JPH051836B2 - - Google Patents

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JPH051836B2
JPH051836B2 JP63092638A JP9263888A JPH051836B2 JP H051836 B2 JPH051836 B2 JP H051836B2 JP 63092638 A JP63092638 A JP 63092638A JP 9263888 A JP9263888 A JP 9263888A JP H051836 B2 JPH051836 B2 JP H051836B2
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JP
Japan
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solids
reactor
particulate solids
gas
granular
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JP63092638A
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JPS6462389A (en
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Jei Gaatosaido Robaato
Shii Nooton Richaado
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Stone and Webster Engineering Corp
Original Assignee
Stone and Webster Engineering Corp
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Publication of JPS6462389A publication Critical patent/JPS6462389A/ja
Publication of JPH051836B2 publication Critical patent/JPH051836B2/ja
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/14—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils in pipes or coils with or without auxiliary means, e.g. digesters, soaking drums, expansion means
    • C10G9/18—Apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/08—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles
    • B01J8/12—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with moving particles moved by gravity in a downward flow
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/28—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/28—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid material
    • C10G9/30—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid material according to the "moving bed" method

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は炭化水素原料から有用な炭化水素を製
造することに関し、特に、加熱された固体を用い
ることにより炭化水素原料をクラツキングする方
法及びその装置に関する。
［従来の技術］ 炭化水素原料を製品、例えば燃料、オレフイン
等、に変換する方法は今日では公知である。多く
の進歩した方法により素炭化水素がクラツキング
され、有益な製品にされている。従来の方法に
は、熱分解クラツキング法と接触クラツキング法
とがあり、最近の熱分解クラツキング法と接触ク
ラツキング法とは、いずれも、粒状固体を熱源と
して用い、炭化水素原料のクラツキングを促進す
る製造システムを持つている。
要するに、粒状固体が、その不活性又は接触性
たるを問わず、加熱され、炭化水素原料と共にク
ラツキング域に装入される。この炭化水素原料が
上記クラツキング域でクラツキングされ、上記加
熱された粒状固体が熱を放出し、又炭化水素原料
のタール及びその他の重い成分により汚染され
る。この後、この汚染された固体が再生され、炭
化水素原料のクラツキングに再使用される。再生
処理によりこの汚染物質が固体から燃え去り、そ
の結果必然的に粒状固体の温度が上昇し、炭化水
素原料をクラツキングするのに必要な温度とす
る。
粒状固体を使用するクラツキング方法は、いず
れも、この固体と炭化水素原料とを接触させる為
及びこの方法により作られたクラツキングされた
製造ガスから上記固体を分離する為の送り出し及
び分離手段を必要とする。
最近、ある方法及び装置がStone and
Websterエンジニヤリング会社によつて作られた
が、この方法はクラツキング・リアクターから出
たクラツキングされたガスから粒状固体を効率良
く分離する。米国特許第4433984号等にもこの分
離方法及び装置が記載されており、これによれ
ば、粒状固体とクラツキングされたガスとの分離
に於ける接触時間を最低にする一方、クラツキン
グ反応を終わらせる為に必要とするレベルにまで
分離を行なうことが出来る。
同様に、Stone and Websterは粒状固体を流
動床炉の如き装置に送り出す為の方法及び装置を
開発した。この装置は機械的作動部分を無くし、
このことにより、この送り出しシステムの機能及
び信頼性が高められた。この方法及び装置が米国
特許第4459071号に記載されている。要するに、
このシステムは差圧を調整することにより、ある
位置への固体の流れを促進したり遮つたりしてい
る。
更に、Stone and Websterは炭化水素原料を
高温の粒状固体の移動通路に吹込み、炭化水素原
料のクラツキングを完全且つ迅速に行なう方法及
び装置を開発した。米国特許第4338187号等に炭
化水素原料及び高温の粒状固体の供給システムが
記載されており、このシステムにより上記原料と
固体の迅速混合とこれに伴う好ましい速度のクラ
ツキングとを達成した。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明の目的の１つは、炭化水素原料の完全且
つ迅速なクラツキングを行ない、次いでクラツキ
ングされたガスを粒状固体から迅速に分離するこ
との出来る方法及び装置を提供することである。
本発明の次の目的は、粒状固体からクラツキン
グ生成物を迅速に分離し、且つ急速冷却により上
記クラツキング生成物の中での反応を終わらせる
方法及び装置を提供することである。
本発明の更に次の目的は、クラツキング・リア
クターの如き作用部位に粒状固体を制御された状
態で且つ信頼性をもつて送り出すことの出来る方
法及び装置を提供することである。
本発明の更に次の目的は、粒状固体を効率良く
再生する方法及び装置を提供することである。
本発明の別の目的は、再生された粒状固体から
管路ガスを実質的に完全に分離することの出来る
方法及び装置を準備することである。
次のことも本発明の目的の１つである、即ち、
再生された粒状固体によつてもたらされた高温の
炭化水素原料をクラツキングすることが出来、次
に粒状固体をクラツキング生成物から分離するこ
とが出来；又クラツキング・リアクターの熱源と
して再使用する為上記固体を再生する、方法及び
装置を提供することである。
［課題を解決するための手段］ 従がつて、本発明の提供する装置は、リアクタ
ー・システムと、再生集合装置と、及び固体送り
出し集合装置と、を含んでいる。このリアクタ
ー・システムが、実質的に方形の混合域と；上記
混合域を分離手段に接続する管状の反応容器と；
粒状固体からクラツキング生成物を迅速に分離す
る分離手段と；上記分離手段の直ぐ下流のクラツ
キング生成物急冷装置と；及び、最終分離手段
と、を含んでいる。
この方法は、高温の粒状固体のカーテンを相互
に離れて設置された実質的に方形の入口を介し
て、リアクターの混合域に、制御された割合い
で、送り出すことと、これと同時に炭化水素原料
を上記固体のカーテンと接触させることと、によ
り進められる。リアクターの中での短い滞留時間
の後、このクラツキングされた生成物が高温の固
体から分離され、急冷され、次に、製品回収の為
の一般的回収装置に送られる。
リアクターから排出された粒状固体は、この固
体がリアクターに入つたときの温度より低い温度
になつており、又、炭化水素からのタールやコー
クス等の汚染物質によつて汚されている。先ずこ
の粒状固体から不純物の大部分が取り除かれ、次
に随伴ベツトヒーターの中で、燃料及び空気を固
体のコークス状不純物と共に燃焼させることによ
つて、この固体が加熱される。
随伴ベツドヒーターの中で発生した燃焼ガスと
再生された固体とが、再生固体分離容器に向つて
上向きに移動し、ここで、燃焼ガスが再生された
固体から分離され、廃ガスとして排出される。
この再生された粒状固体が、スタンドパイプの
上のスランプベツドに集められ、このパイプがリ
アクターホツパーで終わり、このホツパーがリア
クターへの方形の固体入口と直接接続している。
［実施例］ 本発明の方法及び装置は色々なクラツキング条
件の下で適用され、この場合用いられる固体は不
活性又は接触性いずれの固体であつても良い。し
かしここでは、炭化水素原料からオレフインを製
造する為の接触クラツキング法に就いて本発明の
方法及び装置を説明する。
第１図に示す如く、システム２は実質的にリア
クター・システム４と固体再生集合装置８と及び
固体送り出しシステム１０とから成つている。
第２図に示す如く、リアクター・システム４は
収束混合部１１と細長い反応部１２と上記細長い
反応部１２の下流の拡散部１３と及び急冷システ
ム７（第７図に示す）とを含んでいる。混合部１
１はプラグ部１４をもつて形成されており、これ
が図に断面で示されており、アーチ形の下部面１
５を持つている。水平に配置された板１７がプラ
グ部１４と間隔を持つてその上に設けられ、混合
部１１の内部に繋がる固体入口通路１９を形成し
ている。固体入口通路１９は、断面で言つて、直
角の曲がり角を経て方形の開口２５で終わる形状
をしており、ここを通つて粒状固体が、第３図に
示す如く、固体のカーテン２６の形で混合部１１
に入る。この方形の開口２５は各炭化水素原料入
口の真上にある。ベンチユリー形の通路３が固体
入口通路１９から炭化水素原料入口２８に向つて
伸びている。
第５図及び第６図に示す如く、蒸気プリナム２
１が水平開口２５の各縦端面に沿つて設けられ、
前加速ガス（蒸気）を、ノズル２９を介して、水
平開口を通過する固体２６のカーテンの中に送り
込む。ガス供給配管２７が設けられ、ガス、一般
的に蒸気又は炭化水素、を圧力の下でノズル２９
に送り出す。ノズル２９は水平に対して下向きに
45°の角度で設けられる。前加速ガスがリアクタ
ーの中の圧力より３から5pri高い圧力でプリナム
２１に送り込まれ、又ノズル２９から、同じ相対
圧力で、速度150フイート／秒で、噴出される。
この前加速ガスが水平開口２５を通る固体の流れ
を、ノミナル速度で、３から６フイート／秒から
約50フイート／秒に加速し、固体と前加速ガスと
を混合する。
炭化水素原料入口２８がリアクターの壁２２に
位置し、固体カーテン２６に対し直角か又は上向
きに30°の角度で設けられる。炭化水素原料は配
管２４を経てマニホールド２３に送り込まれる。
原料入口ノズル２８に炭化水素がマニホールド２
３から供給される。第２図に示す如く、この２つ
の原料入口ノズル２８は同一水平面で互いに直径
的に向き合つている。リアクターの混合域１１は
第４図に示す如く、方形だが、その形状が細長い
反応部１２の管状のリアクターに変化して行く。
ノズル２８を経て混合域１１に入つた供給原料
が直ちに固体カーテン２６に衝突し、原料と粒状
固体との所望の混合が行われる。ノズル２８が向
き合つてセツトされているので、この向合つた原
料ジエツトと固体カーテン２６に伴われた固体と
がプラグ部１４のアーチ形１５によつて方向付け
られ、混合域１１の略垂直中心線上で互い衝突す
る。ガス−液体混合相の炭化水素がノズル２８か
ら供給されるときは、ノズル２８が、固体カーテ
ン２６に対して直角即ち90°の角度をなしており、
炭化水素がガスのみのときは、ノズル２８が固体
カーテンに対して上向きに30°の角度をなす如く
に向けられる。水平入口１９を経て反応システム
の混合域１１に入る固体の量が、反応システムの
混合域１１と、水平入口１９の直ぐ上の固体制御
ホツパー３１の中の固体リザーバー１８の上の室
２１と、の間の差圧によつて大部分は制御され
る。圧力測定管３３及び３５が、それぞれ、反応
システムの混合域１１と制御ホツパー室２１との
中に設けられ、差圧を測定する。加圧されたガス
（蒸気）が配管３０を経て制御ホツパー室２１に
送り込まれ、反応システムの混合域１１と制御ホ
ツパー室２１との間の差圧を調節し、固体制御ホ
ツパー３１から反応システムの混合域１１への固
体の流れを促進又は中断する。固体の流量を調節
する方法の詳細に就いては、米国特許第4459071
及び4453865号に記載されている。
炭化水素の原料が反応システムの混合域１１に
入るときの温度は200から1100〓で、これがクラ
ツキング温度1000から1500〓に上げられる。クラ
ツキングは混合域１１及び細長いクラツキング域
１２で進められる。次に、複合したクラツキング
生成物と随伴粒状固体とが分離器６に排出され
る。炭化水素が反応システムへ入り、反応システ
ムの分離器６に入るまでの滞留時間は0.05％秒で
ある。この時間は接触体と炭化水素との密着時間
を現わしている。
第２図に示す如く、分離器６は混合相の入口３
２と、水平室部３４と、複数のクラツキング・ガ
スの出口３６と、及び粒状固体の出口３８とから
成つている。この分離器６は米国特許第4433984
号に記載されている固体−ガス分離器の改良型な
ので、その要点のみを参考に説明する。直径
（Di、Dog、Dos）、室の高さ（Ｈ）、及びその長
さ(L)の相対寸法に関する基本的考え方は上記特許
と同じである。但し、分離器６が反応システムの
細長いクラツキング域１２及び拡散部１３と組み
合わされて設けられている。この反応システムの
拡散部１３が分離器の混合相の入口３２で終わ
り、この入口が水平部３４の頂部の中央に設けら
れている。この分離器６を含む複合反応システム
がこのような形状をしている結果、水平部３４の
床４０の上に出来る固体のベツト４２の断面形状
が符号４３の如く円弧曲線状となり、この上を混
合相のガス及び固体が移動する。拡散部１３に於
ける固体とクラツキングされたガスの膨脹によ
り、熱移動が行われ、分離器６に入る固体−ガス
の混合体の速度が制限される。
固体が水平部３４の側端部に送られ、固体の出
口３８を経て下に排出される。クラツキングされ
たガスは180°進路を変え、固体と分離された後、
ガスの出口３６から排出される。この出口は側端
部４６の中間で水平部３４の頂部に設けられてい
る。複数の固体の出口３８とガスの出口３６は分
離域に於ける分離を最短時間で行なうと同時に固
体−ガスを最大限に分離する。
この分離システムは又各ガス出口の直ぐ下流に
第７図に示す如き一般的なサイクロン分離器５０
を含んでいる。各サイクロン分離器５０への入口
配管５４がガス出口３６に対し90°の角度で設け
られ、サイクロン分離器５０がシステムの中に垂
直に配置される。このサイクロン分離器５０は残
つている随伴粒状固体を、分離器６から集める働
きをする。浸漬脚配管４９が粒状固体を再生集合
装置８に戻し、クラツキングされたガスがガス出
口５１を経て次の工程に送られる。
作業的には、分離器６はガス固体混合体から95
から99％の固体を分離するが、この混合体のダス
ト含有量はガス立方フイート当り0.2から0.3ポン
ドの固体であり、その平均粒度は90ミクロンであ
る。
クラツキングガス出口３６からサイクロン５０
に延びる各サイクロン入口管５４に直接急冷管５
２が繋げられている。下流の蒸溜塔より一般的に
100から400〓低い急冷油が直接急冷管５２を経て
サイクロンに入れられ、クラツキングガスの反応
を終わらせる。クラツキングガス１ポンド当り、
0.1から0.3ガロンの急冷油がサイロン５０の上流
に入れられる。
作業の結果、クラツキング時間、即ち、有効動
的滞留時間（effective kinetic residence time）
は、反応システムへの原料装入からサイクロン５
０の中でのクラツキングガス反応の終了までの経
過時間であることが分かつた。この有効動的滞留
時間は、炭化水素と接触体とが密接に接触してい
る時間と、分離から急冷までの時間と、を含んで
いる。この有効動的滞留時間は0.1から0.6秒であ
る。
第９図に示す如く、再生集合装置８はストリツ
パー５３、制御ホツパー５５、随伴ベツドヒータ
ー５８、リフト配管５７、及び再生固体容器６０
から成り立つている。
ストリツパー５３は管状の容器で、分離器６か
らの粒状固体が、分離器の固体出口３８及びサイ
クロンの浸漬脚４９から延びる固体出口脚を経て
送り込まれる。第９図に示すリング６２はノズル
６４を持ち、ストリツパー５３の底部に設けられ
る。ストリツピングガス、主に蒸気、がリング６
２に送り込まれ、ノズル６４から吹き出される。
この蒸気が粒状固体の中を通つて上に抜け、粒状
固体の表面から不純物を取り除く。温度200から
500〓及び圧力20から200psiの蒸気1.0から3.0ポン
ドが、粒状固体0.5トン当り、ストリツパーに送
り込まれる。ストリツピング蒸気及び不純物がス
トリツパー５３の中の粒状固体を経て上に逃げ、
排出管（図示無し）を経てクラツキングガス配管
に送られる。
ストリツプされた固体が制御ホツパー５５に溜
められ、必要に応じて随伴ベツドヒーター５８に
送り出される。制御ホツパー５５は１種の収集容
器で、固体がスタンドパイプ６６を経て入り、又
ここから出口７３が延び、固体を随伴ベツドヒー
ター５８に送り出す。制御ホツパー５５とスタン
ドパイプ６６との集合体が、米国特許第4459071
及び4453865号に記載されている如く、固体のス
ランプベツド輸送システムの為に設けられる。制
御ホツパー５５のスランプベツドの表面６８と出
口配管７３の出口７０との間に維持される差圧に
より、制御ホツパー５５と随伴ベツドヒーター５
８との間の固体の流量が決定される。配管７２に
より、加圧された蒸気を制御ホツパー５５に選択
的に流し、差圧を調節する。試料採集管６７，６
９が制御ホツパー５５と随伴ベツド加熱機５８と
にそれぞれ設けられ、差圧をモニターし、蒸気配
管７２のバルブ６５を調節する。
随伴ベツドヒーター５８は実質的に管状の形を
している。いくつかに分れた燃料ノズルが随伴ベ
ツドヒーター５８の下部の傾斜面７５に実質的に
対称的に配列される。加圧された空気がノズル７
７を経て随伴ベツドヒーター５８に入るが、この
ノズルにより空気が随伴ベツドヒーター５８の中
を軸的に上向きに差し向けられる。この空気ジエ
ツトにより、固体粒子を上にリフトし、随伴ベツ
ドヒーター５８を経て再生固体容器６０に送る力
と、燃料に必要とする空気と、が与えられる。燃
料が、空気の存在の下で、高温の固体と接触する
ことにより点火される。
リフト配管５７を上昇する燃焼ガス／固体の混
合体が再生固体容器６０にタンジエント方向か
ら、好ましくはリフト配管に直角に入り、燃焼ガ
スを固体から分離する。第１図に示す如く、容器
６０はガス出口ノズル８６の中にデイスチユーブ
８５を持ち、サイクロン動作をさせ、システムの
分離効率を向上させる。
作業中は、固体が随伴ベツドヒーター５８の内
側の縁に沿つて滑り落ち、次に80から150フイー
ト／秒の速度で流れる中央の空気ジエツトにより
拾い上げられる。随伴ベツドヒーター５８本体に
於ける表面速度は８から15フイート／秒である。
減速及び単一の中央ジエツトの使用により、ベツ
ドの膨脹部分での希釈相の回転が生じる。随伴さ
れた固体が側部に落ち、次にジエツトに再たび巻
き込まれる。この速度は、固体がリフト配管を実
質的に上昇し、一方広い範囲で再循環が行われ、
その結果高い固体密度と滞留時間が得られる程度
のもので、作業結果によれば、全通過量に対し10
から15倍の循環が平均して行われている。随伴ベ
ツドヒーター５８の特徴及び利点により、固体の
高い密度を作り出し、接触体即ち固体を損うピー
ク温度を最少とする固体の高い密度を作り出す再
循環システムが得られる。更に、随伴ベツドヒー
ター５８の中での燃焼はガス相の中で行われる。
固体がこのガスの中に浮遊し、従つて燃焼が迅速
に行われ、ガスと燃料が燃焼域の中で均一に混合
される。
随伴ベツドヒーターの中での燃焼反応には、粒
状固体をコーテイングしているコークスが含まれ
る。従つて、原料対空気の比が燃料に対する空気
の過剰率で10％に維持され、粒状固体の全コーク
スが燃焼し、固体の加熱工程に貢献する。この反
応は次の式で表わせられる、即ち、 CHX＋O2→H2O＋CO2。
再生固体容器６０は円筒形の容器で、第２図に
示す如く、スタンドパイプ７１を持つており、こ
れがリアクターホツパー３１に繋がつている。更
に、この再生固体容器６０は、第９図に示す如
く、スランプベツド８１を蓄える為に用いられ、
これに掛かる圧力を調節し、再生粒状固体のリア
クターホツパー３１への送り出しを制御すること
が出来る。
第１，２及び９図に示す上部の固体収集容器６
０は下の部分にストリツプ・リング７９を持つス
トリツプ部も含んでおり、固体送り出しシステム
１０の一部を形成している。リング７９の上で、
固体が流動化され；リング７９の下では固体がス
ランプ積みされ、スタンドパイプ７１に送り出さ
れる。第２図に見られる如く、スタンドパイプ７
１により制御ホツパー３１にスランプベツドが作
られる。固体はスタンドパイプ７１を通つてリア
クターホツパー３１に流れ込み、リアクター４に
既に流れ込んだ固体と置き換わる。ホツパー３１
への入口８２がスランプ積みされた固体によつて
覆われると、固体の流れが止められる。従つて入
口８２の位置によつてホツパー３１の固体のレベ
ルが規定される。ベツド１８の上の室２１内蒸気
空間と混合域１１の間の差圧を介して固体がホツ
パー３１から流れ出るに従い、入口８２の封鎖が
解かれ、追加の固体がホツパー３１に流れ込む。
方形のオリフイス即ち固体入口通路１９からの
固体の流量は“押出し流量”（extrusion flow）
として記載されるものである。前加速ガスによつ
て拾い上げられるまではこの固体は稠密相の中に
ある。リアクター混合部１１への固体の流量を制
御するために0.5から5.0psiの圧力降下が用いられ
る。
本発明の方法は、温度400から1100〓の蒸気等
の前加速ガスを前加速入口を介して、又温度300
から1100〓の例えばLPG、ナフサ、ガスオイル、
又は残油の如き炭化水素原料を供給ノズルを介し
て、リアクター４へ送り出すことによつて進めら
れる。加熱された粒状固体がリアクター４へ方形
のオリフイスを介して温度1200から1700〓で送り
込まれる。炭化水素原料が加熱された粒状固体と
混合し、クラツキング温度1100から1500〓でクラ
ツキングされる。リアクター内の圧力は６から
60psiで、炭化水素原料入口から急冷クラツキン
グガス流出までの滞留時間即ち接触時間は0.1か
ら0.6秒である。加熱された粒状固体が温度1200
から1700〓から1100から1500〓に冷却され、方形
のオリフイス通過から、分離機の固体出口からの
排出まで、0.1から0.6秒を要する。
クラツキングされたガスが直接急冷油によりサ
イクロンの中で1000から1200〓に急冷される。そ
の後、分別のために、追加急速冷却が行われ、ク
ラツキング廃出温度を300から700〓に下げる。
固体表面の不純物がストリツパーの中で温度
1100から1500〓で蒸気によりストリツプ即ち除去
される。次にストリツプされた粒状固体が随伴ベ
ツド加熱器に温度1100から1500〓で送り出され
る。BTU発熱量17000から22000BTU／LBの燃
料と、燃料及びコークス１ポンド当り12から17ポ
ンドの空気とが連続的に随伴ベツド加熱器に供給
され、又粒状固体表面のコークス（炭素）と温度
1200から1700〓及び圧力６から60psiで燃焼され
る。加熱された粒状固体が再生固体容器に温度
1200から1700〓で送られ、ここで燃焼ガスが分離
器及びサイクロンに分離され、廃ガスとして排出
される。この廃ガスはBTU発熱量を持たず、発
生蒸気の予熱に用いられる。
加熱された固体がリアクター４にリアクターホ
ツパー及び方形のオリフイスを経て温度1200から
1500〓で戻される 計画材料バランスは次の如くである。
−ナフサ供給量：２次供給のみ50000lb／hr −希釈蒸気：１次、1600から3000lb／hr ２次、13000lb／hr −固体循環量：850000lb／hr −ナフサ予熱温度：900〓 −希釈蒸気予熱温度：1100〓 −リアクター出口温度：1340〓 −固体入口温度：1590〓 −空気：流量、75000lb／hr 予熱温度（廃ガスによる）、700〓 −所要燃料： 反応による固体上のコークス：250lb／hr （3.9MMBTU／hr） 外部燃料：4670lb／hr （77MMBTU／hr） 実施の結果、粒状固体の損失（消耗）量は、本
発明による場合、循環量の0.005％であつた。
50000lb／hrのナフサからの収率は次の如くで
ある、 生成物 収率（重量％） H2 0.67 CH4 13.05 C2H2 0.39 C2H4 27.47 C2H6 3.52 C3H4 0.51 C3H6 15.01 C3H8 0.49 C4H6 3.82 Ｏ−C4′S 4.58 C5′S 5.08 Benzene 5.09 Toulene 3.98 EB＋Ｘ 3.17 Styrene 1.02 Ｏ−C6 2.05 Ｏ−C7 2.45 Ｏ−C8 1.34 C9−400〓 2.72 LFO 3.05 HFO 0.05 Coke 0.49
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるシステムの全体を示す正
面図、第２図は本発明によるリアクターと、クラ
ツキングされたガスと固体の分離器の拡大断面
図、第３図は第２図の線３−３に沿う断面図、第
４図は第２図の線４−４に沿う平面図、第５図は
第２図の線５−５に沿う断面図、第６図は第５図
に示したリアクターへの固体の入口の部分的斜視
図、第７図は第２図の線７−７に沿う断面図、第
８図は第１図の線８−８に沿う断面図、第９図は
固体再生集合装置の模式図的正面図、である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 下記の工程(a)、(b)、(c)、(d)からなる、高温の
    粒状固体による炭化水素のクラツキング方法： (a) 高温の粒状固体のカーテンを、リアクターの
    入り口の上の中央に配置されたアーチ形の部材
    の上の開口部を経て、クラツキングリアクター
    に向かつて下方に送ること、 (b) 炭化水素原料を、高温の上記粒状固体のカー
    テンに向かつて、リアクターの壁の方向から、
    上記高温の粒状固体のカーテンに対してある角
    度をもつて送りだし、上記粒状固体と上記原料
    の複合体を、中央に配置されたアーチ形の部材
    に差し向けること、 (c) 炭化水素原料を、クラツキングしてガスとす
    ること、 (d) 高温の上記粒状固体から、クラツキングされ
    たガスを分離すること。 ２ さらに、同一平面上で互いに向き合つて配置
    された入り口ノズルを介して炭化水素原料をリア
    クターに送る工程を含む、請求項１に記載の方
    法。 ３ さらに、高温の粒状固体のカーテンの流れを
    加速するため、加速したガスを固体のカーテンに
    送り込む工程を含む、請求項１に記載の方法。 ４ さらに、高温の粒状固体を、最初はリアクタ
    ーの中心線の法線の方向に向き、次いで直角に曲
    がつた後、リアクターの中心線と平行な開口部と
    合体して終わるように配置された複数のオリフイ
    スを含む１つの通路を介してリアクターに送り込
    む工程を含む、請求項１に記載の方法。 ５ さらに、クラツキングされたガスを粒状固体
    から分離する工程；および、クラツキングされた
    ガスをサイクロン分離器に通し、約0.6秒以内に
    サイクロンの上流で直接急冷油を噴射し、クラツ
    キングされたガス内部のクラツキング反応を終了
    させる工程を含む、請求項４に記載の方法。 ６ さらに、単一の入り口を介して、クラツキン
    グされたガスおよび粒状固体を分離器に送り、分
    離器中でクラツキングされたガスおよび粒状固体
    を分離する工程；およびクラツキングされたガス
    を複数のクラツキングガス出口を介して上向きに
    排出し、一方、粒状固体を複数の粒状固体出口を
    介して下向きに排出する工程を含む、請求項４に
    記載の方法。 ７ 反応条件が約0.1秒から0.6秒の動的滞留時間
    を含み、上記動的滞留時間がリアクターへの炭化
    水素原料の導入から、サイクロン分離器の中のク
    ラツキングされたガスの反応が終了するまでの経
    過時間である、請求項６に記載の方法。 ８ 炭化水素原料が、ガス−液体相の中にあり、
    また、粒状固体のカーテンに対して、直角に送り
    込まれる、請求項１に記載の方法。 ９ 炭化水素原料が、ガス相の中にあり、また上
    記固体のカーテンに対し、30°の上向き角度で送
    り込まれる、請求項１に記載の方法。 １０ 下記の(a)、(b)、(c)、(d)からなるクラツキン
    グリアクター： (a) 粒状固体をリアクターに送り込むためにリア
    クターの中心線から距離を隔てて設置されたオ
    リフイス、 (b) 同一の平面においてリアクター側壁内に設置
    された、少なくとも２個の炭化水素供給入り口
    ノズル、 (c) その底部が、炭化水素供給ノズルの上方にあ
    り、粒状固体が、迂回してリアクターに流れ込
    むようにリアクターの中心に設置されたプラグ
    部材、および、 (d) 粒状固体が通過する複数のオリフイスと炭化
    水素供給入り口の間のベンチユリー形部分。 １１ リアクターの中心線から距離を隔てて設置
    されたオリフイスが、水平に位置する溝とその下
    方の垂直な溝とで構成され；前記垂直な溝の端部
    の方形の開口と水平面に位置する炭化水素供給ノ
    ズルとが、同一の垂直上であつて、かつ供給ノズ
    ルが、方形の開口よりも下方に位置するように配
    列される請求項１０に記載のクラツキングリアク
    ター。 １２ さらに、方形の開口の縁に置かれる、粒状
    固体をリアクターに導入するための蒸気ノズルを
    含む請求項１０に記載のクラツキングリアクタ
    ー。 １３ 方形の混合部と、細長い管状反応部と前記
    細長い管状反応部の直後の拡散形状部とを含む請
    求項１０に記載のクラツキングリアクター。 １４ さらに、前記拡散形状部に繋がり、中央に
    配置されたガス−粒状固体入り口を持つ分離器を
    含む請求項１３に記載のクラツキングリアクタ
    ー。 １５ さらに、内部に粒状固体のスランプベツド
    が蓄えられ、リアクターの中心線から距離を隔て
    て設置されたオリフイスの水平溝に直接繋がつて
    いる、リアクター上方のリアクター・ホツパーを
    含む請求項１０に記載のクラツキングリアクタ
    ー。 １６ 下記の(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)、(g)、(h)
    、
    (i)からなる粒状固体再生装置： (a) 炭素の外皮を被つた粒状固体から残存炭化水
    素を分離するための手段； (b) 炭素の外皮を被つた粒状固体のベツドを支持
    するための制御ホツパー； (c) 炭素の外皮を被つた粒状固体を前記分離手段
    から前記制御ホツパーに移送するためのスタン
    ドパイプ； (d) 随伴ベツドヒーターの底部の上方にある平面
    に位置する燃料入り口ノズルの配列体と、随伴
    ベツドヒーターの底部にある単一の中央空気入
    り口ノズル手段とを有し、随伴ベツドヒーター
    の底部が、垂直な側面を備え、この垂直な側面
    は下方に至つて中央空気入り口ノズル手段と合
    体する、内側に傾斜した面を持つ、前記制御ホ
    ツパーと作動的に接続される随伴ベツドヒータ
    ー； (e) 前記炭素の外皮を被つた粒状固体を、制御ホ
    ツパーから、随伴ベツドヒーターの前記の内側
    に傾斜した面の上方にある随伴ベツドヒーター
    の一点に移送するための手段； (f) 前記随伴ベツドヒーターの上方にある再生粒
    状固体の容器； (g) 粒状固体を前記随伴ベツドヒーターの上部か
    ら再生粒状固体の容器まで持ち上げるための手
    段； (h) 前記再生粒状固体の容器と作動的に接続され
    た、粒状固体を収容するための底部を有するリ
    アクター制御ホツパー；および、 (i) 前記リアクター制御ホツパーの底部上方の圧
    力を制御する手段。 １７ 前記制御ホツパーが、さらに、圧力と粒状
    固体の流れを制御するために、高圧蒸気を前記制
    御ホツパーに選択的に導入する手段を含む請求項
    １６に記載の装置。 １８ 前記随伴ベツドヒーターが、実質的に管で
    ある請求項１６に記載の装置。 １９ 前記炭素の外皮を被つた粒状固体を、制御
    ホツパーから、随伴ベツドヒーターに移送するた
    めの手段が、第２のスタンドパイプを含む請求項
    １６に記載の装置。 ２０ 前記再生粒状固体の容器が、さらに、１つ
    のガス出口手段を含む請求項１６に記載の装置。 ２１ 前記ガス出口手段が、下記の(a)、(b)、(c)を
    含む請求項２０に記載の装置： (a) 前記再生粒状固体の容器の頂部にある粒状固
    体排出手段； (b) 前記排出手段と作動的に接続されたガス送出
    管；および、 (c) 前記再生粒状固体の容器に向かつて伸びる少
    なくとも１つの浸漬脚を有し、前記ガス送出管
    と作動的に接続された少なくとも１つの分離
    器。 ２２ 前記分離器がサイクロン分離器を含む請求
    項２１に記載の装置。 ２３ 前記再生粒状固体の容器が、さらに、前記
    容器の下方に位置する分離手段を含む、請求項１
    ６に記載の装置。 ２４ 前記分離手段が、ストリツプリングである
    請求項２３に記載の装置。 ２５ 前記スタンドパイプが、前記制御ホツパー
    中で、炭素の外皮を被つた粒状固体のレベルを維
    持するように位置を占める、請求項１６に記載の
    装置。 ２６ 前記持ち上げ手段が、前記再生粒状固体の
    容器内へ接線方向に粒状固体を噴射する、請求項
    １６に記載の装置。 ２７ 前記リアクター制御ホツパーが、外気と接
    触しない、スタンドパイプにより前記再生粒状固
    体の容器と作動的に接続された請求項１６に記載
    の装置。 ２８ 下記の(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)からなるガ
    スから粒状固体を分離するための分離装置： (a) 分離室； (b) 前記分離室の頂部の中央に配置された、単一
    の、粒状固体−ガス混合相の入り口； (c) 前記分離室の頂部の中央に配置された前記入
    り口と連通する、長い、粒状固体−ガス混合相
    の入り口部； (d) 前記長い入り口部の拡散形状部； (e) 前記分離室内の中間的な位置から上方に伸び
    る複数のガス出口；および、 (f) 前記分離室の両端から下方に伸びる複数の粒
    状固体の出口。
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