の噴射法の欠点を克服し、特
に重質装入物の分解の場合に、噴射域において微細な液
滴状での均質かつ瞬間的な噴霧化により炭化水素と触媒
粒子との間に最適な接触を得ることである。
頸部において同等の通過断面を有し、同じ条件下で操作
する、単頸のベンチュリインジェクターで生成される液
滴よりも小さい液滴をつくり出すことができる。
ガス相と液相との間の接触効率を増加させることによっ
てベンチュリ型インジェクターの性能を改善するもので
ある。
(1)、主供給管(3)および補助ガス流体用入口
(2)を含む、接触分解反応器に炭化水素装入物を噴射
するための装置であって、主供給管(3)は、外筒
(1)内で、該装入物が均一に分配されるように設計さ
れた少なくとも2ケの副流路(4)に分けられること、
各副流路(4)はベンチュリ型のエレメント(7)の上
流で終ること、および該補助ガス流体が、該ベンチュリ
(7)の入口に位置する混合室において、該装入物と混
合することを特徴とする同装置である。
は、接触分解法における炭化水素の噴射に特によく適合
している。それは、最低、炭化水素装入物及び噴霧化ガ
スが低速度で導入される混合室、液相及びガス相が並流
状で混合される収束部、ガスと液が均質に流れる末広部
からなり、液は微細な液滴に噴霧されている。このイン
ジェクターは、低パーセントのガスを用いて炭化水素を
噴霧化して微細液滴とする。
できる。
費量が少ない。これに伴う運転コストの低下は、利用者
により高く評価される。
なることに関する。以下に示す比較データによりこの利
点がよりよく分かるであろう。
給管、及び補助ガス流体のための入口を有する接触分解
反応器中に炭化水素装入物を噴射するための装置に関す
る。
の装入物を均一に分散するように設計された少なくとも
2本の副流路に外筒内で分けられ、各副流路はベンチュ
リ型のエレメント上流で終り、補助ガス流体はこのベン
チュリの入口に位置する混合室で装入物と混合される。
内で互いに平行に配置される。
体の入口は前記副流路の少なくとも1つと平行に配置さ
れる。この少なくとも1つの副流路は、その通過断面の
内側に流路量制限部材(邪魔板)をつけることができ
る。本発明の1つの実施態様によれば、このベンチリ型
エレメントはその収束部で延長部を有する。
に位置して装入物と補助流体の混合物を外筒の外側の反
応域に向けるように設計した開口部を有するマウスピー
スを設けることができる。このマウスピースはフラット
なジェット流をつくり出すように配置できる。さらに詳
しくは、マウスピースの開口部の壁がおよそ30〜75
°の範囲の角αに限定される。
リ型エレメントは10〜45°の範囲の角度を有する収
束部と、2〜14°の範囲の角度を有する末広部とを有
する。
副流路は、実質的に同時でベンチュリの上流で終る少な
くとも1つのオリフィスを有する。
副流路は、その端でふさぐことができ、その周囲に配置
して装入物を第2の流体に対して交差して運ぶように設
計した、複数のオリフィス又はスロットを有する。これ
らのオリフィス又はスロットはベンチュリの上流で終
り、ここで装入物を、好ましくは第2の流体の流れに実
質的に垂直に吐出する。
の接触分解に使用できる。
添付図面を参照して、限定することなく例示した以下の
記載からさらに明らかになるであろう。
の縦方向断面および図2の(A)および(B)に示され
ている。
ある。これらの図によると、細長い形の外筒1は一端末
に補助ガス流体用入口2を有する。主供給管3は、入口
2の中を通り、外筒内でnケの副流路4に分配される。
分布するように流量制限部材(邪魔板)5を管中に設け
ることが好ましい。さらに各副流路4はベンチュリ7の
入口6で同軸方向に終っている。ベンチュリ7の特徴に
ついては後で詳細に述べる。
筒1の出口の近くで終っている。
したマウスピース9を有する。図1よるマウスピース9
は、その壁の角度αが約30°から75°の間に限定さ
れた開口を有する。
される装入物は主供給管3を経て導入され、一方補助ガ
ス流体(一般に水蒸気または他の好ましいガス状物)
が、入口2を経て導入される。装入物はnケの副流路4
に分けられ、その副流路には流量制限部5が設けられて
いる。
路が設けられている。現実には2ないし10ケのベンチ
ュリをもった装置が想定される。さらに、図1の例によ
れば、これら副流路の軸は図2の(A)に示されるよう
に同一平面上にある。外筒の一般的な形状は、したがっ
て、扁平である。
でき、補助ガス流体の流れを横切って装入物を輸送する
ように設計したスロットまたはオリフィスを備えること
もできる。各副流路のストッパー(図示されていない)
はこの2種の流体を混合させるように円錐形であること
ができる。
同軸であって、したがって装入物と補助ガス流体すなわ
ち副流路4から来る装入物と、副流路4をとりまく流体
の混合物をその場所で形成されるような入口6を有す
る。
ゆえ、各ベンチュリにおいて非常にスピードが上げられ
る。この配置により液体のラインは微細な粒子に分割さ
れ、そしてほとんど同時に霧状になる。このように本発
明はプレ混合物に各ベンチュリの上昇流を引きおこさせ
る。これは、ガスの流れと共に来る液の剪断効果によっ
て液とガス間の接触をより密接にさせる結果となる。
0°から45°の間であり、その末広部の角度は2°か
ら14°の間である。出口8における各ベンチュリの直
径は、その懸濁物の実際の流量が20ないし150m/
s、好ましくは50ないし100m/sの間にあるよう
に計算される。
に、直線ゾーン(頸部)を有することができるが、この
特徴については限定するものではない。
長さIは好ましくはベンチュリの直径Dの0ないし5倍
である。
クターのものに関連して限定することができる。Nケの
オリフィスを持ったインジェクターの各末広部の長さL
1は、その頸部の通路断面積が多頸インジェクターの頸
部の通路断面積の和と対応する単頸インジェクターの末
広部の長さL2よりも小であるからである。L1の長さ
は
0倍であるから、単頸インジェクターの通路断面に等し
い全通路断面を有する4ケのオリフィスから成る多頸イ
ンジェクターは、その対応する単頸インジェクターの末
広部の長さの半分よりも小さい長さLの末広部の長さを
有するであろう。
と流量、および蒸気(補助ガス流体)のスピードと流量
とによってきめられるであろう。
および採用されるプロセスに依るが、80°と250°
の間であり得る。
に10,000トン/日よりも小さい。平均して装入物
の流量は約5000トン/日である。本発明によれば、
装入物は若干のインジェクター、1ないし20、好まし
くは3ないし12のインジェクターに分けられる。
霧状化に用いられる補助ガス流体は、通常水蒸気または
水素または水素化された化合物に比較的富むガス状の流
体である。
と、その蒸気のパーセンテージは、装入物の1から10
%の間、好ましくは2ないし6%である。
2000ないし10,000kg/s/m2 である。
している。その相違はベンチュリ型のエレメント7が収
束部において、延長部10を有することである。延長部
10は、副流路4の間を通って混合室に入りこんでい
る、これによって混合物をよりよく分けることに役立
つ。
した長さLpは好ましくは混合室の長さLmの1/2よ
りも短い。
適用場面は炭化水素装入物の接触分解(クラッキング)
に関する。本発明は、例えば水素処理し、またはしない
常圧蒸留塔のボトムからの少なくとも1留分を含む装入
物のような、500℃を越える沸点をもつ装入物が、少
なくとも10重量%あることが特徴である重い成分の装
入物のクラッキングに対して特に適当である。
さに依る。一般に3と15の間、好ましくは4と8の間
である。
た収束部の長さとすると、副流路4は、収束部の最大断
面をもつところで終るか、または収束部6の最大断面か
ら最大でLc/2離れた収束部の外側で終ることができ
る。
および配置により、装入物と触媒が接触するところのイ
ンジェクションゾーンにおいて、この2つの触体が併流
かまたは向流の循環をすることになる。フランス特許
2,585,030は、装入物と触媒は向流で循環する
接触式分解法および装置を示し、一方フランス特許2、
644、795は併流循環を開示している。
できる。
を使うことのできる接触式分解反応器は想定する能力に
従って30cmと2mの間の直径を持つことができる。
0kg/m3 と2000kg/m3の間で、触媒の再生
温度が600°と900°の間であるような反応器で特
にうまく操業できる。
触媒は、結晶性のアルミノシリケイト型およびある種の
シリカ−アルミナ,シリカ−マグネシアまたはシリカ−
ジルコニウム型のクラッキング触媒を含み、これらはす
べて比較的高いクラッキング活性を有している。結晶性
アルミノシリケイトは天然物でも合成により調製しても
よく、その技術は当業者によく知られている。これらは
合成ゼオライトおよびホージャサイトのようなクレー、
ある種のモルデナイト、モントモリロナイト、ブリッジ
ドクレー、アルミノホスフェイト等から選ぶことができ
る。
2つの実施例を示す。 実施例1 装入物の微粒の大きさに関するもので、表1に示すよう
に本発明により、より微細化された。
に、消費量は本発明により削減された。
図である。
(B)はB−B断面を示す。
面図である。
Claims (15)
- 【請求項1】 外筒(1)、主供給管(3)および補助
ガス流体用入口(2)を含む、接触分解反応器に炭化水
素装入物を噴射するための装置であって、主供給管
(3)は、外筒(1)内で、該装入物が均一に分配され
るように設計された少なくとも2ケの副流路(4)に分
けられること、各副流路(4)はベンチュリ型のエレメ
ント(7)の上流で終ること、および該補助ガス流体
が、該ベンチュリ(7)の入口に位置する混合室におい
て、該装入物と混合することを特徴とする同装置。 - 【請求項2】 複数のベンチュリ型エレメント(7)が
外筒(1)内でお互いに平行に配列されている請求項1
記載の装置。 - 【請求項3】 補助ガス流体用入口(2)が前記副流路
(4)の少なくとも1つと平行に配列されていることを
特徴とする請求項1または2記載の装置。 - 【請求項4】 前記副流路(4)の少なくとも1つが、
その内部に流路断面の流量制限部材(5)を備えている
ことを特徴とする請求項1、2または3記載の装置。 - 【請求項5】 ベンチュリ型エレメント(7)がその収
束部(6)において延長部材(10)を有することを特
徴とする請求項1ないし4のいずれか一つに記載の装
置。 - 【請求項6】 該延長部材(10)の、インジェクター
の長軸方向で測った長さLpが混合室の長さLmの半分
よりも小さいことを特徴とする請求項5記載の装置。 - 【請求項7】 外筒(1)が、ベンチュリ(7)の下流
に位置し、装入物と補助ガス流体の混合物が外筒の外部
の反応ゾーンに向うように設計されている開口を有する
マウスピース(9)を有することを特徴とする請求項1
ないし6のいずれか一つに記載の装置。 - 【請求項8】 マウスピース(9)が扁平な噴射を創り
出すように配置されていることを特徴とする請求項7記
載の装置。 - 【請求項9】 マウスピース(9)の開口の壁が約30
°と75°の間の角αに限定されていることを特徴とす
る請求項7または8記載の装置。 - 【請求項10】 ベンチュリ型エレメント(7)が10
°と45°の間の角度をもった集束部(6)と、2°と
14°の間の角度をもった末広部とを有することを特徴
とする請求項1ないし9のいずれか一つに記載の装置。 - 【請求項11】 4つの副流路(4)を有することを特
徴とする請求項1ないし10のいずれか一つに記載の装
置。 - 【請求項12】 副流路(4)の軸が一つの同じ平面上
にあることを特徴とする請求項1ないし11のいずれか
一つに記載の装置。 - 【請求項13】 各副流路(4)は、ベンチュリの上流
で終り、そのベンチュリ(7)と実際上同軸の少なくと
も1つのオリフィスを有することを特徴とする請求項1
ないし12のいずれか一つに記載の装置。 - 【請求項14】 各副流路(4)が、その外周に配置さ
れ、装入物を副流路の流れに対して横断するように運ぶ
ように設計されたオリフィスまたはスロットを有し、そ
のオリフィスまたはスロットはベンチュリ(7)の上流
で終ることを特徴とする請求項1ないし12のいずれか
一つに記載の装置。 - 【請求項15】 請求項1ないし14のいずれか一つに
記載の装置の重質炭化水素装入物の接触分解への適用。
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