KR20080098052A - Stripping apparatus and process - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 촉매를 탄화수소와 유동화 접촉시키는 장치와 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 촉매 입자로부터 비말 동반되거나 흡착된 탄화수소를 분해하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a method for bringing a catalyst into fluidized contact with a hydrocarbon. More specifically, the present invention relates to an apparatus and method for decomposing droplet entrained or adsorbed hydrocarbons from catalyst particles.
다양한 공정들은 공정의 다른 단으로의 고상 입자의 이송을 실시하기 위해 유체가 입자를 유동화 상태로 유지하는 조건하에서 탄화수소 함유 공급물을 미세하게 쪼개어진 미립자 재료와 접촉시킨다. 유동 접촉 분해(Fluidized Catalytic Cracking; FCC)는 반응 구역에 있는 탄화수소와, 미세하게 쪼개어진 미립자 재료로 구성된 촉매를 접촉시키는 공정의 주요한 예이다.Various processes contact the hydrocarbon-containing feed with the finely divided particulate material under conditions in which the fluid keeps the particles fluidized to effect delivery of the solid particles to the other stages of the process. Fluidized Catalytic Cracking (FCC) is a prime example of a process for contacting hydrocarbons in a reaction zone with a catalyst composed of finely divided particulate material.
FCC 공정 유닛은 반응 구역과 촉매 재생 구역을 포함한다. 반응 구역에서는, 공급물 스트림이 고온으로, 그리고 적당한 정압으로 유지되는 미세하게 쪼개어진 유동화 고상 입자 또는 촉매와 접촉된다. 공급물과 촉매의 접촉은 통상적으로 라이저 도관(riser conduit)에서 일어나지만, 짧은 접촉 시간 동안 접촉시키기 위한 공지의 디바이스와 같은 임의의 효율적인 구성에서 일어날 수도 있다. 라이저의 경우에, 대체로 수직 도관은 주요 반응 사이트를 포함하는데, 이 주요 반응 사이트에서는 반응 베셀이라고 칭하거나 또는 분리 베셀로도 일컬을 수 있는, 체적이 큰 공정 베셀로 도관의 배출물이 비워진다. 분해 반응의 실질적인 완료를 위해 필요한 촉매와 탄화수소의 라이저에서의 체류 시간은 단지 수초 이하이다. 라이저를 빠져나와 흐르는 증기/촉매 스트림은 라이저에서 분리 베셀 내에 배치된 고체-증기 분리 디바이스로 안내될 수도 있고, 중간 분리 장치를 통과하지 않고 직접 분리 베셀에 진입할 수도 있다. 중간 장치가 제공되지 않는 경우, 흐르는 증기/촉매 스트림이 라이저를 빠져나와 분리 베셀에 진입할 때 흐르는 증기/촉매 스트림으로부터 다량의 촉매가 추출된다. 하나 이상의 추가의 고체/증기 분리 디바이스, 대체로 늘 사이클론 분리기가 대개 대형 분리 베셀 내에서 이 베셀의 상부에 배치된다. 반응의 생성물은 사이클론(들)에 의해 여전히 증기 스트림에 의해 운반되는 촉매의 일부분으로부터 분리되고, 증기는 사이클론과 분리 구역으로부터 배기된다. 소비된 촉매는 분리 베셀 내에서 하부 위치로 하향 낙하한다.The FCC process unit includes a reaction zone and a catalyst regeneration zone. In the reaction zone, the feed stream is contacted with finely divided fluidized solid particles or catalyst which are maintained at high temperature and at moderate static pressure. Contact of the feed with the catalyst typically takes place in the riser conduit, but may occur in any efficient configuration, such as known devices for contacting for short contact times. In the case of a riser, a generally vertical conduit contains the main reaction site, at which the discharge of the conduit is emptied into a large volumetric process vessel, which may be referred to as a reaction vessel or a separate vessel. The residence time in the riser of the catalyst and hydrocarbon necessary for the substantial completion of the decomposition reaction is only a few seconds or less. The vapor / catalyst stream flowing out of the riser may be led from the riser to a solid-steam separation device disposed within the separation vessel, or may enter the separation vessel directly without passing through the intermediate separation unit. If no intermediate device is provided, a large amount of catalyst is extracted from the flowing steam / catalyst stream as the flowing steam / catalyst stream exits the riser and enters the separation vessel. One or more additional solid / vapor separation devices, usually cyclone separators, are usually placed on top of this vessel in a large separation vessel. The product of the reaction is separated from the portion of the catalyst still carried by the vapor stream by the cyclone (s) and the vapor is evacuated from the cyclone and separation zone. The spent catalyst falls down to the lower position in the separation vessel.
촉매는 반응 구역에서 재생 구역으로, 그리고 그 후 다시 반응 구역으로 계속해서 순환된다. 이에 따라, 촉매는 필수적인 촉매 활동을 제공할 뿐만 아니라 구역 사이에서의 열전달을 위한 전달 매체로서의 역할을 한다. 상기 공정에서는 임의의 FCC 촉매를 사용할 수 있다. 입자의 크기는 전형적으로 100 미크론 미만일 것이다. 재생 구역에서 취출되는 촉매는 "재생(regenerated)" 촉매로 일컫는다. 재생 구역에 충전되는 촉매는 코크스의 연소를 초래하는 조건 하에서 공기 또는 산소가 농후한 공기와 같은 산소 함유 가스와 접촉하게 된다. 이로 인해, 촉매의 온도가 증가하게 되고, 연도 가스 스트림이라고 일컫는 가스 스트림으로서 재생 구역에서 제거되는 대량의 고온 가스가 생성되게 된다. 재생 구역은 통상적으로 600 ℃(1112 °F) 내지 800 ℃(1472 °F))의 온도로 작동된다. FCC 반응 구역 및 재생 구역의 작동에 관한 추가의 정보는 US 4,541,922, US 4,541,923, US 4,431,749, US 4,419,221 및 US 4,220,623에서 얻을 수 있다. The catalyst continues to circulate from the reaction zone to the regeneration zone and then back to the reaction zone. Thus, the catalyst not only provides the essential catalytic activity but also serves as a transfer medium for heat transfer between zones. Any FCC catalyst can be used in the process. The particle size will typically be less than 100 microns. The catalyst withdrawn from the regeneration zone is referred to as "regenerated" catalyst. The catalyst charged in the regeneration zone is brought into contact with an oxygen containing gas such as air or oxygen enriched air under conditions that result in the combustion of coke. This results in an increase in the temperature of the catalyst and the generation of a large amount of hot gas removed in the regeneration zone as a gas stream called a flue gas stream. The regeneration zone is typically operated at temperatures of 600 ° C. (1112 ° F.) to 800 ° C. (1472 ° F.). Further information regarding the operation of FCC reaction zones and regeneration zones can be obtained from US 4,541,922, US 4,541,923, US 4,431,749, US 4,419,221 and US 4,220,623.
반응 구역 내에서의 공급 원료의 전환 속도는 반응 구역에서 유지되는 온도, 촉매의 활성도 및 촉매의 양(즉, 촉매 대 오일의 비율)의 조절에 의해 제어된다. 반응 구역에서의 온도를 조절하는 가장 일반적인 방법은 재생 구역에서 반응 구역으로의 촉매의 순환 속도를 조절- 이것은 동시에 촉매 대 오일의 비율을 변화시킴 -하는 것에 의한 것이다. 즉, 반응 구역 내에서의 전환 속도를 증가시키고자 하는 경우, 재생 구역에서 반응 구역으로의 촉매의 유량이 증가된다. 이로 인해, 반응 구역에 동일한 부피의 오일이 충전되는 경우에 더 많은 촉매가 반응 구역에 존재한다. 정상 작동 하에서 재생 구역 내에서의 온도가 반응 구역 내에서의 온도보다 훨씬 높기 때문에, 재생 구역에서 반응 구역으로의 촉매의 순환 속도가 증가함으로써 반응 구역의 온도가 증가하게 된다. The rate of conversion of the feedstock in the reaction zone is controlled by controlling the temperature maintained in the reaction zone, the activity of the catalyst and the amount of catalyst (ie the ratio of catalyst to oil). The most common way of controlling the temperature in the reaction zone is by controlling the rate of circulation of the catalyst from the regeneration zone to the reaction zone, which simultaneously changes the ratio of catalyst to oil. In other words, if it is desired to increase the rate of conversion in the reaction zone, the flow rate of catalyst from the regeneration zone to the reaction zone is increased. Because of this, more catalyst is present in the reaction zone if the reaction volume is filled with the same volume of oil. Since the temperature in the regeneration zone is much higher than the temperature in the reaction zone under normal operation, the temperature of the reaction zone is increased by increasing the rate of circulation of the catalyst from the regeneration zone to the reaction zone.
FCC 유닛에 대한 공급물의 화학적 조성 및 구조는 반응 구역에서 촉매에 침적되는 코크스의 양에 영향을 미칠 것이다. 통상적으로, 공급 원료의 분자량, 콘라드슨 탄소(Conradson carbon), 헵탄 불용성 물질 및 탄소 대 수소 비율이 높을수록, 소모 촉매 상에서의 코크스의 레벨이 높아질 것이다. 보다 많은 전환은 또한 소모 촉매 상에서의 코크스의 레벨을 증가시킨다. 또한, 혈암(頁岩)에서 얻은 오일에서 발견되는 것과 같은 복합 질소(combined nitrogen)의 높은 레벨은 소모되는 촉매 상에서의 코크스의 레벨을 증가시킬 것이다. 크루드 오일(일반적으로 잔사 유라고 일컬음) 분류(分溜) 유닛으로부터 나온 탈아스팔트 오일 또는 상압 잔사유(atmospheric bottom)와 같은 보다 무거운 공급 원료의 처리는 이들 인자의 몇몇 또는 모두의 증가를 초래하고, 이에 따라 소모 촉매 상에서의 코크스 레벨의 증가를 야기한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "소모 촉매"라는 용어는 코크스 침적물의 제거를 위해 재생 구역으로 이송되는, 반응 구역에 채용된 촉매를 지시하는 것으로 의도된다. 상기 용어는 촉매 입자에 의한 전체적인 촉매 활동의 부족을 나타내고자 하는 것은 아니다. "사용 촉매"라는 용어는 "소모 촉매"라는 용어와 동일한 의미를 갖는 것으로 의도된다.The chemical composition and structure of the feed to the FCC unit will affect the amount of coke deposited on the catalyst in the reaction zone. Typically, the higher the molecular weight, Conradson carbon, heptane insolubles, and carbon to hydrogen ratio of the feedstock, the higher the level of coke on the spent catalyst. More conversion also increases the level of coke on the spent catalyst. In addition, higher levels of combined nitrogen, such as those found in oil from shale, will increase the level of coke on the spent catalyst. Treatment of heavier feedstocks, such as deasphalted oil or atmospheric bottoms from crude oil (commonly referred to as residue oil) sorting units, results in an increase in some or all of these factors. This, in turn, leads to an increase in coke level on the spent catalyst. The term "consumed catalyst" as used herein is intended to refer to the catalyst employed in the reaction zone, which is sent to the regeneration zone for removal of coke deposits. The term is not intended to indicate a lack of overall catalytic activity by the catalyst particles. The term "used catalyst" is intended to have the same meaning as the term "consumed catalyst".
반응 구역에서 촉매와 접촉하는 대부분의 탄화수소 증기는 반응 구역 내에서 탄도 분리법 및/또는 원심 분리법에 의해 고상 입자로부터 분리된다. 그러나, FCC 공정에 채용되는 촉매 입자는 이 입자에 있는 매우 많은 기공으로 인해 넓은 표면적을 갖는다. 그 결과, 촉매재는 분해 구역에 진입했을 때, 이 촉매재의 기공 내에, 촉매의 외면 상에 그리고 각각의 촉매 입자 사이의 공간에 탄화수소를 보유한다. 각각의 개별 촉매 입자 상에 보유되는 탄화수소의 양은 매우 소량이지만, 많은 양의 촉매와, 최신 FCC 공정에서 전형적으로 이용되는 높은 촉매 순환 속도로 인해 상당량의 탄화수소가 촉매에 의해 반응 구역으로부터 취출되게 된다.Most of the hydrocarbon vapors in contact with the catalyst in the reaction zone are separated from the solid particles by ballistic separation and / or centrifugation in the reaction zone. However, catalyst particles employed in FCC processes have a large surface area due to the very large number of pores in these particles. As a result, when the catalyst material enters the decomposition zone, it retains hydrocarbons in the pores of the catalyst material, on the outer surface of the catalyst and in the spaces between the respective catalyst particles. The amount of hydrocarbons retained on each individual catalyst particle is very small, but due to the large amount of catalyst and the high catalyst circulation rate typically used in modern FCC processes, significant amounts of hydrocarbons are withdrawn from the reaction zone by the catalyst.
이에 따라, 소모 촉매가 재생 구역에 이르기 전에 소모 촉매로부터 탄화수소를 제거 또는 분해하는 것이 일반적인 절차이다. 재생기에 진입하는 소모 촉매 상의 높은 탄화수소 농도는 촉매의 상대적인 탄소 연소량을 증가시키고, 보다 높은 재생기 온도를 초래한다. 중량의(비교적 높은 분자량의) 공급 원료를 처리하는 동 안에 탄화수소의 불필요한 연소를 회피하는 것이 중요한데, 그 이유는 이러한 공급 원료를 처리하는 것이 경량의 공급 원료의 경우에 있어서의 코킹 속도에 비해 반응 중에 촉매 상의 코크스의 침적을 증가시키고, 재생 구역에서의 온도를 상승시키기 때문이다. 개선된 분해는 보다 저온의 재생기 온도와 보다 높은 전환 속도를 허용한다.Accordingly, it is a common procedure to remove or decompose hydrocarbons from the spent catalyst before the spent catalyst reaches the regeneration zone. The high hydrocarbon concentration on the spent catalyst entering the regenerator increases the relative carbon combustion of the catalyst and results in a higher regenerator temperature. It is important to avoid unnecessary combustion of hydrocarbons during the processing of heavy (relatively high molecular weight) feedstocks, because treating these feedstocks during the reactions compared to the coking rate in the case of lightweight feedstocks. This is because it increases the deposition of coke on the catalyst and raises the temperature in the regeneration zone. Improved decomposition allows for lower regenerator temperatures and higher conversion rates.
소모 촉매를 분해하는 가장 일반적인 방법은 분해 가스, 통상적으로 스팀을 촉매의 유동 스트림의 흐름 방향에 대해 향류식으로 이 유동 스트림으로 통과시키는 것을 포함한다. 효율의 정도가 변하는 그러한 스팀 분해 공정은 촉매에 비말 동반되고 촉매 상에 흡착된 탄화수소 증기를 제거한다. 촉매와 분해 매체의 접촉은 US 4,481,103에 설명되어 있는 바와 같은 간단한 개방 베셀에서 이루어질 수 있다.The most common method of cracking the spent catalyst involves passing cracked gas, typically steam, into the flow stream countercurrently to the flow direction of the flow stream of catalyst. Such steam cracking processes of varying degrees of efficiency are entrained in the catalyst and remove hydrocarbon vapor adsorbed on the catalyst. The contact of the catalyst with the decomposition medium can be made in a simple open vessel as described in US Pat. No. 4,481,103.
촉매 분해의 효율은 촉매가 분해 장치에서 하향 이동하여 분해 매체와 향류식으로 접촉할 때 촉매를 좌우로 캐스케이딩(cascading)하는, 수직 방향으로 이격된 배플을 사용하는 것에 의해 증가된다. 촉매를 수평 방향으로 이동시키는 것은 촉매와 분해 매체의 접촉을 증가시켜, 보다 많은 탄화수소가 촉매로부터 제거된다. 이러한 구성에서, 촉매는 다른 레벨에 위치하는 일련의 배플을 통과하는 미로 경로를 거친다. 촉매와 가스 접촉은 분해 장치를 통해 단면이 큰 거의 비개방인 수직 경로를 빠져나가는 이러한 구성에 의해 증가된다. FCC 유닛용의 이러한 분해 디바이스의 다른 예는 US 2,440,620, US 2,612,438, US 3,894,932, US 4,414,100 및 US 4,364,905에 제시되어 있다. 이들 참고 문헌은 분해 베셀과, 촉매를 일련의 내부 배플로 내측 방향으로 안내하는 절두 원추형 섹션 형태의 일련의 외측 배플을 구비하는 전형적인 분해 베셀 구성을 제시한다. 내측 배플은 분해 베셀을 통해 상승하는 리액터 라이저 상에 지지되는 중앙에 배치된 원추형 또는 절두 원추형 섹션이다. 내측 배플은 촉매를 외측 배플 상으로 외측 방향으로 지향시키고, 외측 배플은 촉매를 내측 배플 상으로 내측 방향으로 지향시켜, 수평 방향 이동을 증진한다. 분해 매체는 하부 배플 아래에서부터 진입하여, 하나의 배플의 저부에서부터 다음의 후속하는 배플의 저부까지 계속해서 상향 상승한다. 배플에 있어서의 변형예는 US 2,994,659에 도시되어 있는 것과 같은 배플의 후미 에지 둘레의 스커트의 추가와 US 4,500,423의 도 3에 도시되어 있는 것과 같은 다른 배플 레벨에서의 복수의 선형 배플 섹션의 사용을 포함한다. 분해 매체를 도입하는 데 있어서의 변형예는 복수의 불연속적인 위치에서 다량의 유동화 가스가 유입되는 US 2,541,801에 제시되어 있다. US 5,531,884는 배플을 통한 추가의 촉매와 가스 순환 경로를 제공하도록 배플에 하나 이상의 대형 수직 도관이 통합되는 배플형 분해 장치에 관한 수정예를 제시한다. 분해 배플의 정중앙에 개구를 집중시키는 것도 공지되어 있다.The efficiency of catalytic cracking is increased by using vertically spaced baffles that cascade the catalyst from side to side as the catalyst moves downward in the cracking apparatus and countercurrently contacts the cracking medium. Moving the catalyst in the horizontal direction increases the contact of the catalyst with the decomposition medium, so that more hydrocarbons are removed from the catalyst. In this configuration, the catalyst passes through a maze path through a series of baffles located at different levels. Catalyst and gas contact is increased by this configuration through the cracking device through a nearly unopened vertical path of large cross section. Other examples of such disassembly devices for FCC units are shown in US 2,440,620, US 2,612,438, US 3,894,932, US 4,414,100 and US 4,364,905. These references present a typical decomposition vessel configuration having an decomposition vessel and a series of outer baffles in the form of truncated conical sections that guide the catalyst inwardly in a series of internal baffles. The inner baffle is a centrally placed conical or truncated conical section supported on the reactor riser that rises through the dissolution vessel. The inner baffle directs the catalyst outwards onto the outer baffle, and the outer baffle directs the catalyst inwardly onto the inner baffle to promote horizontal movement. The decomposition medium enters from below the lower baffle and continues to rise upwards from the bottom of one baffle to the bottom of the next subsequent baffle. Modifications to the baffle include the addition of a skirt around the trailing edge of the baffle as shown in US 2,994,659 and the use of multiple linear baffle sections at different baffle levels as shown in FIG. 3 of US 4,500,423. do. A variant of introducing a decomposition medium is shown in US Pat. No. 2,541,801 in which a large amount of fluidizing gas is introduced at a plurality of discrete positions. US 5,531,884 presents a modification of a baffle cracking device in which one or more large vertical conduits are integrated in the baffle to provide additional catalyst and gas circulation paths through the baffle. It is also known to concentrate the opening in the exact center of the decomposition baffle.
FCC 유닛용 분해 베셀에 있는 배플은 전형적으로 수평선에 대하여 45°의 각도를 갖도록 배향된다. 경사진 배플은 수평 방향 성분에 의해 이동하는 것을 보장하도록 촉매가 분해 베셀에서 트레이에서 다음 레벨로 하향 이동하는 것을 보장한다. 그러나, 경사진 트레이 각각은 상당한 높이를 점유하기 때문에, 이러한 트레이는 주어진 높이의 분해 베셀에 설치 가능한 트레이의 개수를 제한한다. 분해 베셀 내의 트레이 개수가 많을수록, 전체 성능은 더욱 좋아진다. 다른 한편으로, 보 다 작은 경사도로 배플을 세팅함으로써 배플 전반에 걸친 유동화가 증가하지 않는 경우에 배플의 상부에 촉매가 축적되게 될 것이고, 이것은 분해 매체의 유량을 증가시킬 것을 요구할 수 있다. US 2002/0008052 Al에는 완전한 유동화 분해 배플이 개시되어 있다. The baffle in the disassembly vessel for the FCC unit is typically oriented to have an angle of 45 ° with respect to the horizontal line. The inclined baffle ensures that the catalyst moves down the tray to the next level in the decomposition vessel to ensure that it is moved by the horizontal component. However, since each of the inclined trays occupies a considerable height, such trays limit the number of trays that can be installed in a disassembled vessel of a given height. The greater the number of trays in the disassembly vessel, the better the overall performance. On the other hand, by setting the baffle to a smaller slope, catalyst will accumulate on top of the baffle if fluidization throughout the baffle does not increase, which may require increasing the flow rate of the decomposition medium. US 2002/0008052 Al discloses a complete fluidized cracking baffle.
US 5,910,240에는 하강하는 촉매에 회전 운동을 부여하도록 구성된 베인을 포함하는 절두 원추형 분해 배플이 개시되어 있다. US 5,549,814에는 역U자 형상의 그리드가 내부 라이저로부터 반경 방향으로 연장되는 층을 지닌 분해 배셀이 개시되어 있다. "U"의 레그에 있는 천공부는 분해 매체의 통과를 허용한다.US 5,910,240 discloses a truncated conical decomposition baffle comprising vanes configured to impart rotational motion to a descending catalyst. US 5,549,814 discloses a disassembly vessel with a layer in which an inverted U-shaped grid extends radially from the inner riser. Perforations in the legs of the "U" allow passage of the dissolution medium.
WO 91/00899에는 천공형 수평 방향 트레이를 지닌 분해 베셀이 개시되어 있다. 분해 베셀에서의 유동화는 촉매가 실질적으로 개별 트레이의 하강 유로 섹션을 통해서만 하나의 트레이에서 다른 트레이로 하강하도록 되어 있다. 촉매재는 상당량의 촉매가 트레이에 있는 천공부를 통해 스며나오는 일이 없게 각각의 트레이의 상면 상에 치밀한 베드를 형성한다. 본 참고 문헌은 또한 망상 조직 또는 바 어레이를 포함하는 환형 트레이(들)의 중앙부에 수직 방향으로 정렬되는 하강 유로 위에 있는 편향판의 사용을 교시한다. US 2001/0027938 A1도 수평 방향 배플을 교시한다.WO 91/00899 discloses an exploded vessel with a perforated horizontal tray. Fluidization in the cracking vessel is such that the catalyst is lowered from one tray to another only substantially through the down flow section of the individual trays. The catalyst material forms a dense bed on the top of each tray so that a significant amount of catalyst does not seep through the perforations in the tray. This reference also teaches the use of a deflection plate over a down flow path that is aligned in a vertical direction to the center of the annular tray (s) comprising a network of tissues or bar arrays. US 2001/0027938 A1 also teaches a horizontal baffle.
이제, 하강 유로가 배플의 중앙 또는 내부 도관에서 반경 방향으로 연장되는 배플을 구비하는 분해 베셀을 제공하는 것은 일반적으로 배플의 표면 전반에 걸쳐 복수의 각도 방향으로 촉매를 수평 방향으로 이동시킨다는 것이 확인되었다. 따라서, 촉매는 각각의 배플을 표면 전반에 걸쳐 수평 방향으로 더욱 퍼져, 상방으로 흐르는 분해 매체와 보다 많이 접촉하게 된다.It has now been found that providing a dissolution vessel with a downward flow passage having a baffle extending radially in the center or inner conduit of the baffle generally moves the catalyst horizontally in a plurality of angular directions across the surface of the baffle. . Thus, the catalyst spreads each baffle further in the horizontal direction across the surface, making more contact with the upwardly flowing decomposition medium.
실시예에서, 본 발명은 미립자 재료로부터 탄화수소를 분해하는 분해 장치를 포함한다. 분해 장치는 분해 베셀과, 이 분해 베셀에 의해 형성된, 탄화수소를 함유하는 입자를 수용하고 분해 베셀로부터 분해 유체와 분해된 탄화수소를 취출하는 적어도 하나의 포트를 포함한다. 복수 개의 분해 배플이 분해 베셀의 적어도 일부분에 걸쳐 수직 방향으로 이격된다. 복수 개의 배플 중 하나는 분해 베셀의 수직 방향 중앙에서 반경 방향으로 연장되는 적어도 3개의 하강 유로를 포함한다. 복수 개의 개구가 분해 배플 중 하나의 표면의 적어도 일부분에 걸쳐 분포된다. 적어도 하나의 유체 유입구가 분해 유체를 분해 배플 중 하나 분해 배플의 아래로 안내하여 미립자 재료로부터 탄화수소를 분해한다. 분해 장치는 분해 배플로부터 분해된 입자를 회수하는 적어도 하나의 입자 유출구를 포함한다.In an embodiment, the present invention includes a decomposition apparatus for decomposing hydrocarbons from particulate material. The cracking device includes a cracking vessel and at least one port for receiving particles containing hydrocarbons formed by the cracking vessel and extracting cracked fluid and cracked hydrocarbons from the cracking vessel. The plurality of dissolution baffles are spaced in the vertical direction over at least a portion of the dissolution vessel. One of the plurality of baffles includes at least three descending flow paths extending radially from the center of the vertical direction of the disassembled vessel. A plurality of openings are distributed over at least a portion of the surface of one of the dissolution baffles. At least one fluid inlet directs the cracking fluid down one of the cracking baffles to break down the hydrocarbon from the particulate material. The cracking device includes at least one particle outlet for recovering the cracked particles from the cracking baffle.
다른 실시예에서, 도관은 분해 베셀을 통과하여 연장되고, 하강 유로는 상기 도관으로부터 반경 방향으로 연장된다.In another embodiment, the conduit extends through the disassembly vessel and the downward flow path extends radially from the conduit.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 미립자 재료로부터 탄화수소를 분해하는 분해 방법을 포함한다. 분해 방법은 탄화수소를 함유하는 입자를 수직 방향으로 이격되어 있는 복수 개의 분해 배플을 포함하는 베셀에 급송하는 것을 포함한다. 복수 개의 배플 중 하나는 분해 베셀의 중앙에서 반경 방향으로 연장되는 하강 유로를 포함한다. 하강 유로는 비평행한 대향 측부에 의해 한정된다. 분해 배플 중 하나의 분해 배플 표면의 적어도 소정 섹션에 걸쳐 복수 개의 개구가 분포된다. 분해 방법은 분해 유체를, 미립자 재료로부터 탄화수소를 분해하는 분해 배플 중 하나의 분해 배플 아래로 안내하는 것을 포함한다. 분해 유체 및 분해된 탄화수소는 베셀로부터 회수되고, 분해된 촉매는 베셀로부터 수집된다.In another embodiment, the present invention includes a decomposition method for breaking down hydrocarbons from particulate materials. The decomposition method involves feeding the hydrocarbon-containing particles into a vessel containing a plurality of decomposition baffles spaced apart in the vertical direction. One of the plurality of baffles includes a descending passage extending radially from the center of the disassembly vessel. The downward flow path is defined by non-parallel opposite sides. A plurality of openings are distributed over at least a predetermined section of the decomposition baffle surface of one of the decomposition baffles. The decomposition method includes guiding the decomposition fluid down the decomposition baffle of one of the decomposition baffles that degrades the hydrocarbon from the particulate material. The cracking fluid and cracked hydrocarbon are recovered from the vessel and the cracked catalyst is collected from the vessel.
따라서, 본 발명의 목적은 배플형 분해 배셀에 있어서의 분해 효율을 증가시키는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to increase the decomposition efficiency in a baffle decomposition vessel.
본 발명의 추가의 목적, 실시예 및 세부 사항은 다음의 본 발명의 상세한 설명에 주어진다.Further objects, examples and details of the invention are given in the following detailed description of the invention.
도 1은 본 발명의 FCC 리액터의 개략적인 입면도이다.1 is a schematic elevation view of an FCC reactor of the present invention.
도 2는 도 1에 도시한 본 발명의 분해 섹션의 부분적인 확대 사시도이다.FIG. 2 is a partially enlarged perspective view of the disassembled section of the present invention shown in FIG. 1.
도 3은 도 2의 선 3-3을 따라 취한 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 of FIG.
먼저 본 발명이 사용될 수 있는 FCC 공정의 보다 세부적인 사항을 보면, FCC 유닛에 대한 전형적인 공급물은 경질 경유 또는 감압 경유와 같은 가스 오일이다. FCC 유닛에 대한 석유에서 추출된 다른 공급물 스트림은 탄화수소 또는 잔사유(reduced crude oil)와 같은 보다 중량의 탄화수소로 이루어진 디젤 비등 범위 혼합물을 포함할 수 있다. 공급물 스트림은 적절한 ASTM 시험법에 의해 결정된 바와 같은 비등점이 230 ℃(446°F)를 넘는, 보다 바람직하게는 290 ℃(554°F)를 넘는 탄화수소의 혼합물로 구성되는 것이 바람직하다. 상압 잔사유와 같은 보다 중량의 공급 원료를 처리하는 FCC형 유닛을 통상적으로 잔사유 분해 유닛(residual crude cracking unit 또는 resid cracking unit)이라고 일컫고 있다. 본 발명의 방법 및 장치는 FCC나 잔사유 분해 공정을 위해 사용될 수 있다. 편의를 위해, 본 명세서의 나머지 부분에서는 FCC 공정만을 참고하겠다.First, with more details of the FCC process in which the present invention can be used, a typical feed for an FCC unit is a gas oil, such as light gas oil or reduced pressure gas oil. Other feed streams extracted from petroleum to the FCC unit may comprise a diesel boiling range mixture of heavier hydrocarbons such as hydrocarbons or reduced crude oil. The feed stream preferably consists of a mixture of hydrocarbons having a boiling point above 230 ° C. (446 ° F.), more preferably above 290 ° C. (554 ° F.) as determined by appropriate ASTM test methods. FCC type units that treat heavier feedstocks, such as atmospheric residues, are commonly referred to as residual crude cracking units or resid cracking units. The method and apparatus of the present invention can be used for FCC or residue cracking processes. For convenience, the remainder of this specification refers only to FCC processes.
수직 관형 도관 또는 파이프의 광범위한 사용으로 인해, 통상 "라이저"로 일컫는 FCC 공정의 반응 구역은 일반적으로 425 ℃(797°F)를 넘는 온도를 포함하는 고온 조건으로 유지된다. 바람직하게는, 반응 구역은 온도가 480 ℃ 내지 590 ℃(896 °F 내지 1094 °F)이고, 압력이 65 내지 500 kPa(9.4 내지 72.5 psia)- 그러나, 275 kPa (39.9 psia) 미만인 것이 바람직함 -인 분해 조건으로 유지된다. 라이저의 저부에 진입하는 촉매와 공급 탄화수소의 중량에 기초한 촉매 대 오일의 비율은 최대 20 : 1의 범위일 수 있지만, 4 : 1 내지 10 : 1인 것이 바람직하다. 수소는 통상적으로는 라이저에 첨가되지 않지만, 수소 첨가는 당업계에 공지되어 있다. 상황에 따라, 증기가 라이저에 들어갈 수 있다. 라이저에서의 촉매의 평균 체류 시간은 바람직하게는 5초 미만이다. FCC 공정에 채용되는 촉매의 타입은 시판 중인 다양한 촉매들로부터 선택될 수 있다. 제올라이트계 재료를 포함하는 촉매가 바람직하지만, 필요하다면 보다 구식의 비결정질 촉매를 사용할 수도 있다.Due to the widespread use of vertical tubular conduits or pipes, the reaction zones of FCC processes, commonly referred to as "risers", are maintained at high temperature conditions, including temperatures generally above 425 ° C (797 ° F). Preferably, the reaction zone has a temperature of 480 ° C. to 590 ° C. (896 ° F. to 1094 ° F.) and a pressure of 65 to 500 kPa (9.4 to 72.5 psia) —but preferably less than 275 kPa (39.9 psia). Phosphorus decomposition is maintained. The ratio of catalyst to oil based on the weight of catalyst and feed hydrocarbon entering the bottom of the riser may range from a maximum of 20: 1, but is preferably between 4: 1 and 10: 1. Hydrogen is usually not added to the riser, but hydrogenation is known in the art. Depending on the situation, steam may enter the riser. The average residence time of the catalyst in the riser is preferably less than 5 seconds. The type of catalyst employed in the FCC process can be selected from a variety of commercially available catalysts. Catalysts comprising zeolite-based materials are preferred, but more outdated amorphous catalysts may be used if desired.
촉매 재생 구역은 35 내지 500 kPa (5.1 내지 72.5 psia)의 압력으로 작동되는 것이 바람직하다. 재생 구역에 충전되는 소모 촉매는 0.2 내지 15 중량% 의 코크스를 함유할 수 있다. 이러한 코크스는 주로 탄소로 구성되고, 황 및 기타 원소오 함께 3 내지 12 중량%의 수소도 함유할 수 있다. 코크스의 산화는 일반적인 연소 생성물인 물, 탄소산화물, 황산화물 및 질소산화물을 생성할 것이다. 당업자에 게 알려져 있는 바와 같이, 재생 구역은 하나 이상의 단에서 재생이 수행되는 여러가지 구성을 취할 수 있다. 유동화 촉매가 재생 구역 내에서 희박상이나 농축상으로 존재하는 것에 의해 재생이 이루어질 수 있다는 사실로 인해 다른 변형예도 가능하다. "희박상(dilute phase)"이라는 용어는 밀도가 300 kg/m3 (18.7 lb/ft3 ) 미만인 촉매/가스 혼합물을 나타내는 것으로 의도된다. 이와 유사한 방식으로, "농축상(dense phase)"이라는 용어는 밀도가 300 kg/m3 (18.7 lb/ft3 ) 이상인 촉매/가스 혼합물을 나타내는 것으로 의도된다. 대표적인 희박상의 작동 조건은 종종 밀도가 15 내지 150 kg/m3 (0.9 내지 9.4 lb/ft3 )인 촉매/가스 혼합물을 포함한다.The catalyst regeneration zone is preferably operated at a pressure of 35 to 500 kPa (5.1 to 72.5 psia). The spent catalyst charged to the regeneration zone may contain from 0.2 to 15% by weight coke. This coke consists mainly of carbon and may contain 3 to 12% by weight of hydrogen together with sulfur and other elements. Oxidation of coke will produce common combustion products water, carbon oxides, sulfur oxides and nitrogen oxides. As is known to those skilled in the art, the regeneration zone may take on various configurations in which regeneration is performed in one or more stages. Other variations are possible due to the fact that regeneration can be achieved by the presence of the fluidizing catalyst in the lean or concentrated phase in the regeneration zone. The term "dilute phase" is intended to denote a catalyst / gas mixture having a density of less than 300 kg / m 3 (18.7 lb / ft 3 ). In a similar manner, the term "dense phase" is intended to denote a catalyst / gas mixture having a density of at least 300 kg / m 3 (18.7 lb / ft 3 ). Representative lean phase operating conditions often include catalyst / gas mixtures having a density of 15 to 150 kg / m 3 (0.9 to 9.4 lb / ft 3 ).
도 1에는 동심 라이저와 분해 베셀을 사용하는 FCC 유닛이 도시되어 있다. 재생기 스탠드파이프(16)는 슬라이브 밸브(11)에 의해 조정되는 속도로 촉매를 재생기(10)로부터 이송한다. 노즐(17)로부터의 유동화 매체는 복수 개의 공급물 주입 노즐(15)(하나만 도시함)이 흐르는 촉매 입자 스트림에 걸쳐 공급물을 주입할 때까지 비교적 고밀도로 라이저(14)를 통해 촉매를 상향 이송한다. 최종 혼합물은 한쌍의 분리 아암(21)이 포트(29)를 통해 가스와 촉매의 혼합물을 라이저(14)의 상부(19)에서, 촉매로부터의 가스의 분리를 실시하는 분리 베셀(23)로 접선 방향으로 배출할 때까지 계속해서 라이저(14)를 통해 상향 이송된다. 이송 도관(22)은 분해된 탄화수소, 분해 매체 및 비말 동반된 촉매를 포함하는 탄화수소 증기를, 탄화수소 증기 스트림으로부터 소모 촉매를 분리하는 분리 베셀(12)에 있는 하나 이상의 사이클론(24)으로 운반한다. 분리 베셀(12)에 있는 수집 챔버(25)는 사이클론(24) 으로부터의 분리된 탄화수소 증기 스트림을 모아서 유출 노즐(20), 그리고 최종적으로 분류 구역(도시하지 않음)으로 안내한다. 딥레그(dipleg)(18)는 사이클론(24)으로부터의 촉매를, 최종적으로 촉매와 흡착된 또는 비말 동반된 탄화수소를 분리 베셀(23)의 벽(29)에 형성된 포트(37)를 거쳐 분해 섹션(32)으로 안내하는 수집 공간(31)에 있는 세퍼레이터 베셀(12)의 하부로 배출한다. 분리 베셀(23)에서 분리된 촉매는 직접 분해 섹션(32)으로 들어간다. 분리 베셀(23)은 분해 섹션(32)을 포함하기 때문에, 분해 베셀이라고도 일컬을 수 있다. 분해 섹션(32)은 분해 가스와 촉매 간의 접촉과 혼합을 증진하는 배플(35)을 포함한다. 배플은 수평인 것으로 도시되어 있지만, 절두 원추형 형상과 같은 다른 형상을 취할 수도 있다. 분해 가스는 유입구(33, 34)를 통해 분해 섹션(32)의 하부에 진입한다. 유입구(33, 34)는 배플(35)의 원주 둘레에 가스를 분배하는 하나 이상의 분배기(도시하지 않음)에 분해 가스를 공급할 수 있다. 소모 촉매는 리액터 도관(36)을 통해 분해 섹션(32)을 빠져나와 재생기(10)로 들어간다.Figure 1 shows an FCC unit using a concentric riser and disassembly vessel. The
압축 공기와 같은 재생 가스는 도관(30)을 통해 재생기(10)에 진입한다. 공기 분배기(28)는 공기와 소모 촉매가 접촉하는 재생기(10)의 단면 전반에 걸쳐 공기를 퍼뜨린다. 코크스는 공기 분배기(28)로부터의 산소와 함께 연소되는 것에 의해 촉매로부터 제거된다. 연소 부산물과 비반응 공기 성분은 비말 동반된 촉매와 함께 재생기(10)를 통해 사이클론(26, 27)의 유입구로 상향 상승한다. 상대적으로 촉매가 없는 가스는 내부 챔버(38)에 수집되는데, 이 내부 챔버는 재생기(10)에서 소모된 재생 가스를 제거하는 가스 유출구(40)와 연통한다. 사이클론(26, 27)에 의해 분리된 촉매는 배출 레그(42, 43)를 통해 추출되어, 재생기(10)의 하부에 있는 베드(44)로 복귀된다.Regeneration gas, such as compressed air, enters
도 2에는 도 1의 분해 섹션(32)의 부분적인 확대 사시도가 도시되어 있다. 본 발명의 분해 섹션(32)을 완벽하게 도시하기 위해서 도 2의 복수 부분들이 제외되거나 파단된다. 소모 촉매는 분리 베셀(23)의 상부(23a)나 포트(37)를 통해 수집 공간(31)에서 분해 섹션(32)으로 진입한다. 분해된 탄화수소와 분해 매체는 분리 베셀(23)의 상부를 통해 빠져나온다. 각각의 배플(35)은 외팔보형 지지 구조체(50)에 의해 분해 섹션(32)에서 지지된다. 외팔보형 지지 구조체(50)는 외측 원주 밴드(52)와 내측 원주 밴드(54)를 포함할 수 있다. 외측 원주 밴드(52)는 내측 원주 밴드(54)에서 외측 원주 밴드(52)로 방사상으로 뻗는 긴 바 또는 스포크(56)에 의해 내측 원주 밴드(54)에 연결된다. 각각의 스포크(56)의 각 단부에는 외측 원주 밴드(52)와 내측 원주 밴드(54)가 고정된다. 외측 원주 밴드(52)가 분해 섹션(32)을 포함하는 분리 베셀(23)의 벽(39)에 체결되거나, 내측 원주 밴드(54)가 분해 섹션(32)과 분리 베셀(23)의 나머지 부분을 통과하여 상향 연장되는 라이저(14)의 외벽(13)에 체결된다. 분해 섹션(32) 내측에 내부 라이저를 포함하지 않는 실시예에서, 스포크는 외측 원주 밴드(52)와 교차하게 직경 방향으로 연장될 수 있고, 각각의 스포크(56)의 일단부만이 외측 원주 밴드(52)에 체결될 수 있다. 스포크(56)의 타단부는 벽(39)으로부터 이격되어 있을 것이다. 본 실시예는 내측 원주 밴드(54)에 대한 필요성을 제거할 것이다.2 shows a partially enlarged perspective view of the disassembled
각각의 배플(35)은 천공형 섹션(60)과 비천공형 섹션(62)을 포함하는 복수 개의 섹터를 포함한다. 천공형 섹션(60)은 판에 있는 개구로 구성될 수도 있고, 그레이팅(grating)을 포함할 수도 있다. 실시예에서, 배플에 있는 개구는 촉매 입자가 통과할 수 있을 만큼 충분히 크다. 비천공형 섹션(62)은 내부에 개구가 없는 배플 섹터(58)를 포함하는 판의 일부분일 수도 있고, 배플 섹터(58)의 천공형 섹션(60) 위에 놓이는 비천공판을 포함할 수도 있다. 배플 섹터(58)의 각각의 측방 에지는 이 베플 섹터에 하방으로 매달린 스커트벽(64)을 포함할 수 있다. 실시예에서, 모든 인접한 배플 섹터(58)는 전형적으로 일정한 정도로 이격되어 있으며, 인접한 배플 섹터(58)의 인접한 에지는 하강 유로 또는 하강 유로 섹션(66)을 형성한다. 인접한 배플(35)은 분해 섹션(32)의 높이를 따라 엇갈린 방위로 배치된다. 따라서, 상위 배플(35)의 하강 유로 섹션(66)은 하위 배플(35)의 비천공형 섹션(62)과 수직 방향으로 정렬된다. 하강 유로 섹션(66)과 비천공형 섹션(62)의 정렬과 인접한 배플(35)의 하강 유로 섹션(66)의 오프셋으로 이루어진 이러한 구성은 배플(35)의 표면을 가로지르는, 특히 배플 섹터(58)를 가로지르는 촉매의 수평 방향 이동을 보장한다. 촉매가 각각의 배플 섹터(58)의 천공형 섹션(60)에 있는 개구를 통해 낙하하지만, 대부분의 촉매는 하강 유로 섹션(66)을 통해 낙하한다. 따라서, 상위 배플(35)의 하강 유로 섹션(66)과 수직 방향으로 정렬되는 천공판은 촉매가 수평 방향으로 이동하지 않고 배플 섹션 모두를 통해 수직 방향으로 곧장 낙하하는 것을 방지한다.Each
실시예에서, 각각의 연속하는 트레이 사이의 분리 높이는 31 내지 76 cm(12 내지 30 인치)만큼 떨어져 있다. 다른 실시예에서, 각각의 연속하는 트레이 사이 의 분리 높이는 61 cm(24 인치)만큼 떨어져 있지만, 이 분리 높이는 분해 섹션(32)에 보다 많은 배플을 채워넣도록 46 cm(18 인치)만큼 떨어지게 감소되는 것이 바람직할 수도 있다. 모든 배플(35)이 도 2에 도시되어 있다면, 9개의 배플(35)이 제공될 것이다.In an embodiment, the separation height between each successive tray is 31 to 76 cm (12 to 30 inches) apart. In another embodiment, the separation height between each successive tray is separated by 24 inches (61 cm), but the separation height is reduced by 18 inches (46 cm) to fill more baffles in the
도 3은 도 2의 선 3-3을 따라 취한 단면도이다. 도 3에는 라이저(14)와 배플(35)을 구성하는 8개의 배플 섹터(58)가 도시되어 있다. 각각의 배플 섹터(58)는 내측 원주 에지(58a), 외측 원주 에지(58b) 및 반경 방향 에지(58c, 58d)를 갖는다. 내측 원주 방향 에지(58a)는 내측 원주 방향 밴드(54)의 상부 리지(54a) 상에 지지되고, 외측 원주 방향 에지(58b)는 외측 원주 밴드(52)의 상부 리지(52a) 상에 지지된다. 내측 원주 에지(58a)는 외측 원주 에지(58b)에 의해 형성되는 원호보다 짧은 원호를 형성한다. 비천공형 섹션(62)은 점선으로 도시한 스포크(56)를 덮는데, 이 스포크는 각각의 벽(39, 13)에 체결되지 않은 각각의 원주 밴드(52, 54)를 지지한다. 인접한 배플 섹터(58)의 대향하는 반경 방향 에지(58c, 58d)는 하강 유로 섹션(66)을 한정한다. 따라서, 실시예에서 천공형 섹션(60)은 하강 유로 섹션(66) 사이에 놓인다. 더욱이, 실시예에서 비천공형 섹션(62)은 2개의 천공형 섹션(60)과 2개의 하강 유로 섹션(66) 사이에 놓인다. 스커트벽(64)은 내측 원주 밴드(54)와 외측 원주 밴드(52) 사이에서만 각각의 배플 섹터(58)의 반경 방향 에지(58c, 58d)에서 하향 연장될 수 있다. 실시예에서, 각각의 배플 섹터(58), 각각의 비천공형 섹션(62) 및/또는 각각의 하강 유로 섹션(66)은 분해 섹션(32)의 중앙에서 방사상으로 뻗는다. 실시예에서, 각각의 배플 섹터(58)의 대향하는 측방 에지, 각각의 비천공형 섹션(62) 및 각각의 하강 유로 섹션(66)은 비평행하도록 분해 섹션(32)의 둘레에서보다 분해 섹션(32)의 중앙을 향해서 서로 근접한다.3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 of FIG. 3 shows eight
촉매는 상위 배플(35)의 하강 유로 섹션(66)에서 낙하할 때, 비천공형 섹션(62)에 충돌하고 하강 유로 섹션(66)을 향해 각도를 이루어 수평 방향으로 퍼진다. 각기 2개의 하강 유로 섹션(66) 사이에 비천공형 섹션(62)을 지닌 8개의 배플 섹션을 갖는 그러한 실시예에서, 상위 배플(35)에서 낙하하는 촉매는 거의 16개의 각도 방향으로 수평 방향으로 퍼질 것이다. When the catalyst falls from the
천공형 섹션(60)은 판에 드릴 가공된 많은 개구를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 배플(35)의 천공형 섹션(60)의 전체 영역에 걸쳐 배플 개구가 분포되어 있다. 천공형 섹션(60) 온 면에 있는 천공부의 간격은 유동화 매체의 전달을 위한 구멍을 포함하지 않는 넓은 밴드 또는 영역을 제거하는 임의의 방식으로 정해질 수 있다. 본 발명에 유리한 구멍의 분포는 적어도 하나의 개구를 포함하는 최대 원넓이에 의해 설명될 수 있다. 일반적으로, 적어도 0.09 m2(1 ft2)의 임의의 원넓이는 해당 영역에 있는 하나 이상의 개구의 적어도 일부분을 에워싸는 것이 바람직하다. 구멍을 둘러싸지 않고 외접될 수 있는 원넓이는 반드시 0.05 m2(0.5 ft2)를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 천공부를 포함해야 하는 영역의 최소 기하학적 형상에 대한 이러한 유형의 기준을 따르는 것은 충분한 유동화를 용이하게 할 것이다.
실시예에서, 천공형 섹션(60)은 도 3에 도시한 바와 같은 개구(70)를 형성하 는 그레이팅(68)을 포함할 수 있다. 그레이팅(68)은 긴 스트립으로 이루어진 그리드를 포함할 수 있는데, 긴 스트립은 이 긴 스트립 각각의 주면이 서로 교차한다. 다른 실시예에서, 그레이팅(68)은 일련의 긴 스트립을 포함할 수 있는데, 긴 스트립은 이 긴 스트립의 상부 상에 지지되는 일련의 평행한 또는 패턴화된 로드와 평행하게 뻗는다. 당업자라면 천공형 섹션(60)을 제조하는 여러 가지 방법을 충분히 숙지할 것이다. 그러나, 실시예에서 천공형 섹션(60)에 있는 개구는 상당량의 촉매가 이 개구를 통과하는 것을 허용하도록 충분히 커야 한다. 이것은 그레이팅(68)을 포함하는 천공형 섹션(60)에 의해 가장 용이하게 달성된다. "상당량의 촉매"라고 하는 용어는 각각의 배플(35)에 있는 개구(70)를 통해 하향 하강하는 촉매의 적어도 20 중량%를 의미한다. 통상적으로 60 중량%의 촉매가 천공형 섹션(60)용 그레이팅(68)을 포함하는 각각의 배플(35)의 개구를 통해 하강할 것으로 추정된다. 나머지 촉매는 각각의 배플(35)의 하강 유로 섹션(66)을 통해 하강할 것이다. 실시예에서, 천공형 섹션(60)의 면적의 적어도 35 %가 촉매 입자와 분해 매체가 통과하는 것을 허용할 만큼 충분히 크면서 배플(35) 밑면에 큰 가스 버블이 형성되는 것을 저감할 만큼 충분히 작은 개구를 포함한다. 실시예에서, 분해 유체 상은 큰 장애 없이 개구를 통해 상승해야 한다. 이와 같이, 개구를 통과하는 분해 유체의 속도는 0.15 m/s (0.5 ft/s) 이하여야 한다. 1.0 내지 1.3 cm (0.375 내지 0.5 인치)의 개구 치수가 적절할 것이다. 더욱이, 0.015 내지 0.6 m/s (0.05 내지 2 ft/s)의 스팀 속도와, 0.5 내지 3.0 kg 스팀/kg 촉매 (0.5 내지 3.0 lb 스팀/lb 촉매)의 스팀 비율이 본 발명에 있어서 적절할 것이다.In an embodiment, the
비천공형 섹션(62)은 실시예에서 배플(25)의 천공형 섹션(60) 상에 지지되는 폐색판(blank-off plate)을 포함할 수 있다. 비천공형 섹션(62)을 구성하는 폐색판은 천공형 섹션(60)에 고정될 수 있다. 폐색판은 천공형 섹션(60) 상에 편평하게 지지될 수 있고, 촉매와 배출물을 안내하는 1개의 경사진 상면 또는 2개의 경사진 상면을 포함할 수 있다.The
실시예에서, 분해 섹션(32)의 단면과 각각의 배플(35)은 면적이 동일한 8개의 배플 섹터(58)로 분할된다. 각각의 배플 섹터(58)는 천공형 섹션(60)과 비천공형 섹션(62)을 포함하는 36°의 부분적으로 개방된 배플 영역과, 9°의 완전히 개방된 하강 유로 섹션(66)을 포함할 수 있다. 실시예에서, 비천공형 섹션(62)은 각각의 배플 섹터(58)의 9°를 이루고, 천공형 섹션(60)은 각각의 배플 섹터(58)의 27°를 이룬다.In an embodiment, the cross section of the
다른 실시예에서는, 배플을 지지하기 위해 스포크(56)를 사용하는 대신, 스커트벽(64)의 내측 에지와 외측 에지가 외측 원주 밴드(52)와 내측 원주 밴드(54)에 각각 고정될 수 있다. 그 후, 외측 원주 밴드(52)나 내측 원주 밴드(54)가 벽(39)과 라이저(14)의 벽(13) 중 어느 하나에 고정될 것이다. 다른 실시예에서, 배플 구성은 내부 라이저(14)를 포함하지 않는 분해 베셀에 마련될 수 있다. 다른 지지 수단도 허용 가능할 수 있다. In other embodiments, instead of using
실시예에서, 배플은 통상적으로 반응 구역에서의 고온 조건에서도 견디는 합금강으로 형성된다. 그러한 강은 종종 부식되고, 배플은 개구를 형성하고 배플 상부에 걸친 촉매의 순환에 의해 부여되는 부식 조건에 대해 내성을 제공하는 인서트 또는 노즐을 사용하는 것이 유리할 것이다. 더욱이, 배플은 일상적으로 추가의 내부식성을 제공하는 내화재로 덮힌다. 내식성 노즐과 내화성 라이닝에 관한 세부 사항은 당업자에게 충분히 알려져 있다.In the examples, the baffles are typically formed of alloy steel that withstands high temperature conditions in the reaction zone. Such steels are often corroded and it would be advantageous to use inserts or nozzles that form openings and provide resistance to corrosion conditions imposed by the circulation of the catalyst over the top of the baffle. Moreover, the baffles are routinely covered with a refractory material that provides additional corrosion resistance. Details regarding corrosion resistant nozzles and fire resistant linings are well known to those skilled in the art.
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