JPH055875B2 - - Google Patents

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JPH055875B2
JPH055875B2 JP1493389A JP1493389A JPH055875B2 JP H055875 B2 JPH055875 B2 JP H055875B2 JP 1493389 A JP1493389 A JP 1493389A JP 1493389 A JP1493389 A JP 1493389A JP H055875 B2 JPH055875 B2 JP H055875B2
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JP
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solids
catalyst
gas
reactor
separator
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JP1493389A
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JPH02103285A (ja
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Jei Gaatosaido Robaato
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Stone and Webster Engineering Corp
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Stone and Webster Engineering Corp
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Publication date
Application filed by Stone and Webster Engineering Corp filed Critical Stone and Webster Engineering Corp
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Publication of JPH055875B2 publication Critical patent/JPH055875B2/ja
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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】
発明の分野 本発明は炭化氎玠原料からのオレフむンおよび
芳銙族炭化氎玠の補造に関する。特に本発明は炭
化氎玠を觊媒分解のみ、又は接觊分解し、぀いで
脱氎玠化するこずによるオレフむンおよび芳銙族
炭化氎玠の補造に関する。さらに本発明は又は
それ以䞊の炭玠原子を有するオレフむンを優先的
に補造するために、および又は芳銙族炭化氎
玠、特にベンれンを補造するために、熱担持固圢
觊媒の連行流の存圚䞋においお炭化氎玠を短い滞
留時間で熱分解する方法に関する。 発明の背景 倩然の炭化氎玠は高枩で分解されお、゚チレン
およびプロピレンのような有益なオレフむン物質
を生成するこずは公知である。 ゚チレンベヌスのプラスチツク需芁に比べおプ
ロビレンベヌスのプラスチツク需芁が増倧しおい
るこずは炭化氎玠をオレフむンに分解する堎合、
プロピレン収量を改善するのに有益に䜜甚しおい
る。さらに高玚オレフむン、䟋えばC4オレフむ
ンは高オクタン混合成分を䟛絊するための重芁な
前駆物質である。即ち、C4オレフむンはMTBE
の生産およびアルキル化のための前駆物質であ
る。 しかしながら重炭化氎玠原料がオレフむンに非
觊媒的に分解される時、需芁に適合する所望の連
産品比率を達成するこずは事実䞊䞍可胜である。
即ち゚チレンに察するプロピレンの収率はほずん
ど0.55より倧きくはない。 再生費甚を増倧させ、䟛絊を䜎䞋させるような
䜎炭化氎玠転換においおのみ高い収率が達成可胜
である。呚知の非觊媒分解法の䞀぀は氎蒞気の存
圚䞋においお高枩床で䞀般的に生ずる熱分解であ
る。オレフむンを熱分解によ぀お埗るための機構
は遊離基の点から説明される。高枩床においお、
ラゞカルの開始は炭玠−炭玠結合のホモリシスに
よ぀お起こる。い぀たん開始するず、遊離基は
぀の䞻芁な反応を経隓する。即ち第はラゞカル
のベヌタ䜍眮での分断であり、第は氎玠の匕き
抜きによる反応の停止である。ベヌタ䜍眮におけ
る分断はメチル基が90の頻床で生成する点たで
続くであろう。メチル基は他の分子から氎玠原子
を抜出しお、メタンおよび他の遊離基を生成する
であろう。゚チレンずメタンはこのような遊離基
熱分解反応からの代衚的な生成物である。長鎖ラ
ゞカルは玄10の頻床で分子から氎玠を抜出しお
C3〜C7パラフむンずオレフむンを生成する。し
たが぀お最初の炭化氎玠原料䞭で枝分かれした炭
化氎玠の結果ずしお䞻に生じた高玚オレフむンに
比べお、熱分解ぱチレンを高収率で生成する。 C3およりこれより高玚のオレフむンの生産を
増倧させるために、少なくずも぀のアルカンを
含有する軜質炭化氎玠が硫化氎玠およびシリカを
含む固䜓接觊物質の存圚䞋で熱分解するこずがお
こなわれおいる。コルツKlolts、米囜特蚱No.
471151。採甚される接觊物質、䟋えばシ
リカゲル、は奜たしくは倧衚面積、即ち、少なく
ずも50m2gmを有しおいる。アルカン原料に察
しお0.1〜10モルのH2S濃床が䞀般的に前蚘方
法で採甚される。クラツキングの増倧はH2Sを分
解する觊媒ずしお䜜甚する前蚘高衚面物質に基づ
くものであるこずが前蚘米囜特蚱䞭で掚論されお
いる。その結果、転化レベルは向䞊し、所望の生
成物に察する改良された遞択性が埗られる。しか
しプロピレンに察する改良された遞択性は−ブ
タンを分解する時にのみ実蚌された。 前蚘米囜特蚱で採甚された固䜓接觊物質は固定
床操䜜のためにのみ適するが、極めお機械的安定
性が䜎いため流動床操䜜には適さない。したが぀
お前蚘米囜特蚱の固䜓觊媒は固定床甚に蚭蚈され
た䞀般的な觊媒脱氎玠觊媒の欠点を持ち続ける。
これらの脱氎玠觊媒は倧寞法の拡散が限定された
觊媒であ぀お、埪環茪システムにおける連続再生
は䞍可胜である。流動化接觊分解FCC装眮
もC3およびそれより高玚な化合物を觊媒的に補
造するために採甚されおもよい。FCC装眮は遊
離基熱分解反応機構に比范されるカルボニりムむ
オン機構に基づいおC3〜C7化合物の生産を増倧
させるために酞性分解觊媒を䜿甚する。しかしな
がら觊媒の酞性分解掻性は分解ず異性化を増倧さ
せるこずに加えお、急速な氎玠移動を促進させ、
その結果オレフむンよりもパラフむンの収量が増
倧する。されに接觊分解装眮自䜓の性質はパラフ
むンの補造に適しおいる。接觊分解操䜜における
滞留時間の兞型的定矩は䟛絊原料が觊媒自䜓ず接
觊しおいる時間である。この定矩は熱反応が感知
できる皋床に生じないほど枩床が䜎い堎合に受け
入れるこずができる。しかしながら熱および觊媒
反応は平行しお進行する。觊媒分離が反応の觊媒
郚分を終わらせる間、熱反応熱分解は反応速
床が埮少消倱になる氎準たで枩床が䜎䞋する
たで続く。この状況においお、総蚈の運動滞留時
間は炭化氎玠を装眮に導入する時から反応物から
固圢物を分離するこずを含む流出物の急冷たでの
時間ずしお定矩される。したが぀お転化の合蚈は
觊媒反応觊媒ずの接觊時間ず熱反応反応枩
床における時間の和である。 代衚的なFCC反応環境は固圢物分離のための
時間通垞は秒より倧きいを含む比范的長い
滞留時間を有しおおり、そしお急冷を含たない。
分野は䞊蚘長い滞留時間のもずで䜎枩床で生ず
る。転化は觊媒ずの接觊が延長するこずに基づく
䞊蚘䜎い枩床で達成される。熱反応は䞊蚘䜎枩床
で最少になり、したが぀お流出物を急冷する必芁
性を枛少させる。熱分解に比べおC3およびこれ
より高玚な化合物が倚く生成するが、流出物は増
倧した氎玠移送掻性のための䞍均衡に高濃床のパ
ラフむンを有する。オレフむン補造のための奜た
しい条件、特に高枩床ず短滞留時間、は反応觊媒
又は熱を開始させ、そしお維持するために高枩床
を必芁ずするLPGずナフサのような軜質原料を
凊理する堎合、特に達成が困難である。 䞊述の方法は党お炭化氎玠をオレフむンに分解
するこずを改善する。しかしながらこれらの方法
は固定床操䜜ず硫化氎玠垌釈に基づく倚量の資本
ず操業費甚を必芁ずするか、又は所望のオレフむ
ンの収量を䜎䞋させる。たた垌釈剀ずしお䜿甚さ
れる硫化氎玠はその極めお高い毒性のため環境お
よび健康䞊の問題を生ずる。 高次オレフむン、即ち、プロピレン、ブテン、
等は酞性分解觊媒単独又は貎金属酞化物脱氎玠化
觊媒の組合せの存圚䞋で、短い滞留時間の流動化
固圢物分解環境においお炭化氎玠を分解するこず
によ぀お高収率で埗られるこずが芋い出された。
この短い滞留時間は䜎滞留時間の反応噚ず、極め
お短い滞留時間の分離システムず、生成物の急冷
ずの組合せによ぀お達成される。 したが぀お本発明の目的は炭化氎玠が接觊分解
されお、オレフむンず芳銙族炭化氎玠を生成し埗
る方法を提䟛するこずである。 本発明の他の目的は炭化氎玠を優先的に分解し
おC3〜C5オレフむンおよび又は芳銙族炭化氎
玠を埗る方法を提䟛するこずである。 本発明の他の目的は觊媒システムを倉えるこず
によ぀お炭化氎玠を所望の生成物に分解するこず
のできる方法を提䟛するこずである。 本発明のその他の目的は生成物の熱劣化を回避
しながら炭化氎玠を優先的に分解しおC3〜C5オ
レフむンおよび又は芳銙族炭化氎玠を埗る急冷
工皋を含む反応システムを提䟛するこずである。 発明の抂芁 本発明は䞀般的に炭化氎玠を優先的に分解しお
オレフむン、奜たしくはC3〜C5オレフむン、お
よび芳銙族炭化氎玠を觊媒固圢物の酞郚䜍に生成
させ、堎合により、生成したパラフむン異性䜓を
觊媒的に脱氎玠化しおオレフむンを生成させるた
めの方法に関する。 炭化氎玠の酞性接觊分解は熱分解の遊離基機構
ずは違぀お、カルボニりムむオン機構によ぀お進
行する。カルボニりムむオンは炭玠−氎玠結合か
らヒドリドむオンを抜出するこずにより生成す
る。ヒドリドむオンの抜出およびカルボニりムむ
オンの生成は觊媒固圢物䞊の酞郚䜍によ぀お觊媒
䜜甚を受ける。 カルボニりムむオン分解はたたベヌタ䜍眮で生
じ、これによ぀おオレフむンず第カルボニりム
むオンを生成させる。第カルボニりムむオンは
急速なむオンシフト異性化を受けお、第又
は第のカルボニりムむオンを生成する。これは
ベヌタ分解芏制ず組合されお倚量の゚チレンを同
時に生成するこずなく、プロピレンを高収率で生
成させる。生成物䞭に芋られる゚チレンは競合す
る遊離基分解ルヌトの結果である。異性化のため
のカルボニりムむオン機構の提䟛に加えお、觊媒
䞊の酞郚䜍は氎玠移動を促進させる。本発明が意
図する枩床においお、熱力孊的平衡状態はパラフ
むンよりもオレフむンに有利であるが、増倧した
氎玠移動掻性はパラフむンの収量を䞍均衡に倧き
くする。これはむ゜ブチレのような分岐異性䜓に
察しお特に該圓する。これらの䟋においお、もし
特定の脱氎玠化觊媒が酞性分解觊媒ず組合されお
甚いられた堎合、収量分垃は熱力孊的平衡の方向
に倉動し、所望のオレフむンが高濃床で埗られ
る。 本発明においお、運動kinetic滞留時間は
炭化氎玠が反応領域に導入される点から分解生成
物が急冷される点たでの、䞭間の分離工皋の時間
を含んだ合蚈時間ずしお定矩される。これは滞留
時間の枬定が分離ず急冷の時点の前に終了するよ
うな他の方法から本発明の方法を区別する。これ
は特に重芁である。なぜなら炭化氎玠の接觊分解
は垞に熱分解ず平行しお進行するからである。生
成物が觊媒的に又は熱的に生成する皋床は觊媒掻
性、觊媒の䜿甚量、觊媒滞留時間、反応枩床分
垃、および熱−觊媒環境における合蚈運動滞留時
間の関数である。䟋えば、高枩床における匱酞性
觊媒掻性は熱分解によ぀お埗られる炭玠生成物の
割合を実質的に倉えるこずなくゞオレフむンの生
成をパラフむンずオレフむンにシフトさせるため
に䜿甚できる。たた、極めお高掻性の酞性分解觊
媒は熱経路を最少にするために、そしお酞性觊媒
生成物分垃を最倧にするためにかなり䜎枩床で䜿
甚できる。さらに接觊脱氎玠化觊媒は反応をオレ
フむン補造に適するようにシフトさせるために酞
性分解觊媒ず組合されお甚いられるこずが発芋さ
れた。 本発明はC4〜C7パラフむン、ナフサ、および
軜質ガス油のような炭化氎玠原料を〜の炭玠
原子を有する高次オレフむンおよび又は芳銙族
炭化氎玠に熱分解するのに特に適しおいる。しか
しながら本発明の方法は軜質留出物から重質残油
たでの広範囲の炭化氎玠を分解するために広く甚
いられるこずに泚目すべきである。 本発明の方法は予熱された炭化氎玠原料ず蒞気
スチヌムを䞋降流管状反応噚リアクタヌ
の頂郚ぞ䟛絊するこずによ぀お進行する。同時に
熱觊媒固圢圢はリアクタヌの頂郚に導入され、炭
化氎玠、蒞気、および觊媒固圢物は合流しお反応
噚領域、分離領域および急冷領域を通過し、その
間炭化氎玠は䜎い過酷さ、および短い滞留時間で
分解され、そしお流出物は品質劣化を防ぐために
安定化される。 管状リアクタヌは玄900〜1500〓、奜たしくは
1000〜1300〓そしお玄10〜100pisaの圧力で操䜜
され、合蚈運動滞留時間は玄0.05〜2.0秒、奜た
しくは玄0.10〜0.5秒である。 分解された流出物から分解された埌、觊媒固圢
物は残留炭化氎玠を取り陀かれ、再生され、そし
お移送ラむン内で再加熱されお前蚘管状リアクタ
ヌに戻されお分解工皋を続ける。 本発明は短滞留時間の流動化固圢物分解装眮お
よび短滞留時間の分離装眮を䜿甚するのに極めお
良奜に適合しおおり、これらの装眮は米囜特蚱
No.4370303Woebcke他、米囜特蚱No.4433984
Gartside他、および米囜特蚱出願No.084328
Gartside他に蚘茉されおいる。 具䜓的な觊媒固圢物および炭化氎玠に察する觊
媒の比率は原料の性質および所望の生成物分垃に
基づいお遞ばれる。觊媒掻性および觊媒充填は本
発明で採甚される短滞留時間での操䜜枩床を芏定
し、したが぀お接觊反応ず熱分解反応ずの間の境
い目を決定するであろう。觊媒の圢匏、酞性分解
觊媒のみ又はこれず貎金属酞化脱氎玠觊媒の組合
せはオレフむンずパラフむン間の生成物分垃をさ
らに決定するであろう。 発明の詳现な蚘述 䞊述したように本発明の方法は特にC3〜C5の
オレフむンおよび又は芳銙族炭化氎玠に察する
高遞択性を有するオレフむンを補造するために、
觊媒的に掻性な熱担持固圢物の存圚䞋で炭化氎玠
原料を熱分解する手段に向けられおいる。 原料ずしお甚いられる炭化氎玠は高沞点物のガ
ス油、垞圧ガス油、ナフサ、およびC4〜C7パラ
フむンを含む。しかしながら本発明は広範囲の炭
化氎玠を接觊分解しお所望のオレフむンおよび
又は芳銙族炭化氎玠を補造するために䞀般的に甚
いられる。 図面を参照しお、たず、第図に瀺すように、
本発明の方法は管状のリアクタヌ、リアクタヌ
䟛絊噚、分離噚、急冷手段、および固圢
物ストリツパヌを具備する短滞留時間流動化固
圢物クラツキングシステム以䞋、QCシステ
ム内で実斜される。 前蚘システムはたた反応埌、分解生成物から
分離された觊媒固圢物を再生する手段を含む。図
瀺された前蚘システムは連行床entrained bed
加熱噚、茞送路、および流動床容噚
を含む。加熱噚においお、觊媒固圢物は再生さ
れ、そしお再加熱される。流動床容噚におい
お、觊媒固圢物は燃焌ガスから陀去された埌、再
床リアクタヌに分配される。 操䜜する堎合、熱觊媒固圢物は流動床容噚
からリアクタヌ䟛絊噚に入り、ラむンを通
぀お入る蒞気ず混合する。炭化氎玠原料はラむン
を通぀お予熱噚に入り、぀いでラむン
を通぀お管状リアクタヌの䞊郚領域に入る。
予熱された炭化氎玠原料ず觊媒固圢物およびリア
クタヌ䟛絊噚からの蒞気は管状リアクタヌを
通぀お移動する。熱觊媒固圢物、蒞気、および予
熱された炭化氎玠ははリアクタヌ内で密接に接觊
し、分解が急速に進行する。 管状リアクタヌを出た埌、分解された炭化氎
玠流出物および蒞気は分離噚内で觊媒固圢物か
らただちに分離され、そしお分解された流出生成
物は頂郚から急冷領域に移行し、ここで分解
生成物は蒞気又は急冷ラむンを通぀お急冷領
域に移送される軜質炭化氎玠によ぀おただち
に急冷される。これによ぀お混合物の枩床は実質
的な熱反応が生じる枩床未満に䜎䞋する。管状リ
アクタヌを出お分離噚内で觊媒固圢物から分
離された分解生成物の混合䜓は觊媒脱氎玠掻
性を有する固圢物床を通過するこずによ぀お急冷
されおもよい。脱氎玠反応は吞熱反応であるか
ら、通過する混合物は反応の進行ず共に冷华され
るであろう。この堎合、反応条件を改良するため
に蒞気が導入されおもよい。第図に瀺すように
このような急冷の奜たしい方法ずしお、觊媒反応
噚を䜿甚する方法があり、この反応噚は分離
噚のすぐ䞋流に䜍眮しお、觊媒固圢物床を含有
し、ここで急冷が生ずる。急冷された生成物はサ
むクロンに送られ、ここで少量の觊媒固圢物
が陀去され、そしおラむンを通぀お固圢物ス
トリツパヌぞ送られ、ここでラむンを通぀
お分離噚から送られる倧郚分の固圢物ず合䜓す
る。固圢物ストリツパヌにおいお、觊媒固圢物
はラむンを通぀お固圢物ストリツパヌに䟛
絊される蒞気、窒玠、又は他の䞍掻性ガスによ぀
お残䜙の炭化氎玠を陀去される。 觊媒固圢物これは管状リアクタヌにおいお
蓄積した炭玠又はコヌクス沈柱物を有するは次
に加熱噚ぞ送られる。ラむンを通぀お加
熱噚ぞ䟛絊された空気が加熱噚内の觊媒
固圢物ず混合され、この混合物は觊媒固圢物を流
動床容噚ぞ移送するために茞送路䞭ぞ䟛
絊される。ラむンから䟛絊される空気の存圚
䞋で觊媒固圢物䞊の炭玠沈殿物は燃焌により陀去
されお、分解反応に必芁な熱を䟛絊する。もし远
加の燃料が必芁な堎合には燃料源図瀺せずか
ら加熱噚内に加えられおもよい。 本質においお、本発明の方法は炭化氎玠の枩床
が玄800〜900〓に䞊昇される予熱噚ぞ線
を通぀お、ナフサ、垞圧ガス油、又はこれらの混
合物等の炭化氎玠を䟛絊するこずにより実斜され
る。同時に、流動床容噚からの觊媒固圢物は
リアクタヌ䟛絊噚第図に最も良く瀺されお
いるに送られ、ここで觊媒固圢物はラむン
を通぀お䟛絊された蒞気ず混合され、぀いでリア
クタヌぞ1000〜1600〓の枩床で送られる。炭化
氎玠に察する觊媒固圢物の䟛絊比は䜿甚される觊
媒の重量に基づいお〜60である。氎蒞気
炭化氎玠の䟛絊比は察1.0、奜たしくは0.0察0.3
である。 堎合により、接觊分解法はオレフむンおよび遊
離基を圢成するために゚タンのようなアルカンを
泚入ラむンを通぀お管状リアクタヌ䞭に泚
入するこずにより開始されおもよい。これはカル
ボニりムむオンを圢成するこずによ぀お異性化を
増倧させ、そしお生成した遊離基ず競合するこず
により重質炭化氎玠の生成を安定化させる傟向を
瀺す。このようなアルカンは炭化氎玠原料の
すぐ䞊流に加えられる。 この発明に適切な觊媒固圢物は、シリカゲル、
アルミナ、粘土のような酞特性を有する䞀般に利
甚可胜な支持䜓の䞀぀であり埗る。觊媒固圢物
は、それをも぀お他の觊媒掻性を有する物質ず関
係するこずが可胜である。代わりに、䜿甚した觊
媒系は、埓来のれオラむト系FCC觊媒、たたは
高掻性ZSM−の皮、たたは垌土類れオラむ
ト系觊媒であり埗る。たた、䜿甚した觊媒は、シ
リカルアルミナのような適圓な支持䜓䞊に担持さ
れた貎金属酞化物鉄、クロム、癜金の酞化物
等からなる脱氎玠觊媒を含むこずもできる。代
わりに、特別な収率分垃を達成するために、觊媒
は前述の觊媒の混合物であり埗る。 管状リアクタヌ内においお、混成炭化氎玠原
料を800ないし1100〓に、そしお觊媒固圢物を
1200ないし1700〓に加熱する。炭化氎玠に察する
固型物の割合は、熱バランスおよび所望の觊媒掻
性によ぀お蚭定される。 管状リアクタヌからの流出分解生成物および
觊媒固型物流出物は、セパレヌタヌ第図に
詳现に瀺したに盎接流入する。このセパレヌタ
ヌにおいおは、気䜓生成物盞および觊媒固型物
盞ぞの分離が行なわれる。気䜓生成物はラむン
を経お陀去され、觊媒固型物はラむンを通
り固型物ストリツパヌに送られる。気䜓生成物
のむンラむン急冷は、急冷域においお、急冷
ラむンを通しお準備される。冷固型物、氎、
蒞気、軜炭化氎玠類、および回収油が、適圓な急
冷材の䟋である。代わりに、觊媒リアクタヌ
第図参照内においお、生成物を觊媒床に通
すこずによ぀お急冷を行ない、固型物の存圚なし
に远加の反応を行なう。 管状リアクタヌぞの炭化氎玠の導入の時点か
ら急冷域觊媒リアクタヌを任意に含
むにおける急冷の時点たでの総滞留時間は、奜
たしくは0.1ないし0.3秒である。 固型物ストリツパヌにおいお、ラむンを
通しお送られた蒞気、窒玠たたは䞍掻性ガスの気
流によ぀お、觊媒固型物から䞍玔物ガスを远い出
す。蒞気は、ラむンを通しお固型物ストリツ
パヌから陀去する。 ガスを远出した觊媒固型物は、ラむンを通
しおストリツパヌから陀去する。炭玠が堆積し
た管状リアクタヌから觊媒固型物は、゚ントレ
むンドベツドヒヌタヌentrained bed heater
に送る。このヒヌタヌでは、ラむン
を通しお空気が送られ、觊媒固型物の再生に必芁
な雰囲気が提䟛される。觊媒固型物はヒヌタヌ
内に連行され、そしお茞送ラむンを通しお
流動床容噚に戻される。茞送ラむンで
は、匕き続き觊媒固型物の再生が行なわれる。加
えお、觊媒固型物の再生は、觊媒を流動床容噚
に移送する前に、觊媒固型物の枩床を玄1200な
いし1700〓に匕き䞊げる。 反応䜓フむヌダヌの詳现は、Gartsideらの米
囜特蚱4338187号により充分に蚘述されおおり、
それは参考ずしおここに組み蟌たれおいる。
Gartsideらの反応䜓フむヌダヌは、炭化氎玠原料
および觊媒固型物を速やかに混合する胜力を有す
る。第図に瀺すように、反応䜓フむヌダヌ
は、觊媒固型物を、固型物容噚たたは流動床容噚
から垂盎に配眮された導管を通しお管状
リアクタヌに移送し、同時に炭化氎玠原料を、
導管を出た觊媒固型物の進路にある角床で入
れるこずによ぀お管状リアクタヌに移送する。
ドヌナツ型の䟛絊ラむンからなる単䞀の通路
によ぀お炭化氎玠が䟛絊される環状チダンバヌ
は、角床を぀けた開口で終わ぀おいる。ミ
キシングバツフルたたはプラグもたた、炭化
氎玠原料および觊媒固型物の迅速か぀本質的な混
合を有効に助けおいる。角床を぀けた開口の
瞁は、導管のリアクタヌ偎端郚の瞁
のように収束的に傟斜しおいるこずが奜たしい。
このようにするず、チダンバヌからの気䜓状
炭化氎玠流が混合領域に角床を぀けお泚入され、
導管から流れる觊媒固型物盞を遮る。ガスの
投圱は点線で瀺す円錐を圢成し、その枊は固
型物の流路の䞋方にある。気䜓状炭化氎玠盞を角
床を぀けお導入するこずにより、぀の盞は迅速
か぀均䞀に混合し、均質な反応盞を圢成する。 固盞ず気盞ずの混合は、固型物および気盞の間
のせん断面shear surfaceず流れ面積flow
areaずの関数である。流れ面積に察するせん
断面の割合が無限倧である堎合を完党
な混合であるず定矩する。これに倧しお、最も悪
い混合は、固型物が反応領域の壁に導入された堎
合に起こる。この発明のシステムにおいお、気䜓
流は環状に固型物に導入され、それは倧きいせん
断面を保障する。奜たしい態様に蚘述したよう
に、環状䟛絊手段を通しお暪に気䜓流を加えるこ
ずによ぀おも盞の浞透が埗られ、さらに速い混合
が結果ずしお起こる。耇数の環状ガス䟛絊点およ
び耇数の固型物䟛絊導管を䜿甚するこずにより、
さらに優れた混合がより迅速に掚進される。これ
は、䞀定の固型物流れ面積に察する、流れ面積に
察するせん断面の割合が増加するためである。混
合はたた、混合領域の盎埄に察する長さの割合の
公知の関数である。グラフは、長さを䞀定に保
぀たたた盎埄を有効に枛少させる。このため、
混合が増加する。 プラグは流れ面積を枛少させ、分離した混
合領域を圢成する。各々の固型物䟛絊点の呚囲に
加えられた環状ガスおよび制限された分離混合領
域の組合わせは、混合の条件を倧きく高める。こ
の奜たしい態様を䜿甚した堎合には、反応領域内
に本質的に均質な反応盞を埗るために必芁な時間
は倧倉短い。したが぀お、この奜たしいガスおよ
び固型物の添加方法は、秒未満の滞留時間を有
する反応系に䜿甚するこずができ、100ミリ秒未
満の滞留時間を有する反応系にさえ䜿甚するこず
ができる。環状リアクタヌおよび反応䜓フむヌ
ダヌの環境のために、壁はセラミツク材のむン
ナヌコアで裏打ちされおいる。 第図に瀺すように、QCシステムのセパレヌ
タは、管状反応噚から排出する生成物ず觊媒
の固䜓を迅速に及び別々に分離する際にも甚いる
こずができる。セパレヌタぞの入口は、倚量の
觊媒固䜓をチダンバヌ内に集める盎角コ
ヌナヌの盎䞊にある。盎角コヌナヌの䞋
流にある任意に蚭けらるせきは、特に商業芏
暡の生産より小さい芏暡で運転する堎合に、固䜓
の塊を堆積するのを助ける。セパレヌタの
ガス流出口は、セパレヌタ ガス−固䜓流入
口から180°の方向に蚭眮され、固䜓出口ラむ
ンは、ガス流出口に盎接察向し、ガス流
出口ラむンずせきの䞡者の䞋流にある。 操䜜䞭、遠心力は、チダンバヌの流入口
に察面した壁に觊媒固䜓を進たせ、䞀方、運動
量の小さいガス郚をチダンバヌの気䜓域に流
す。始めに、觊媒固䜓が流入口に察面した壁
に衝突し、次に堆積しお固䜓の固䜓床を圢成
する。この固䜓床は円のおよそ90°の曲線匧の衚
面圢状を圢成する。床に衝突した固䜓は、曲
線匧に沿぀お固䜓出口に移動する。それは、
重力による固䜓の䞋方の流れによ぀お方向付けさ
れるこずが奜たしい。匧の正確な圢状は、特別な
セパレヌタの圢及び速床、質量流量、かさ密床、
粒埄のような入口流のパラメヌタによ぀お決定さ
れる。流入した固䜓に付䞎された力が、セパレヌ
タ自身よりもむしろ固䜓床に察しお向けら
れるので、浞蝕は僅かである。したが぀お、流出
口を通しお送り出されるガス盞からの固䜓陀
去ずしお定矩するセパレヌタ効率は、150ft.
sec.たでの高流入速床によ぀お逆に圱響されず、
セパレヌタは、広範囲の皀薄盞密床、奜たしく
は、0.1ないし10lbs.ft.にわた぀お操䜜可胜であ
る。この発明のセパレヌタは、玄90の効率を
達成でき、奜たしい態様では、觊媒固䜓の陀去率
97以䞊が埗られる。 チャンバヌに䞎えられた高さに察しお、
流入口ず流出口の180°U字圢ベンドの間
隔が流入口の幅に接近するに぀れお効率は増
加するこずが分぀おいる。このように、䞎えられ
た高さに察しおセパレヌタの効率は、流路が
枛少し、埓぀お、滞留時間が枛少するこずによ぀
お増加する。流出口の内埄Diずするず、流
入口ず流出口の䞭心線間の距離CLは、
4.0Diをこえないこずが奜たしく、最も奜たし
い前蚘䞭心線間の距離は、1.5ないし2.5Diで
ある。1.5Diより小さい堎合は、より良い分離
ができるが、倧抵補䜜䞊の困難性がこの態様の魅
力を枛少させる。もし、埌者の態様が望たしいな
らば、流入口ず流出口が接近しすぎお互
いに溶接補造ができないので、単䞀の鋳型蚭蚈を
する必芁があるかもしれない。 高さは、少なくずも1.5×Diに等しい倀か又
はむンチの高さのどちらか倧きい方にするべき
であるこずが分぀た。もしがDi又はむンチ
より小さいならば、流入する流れが、床固䜓
を劚害し、それによ぀お流出口を通぀お送り
出されるガス生成物に再び固䜓が入り蟌みがちに
なる。高さは、より䞀局倧きい分離効率を埗る
ためにDiの倍であるこずが奜たしい。特に限
定されないが、高さが倧きすぎるず、結局は実
質的に効率が増加するこずなく単に滞留時間が増
加するだけである。第図に瀺す流路の幅は、
奜たしくはDiの0.75ないし1.25倍、最も奜たしく
は0.9ないし1.10Diである。 流出口は、どのような倧きさの内埄
Dogでもよい。しかしながら、75ft.sec.よ
り倧きい速床の堎合ガス䞭に入り蟌む残存固䜓の
ために浞蝕を生ずる。流出口の内埄Dogは、
固䜓出口路䞭で固䜓の静的高さが圢成される
ように、第図に瀺す固䜓ストリツパヌずセパ
レヌタ間に圧力差が存圚するような倧きさにす
るべきである。固䜓出口路䞭の固䜓の静的高
さは、固䜓ストリツパヌにガスの入るのを防ぐ
積極的なシヌルを圢成する。固䜓ストリツパヌ
ずセパレヌタ間の圧力差の倧きさは、流路
䞭の固䜓の高さず同様に固䜓流出口にバルク
流䞭の固䜓を動かすのに必芁な力によ぀お決定さ
れる。その差が増加するず、固䜓ストリツパヌ
ぞの正味のガスの流れが枛少する。重力の運動量
を有する固䜓は、その差に打勝ち、䞀方ガスは優
先的にガス流出口を通぀お送り出される。ガ
ス流出口の内埄Dogは、䞀぀の流出口を䜿甚
する堎合に、流出口の速床を流入口の速床より小
さいか又は同じにするために、流入口の内埄
ず同じにするこずが奜たしい。 第図は、第図の−断面に沿぀たセパレ
ヌタの断面図である。瞊偎壁は
盎線であるかたたは、点線ずに
よ぀お瀺されるように僅かに匧状であるこずが必
芁である。このように、セパレヌタを通る流路
は、実質的に第図に瀺すように高さず幅を
有する矩圢暪断面である。第図に瀺す態様で
は、壁の被膜幅を調節するこずに
よ぀お流路の圢状を芏定しおいる。若しくは、バ
ツフル、挿入板、せき、又は他の手段が䜿甚され
埗る。同様に、流路を暪切る壁及び
の圢状は、同様であ぀おもよいが、これは䞍可欠
なものではない。 セパレヌタのシ゚ル及び内郚通路は、もし固䜓
が高速で衝突するならば必芁ずなる耐浞蝕性被膜
で被芆されるこずが奜たしい。通垞に垂販
されおいる耐浞蝕性被膜甚の材料には、カヌボラ
ンダム プレキダスト カヌボフラツクス
Carborundum Precast Carbofrax、カヌ
ボランダム プレキダスト アルフラツクス
Alfrax201たたはそれず等䟡なものが含たれ
る。セパレヌタが高枩で䜿甚される堎合に、熱
絶瞁性被膜を、シ゚ルず被膜の間、
及び内郚通路ずれらの各々の耐浞蝕性被膜の間に
斜しおもよい。 セパレヌタの詳现は、米囜特蚱第4288235号
公報においお充分に蚘茉されおいるが、その内容
はここに含めおおく。 この発明の実行に際しお䜿甚された装眮の別の
態様は、前述の米囜特蚱出願第084328号においお
開瀺されおいるが内容はここに含めおおく。 図面、特に第図〜第図を参照するず、そこ
には、反応噚システム、固䜓再生装眮
、及び固䜓排出システムを包含するシス
テムが蚘述されおいる。 第図に瀺すように、反応噚システム
は、集䞭混合郚、现長い反応郚、现
長い反応郚の䞋流の広がり郚、セパ
レヌタ、及び急冷システム第図に瀺
すを包含する。混合郚は、匧状䞋郚衚面
を有する断面で瀺されるプラグ郚で
圢成される。氎平に茉眮されたプレヌトを
栓郚ず間隔をあけおプラグ郚の䞊郚
に配眮しお、混合郚の内郚ぞの固䜓流入路
を圢成する。固䜓流入路は、断面が
盎角の角郚を有する圢状であり、矩圢開口郚
で終わ぀おいお、そこを固䜓粒子が混合郚
に固䜓の幕の圢で通る。氎平流入口
は、各々の炭化氎玠䟛絊口の盎䞊にある。ベン
チナリヌの圢状を有する通路は、固䜓流入
通路から炭化氎玠䟛絊口に䌞びおい
る。 スチヌムプレナム図瀺せずが、氎平流入路
の各々の瞊方向の瞁に沿぀お配眮され、ノ
ズル図瀺せずから前加速ガススチヌムを
氎平開口郚を通しお幕状固䜓䞭に排
出する。ノズル加圧䞋で、通垞スチヌム又は軜質
炭化氎玠であるガスを攟出するために、ガス攟出
路図瀺せずが蚭けられおいる。ノズルは氎平
に察しお䞋方45°の角床で配眮される。前加速ガ
スは、反応噚内の圧力よりから5psi高い圧力で
プレナムに排出され、同じ盞察圧力で、玄150フ
むヌト秒の速床でノズルを通しお攟出される。
前加速ガスは、氎平開口郚を通る固䜓の流
れを、固䜓ず前加速ガスの混合のためわずかか
らフむヌト秒から、玄50フむヌト秒に加速
する。より詳现な説明は、米囜特蚱出願第084328
号の䞭でされおいる。 炭化氎玠䟛絊口は、幕状固䜓に垂
盎又は幕状固䜓に察しお䞊方30°の角床の
いずれかで蚭眮された反応噚壁に䜍眮する。炭化
氎玠原料は、ラむンを経おマニホルド
に攟出される。第図で分るように、䟛絊口ノ
ズルは、同䞀氎平面においお、互いに党く
正反察に察向しおいる。反応噚の混合域
は、矩圢であ぀お、现長い反応郚にいおお
管状反応噚に転移させる圢状を持぀。 ノズルを通しお混合ゟヌンに入぀
た原料は、盎ちに固圢物カヌテンず衝突し、原料
ず熱粒状固圢物ずの所望の混合が生ずる。ノズル
の察向するセツトにより、察向する原料ゞ
゚ツトず固圢物カヌテンから同䌎する固圢
物はプラグセクシペンの正確な茪郭によ぀
お方向づけられ、混合ゟヌンのほが垂盎な
䞭心線においお互いに衝撃を䞎えるであろう。気
−固混合盞炭化氎玠がノズルを通しお䟛絊される
ずき、ノズルは固圢物カヌテンず90
床の角床に配列される。炭化氎玠原料がガスであ
るずき、ノズルは固圢物カヌテンに察し30床䞊向
きに配列される。氎平入口を通しお反応噚
システムの混合ゟヌンに入る固圢物
の量の倧郚分は、反応噚システムの混合ゟ
ヌンず、氎平入口の盎ぐ䞊の固圢物
コントロヌルホツパヌ内の固圢物貯槜
の䞊のチダンバヌずの圧力差により制
埡される。圧力差を枬定するために、圧力プロヌ
ブおよびが、それぞれ反応噚システ
ムの混合ゟヌンずコントロヌルホツ
パヌチダンバヌずの䞭に䜍眮する。反応
噚システムの混合ゟヌンずコントロ
ヌルホツパヌチダンバヌずの圧力差を制
埡し、固圢物コントロヌルホツパヌから混
合ゟヌンぞの流れを促進又は䞭断するため
に、加圧力䞋のガススチヌムがラむン
を通しおコントロヌルホツパヌチダンバヌ
に攟出される。 第図に瀺すように、セパレヌタヌは、
混合盞入口、氎平チダンバヌセクシペン
、耇数の分解ガス出口及び粒状固圢物
出口を具備する。第の実斜態様で説明し
た盞察盎埄DiDogDos、チダンバヌの高
さおよび長さに関する基本原理がこ
こにも適甚できる。セパレヌタヌは、長く
䌞びた分解ゟヌンおよび反応噚システム
の広がりセクシペンず連結しお配眮さ
れおいる。広がりセクシペンは、氎平セク
シペンの頂郚に䞭倮に蚭けられたパレヌタ
ヌ混合盞入口で終わ぀おいる。セパレヌタ
ヌを含む耇合反応システムの構成の結果ず
しお、固盞は氎平セクシペンの床
に広がり、盞の断面茪郭は、混
合盞の気䜓および固圢物が移動する曲線を圢成す
る。広がりセクシペンにおける固圢物およ
び分解ガスの膚匵はセパレヌタヌに入る固
䜓−ガス混合物の熱移動および速床を促進する。 固圢物は氎平セクシペンの偎端郚に送ら
れ、固圢物出口を通しお䞋方に排出され
る。分解ガスは180床の通路を通り、固圢物ずの
分離埌、偎端郚を介しお氎平セクシペン
の頂郚に䜍眮するガス出口を通しお排
出される。耇数の固圢物出口およびガス出
口は、分離ゟヌンにおける最少時間および
最倧固−気分離の双方を同時に準備する。 分離又は急冷システムはたた、第図に
瀺すように、それぞれのガス出口の盎ぐ䞋
流に通垞のサむクロンセパレヌタヌを具備する。
それぞれのサむクロンセパレヌタヌぞの入
口ラむンは、ガス出口に察し90床の
角床に配列されおおり、サむクロンセパレヌタヌ
は、このシステムに垂盎に配眮されおい
る。サむクロンセパレヌタヌは、セパレヌ
タヌから排出された同䌎固䜓粒子を回収す
るのに圹立぀。デむツプレツグラむンは固
圢物粒子を再生アセンブリヌに戻し、分解
ガスをガス出口を通しお䞋流に送る。 分解ガス出口からサむクロンぞず
䌞びるそれぞれのサむクロン入口ラむンに
は、盎接急冷ラむンが蚭けられおいる。䞋
流蒞溜塔からの、通垞100−400〓留分である急冷
オむルは、分解ガスの反応を終了させるため、盎
接急冷ラむンを通しおサむクロンに
導入させる。 第図に瀺すように、再生アセンブリヌ
は、ストリツパヌ、リフトラむン、
および再生固圢物容噚ずを具備しおいる。 ストリツパヌは、セパレヌタヌか
らの固圢物粒子が、セパレヌタヌから、お
よびサむクロンデむツプレツグから䌞びる
固圢物出口レツグを通しおその䞭に攟出される管
状容噚である。ノズル口を有するチング
は、ストリツパヌの底郚に蚭けられお
いる。ストリツピングガス、兞型的にはスチヌム
は、ノズルを通しお排出されるためのリン
グに攟出される。ストリツピングスチヌム
は、固圢物粒子の衚面から䞍玔物を陀去するため
に、固圢物粒子の局を通しお䞊昇する。ストリツ
ピングスチヌムおよび同䌎䞍玔物は、ストリツパ
ヌ内の固圢物粒子を通しお䞊昇し、図瀺
しないベントラむンを通しお分解ガスラむンに
排出される。 ストリツプされた固圢物は、同䌎局ヒヌタヌ
に攟出されるためのコントロヌルホツパヌ
内に蓄積される。コントロヌルホツパヌ
は、固圢物が立ちパむプを通しおそこに
入り、そこから出口ラむンが固圢物を同䌎
局ヒヌタヌに攟出するために䌞びる回収容
噚である。コントロヌルホツパヌおよび立
ちパむプの組合せは、萜䞋局固圢物移動シ
ステムを準備する。コントロヌルホツパヌ内の萜
䞋局衚面ず出口ラむンの出口ずの間
の圧力差は、コントロヌルホツパヌず同䌎
局ヒヌタヌずの間の固圢物流量を決定す
る。加える圧力䞋のスチヌムをコントロヌルホツ
パヌに遞択的に導入しお圧力差を調敎する
ために、ラむンが蚭けられおいる。圧力差
をモニタヌし、スチヌムラむンにあるバル
ブを調敎するために、プロヌブおよ
びが、それぞれコントロヌルホツパヌ
および同䌎局ヒヌタヌに眮かれおいる。 同䌎局ヒヌタヌは、基本的には管状の構
成である。燃料ラむンにより䟛絊されたそ
れぞれ独立の燃料ノズルの列は、同䌎局ヒ
ヌタヌの䞋郚傟斜面にほが察称に配
眮されおいる。加圧空気は、空気を同䌎局ヒヌタ
ヌを通しお軞方向に䞊昇させるように配眮
されたノズルを通しお、同䌎局ヒヌタヌ
に入る。空気ゞ゚ツトは、固圢物粒子を同䌎
局ヒヌタヌを通しお再生固圢物容噚
に䞊昇させるための駆動力、および燃焌に必芁な
空気を提䟛する。燃料は、空気の存圚䞋での固圢
物ずの接觊により発火する。 リフトラむンを通しお䞊昇する燃焌ガ
ス固圢物混合物は、燃焌ガスを固圢物から分離
するため、接線方向に、奜たしくはリフトラむン
ず90床の角床で再生固圢物容噚に入る。第
図に瀺すように、システムの分離効率を改善す
るサむクロン運動をもたらすように、ガス出口ノ
ズル内にデむスチナヌブを有しおい
る。 再生固圢物容噚は、第図に瀺すよう
に、反応噚ホツパヌに䌞びる立ちパむプ
を具備しおい。第図に瀺すように、再生固
圢物容噚の構造は、萜䞋局の蓄積を
もたらし、その萜䞋局の䞊では、圧力は再
生固圢物粒子の反応噚ホツパヌぞの制埡さ
れた攟出を可胜ずする。 第図に瀺す䞊郚回収容噚は、
ストリツピングリングを有する䞋郚ずしお
のストリツピングセクシペンを含み、固圢物攟出
システムを圢成する。リングの䞊で
は、固圢物は流動化し、リングの䞋では、
固圢物は萜䞋し、第図に瀺す立ちパむプ
に䟛絊される。立ちパむプは第図に瀺す
ように、コントロヌルホツパヌ内の萜䞋局
に䟛絊する。固圢物は、立ちパむプを通し
お反応噚ホツパヌぞ流れ、反応噚に
流れおいた固圢物を眮換する。い぀たんホツパヌ
ぞの入口が芆われるず、゚アレヌトされお
いない固圢物萜䞋した固圢物は反応噚ホツパ
ヌに流れ続けないであろう。このように、
入口の䜍眮はホツパヌ内の固圢物の
レベルを定矩しおいる。固圢物が、局䞊の
チダンバヌ内の䞊蚘スペヌスず混合ゟヌ
ンずの間の圧力差によりホツパヌから流れ
るに埓぀お、入口は芆われず、ホツパヌ
ぞの远加の固圢物の流れを蚱容する。 第図に瀺す本発明の実斜態様は、以䞋の比
范実斜䟋衚によ぀お説明される。この䟋で
は、軜質FCCナフサが、通垞の管匏熱分解によ
り、通垞の掻性觊媒を甚いた秒以䞊のFCC滞
留時間での通垞の接觊分解により、0.9秒の
FCC滞留時間で高い掻性觊媒による接觊分解に
より、および同様の高い掻性觊媒による非垞に短
い滞留時間の分解プラス急冷QCシステムに
より分解された。高い掻性の觊媒を甚いた぀の
ケヌスが、オレフむンの収率に察する滞留時間の
効果を瀺すために衚されおいる。
【衚】 衚においお、実斜䟋は、兞型的な熱分解枩
床および滞留時間で操䜜した通垞の熱分解を甚い
お埗た収率を瀺す。実斜䟋は、実斜䟋の熱分
解よりも長い滞留時間および䜎い枩床を甚いた通
垞の接觊立䞊がり反応噚を瀺す。衚に瀺すよう
に、通垞の觊媒による転化率は、実斜䟋の熱分
解分解においお甚いたものより実質的に䜎い。こ
の䜎い転化率は、この比范的軜質の原料に察する
䞍充分な觊媒掻性によるより䜎い枩床操䜜816
℃に察する516℃の結果である。しかし、この
ような䜎い転化率においおさえ、トヌタルのC3
およびC4化合物は、カルボニりムむオン機構の
結果ずしお、熱分解の堎合よりも高い。曎に、
C3オレフむンに察するC4オレフむンの比は、酞
性分解觊媒の氎玠移動掻性により、実質的に増加
する。 実斜䟋は、急冷なしに、䜎いFCC滞留時間
たたは高いQC滞留時間で高い掻性の酞性觊媒を
甚いるこずにより埗られるであろう生成物の収率
を瀺す。実斜䟋の遞択された操䜜条件は、実斜
䟋に比范しおメタンおよび゚チレンの収率の䜎
䞋をもたらすであろう。転化率は、増加した掻性
のために、より䜎枩565℃に察し510℃におい
おすら実斜䟋に比范しお増加しおいる。酞性分
解觊媒の結果ずしおのトヌタルのC3生成物の実
質的な増加があるが、しかしC4の収率は増加し
た転化率のために枛少する。曎に、より長い滞留
時間のため、実斜䟋たたはのいずれかに比范
しお受入れがたい高いC3パラフむンオレフむ
ンにより蚌拠づけられる実質的な量の氎玠移動が
ある。 実斜䟋は、非垞に短い滞留時間のQCシステ
ムにおける本発明の方法を採甚するこずによるオ
レフむン収率の顕著な改良を瀺しおいる。衚に
瀺すように、反応噚の枩床が玄30℃増加し、トヌ
タルの運動滞留時間即ち分解反応プラス分離プラ
ス急冷がやあく0.15秒に枛少するずき、、C3オレ
フむン収率の玄100の増加がある。加えお、パ
ラフむンオレフむン比は、実斜䟋のより長い
滞留時間においお埗られたものの半分より䜎く枛
少する。この堎合のパラフむンオレフむン比
は、觊媒の氎玠移動掻性の結果ずしお、同様の滞
留時間で熱分解の堎合よりも高い。しかし、メタ
ン収率は実斜䟋のより䜎いレベルより䜎く、か
぀C4の収率は玄100改善され、このこずは、急
冷および短い滞留時間の反応により、より少ない
二次分解を瀺しおいる。 本発明の他の態様においお、QCシステムは、
芳銙族特にベンれンの補造を促進するために甚い
られる。衚は、70の固定された転化率におい
お−ヘキサンの分解から芳銙族の補造を促進す
るためにQCシステムを䜿甚するこずを瀺しおい
る。QCシステムの二぀の䟋は、即ち䞀぀は高掻
性觊媒を甚いる䟋であり他は倱掻れオラむト觊媒
を甚いる䟋であるが、通垞の熱分解に匹敵し埗
る。
【衚】 衚の実斜䟋においお、730℃の反応噚出口
枩床ず0.2秒の滞留時間においお、70の炭化氎
玠原料の転化率が埗られるこずがわかる。衚に
瀺すように、熱分解は実質量のオレフむンを生成
するが、パラフむンず芳銙族の量は僅かである。
QC分解条件においお、玔アルミナのような完党
に䞍掻性な固䜓を甚いたずきにも同様な結果が埗
られる。 高い掻性の酞性分解觊媒を甚いたQCシステム
にいおおは、550℃の䜎い枩床および0.2秒の滞留
時間実斜䟋においお、70の炭化氎玠転化
率が埗られる。゚チレンの生成は抌えられるが、
C3オレフむンずパラフむンの収率は促進される。
曎に、極少量の芳銙族が生成される。 もし、高い掻性の觊媒の代わりに倱掻れオラむ
ト觊媒を甚いるならば、党く異な぀た収率スペク
トルが埗られる実斜䟋。れオラむト觊媒の
倱掻は、通垞、セオラむトのマトリツクスを厩壊
させる高枩ずスチヌムに長期間さらした結果であ
る。このこずは、觊媒衚面積埓぀お觊媒掻性の実
質的枛少をもたらす。れオラむト觊媒を甚いる
FCCナニツトにおいおは、觊媒固圢物が陀かれ、
掻性を維持するため新しい觊媒が加えられる。そ
のような䜿甚枈みの固圢物は、倱掻觊媒ずしお奜
適に甚いられる。 必芁な反応枩床は、䜎い掻性により、熱分解転
化を達成するに必芁な枩床ず同様である。しか
し、党く予想倖のこずに、芳銙族特にベンれ
ン生成の実質的増加ず、C3およびC4オレフむ
ン生成の枛少がある。゚チレンの収率は、これら
の枩床におけるフリヌラゞカルクラツキング反応
が支配的な熱分解により埗たものず同様である。
しかし、倱掻觊媒はこれらのより高い枩床におけ
る促進された芳銙族化掻性をもたらし、C3およ
びC4オレフむンおよびパラフむンの消費のもず
で芳銙族が圢成される。 これらの予想倖の結果は、所望の生成物、入手
出来る原料および觊媒の遞択に応じお、本発明に
埓぀お、高いC3−C5オレフむン生成たたは高い
芳銙族生成のいずれかを遞択するように、オペレ
ヌタヌがQCシステムの操䜜条件を倉化するこず
を可胜ずする。 本発明の他の態様では、脱氎玠觊媒が酞性分解
觊媒ず組合わされる。 䞋蚘衚に瀺す実斜䟋は、ミナスナフサ原料を
甚いおおり、接觊分解ず熱分解ずを比范しおい
る。接觊分解の堎合は、䞎えられた転化率を達成
するため、より䜎い枩床を必芁ずし、この堎合、
熱分解生成物C1およびC2化合物のわずか75
である。カルボニりムむオン分解は、収率スペ
クトルをC3およびC4化合物を奜むようにシフト
させるであろう。 䞋蚘衚に瀺すように、酞性觊媒のみの䜿甚
は、分解のむオン性により、トヌタルのむ゜C4
パラフむンオレフむンの実質的増加をもた
らす。しかし、む゜化合物の倚くは、む゜パラフ
むンであり、熱力孊的平衡は、パラフむンではな
くオレフむンの生成を奜んでいる。コむル熱分解
の堎合には、む゜およびノルマルのC4は87の
オレフむン性であり、平衡ぞの接近を瀺しおい
る。しかし、ノルマル化合物は70のオレフむン
性であり、む゜化合物は29のオレフむン性であ
る。
【衚】
【衚】 このこずは、觊媒の氎玠移動掻性が熱力孊より
も反応速床論に基づく新しい平衡関係をもたらす
ためである。む゜化合物は、ノムマル化合物より
も酞性觊媒の存圚䞋における氎玠移動を行なう倧
きな傟向を瀺しおいる。 流れる酞性分解觊媒に貎金属酞化物觊媒が加え
られるずき、酞性郚䜍においお生成されたパラフ
むンは、脱氎玠化されおオレフむンずされる。こ
の反応が生ずる皋床は、脱氎玠觊媒の濃床ず掻性
に䟝存する。衚では、スズおよびクロムの酞化
物が酞性分解觊媒ず混合されお、む゜化合物に぀
いおは平衡ぞの80の接近を達成し、ノルマル化
合物に぀いおは平衡ぞの87の接近を達成する。
衚に瀺すように、ノルマルおよびむ゜の䟡倀あ
るC4オレフむンの生成が実質的に増加する。同
じ原料からのむ゜ブチレンの生成は、フアクタヌ
以䞊増加し、ノルマルブチレンの生成は、フア
クタヌ以䞊増加する。混合觊媒系の䜿甚は、觊
媒プロセスに察し、远加の生成物分垃の柔軟性を
もたらす。脱氎玠觊媒ず酞性分解觊媒ずを混合
し、䟋えばスチヌムを甚いお急冷しお混合反応を
行なわせるこずよりも、むしろセパレヌタヌに
おける䞻分離の䞋流に䜍眮する接觊反応噚内
の充填局に、脱氎玠觊媒を䜍眮させるこずが出来
る。酞性觊媒ずの接觊により圢成されたパラフむ
ンは、オレフむンに脱氎玠されるであろう。
【図面の簡単な説明】
第図は本発明のプロセスの暡匏図、第図は
本発明の装眮に甚いられる反応噚フむヌダヌの瞊
断面図、第図は本発明で採甚されるセパレヌタ
ヌの瞊断面図、第図は第図の−断面図、
第図は本発明の急冷プロセスの暡匏図、第図
は本発明の実斜態様の党䜓のシステムの正面
図、第図は本発明で採甚される反応噚および気
−固セパレヌタヌの瞊断面図、第図は第図の
−断面図、および第図は本発明で採甚され
る固圢物再生アセンブリヌの正面図である。   クラツキングシステム、  反応噚、
  反応噚フむヌダヌ、  セパレヌタヌ、
  ストリツパヌ、  ヒヌタヌ、 
 茞送ラむン、  流動局容噚、  プ
レヒヌタヌ。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  炭化氎玠原料を接觊分解しおオフレむン、芳
    銙族化合物又はそれらの組合せを補造する方法で
    あ぀お、 (a) 前蚘炭化氎玠原料を分解リアクタヌに導入
    し、 (b) 同時に熱酞性分解觊媒固圢物を前蚘リアクタ
    ヌに移送し、 (c) 前蚘炭化氎玠原料を前蚘熱觊媒固圢物から䟛
    絊される熱によ぀お接觊分解しお分解生成物を
    生成し、 (d) 前蚘分解生成物を前蚘熱觊媒固圢物から分離
    し、および (e) 前蚘分離された分解生成物を急冷する 各工皋を含み、前蚘工皋(a)から工皋(e)たでの前
    蚘炭化氎玠原料の滞留時間は玄0.1〜2.0秒の範
    囲内にあるこずを特城ずする方法。  前蚘滞留時間は玄0.05秒〜0.5秒である請求
    項に蚘茉の方法。 (f) 前蚘分離された觊媒固圢物をストリツパヌ
    に移送しお残留分解ガス生成物を陀去し、 (g) 前蚘分離された觊媒固圢物を燃焌させ、これ
    によ぀お炭玠堆積物を陀去するず共に前蚘スト
    リツピングされた觊媒固圢物を加熱しお再生觊
    媒固圢物を生成し、および (h) 前蚘再生された觊媒固圢物を前蚘分解リアク
    タヌに移送する各工皋をさらに含む請求項に
    蚘茉の方法。  前蚘觊媒固圢物の䞀郚は脱氎玠觊媒を含む請
    求項に蚘茉の方法。  前蚘脱氎玠觊媒は䞍掻性担䜓䞊の貎金属酞化
    物から遞ばれる請求項に蚘茉の方法。  前蚘觊媒分解反応の枩床は玄900〜1500〓で
    あり、炭化氎玠原料に察する觊媒固圢物の重量比
    は〜60である請求項に蚘茉の方法。  前蚘觊媒分解反応の枩床は玄1000〓〜1300〓
    であり、滞留時間は0.1〜0.3秒である請求項に
    蚘茉の方法。  前蚘オレフむンは〜の炭玠原子を有し、
    前蚘芳銙族化合物は〜の炭玠原子を有しおい
    る請求項に蚘茉の方法。  前蚘炭化氎玠原料はC4〜C7パラフむン、ナ
    フサ、および軜質軜油から遞ばれる請求項に蚘
    茉の方法。  前蚘掻性酞性觊媒固圢物はれオラむト系觊
    媒である請求項に蚘茉の方法。  前蚘䞍掻性担䜓はシリカゲル、シリカヌア
    ルミナ、粘床、およびこれらのいずれかの混合物
    から成る矀から遞ばれる請求項に蚘茉の方
    法。  前蚘分解生成物は䞻にモノヌ芳銙族化合物
    であり、前蚘酞性觊媒固圢物は熱的に倱掻されお
    いる請求項に蚘茉の方法。  前蚘炭化氎玠原料流および熱觊媒固圢物を
    管状の熱再生分解リアクタヌに䟛絊噚を通しお移
    送し、前蚘䟛絊噚は前蚘分解リアクタヌおよび熱
    固圢物容噚内の熱固圢物に連通する瞊通路を有し
    おあり、前蚘瞊通路の䞊方で前蚘熱觊媒固圢物を
    局郚的に流動化させ、前蚘炭化氎玠原料を前蚘熱
    再生リアクタヌに前蚘熱再生リアクタヌに入る前
    蚘觊媒固圢物の通路に察し角床をも぀お䟛絊する
    工皋を含む請求項に蚘茉の方法。  前蚘熱觊媒固圢物および分解生成ガスを分
    離噚内で分離する工皋を含み、前蚘觊媒固圢物お
    よび分解生成ガスは分離噚入口を通぀お分離噚内
    に入り、そしお90床方向を倉えた埌、前蚘生成ガ
    スはさらに90床方向を倉えお、その結果、生成ガ
    スは前蚘入口から180床方向を倉え、䞀方前蚘觊
    媒固圢物は前蚘入口から90床方向を倉えられた通
    路内に滞圚し、その埌、この觊媒固圢物の通路は
    䞋方に向けられ、前蚘分離された生成ガスは急冷
    されるこずを特城ずする請求項に蚘茉の方法。  前蚘觊媒固圢物および分解されたガスを分
    離噚内から分離する工皋を含み、前蚘分離噚は前
    蚘固圢物ずガスずの混合物から前蚘固圢物を玄80
    急速に分離するための宀を含み、この宀は盎線
    で囲たれた瞊偎壁を有し、この偎壁は断面がほが
    長方圢で高さおよび巟の流路を圢成し、前蚘
    宀たたは前蚘混合物のための内埄Diの入口、ガ
    ス出口、および固圢物出口を有し、前蚘入口は前
    蚘宀の䞀端においお前蚘高さの流路に垂盎に配
    眮され、この高さは少なくずも前蚘内埄Diに
    等しいかこれよりもむンチ倧きく、前蚘巟は
    0.75Di〜1.25Diであり、前蚘固圢物出口は前蚘宀
    の察向端に䜍眮しお重力により固圢物を䞋方に排
    出させるように配眮されおおり、前蚘ガス出口は
    各䞭心線から枬定しお前蚘入口から4Dより少な
    い距離に䜍眮し、そしおガス流の方向を180床倉
    えるように配眮され、その結果生じる遠心力は流
    入する前蚘觊媒固圢物の流れを前蚘入口ず反察方
    向の偎壁の方向に向け、そしお固圢物の実質的な
    静止床を維持し、前蚘静止床の衚面は前蚘固圢物
    出口ぞ固圢物を流出させるために、円の玄90床の
    アヌクの曲線路を圢成するこずを特城ずする請求
    項に蚘茉の方法。
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