JPS5921914B2 - 接触炭化水素転化法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、炭化水素の処理及び転化に流動固形物が使用
されることを包含する方法及び装置に関する。

本発明は、かメる流動固形物を反応帯域と別個の再生又
は再活性帯域との間に連続して循環させる方式に、特に
、反応帯域の雰囲気が再生帯域のものと異なりそして２
つの帯域の雰囲気の混合が全く行われ得ない場合に適用
することができる。

石油業界では、かメる流動系の広範囲の工業的利用が炭
化水素の接触分解に対して行われてきた。

Ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ （１
９７２年９月）の第１３１〜１３８頁に示される如く、
接触分解法は当業者には周知である。

例えば、分解反応は、約８００〜約１，１００’Ｆ好ま
しくは約９００〜１．１００’Ｆの範囲内の温度で行な
うことができる。

かトる分解プロセスで用いる圧力ははゾ大気圧から約５
０ ｐｓｉｇの範囲内であってよく、そして好ましい圧
力範囲は約２０〜約３５ｐｓｉｇである。

滑り弁を使用しないで反応容器と再生容器との間で微粉
状固形物を循環させることは知られており、例えば、パ
ラキー氏の米国特許第２，５８９，１２４号では、固形
物は、その流量を制御するために制御量のガスが注入さ
れるところの上昇管部を有するＵ形管を経て２つの容器
間を循環されている。

制御上昇管を持つパラキー氏型のＵ形曲り管の使用は、
２つの容器の相対的配置に対しである種の制限を課する
。

容器固形物搬送の効率的なＵ形曲り管系に必要とされる
ように配置することは必ずしも経済的でない。

更に、再生容器にその中心を離れて再生済み触媒取出州
立て管が配置されたかかる系では、再生容器に存在する
流動床を支持する格子と該格子の熱膨張を吸収する容器
壁との間又は立て管と格子との間には伸縮性シールが必
要とされる。

これらのシールは、触媒の損失をもたらしそして場合に
よっては装置の費用のかメる閉鎖をもたらす破損を受け
やすい。

この問題は、高温再生操作において特に悪化される。

容器から容器への触媒循環のための慣用導管は、垂直立
て管、傾斜立て管、Ｕ形曲り管及び傾斜上昇管であった
。

接触分解における最近の装置の配置は、一般には、傾斜
立て管及び垂直上昇管又はＵ形曲り管のどちらかを使用
している。

これらの方法の両方しかし特にＵ形曲り管に付随する障
害は、導管の傾斜又は水平部で通気空気が分離されこれ
が触媒流れに干渉するバツブルを形成する場合があるこ
とである。

この状態は０〜４０ミクロン寸法の微粉を１０％含有す
る微粉触媒では一般には起らないが、しかしこれは、こ
れらの微粉が２〜３％に低下しそして８０ミクロン以上
の粒子が３０〜３５％より多いときに手に負えなくなる
。

また、Ｉ（ｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ Ｐ ｒｏｃｅｓｓｉ
ｎｇ（１９７２年９月）の第１３３頁に示される如くサ
イクロン−ストリッパー容器へと真すぐに伸びる垂直ト
ランスファーライン反応帯域で炭化水素を分解すること
も知られている。

こ＼に、特定した特徴の組合せを有する接触転化法及び
装置で改善された結果を得ることができることが分った
。

更に、１つの可変オリフィス制御弁だけを用いて且つ固
形物を制御上昇管によって再生容器に運ぶ必要なしに、
搬送系において２つの容器間で固形物を循環させること
ができることが分った。

その上、本発明の装置の好ましい具体例では、再生容器
からそして反応容器から伸縮型格子シールを省くことが
できる。

本発明に従えば、再生ガスの通過によって再生を受ける
触媒の流動床を収容する触媒再生容器と細長い炭化水素
転化帯域とガス−固形物分離容器とを含む系に流動触媒
を循環させることからなる炭化水素の接触転化法におい
て、前記再生容器における床の上方レベルから触媒を、
該再生容器へと伸びる立て管の開放上方端に越流させ、
前記立て管を経て触媒を下方に送り、前記立て管の曲り
管底部を回って且つ該立て管の曲り管底部に一端が連結
された傾斜導管を経て上方に触媒を連続的に送り、前記
傾斜導管を通る触媒に追加的な搬送ガスを混入し、前記
傾斜導管の他端に連結され、そしてガス−固形物分離容
器へと伸び且つそこで止る開放端を有する真すぐな垂直
導管へと前記触媒を上方に送り、前記垂直導管において
蒸発炭化水素中の触媒の浮遊体を形成し、前記浮遊体を
垂直導管の開放端からガス−固形物分離容器に送って前
記蒸発炭化水素の少なくとも一部分の転化を生ぜしめ、
前記蒸発炭化水素かな触媒を分離し、前記ガス−固形物
分離容器の下方部に位置づけされたスｌ−ＩＪツピング
帯域の開放端であって、前記垂直導管の開放端から離れ
たストリッピング帯域の開放端に、前記の分離された触
媒を送り、前記ストリッピング帯域において触媒から炭
化水素をストリッピングし、前記ストリッピング帯域に
一端がそして前記再生容器に他端が連結された導管を経
て該ストリッピング帯域の底部から該再生容器へとスｌ
−ＩＪツピング済み触媒の少なくとも一部分を送り、そ
して前記ストリッピング帯域と前記再生容器との間に位
置づけされた可変オリフィス手段であって、前記循環系
における唯一の可変オリフィス手段であるものによって
該ストリッピング帯域から該再生容器への触媒流れを制
御することを特徴とする炭化水素の接触転化法が提供さ
れる。

本発明の１つの具体例では、再生容器へと伸びる立て管
は、該容器の中心線（即ち、軸方向）に配置される。

この配置は、立て管を格子に溶接することによって立て
管と再生器の格子との間における伸縮性ベロー形シール
の排除を可能にする。

溶接構造は、各部材に対する支持を提供する。

かくして、本発明の触媒循環制御法では、ガス−固形物
分離容器へそしてそれからの循環を制御するのに唯１つ
の滑り弁が使用される。

しかしながら、所望ならば、再生容器に伸びる立て管は
その底部に広い開放した管路寸法の弁を有することがで
きることに注目されたい。

かくして、本発明の触媒循環法は、２つの滑り弁が必要
とされ又はパラキー氏の米国特許第２，５８９，１２４
号に示される如く再生器に通じる触媒管路の密度を変え
て循環を制御する従来技術法とは異なる。

パラキー氏の方法は、反応器にそしてそこからの両方の
循環を制御するのに唯１つの変数を利用する。

しかしながら、再生器に通じる触媒管路に空気流れを注
入できるように、別個の送風機又は高圧空気源が必要と
される。

本発明では、再生器にかける越流受取り開口と使用済み
触媒流れにおける滑り弁との組合せが同じ結果を達成す
る。

再生型床の温度が１，４００′Ｆに維持されるときには
流れを制御するために再生循環路において滑り弁を使用
することができない。

滑り弁における滑り及び滑り案内は、通常、長い寿命を
得るために硬い表面にされる。

硬い表面特性は、１，４００’Ｆにおいて大きく減じら
れる。

かくして、本発明の循環制御法は、耐高温性材料より作
られる弁の必要性及び高圧空気流れの必要性を排除する
。

更に、再生循環路における弁の排除によって、流れのた
めに再生触媒循環路で蓄積されなければならない圧力が
減小させる。

約５ ｐｓｉｇの節約が予想される。この節約は約２５
ｆｔの低い再生容器高度に変換することができ、これは
低コストの装置及びプロセスにおいてむだな圧力降下（
エネルギー）が少ない装置をもたらす。

本発明の好ましい具体例を添付図面と共に記載する。

第１図を説明すると、適当な炭化水素供給原料油は、熱
い再生触媒を収容するトランスファーライン上昇管１２
に管路１０を経て注入される。

注入時に、炭化水素原料油は、熱い触媒との接触によっ
て蒸発される。

得られた蒸発炭化水素と触媒との浮遊体は真すぐに垂直
方向に配置されたトランスファーライン上昇管を通って
上方に流れ、そこで炭化水素供給原料油の少なくとも一
部分は低沸点生成物に分解される。

浮遊体中の触媒の密度は、一般には約０．７〜約１０
ｌｂ／ｆｔ３好ましくは約１〜４１ｂ７ｆｔ３の範囲内
であってよい。

浮遊体は、トランスファーライン上昇管（反応器）を約
８〜約６０ ｆｔ／秒好ましくは約１５〜３５ｆｔ／秒
の速度で流れる。

トランスファーライン反応器における触媒ホールドアツ
プは、約６０ミクロンの平均粒径で１０〜３００ミクロ
ンの寸法を持つ慣用シリカ−アルミナ分解触媒を用いる
と５０．０００バレル／日の装置に対して１〜１２トン
の間であってよい。

トランスファーライン上昇管の圧力は、１０〜４０ｐｓ
ｉｇの間、例えば約３５ ｐｓｉｇであってよい。

トランスファーライン上昇管における分解温度は８２５
〜１，２００’Ｆであってよく、そしてトランスファー
ライン上昇管の入口における温度はその出口におけるよ
りも高い。

トランスファーライン上昇管における好適な空間速度は
約４０〜約２００重量部の炭化水素供給原料油／ ｈ
ｒ ／触媒重量部の範囲内であってよく、そして触媒対
油重量比は３〜１０の間であってよい。

トランスファーライン上昇管の長さ対直径（Ｌ／Ｄ）は
３０〜６の間であってよい。

望ましくは、トランスファーライン上昇管の長さ対直径
比は、触媒のガス状浮遊体が約３０ｆｔ／秒の平均速度
でトランスファーラインを流通するときに３秒のガス抵
抗を提供する程のものである。

接触時間は、もし残留油の如き易分解性供給原料油を処
理するならば、１〜２秒に短縮することができる。

トランスファーライン上昇管はガス−固形物分離容器１
４の下方部へと上方に突出し、そして分配格子１６の下
で止る。

分離容器１４は、間隔を置いた距離で再生容器３０に隣
接して位置づけされる。

望ましくは、また、その少なくとも一部分は、再生容器
３０の頂部よりも高いレベルに位置づけされる。

上昇管は、容器１４の外殻に直接溶接された格子１６の
すぐ下でその底円雌部に入る。

かくして、分離容器の内壁と格子との間には分配格子を
有する装置に通常存在する如き膨張性シール又は接合部
は全く必要でない。

浮遊体は参照数字１８で示されるレベルを有する流動触
媒の稠密床に入り、そこで更に炭化水素転化が起こる。

分解した炭化水素蒸気は稠密流動床の上方レベルを経て
分離容器１４の上方部に配置された希薄相及びサイクロ
ン分離器（図示せず）に入り、しかして生成物蒸気は連
行触媒粒子から分離される。

触媒粒子はサイクロンデツプレッグを経て稠密床に戻さ
れ、そして生成物蒸気は生成物流出管２０を経て取出さ
れる。

望ましくは、サイクロン分離器は、二段階式サイクロン
系であってよい。

ガソリン沸点範囲の生成物の増加を望むときには、容器
１４では稠密流動床を省くことができ、そしてトランス
ファーラインを炭化水素の主要な転化がトランスファー
ラインで起こり得るように分離器の内部へ突入させるこ
とができる。

トランスファーラインは、分離容器の頂部近くに配置し
た１つ以上のサイクロンの端部に直接付設させてもよい
。

追加的なサイクロンを用いて触媒を実質上完全に分離す
ることができる。

分離容器１４の下方部は、使用済み触媒に付設した炭化
水素が管路２４を経て導入される水蒸気の如きストリッ
ピングガスとのストリッピングによって除去されるとこ
ろのストリッピング帯域２２から構成される。

望ましくは、格子１６は、使用済み触媒がスｌ−ＩＪツ
ピング帯域２２に流れるのを容易にするために頃斜され
る。

ストリッピング帯域は、分離容器１４へのトランスファ
ーライン入口から１８０°づれている。

装置の圧力バランスは操作時に高いホールドアツプを提
供するようにスｌ−ＩＪツピング帯域の触媒レベルが格
子１６よりも幾分上方に保持されるのを可能にし、又は
それは希薄相スｌ−ＩＪツピングを提供し稠密未分解を
全く提供しないようにストリッピング帯域で極めて低く
保つことができる。

ストリッピングした使用済み触媒は、ストリッパーから
制御弁２６を経て、再生容器３０の下方部で止る導管２
８へと流入する。

使用済み触媒は、再生容器内の支持格子３３の上方に参
照数字３２で示されるレベルを有する流動床を形成する
。

触媒を流動化し且つその炭素質付着物と反応させるため
に酸素含有ガス（空気）が管路３４を経て再生容器に導
入される。

炭素質付着物の燃焼によって形成される煙道ガス及び連
行固形物は、再生容器に配置されたサイクロン分離器系
（図示せず）を通る。

固形物はサイクロンデツプレッグを経て流動床に戻され
、そして煙道ガスは管路３６を経てオーバーヘッドとし
て取出される。

再生容器に対して好適な操作条件は、約１．１００〜１
，４００°Ｆの範囲内の温度、約１０〜４５ ｐｓｉｇ
の範囲内の圧力、及び触媒粒子を約９〜３０１ｂ／ｆｔ
３の密度を有する稠密乱流流動床として維持するのに選
定された再生容器を上方に流通するガスの表面速度であ
る。

再生容器は、直径の小さは底部及び大きい頂部を持つよ
うに構成することができる。

このときに、下部の直径は、約３〜約６ｆｔ／秒の速度
で高速度接触帯域を設定するように定めることができる
。

望ましくは、再生容器の下方部における高速度接触帯域
は、床を上方に流通する約ｆｔ／秒の速度の空気で操作
することができる。

次いで、高速度接触帯域は、約１，２００〜１，４００
”Ｆの範囲内の温度で好ましくは約１，３２５’１’で
操作される。

再生容器の頂部は、高効率サイクロンの２つ又はそれ以
上の段階を適当に包囲するのに十分な空所を提供するよ
うな拡大部であってよい。

プロセスの開始時に装置を加熱するために再生容器の底
部に補助バーナー３８が付設される。

再生容器内の触媒レベルは、再生容器の中央線上に配置
された越流受取り開口４０によって一定に保たれる。

この開口４０は、再生容器内に伸びる下流の取出立て管
４２の開放上方端である。

再生容器の中心線における越流受取り開口４０及び立て
管４２の配置は、格子の貫入部において一般に必要とさ
れる伸縮自在のベローシールの排除を可能にする。

格子３３は、支持のために立て管４２に直接溶接される
。

もし立て管４２が中心線上に配置されないと、それへの
格子の溶接は、立て管を格子の熱膨張によって引起こさ
れる不均一な側方向力の下に置くであろう。

立て管４２は、その下方端が山形曲り管（ベンド＞４３
によって垂直方向に傾斜した導管４４と連結され、そし
て導管４４は、先に記載の如く分離容器１４へと上方に
突出する部分を有する垂直トランスファーライン上昇管
１２と連結する。

垂直方向に傾斜した導管及び上昇管１２に沿って、水蒸
気の如き流動ガスを注入することのできる通気吹込口（
タップ）４６が設けられる。

望ましくは、傾斜導管は、約４５°の角度で傾斜される
。

また、傾斜導管は、それが再生容器の拡大部の垂直突出
部を越え且つトランスファーライン上昇管を垂直にでき
るように十分なだけ長くされる。

所望ならば、上昇管１２への傾斜導管の入口には閉止弁
４８を備えることができ、又は別法として、それを装置
の始動時に若しくは非常の場合に使用するために立て管
４２の底部に設置することができる。

この閉止弁は、常に、広く開いているか又は密に閉じら
れるのどちらかである。

と云うのは、それは、装置が操作状態にあるときの触媒
循環の実際の調整に必要とされないからである。

閉止弁は、上昇管１２の長さに沿った本質上任意の所に
又は立て管４２の長さに沿った任意の所に位置づけるこ
とができる。

閉止弁の代わりに、セラミック張りの制汗オリフィスを
用いることができる。

上記の形式の流れ計画を用いることによって、熱い再生
触媒の循環には制御滑り弁が必要とされない。

触媒は、立て管４２に流入しそして触媒の最小流動密度
にはゾ等しい密度又は立て管への通気ガスによって制御
するときにこの密度の８０％ヨリも幾分低い値に等しい
密度になる。

触媒が立て管を下流するにつれて圧力が増大される。

傾斜導管への山形曲り管の入口に最大圧力が存在する。

もし再生容器圧が４０ ｐｓｉｇであるならば、この点
における圧力は約４６ｐｓｉｇである。

この点において、触媒流れははゾ同じ密度において曲り
管を形成し、そしてヘッド圧差によって低圧の容器１４
へと上流する。

容器１４の圧力は約３３ｐｓｉｇであり、その結果とし
てこの導管には大きい圧力の駆動力がある。

触媒は、本質上同じ密度で傾斜導管を上方に流れる。

傾斜導管を垂直方向に直接移行する吹込ガスの損失を補
うために吹込口４６ニオいて通気が行われる。

このガスは、管路ノ底部において触媒の流動性を維持す
る。

と云うのは、触媒は、もし通気を行わないと、管路にお
いて脱気して落下するからである。

通気ガス流れは装置の低圧方向に流れそして容器１４へ
の触媒流れと並流的である。

別法として、通気又は流動制御のために丁度必要とされ
るよりも多量のガスを加えて導管４４の傾斜部における
密度を下げることができる。

これは、触媒密度を下げそして触媒流れを高める。

しかしながら、このガスの添加は望ましくない。

と云うのは、目立った密度減少を達成するには比較的多
量が必要とされるからである。

これは、下流の装置の寸法を望ましくない程に増大させ
る多量の流れの必要性を意味する。

供給原料油は、位置１０で山形曲り管の頂部において導
入される。

この点における圧力は、４０ｐｓｉｇの再生容器を持つ
装置では約４０ ｐｓｉｇである。

この例示の場合において立て管の底部の圧力は４６ ｐ
ｓｉｇであるので、供給原料油が再生容器に対して逆に
流れないようにする６ｐｓｉｇのヘッド圧差がある。

この差異は、傾斜導管４４の垂直方向の高さによって提
供される。

本発明の接触分解法は、最低の触媒堆積を与えるように
企図される。

本発明の方法及び装置のこの系においての触媒分配の特
定例は、供給原料油５０．０００バレル／日で操作する
装置に対して次の如くである。

再生容器 ５０トン循環管路
５トン上昇管反応器
２トン下方格子
２トンサイクロン容器 １０トンス
トリツパー（希釈相） １０トン隠された残
留量 １０トン合計触媒残留量
８９トン又は、稠密相ストリッピングでは
９０〜１１０トンである。

このホールドアツプは、供給原料油１．０００バレル当
り約２トンにはゾ等しい。

【図面の簡単な説明】

第１因は本発明の方法を実施でき、且つ本発明の一部分
を構成する装置の簡単にした縦正面図であり、第２図は
第１図の装置の縦側面図であって、主要部を表わす参照
数字は次のとおりである。 １２ニドランスフアーライン上昇管、１４：分離容器、
２２ニスドリツピング帯域、２６：制御弁、３０：再生
容器、４０：越流受取り開口、４２：立て管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 再生ガスの通過によって再生を受ける触媒の流動床
   を収容する触媒再生容器と細長い炭化水素転化帯域とガ
   ス−固形物分離容器とを含む系に流動触媒を循環させる
   ことからなる良化水素の接触転化法において、 （ａ’） 前記再生容器における床の上方レベルから
   触媒を、該再生容器へと伸びる立て管の開放上方端に越
   流させ、 （ｂ）前記立て管を経て触媒を下方に送り、（Ｃ）
   前記立て管の底部を回って且つ該立て管の底部に一端が
   連結された傾斜導管を経て上方に触媒を連続的に送り、 （ｄ）前記傾斜導管を通る触媒に追加的な搬送ガスを混
   入し、 （ｅ） 前記傾斜導管の他端に連結されそしてガス−
   固形物分離容器へと伸び且つそこで止る開放端を有する
   真すぐな垂直導管へと前記触媒を上方に送り、 （ｆ’） 前記垂直導管において蒸発炭化水素中の触
   媒の浮遊体を形成し、 （２））前記浮遊体を垂直導管の開放端からガス−固形
   物分離容器に送って前記蒸発炭化水素の少なくとも一部
   分の転化を生ぜしめ、 （ｈ） 前記蒸発炭化水素から触媒を分離し、（ｉ）
   前記ガス−固形物分離容器の下方部に位置づけされ
   たストリッピング帯域の開放端であって、前記垂直導管
   の開放端から離れたストリッピング帯域の開放端に、前
   記の分離された触媒を送り、 （ｊ） 前記ストリッピング帯域において触媒から炭
   化水素をストリッピングし、 （ｋ） 前記ストリッピング帯域に一端がそして前記
   再生容器に他端が連結された導管を経て該ストリッピン
   グ帯域の底部から該再生容器へとストリッピング済み触
   媒の少なくとも一部分を送り、そして、 （１） 前記ストリッピング帯域と前記再生容器との
   間に位置づけされた可変オリフィス手段であって、前記
   循環系における唯一の可変オリフィス手段であるものに
   よって該スｌ−ＩＪツピング帯域から該再生容器への触
   媒流れを制御する、ことを特徴とする炭化水素の接触転
   化法。 ２ 微粉状触媒の流動床を収容するように適応された触
   媒再生容器と、炭化水素が少なくとも一部分転化される
   ところのトランスファーライン上昇管と、ガス−固形物
   分離容器と、前記容器間に微粉状触媒を循環させるため
   の手段とからなる炭化水素の接触転化装置において、再
   生容器３０の下方部を貫通し且つ拡大開放端４０で止る
   部分を有する立て管４２であって、その他端が山形的り
   管４３に連結された立て管４２、前記山形的り管４３の
   他端に連結された傾斜導管４４、前記傾斜導管４４に搬
   送ガスを導入するための手段４６、前記傾斜導管４４の
   一端に連結された垂直方向に真すぐのトランスファーラ
   イン上昇管１２であって、下方部に触媒の流動床を支持
   するための手段１６と、上方部にあるガス−固形物分離
   手段と、蒸気状流出物のための流出手段２０とを含むガ
   ス−固形物分離容器１４で止る他の開放端を有するトラ
   ンスファーライン上昇管１２、前記ガス−固形物分離容
   器１４の底部に位置づけられたストリッピング帯域２２
   であって、前記垂直トランスファーライン上昇管１２か
   ら間隔を置いて離され、その下方端がストリッピング済
   み触媒を運ぶための導管２８の一端（この他端は前記再
   生容器３０に連結されている）に連結されたストリッピ
   ング帯域２２、前記ストリッピング帯域２２にストリッ
   ピングガスを導入するための手段２４、並びに前記スト
   リッピング帯域２２と前記再生容器３０との間に配置さ
   れた触媒流れ制御手段２６を含むことを特徴とする炭化
   水素接触転化装置。