KR20140123568A - 유동 접촉 분해의 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20140123568A
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riser
regeneration vessel
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파올로 팔마스
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유오피 엘엘씨
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Abstract

한 예시적 실시양태는 유동 접촉 분해 방법일 수 있다. 이 방법은, 제1 라이저 반응기로부터는 제1 촉매를, 제2 라이저 반응기로부터는 제2 촉매를, 제1 스테이지 및 제2 스테이지를 갖는 재생 용기로 이송하는 것을 포함할 수 있다. 제1 촉매는 재생 용기의 제1 스테이지로 이송될 수 있고, 제2 촉매는 재생 용기의 제2 스테이지로 이송될 수 있다. 일반적으로, 제1 스테이지는 제2 스테이지의 상측에 위치한다.

Description

유동 접촉 분해의 방법 및 장치{PROCESS AND APPARATUS FOR FLUID CATALYTIC CRACKING}
선행 국내 출원의 우선권 주장
이 출원은 2012년 3월 21일에 제출된 미국 출원 제13/425,657호를 우선권으로 주장한다.
발명의 분야
이 발명은 일반적으로 유동 접촉 분해의 방법 및 장치에 관한 것이다.
관련 기술의 설명
접촉 분해는 보다 큰 탄화수소로부터 다양한 생성물을 생성할 수 있다. 흔히, 감압 가스유와 같은 중질 탄화수소의 공급물이 접촉 분해 반응기, 예컨대 유동 접촉 분해 반응기에 제공된다. 휘발유 생성물 및/또는 경질 생성물, 예컨대 프로펜 및/또는 에텐을 비롯한 다양한 생성물이 이러한 시스템으로부터 제조될 수 있다.
이러한 시스템에는, 단일 반응기 또는 2중 반응기가 이용될 수 있다. 2중 반응기 시스템을 이용함으로써 추가 자본비가 발생할 수 있으나, 반응기들 중 하나는 프로펜 및/또는 에텐을 비롯한 경질 알켄과 같은 생성물을 최대화하기 위한 조건을 조정하도록 작동시킬 수 있다.
2중 반응기 시스템에서, 밸브는 대개 라이저 반응기(riser reactor) 및 재생기로부터 또는 이들에게 촉매를 전달하는데 이용된다. 그러나, 이들 밸브 상의 압력차가 변화할 수 있어 마모 속도는 상이할 수 있다. 이 단점은, 특히 상이한 마모 속도를 갖는 밸브로 인해 유지 점검 시간을 증가시킬 수 있으며, 유닛은 일반적으로 각 밸브의 교체를 위해 정지된다. 따라서, 유닛은 각 밸브들을 교체하기 위해 수회 정지될 수 있다. 밸브 전반에 걸친 차압의 표준 편차 또는 변동을 감소시킴으로써 모든 밸브에 걸쳐 균일한 마모(wear consistency)를 제공하고 유지 점검 시간을 단축시키는 것이 바람직할 것이다.
발명의 개요
한 예시적 실시양태는 유동 접촉 분해 방법일 수 있다. 이 방법은, 제1 라이저 반응기로부터는 제1 촉매를, 제2 라이저 반응기로부터는 제2 촉매를, 제1 스테이지 및 제2 스테이지를 갖는 재생 용기로 이송하는 것을 포함할 수 있다. 제1 촉매는 재생 용기의 제1 스테이지로 이송될 수 있고, 제2 촉매는 재생 용기의 제2 스테이지로 이송될 수 있다. 일반적으로, 제1 스테이지는 제2 스테이지의 상측에 위치한다.
다른 예시적 실시양태는 유동 접촉 분해 장치일 수 있다. 유동 접촉 분해 장치는 제1 라이저 반응기, 제2 라이저 반응기, 및 제1 스테이지를 제2 스테이지 상측에 포함하는 재생 용기를 가질 수 있다. 통상적으로, 제1 라이저 반응기는 사용된 촉매를 제1 스테이지로 연통시키고, 제2 라이저 반응기는 사용된 촉매를 제2 스테이지로 연통시킨다.
추가의 예시적 실시양태는 유동 접촉 분해 방법일 수 있다. 이 방법은, 사용된 제1 촉매를 제1 라인을 통해 제1 라이저 반응기로부터 재생 용기로 이송하는 것, 및 재생된 제1 촉매를 제2 라인을 통해 재생 용기로부터 제1 라이저 반응기로 이송하는 것과; 사용된 제2 촉매를 제3 라인을 통해 제2 라이저 반응기로부터 재생 용기로 이송하는 것, 및 재생된 제2 촉매를 제4 라인을 통해 재생 용기로부터 제2 라이저 반응기로 이송하는 것을 포함할 수 있다. 일반적으로, 재생 용기는 제1 스테이지를 제2 스테이지 상측에 가지며, 사용된 제1 촉매가 제1 스테이지로 제공되고, 사용된 제2 촉매가 제2 스테이지로 제공된다.
본원에 개시된 실시양태는, 사용된 제2 촉매 반송물을 재생 용기의 제1 스테이지로부터 그 하측의 제2 스테이지로 이동시킴으로써 압력 변화를 감소시킬 수 있다. 사용된 제2 촉매 반송물을 줄인 결과, 추가의 스탠드파이프 헤드를 얻을 수 있으며, 이로써 장치의 다른 밸브들의 압력차에 보다 근접하게 된다.
정의
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "스트림"은 다양한 탄화수소 분자, 예컨대 직쇄형, 분지쇄형 또는 환형 알칸, 알켄, 알카디엔 및 알킨, 및 경우에 따라 기타 물질, 예컨대 기체, 예를 들어 수소, 또는 불순물, 예컨대 중금속, 및 황 및 질소 화합물을 포함하는 스트림일 수 있다. 스트림은 또한 방향족 및 비방향족 탄화수소를 포함할 수 있다. 또한, 탄화수소 분자는 C1, C2, C3…Cn으로 약기할 수 있으며, 여기서 "n"은 하나 이상의 탄화수소 분자 중의 탄소 원자의 수를 나타낸다. 다르게는, "스트림"은 탄화수소 분자 대신에 다른 기체, 예컨대 산소 및 공기를 포함할 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "구역"은 하나 이상의 부품 및/또는 하나 이상의 하위 구역을 포함하는 영역을 지칭한다. 부품은 하나 이상의 반응기 또는 반응기 용기, 가열기, 교환기, 파이프, 펌프, 압축기 및 제어기를 포함할 수 있다. 또한, 부품, 예컨대 반응기, 건조기 또는 용기는 하나 이상의 구역 또는 하위 구역을 더 포함할 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "풍부한"은 스트림 중 화합물 또는 화합물 부류의, 일반적으로 50 몰% 이상, 바람직하게는 70 몰%의 양을 의미할 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "실질적으로"는 스트림 중 화합물 또는 화합물 부류의, 일반적으로 80 몰% 이상, 바람직하게는 90 몰%, 최적으로는 99몰%의 양을 의미할 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "촉매"는 단독 촉매 또는 촉매 혼합물을 의미할 수 있다. 또한, 용어 "제1 촉매" 및 "제2 촉매"는 동일한 종류의 촉매 또는 촉매의 혼합물, 예컨대 ZSM-5 제올라이트와 Y-제올라이트의 혼합물을 의미할 수 있다. 일반적으로, 용어 "제1 촉매" 및 "제2 촉매"는 촉매의 위치, 기점 또는 목적지, 예를 들어 종류가 상이한 제1 라이저 반응기와 제2 라이저 반응기를 지칭한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "중량 퍼센트"는 "중량%"로 약기될 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "유동 접촉 분해"는 "FCC"로 약기될 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 본원에 개시된 모든 압력은 절대압이며, 킬로파스칼은 "kPa"로 약기될 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "라이저 반응기"는 일반적으로, 라이저, 반응 용기 및 스트리퍼를 포함할 수 있는, 유동 접촉 분해 공정에서 사용되는 반응기를 의미한다. 통상적으로, 이러한 반응기는 라이저의 저부에 촉매를 제공한 다음, 탄화수소로부터 촉매를 분리하는 메카니즘을 갖는 반응 용기로 보내는 것을 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 도면 중의 공정 흐름 라인은, 교호적으로, 예를 들어 라인, 파이프, 공급물, 생성물 또는 스트림으로 지칭될 수 있다.
도면은 예시적 유동 접촉 분해 장치의 개략도이다.
도면에 따르면, 예시적 유동 접촉 분해 장치(100)는 제1 라이저 반응기(200), 제2 라이저 반응기(300) 및 재생 용기(400)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 제1 라이저 반응기(200)는 제1 반응 용기(240)로 종료되는 제1 라이저(220)를 포함할 수 있다. 제1 라이저(220)는 180℃ ∼ 800℃ 범위의 비점을 가질 수 있는 공급물(210)을 수취할 수 있다. 일반적으로, 공급물(210)은 가스유, 감압 가스유, 상압 가스유 및 상압 잔유 중 하나 이상일 수 있다. 다르게는, 공급물(210)은 중질 순환유(heavy cycle oil) 및 슬러리 오일 중 하나 이상일 수 있다. 일반적으로, 공급물(210)은 신선한 공급물이거나, 또는 예를 들어 하나 이상의 증류탑을 갖는 생성물 분리 구역으로부터의 재순환 스트림을 수취할 수 있다.
일반적으로, 공급물(210)은 제1 라이저(220) 상의 적합한 임의의 높이, 일반적으로 제1 라이저(220)의 저부에 제공된 리프트 가스(lift gas)보다 상측에 제공될 수 있다. 공급물(210)은 필요할 경우, 상측으로 유동하는 공급물 및/또는 촉매의 양호한 분산을 제공하기에 충분한 거리로 제공될 수 있다. 도시하지 않았으나, 제1 라이저(220)의 저부에 혼합 챔버 또한 제공될 수 있다. 예시적인 혼합 챔버가, 예를 들어 US 5,451,313호에 개시되어 있다. 촉매는 제2 반응 용기(240)로부터 라인(230)을 통해 재순환되어 촉매 대 오일 비율을 증가시킬 수 있다.
촉매는 단독 촉매이거나 상이한 촉매들의 혼합물일 수 있다. 통상적으로, 촉매는 두 성분, 즉 제1 성분 및 제2 성분을 포함한다. 이러한 촉매 혼합물은, 예를 들어 US 7,312,370호 및 US 2010/0236980호에 개시되어 있다.
일반적으로, 제1 성분은 FCC 기술에 사용되는 임의의 촉매, 예컨대 활성 비정질 점토형 촉매 및/또는 고활성, 결정질 분자체를 포함할 수 있다. 제올라이트는 FCC 공정에서 분자체로서 사용될 수 있다. 바람직하게는, 제1 성분은 대기공 제올라이트, 예컨대 Y형 제올라이트, 활성 알루미나 물질, 실리카 또는 알루미나를 포함하는 결합제 물질, 및 불활성 충전제, 예컨대 카올린을 포함한다.
제2 성분은 ZSM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-23, ZSM-35, ZSM-38, ZSM-48 중 하나로 예시되는 MFI 제올라이트와 같은 중간 기공 또는 소기공 제올라이트 촉매, 및 다른 유사 물질들을 포함할 수 있다. 다른 적합한 중간 기공 또는 소기공 제올라이트는 페리어라이트 및 에리오나이트를 포함한다. 바람직하게는, 제2 성분은 결합제 물질, 예컨대 실리카 또는 알루미나 및 불활성 충전제 물질, 예컨대 카올린을 포함하는 기질(matrix) 상에 분산된 중간 기공 또는 소기공 제올라이트를 갖는다. 제2 성분은 또한 몇몇 기타 활성 물질, 예컨대 베타 제올라이트를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 제1 성분 및/또는 제2 성분 중 하나 이상은 임의의 적합한 규소 대 알루미늄의 비율, 예컨대 15 초과의 규소 대 알루미늄 비율을 갖는 MFI 제올라이트이다.
제1 라이저 반응기(200) 중의 전체 혼합물은 1 ∼ 25 중량%의 제2 성분, 즉 중간 기공 내지 소기공의 결정질 제올라이트를 함유할 수 있으며, 1.75 중량% 이상의 제2 성분이 바람직하다. 제1 성분은 잔여량의 촉매 조성물을 포함할 수 있다.
일반적으로, 제1 공급물(210) 및 제1 촉매 또는 촉매 혼합물은 제1 라이저(220)의 저부 근방에 제공될 수 있다. 통상적으로, 제1 공급물(210)은 140℃ ∼ 320℃의 온도를 갖는다. 또한, 추가량의 공급물이 초기 공급점의 하류에 주입될 수 있다.
또한, 한 바람직한 실시양태에서는 제1 라이저 반응기(200)가 낮은 탄화수소 분압에서 작동될 수 있다. 일반적으로, 낮은 탄화수소 분압은 경질 알켄을 생성을 촉진할 수 있다. 따라서, 제1 라이저(220) 압력은 170 ∼ 450 kPa일 수 있으며, 탄화수소 분압은 35 ∼ 180 kPa, 바람직하게는 70 ∼ 140 kPa일 수 있다. 탄화수소에 있어 상대적으로 낮은 분압은, 증기 또는 건성 가스를 희석제로 사용하여 등가의 탄화수소 분압에 도달시킴으로써 성취할 수 있다.
하나 이상의 탄화수소 및 촉매는, 제1 공급물(210)을 전환시키는 반응 용기(240)로 상승한다. 통상적으로, 공급물(210)은 제1 라이저(220) 내에서 반응하여 하나 이상의 생성물을 형성한다. 제1 라이저(220)는 임의의 적합한 온도에서 작동할 수 있으며, 일반적으로 150℃ ∼ 580℃, 바람직하게는 520℃ ∼ 580℃의 온도에서 작동한다. 예시적인 라이저가, 예를 들어 US 5,154,818호 및 US 4,090,948호에 개시되어 있다.
이후, 촉매는 임의의 적합한 장치, 예컨대 쉘(250) 내에 수용된 와류 암(swirl arms)(254)에 의해 분리 처리(separate assisted)될 수 있고, 제1 반응 용기(240)의 저부에 침강한다. 또한, 제1 반응 용기(240)는 촉매 입자로부터 생성물을 더 분리하기 위한 분리 장치, 예컨대 하나 이상의 사이클론 분리기(258)를 포함할 수 있다. 딥 레그(Dip leg)는, 사용된 촉매가 개구부를 통해 고밀도 촉매층으로 진입할 수 있는 제1 반응 용기(240)의 기저부로 촉매를 낙하시킬 수 있다. 예시적인 분리 장치 및 와류 암이, 예를 들어 US 7,312,370 B2호에 개시되어 있다. 촉매는, 흡수된 탄화수소가 증기와의 역류 접촉에 의해 이 촉매의 표면으로부터 제거될 수 있는 스트리핑 구역을 통과할 수 있다. 예시적인 스트리핑 구역이, 예를 들어 US 7,312,370 B2호에 개시되어 있다. 그 후, 촉매는 라인(270)을 통과하여 재생 용기(400)로 가서 재생될 수 있다. 재생된 촉매는 라인(280)을 통해 라이저(220)로 반송될 수 있다.
유리 구역(disengagement zone)을 떠나는 하나 이상의 생성물은 반응 용기(240)의 플리넘(plenum)(260)에 진입할 수 있다. 일반적으로, 프로펜 및 휘발유를 포함하는 생성물이 생성된다. 그 후, 생성물 스트림(214)이, 예를 들어 하나 이상의 증류탑을 갖는 생성물 분리 구역에서 추가의 처리를 위해 제1 반응 용기(240)로부터 지나갈 수 있다. 이러한 구역은, 예를 들어 US 3,470,084호에 개시되어 있다. 통상적으로, 생성물 분리 구역은 다수의 생성물, 예컨대 프로펜 생성물 및 휘발유 생성물을 생성할 수 있다.
제2 라이저(320) 및 제2 반응 용기(340)를 포함하는 제2 라이저 반응기(300)는, 공급물(210)과 동일 또는 상이할 수 있는 공급물(310)을 수취할 수 있다. 또한, 제2 촉매 또는 촉매의 혼합물은 역시 상기 기술한 바와 같이 사용될 수 있다. 제1 촉매 및 제2 촉매는 동일하거나 상이할 수 있다. 대개, 제2 라이저 반응기(300)는 반응 용기(340)로 종료되는 라이저(320)를 포함할 수 있다.
한 바람직한 실시양태에서, 공급물(310)은 하나 이상의 C4-C10 알켄일 수 있다. 공급물(310)은, 통상, 예컨대 분류로 더 처리된 후의 생성물 스트림(214)으로부터 적어도 부분적으로 유래될 수 있다. 일반적으로, 공급물(310)은 리프트 가스, 예컨대 증기 및/또는 경질 탄화수소 이상으로, 제2 라이저(320)에 제공될 수 있다. 일반적으로, 공급물(310)의 온도는 제2 라이저(320)에 진입시에 120℃ ∼ 600℃일 수 있다. 통상적으로, 공급물(310)의 온도는 적어도 성분들의 비점보다 높아야 한다. 그렇지 않으면, 공급물(310)이 제2 라이저(320)에 직접 제공될 수 있고, 촉매 대 오일 비율을 증가시기 위해 촉매가 라인(330)을 통해 제2 반응 용기(340)로부터 재순환될 수 있다.
제2 라이저 반응기(300)는 온도, 바람직하게는 560℃ ∼ 620℃의 온도에서 작동될 수 있다. 통상적으로, 챔버는 촉매를 수취할 수 있는 제2 라이저(320)의 기저부에 제공될 수 있다. 이러한 혼합 챔버는, 예를 들어 US 5,451,313호에 개시되어 있다.
일반적으로, 제2 반응 용기(340)는 촉매, 바람직하게는 ZSM-5 제올라이트, 및 경우에 따라 다른 촉매, 바람직하게는 Y-제올라이트를 함유할 수 있다. 바람직하게는, 제2 반응 용기(340) 중의 촉매는 제1 반응 용기(240) 중의 촉매와 동일한 종류이다.
제2 라이저(320)는 임의의 적합한 조건, 예컨대 425℃ ∼ 705℃의 온도, 바람직하게는 560℃ ∼ 620℃의 온도, 및 170 ∼ 450 kPa의 압력, 바람직하게는 200 ∼ 250 kPa의 압력에서 작동할 수 있다. 일반적으로, 제2 라이저(320)의 체류 시간은 4초 미만, 바람직하게는 3.5초 미만일 수 있다. 예시적인 라이저 및/또는 작동 조건은, 예를 들어 US 2008/0035527 A1호 및 US 7,261,807 B2호에 개시되어 있다.
일반적으로, 공급물(310) 및 촉매는 제2 반응 용기(340)로 상승할 수 있고, 촉매와 탄화수소 생성물은 임의의 적합한 장치, 예컨대 와류 암(354)을 이용하여 분리할 수 있다. 생성물 탄화수소는 쉘(350) 내에서 상승하고 플리넘(360)에 진입할 수 있다. 그 후, 생성물은 에텐 및/또는 프로펜을 포함하는 생성물 스트림(314)으로서 배출될 수 있다. 촉매 미립자는 일부 탄화수소와 함께 하나 이상의 사이클론 분리기(358)에 진입하여, 탄화수소로부터 촉매를 더 분리할 수 있다. 촉매 입자는 제2 반응 용기(340) 내에서 고밀도 촉매층으로 낙하한다.
제2 촉매는, 전술한 바와 같이 스트리핑 구역으로 바로 제공되어 스트림의 스트리핑과 그 후의 재생을 겪을 수 있다. 사용된 촉매는 라인(370)을 통해 재생 용기(400)로 제공되고 라인(380)을 통해 반송될 수 있다.
재생 용기(400)는 벽 또는 파티션(430)으로 분리된 제1 스테이지(420)와 제2 스테이지(440)를 포함할 수 있다. 제1 스테이지(420)는 하나 이상의 사이클론 분리기(450)를 포함할 수 있고, 이 예시적 실시양태에서는 한 세트의 2단 사이클론 분리기(450)를 포함할 수 있으나, 임의의 적합한 개수가 사용될 수 있다. 재생 용기(400)는 재생된 촉매를 포함할 수 있는 제2 스테이지(440) 근방의 공기 스트림(404)을 수취할 수 있다. 일반적으로, 제2 스테이지(440)는 과량의 산소와 작동할 수 있고, 산소 고갈 가스는 각각의 캡(434)으로 피복된 파이프(432)를 통해 제1 스테이지(420)로 상측 이동할 수 있다. 추가의 공기가 제1 스테이지(420)에 제공될 수 있다. 제1 스테이지(420)는 재생 용기(400)의 상부를 빠져나가는 연도 가스 스트림(460)과 반소(partial burning) 조건 하에서 작동된다. 촉매는 제1 스테이지(420)로부터 밸브(448)를 포함하는 외부 도관(438)을 통과하여 제2 스테이지(440)에서 수취될 수 있다. 그 후, 재생된 촉매는 라인(280)에 의해 제1 라이저(220)에, 그리고 라인(380)을 통해 제2 라이저(320)에 제공될 수 있다.
재생 용기(400)는 임의의 적합한 조건, 예컨대 600℃ ∼ 800℃의 온도, 및 160 ∼ 650 kPa의 압력에서 작동될 수 있다. 다른 예시적 재생 용기는, 예를 들어 US 7,312,370 B2호 및 US 7,247,233 B1호에 개시되어 있다.
재생 용기(400)로 및 그로부터의 촉매의 연통에 있어서, 라인(270)은 제1 라인(270)으로 일컬어질 수 있고, 라인(280)은 제2 라인(280)으로 일컬어질 수 있으며, 라인(370)은 제3 라인(370)으로 일컬어질 수 있고, 라인(380)은 제4 라인(380)으로 일컬어질 수 있다. 일반적으로, 제1 라인(270) 및 제3 라인(370)은 각각 제1 반응 용기(240) 및 제2 반응 용기(340) 각각의 스트리핑 구역과 연통하여 사용된 촉매를 제공한다. 통상적으로, 제1 라인(270)은 촉매를 재생 용기(400)의 제1 스테이지(420)에 제공하고, 제3 라인(370)은 촉매를 재생 용기(400)의 제2 스테이지(440)에 제공한다. 제2 라인(280) 및 제4 라인(380)은 제2 스테이지(440)와 연통하여 각각의 라이저(220 및 320)에 제공함으로써, 재생된 촉매를 제공한다. 대개, 각각의 라인(270, 280, 370 및 380)은 각각의 밸브(274, 284, 374 및 384)를 포함한다.
일반적으로, 각각의 밸브(274, 284, 374 및 384)는 밸브에 전반에 압력차를 발생시키는 고정 헤드를 갖는다. 예로서, 밸브(274)는 제1 라이저 반응기(200) 또는 상류측에 300 ∼ 350 kPa의 압력을 가질 수 있고, 재생 용기(400) 또는 하류측에 250 ∼ 300 kPa의 압력을 가질 수 있다. 유사하게, 밸브(284)는 재생 용기(400) 또는 상류측에 350 ∼ 400 kPa의 압력을 가질 수 있고, 제1 라이저 반응기(200) 또는 하류측에 300 ∼ 350 kPa의 압력을 가질 수 있다. 마찬가지로, 밸브(374)는 제2 라이저 반응기(300) 또는 상류측에 400 ∼ 450 kPa의 압력을 가질 수 있고, 재생 용기(400) 또는 하류측에 300 ∼ 350 kPa의 압력을 가질 수 있으며; 밸브(384)는 재생 용기(400) 또는 상류측에 350 ∼ 400 kPa의 압력을 가질 수 있고, 제2 반응기 라이저(300) 또는 하류측에 250 ∼ 300 kPa의 압력을 가질 수 있다. 일반적으로, 다른 밸브들에 비한 각 밸브(274, 284, 374 및 384)에 걸친 압력차는 최소화되며, 따라서 4개의 모든 밸브에 걸친 압력차의 표준 편차가 최소화된다.
대개, 라인(370)의 배출구(378)는, 재생 용기(400)의 제2 스테이지(440)에 위치하는 라인(380)의 주입구(382)에 근접할 수 있다. 단지, 라인(370 및 380) 각각의 배출구(378) 및 주입구(382)만을 나타냈으나, 라인(270, 280, 370 및 380)도 역시 주입구 및 배출구를 갖는다. 제2 라이저 반응기(300)는 최소량의 코크를 생성하기 때문에, 사용된 촉매를 제1 스테이지(420)로부터 제2 스테이지(440)로 새로 수송하는 것이 가능하다. 일반적으로, 제2 라이저 반응기(300)는 제품의 생산에 덜 엄격한 조건이 요구되는 경질의 공급물을 처리한다. 4개의 모든 밸브(274, 284, 374 및 384)에 걸친 압력차의 표준 편차는 20 kPa 이하, 또는 10 kPa이다.
예시적 실시양태
하기의 예들은 본 발명의 유동 접촉 분해 장치를 더 예시하기 위한 것이다. 이들 본 발명의 실시양태의 예시는, 이 발명의 청구범위를 이들 예의 특정한 세부 항목으로 한정하려는 것이 아니다. 이들 예는, 유사한 공정으로의 실제 조작 경험 및 공학 계산에 기초한 것이다.
한 예시적 유동 접촉 분해 장치는 재생 용기과 연통하는 2개의 라이저 반응기를 가질 수 있다. 구체적으로는, 두 라인(전체적으로 밸브 1 및 3을 포함함)은 촉매를 라이저 반응기의 각각의 스트리핑 구역으로부터 재생 용기의 제1 스테이지에 제공할 수 있다. 두 라인(전체적으로 밸브 2 및 4를 포함함)은 재생된 촉매를 재생 용기의 제2 스테이지로부터 라이저 반응기들의 각각의 라이저로 제공할 수 있다. 각각의 라인은 각각의 밸브를 포함할 수 있다. 각각의 라이저 반응기는 239 kPa의 압력을 갖고, 재생 용기는 281 kPa의 압력을 갖는다. 표 1은 밸브 전반에 걸친 압력을 나타낸다:
Figure pct00001
밸브 1∼4의 차이의 합은 205 kPa이고, 평균은 51 kPa이며, 표준 편차는 26 kPa이다. 표준 편차는 하기 식으로 산출한다:
Figure pct00002
상기 식에서, x는 관측된 값이고;
Figure pct00003
는 관측된 값의 평균이며;
n은 관찰된 값의 개수이다.
다른 예시적 유동 접촉 분해 장치는 재생 용기와 연통하는 2개의 라이저 반응기를 가질 수 있다. 구체적으로, 두 라인은 라이저 반응기로부터의 촉매를 그들 각각의 스트리핑 구역으로부터 재생 용기의 제1 스테이지 및 제2 스테이지에 제공할 수 있다. 두 라인은 재생된 촉매를 재생 용기의 제2 스테이지로부터 각각의 라이저로 제공할 수 있다. 각각의 라인은 각각의 밸브를 포함한다. 이 예시적 유동 접촉 분해 장치를 도면에 나타낸다. 각각의 라이저 반응기는 239 kPa의 압력을 가지며, 재생 용기는 281 kPa의 압력을 갖는다. 표 2는 밸브 전반에 걸친 압력을 나타낸다:
Figure pct00004
밸브(274, 284, 374 및 384)의 차이의 합은 261 kPa이고, 평균은 65 kPa이며, 표준 편차는 17 kPa이다. 4개의 모든 밸브에 걸친 압력차의 표준 편차의 감소는 밸브를 보다 균일하게 마모되도록 할 수 있다. 이는, 라인(370)의 배출구(378)를 재생 용기(400)의 제1 스테이지(420)로부터 제2 스테이지(440)로 이동시킴으로써, 라인(370) 중의 밸브(374) 상의 압력 헤드(pressure head)를 증가시킴에 의해 성취될 수 있다. 따라서, 라인(370)의 압력 헤드는 밸브(374) 상측의 파이프의 길이를 확장함으로써 증가시킬 수 있다. 밸브(374)의 상류측의 이 압력 증가는 밸브(374)에 걸친 압력차를 증가시켜 다른 세 밸브(274, 284 및 384)의 압력차를 보다 근접하게 일치시킬 수 있다. 이와 같이, 유지 점검은, 개개의 밸브가 마모되었을 때에 정지하는 것과는 대조적으로, 1회의 정지시에 4개의 모든 밸브에 대해서 수행될 수 있다.
추가의 상술없이도, 당업자는 전술한 설명을 이용하여 본 발명을 최대한 활용할 수 있다고 생각된다. 따라서, 전술한 바람직한 구체적 실시양태들은 단지 예시로서, 본 개시 내용의 나머지를 어떤 방식으로 어떤 경우에서도 한정하지 않는 것으로 이해될 것이다.
전술한 내용 중, 모든 온도는 섭씨 온도로 설명한 것이며, 모든 부 및 백분율은 달리 명시하지 않은 한, 중량 기준이다.
전술한 설명으로부터, 당업자는 이 발명의 핵심 특성을 쉽게 이해할 수 있으며, 그의 개념 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명의 다양한 변화 및 변형을 만들어 다양한 용도 및 상황에 적용시킬 수 있다.

Claims (10)

  1. 유동 접촉 분해 방법으로서,
    A) 제1 촉매를 제1 라이저 반응기(riser reactor)로부터 제1 스테이지 및 제2 스테이지를 갖는 재생 용기로 이송하는 단계로서, 제1 스테이지는 제2 스테이지의 상측에 위치하는 것인 단계; 및
    B) 제2 촉매를 제2 라이저 반응기로부터 상기 재생 용기로 이송하는 단계를 포함하며,
    제1 촉매는 재생 용기의 제1 스테이지로 이송되며, 제2 촉매는 재생 용기의 제2 스테이지로 이송되는 것인 유동 접촉 분해 방법.
  2. 제1항에 있어서, 제1 라이저 반응기가 170 ∼ 450 kPa의 압력에서 작동하는 것인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 라이저 반응기가 170 ∼ 450 kPa의 압력에서 작동하는 것인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 라이저 반응기가 실질적으로 동일한 압력 하에 있는 것인 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제1 촉매를 제1 라이저 반응기로부터 재생 용기로 연통시키는 제1 라인,
    제1 촉매를 재생 용기로부터 제1 라이저 반응기로 연통시키는 제2 라인,
    제2 촉매를 제2 라이저 반응기로부터 재생 용기로 연통시키는 제3 라인, 및
    제2 촉매를 재생 용기로부터 제2 라이저 반응기로 연통시키는 제4 라인
    을 추가로 포함하는 것인 방법.
  6. 제5항에 있어서, 제1 라인이 제1 밸브를 포함하고, 제2 라인이 제2 밸브를 포함하며, 제3 라인이 제3 밸브를 포함하고, 제4 라인이 제4 밸브를 포함하는 것인 방법.
  7. 제6항에 있어서, 4개의 모든 밸브에 걸친 압력차의 표준 편차가 최소화되는 것인 방법.
  8. 제7항에 있어서, 4개의 모든 밸브에 걸친 압력차의 표준 편차가 20 kPa 이하인 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 스테이지가 하나 이상의 사이클론 분리기를 포함하는 것인 방법.
  10. 유동 접촉 분해 장치로서,
    A) 제1 라이저 반응기;
    B) 제2 라이저 반응기; 및
    C) 제1 스테이지를 제2 스테이지 상측에 포함하는 재생 용기
    를 포함하며,
    제1 라이저 반응기는 사용된 촉매를 제1 스테이지로 연통시키고, 제2 라이저 반응기는 사용된 촉매를 제2 스테이지로 연통시키는 유동 접촉 분해 장치.
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