KR100960657B1

KR100960657B1 - 복수-촉매 주입 시스템

Info

Publication number: KR100960657B1
Application number: KR1020097008739A
Authority: KR
Inventors: 마르틴 에반스; 에릭 엘리오트
Original assignee: 인터캣 이큅먼트, 인코포레이티드
Priority date: 2003-11-19
Filing date: 2004-11-16
Publication date: 2010-06-07
Also published as: US20060140824A1; EP1689830A2; SG132678A1; KR100931076B1; EP1689830A4; US20050106080A1; ES2363686T3; CN100579644C; EP3061522A1; AU2004293777B2; EP2332644A3; US7438863B2; US7390396B2; ZA200604665B; ZA200704774B; WO2005052091A3; CN101043939A; CA2546655A1; ES2587399T3; DE602004031660D1

Abstract

본 발명은 복수-촉매 주입 시스템에 관한 것이다. 일 구체예에서, 상기 시스템은 유동상 접촉분해용 촉매를 저장하기에 적합한 용기, 및 상기 용기 내에서 2개 이상의 구획을 규정하는 분리기를 포함한다. 플레넘은 용기 내에 형성되며, 각각의 구획에 유체적으로 연결된다. 복수개의 분배 장치가 각각의 구획에 각각 연결되어, 주입 시스템으로부터의 촉매 흐름을 제어한다.

Description

복수-촉매 주입 시스템 {MULTI-CATALYST INJECTION SYSTEM}

본 발명의 구체예들은 일반적으로 유동상 접촉분해 유니트(fluid catalyst cracking units: FCCU)용의 유동상 촉매(fluid catalyst) 주입 시스템에 관한 것이다.

유동상 접촉분해 유니트(FCCU)는 미정제 오일 내에 존재하는 장쇄 탄화수소를 분해하고 증류기에서 회수된 생성물 혼합물을 조정하기 위해 석유 정제에 일반적으로 사용되고 있다. 주 촉매는 일반적으로, 소정 기간에 걸쳐 주입용 촉매를 주기적으로 계량하는 촉매 주입 시스템에 의해 FCCU로 도입된다. 그러한 주입 시스템은 뉴저지 씨 거트에 위치한 인터캣, 인코포레이티드(Intercat, Inc.)로부터 입수가능하다. 종래 주입 시스템의 다른 예는, 그 내용이 본원에 참조로 포함된 미국 특허 제 5,389,236호 (등록일: 1995년 2월 14일)에 기술되어 있다.

주 촉매 이외에도, 다른 촉매를 FCCU에 주입하여 정제 공정에 추가로 영향을 미치는 것이 종종 유익하다. 예를 들어, 일부 촉매는 특정 유형의 배출물, 예컨대 정제 배출물 내에 존재하는 황- 및 질소-함유 화합물의 양을 조절하도록 조제된다. 다른 촉매들은 증류기에서 회수된 생성물 혼합물에 영향을 미치도록 조제될 수 있 다. 예를 들어, 촉매는 특히 가솔린에 대해 더욱 많은 디젤 연료를 생산하거나, 또는 생성된 액체 석유 가스 양을 증가시키도록 조제될 수 있다. 이러한 주입 시스템이 전형적으로 개별적인 기부(foundation) 위에 지지되고 경질 파이프가 FCCU에 연결되기 때문에, 추가 촉매 주입 시스템을 신속하게 첨가하기 위한 정제기의 유연성이 매우 제한된다.

예를 들어, 신규 촉매 주입 시스템을 계획하고 설치하는데 요구되는 시간 때문에 정제기는, FCCU에 전류적으로 연결된 촉매 주입 시스템을 이용하여 달성할 수 없는 특정 생성물 혼합물에 유리한 시장 조건의 이점을 향유할 수 없다. 신규 촉매 주입 시스템에서 추가 촉매 주입을 통해 공정을 신속하게 조정하는 경우에 있어서의 어려움 때문에, 또한 정제기의 능력이, 규제 변화, 미정제 오일의 화학적 조성 차 또는 공정 장치의 고장으로 인해 정제 배출물을 신속하게 조정할 수 없게 된다. 또한, 촉매 주입 시스템의 설치 비용이 높기 때문에, 공정 제어에 대한 임의의 예견되지 않은 필요성에 대한 예방책으로서 미사용 촉매 주입 시스템을 온라인 배치시키는 것은 바람직하지 못하다.

따라서, 유동상 접촉분해 유니트의 공정 유연성을 향상시키는 촉매 주입 시스템이 필요하다.

발명의 개요

본 발명은 복수-촉매 주입 시스템에 관한 것이다. 일 구체예에서, 본 발명의 시스템은 구획 내에 담겨진 촉매를 저장하도록 구성된, 2개 이상의 구획을 지닌 용기를 포함한다. 각각의 구획은 이러한 주입 시스템의 각 구획으로부터의 촉매 흐름을 독립적으로 제어하기 위해 각각의 분배 장치에 연결된다.

상기된 본 발명의 특징, 이점 및 과제들이 달성되고 상세히 이해될 수 있도록, 상기에서 간단히 요약된 본 발명의 더욱 상세한 설명은 첨부되는 도면에 예시된 이들의 구체예를 참조로 할 수 있다. 그러나, 첨부된 도면은 본 발명의 단지 전형적인 구체예를 예시하는 것이므로 이의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안되며, 본 발명에 대해서는 다른 동등한 효과적인 구체예가 허용될 수 있다.

이해를 용이하게 하기 위해서, 가능한 경우, 도면에서 공통되는 동일 부재를 지칭하는데 동일한 도면 부호를 사용하였다.

상세한 설명

도 1은 본 발명에 따른 하나 이상의 복수-촉매 주입 시스템(106)을 구비한 유동상 접촉분해 (FCC) 시스템(100)의 일 구체예를 나타내는 개략도이다. 주입 시스템(106)은 일반적으로 2개 이상의 촉매를 저장하기에 적합한 용기, 및 용기(110)로부터 촉매를 독립적으로 분배하기 위한 분배 시스템을 포함한다. 분배 시스템은 용기(110)로부터 하나 초과의 촉매를 동시에, 연속적으로 또는 이 둘의 조합적인 방식으로 분배할 수 있는 것으로 고찰된다. 하나 초과의 촉매를 처리하는 주입 시스템(106)의 능력에 의해 정제기가 소정 수의 촉매의 사용을 제어하는데 필요한 주입 시스템의 수를 감소시킬 수 있게 되고, 다양한(예를 들어, 신규한) 촉매를 정제 공정에 계획치 않게 첨가하는데 유용한 과잉 촉매 분배 성능을 지니게 하는 비용 효율적인 수단을 제공한다.

FCC 시스템(100)은 증류기(도시되지 않음) 및 하나 이상의 촉매 주입 시스템(106)에 연결된 유동상 접촉분해(FCC) 유니트(190)를 포함한다. 하나의 주입 시스템(106)이 도 1에 도시되어 있다. 제어 모듈(104)은 시스템(106)의 작동을 제어하기 위해 주입 시스템(106)에 연결된다.

FCC 유니트(190)는 원료유 공급원(도시되지 않음)으로부터 수용된 미정제 오일을 가열하고, 오일 증기를, 액화 석유 가스(LPG) 및 가솔린을 포함하는 하나 이상의 다양한 석유 생성물로 전환시키도록 구성되어 있다. 일 구체예에서, FCC 유니트(190)는 일반적으로 종래 방식으로 배열된 분해 챔버 및 재생기를 포함한다. FCC 유니트의 일 예가, 그 내용이 본원에 참조로 포함된 미국 특허 출원 번호 제 10/445,453호 (2003년 5월 27일 출원)에 기재되어 있다.

촉매 주입 시스템(106)은 전달관(115)에 의해 FCC 유니트(190)에 연결되어, 미정제 오일 원액을 정제시키는데 사용되는 촉매를 공급하고/하거나 보충한다. 일 구체예에서, 촉매 주입 시스템(106)은 분배 시스템(140) 및 압력 제어 시스템(198)에 연결된 저장 용기(110)를 포함한다. 촉매 주입 시스템은 용기(110) 및 FCCU(190)의 상류에 위치한 전달관(115)의 일부에 연결된 유체 공급원(134)을 추가 로 포함한다. 본 발명으로부터 유리하도록 구성될 수 있는 예시적인 주입 시스템은, 그 내용이 본원에 참조로 포함된 미국 특허 제 5,389,236호 (등록일: 1995년 2월 14일) 및 미국 특허 제 6,358,401호 (등록일: 2002년 3월 19일)에 기재되어 있다. 본 발명으로부터 유리하도록 구성될 수 있는 다른 촉매 주입 시스템들은, 특히 뉴저지 씨 거트에 소재한 인터캣, 인코포레이티드로부터 입수가능하다.

도 1에 도시된 구체예에는, 단일 촉매 주입 시스템(106)이 도시되어 있다. 그러나, 복수개의 촉매 공급원으로부터 촉매를 선택적으로 주입하기 위한 단일 시스템 또는 임의 수의 촉매 주입 시스템이 사용될 수 있음이 고찰된다.

도 1, 및 도 1에 예시된 저장 용기(110)의 A-A선을 따른 단면도인 도 2를 동시에 참조하면, 저장 용기(110)는 전형적으로, 촉매를 개별적으로 저장하기 위한 2개 이상의 구획(103a, 103b)(이하에서 이들을 일괄적으로 "구획(103)"이라고 함)을 지닌 기타 적합한 용기 또는 금속이다. 일 구체예에서, 구획(103)은 용기(110)의 상단에 위치한 공통 압력 플레넘(plenum)(105)을 공유한다. 다양한 촉매가 각각의 구획(103) 내에 저장될 것이지만, 상기 구획(103)의 둘 이상은 동일한 촉매를 저장할 수 있는 것으로 고찰된다.

저장 용기(110)는 둘 이상의 충전 포트(114a, 114b)(이하에서는 이들을 일괄적으로 "충전 포트(114)"라고 함), 2개 이상의 배출 포트(116a, 116b)(이하에서는 이들을 일괄적으로 "배출 포트(116)"라고 함)를 포함한다. 각각의 구획(103)은 관련된 한 쌍의 배출 및 충전 포트(116, 114)와 결합되어 있어, 용기(110)의 각각의 구획(103) 내에 저장된 촉매의 충전, 저장 및 배출이 구분된다. 각각의 배출 포 트(116)는 용기(110)의 바닥에서 분배 시스템(140)에 연결된다. 일 구체예에서, 용기(110)는 고압에서 사용하기에 적합하다.

일 구체예에서, 구획(103)은 하나 이상의 분리기(101)에 의해 분리된다. 분리기(101)는 용기(110) 바닥에 연결되어, 배출 포트(116)를 분리시킨다. 분리기(101)는 용기(110) 내부에서 수직으로 연장된다. 분리기(101)는 용기(110) 내부에서 수직으로 연장되고, 용기(110)의 측벽에 연결되어 구획(103)을 분리시킨다. 도 1에 도시된 구체예에서, 분리기는 용기(110)의 최상부로까지 완전히 연장되지 않기 때문에, 결과적으로 플레넘(105)이 구획(103) 사이에서 분리기(101)의 최상부를 가로질러 자유롭게 소통된다. 또한, 분리기(101)는 용기(110)의 바닥으로부터 최상부까지 연장될 수 있으며, 충전 포트(114) 근방에서 분리기(101)를 통해 형성된 복수개의 구멍(도시되지 않음)을 포함하여, 플레넘(105)이 각각의 구획(103)과 소통될 수 있다.

도시된 구체예에서, 분리기(101)는 저장 용기(110)를 2개의 개별 구획(103a, 103b)으로 분리시키나, 당업자는 저장 용기(110)가 임의 수의 구획(103)으로 분리될 수 있음을 이해할 것이고, 이에 대해서는 본원에서 추가로 설명될 것이다. 일 구체예에서, 분리기(101)는 저장 용기(110)를 사실상 동일한 부피를 갖는 구획(103)으로 분리시키도록 위치하는 사실상 평면 형상을 지닌다. 또 다른 구체예에서, 분리기(101)는 저장 용기(110)를 동일하지 않은 부피(파선(101')로 표시됨)를 지니는 구획(103)으로 분리시키는 "개의 다리(dog-leg)" 형상을 지닌다. 또 다른 구체예에서, 분리기(101)는 사실상 직선 형상을 지니나, 이는 저장 용기(110) 내에서 중심에서 약간 벗어나게 위치하여 저장 용기(110)를 동등하지 않은 부피(파선(101")으로 표시됨)의 구획(103)으로 분할시킨다. 구획(103)을 동등하지 않은 부피로 구성시키면, 상이한 부피로 개별 주입시켜야 하는 2개 부분 촉매와 함께 사용하기에, 그리고 하나의 촉매가 다른 촉매에 비해 보다 다량으로 사용되는 시스템에서 사용하기에 특히 적합하지만, 사용된 촉매의 전체 부피는 공통의 주입 시스템을 공유하기에 바람직해야 한다.

분리기(101)는 분리기(155)에 의해 가상으로 도시된 용기(110)의 최상부로 연장될 수 있다. 그러한 구체예에서, 각각의 구획(103a, 103b)은 유체적으로 연결되지 않는 개별 플레넘(105a, 105b)을 포함한다.

용기(110)는 또한 플레넘(105)과 소통되는 하나 이상의 압력 포트(180)를 포함한다. 둘 이상의 유체적으로 분리된 플레넘이 사용되는 구체예에서, 요망되는 수의 압력 포트가 용기(110)를 통해 배치될 수 있다. 예를 들어, 2개의 압력 포트(180, 178)가 각각의 플레넘(105b, 105a) 내의 압력을 감시할 수 있도록 제공될 수 있다.

분배 시스템(140)은 계량 장치(112a, 112b)(이하에서, 이들을 일괄적으로 "계량 장치(112)"라고 함)를 포함하며, 각각의 계량 장치는 각각의 배출 포트(116)에 연결된다. 즉, 분배 시스템(140)이 저장 용기(110)의 각각의 구획(103)에 대해 하나의 계량 장치(112)를 포함한다. 계량 장치(112)는 전형적으로 제어 모듈(104)에 연결되어, 전달관(115)으로 전달된 촉매의 양이 생산 계획에 기초하여 또는 실시간 요구량, 예를 들어 공정 센서로부터의 플래그(flag)에 따라 감시되거나 계량 될 수 있다.

계량 장치(112)는 저장 용기(110) 내의 관련된 구획(103)으로부터 FCC 유니트(190)로 주입되는 촉매의 양을 제어한다. 계량 장치(112)는, 차단 밸브; 회전 밸브; 물질 흐름 제어기; 셧 포트(shot pot); 유량 센서; 정변위 펌프; 또는 전달관(115)으로의 전달을 위해 저장 용기(110)로부터 분배된 촉매량을 조절하기에 적합한 다른 장치일 수 있다. 계량 장치(112)는 중량, 부피, 시간조절된(timed) 분배 또는 다른 방식에 의해 촉매량을 결정할 수 있다. 시스템(100)의 촉매 요건에 따라 달라지나, 계량 장치(112)는 전형적으로 일일 약 5 내지 약 4000 파운드의 첨가형 촉매(공정 제어 촉매)를 제공하도록 구성되거나, 일당 약 1 내지 약 20톤의 주 촉매를 제공하도록 구성될 수 있다. 계량 장치(112)는 전형적으로 계획된 생산 사이클, 전형적으로는 24시간에 걸쳐 촉매를, 생산 사이클에 걸쳐 시간 간격을 두고 소정량을 여러개의 샷으로 전달한다. 그러나, 촉매는 또한 "필요시"에 첨가될 수 있거나, 폐쇄된 루프 시스템 출력 감시 장치 또는 센서에 의해 제공된 정보에 따라 첨가될 수 있다.

도 1에 도시된 구체예에서, 계량 장치(112)는 저장 용기(110)로부터 전달관(115)으로 전달되는 촉매의 양을 시간조절된 작동에 의해 조절하는 제어 밸브(132a, 132b)(이하, 이들을 일괄적으로 "제어 밸브(132)"라 함)이다.

제어 밸브(132)는 유체 공급원(134)과 FCC 유니트(190) 사이의 전달관(115)에 연결된다. 제어 밸브(132)가 도 1에서 전달관(115) 상에서 직렬 연결되어 있는 것으로 도시되어 있지만, 제어 밸브(132)는 대안적으로 유체 공급원(134)과 FCC 유 니트(190) 사이에 병렬 연결될 수 있다.

제어 밸브(132)는 일반적으로 저장 용기(110)의 각각의 배출 포트(116)에 연결되는 제 1 포트(142a, 142b)를 포함한다. 제어 밸브(132)의 제 2 포트(144a, 144b)(이하, 이들을 일괄적으로 "제 2 포트(144)"라고 함)는 유체 공급원(134)으로부터 연장되는 전달관(108)의 일부, 예컨대 송풍기 또는 압축기에 연결된다. 제어 밸브(132)의 제 3 포트(146a, 146b)(이하에서, 이들을 일괄적으로 "제 3 포트(146)"라고 함)는 전달관(115)의 일부에 연결되어 FCCU(190)로 안내된다. 개방 위치로 작동되는 경우, 제어 밸브(132)에 의해 촉매가 저장 용기(110)로부터 제 3 포트(146)로 흐를 수 있게 되고, 상기 제 3 포트에서, 유체가 유체 공급원(134)으로부터 공급되어 제 2 포트(144)로부터 제 3 포트(146)로 이동하고, 상기 유체는 촉매를 전달관(115)을 통해 FCCU(190)로 동반하여 운반시킨다. 일 구체예에서, 유체 공급원(134)은 약 80 psi (약 5.6 kg/㎠)에서 공기를 공급한다.

도 3은 제어 밸브(132)의 일 구체예에 대한 부분적인 등각 투영도이다. 제어 밸브(132)는 밸브 몸체(302) 및 작동기(304)를 포함한다. 밸브 몸체(302)는 내부 관통하여 제 1 포트(142)가 형성되어 있는 제 1 플랜지(306)를 포함한다. 제 1 플랜지(306)는 또한, 밸브 몸체(302)의 도 1에 도시된 저장 용기(110)의 배출 포트(116)로의 연결을 촉진하는 복수개의 장착용 구멍(308)을 포함한다. 제 1 플랜지(306)는 하우징(310)에 연결된다. 밸브 몸체(302)의 하우징(310)은, 제 1 단부에 배치된 밸브 시이트(316)에 의해 제 1 포트(142)에 연결되는 공동(312), 및 제 2 단부에서 제 2 및 제 3 포트(144, 146)를 연결시키는 제 2 통로(가상으로 부분적 으로 도시되어 있음)에 연결된 제 1 통로(314)를 한정한다. 밸브 시이트(316)에는, 공동(312)을 (도 1에 도시된) 저장 용기(110)의 배출 포트(116)에 유체적으로 연결시키는 오리피스(318)가 내부 관통적으로 형성되어 있다. 오리피스(318)의 직경은 전형적으로 약 7/8 내지 약 1-3/4 인치이다.

제어 밸브(132)의 오리피스(318)는, 전단 디스크(shear disk)(322)를 시이트(316)를 가로질러 측면으로 선택적으로 이동시킴으로써 개폐된다. 전단 디스크(322)에는 전형적으로는 금속인 밸브 시이트(316)에 대해 밀봉되는 랩핑된 금속질의 상부 밀봉 표면이 형성되는 것이 일반적이다. 전단 디스크(322)가 밸브 시이트(316)의 하류측 상에 배치되기 때문에, FCCU(190) 내에서 형성된 임의의 역압이 밸브(132)를 부주의하게 개방시키지 않을 것이다.

작동기 어셈블리(324)는 전단 디스크(322)를, 제어 밸브(132)의 개폐 상태를 제어하는 작동기(304)에 연결시킨다. 작동기 어셈블리(324)는 하우징(310)을 통해 연장되는 축(326)을 포함한다. 작동기 어셈블리(324)의 제 1 아암(328)은 하우징(310)의 외측 상에 배치된 축(326)의 일단부에 연결된다. 작동기 어셈블리(324)의 제 2 아암(330)은 하우징(310)의 공동(312)에 배치된 축(326)의 일단부에 연결된다. 핀(332)은 제 2 아암(330)으로부터 연장되며, 전단 디스크(322)에 연결된다. 전단 디스크(322)의 하부 표면에 형성된 오목부(334)는 핀(332)을 수용하며, 핀(332)이 전단 디스크(322)를 오리피스(318) 위로 측면으로 또는 오리피스(318)의 제거를 선택적으로 촉진시키기 때문에, 상기 오목부(334)는 핀(332) 및 전단 디스크(322)가 분리되는 것을 방지한다.

오목부(334) 내에 존재하는 환형 부싱(336)은 핀(332)의 단부를 둘러싼다. 부싱(336)은 핀(332)에 의해 유지되며, 핀(332)을 따라 축 방향으로 이동할 수 있다. 부싱(336)의 직경이 오목부(334)의 직경보다 일반적으로 더 작기 때문에, 전단 디스크(322)가 측면으로 이동할 때 전단 디스크(322)가 부싱(336) 및 핀(332)을 중심으로 동심원적으로 회전할 수 있다.

바이어싱 부재(338)(예를 들어, 스프링)가 제 2 아암(330)과 부싱(336) 사이의 핀(332) 주위에 배치된다. 상기 부재(338)는 부싱(336) 및 전단 디스크(322)를 제 2 아암(330)으로부터 멀리 그리고 밸브 시이트(316)에 대해 바이어스시킴으로써, 전단 디스크(322)가 밸브 시이트(316) 위에 배치되는 경우에 절단 디스크(322)가 오리피스(318)를 밀봉시킨다.

도 3에 도시된 바와 같이, 작동기(304)는 제 1 아암(328)에 연결되고, 축(326)을 회전시켜 오리피스(318)를 개폐시키는 위치 사이에서 전단 디스크(322)를 이동시킨다. 핀 및 부싱(332, 336)의 직경이 전단 디스크(322) 내에 형성된 오목부(324)보다 작기 때문에, 전단 디스크(322)는, 제어 밸브(132)가 개폐됨에 따라 축(326)을 중심으로 진행한다 (즉, 전단 디스크(322)는 핀(332)을 중심으로 동심원적으로 회전하면서 축(326)을 중심으로 추가로 회전한다). 밸브 시이트(316) 위로의 전단 디스크(322)의 이러한 이동에 의해, 자체 랩핑되는 시이트의 세척 작용이 제공되어, 촉매가 전단 디스크(322)의 밀봉 표면, 및 밸브 누출을 야기할 수 있는 밸브 시이트(316)의 그루빙(grooving)을 방지한다. 밸브 작동의 이러한 구성은 밸브(132)의 수명을 사실상 연장시키는 것으로 확인되었다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 촉매 주입 시스템은 다른 제어 밸브를 대안적으로 사용할 수 있다.

도 1을 다시 참조하면, 압력 제어 시스템(198)은 제어 모듈(104)과 인터페이스되어, 저장 용기(110)의 플레넘(105) 내의 압력이 조절된다. 압력 제어 시스템(198)은 분배 작업 중에 저장 용기(110)를 일반적으로 약 5 내지 약 80 pounds/inch² (약 0.35 내지 약 5.6 kg/㎠)로 가압시킨다. 모듈(198)은 저장 용기(110)를 간헐적으로 대략 대기압으로 배기하여, 촉매를 이용한 상기 용기(110)의 재충전물을 수용한다.

압력 제어 시스템(198)은 일반적으로 펌프 또는 기타 압력 공급원에 연결되며, 플레넘(105) 내의 압력을 조절하는데 적합한 조절기, 및/또는 기타 압력 및/또는 흐름 제어 장치를 포함한다. 압력 제어 시스템(198)은 일반적으로 용기(110) 내에 배치된 하나 이상의 포트를 통한 가스의 흐름을 제어함으로써 플레넘 내의 압력을 조절한다. 일 구체예에서, 유입 포트(196) 및 유출 포트(194)가 용기(110)에 형성되어 있으며, 이들 포트를 통해 용기(110)로 들어가 용기(110)로부터 빠져나오는 가스의 흐름이 압력 제어 시스템(198)에 의해 조절된다. 플레넘(105a, 105b)이 유체적으로 분리된 구체예에서는, 개별 유입 포트(192, 196) 및 유출 포트(190, 194)가 각각의 플레넘을 압력 제어 시스템(198)에 개별적으로 연결시켜, 결과적으로 각각의 플레넘(105a, 105b) 내의 압력이 독립적으로 제어될 수 있다.

도 13은 압력 제어 시스템(198)의 용기(1300)로의 연결을 나타내는 일 구체예를 도시한다. 상기 용기(1300)는, 본원에서 기술된 저장 용기 중 어느 하나, 예 를 들어 용기(110, 401, 501), 또는 도 13에 도시된 단일 촉매 분배 출구(1303)를 구비한 단일 구획 용기(1301)와 같이 구성될 수 있다. 다른 구성을 지닌 저장 용기 또한 압력 제어 시스템(198)에 의한 압력 제어로부터 유리하게 이용될 것임이 고찰된다. 논의의 용이함을 위해, 용기(1300)는 포트(180, 194, 196) 및 플레넘(105)을 포함한다.

압력 제어 시스템(198)은 압력 제어 밸브(1330), 배기 제어 밸브(1310) 및 압력 변환기(1320)를 구비한 제어 회로를 포함한다. 압력 제어 밸브(1330)의 유입구가 플랜트 공기 공급원(1332)과 같은 가스 공급원에 연결되는 한편, 압력 제어 밸브(1330)의 유출구는 용기의 유입 포트(196)에 연결되어, 압력 제어 밸브(1330)가 개방되는 경우에 용기(110)가 가압되게 된다. 배기 제어 밸브(1310)의 유입구가 용기(110)의 유출 포트(194)에 연결되는 한편, 배기 제어 밸브(1310)의 유출구는 대기로 개방되어, 배기 제어 밸브(1310)가 개방되는 경우에 용기(110)의 플레넘(105)이 배기되게 된다. 전형적으로, 필터 또는 기타 도관 제어 장치(도시되지 않음)가 배기 제어 밸브(1310)와 용기(110) 사이에 끼워져서, 촉매 먼지의 대기로의 배출 또는 밸브(1310)의 오염이 방지된다. 다수개의 유체적으로 분리된 플레넘을 지닌 시스템은 각각, 각각의 플레넘에 대해 도 13에 도시된 것과 유사한 압력 제어 밸브, 배기 제어 밸브 및 압력 변환기로 이루어진 전용(dedicated) 제어 회로를 구비한 단일 압력 제어 시스템(198)에 의해 개별적으로 제어될 수 있는 것으로 고찰된다.

압력 및 배기 제어 밸브(1330, 1310)의 작동 상태는 제어 모듈(104)에 의해 제공된 신호에 의해 제어된다. 상기 신호는 전기, 유체, 공기 또는 기타 형태의 전달일 수 있다. 도 13에 도시된 구체예에서, 한 쌍의 파일럿 밸브(1302)가 밸브(1310, 1330)의 작동 상태 (즉, 개방 및 폐쇄)를 결정하는 공기 신호를 제공하는데 사용된다. 파일럿 밸브(1302)로의 공기는 공기 공급 장치(1304)로부터 제공될 수 있다. 공기 공급 장치(1304)로부터의 공기는 밸브(1330, 1310)를 작동시키기에 적합한 저압에서 건조, 여과 및 유지된다.

압력 센서 변환기(1320)는 플레넘(105) 내의 압력을 감시하고 제어 모듈(104)로 압력 정보를 제공하기 위해 용기(110)의 압력 포트(180)에 연결된다. 추가적인 압력 변환기, 예컨대 포트(178)에 연결된 압력 변환기가 분리된 플레넘과 함께 이용됨이 고찰된다. 센서 변환기(1320)는 전형적으로 약 0 내지 약 100 psig 범위의 압력을 지닌다. 센서 변환기(1320)는 일반적으로 약 0.5 psi의 분해능, 및 일 구체예에서는 약 0.1 psi보다 양호한 분해능을 지닌다. 하나의 적합한 센서 변환기가 미네소타 채너센에 본사를 두고 있는 로즈마운트, 인코포레이티드(Rosemount, Inc.)로부터 입수가능하다.

제어 모듈(104)이 주입 시스템(106)에 연결되어, 주입 시스템(106)에 의해 전달관(115)으로 전달되는 촉매의 양 및/또는 속도가 제어된다. 일 구체예에서, 제어 모듈(104)이 계량 장치(112)에 연결되어, 전달관(115)으로 전달되는 촉매의 양이 감시되거나 계량될 수 있다. 하나의 적합한 제어 모듈은, 그 내용이 본원에 참조로 포함된 미국 특허 출원 번호 제 10/304,670호 (출원일: 2002년 11월 26일)에 기재되어 있다.

일 구체예에서, 주입 시스템(106)은 각각의 촉매 주입 동안에 계량 장치(112)를 통과하는 촉매의 양을 결정하는데 적합한 계량값을 제공하기 위한 하나 이상의 센서(124)를 포함하거나 포함하지 않는다. 센서(124)는 저장 용기(110)의 구획(103) 내 촉매 높이 (즉, 부피); 저장 용기(110)의 구획(103) 내 촉매의 중량; 저장 용기(110), 배출 포트(116), 계량 장치(112) 및/또는 촉매 전달관(115) 등을 통한 촉매 이동 속도를 검출하도록 구성될 수 있다.

도 1에 도시된 구체예에서, 센서(124)는 저장 용기(110)의 구획(103) 내 촉매 중량의 계량 지표를 제공하도록 구성된 복수개의 로드 셀(load cell)(126)이다. 로드 셀(126)은 각각, 표면(120) 위의 저장 용기(110)를 지지하는 복수개의 레그(136), 예컨대 콘크리트 패드에 연결된다. 각각의 레그(136)에는 하나의 로드 셀(126)이 연결되어 있다. 제어 모듈(104)은 로드 셀(126)의 출력물을 수용한다. 로드 셀(126)로부터 수득된 연속적인 데이터 샘플로부터, 제어 모듈(104)이 계량 장치(112)를 각각 작동시킨 후에 주입된 촉매의 순 량을 결정할 수 있다. 시스템(100) 내의 촉매의 총 중량에서의 측정된 변화를 이용하고, 이러한 변화를, 중량이 변화되는 경우에 밸브(132)가 개방됨에 따라 개별 구획(103)으로 할당함으로써, 연속적으로 분배되는 각각의 촉매의 양을 결정할 수 있다. 또한, 생산 사이클에 걸쳐 분배된 촉매의 순 량이, 각각의 개별 샷으로 분배된 촉매의 양에서의 변화가 계량 장치(112)의 전달 특징을 조정함으로써, 예를 들어 제어 밸브(132)의 개방 시간을 변화시켜 더욱 많은 (또는 더욱 적은) 촉매를 FCCU(190)를 통과시킴으로써 보상될 수 있도록 감시될 수 있다.

제어 모듈(104)이, 예를 들어 미리 셋팅된 주입 계획, 수동 작동, FCCU의 작동을 최적화하도록 작동된 컴퓨터 모델의 출력, 또는 센서에 의해 제공된 정보에 기초하여 최적 효율에서 작동하도록 시스템(100)에 의해 요구된 촉매의 양 (예를 들어, 시스템의 출력을 소정의 공정 윈도우 내의 것으로 복귀시키는데 요구되는 촉매의 양)을 결정하는 경우에, FCC 시스템(100)의 작동이 개시된다. 예를 들어, 감지된 출력 계량값에 따른 촉매의 첨가는 시스템 배출물을 허용가능한 수준에서 유지시키거나, 목적하는 생성물 혼합물을 원료유로부터 획득하는데 이용될 수 있다.

제어 모듈의 결정에 기초하여, 구체적인 시스템 요구사항(예를 들어, 배출물 감소)을 해소하는데 적합한 하나 이상의 특정 촉매가 복수-촉매 주입 시스템(106)으로부터 분배되어 전달관(115)으로 방출된다. 일 구체예에서, 여러개의 촉매가 단일 주입 시스템(106)으로부터 동시에 분배되어 전달관(115)으로 방출될 수 있다. 따라서, 촉매를 담기 위한 전체 저장 용기(110)의 수가 감소될 수 있으며, FCC 시스템(100)은 시스템을 최소한으로 변형시키는 가운데 더욱 효율적으로 작동되도록 구성될 수 있다.

도 4는 복수-촉매 주입 시스템(400)의 또 다른 구체예의 부분도를 도시한다. 복수-촉매 주입 시스템(400)은 도 1 및 도 2에 도시된 시스템(106)과 유사하며, 저장 용기(401), 분리기(402) 및 복수개의 구획(404)을 포함한다. 설명된 일 구체예에서, 저장 용기(401)는 분리기(402)에 의해 3개의 구획(404a, 404b, 404c)(이하, 이들을 일괄적으로 "구획(404)"이라고 함)으로 분리된다. 분리기(402)는, 저장 용기를 3개의 구획(404)으로 분리시키는 3개의 플랜지(406a, 406b, 406c)(이하, 이들 을 일괄적으로 "플랜지(406)"라고 함)를 포함한다. 3개의 구획(404) 각각은, 용기(401)를 통해 형성된 배출 포트(408a, 408b, 408c)(이하, 이들을 일괄적으로 "배출 포트(408)"라고 함), 및 유입 포트(도시되지 않음)와 추가로 결합된다. 일 구체예에서, 분리기(402)의 플랜지(406)는 균일하게 이격되어 있어, 저장 용기(401)를 사실상 동일 부피의 구획(404)으로 분할시킨다. 또 다른 구체예에서, 플랜지(406)는 저장 용기(401)가 상이한 부피의 구획(404)(파선(406')으로 표시됨)으로 분할되도록 이격된다. 도 4에 도시된 분리기(402)가 3개의 플랜지(406)를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 당업자는, 분리기(402)가 저장 용기(401)를 임의 수의 구획(404)으로 분할시키기 위한 임의 수의 플랜지(406)를 포함할 수 있음을 인지할 것이며, 2개 이상의 구획(404) 사이에서의 부피 비는 소정 부피 비로 배열되거나 사실상 동일할 수 있다. 구획(404)을 동일하지 않은 부피로 구성하는 것은 상이한 부피에서 개별 주입시켜야 하는 2개 부분 촉매와 함께 그리고, 하나의 촉매가 다른 것에 비해 더욱 많은 양으로 사용되는 시스템에서 사용하기에 특히 적합하나, 사용된 촉매의 총 부피는 공통의 주입 시스템을 공유하여야 한다. 또한, 구획(404) 중 하나는 가공 요건에서의 계획치 않은 변화를 충족시키도록 촉매를 로딩시키기 위해 준비된 온라인 비상 주입 시스템을 제공하게끔 비워둘 수 있으며, 이로써 정제기가 시장 상태 또는 규제 문제, 예컨대 배출물을 신속하게 이용할 수 있게 된다.

도 5는 복수-촉매 주입 시스템(500)의 또 다른 구체예의 부분도를 도시한다. 복수-촉매 주입 시스템(500)은 도 4에 도시된 시스템(400)과 유사하며, 저장 용기(501), 조정가능한 분리기(502) 및 하나 이상의 구획(504)을 포함한다. 설명된 구체예에서, 저장 용기(501)는 조정가능한 분리기(502)에 의해 3개의 구획(504a, 504b, 504c)(이하, 이들을 일괄적으로 "구획(504)"이라고 함)으로 분리된다. 3개 구획(504)의 각각은 배출 포트(508a, 508b, 508c)(이하, 이들을 일괄적으로 "배출 포트(508)"라고 함) 및 충전 포트(도시되지 않음)와 추가로 결합된다.

분리기(502)는 2개 이상의 플랜지(506)를 포함한다. 플랜지(506) 중 2개 이상은 용기(501) 내에서 축 배향으로 연장되는 힌지(510)에 연결된다. 힌지(510)에 의해 플랜지(405)의 상대적인 배향이 조정될 수 있으며, 이로써 구획들 사이의 부피 비가 선택적으로 조정될 수 있다. 설명된 구체예에서, 조정가능한 분리기(502)는 3개의 플랜지(506a, 506b, 506c)(이하, 이들을 일괄적으로 "플랜지(506)"라고 함)를 포함하며, 이들 플랜지는 저장 용기(501)를 3개의 구획(504)으로 분할한다. 플랜지(506)의 적어도 하나는 구획(504) 사이에서의 부피 비를 조정하도록 힌지(510)를 중심으로 회전할 수 있다.

도 6은 힌지(510)의 일 구체예에 대한 측면도이다. 힌지(510)는 제 1 플랜지(506a)에 연결된 제 1 부재(602), 및 제 2 플랜지(506b)에 연결된 제 2 부재(604)를 포함한다. 상기 부재들(602, 604)은 개구(606)의 내부를 관통하는 로드(608)를 수용하는 복수개의 삽입형 개구(606)를 포함한다. 로드(608)는 용기(501)의 측벽에 연결된 상부 브레이스(brace)(610)를 통해 형성된 구멍(620)을 통과하여, 용기(501)의 바닥에 형성된 구멍(612)에 결합된다. 브레이스(610) 및 구멍(612)은 부재(602, 604)에 의해 유지된 플랜지(506)가 로드(608)를 중심으로 자유롭게 회전할 수 있도록 하는 배향으로 로드(608)를 유지한다.

이동가능한 플랜지(506)는 잠금 장치(640)에 의해 배향이 고정된다. 일 구체예에서, 하나의 잠금 장치(640)가 용기(501)의 측벽에 인접한 플랜지(506)의 각 가장자리(642)에 연결된다. 잠금 장치(640)는 일반적으로, 플랜지(506)의 회전을 방지하는 방식으로 용기(501)의 측벽을 분리가능하게 결합시키도록 구성된다. 대안적으로, 잠금 장치(640)는 용기(501) 내에 또 다른 위치에 배치될 수 있으며, 플랜지(506)의 상대적 위치를 고정시키도록 구성된다. 예를 들어, 잠금 장치는 힌지(510)에 결합되도록 구성되거나, 2개 이상의 플랜지 사이에 배치된 브레이스(도시되지 않음) 형태일 수 있다.

도 7은 용기(501) 내에서 플랜지(502)의 배향을 고정시키는데 사용될 수 있는 잠금 장치(640)의 일 구체예를 도시한다. 도 7에 도시된 구체예에서, 잠금 장치(640)는 플랜지(506a)에 고정된 블럭(701)을 통해 나사산형성되는 나사(702)를 포함한다. 블럭(701)은 용접, 나사못 고정, 리벳팅(riveting), 접합 등에 의해 플랜지(506a)에 연결될 수 있다. 나사(702)가 블럭(701)을 통해 연장되도록 회전되면, 나사(702)가 용기(501)를 타이트하게 죔으로써, 플랜지(506a)를 소정 위치에 고정시킨다. 잠금 장치(640)는 힌지(510)의 일부일 수 있거나 힌지(510)와 상호작용할 수 있거나, 클램프, 핀 또는 플랜지(506a)(또는 기타 이동가능한 플랜지(506))를 소정 위치에 고정시키기에 적합한 기타 장치일 수 있다. 또한, 잠금 장치(640)에 의해 플랜지(506)가 재배치될 수 있기 때문에, 구획(504) 사이에서의 부피 비는 시스템(500)에 사용된 촉매가 더욱 유연성 있게 선택될 수 있도록 재구성될 수 있다.

이동가능한 플랜지(506)의 각각은 구획(504) 사이에서의 촉매 교차 오염을 최소화시키고/시키거나 제거하는 밀봉재(650)를 포함한다. 밀봉재(650)는 각각의 플랜지(506)와 용기(501) 측벽 사이에서 경계를 형성하도록 구성된다. 밀봉재(650)는 촉매가 플랜지(506)와 용기(501) 사이를 통과하는 것을 방지하기에 적합한 임의 장치일 수 있다. 적합한 밀봉재(520)의 예로는 가스켓 및 브러쉬가 포함된다. 밀봉재(650)는 플랜지(506)의 하나 또는 둘 모두의 측면 상에 배치될 수 있다.

도 8의 부분 단면도를 추가로 참고하면, 밀봉재(650)는 일반적으로 제 1 가장자리(802)에서 마운팅 플랜지(804)에 연결된 밀봉 부재(810)를 포함한다. 마운팅 플랜지(804)는 밀봉재(650)의 제 2 가장자리(806)가 플랜지(506)의 가장자리(642)를 벗어나서 연장되어 용기(501)의 벽에 결합될 수 있게 하는 위치에서 플랜지(506a)에 연결된다. 밀봉재(650)의 제 2 가장자리(806)는 일반적으로, 플랜지(506)가 용기(501)에 대해 이동함에 따라 사실상 촉매가 플랜지(506)의 가장자리(642)와 용기(501) 사이에 형성된 갭을 통해 구획들 사이를 통과하는 것을 방지할 수 있도록 구성된다. 도 8에 도시된 구체예에서, 밀봉재(650)는, 주름지거나 그렇지 않으면 마운팅 플랜지(804)에 고정된 제 1 가장자리(802)를 지닌 브러쉬이다. 마운팅 플랜지(804)는 리벳팅되거나 그렇지 않으면 플랜지(506)에 고정된다. 도 8에 도시되어 있진 않으나, 밀봉재(650)가 용기(501)의 벽과 바닥에 인접하게 배치된 플랜지(506)의 사실상 전체 가장자리를 따라 연장되는 것으로 고찰된다.

또한, 밀봉재(650)는, 브레이스(610)가 용기를 밀봉시키는 구체예에서 플랜 지(506)의 상부 가장자리(652)와 용기(501)의 최상부 사이에 배치될 수 있다. 용기(501)의 밀봉재의 상부 가장자리(652)와 바닥(654) 사이에 배치된 밀봉재(650)에 의해 각각의 구획이 도 1에 가상으로 도시된 대안적 구체예를 참조로 설명된 바와 같이 유체적으로 분리될 수 있다.

따라서, 분리기(502)의 플랜지(506)는 예시된 바와 같이 균일하게 이격되어 저장 용기(501)를 사실상 동일 부피의 구획(504)으로 분할시킬 수 있거나, 플랜지(506)는 공간으로 이동되어 저장 용기(501)를 상이한 부피로 된 2개 이상의 구획(504)으로 분할시킬 수 있다. 도 5에 예시된 분리기(502)가 3개의 이동가능한 플랜지(506)를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 당업자는 분리기(502)가 저장 용기(501)를 임의 수의 구획(504)으로 분할시키기 위한 임의 수의 이동가능한 플랜지(506)를 포함할 수 있음을 이해할 것이다.

촉매 분배 작업의 보다 정확한 제어가 또한 시스템(100)에 의해 공급된다. 도 13에 도시된 센서 변환기(1320)가 제어 모듈(104)에 실시간 압력 정보를 제공하기 때문에, 용기(110) 내의 압력은 종래 압력 제어 시스템과 비교하여 보다 정확하게 감시될 수 있다.

비교를 위해, 종래의 압력 제어 시스템(1250)이 도 12에 도시되어 있다. 압력 제어 시스템(1250)은 파일럿 조절 밸브(1202), 제어 밸브(1204) 및 압력 표시기(1206)를 일반적으로 포함한다. 파일럿 조절 밸브(1202)는 소정 압력으로 수동으로 셋팅된다. 파일럿 조절 밸브(1202)의 센서 포트(1208) 내의 압력이 용기(1200)의 플레넘(1205)과 소통되는 경우에, 파일럿 조절 밸브(1202)가 개방되어 제어 밸브(1204)의 작동기에 압력을 제공한다. 파일럿 조절 밸브(1202)에 의해 작동개시되면 제어 밸브(1204)는 플랜트 공기 공급원(1210)으로부터 가스를 공급하여 플레넘(1205)의 압력을 증가시킨다. 압력 표시기(1206)는 일반적으로 센서 포트(1208) 및 플레넘(1205)과 소통되도록 연결되어, 플레넘(1205) 내에서 제어 밸브(1204)의 간헐적 개방을 제어함으로써 소정 압력이 유지되도록 파일럿 조절 밸브(1202)의 수동적 셋팅을 돕는다.

종래 압력 제어 시스템(1205)이 상기 기술된 주입 시스템의 구체예들 중 임의 것을 이용할 수 있더라도, 압력 제어 시스템(198)은 다수의 예에서 부가 설비 비용적인 면에서 가치가 있는 이점을 제공한다. 예를 들어, 상기 제어 시스템(198)으로부터 실시간 정보를 이용하는 제어 모듈(104)이 압력 및 촉매 첨가 모두를 감시하기 때문에, 제어 모듈(104)은 압력 조절 또는 촉매 첨가/분배 작업 중 어느 하나를 차단하여, 압력 변화와 관련된 중량 변화가, 용기(110)로부터 분배되거나 용기(110)로 첨가되는 촉매의 중량을 측정하는데 영향을 미치지 않도록 할 수 있다. 이는, 플레넘(105) 내 유체(예를 들어, 공기) 중량이 로드 셀(126)에 의해 감지된 용기(110)의 전체 중량에 기여한다는 점에서 유익하다. 따라서, 압력 제어 시스템(198)을 통해 공기를 플레넘(105)에 첨가하거나 배기시킴으로써 야기된 플레넘(105) 내에서의 유체 질량 변화는, 용기(110) 내 압력을 조절하는 밸브(1310, 1330) 중 하나가 개방되는 경우에 촉매 중량 결정에 에러를 유발시킬 것이다. 유리하게는, 제어 모듈(104)은 촉매의 충전 및 분배 작업 중에 압력 제어 시스템(198)의 밸브(1310, 1330)에 의해 압력 조절을 고정시키거나 중지시킴으로써 그 러한 에러 유발을 방지한다. 역으로, 촉매의 FCC 유니트(190)로의 주입, 또는 촉매를 이용한 용기(110)의 재충전은 양 밸브(1310, 1330)가 폐쇄될 때까지 압력 제어 시스템(198)에 의한 압력 조절 동안에 지연될 수 있다.

또한, 용기(110) 내의 압력이 도 12에 기재된 것과 같은 기계적 시스템에 의존하지 않고 전자적으로 제어되기 때문에, 용기(110) 내의 압력을 정확하게 조절하는 것이 용이해진다. 이 점에 의해 용기 중량의 보다 정확한 계산이 가능해지며, 궁극적으로는 FCC 유니트(190)로 주입된 촉매의 양을 보다 정확하게 제어할 수 있게 되어, 더욱 확고한(robust) 공정 제어가 제공된다.

도 9 내지 11은 압력 제어 시스템(198)과 같은 전자 압력 제어 시스템에 대한, 도 12에 도시된 것과 같은 기계적 압력 제어 시스템을 지닌 첨가 시스템의 중량 판독치에 대한 압력 변화 효과를 나타낸다. 도 9는 각각 전자적 및 기계적으로 압력 제어되는 첨가 시스템의 압력 제어 플롯(910, 912)을 나타내는 그래프(900)를 도시한다. 플롯(912)은 시스템(1200)이 구비된 주입 시스템으로부터 얻어진 것인 반면, 플롯(910)은 제어 시스템(198)을 이용하여 주입 시스템으로부터 얻어진 것이었다. y-축(902)은 용기 내의 압력을 나타내며, x-축(904)은 시간을 나타낸다. 플롯(910, 912) 상에서 확인된 압력 변동은 1시간의 기간에 걸쳐 얻은 것이었다. 양 플롯에서의 압력 증가는 전형적으로 용기 내의 압력을 증가시키는 압력 제어기로부터 기인한 것이다. 도 13에 도시된 압력 제어 시스템(198)을 사용하는 경우, 어떠한 촉매도 배출시키지 않으면 압력이 대체적으로 플롯(910)에서 증가하므로, 플레넘 내에서의 가스 양의 변화는 촉매 첨가의 중량 계산에 영향을 미치지 않을 것이다. 플롯(910)에 도시된 압력에서의 느린 감소는 제어기에 의해 시스템으로부터 배출되는 촉매로부터 기인한 것이다. 플롯(912)에서의 압력 감소는, 종래 시스템이 압력 변화를 일정하게 제어함으로 해서, 제어기의 사이클링으로부터 연유한다. 상기 진술된 바와 같이, 플레넘 내의 가스 양이 중량 계산 및 궁극적으로는 배출된 촉매의 양에 영향을 미치기 때문에, 용기 내에서의 압력 변화 효과는 특히 상이한 중량을 지닌 다양한 유형의 촉매가 구획 내에 존재하는 경우에 배출된 촉매의 오계산(miscalculation)을 바람직하지 않게 일으킬 수 있다. 따라서, 압력 판독치의 제어, 정확성 및 정밀성이 확고한 공정 제어를 획득하는데 있어서 중요하다. 플롯(910)은 종래 시스템(예컨대 시스템(1250))에 비해 압력 시스템(198)의 개선된 압력 제어 및/또는 감지를 나타낸다. 압력 변동의 제거는 다수 구획 및/또는 다수 플레넘을 구비한 시스템에서 훨씬 더 중요하다.

도 10은 용기 중량의 플롯(1020) 및 플롯(1030)에 의해 표시된, 용기 내의 압력의 상관성을 나타내는 그래프(1000)를 도시한다. 그래프(1000)의 하나의 y-축(1002) 상에는 압력이, 나머지 하나의 y-축(1006) 상에는 중량이 그리고 x-축(1004) 상에는 시간이 표시되어 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 플롯(1020, 1030)은 촉매가 전혀 배출되지 않은 기간 동안에 얻어진 것이었으며, 그 자체로서 플롯(1030)은 안정되어야 있어야, 예를 들어 수평이어야 한다. 그러나, 압력 플롯(1020)이 종래 압력 센서 및 제어 시스템(예를 들어, 제어 시스템(1250))으로부터의 판독치에서의 변동으로 인해 변화되기 때문에, 감지된 압력 및 이에 따라 용기 플레넘 내에서의 가스 중량에서의 변화가 변동을 야기한다. 이러한 변동은, 제 어기로 하여금 용기 내의 촉매의 중량을 오계산하게 만들며, 이는 플롯(1030)의 변동으로 표시된다. 일부 유형의 공정 제어에서는 1 파운드 정확도 내에서 촉매 첨가를 요하기 때문에, 이러한 유형의 압력 센서를 이용한 첨가 제어는 바람직하지 못하다.

도 11은 전자 압력 제어 시스템(198)을 이용하는 용기 압력 플롯(1120) 및 계산된 용기 중량 플롯(1130)을 지닌 그래프(1100)를 도시한다. y-축(1102, 1106) 각각은 압력 및 중량을 나타내는 반면, x-축(1104)은 시간을 나타낸다. 다시, 촉매가 분배되거나 첨가되지 않는 경우의 샘플 데이터를 얻었다. 플롯(1120)에 도시된 바와 같이, 특히 도 10의 플롯(1020)과 비교한 압력 변환기로부터의 출력은 압력 제어 시스템(198)에 의해 수득된 압력 조절의 정밀도가 증가되었음을 나타낸다. 따라서, 용기 내의 촉매의 계산된 중량은 압력 변화로 인해 거의 변동되지 않거나 전혀 변동되지 않는데, 이는 플롯(1130)으로 확인된다. 따라서, 상기 설명된 유형의 전자 압력 변환기 및 전자 압력 제어 시스템을 사용하면, 1 파운드 촉매 분배 내에서의 정확도가 요구되는 시스템에서 공정 제어가 유리하게 촉진된다.

따라서, 본 발명은 유동상 접촉분해 유니트 분야에서의 현저한 진보를 나타낸다. 둘 이상의 촉매를 개별적으로 또는 동시에 분배할 수 있는 공정 촉매용 저장 용기가 제공된다. 본 발명의 구체예에 따르면, 저장 용기가, 변화되는 공정 요건에 따라 변화되는 부피의 촉매를 함유하도록 조정될 수 있다. 뿐만 아니라, 개선된 압력 제어는 FCC 유니트의 성능을 우호적으로 개선시키는 촉매 첨가를 증가된 정확도로 제공할 수 있게 한다. 따라서, 공정 유연성이 매우 향상된다.

지금까지 본 발명의 바람직한 구체예에 대해 설명하였지만, 본 발명의 기본 사상을 벗어나지 않고 본 발명의 기타 및 추가 구체예가 고안될 수 있으며, 본 발명의 범위는 후속하는 청구범위에 의해 결정된다.

도 1은 본 발명에 따른 복수-촉매 주입 시스템을 지닌 유동상 접촉분해 시스템의 일 구체예에 대한 개략도이다.

도 2는 도 1에서 A-A 라인을 따라 절취한 주입 시스템의 단면도이다.

도 3은 도 1 및 2의 복수-촉매 주입 시스템과 함께 사용하기 위한 제어 밸브에 대한 일 구체예의 부분적인 등각 투영도(isometric view)이다.

도 4는 본 발명에 따른 복수-촉매 주입 시스템의 또 다른 구체예에 대한 부분도이다.

도 5는 본 발명에 따른 조정가능한 분리기를 지닌 복수-촉매 주입 시스템의 또 다른 구체예에 대한 부분도이다.

도 6은 분리기 힌지(hinge)의 일 구체예를 나타내는 도면이다.

도 7은 분리기 잠금 장치의 일 구체예를 나타내는 도면이다.

도 8은 분리기 밀봉재(seal)의 일 구체예를 나타내는 도면이다.

도 9 내지 11은 기계적이고 전자적으로 압력 조절되는 주입 시스템에서의 압력 변화를 나타내는 그래프이다.

도 12는 종래 압력 제어 모듈의 개략도이다.

도 13은 주입 시스템으로부터 정확한 양의 촉매를 분배하게 하는데 적합한 압력 제어 모듈의 일 구체예에 대한 개략도이다.

Claims

하나 이상의 촉매를 저장하도록 구성된 용기;

용기 내의 압력 계량값을 제공하도록 구성된 압력 변환기;

용기 내의 가스 압력을 조정하기 위해 용기에 연결된 압력 제어 밸브;

용기로부터 촉매 배출을 제어하기 위해 용기에 연결된 배출 밸브; 및

입력값으로서 변환기에 의해 제공된 계량값을 지닌 제어기로서, 제어기에 내장된 지시가 실행되는 경우 압력 제어 밸브 및 배출 밸브의 동시적인 개방이 방지되는 제어기를 포함하는, 유동상 촉매 주입 시스템.
용기의 제 1 구획 내에 촉매를 저장하는 단계;

용기의 제 2 구획 내에 촉매를 저장하는 단계; 및

촉매를 제 1 구획으로부터 유동상 접촉분해 유니트로 분배하는 단계를 포함하여, 유동상 접촉분해 유니트로 촉매를 주입하는 방법.
제 2항에 있어서, 구획 중 하나 이상의 부피를 조정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제 2항에 있어서, 촉매를 제 2 구획으로부터 유동상 접촉분해 유니트로 분배하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제 4항에 있어서, 제 1 및 제 2 구획으로부터의 촉매를 분배하는 단계가 동시에 일어나는 방법.
제 4항에 있어서, 제 1 및 제 2 구획으로부터의 촉매를 분배하는 단계가 연속적으로 일어나는 방법.
제 3항에 있어서, 제 1 및 제 2 구획 내에 저장된 촉매가 화학적으로 상이한 방법.
제 4항에 있어서,

용기 내의 압력을 전자적으로 감시하는 단계; 및

감시된 압력에 따라 용기 내의 압력을 조정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제 8항에 있어서, 촉매를 분배하는 단계가 조정 단계와 동시에 일어나는 것을 방지하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제 8항에 있어서, 용기로의 촉매 첨가가 조정 단계와 동시에 일어나는 것을 방지하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
촉매 저장 용기 내의 압력을 조정하는 단계;

촉매를 저장 용기에 대해 분배하는 단계; 및

상기한 조정 및 분배 단계가 동시에 일어나는 것을 방지하는 단계를 포함하여, 유동상 접촉분해 유니트로 촉매를 주입하는 방법.
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복수개의 개별 촉매 저장 영역을 지니는 주입 장치를 유동상 접촉분해 유니트(FCCU)에 제공하는 단계;

주입 장치를 통해 촉매를 FCCU로 선택적으로 전달하는 단계; 및

주입 장치를 통해 FCCU로 전달된 촉매의 양을 측정하는 단계를 포함하여, 유동상 접촉분해 유니트에 촉매를 제공하는 방법.
복수개의 촉매를, 유동상 접촉분해 유니트(FCCU)에 연결된 주입 장치 내로 유동시키는 단계; 및

촉매 중 선택된 촉매를 FCCU로 주입하기 전에 주입 장치를 가압시키는 단계를 포함하여, 유동상 접촉분해 유니트에 촉매를 제공하는 방법.
유동상 접촉분해 유니트(FCCU)에 연결된 중량 측정 시스템에서의 변화를 제공하는 단계; 및

복수개의 촉매 저장 영역으로부터 선택적으로 시스템을 통해 촉매를 FCCU로 자동적으로 제공하는 단계를 포함하여, 유동상 접촉분해 유니트에 촉매를 제공하는 방법.