JPH11263984A

JPH11263984A - 触媒クラッキングにおける炭化水素装入物の選択的蒸発方法および装置

Info

Publication number: JPH11263984A
Application number: JP10304465A
Authority: JP
Inventors: Marc Fersing; マルク、フェルサン; Pozo Mariano Del; マリアノ、デル、ポゾ
Original assignee: Total Raffinage Distribution SA
Current assignee: Total Marketing Services SA
Priority date: 1997-10-24
Filing date: 1998-10-26
Publication date: 1999-09-28
Also published as: AR015192A1; KR19990037320A; CA2250342A1; FR2770225A1; UY25221A1; EP0911379A1; FR2770225B1; ZA989706B; US6126813A

Abstract

(57)【要約】【課題】触媒クラッキングにおける炭化水素装入物の
選択的蒸発方法および装置。【解決手段】本発明は、被クラッキング装入物の噴射
区域を備えた管状反応器（１）の中で、流動相触媒の存
在において炭化水素を触媒クラッキングする方法に関す
るものである。本発明によれば、触媒粒子流の流れ方向
に対して向流方向に前記装入物を噴射する少なくとも１
つの手段（３）によって、クラッキングされる装入物の
本質的部分を噴射区域中に導入し、また触媒粒子流の流
れ方向に対して並流方向に前記装入物を噴射する少なく
とも１つの手段（２）によって、クラッキングされる装
入物の本質的部分を同時的に同一噴射区域中に導入す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は流動相の触媒の存在
において炭化水素を触媒クラッキングする方法および装
置に関するものである。特に本発明の目的は、クラッキ
ング反応器中において処理される炭化水素装入物のすぐ
れた蒸発とすぐれた転化とを可能とする方法および装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】それ自体
公知のように、石油工業は重質炭化水素装入物の転化法
において、高分子量の高沸点の炭化水素分子を、より低
温範囲で沸騰し所望の用途に適したより小分子に分割す
る方法を求めている。

【０００３】この分野で現在最も普及した方法は、いわ
ゆる流動床型触媒クラッキング（英語で、"Fluid Catal
ytic Cracking" または”ＦＣＣ”）である。この型の
方法においては、微細滴状に霧化された炭化水素装入物
が、希釈流動床状態で、すなわち搬送のためにガス流体
中に懸濁させられた状態で、反応器中を循環するクラッ
キング触媒粒子と高温で接触させられる。この場合、装
入物の蒸発が生じ、次に触媒の活性部位上で炭化水素分
子のクラッキングが生じる。対応の沸点低下を伴なって
所望の分子量範囲に達した後に、得られた生成物を触媒
粒子から分離する。触媒粒子は同伴炭化水素の回収のた
めにストリッピングされ、次に形成されたコークスの燃
焼によって再生され、最後にクラッキングされる装入物
と再接触させられる。

【０００４】使用される反応器は一般に管型垂直反応器
であって、その中を触媒が本質的に上昇流をなして移動
し（この場合、反応器は「ライザー」と呼ばれる）また
は本質的に下降流をなして移動する（この場合、反応器
は「ドロッパー」または「ダウナー」と呼ばれる）。

【０００５】触媒クラッキング法のキーファクタの１つ
は、クラッキング炭化水素装入物の噴射区域において、
熱い再生触媒粒子と接触する前記装入物の蒸発量に関す
るものである。触媒クラッキング反応はガス状で実施さ
れるので、装入物と触媒粒子との混合物の温度はこの装
入物の全体的瞬間的蒸発を可能とする温度でなければな
らない。従って、この混合物温度は、装入物中に存在す
る最重質炭化水素の蒸発温度と同等またはこれ以上でな
ければならない。

【０００６】触媒クラッキングの最適反応温度に関して
言えば、この温度は装入物の化学的組成、使用される触
媒、および所望の転化生成物（ガソリンまたは軽油）の
性質に依存する。この温度は一般に４５０乃至５５０℃
の範囲内にある。従って良好な条件で転化反応が展開す
るためには、装入物全部がこの温度範囲内で蒸発しなけ
ればならない。このような制約はＦＣＣ法を比較的軽質
の装入物の転化に限定する事になる。

【０００７】実際に、より重質の装入物を転化しようと
する場合に重要な問題を生じる。これらの重質装入物は
しばしば最適反応温度以上の沸点を有するからである。
これは特に残油などの装入物の場合である。これらの残
油は特にアスファルテンのように、高分子量および高金
属含有量の化合物に富んでいる。これらの装入物は特に
高温で沸騰し、従ってクラッキング反応の最適条件で難
蒸発性である。この場合、次の２つの代替法が可能であ
る。

【０００８】− 反応器温度を最適反応温度に調整す
る。混合物温度が最重質の炭化水素の蒸発温度以下であ
れば、装入物は部分的にしか蒸発されず、これは、触媒
粒子が蒸発していない装入物滴と衝突する事により、触
媒表面のコークスの堆積を増大させる。その結果、軽質
生成物への装入物の転化率が低下し、液状炭化水素が転
化されず、また過度にコークス化された触媒が部分的に
不活性化される。

【０００９】− 装入物全体の蒸発を保証するより高い
温度に反応器温度を調整する。この場合、反応温度が最
適値よりも高くなりすぎ、その結果、触媒クラッキング
反応を犠牲にして熱クラッキング現象が増大する。従っ
て噴射される炭化水素の過クラッキングが生じ、その結
果、所望の中間生成物の産生量の減少と平行的に、コー
クスと過度に軽質で無価値な炭化水素との産生が増大す
る。

【００１０】重質石油装入物の触媒クラッキングに伴な
う技術的問題点を解決するため、すでに二、三の解決法
が提案されている。 − 米国特許第４，３３２，６７４号（モーレオン、デ
ィーンおよびファイファー）においては、触媒の二重再
生システムによって加えられる熱により混合物温度が上
昇させられる方法が提案されている。この型の方法にお
いては、装入物は効率的に正確に蒸発されるが、反応温
度が高すぎるので、従って過クラッキングと、所望生成
物の収率と選択性とについて望ましくない結果とが表わ
れる。

【００１１】− 欧州特許ＥＰ第０，２０８，６０９号
において、クラッキング反応器中の温度の妥当な調整手
段を提案した。すなわちこの方法においては、高温混合
物温度における装入物の噴射と瞬間的蒸発の直後に、適
当な流量と温度の補助冷却流体の導入によって触媒の反
応温度をその最適値まで低下させる。このようにして触
媒クラッキング反応は、より穏和な、また混合物温度と
は無関係の条件で実施される。しかしこの蒸発法は、被
クラッキング装入物中に存在する炭化水素の不均一性を
考慮していないので、絶対的に選択的ではないという欠
点がある。実際に、もし混合物温度が混合物の最重質化
合物の蒸発を生じるのに最適であれば、装入物中の最軽
質化合物にとっては高すぎる。実際に、これらの最軽質
化合物は装入物の噴射と補助冷却流体の噴射の間に過ク
ラッキングされる可能性がある。

【００１２】− 最後に出願人は特許ＥＰ第０，２０
９，４４２号において、微細粒子流の形の装入物を触媒
粒子流に対して並流で噴射導入する方法を推奨してい
る。この方法は装入物の微細滴の蒸発を改善する事がで
きる。この並流導入により、装入物の微細滴は、反応器
中への導入温度に近い一定温度の再生触媒流にのみ遭遇
する事ができるからである。しかしこの場合にも、蒸発
条件は選択性に欠ける。この蒸発条件は装入物中に存在
する炭化水素の多様性を考慮していないからである。さ
らに触媒流に対する並流の装入物噴射は特に触媒クラッ
キング装置の始動に関する問題点を生じる。並流噴射を
開始しようとする特に決定的な瞬間に、触媒循環の停止
または触媒粒子流の全部または一部の循環方向の逆転
（すなわちこれらの粒子の再生器方向への転換）の可能
性がある。これは、いかなる場合にも装置の重大な機能
不全を生じる。

【００１３】このようにして、先行技術は重質装入物の
触媒クラッキングの問題に対する満足な解決を与えてい
ない。この故に、出願人はこの分野における研究を続け
て、前述の問題点を解決する方法および装置を完成し
た。

【００１４】従って本発明は、被クラッキング装入物の
噴射区域が混合噴射システムを含み、この噴射システム
は複数のインゼクタから成り、その一部のインゼクタが
触媒粒子流の方向に対して向流方向に、また他のインゼ
クタが並流方向に装入物を導入するように成された触媒
クラッキング装置を提案しようとする。また本発明はこ
のような装置の特に有効な利用法に関するものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明の目的
は、被クラッキング装入物の噴射区域を備えた本質的に
上昇型または下降型の管状反応器の中で流動相触媒の存
在において炭化水素を触媒クラッキングする方法におい
て、触媒粒子流の流れ方向に対して向流方向に前記装入
物を噴射する少なくとも１つの手段によって、クラッキ
ングされる装入物の本質的部分を噴射区域中に導入し、
また触媒粒子流の流れ方向に対して並流方向に前記装入
物を噴射する少なくとも１つの手段によって、クラッキ
ングされる装入物の本質的部分を同時的に同一噴射区域
中に導入するように成された炭化水素装入物の触媒クラ
ッキング法を提供するにある。

【００１６】本明細書および添付の特許請求の範囲の中
において、並流および向流という用語は触媒クラッキン
グ反応器にそった触媒粒子およびクラッキングされた生
成物の全体流れ方向に対して定義される。

【００１７】また出願人は、向流噴射される装入物は重
質炭化水素を含有し、また並流噴射される装入物はより
軽質とする本発明の方法の望ましい実施態様を考案し
た。

【００１８】このような方法においては、重質炭化水素
は触媒の流れ方向に対して向流方向に噴射され、これに
より、重質炭化水素はこの噴射方法によって蒸発条件が
改良される。軽質炭化水素については、これは蒸発容易
であってそれほど厳しくない条件で噴射され、これによ
ってこの種の軽質炭化水素の過クラッキングの危険性を
制御する事ができる。このようにして、クラッキングさ
れる装入物の２つの留分がそれぞれの性質に完全に適合
するように、その全体的蒸発を選択的に保証する最適条
件で噴射される。その結果、過クラッキング現象による
または未蒸発重質装入物の滴の存在によるコークス化が
減少する。

【００１９】さらにこの方法はクラッキング反応器中の
温度の独創的な調整法である事が明らかになった。実際
に、噴射区域の上流においては、向流噴射された重質装
入物の蒸発を保証するために特に高温でなければならな
いが、他方、次のクラッキング反応は過クラッキングと
そのもたらす悪い結果を避けるために穏和な条件で実施
される。並流噴射される装入物温度を適切に調節する事
によりこの反応温度を最適値まで下げる事が可能であ
る。向流噴射される装入物よりも軽質のこの装入物は同
様に高い蒸発温度を必要としないからである。このよう
な温度調整により、米国特許第４、３３２、６７４号に
記載のような装置について見られるコークスと非常に軽
質の炭化水素の過生産の危険を減少する事ができ、また
所望の中間の生成物（ガソリン、軽油）の転化選択率を
改良する事ができる。

【００２０】一般に本発明による方法は装入物転化に際
しての選択性を改良する事ができる。実際に、重質の炭
化水素は厳しい条件で蒸発および熱クラッキングの第１
段階を受けるが、他方軽質の炭化水素はこれより穏和
な、その性質に適合した蒸発およびクラッキング条件を
受ける。このようにして、触媒クラッキングに関する最
も重要な問題点の１つ、すなわち軽質分子の過クラッキ
ングを避けながら重質分子の効果的なクラッキングを実
施する課題が解決される。この故に、本発明は、例えば
「マキシ−軽油運転モード」などのように、特定の中間
留分を得るため触媒クラッキング反応の選択性を制御す
る必要のある運転モードに特に適している事が明らかに
なった。

【００２１】これと並行的に、本発明の方法はクラッキ
ングされる装入物の高い転化率によって生ずる触媒の過
コークス化反応を避ける事ができる。その結果、クラッ
キングされる装入物の転化率を改良する事になる。また
転化率の改良の結果、単数または複数の再生機の中の滞
留時間を低減させ、特に触媒および触媒クラッキング装
置にとって有害な熱点の出現のリスクを低下させる事に
よって触媒の再生を容易にする。

【００２２】最後に本発明による方法は、装入物が向流
噴射される触媒クラッキング装置の始動に係わる問題点
を解決する事ができる。実際に本発明の混合型噴射シス
テムにより、始動の決定的期間中に（装置中の圧力収支
が生産的な安定モードで運転する時に見られる装置の圧
力収支と著しく異なる期間）に触媒相の流れ方向に対し
て並流に装入物を噴射する事ができる。次に、触媒循環
が安定した時に、この並流噴射量を必要なら低下させな
がら、装入物の向流噴射を徐々にまたは急速に開始する
事ができる。

【００２３】従って本発明の目的は、本質的に上昇流ま
たは下降流型の管状反応器の中で流動相触媒の存在にお
いて炭化水素を触媒クラッキングする装置の始動法にお
いて、この始動法は装置の始動に際して装入物をまず触
媒相の流れ方向に対して並流方向に噴射し、次にこの並
流方向噴射を保持し場合によってはその流量を徐々に減
少させながら、触媒相の流れ方向に対して向流方向に装
入物を噴射する事を特徴とする装置の始動法を提供する
にある。

【００２４】従ってこのような方法は、触媒の循環をよ
り良く制御する事により、装入物の向流噴射に伴う否定
できない効果をもたらす事ができる。

【００２５】また本発明は前記の方法を実施するための
装置に関するものである。そのため本発明は、被クラッ
キング装入物の噴射手段を備えた本質的に上昇型または
下降型の管状反応器の中で流動相触媒の存在において炭
化水素を触媒クラッキングする装置において、この装置
は、前記被クラッキング装入物噴射手段が、 − 触媒粒子流の流れ方向に対して炭化水素を向流方向
に噴射する少なくとも１つの手段と、 − 触媒粒子流の流れ方向に対して炭化水素を並流方向
に噴射する少なくとも１つの手段とを含み、前記手段が触媒流の中に炭化水素を噴射し混合する同一
区域の中に配置されている事を特徴とする炭化水素触媒
クラッキング装置を提供する。

【００２６】このような装置により、触媒クラッキング
工程の制御を改良する事が可能になり、特に、与えられ
た被クラッキング装入物について、簡単な分溜を実施し
た後に、その重質部分を向流でまた軽質部分を並流で順
次に噴射する事が可能になる。このようにして最初から
重質の炭化水素のみが厳しい熱クラッキングを受け、他
方軽質の生成物はこれより穏和なクラッキングを受ける
事ができる。また触媒クラッキング反応の流出物の選択
的循環を実施する事が可能になる。すなわち残油型の流
出物は向流再噴射され、他方蒸留物型の軽質残油は並流
再噴射する事ができる。これらの事によって、被クラッ
キング装入物の転化をより完全に実施し、この装入物を
完全に消費、また選択的に転化（所望の中間生成物を得
るために転化方向を誘導）する事が可能となる。

【００２７】本発明のさらに他の利点は下記の説明から
明らかとなろう。本発明の方法においてはクラッキング
される装入物は触媒粒子流の流れ方向に対して同時に向
流方向および並流方向に反応器中に導入される。

【００２８】このように重質装入物が触媒粒子流の流れ
方向に対して向流方向に噴射され他方、軽質装入物がこ
の触媒流の流れ方向に対して並流で噴射されるので、触
媒クラッキング反応器の中で２つの型の炭化水素装入物
が同時に転化される。

【００２９】本発明の特に好ましい実施態様によれば、
向流噴射される装入物は、混合物の温度と同等またはこ
れ以上の沸点を有する相当割合の化合物を含有する。好
ましい向流噴射される装入物は、原則的に７００℃に達
するまたはこれ以上の沸点を有する留分を含有し、高含
有量のアスファルテンを含有し、また４％に達するまた
はこれ以上のコンラドソン炭素含有量を示す事ができ
る。またこれらの装入物は重質蒸留物、常圧蒸留残油お
よび真空蒸留残油とする事ができる。場合によってはこ
れらの装入物は例えばコバルト／モリブデン型触媒の存
在における水添などの予備的処理を受ける事ができる。
またこれらの装入物の噴射を容易にするため、必要なら
ばこれらの装入物をより軽質の留分によって希釈する事
ができる。これらの軽質留分は触媒クラッキングから出
る中間生成物そのものを含む事ができ、またこれらの軽
質留分は例えば軽質循環油（「ライト・サイクル・オイ
ル」、ＬＣＯ）または重質オイル（「ヘビー・サイクル
・オイル」、ＨＣＯ）として循環される。

【００３０】平行的に、並流噴射される装入物は好まし
くは向流噴射される装入物よりも軽質である。望ましく
は並流噴射される装入物は、混合物の温度と同等または
これ以下の沸点を有する相当割合の化合物を含有する事
ができる。並流噴射される装入物は特に触媒クラッキン
グの通常の装入物などの石油留分、例えば真空蒸留から
出た蒸留物および／または軽油、ビスコブレーキングの
蒸留物および／または軽油また場合によっては脱アスフ
ァルト残油を含む。またもし製油工場が大気圧蒸留から
出た軽油などのさらに軽質の留分の余剰生産があれば、
この種の留分を含む。

【００３１】また並流および向流で噴射された炭化水素
量とクラッキングしようとする装入物中の重質化合物の
全含有量との比率を適用する事によって噴射される２つ
の装入物の量を適切に調整する事ができる。

【００３２】並流噴射される装入物と向流噴射される装
入物は、完全に別個の起源から出る事ができ、または単
一同一の起源装入物から出る事ができる。実際に、与え
られた被クラッキング装入物について、この装入物の噴
射前に好ましくはクラッキング反応器中の混合物温度に
対応する分溜温度をもって一次分溜を受ける事が望まし
い。この場合、より重質の留分が向流噴射され、他方、
より軽質の留分が並流噴射される。従ってクラッキング
される単一の装入物しかない場合でも、本発明の目的を
成す装置はその装入物のクラッキングをより精細に最適
化する事ができ、先行技術の方法を使用する場合よりも
転化率を改良できるので本発明の目的を成す装置はきわ
めて有利である。

【００３３】本発明の方法の特に望ましい実施態様は、
触媒クラッキング流出物の分溜から回収された低価値生
成物を全部または部分的に適切に循環させるにある。従
って、向流噴射される装入物はスラリ型の循環残油を単
独に含みまたは新しい装入物とのその混合物を含む。同
様に並流噴射される装入物はＨＣＯ型またはＬＣＯ型の
循環留分を単独に含みまたは新しい装入物とのその混合
物を含む事ができる。

【００３４】実際に、スラリ（触媒クラッキングの流出
物の分溜から生じる残油）は非常に重質の、ポリ芳香族
化合物の豊富な生成物であって、大きな割合の触媒微粒
子（触媒粒子の侵食によって生じるダスト）を含み、こ
れは実際上利用困難な生成物である。従ってこのスラリ
を被転化重質装入物として循環させる事はきわめて都合
のよい事であり、これは微粒子を触媒粒子回路の中に再
導入して装置外部への脱出を防止する利点がある。

【００３５】触媒クラッキングから出る軽油および蒸留
物、すなわちＬＣＯとＨＣＯも硫黄と芳香族化合物が豊
富であるので、同様に無価値の生成物であって、一般に
重質燃料の希釈剤として使用される。従ってこれらの生
成物を循環させる事は、触媒クラッキング装置のガソリ
ン産生率を向上させるので妥当な方法である。本発明に
よる装置は、望ましくは触媒粒子流の流れ方向に対して
向流に炭化水素を導入する事のできる１つまたは複数の
インゼクタと、並流に炭化水素を導入する事のできる１
つまたは複数のインゼクタとを含む。これら２つの型の
インゼクタは同型としまたは非同型とする事ができる
が、触媒クラッキング反応器の中に液状炭化水素装入物
を導入する事のできる任意公知の手段によって構成する
事ができる。

【００３６】２つの噴射モード（すなわち、向流噴射と
並流噴射モード）のそれぞれにおいて、１つまたは複数
のインゼクタは反応器断面において対応の装入物を均一
に分布するように配置される。各装入モードについて、
管状反応器の同一断面の外周にそって環状に配置された
即ち規則的に離間された２乃至１０のインゼクタを備え
る。望ましくは、向流インゼクタの数と並流インゼクタ
の数との比率は転化しようとする装入物の平均残油含有
量の関数として決定される事になる。

【００３７】並流方向に配向されたインゼクタは触媒粒
子の流れ方向に対して０乃至９０゜の範囲内の角度を成
す方向に装入物を導入する事ができ、他方、向流方向に
配向されたインゼクタは触媒粒子の流れ方向に対して９
５乃至１７０゜の範囲内の角度を成す方向に装入物を導
入する事ができるようにこれらのインゼクタが配向され
る。

【００３８】少なくとも向流インゼクタが装入物を少な
くとも２００ミクロン、好ましくは少なくとも１００ミ
クロンの直径の小滴に霧化できる事が重要である。装入
物のこのような霧化は反応器の中での装入物の蒸発を容
易にし、これは特に向流噴射される装入物が重質で従っ
て蒸発させにくいのでなおさら重要である。この場合に
必要な霧化装置は業界公知の型である。例えば出願人の
名義で出願された特許ＥＰ第０，３１２，４２８号に記
載されたようなインゼクタを使用する。

【００３９】本発明によれば、２つの型のインゼクタが
触媒流中に炭化水素を噴射し混合する同一区域に配置さ
れなければならない。実際上、これはインゼクタが反応
器の同一レベルに、または相異なるレベルであっても相
互に十分近くに配置される事を意味する。

【００４０】２つの型のインゼクタが同一レベルにある
場合、向流配向インゼクタと並流配向インゼクタとから
成る単一同一の噴射断面が得られる。この場合、望まし
くはこれらの２つの型のインゼクタが反応器の外周にそ
って交互にクラウン状に配置される事ができる。

【００４１】これに対して２つの型のインゼクタが反応
器の相異なるレベルに配置される場合、噴射する順次２
つの断面を成し、一方の断面は１つまたは複数の向流配
向インゼクタから成り、他方の断面は１つまたは複数の
並流配向インゼクタから成る。これらの断面は装入物噴
射区域における反応器の平均直径の２倍に等しい最大間
隔で相互に離間される。このような装置を製作する場
合、種々の実施態様が考慮される。特に、並流配向イン
ゼクタは向流配向インゼクタの上流または下流に配置す
る事ができる。２つの断面がそれぞれ環状に配置された
インゼクタから成る場合、これら２つのインゼクタ環は
厳格に上下に配置する事ができるが、好ましくは相互に
ずらされる。

【００４２】炭化水素の噴射区域は反応器中において、
導入された触媒と装入物との間の良好な熱交換および装
入物の瞬間的蒸発を生じるようなレベルに配置される。
実際上、炭化水素噴射区域の中に入る触媒粒子流が希釈
された流動相の均質な触媒流を成すように、すなわち１
５乃至７００ｋｇ／ｍ³の密度を有する触媒流を成すよ
うに、反応器の中に前記炭化水素噴射区域が配置され
る。この触媒流の線速は望ましくは０．０１乃至１０ｍ
／ｓの範囲内ある。

【００４３】さらに、この噴射区域を混合チャンバの中
に含め、この混合チャンバの構造は、反応器が「ライザ
ー型」であれまたは「ダウナー型」であれ、触媒と噴射
された炭化水素との混合物の均質な好適な流出を保証す
るようにする事ができる。「ダウナー型」の反応器の場
合、例えば出願人によって１９９６年９月１８日に出願
されたフランス特許出願第９６１１３６９号に記載の
ような混合チャンバとする事ができる。

【００４４】一般的に、噴射される装入物温度は、０．
７／１０^５乃至３．５／１０^５Ｐａの相対圧のもとに７
０乃至４５０℃の範囲内とする。向流噴射される装入物
の温度は、装入物を微細滴状に霧化するように最適化さ
れるが、この霧化は装入物が重質で粘性であるほど困難
である。並流噴射される装入物の温度は、好ましくは噴
射区域の下流温度を最適値まで下げるように計算され
る。このようにして冷却された反応区域の温度は例えば
５００℃のオーダであるが、使用される最重質炭化水素
の露点より高くなければならない。

【００４５】触媒粒子流は被クラッキング装入物の性質
に対応して、好ましくは６００乃至９５０℃の範囲内の
温度で反応区域の中に導入される。本発明の主旨の範囲
内において、使用される触媒の型も、触媒の流動化のた
めの流体および装置も記載する必要はないと思われる
が、これらは当業者には公知の既知の事項である。

【００４６】以下、本発明を図面に示す実施例について
詳細に説明するが本発明はこれに限定されない。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施例
について詳細に説明するが本発明はこれに限定されな
い。まず図１のａ乃至ｄについて述べれば、これらの図
において同一手段は同一の参照数字で示されている。こ
れらの図は本発明による触媒クラッキング装置中への噴
射区域の構造の種々の実施例を示す。

【００４８】各装置は「ライザー」型反応器の隔壁１上
に植設された６本の装入物インゼクタを含む。そのうち
３本は並流方向に配向され（インゼクタ２）、他の３本
は向流方向に配向されている（インゼクタ３）。これら
のインゼクタは反応器ライザーの周囲に交互に配置さ
れ、並流インゼクタ２は白色で図示され、向流インゼク
タ３は黒色で図示されている。

【００４９】図１のａはインゼクタの平面図であり、図
１のｂ、ｃおよびｄは反応器の隔壁１上の２つの型のイ
ンゼクタの種々の可能な相対位置を示す。矢印Ｆは触媒
の循環方向を示す。図１のｂにおいて、向流インゼクタ
３が並流インゼクタ２の少し上流に配置される。同ｃに
おいて、両方の型のインゼクタ２、３が同一レベルに配
置されている。同ｄにおいて、向流インゼクタ３が並流
インゼクタ２の少し下流に配置されている。図面の簡略
化のため２本のインゼクタ（それぞれ１つの型のインゼ
クタ）が上下に図示されているが、実際には、多数の各
型のインゼクタを環状に相互にずらせて配置し、平面図
において図１のａの配置を得るようにする事が好ましい
と思われる。

【００５０】図２は本質的に上昇流型反応器を備えた装
置において本発明による触媒クラッキング法を実施する
構造を示す。この型の装置はそれ自体公知の型である。
この装置は装入物エレベータまたはライザーと呼ばれる
塔状の反応器１を含み、この反応器の下部に特定量の再
生触媒粒子がライン３２から供給される。ガス、例えば
水蒸気のエレベータが塔１の下部にライン４からデフュ
ーザ５を介して導入される。

【００５１】クラッキングされる装入物が噴射区域６の
レベルに導入され、この噴射区域は向流配向されたイン
ゼクタ３と並流配向されたインゼクタ２とを含む。装置
の始動時には、並流インゼクタ２のみが作動する。定常
作動状態においては、２つの型のインゼクタのいずれか
一方を使用する事ができるが、好ましくは両方の型を同
時的に使用する。向流噴射される装入物はインゼクタ３
にライン２３によって送られ、他方、並流噴射される軽
質の装入物はライン２４によってインゼクタ３に送られ
る。

【００５２】望ましくは、被クラッキング装入物は反応
器１の中に噴射される前に、図３に図示のように分溜塔
の中で一次分溜を受ける事ができる。この装入物はライ
ン２１によって塔２２の中に導入され、そこで、反応器
中の噴射区域６のレベルの混合物温度に相当する分溜温
度で２つの流れに分溜される。塔２２の上部において得
られた軽質留分はライン２４によってインゼクタ２にむ
かって送られ、このインゼクタ２がこの留分を触媒流に
対して並流で反応器中に導入し、これに対して塔２２の
下部において得られた重質留分はライン２３によってイ
ンゼクタ３にむかって送られ、このインゼクタ３がこの
留分を触媒流に対して向流で反応器中に導入する。

【００５３】反応塔１はその頂点においてケーシング９
の中に開き、このケーシング９は反応塔１に対して同心
であり、このケーシング９の中で被クラッキング装入物
の分離と触媒の不活性粒子のストリッピングが実施され
る。処理された装入物はケーシング９の中に配置された
サイクロン１０の中に分離され、このサイクロンの頂点
にクラッキングされた装入物の排出ライン１１が備えら
れ、他方、不活性化された触媒粒子は重力によってケー
シング９の底部に移動する。ライン１２がストリッピン
グ流体、一般に水蒸気をケーシング９の底部に規則的に
配置された流動化ガスインゼクタまたはデフューザ１３
の中に供給する。

【００５４】このようにしてストリッピングされた触媒
の不活性化粒子がケーシング９の底部から導管１５を通
して再生器１４にむかって排出され、この導管１５上に
調整弁１６が配置されている。再生器１４の中におい
て、触媒粒子上に堆積されたコークスがライン１７によ
って再生器１４中に噴射される空気によって燃焼させら
れ、このライン１７は再生器の中に規則的に離間配置さ
れたインゼクタまたはデフューザ１８に空気を供給す
る。燃焼ガスを同伴する処理された触媒粒子がサイクロ
ン１９によって分離され、このサイクロンから燃焼ガス
はライン２０によって排出され、他方、触媒粒子は再生
器１４の底部にむかって再び投げられて、そこから、調
整弁３３を備えた導管３２によって循環させられてエレ
ベータ１に供給される。

【００５５】装入物の反応流出物はライン１１によって
分溜塔２５に送られ、この分溜塔２５はこの流出物を蒸
留によって分離して下記の成分を得る。 − ライン２６から、温度と圧力の正規条件におけるガ
ス生成物（Ｃ１乃至Ｃ４炭化水素）、 − ライン２７から、２０℃から２００−２２０℃の沸
騰範囲を有するガソリン留分、 − ライン２８から、一般に２００−２２０℃から約３
２０−３６０℃の沸騰範囲を有する軽油またはＬＣＯ型
留分、 − 最後にライン２９から、蒸留残油またはスラリ。こ
の残油は多量の微細粒子を含み、またその沸騰間隔は一
般に５００℃以上である。

【００５６】装置の定常作動状態において、ライン２９
によって回収されたスラリは部分的にまたは全量、イン
ゼクタ３から向流噴射される装入物として循環させられ
る。この場合、このスラリはライン２３から供給される
新しい装入物の重質部分に追加される。またスラリから
予め蒸留留分またはＨＣＯ（３６０℃から４４０℃まで
の蒸留間隔）を抽出し、これを部分的または全量、イン
ゼクタ２から並流噴射する事ができる。この留分はライ
ン２４によって供給される新しい装入物の軽質留分に追
加される。

【００５７】この型の装置のサイズ特性および操作特性
は通常下記の通りである。 − エレベータ１の反応部分の高さ：５乃至４０メート
ル、 − エレベータ１に対する被処理装入物の全供給量：１
０３乃至２０・１０３トン／日、 − エレベータ１に対する触媒の全供給量：３乃至５０
トン／分、 − 被クラッキング装入物温度：７０乃至４５０℃、 − 噴射区域下流のエレベータ１中のクラッキング温
度：５００乃至６００℃、 − エレベータ１中の装入物の滞留時間：０．１乃至１
０秒、 − 触媒の再生温度：６００乃至９５０℃、 − 再生器９中の触媒の滞留時間：５乃至２０分。

【００５８】図４は本質的に下降流型の反応器を備えた
ＦＣＣ装置の場合に対する本発明の応用を示す。

【００５９】図示の装置は下降流型管状反応器４１また
は「ダウナー」を含み、このダウナーはその上部におい
て、このダウナーと同心のケーシング４２から、再生さ
れた触媒粒子を弁４３によって調整された流量で供給さ
れる。この弁の下方において、被クラッキング装入物が
本発明による装置によって導入される。すなわち、優先
的にライン５０によって導入される重質炭化水素の噴射
用の向流配向インゼクタ４４と、優先的にライン５１に
よって導入される軽質炭化水素の噴射用の並流配向イン
ゼクタ４５とによって装入物が導入される。この場合、
触媒粒子と炭化水素は反応器４１中を上から下に流れ
る。

【００６０】反応器４１の底部において、消費された触
媒粒子はストリッピングケーシング４６の中に排出さ
れ、このストリッピングケーシングはその底部にデフュ
ーザ４７を備え、このデフューザにライン４８によって
水蒸気が供給される。

【００６１】またケーシング４６の上方において反応器
４１の底部からライン４９が出て、このライン４９を通
して、ストリッピングから生じたクラッキング生成物ま
たは炭化水素が排出されて分溜区域に送られる。

【００６２】ストリッピングされた触媒粒子は重力によ
ってケーシング４６の外部に、傾斜導管６２にそって上
昇塔５２にむかって排出され、この上昇塔の中で触媒粒
子は、ライン５５から塔５２の底部に噴射されたベクト
ルガスにより、再生器５３にむかって上方に送られる。

【００６３】塔５２は再生器５３の中にバリスティック
セパレータ５６の下に開き、このセパレータは触媒粒子
とベクトルガスとの分離を成す。そこで触媒粒子はライ
ン５７によってデフューザ５８に送られる空気または酸
素流によって、その表面に堆積したコークスの燃焼によ
って再生される。再生器５３の上部において、燃焼から
発生するガスがサイクロン６３の方に排出される。同伴
された触媒粒子は導管６０によって再生器に循環させら
れ、またガスはライン６１によって排出される。再生さ
れた触媒粒子は、再生器５３の下部において、導管５９
にそって重力によりケーシング４２の方に排出される。

【００６４】以下、本発明を図面に示す実施例について
詳細に説明するが本発明はこれに限定されない。

【００６５】

【実施例】真空蒸留物（６０重量％）と常圧残油（４０
重量％）との混合物から成る重質石油装入物は下記の特
性を示す。 − １５℃における密度：０．９２、 − ５０％蒸留温度：４７６℃、 − １００℃における粘度：９．３１００^−６ｍ²／
ｓ、 − コンラドソン炭素残油：２．１０、 − 硫黄含有量：１．３２重量％、 − 塩基性窒素含有量：７２０ｐｐｍ、 − ニッケル含有量：２．１ｐｐｍ、 − バナジウム含有量：１．８ｐｐｍ。

【００６６】「ライザー」型の反応器（図２に図示のよ
うな反応器）を含むテスト用触媒クラッキング装置の中
で、この炭化水素装入物について３回の触媒クラッキン
グテストを実施した。使用された触媒はゼオライト型の
先行技術の市販の触媒である。 − 第１テストにおいては、装入物全量を触媒の流れ方
向に対して並流で噴射する。 − 第２テストにおいては、装入物全量を触媒の流れ方
向に対して向流で噴射する。 − 最後に第３テストは本発明による方法を適用して実
施する。装入物を噴射する前に、４２０℃の分溜温度で
フラッシングによって２つの部分に分溜する。重質留分
を触媒流に対して向流で噴射し、他方、軽質留分を並流
で噴射する。向流インゼクタと並流インゼクタは同型で
あって、ライザー中に同一レベルに配置される。

【００６７】これらの３つのテストにおいて、向流イン
ゼクタは装入物を触媒粒子の流れ方向に対して１５０゜
の角度を成す方向に導入する事ができ、他方、並流イン
ゼクタは装入物を触媒粒子の流れ方向に対して３０゜の
角度を成す方向に導入する事ができる。これらのインゼ
クタはすべての場合と構造においてベンチュリー型であ
る。

【００６８】これらのテストの操作条件および得られた
結果を下記の表に示す。テストテストテスト No.1 No.2 No.3 向流インゼクタの数 0 6 3 並流インゼクタの数 6 0 3 ライザー底部への触媒導入温度 743 748 740 向流導入される装入物の噴射温度 − 320 325 並流導入される装入物の噴射温度 320 − 318 測定される混合物の温度 582 571 565 反応温度（噴射区域の下流） 522 522 522 乾燥ガス収率（重量％） 3.22 3.15 2.80 ＬＰＧ収率（重量％） 13.54 16.32 14.47 ガソリン収率（重量％） 45.38 47.60 48.90 ＬＣＯ収率（重量％） 18.00 17.50 18.52 スラリ収率（重量％） 15.64 10.71 8.19 コークス収率（重量％） 4.22 4.72 4.12標準転化率 66.36 71.79 73.29 この表は、本発明による噴射構造（テスト３）が通常法
による（テスト１、２）よりも重質装入物の転化につい
てすぐれた結果を与える事を示す。

【００６９】実際に、テスト３において混合物温度はそ
の理想的理論値５６３℃にはるかに近い。これは被クラ
ッキング装入物の蒸発条件がさらに適切である事を示
す。さらに前述の結果は混合噴射が得られる生成物の収
率に関して顕著な改良をもたらす事を示す。また一般的
に、噴射が全部向流または全部並流で実施されるテスト
と比較して標準転化率の向上が見られる。

【００７０】さらに、コークスの生成量の低下と、乾燥
ガスの生成量の顕著な減少が見られる。選択的蒸発条件
の故に、装入物の過クラッキング現象および触媒の過コ
ークス化現象が避けられる。従ってこれらの新しい反応
条件は転化選択性を改良する。実際に所望の中間生成
物、すなわちＬＰＧ、および特にガソリンおよびＬＣＯ
の収率の増大が見られる。これと平行的にスラリ収率の
大幅な低下が見られ、これは明かな利点を成す。この重
質残油はほとんど無価値だからである。

【００７１】下記の特性を示す真空蒸留物型の従来の触
媒クラッキング装入物について、さらに同様の３つのテ
ストを実施した。 − 密度：０．９１１、 − ５０％蒸留温度：４１７℃、 − １００℃における粘度：５．８７１０^−６ｍ²／
ｓ、 − コンラドソン炭素残油：０．１７ − 硫黄含有量：０．９３４重量％、 − 窒素含有量：３９０ｐｐｍ、 − ニッケル含有量：１．１ｐｐｍ、 − バナジウム含有量：１．０２ｐｐｍ。

【００７２】これらのテストの操作条件および得られた
結果を下表に示す。

【００７３】

【発明の効果】このテスト３においても、前記の非常に
重質の装入物について見られた有利な特徴がそれほど目
だたないが見られる。すなわち、適切な混合物温度、標
準転化率の上昇、「副生物」（乾燥ガス、コークスおよ
び特にスラリ）の全体的減少、所望の中間生成物（ＬＰ
Ｇ、ガソリンおよびＬＣＯ）の転化率の選択性の改良。
このようにして、通常の触媒クラッキング装入物の場合
にも、本発明による方法は明かな改良をもたらす。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における反応器中のインゼクターの構造
を示す説明図。ａは図２のＩ−Ｉ線にそって取られた場
合の説明図。ｂ、ｃ、ｄはインゼクタの種々の構造の態
様を示す説明図。

【図２】本質的に上昇流反応器を備えたＦＣＣ装置に本
発明の触媒クラッキング法を適用する実施態様を示す概
略図。

【図３】図５のクラッキング装置の中でクラッキングを
実施する前にクラッキング装入物を一次分溜する装置の
概略図。

【図４】本質的に下降流反応器を備えたＦＣＣ装置に本
発明の触媒クラッキング法を適用する実施態様を示す概
略図。

【符号の説明】

１ライザー２並流インゼクタ３向流インゼクタ６噴射区域９ストリッピングケーシング１４再生器２２一次分溜塔２５分溜塔４１ダウナー４２再生された触媒のケーシング４４向流インゼクタ４５並流インゼクタ４６ストリッピングケーシング５３再生器

フロントページの続き (72)発明者マリアノ、デル、ポゾフランス国ル、アーブル、リュ、ジュル、セグフリード、43

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被クラッキング装入物の噴射区域を備えた
本質的に上昇型（１）または下降型（４１）の管状反応
器の中で流動相触媒の存在において炭化水素を触媒クラ
ッキングする方法において、触媒粒子流の流れ方向に対
して向流方向に前記装入物を噴射する少なくとも１つの
手段（３、４４）によって、クラッキングされる装入物
の本質的部分を噴射区域中に導入し、また触媒粒子流の
流れ方向に対して並流方向に前記装入物を噴射する少な
くとも１つの手段（２、４５）によって、クラッキング
される装入物の本質的部分を同時的に同一噴射区域中に
導入する事を特徴とする炭化水素装入物の触媒クラッキ
ング方法。
【請求項２】向流噴射される装入物は重質炭化水素を含
有し、また並流噴射される装入物はより軽質である事を
特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】向流噴射される装入物は、混合物温度と同
等またはこれ以上の沸点を有する相当割合の化合物を含
有する事を特徴とする請求項１または２のいずれかに記
載の方法。
【請求項４】向流噴射される装入物は、原則的に７００
℃に達するまたはこれ以上の沸点を有する留分を含有
し、重質蒸留物、常圧蒸留残油および真空蒸留残油のよ
うに高含有量のアスファルテンを含有しまた４％に達す
るまたはこれ以上のコンラドソン炭素含有量を示す事が
でき、またこれらの装入物は場合によっては例えばコバ
ルト／モリブデン型触媒の存在における水添などの予備
的処理を受けまたより軽質の留分によって希釈されまた
は希釈されない事ができる事を特徴とする請求項１乃至
３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】並流噴射される装入物は、混合物の温度と
同等またはこれ以下の沸点を有する相当割合の化合物を
含有する事を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記
載の方法。
【請求項６】並流噴射される装入物は通常の触媒クラッ
キングの装入物などの石油留分、例えば真空蒸留から出
た蒸留物および／または軽油、ビスコブレーキングの蒸
留物および／または軽油および常圧蒸留から出た脱アス
ファルト残油または軽油を含む事を特徴とする請求項１
乃至５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】クラッキングされる装入物が好ましくはク
ラッキング反応器（１、４１）中の混合物温度に対応す
る分溜温度をもって一次分溜を受け、より重質の留分が
向流噴射され、他方においてより軽質の留分が並流噴射
される事を特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載
の方法。
【請求項８】向流噴射される装入物がスラリ型の循環残
油を単独に含みまたは新しい装入物とのその混合物を含
む事を特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の方
法。
【請求項９】並流噴射される装入物がＨＣＯ型またはＬ
ＣＯ型の循環留分を単独に含みまたは新しい装入物との
その混合物を含む事を特徴とする請求項１乃至８のいず
れかに記載の方法。
【請求項１０】被クラッキング装入物の噴射手段を備え
た本質的に上昇型または下降型の管状反応器（１、４
１）の中で流動相触媒の存在において炭化水素を触媒ク
ラッキングする装置において、この装置は、前記被クラ
ッキング装入物噴射手段が、 − 触媒粒子流の流れ方向に対して炭化水素を向流方向
に噴射する少なくとも１つの手段（３、４４）と、 − 触媒粒子流の流れ方向に対して炭化水素を並流方向
に噴射する少なくとも１つの手段（２、４５）とを含
み、前記手段が触媒流の中に炭化水素を噴射し混合する同一
区域の中に配置されている事を特徴とする炭化水素触媒
クラッキング装置。
【請求項１１】各噴射モードについて、管状反応器
（１、４１）の同一断面の外周にそって環状に配置され
規則的に離間された２乃至１０のインゼクタ（２、４
５；３、４４）を含む事を特徴とする請求項１０に記載
の装置。
【請求項１２】並流方向に配向されたインゼクタ（２、
４５）が、触媒粒子の流れ方向に対して０乃至９０゜の
範囲内の角度の方向に装入物を導入する事ができ、他
方、向流方向に配向されたインゼクタ（３、４４）が、
触媒粒子の流れ方向に対して９５乃至１７０゜の範囲内
の角度の方向に装入物を導入する事ができるようにこれ
らのインゼクタが配向されている事を特徴とする請求項
１０または１１のいずれかに記載の装置。
【請求項１３】両方の型のインゼクタ（２、４５；３、
４４）が反応器（１、４１）の同一レベルに配置される
事を特徴とする請求項１０乃至１２のいずれかに記載の
装置。
【請求項１４】並流方向に配向されたインゼクタ（２、
４５）と向流方向に配向されたインゼクタ（３、４４）
とが反応器（１、４１）の外周にそって交互に配置され
ている事を特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】２つの型のインゼクタ（２、４５；３、
４４）が反応器（１、４１）の相異なるレベルに配置さ
れて噴射する順次２つの断面を成し、これらの断面が装
入物噴射区域における反応器の平均直径の２倍に等しい
最大間隔で相互に離間されている事を特徴とする請求項
１乃至１４のいずれかに記載の装置。
【請求項１６】前記の２つの断面が環状に配置された複
数のインゼクタから成り、これらのインゼクタの２つの
環が好ましくは相互にずらされている事を特徴とする請
求項１５に記載の装置。
【請求項１７】炭化水素噴射区域の中に入る触媒粒子流
が１５乃至７００ｋｇ／ｍ³の密度と、０．０１乃至１
０ｍ／ｓの範囲内の線速を有するように、反応器（１、
４１）の中に前記炭化水素噴射区域が配置される事を特
徴とする請求項１０乃至１６のいずれかに記載の装置。
【請求項１８】少なくとも向流インゼクタ（３、４４）
が装入物を少なくとも２００ミクロン好ましくは少なく
とも１００ミクロンの直径の小滴に霧化する事ができる
事を特徴とする請求項１０乃至１７のいずれかに記載の
装置。
【請求項１９】本質的に上昇流または下降流型の管状反
応器（１、４１）の中で流動相触媒の存在において炭化
水素を触媒クラッキングする装置の始動法において、こ
の始動法は装置の始動に際して装入物をまず触媒相の流
れ方向に対して並流方向に噴射し、次にこの並流方向噴
射を保持し場合によってはその流量を徐々に減少させな
がら、触媒相の流れ方向に対して向流方向に装入物を噴
射する事を特徴とする装置の始動法。
【請求項２０】請求項１乃至９のいずれかに記載の方法
および／または請求項１０乃至１８のいずれかに記載の
装置の「マキシ−軽油運転」型の運転モードに対する利
用。