JPH0221860B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 Ａ 発明の分野 炭化水素の接触クラツキングは管状反応器中で
実施され、処理される炭化水素は反応器中で粒状
触媒物質上を通過してクラツキングプロセスが開
始する。本プロセスに利用される触媒は炭化水素
及び炭化水素クラツキングの副生物で汚染され
る。汚染された触媒は反応器から除かれ、廃棄さ
れるよりむしろ再生器に送つて再生するのが一般
である。かかる触媒は流動床型再生容器において
粒状触媒を還元ガス流に曝し加熱することによつ
て再生することができる。再生プロセスにおいて
は、触媒を炭化水素クラツキング反応器に循環で
きるよう、触媒から酸化物、例えば炭素酸化物を
除去する。流動床再生容器から出る触媒は非常に
熱くかつ高圧下にある。一般に、このような環境
が再生プロセスには必要である。このような条件
下の再生触媒を取出すには浸食（又は浸蝕）の問
題と再生触媒を空にする導管の圧力損失の問題が
生じる。このような触媒再生器の取出しを制御す
るのに様々な装置が用いられている。しかしこの
ような装置には、炭化水素クラツキングプロセス
に使用する高温の反応性粒状触媒によつて惹起さ
れる装置浸食の問題やこのような浸食環境下にお
ける機器の劣化に基づく再生触媒床の流動損失の
問題が付随する。

Ｂ 従来技術 クラツキング触媒の循環及び再生容器からの触
媒の取出しにおける問題を解決せんとする試みが
種々なされている。これらの考えは様々な弁、管
配列及び多岐流路を使用するものである。

米国特許第3342561号（Pohlenz et al）明細書
には、炉の反応器部から再生部の低部へ下向きに
触媒を排出する循環用流路を有する接触炭化水素
炉が開示されている。再生部で再生された触媒は
上向きに流動搬送され炉反応器部に入る前にサイ
クロン分離器において分離される。しかしなが
ら、この特許には触媒用貯槽がなく、常に触媒の
正確な流れに依存している。更に反応器内の圧力
条件が炭素化触媒の再生部への導管の弁制御に依
存している。このような弁系統には浸食の問題が
付随する。

米国特許第3904548号（Fagan et al）には、
炭化水素反応器及び触媒再生系が示されており、
そこには再生触媒を直接下向きで反応器へ流すこ
とが記載されている。触媒は反応器を通して上向
きに流れ、重力で再び再生器に入る。再生器から
反応器への食媒の流れは弁で制御される。しか
し、この系では、再生器と反応器の加圧流動帯域
が分離されていない。更に反応器への触媒の供給
が弁の操作に依存し、弁は高温流動触媒の特別の
浸食条件に曝されている。

更に米国特許第3964876号（James）には、再
生触媒を垂直な管状炭化水素反応ゾーンに供給す
る多くの返送導管をもつ再生システムが開示され
ている。これらの返送導管は反応器帯域に重力に
よつて直接下向きに流れるよう設計されており、
各流路に設けられた弁によつて制御される。しか
し、このような系においては、触媒流量の制御
は、浸食条件に曝されかつ再生器から炭化水素反
応器へ触媒物質を直接供給することしかできない
典型的な弁操作に完全に依存する。

米国特許第3494858号（Luckenbach）には、
触媒を再生器から反応器へ、そして反応器から再
生器へ輸送する流路としして下向きにわん曲した
導管を用いる再生器−反応器システムが提唱され
ている。このシステムは、一方の容器から他方へ
の触媒の搬送時に流体シールを保つよう、前記し
た特別の流路を使用している。しかしながら、高
温の流動触媒の浸食性環境下において緩やかなわ
ん曲をした配管を用いると導管の内側表面に異常
な摩耗を生じやすい。

再生触媒の流路系に関係する、その他の一般的
な公知文献としては、米国特許第3149924号
（Cross、Jr.）、同第3617496号（Bryson）及び同
第3886060号（Owen）などがある。

本発明の要約 本発明は、前述の従来の触媒システムに固有の
問題点を克服しかつ従来技術によつて特に成し得
なかつた触媒の連続流れ制御を達成した炭化水素
クラツキング触媒再生装置に関する。

本発明の目的は、従来の公知技術において苦し
んだ浸食および機器損傷の一般的な問題を惹き起
すことなく、流動床型再生容器から再生触媒を連
続的に直接取出すことを達成することにある。

本発明の目的は、浸食を受ける弁に専ら頼る必
要なく、一体型圧力制御手段を組み込んだシステ
ムを使用して圧力低下を確保することによつて、
触媒の連続的取出し中、再生容器内の加圧状態を
保持することにある。

本発明の他の目的は、可動部材を除きかつ触媒
搬送用に現場流延耐火ライニングを利用した、再
生触媒流路用の金属ワイヤー繊維で強化した特別
の耐火導管を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、導管流路の変化が必
要な搬送系において流路が直角に曲つた導管接手
を用いることにある。

本発明の更に他の目的は、単純な現場流延技術
によつて施工保持される耐火ライニングを使用す
ることによつて触媒搬送システムの圧力制御部分
の浸食を防止することにある。

これらの、そして更に別の目的は、再生容器の
流動床から粒状触媒を取出す搬送システムに、再
生器の低部から下向きに配置し、かつ、その未端
部を垂直な、耐火ライニング管に接続せしめた排
出導管を設けることによつて達成される。前記耐
火ライニング管は、粒状触媒を前記耐火ライニン
グ管中を搬送せしめる流動化手段と一線に配置さ
れる。

前記排出導管は搬送系における触媒の詰りを防
止するために比較的大きな径のものとする。この
導管中にはゲート弁を設ける。この弁は搬送系を
停止する際に系を閉鎖するのに使用するもので、
再生触媒流の制御には必要でない。こ弁は再生容
器の流動床圧力を保持するために必要なものでも
ない。

本発明における触媒流の制御は、垂直な耐火ラ
イニング管と一体をなした流動化手段によつて成
し得、一方系の圧力レベルは耐火ライニングによ
つて成される管内径の縮小（又は減少）によつて
保持される。管内面の耐火ライニングは、苛酷な
熱及び浸食条件に伴われるストレスのある触媒搬
送系に対する圧力限定（又は制御）手段として作
用するので、短長の微細金属繊維からなる金属ワ
イヤー繊維強化材で強化される。

耐火ライニング配管の下流端は、再生触媒を炭
化水素反応器へ循環するためのスペント触媒ホツ
パーへ輸送する適当な導管と接続する。本発明の
搬送系においては、限定垂直流路によつて再生容
器の圧力制御が行なわれ、この限定垂直流路は流
動触媒の浸食性環境に対して抵抗性をもち、強化
耐火材料の流延によつて容易に補修保守すること
ができる。

本発明に従えば、触媒は再生容器の流動脚
（fluidized leg）から抜き出され、極く少量のガ
スをこの流動脚の底部に供給して触媒を流動せし
め、大粒子及び混入物を分離せしめる。これらの
望ましくない物質は流動脚の底部に沈降し、流動
脚が二重遮蔽弁を備えているので定期的に再生容
器から除却することができる。触媒の取り出し向
きは、触媒を垂直上向き又は上向きに取り出すよ
うに配置した耐火物充填ラインの小径部に整合さ
れる。この配列は重力による沈降から流動脚に入
つてくる大粒子が入口開口部を閉塞するのを防止
する。もし粒子が開口部に入つて来て閉塞を起し
た場合には、閉塞は単純な背圧で除去される。粒
子は十分な粒子捕集容積をもつ低部流動脚に落下
する。耐火物部分の下流の空気流は比較的多く、
例えば炭素鋼のような比較的低級品位の金段材料
を配管に使用できるようにするために触媒温度を
急冷するに十分な量で供給される。

本発明の好ましい態様の詳細な記述 以下図面に従つて本発明を更に詳細に説明す
る。

第１図は触媒再生容器５を示し、触媒再生容器
５は、再生すべき触媒の流動床を保持するため
に、典型的には適当な配列のガス流動用ノズル８
及びベントスタツク６を有する大容器から成る。
この再生容器は更に触媒加熱用の適当なバーナー
１２並びに触媒容器中に導入するための供給導管
２０を備えることができる。これらの要素（又は
付属品）は任意の適用可能なものとすることがで
き、しかも本発明の必須の構成要素ではないの
で、これ以上詳細には記述しない。

容器５中で再生される触媒は、炭化水素クラツ
キングプロセスに使用される、任意の特定の触媒
とすることができる。典型的な触媒は、ゼオライ
ト及びその他のアルミナシリケート担体（固有の
粗い又は多孔性の物理的構造のために高い表面積
を有する）から成る。これらの担体は様々な炭化
水素のクラツキングにおいて触媒として使用され
ている過程で炭素酸化物で閉塞されたり、被覆さ
れたりする。触媒本体が炭素酸化物で閉塞される
と、炭化水素クラツキングプロセスの効率が損わ
れ、新しい触媒と交換しなければならない。

触媒物者は経済的にかなり高価なので、炭化水
素クラツキング反応器から取り出した触媒は再生
するのが一般的である。この触媒は加熱還元雰囲
気に曝して触媒表面に付着している炭化水素残渣
及び酸化物を除去することによつて再生すること
ができる。

従つて、クラツキング反応における炭化水素の
完全処理においては、炭化水素クラツキング反応
器への及び該反応器からの触媒の循環流が使用さ
れている。触媒はクラツキング反応器から再生容
器に流れ、そして再びクラツキング反応器へ戻
る。しかしながら、特定の触媒の流れはいくつか
の独立因子に依存して調節しなければならない。
これらの因子の中には、処理される炭化水素の品
質、所望の最終生成物、使用する特定の触媒及び
触媒を活性状態に戻すために必要な再生時間など
が含まれる。

触媒が直ちに必要でない場合や炭化水素反応器
において使用される状態にある場合に、触媒の流
れおよび触媒の能力を保つために、触媒輸送系内
に使用されるゲート弁及び触媒貯槽によつて触媒
は制御され、貯蔵される。第１図に示した流動床
再生容器５は、再生される触媒を貯蔵するのにも
適しているし、また多量の触媒を一度に再生する
のに必要な環境を与えるのにも適している。

再生容器５中での触媒の再生には約14.06Kg／
cm²（200psi）下の加圧条件及び約427〜760℃
（800〜1400〓）の高温状態が必要である。かかる
状態に保持された触媒は、触媒の取り出し及び貯
槽又は炭化水素反応器への移送の問題を提起す
る。この触媒は、一般に硬い粒子であるために、
そして再生容器及びそれに連通した任意の装置の
高温高圧条件のために、触媒と接触する装置を浸
食する。従つて、このような条件に耐える輸送設
備を備えることが必要であり、更に再生容器の硫
動床の加圧状態を保持しかつ再生された触媒の流
れを制御することが必要である。

本発明においては、第１図に示したように、排
出導管９は再生容器５の低部に接続され、再生触
媒を触媒の重力流によつて取り出すことができ
る。この排出導管９の容器からの取出位置には特
に限定はなく、再生容器の流動床７上部レベルよ
り実質的に下であればよい。

一対のゲート弁１１は排出導管９に設けられ、
容器５を輸送系の下流部分から遮断することがで
きる。排出導管は再生容器から出発して下向きに
傾斜し、導管末端部１３に至る。流動用ノズル１
５は末端部１３に位置し、排出導管の低部部分に
おけるその流体の流れは上向きである。排出導管
の上記低部部分は普通には垂直面にある。なお、
第１図において３３は流動化空気源を示す。

垂直方向を向いて配置されたキヤリヤー管１７
は流動用ノズル１５の流路の直上の接続部１６で
排出導管９と交叉接合する。キヤリヤー管は、触
媒の流速を制御しかつ系の圧力条件を制御できる
よう、特に実質上垂直な系統又は長さをもつよう
設計される。キヤリヤー管１７は現場流延耐火ラ
イニング１９を備え、このライニングによつてキ
ヤリヤー管内腔１８の有効内径が可成り減少す
る。これらの特長、即ち内腔の減径及び実質的な
垂直長によつてキヤリヤー管１７が再生触媒の流
れを制御することができるようになり、かつ、再
生容器内に加圧状態を保持するのに利用される圧
力損失をもつようになる。キヤリヤー管頭２１は
キヤリヤーノズル２２を備え、補助的な流動用空
気を供給する。更にキヤリヤー管は上向きの触媒
の流れと共に垂直に配置されており、重量物質お
よび破壊屑（debris）は重力によつて上昇触媒流
から分離されやすいのでこれらの物質によつてラ
インが詰ることはない。前記空気流は輸送系に沿
つて粒状触媒を流動化し運搬する、ノズル１５か
らの空気流を補助する。

キヤリヤー管１７の末端はエルボ接手２３であ
り、この接手はキヤリヤー管の流路を直角に変え
るよう設計されている。この流路変更は大きな圧
力除下を生じ、より角度のない流路変更に比較し
て浸食を受けにくくなる。輸送系又は搬送系は更
に最小長の触媒導管２５を有する。触媒導管２５
は覗き窓２６を備え、ラインの状態を目視で監視
できるようになつている。この導管の末端はスペ
ント触媒ホツパー２７（図には具体的に示してい
ないが、本発明の一部を構成するものではない。）
である。

第２図には排出導管９と再生容器５の詳細を示
した。排出導管９は、好ましくは、約15.2cm（６
インチ）径配管で再生容器から水平面に対して
45゜の角度で下向きに配置されているのが好まし
い。導管９はその外表面上部長部分に断熱材１０
を備え、２個のゲート弁１１が垂直キヤリヤー管
１７の接合部１６上の排出導管のフローラインに
設けられている。これらの弁は内部にステライト
硬質表面処理を施した６インチゲート弁とするこ
とができる。排出導管の末端はキヤリヤー管接合
部より実質上下に位置する縮小首部１４で終る。
流動用ノズル１５は排出導管の終端部に位置す
る。このノズルは、キヤリヤー管の下端又は接合
部に向けて垂直方向にガス流を供給する。従つ
て、キヤリヤー接合部１６から排出導管端部１３
に至る導管の部分は一般には垂直な、駄管部分で
あることが必要である。

ノズル１５から流動化ガスは、排出導管におい
て重力で供給された触媒を捕集し、触媒を流動丈
態でキヤリヤー配管１７を通して上方に搬送す
る。

第３図に、キヤリヤー管１７を、排出導管９と
接合された接続部１６及びスペント触媒ホツパー
２７への触媒導管２５と共に示す。キヤリヤー管
１７は、好ましくは３インチ管で、排出導管９の
場合と違つて外部断熱を施されていない。キヤリ
ヤー管は現場流延の耐火物材料でライニングされ
ている。この耐火物は、流延及び硬化前に、可塑
化状態で耐火物中に組み入れられた短長の金属ワ
イヤー繊維で補強されている。この耐火物ライニ
ング１９は、キヤリヤー管内腔１８の径を約0.95
cm（0.375インチ）減ずる。キヤリヤー管の部分
は、ボルト締めの外部フランジ部材３１によつて
接続される。

キヤリヤー管頭２１はキヤリヤー管の上端に位
置する。この管頭は再生された粒状触媒を流動化
し、搬送するための補助空気供給手段を含む。空
気又はキヤリヤーノズル２２によつて供給され
る。このキヤリヤー空気は、炭素鋼で十分な温度
まで熱触媒を冷却するのに十分な量とする。この
ノズルは径を増大させたキヤリヤー管の内部に端
を発する。キヤリヤー管の内径を大きくすること
によつて最小の摩擦抵抗で触媒を迅速に搬送す
る。圧力保持の作用は、縮小径と垂直長をもつキ
ヤリヤー管の低部部分によつて達成されるので、
内径を制限した状態をこの部分まで保持する必要
はない。

キヤリヤー管頭は、全体としてＴ字型の直角エ
ルボ接手２３及び管キヤツプ２８から成る検査手
段（access means）と接続される。このキヤツ
プはキヤリヤー管及びその耐火物ライニングの保
守を可能にする。このエルボ接手は典型的なデザ
インの覗き窓を有する触媒導管２５からなるライ
ニングのない配管に接続される。触媒導管２５の
末端はスペント触媒ホツパー２７であり、このス
ペント触媒ホツパー２７は再生した触媒を保持す
る容器から成る。この触媒は、必要の都度、ホツ
パー２７から抜き出して、本発明の搬送システム
と一緒に利用される炭化水素クラツキング反応器
を満たすのに使用することができる。

第４図に示すように、キヤリヤー管１７の管頭
の末端は管スタブ３２であり、このスタブは搬送
系の下流部をキヤリヤー管に接続する手段とな
る。スタブ３２は耐火物ライニングされておら
ず、系の耐火物ライニング部分の端部である。図
示したように、耐火材料は、それぞれ主垂直長部
分及びキヤリヤーノズル部分のキヤリヤー管内腔
の凝似体であるスタイロフオーム（styrofoam）
又はプラスチツクの型２９，３０の助けを借りて
現場流延することができる。

上述の如く、本発明は、縮小径で、耐火物ライ
ニングのキヤリヤー管を垂直流路で利用して触媒
の流れ及び加圧状態を制御する。このことは、か
かる制御に様々な弁を利用した従来装置と対照的
である。本発明のゲート弁１１はかかる因子を制
御するのには必要でなく、系の完全な停止、保守
および緊急事態のために系に組み入れたものであ
る。浸食問題、特に弁の浸食問題は、単純な構成
の耐浸食用補強耐火物ライニングを、しかも流れ
制限要素として利用する本発明システムによつて
回避される。

耐火物材料は、典型的には、アルミナ含量45〜
95重量％および水含量10.3〜10.8重量％の水硬性
グレード耐火物である。この耐火物材料は約15.5
〜32.2℃（60〜90〓）の温度で流延することがで
きる。硬化及び乾燥後の耐火物の冷圧潰強度は約
351.5〜703Kg／cm²（5000〜10000psi）でなければ
ならない。

流延前の耐火物の混合過程で耐火物中に添加す
る金属ワイヤー繊維は、予想される触媒搬送系の
条件によつて、例えば、18／８クロム−ニツケル
合金、25／20クロム−ニツケル合金、25／12クロ
ム−ニツケル合金、26クロム合金及び炭素鋼の群
から選定する。この金属ワイヤー繊維は、耐火物
中に、耐火物立方センチメートル当り約0.08〜
0.16グラム（立方フート当り５〜10ポンド）の量
で添加される。金属繊維は約0.025〜0.041cm
（0.010〜0.016インチ）径で約0.19〜2.54cm（0.075
〜1.0インチ）長のサイズとされる。本発明に使
用するのに適当な金属繊維補強耐火物材料の更に
詳細な開示に代えて米国特許第3429049号を引用
する。

キヤリヤー管１７は所望長の3″フランジ付配管
を一つの連続長配管に組立てることによつて構成
する。次いで管頭をキヤリヤー管の下流端上に熔
接する。スタイロフオーム又はプラスチツクの型
２９，３０を管の内腔１８内に配置する。長さの
大きい配管の縮小内腔用の型３０は内腔のセンタ
ー内に軸方向に配置する。キヤリヤーガス流動用
ノズル２２用の型２９は該ノズル用のキヤリヤー
管頭２１孔内に取付け、更にキヤリヤー管の下流
端の軸方向の内腔を規定するように配置する。こ
れらの型はキヤリヤー管内腔の大部分又は上流部
分を規定する型３０に対して型２９がキヤリヤー
管用の拡大内腔を与えるように選定する。

次いで金属ワイヤー繊維を適当な耐火材料と混
合し、この耐火材料を、スタイロフオーム又はプ
ラスチツクの型２９，３０の配置を変えないよう
に、キヤリヤー管及びキヤリヤー管頭の内腔部に
充填する。耐火材料のセツテイング後、型を型の
頭部破壊を含む任意の実用的方法によつて除去す
ることができる。次にキヤリヤー管は、現場流延
耐火物の粗表面部分をサンダー仕上又はやすり仕
上することによつて仕上げる。

以上、本発明をその特定の態様について詳細に
説明して来たが、字義的解釈ではなく、本発明の
幅に対応した仕方で解釈されるべき特許請求の範
囲によつて規定される本発明の範囲を逸脱するこ
となく、様々な変形や改変が当業者によつてなさ
れ得ることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用する触媒搬送システムの
概略説明図である。第２図は第１図のシステムの
排出導管及びゲート弁を示す部分断面図である。
第３図は第１図のシステムの垂直耐火物ライニン
グ管を示す部分断面図である。第４図は第３図の
管の上部部分の部分断面図である。 ５……触媒再生容器、７……流動床、９……排
出導管、１１……ゲート弁、１３……導管末端
部、１５……流動用ノズル、１７……キヤリヤー
管、１９……耐火ライニング、２１……キヤリヤ
ー管頭、２３……エルボ接手、２５……触媒導
管、２７……スペント触媒ホツパー、２９，３０
……型。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 再生容器、 (b) スペント触媒ホツパー、 (c) 再生容器からスペント触媒ホツパーへ触媒を
   輸送する輸送手段、 (d) 再生容器から触媒を下方に取り出す排出導
   管、 (e) 排出導管を閉じるために排出導管に設けた弁
   手段、 (f) 触媒物質を輸送手段を通して搬送するために
   排出導管に接続した流動化手段、 (g) 前記再生容器からホツパーに触媒を輸送する
   前記触媒輸送手段に前記排出導管からの触媒を
   搬送するための垂直方向を向いたキヤリヤー
   管、並びに (h) キヤリヤー管の内径を縮小して再生容器内の
   圧力を許容値に保持する圧力制限帯域を与える
   ようなキヤリヤー管内に設けたライニングから
   成ることを特徴とする炭化水素クラツキング触
   媒再生装置。 ２ 前記キヤリヤー管の上端部がキヤリヤーガス
   をキヤリヤー管中に注入するためのノズルを含む
   特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ ライニングしたキヤリヤー管の内径をその上
   端部で増大せしめてキヤリヤー管からスペント接
   触ホツパーへの触媒及びキヤリヤーガスの輸送を
   容易にした特許請求の範囲第１項記載の装置。 ４ キヤリヤー管の上端が断面Ｔのエルボ接手及
   び検査用キヤツプで終り、キヤリヤー管内腔への
   入口を与えると共に触媒輸送システムに直角曲路
   を与えるようにした特許請求の範囲第１項記載の
   装置。 ５ キヤリヤー管の耐火ライニングが現場流延に
   よるものである特許請求範囲第１項記載の装置。 ６ 現場流延耐火ライニングが45〜95重量％の範
   囲のアルミナ含量の水硬性耐火材料から成る特許
   請求の範囲第５項記載の装置。 ７ 縮小径をもつ耐火ライニング配管から成る、
   再生用容器の排出導管と、再生用容器からスペン
   ト触媒ホツパーへ触媒を輸送する輸送手段とを接
   続するのに適したキヤリヤー管を備えた特許請求
   の範囲第１項記載の装置。 ８ 耐火ライニングが耐高温及び耐浸食性現場流
   延耐火物から成る特許請求の範囲第７項記載の装
   置。 ９ 耐火物が金属ワイヤー繊維強化材を含む特許
   請求の範囲第８項記載の装置。 １０ 前記金属ワイヤー繊維が直径約0.025〜
   0.041cm（0.010〜0.016インチ）及び長さ約0.19〜
   2.54cm（0.075〜1.0インチ）の範囲から選定され
   たもので耐火物１立方センチメートル当り約0.08
   〜0.16グラム（１立方フート当り５〜10ポンド）
   の量で含まれる特許請求の範囲第９項記載の装
   置。 １１ 前記金属ワイヤー繊維が18／８クロム−ニ
   ツケル、25／20クロム−ニツケル、25／12クロム
   −ニツケル、26クロムおよび炭素鋼から成る金属
   より選定されたものである特許請求の範囲第９項
   記載の装置。 １２ キヤリヤー管の吐出端が、触媒物質を下流
   の輸送手段に搬送するために、キヤリヤー管の制
   限部分の下流のガス圧を十分な値に保持する流動
   ノズルを含む特許請求の範囲第９項記載の装置。