JPS63122788A - 炭化水素装入物から触媒粒子を分離する方法および濾過循環装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は分離技術に関するものである。本発明は特に、
触媒クラッキングユニットから出た炭化水素装入物から
触媒微粒子を分離する方法、およびこの方法を実施する
ための濾過ループに関するものである。

下記において、炭化水素装入物とは、炭素原子および水
素原子のほか、酸素、硫黄などの異種原子を含をする主
として炭化水素から成る装入物を意味する。このような
装入物は、特に、しかし非限定に、原油、または原油の
生成によって得られた生成物、例えば後述のような触媒
クラッキングののちに得られた残留物、言わゆるスラリ
であるが、本発明はこれに限定されるものではない。

〔従来技術と問題点〕 触媒クラブキングは公知の方法であって、炭化水素装入
物中に含まれた分子を代表的には流動層中で触媒の存在
において熱の作用で破壊するにある。そのため触媒は約
７０ミクロンの平均粒度を有する微粒子から成り、その
一部（小部分）が反応生成物によって同伴されて、分留
塔の底部から抽出された残留物の中に濃縮する。

この残留物は、工業用重油の製造においてフラックス生
成物（低粘度ベース）として使用される。

０〜５０ミクロンの粒度を有し従来の濾過方法によって
除去する事のできない触媒微粒子の存在は、生成物を若
干の用途について不適当にしく例えば船舶用重油）、ま
た真空残留物型の粘性ベースなどの他の重油成分中に含
有されるバナジウムなどの重金属と化合する事によって
工業用ボイラーおよび炉の灘しいタリンカ形成を生じる
。

触媒クラッキングの生成量が増大しまたこれと共にスラ
リの生産が増大する事により、前記の現象が深刻化する
ほか、粘性ベースの生産量が減少し、またこれらベース
の重金属濃度が増大する。

従ってクラッキング残留物からの触媒微粒子の分離が必
要になり、種々の分離法がテストされて精製プラントに
提案された。

従来技術の種々の方法のうち、ハイドロサイクロンと電
気泳動による分離法、言わゆるガルフトロニツク法を挙
げる事ができる。

しかしこれらの方法は原理的にスラリ中に含まれる触媒
微粒子の一部しか抽出する事ができず、効率を高めよう
とすればその原価が非常に急速に増大する。さらにこの
ように分離された触媒微粒子の除去には、外部流体、一
般にクラッキング装置の装入物そのものを必要とし、こ
れは反応器への触媒微粒子の循環を生じ、この流出物を
廃棄して原油の利用度を大幅に低下させるのでなければ
前記の現象を生じる。

〔発明の目的および効果〕

カット・オフと呼ばれる最小直径以上の直径を有する触
媒微粒子を完全に除去し、これをスラリそのものの中に
濃縮して触媒微粒子をシステム外に最小限の費用で排出
する事ができる効率的分離法を研究した。

〔発明の概要〕

そのため本発明の分離方法は、保留されるべき触媒微粒
子の最小直径に適合した一般に０．１μｍ〜１００μｍ
の多孔度を存する無機バリヤを通して炭化水素装入物を
濾過するにある。

現在市販されているこの種のバリヤは、アルミナまたは
カーボンなどの無機物質から成る一般に１〜１５ｍ＋ｓ
の内径を有する円筒形管の内側面を単数または複数の金
属酸化物層で被覆したものであって、コミサリア・ア・
レネルジーアトミックとコンパ二一フランセーズ・ド・
ラフイナーシュが特に使用済み油の再生に応用するため
フランスでフランス特願第８０１１４４２号に詳細に記
載されている。

この種のバリヤは、その内側層または支持層の組成中の
活性物質に関連してまたその多孔度、機械的耐久性など
の詳細な物性に関して、種々の商業名でソシェテ・フラ
ンセーズ・プレマン・カタリティック（Ｓ　Ｆ　Ｅ　Ｃ
＞からフランスで市販されている。

原油装入物のように不均質な媒質の濾過は非常に困難で
あり通常の手段では不可能な場合が多い事を考慮して、
前記のバリヤの種々の未知の用途から、前記の特願およ
びこの特願を含めて種々の特願が提出された。

本発明の実施態様によれば、前記の濾過ループはループ
内部の濃縮物の流量測定−制御手段、場合によっては循
環速度測定−制御手段、および付随的にループ内部の濃
縮物温度測定手段を含む。

本発明の他の実施態様によれば、濾液の流量は単なる弁
によって制御されるが、濃縮物の流量は比例弁によって
特定の基準値に調整される。

〔実施例〕

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。

第１図において、容器３の中に平行に搭載された複数の
無機バリヤ２ａ、２ｂ・・・から成るマイクロ濾過装置
１のモジュールを示す。接続円錐部４が容器３をネジ−
ナツト組立体によって循環ノズル５に対して連結してい
る。ループの中を循環する濃縮物は循環ノズル５からモ
ジュールの中に進入し、バリヤ２の内部を循環し、本来
本発明に属さないので図示されていない管路を通って排
出される。１０バールに達しまたこれを超える場合もあ
る内部と外部の差圧の故に、バリヤ２を通して内部から
外部に出る装入物部分が濾液である。ノズル５とバリヤ
内部から成る高圧区域とバリヤ外部から成る低圧区域と
の間の密封を保証するため、ループ中を循環する濃縮物
の温度によって、例えばビトンまたは黒鉛から成る円環
形あるいは円筒形継手７の密封手段を配備する必要があ
る。

第２図には、本発明による濾過ループを含む触媒クラブ
キングプラントを示した。

参照数字１１は触媒クラッキングプラントの分解塔を示
す。

このような分解塔およびさらに一般的に触媒クラッキン
グプラント並びにその操作条件および調整条件は、本来
の意味で本発明に属しないのでこの明細書にはこれ以上
説明しないが、ＷＵ■ＴＩ（ＩＥＲ。

第１巻、第２章などのこの問題の基礎資料を参照された
い。この分解塔１１から、クララキング残留物が引き出
され、これが先ずストリッパー１２の中で蒸気ストリッ
ピングされ、加速ポンプ１３と導管１４を通して、本発
明の目的を成す濾過ループ１５に入る。

前記のように触媒微粒子を装入された抽出残留物（また
はスラリ）を導管１４によって濾過ループ１５の中に導
入する。このループは、バリヤの直列−並列組立体１７
（例えば、第１図に示すようにそれぞれ２５０バリヤの
４個の直列モジュールから成る組立体）の循環ポンプ１
６と、循環導管１８とから成る。濾液排出導管１９と濃
縮物排出導管２０も配置されている。その一方の導管１
９は、微粒子を除去された炭化水素装入物を貯蔵タンク
２１の中に捕集させ、他方の導管２ｏは濃縮物を排出さ
せる。最後にこのループ１５は、流量制御装置Ｆ　Ｃ（
ｆｌｏｗ−ｃｏｎｔｒｏｌ）　ｏ温度制御装置ＴＣ（ｔ
ｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ−ｃｏｎｔｒｏｌ　）　、および
場合によっては循環速度制御装置（ｓｐｅｅｄ−ｃｏｎ
ｔｒｏｌ　）などの制御測定手段を備える。また、制御
手段のレベルにおいて、濾液ループと触媒クラッキング
ユニットとの間に、接続が存在する。すなわち、濾液の
流量制御弁はストリッパー１２の中のレベル測定装置に
ロックされ、また主分留搭１１に対しての濾液循環は、
濾過ループと濾液出口のそれぞれ高圧区域と低圧区域と
の間の差圧測定装置（ＤＰＣ）にロックされている。最
後に、濃縮物の流量と濾液の流量との比が流量比例弁（
ＦＲＰＣ）によって規定値に設定されるように、濃縮物
の流量が濾液の流量にロックされる。

濾過ループに配備される無機バリヤは、それらの透過率
半径によって特徴付けられる。これらのバリヤは、２〜
１０１００ｎ超濾過）の第１クラスと、０，１μｍ〜１
００μｍ（ミクロ濾過）の、この特定の用途において使
用される第２クラスの透過率半径のものが市販されてい
る。

濾過ループ中に導入された炭化水素装入物中の不純物は
前記のバリヤによって保留されるが、前記不純物を（場
合によって、懸濁状態または溶液状態で）含む装入物そ
のものは、前記バリヤの内壁を構成する高感度層を通し
て濾過される。従って、ループ中の不純物濃度は、濾液
と濃縮物の抽出量によって、さらに正確にはこれらの２
流量間の比率によって定まる平衡レベルに達するまで増
大する。前記の不純物濃度は、濃縮物の出口に配備され
た比例弁によって調整される。従って濃縮物はこの濃縮
物ループの中を循環し、流入量（炭化水素装入物、例え
ばスラリ）が流出量（濾液と濃縮物）に等しくなるよう
なに濃縮物を連続的に抽出する。最後にこのようなシス
テムは、自己浄化機能を有する。すなわち、ループ中を
循環する濃縮物は、（循環ポンプによって生じる）大接
線速度によって加速されるので、バリヤ内部の高感度層
の表面を常に浄化し、その層を通過できなかった不純物
全部を同伴する。この永久浄化作用は高感度層を変質せ
ず、または非常に僅かしか変質しない。出願人の実施し
た種々のテストは、バリヤが比較的長い１年以上の寿命
を有する事を証明したからである。事故または誤動作に
よる一個のバリヤ、またはモジュールのバリヤ金部の閉
塞の場合、閉塞除去作業を実施する必要があり、これは
バリヤの外側から内側に向かって背圧を加える事により
、または乱流発生手段を使用しまたは使用しないでルー
プ中に濃縮物を抽出なしで循環させ、またはループ中に
適当流体を循環させてループをパージする事により、き
わめて容易に実施する事ができる。このような閉塞除去
流体は各種あって、一般にバリヤ中を循環する装入物に
依存している。これは代表的には溶媒であって、例えば
スラリから成る装入物の場合には触媒軽質希釈剤を挙げ
る事ができる。

実験テスト 出願人は中央研究所に保有する適当なバリヤ付きのパイ
ロット濾過装置において、前記の型のループの実際作動
条件でテストを実施した。

このパイロット装置は、０．０６６ｃｄの濾過面積を有
する３本のバリヤから成るモジュールを備えている。こ
のテストは、濃縮率を２０に安定させた後に、１００時
間、下記の操作条件で実施した。

温度二３３０℃ バリヤ出口圧：４，５バール 線速度：５ｍ／秒 装入物と、濾液と、濃縮物の触媒微粒子（約２０μｍの
平均直径）の含有量は、それぞれ１５００ｐｐＩＩｌ、
　５０ｐｐｍ以下、および３％である。

これらの含有量の分析は、ＰＣＡＳ濾過法によって実施
された。濾液の収率は９５％のオーダである。

工業テスト これらのテスト結果は、工業面において本発明によるモ
ジュール型のループ構造を正当化するに十分であり、寿
命の延長と保守の容易さを保証する事ができる。

本発明は前記の説明のみに限定されるものでなく、その
主旨の範囲内において任意に変更実施できる。特にこの
方法は、スラリ中に存在する他の型の固体（コークス、
サビなど）に対しても有効であり、使用されるバリヤの
多孔度に対するこれらの不純物の粒度にのみ依存する。

また液体留分から固体留分（またはその大部分）を分離
するために他の任意の型の装入物にも応用される。

【図面の簡単な説明】

第１図は濾過モジュールの断面図、第２図は触媒クララ
キンク残留物（スラリ）から触媒微粒子を分離するため
に応用された本発明の方法を示すフローシートである。 １・・・マイクロ濾過装置、２・・・無機バリヤ、３・
・・容器、１１・・・分留塔、１２・・・ストリッパー
、１３・・・加速ポンプ、１５・・・濾過ループ、１６
・・・循環ポンプ、１７・・・濾過装置、１９・・・濾
液排出管、２０・・・濃縮物排出管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、保留される粒子の最小直径に対して適当な０．１乃
   至１００μｍの多孔度を有する耐熱性の無機バリヤを通
   して装入物を濾過することを特徴とする触媒クラッキン
   グユニットから出た炭化水素装入物から触媒微粒子を分
   離する方法。 ２、濾過ループ（１５）を通して前記装入物を送り、前
   記濾過ループは無機バリヤの直列−並列組立体を含み、
   これらのバリヤ中を濃縮物を循環させる段階と、前記最
   小直径以上の粒子を含まないバリヤから出た濾液を捕集
   する段階と、このような粒子を富化された前記濃縮物部
   分を排出する段階とを含む事を特徴とする特許請求の範
   囲第１項による分離方法。 ３、使用される装入物の量と捕集しようとする濾液の量
   とに応じて、濾液の流量と濃縮物の流量との比を比例弁
   （ＦＲＰＣ）の操作によって変更する事を特徴とする特
   許請求の範囲第２項による分離方法。 ４、前記ループ中への濃縮物循環速度を循環ポンプ（１
   ６）の操作によって変更する事を特徴とする特許請求の
   範囲第２項または第３項のいずれかによる分離方法。 ５、それぞれ内側面を単数または複数の酸化物層によっ
   て被覆された適当粒度の無機物質の円筒管から成る複数
   の無機バリヤ（２）を濃縮物循環ループの形の管路によ
   って相互に接続して成る直列−並列組立体と、装入物の
   導管（１４）とポンプ（１３）の形を成す前記ループ中
   への装入物導入手段と、濾液（１９）と濃縮物（２０）
   の排出手段とを含む事を特徴とする濾過ループ（１５）
   。 ６、ループ内部の濃縮物の流量測定−制御手段、場合に
   よっては循環速度測定−制御手段、および付随的にルー
   プ内部の濃縮物温度測定手段を含む事を特徴とする特許
   請求の範囲第５項による濾過ループ（１５）。 ７、濾液の流量は弁によって制御され、これに対して濃
   縮物の流量は比例弁によって特定の基準値に調整される
   事を特徴とする特許請求の範囲第６項による濾過ループ
   （１５）。