JPS585959B2 - 重力流下する異種触媒粒子による多段接触改質法 - Google Patents
重力流下する異種触媒粒子による多段接触改質法Info
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Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、反応物流が複数の反応帯を直列に流れ、触媒
粒子が重力流によって各反応帯を移動する多段反応系に
おいて、炭化水素反応物流を接触的に変換するための改
良技術に関する。
粒子が重力流によって各反応帯を移動する多段反応系に
おいて、炭化水素反応物流を接触的に変換するための改
良技術に関する。
特に本技術は、変換反応が主として吸熱であり、炭化水
素反応物流が触媒粒子の下方向移動に対して並流であり
横方向放射状である、気相系での利用に適用される。
素反応物流が触媒粒子の下方向移動に対して並流であり
横方向放射状である、気相系での利用に適用される。
一般に多段反応系は、次の2つの方式の1つを採る。
(1)反応物流あるいは混合物が1つの反応帯から次の
帯に直列に流れ、反応帯の間で中間加熱を行う横配列型
(Side−by−side configura−t
ion)、および(2)単一もしくはそれ以上の反応室
が多段の触媒接触段階を含むスタック型設計。
帯に直列に流れ、反応帯の間で中間加熱を行う横配列型
(Side−by−side configura−t
ion)、および(2)単一もしくはそれ以上の反応室
が多段の触媒接触段階を含むスタック型設計。
本発明は変換反応が気相で行われ、触媒粒子が重力流に
よって移動する場合であって、反応系が横配列関係で存
在する場合、2つあるいはそれ以上の触媒接触帯がスタ
ック型となっている場合、もしくは1つあるいはそれ以
上の附加的反応帯がスタック型をもった横配列関係に配
置されている場合のようなプロセスに特に適用しようと
するものである。
よって移動する場合であって、反応系が横配列関係で存
在する場合、2つあるいはそれ以上の触媒接触帯がスタ
ック型となっている場合、もしくは1つあるいはそれ以
上の附加的反応帯がスタック型をもった横配列関係に配
置されている場合のようなプロセスに特に適用しようと
するものである。
本技術では、1つの反応帯の底部から触媒粒子を抜出し
、第2の反応帯の頂部に新触媒または再生触媒を導入す
るものである。
、第2の反応帯の頂部に新触媒または再生触媒を導入す
るものである。
また本技術は、触媒が環状床として配置され、1つの帯
から次の帯に直列に流れる反応物流の流れが、触媒流子
の移動に対して直角もしくは横方向放射状であるような
反応系に適用しようとするものである。
から次の帯に直列に流れる反応物流の流れが、触媒流子
の移動に対して直角もしくは横方向放射状であるような
反応系に適用しようとするものである。
一般に放射状流反応系は管状部よりなり、それらは異な
る公称断面積を有し、垂直状および同心円的に配置され
て反応容器を形成する。
る公称断面積を有し、垂直状および同心円的に配置され
て反応容器を形成する。
この系は、反応室より小さい公称内部断面積を有する、
同心円的に配置された触媒保持網と、触媒保持網より小
さい公称内部断面積を有する多孔中心管を含む反応室を
包含する。
同心円的に配置された触媒保持網と、触媒保持網より小
さい公称内部断面積を有する多孔中心管を含む反応室を
包含する。
反応物流は、室の内壁と触媒保持網の外表面との間に作
られた環状空間に気相で導入される。
られた環状空間に気相で導入される。
後者は多孔中心管の外表面と共に環状触媒保持帯を形成
する。
する。
蒸気状反応物流は、網および触媒帯を横方向放射状に流
れて中心管に入り、反応室から流出する。
れて中心管に入り、反応室から流出する。
各種反応物要素の管状配列は、三角形、正方形、長方形
あるいはひし形のような適当な形を採り得るが、製作上
および技術上の観点からは、実質的に円形断面の要素を
使用するのが有利である。
あるいはひし形のような適当な形を採り得るが、製作上
および技術上の観点からは、実質的に円形断面の要素を
使用するのが有利である。
本発明が特に適用される重力流下する触媒粒子を有する
多段スタック型反応器系については、米国特許第3,7
06,536号に例示されている。
多段スタック型反応器系については、米国特許第3,7
06,536号に例示されている。
重力で流下する触媒粒子の1つの反応帯から次の帯一の
移動と、新触媒粒子の導入および廃触媒粒子の抜出しは
、複数の触媒移送導管を使用して行われる。
移動と、新触媒粒子の導入および廃触媒粒子の抜出しは
、複数の触媒移送導管を使用して行われる。
失活触媒粒子は最終反応帯から抜出されて再生塔に移さ
れ、再生塔内を重力流によって下方に移動する。
れ、再生塔内を重力流によって下方に移動する。
本発明の思想は2つの別個の反応器系を有するプロセス
、即ち各系が1つないし3つの個別の反応帯を含み、ま
た各系が別個の再生塔と結合しているプロセスを包含す
る。
、即ち各系が1つないし3つの個別の反応帯を含み、ま
た各系が別個の再生塔と結合しているプロセスを包含す
る。
各系は、他の系の組成物と異る活性および安定性特性を
有する触媒組成物を含む。
有する触媒組成物を含む。
特に本発明によるプロセスは、高オクタン価液状生成物
を高収率で製造するための炭化水素送大原料の接触改質
に適用しようとするものである。
を高収率で製造するための炭化水素送大原料の接触改質
に適用しようとするものである。
従って本発明の1実施態様は、次の一連の工程を含む、
炭化水素送大原料を接触的に改質するためのプロセスを
指向する。
炭化水素送大原料を接触的に改質するためのプロセスを
指向する。
(a)触媒粒子が重力流によって下降する第1反応器系
内に配置された第1触媒組成物との接触の下に、送大原
料と水素を反応させ、(b)触媒粒子が重力流によって
下降する第2反応器系内に配置された第2触媒組成物と
の接触の下に、前記第1反応器系流出物を更に反応させ
、然して前記第2触媒組成物は前記第1触媒組成物と異
なる活性および安定性特性を有しており、(c)前記第
1反応器系から失活した触媒粒子を少くとも定期的に抜
出し、触媒粒子が重力流によって下降する第1再生塔に
前記抜出し触媒粒子を導入し、(d)前記第2反応器系
から失活した触媒粒子を少くとも定期的に抜出し、触媒
粒子が重力流によって下降する第2再生塔に前記抜出し
触媒粒子を導入し、(e)前記第1および第2の触媒粒
子を空気、ハロゲンおよび水蒸気との接触の下に、前記
第1および第2の再生塔において再生し、その再生触媒
粒子を乾燥し、(f)前記第1再生塔から乾燥した再生
触媒粒子を抜出し、前記第1反応器系に前記再生第1触
媒組成物を少くとも定期的に導入し、そして(g)前記
第2再生塔から乾燥した再生触媒粒子を抜出し、前記第
2反応器系に前記再生第2触媒組成物を少くとも定期的
に導入する。
内に配置された第1触媒組成物との接触の下に、送大原
料と水素を反応させ、(b)触媒粒子が重力流によって
下降する第2反応器系内に配置された第2触媒組成物と
の接触の下に、前記第1反応器系流出物を更に反応させ
、然して前記第2触媒組成物は前記第1触媒組成物と異
なる活性および安定性特性を有しており、(c)前記第
1反応器系から失活した触媒粒子を少くとも定期的に抜
出し、触媒粒子が重力流によって下降する第1再生塔に
前記抜出し触媒粒子を導入し、(d)前記第2反応器系
から失活した触媒粒子を少くとも定期的に抜出し、触媒
粒子が重力流によって下降する第2再生塔に前記抜出し
触媒粒子を導入し、(e)前記第1および第2の触媒粒
子を空気、ハロゲンおよび水蒸気との接触の下に、前記
第1および第2の再生塔において再生し、その再生触媒
粒子を乾燥し、(f)前記第1再生塔から乾燥した再生
触媒粒子を抜出し、前記第1反応器系に前記再生第1触
媒組成物を少くとも定期的に導入し、そして(g)前記
第2再生塔から乾燥した再生触媒粒子を抜出し、前記第
2反応器系に前記再生第2触媒組成物を少くとも定期的
に導入する。
さらに特定の実施態様においては、第1および第2の触
媒組成物は、それぞれ耐熱性無機酸化物と結合した少く
とも1種の第■族貴金属成分およびハロゲン成分を含有
し、活性および安定性特性の差異は貴金属濃度を相違さ
せることによってもたらされる。
媒組成物は、それぞれ耐熱性無機酸化物と結合した少く
とも1種の第■族貴金属成分およびハロゲン成分を含有
し、活性および安定性特性の差異は貴金属濃度を相違さ
せることによってもたらされる。
また他の特定の実施態様においては、第1および第2の
触媒組成物は、それぞれ第■族貴金属成分および少くと
も1種の触媒金属変性獣modifier)を含有し、
活性および安定性特性の差異は異なる触媒変性物によっ
てもたらされる。
触媒組成物は、それぞれ第■族貴金属成分および少くと
も1種の触媒金属変性獣modifier)を含有し、
活性および安定性特性の差異は異なる触媒変性物によっ
てもたらされる。
本発明は主として、主要反応が吸熱であって気相で行わ
れる反応器系において利用しようとするものである。
れる反応器系において利用しようとするものである。
以下の説明は特にナフサ沸点範囲留.分の接触改質につ
いて行われているが、本発明はこれに限定されるもので
はない。
いて行われているが、本発明はこれに限定されるもので
はない。
他の多くのプロセスと同様に、接触改質はいくつかの発
展の段階を経験し、現在では触媒床が1つあるいはそれ
以上の反応器内を下降する筒状物の形をなす系になつて
来ている。
展の段階を経験し、現在では触媒床が1つあるいはそれ
以上の反応器内を下降する筒状物の形をなす系になつて
来ている。
典型的には、全反応器系内において触媒の下降筒状物が
架橋したり団塊状になることなく自由に流れる性質を与
えるために、触媒は0.8ないし4.0mmの範囲の公
称直径を有する球形にて使用される。
架橋したり団塊状になることなく自由に流れる性質を与
えるために、触媒は0.8ないし4.0mmの範囲の公
称直径を有する球形にて使用される。
多段系においては、反応室は一般に垂直にスタック状に
構成され、複数(通常約6ないし約16)の比較的直径
の小さい導管が、触媒粒子を1つの反応帯から次の下段
の反応帯に(重力流によって)移動させ、最終的に触媒
粒子を最終反応帯から抜出すために用いられる。
構成され、複数(通常約6ないし約16)の比較的直径
の小さい導管が、触媒粒子を1つの反応帯から次の下段
の反応帯に(重力流によって)移動させ、最終的に触媒
粒子を最終反応帯から抜出すために用いられる。
後者は通常、触媒再生装置の頂部に移送され、そこで触
媒粒子の下降筒状物となり、次に再生触媒粒子はスタッ
クの上部反応帯の頂部に移送される。
媒粒子の下降筒状物となり、次に再生触媒粒子はスタッ
クの上部反応帯の頂部に移送される。
各反応容器内およびある帯から次の帯への重力流を円滑
にかつ促進するために、触媒粒子が比較的小さい公称直
径、好ましくは4.0mm以下、を有することが特に重
要である。
にかつ促進するために、触媒粒子が比較的小さい公称直
径、好ましくは4.0mm以下、を有することが特に重
要である。
横配列関係にある個別の反応帯を有する変換系において
は(米国特許第3,839,197号に示された形式の
)触媒移送容器が、触媒粒子を1つの帯の底部から後続
の帯の頂部に、また最終反応帯から再生装置の頂部こ移
動するのに用いられる。
は(米国特許第3,839,197号に示された形式の
)触媒移送容器が、触媒粒子を1つの帯の底部から後続
の帯の頂部に、また最終反応帯から再生装置の頂部こ移
動するのに用いられる。
ナフサ沸点範囲炭化水素の気相運転接触改質は、371
℃ないし549℃の範囲の触媒床温度を含む変換条件で
行われる。
℃ないし549℃の範囲の触媒床温度を含む変換条件で
行われる。
他の条件として一般に、4.4ないし69.0気圧の圧
力、0.2ないし10.0の毎時液空間速度(全触媒量
当りの毎時の新送大原料の量と定義される)、および1
.0:1.0ないし10.0:1.0の範囲の水素対炭
化水素モル比が含まれる。
力、0.2ないし10.0の毎時液空間速度(全触媒量
当りの毎時の新送大原料の量と定義される)、および1
.0:1.0ないし10.0:1.0の範囲の水素対炭
化水素モル比が含まれる。
石油精製技術の当業者に知られているように、連続再生
改質系は、固定床系先行技術に比較して多くの利点を有
する。
改質系は、固定床系先行技術に比較して多くの利点を有
する。
これらの中で、比較的低い圧力一一一例えば4.4ない
し14.6気圧一一一および高い毎時液空間速度一一〜
例えば3.0:1.0ないし8.0:1.0−一一にお
ける効率的運転という能力がある。
し14.6気圧一一一および高い毎時液空間速度一一〜
例えば3.0:1.0ないし8.0:1.0−一一にお
ける効率的運転という能力がある。
連続触媒再生の結果、一定の触媒床入口温度一一一例え
ば510℃ないし543℃一一一をより長く維持するこ
とが出来る。
ば510℃ないし543℃一一一をより長く維持するこ
とが出来る。
更に、生成物分離装置からの循環気相中の水素生成量お
よび水素純度が相応して増加することももたらされる。
よび水素純度が相応して増加することももたらされる。
接触改質反応は、ナフテンの芳香族への脱水素、パラフ
ィンの芳香族への脱水素環化、長鎖パラフィンの低沸点
液状物への水素化分解およびある程度のパラフィンの異
性化を含む。
ィンの芳香族への脱水素環化、長鎖パラフィンの低沸点
液状物への水素化分解およびある程度のパラフィンの異
性化を含む。
これらの反応は、全体として吸熱であり、ハロゲン(例
えば、塩素および/または弗素)およびアルミナのよう
な多孔質担体物質と結合された1種あるいはそれ以上の
第■族貴金属(例えば白金、オスミウム、イリジウム、
ロジウム、ルテニウム、パラジウム)を用いて行われる
。
えば、塩素および/または弗素)およびアルミナのよう
な多孔質担体物質と結合された1種あるいはそれ以上の
第■族貴金属(例えば白金、オスミウム、イリジウム、
ロジウム、ルテニウム、パラジウム)を用いて行われる
。
最近の研究は、通常鉄、コバルト、銅、ニッケル、ガリ
ウム、亜鉛、ゲルマニウム、錫、カドミウム、レーニウ
ム、ビスマスおよびバナジウムおよびそれらの混合物か
ら選択される触媒変性物(modifier)を同時に
用いることによってさらに多くの有利な結果が得られる
ことを示している。
ウム、亜鉛、ゲルマニウム、錫、カドミウム、レーニウ
ム、ビスマスおよびバナジウムおよびそれらの混合物か
ら選択される触媒変性物(modifier)を同時に
用いることによってさらに多くの有利な結果が得られる
ことを示している。
触媒改質は一般に多段法を採用しており、各段は通常容
量%で示される異なる量の触媒を含んでいる。
量%で示される異なる量の触媒を含んでいる。
水素と炭化水素原料の反応物流は、順次触媒量の増加す
る反応帯を中間加熱されて直列に流れる。
る反応帯を中間加熱されて直列に流れる。
反応帯が3つの系においては、代表的触媒充填は、第1
段10.0%ないし30.0%、第2段20.0%ない
し40.0%、および第3段40.0%ないし60.0
%である。
段10.0%ないし30.0%、第2段20.0%ない
し40.0%、および第3段40.0%ないし60.0
%である。
反応帯が4つの系については、適当な触媒充填は、第1
段5.0%ないし15.0%、第2段15.0%ないし
25、0%、第3段25.0%ないし35.0%および
第4段35.0%ないし50.0%である。
段5.0%ないし15.0%、第2段15.0%ないし
25、0%、第3段25.0%ないし35.0%および
第4段35.0%ないし50.0%である。
反応物流の流れの方向に順次増加する触媒の不均等配分
によって、反応および全反応熱の配分を助長している。
によって、反応および全反応熱の配分を助長している。
本発明の重要な点は、活性および安定性の異った結合特
性を有することで特徴づけられる、異種改質触媒を用い
ることである。
性を有することで特徴づけられる、異種改質触媒を用い
ることである。
説明の目的のためにいくつかの定義を確定しておく。
「活性」は、通常液状改質生成物流一一一即ちペンタン
およびより重質の炭化水素一一一につき与えられた所要
オクタン価を得るために必要な運転苛酷度の水準と定義
される。
およびより重質の炭化水素一一一につき与えられた所要
オクタン価を得るために必要な運転苛酷度の水準と定義
される。
例えば、触媒床温度を除き他のすべての変数が一定であ
るときに、無鉛リサーチオクタン価100.0の最終生
成物を得る場合、50γCでこの生成物を製造する触媒
は、518℃の温度を要するものよりも高活性である。
るときに、無鉛リサーチオクタン価100.0の最終生
成物を得る場合、50γCでこの生成物を製造する触媒
は、518℃の温度を要するものよりも高活性である。
同様に、触媒床温度を一定に保ち毎時液空間速度(LH
SV)を目標オクタン価を得るために調節した場合、L
HSV2.0にて所要の結果をもたらす触媒は、LHS
V1,75を要するものよりも高活性である。
SV)を目標オクタン価を得るために調節した場合、L
HSV2.0にて所要の結果をもたらす触媒は、LHS
V1,75を要するものよりも高活性である。
触媒「安定性」は、反応室内に装入された触媒kg当り
の送大原料立方メートル、m3/#gとじて測定された
触媒寿命に関連する活性変化率と定義される。
の送大原料立方メートル、m3/#gとじて測定された
触媒寿命に関連する活性変化率と定義される。
屡々安定性は、通常液状生成物流について一定の目標オ
クタン価を維持するための触媒寿命単位当りの温度増加
単位で表わされる一一一これは一般にC/m″/kgで
示される。
クタン価を維持するための触媒寿命単位当りの温度増加
単位で表わされる一一一これは一般にC/m″/kgで
示される。
従って、失活率4.0℃/m’/kgで表わされる触媒
組成物は,127℃/m3/kgの率で失活するものよ
りも著しく安定である。
組成物は,127℃/m3/kgの率で失活するものよ
りも著しく安定である。
またペンタンおよびより重質生成物の収率、および気体
生成物中の水素純度もまた改質系にて用いる触媒組成物
を選定するのに利用される。
生成物中の水素純度もまた改質系にて用いる触媒組成物
を選定するのに利用される。
改質触媒組成物は、二重機能を有する点で独特であり、
これは色々な方法で定義されるが、触媒が酸の性質と金
属の水素化/脱水素機能を同時に発揮するということが
最も普通である。
これは色々な方法で定義されるが、触媒が酸の性質と金
属の水素化/脱水素機能を同時に発揮するということが
最も普通である。
本発明の処理技術で用いられる触媒の異種性は主として
組成物の二重機能特性を変えることによって達成される
。
組成物の二重機能特性を変えることによって達成される
。
上述のように、触媒組成物は、活性と安定性の異った結
合特性を発揮する。
合特性を発揮する。
説明のため、各種の改質触媒組成物が活性および安定性
性能試験に附され、標準触媒および触媒相互間で比較し
て1ないし10の基準で評価され、10が最高活性およ
び最高安定性を表すと仮定する。
性能試験に附され、標準触媒および触媒相互間で比較し
て1ないし10の基準で評価され、10が最高活性およ
び最高安定性を表すと仮定する。
便宣的に選定されたこの尺度によれば、触媒Aが活性5
および安定性値10を有し、触媒Bが活性10および安
定性値5を有する場合には、両触媒は活性と安定性の異
なった結合特性を有する。
および安定性値10を有し、触媒Bが活性10および安
定性値5を有する場合には、両触媒は活性と安定性の異
なった結合特性を有する。
同様に、両触媒が活性値8を有し、一方が安定性値8で
あり、第2のものが安定性値3である場合には、本発明
の目的のためには活性と安定性の異なる結合特性を有す
る。
あり、第2のものが安定性値3である場合には、本発明
の目的のためには活性と安定性の異なる結合特性を有す
る。
前述のように、改質触媒は、白金、パラジウム、ロジウ
ム、ルテニウム、オスミウムおよび/またはイリジウム
といった少くとも1種の第■族貴金属成分と、一般に塩
素、弗素あるいは両者といった酸作用ハロゲン成分を含
む。
ム、ルテニウム、オスミウムおよび/またはイリジウム
といった少くとも1種の第■族貴金属成分と、一般に塩
素、弗素あるいは両者といった酸作用ハロゲン成分を含
む。
これらは製造過程で、アルミナ、シリカ、ジルコニア、
ストロンチア、マグネシア、ハフニアおよびこれらの混
合物の群から選ばれる耐熱性無機酸化物と結合される。
ストロンチア、マグネシア、ハフニアおよびこれらの混
合物の群から選ばれる耐熱性無機酸化物と結合される。
前述の型の触媒変性物が、活性/安定性関係を調整する
目的で屡々これらと結合される。
目的で屡々これらと結合される。
第■族貴金属成分は、元素基準で計算して0.1%ない
し2.0重量%の量で存在する。
し2.0重量%の量で存在する。
触媒が0.3%ないし0,9重量%の第■族貴金属成分
を含有するときに優れた結果が得られる。
を含有するときに優れた結果が得られる。
ハロゲンは、担体を活性金属成分で含浸すろ過程で担体
物質と結合される。
物質と結合される。
ハロゲンの量は、塩素、弗素あるいは両方の場合ともに
、元素基準で計算して、最終触媒組成物が、0.1%な
いし1.5重量%、最も一般的には0.3%ないし1.
2%含有するというものである。
、元素基準で計算して、最終触媒組成物が、0.1%な
いし1.5重量%、最も一般的には0.3%ないし1.
2%含有するというものである。
金属触媒変性物については、元素基準で0.1%ないし
5.0重量%の範囲の量で存在するのが好ましい。
5.0重量%の範囲の量で存在するのが好ましい。
これらの触媒変性物の絶対量あるいは性質に係りなく、
触媒中の第■族貴金属の触媒変性物に対する原子比は、
好ましくはo.i:i.oないし3.0:1.0の範囲
から選ばれ、0.5:1.0ないし1.5:1.0の原
子比において優れた結果が得られる。
触媒中の第■族貴金属の触媒変性物に対する原子比は、
好ましくはo.i:i.oないし3.0:1.0の範囲
から選ばれ、0.5:1.0ないし1.5:1.0の原
子比において優れた結果が得られる。
ある種のナフサ沸点範囲の送大原料につき特定の状況の
場合、選定された触媒組成物の酸機能を弱めることが必
要となることがある。
場合、選定された触媒組成物の酸機能を弱めることが必
要となることがある。
これは0.01%ないし1、5重量%の量でアルカリ性
金属成分を添加することによって達成される。
金属成分を添加することによって達成される。
この成分は、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジ
ウム、セシウム、バリウム、ストロンチウム、カルシウ
ム、マグネシウム、ベリリウムおよびこれらの混合物の
群から選ばれる。
ウム、セシウム、バリウム、ストロンチウム、カルシウ
ム、マグネシウム、ベリリウムおよびこれらの混合物の
群から選ばれる。
改質触媒組成物は、調製および焼成に続いて、水素中で
実質的に無水分の還元に附される。
実質的に無水分の還元に附される。
還元は、運転開始操作と結合した工程として装置内で実
施することが便利であるが、系内を予め実質的に水分の
ない状態に乾燥しておくことに注意しなければならない
。
施することが便利であるが、系内を予め実質的に水分の
ない状態に乾燥しておくことに注意しなければならない
。
接触改質プロセスは、還元組成物を元素基準で0.05
%ないし0.5重量%のいおうと結合するように予備硫
化操作に附する場合に改善される。
%ないし0.5重量%のいおうと結合するように予備硫
化操作に附する場合に改善される。
活性および安定性特性の差異は、物理的性質、化学的性
質あるいは両方を変えることによって達成することが出
来る。
質あるいは両方を変えることによって達成することが出
来る。
前者は見掛けかさ比重、細孔直径(公称)および一般に
触媒ダラム当りの平方メートルで測定される表面積を含
む。
触媒ダラム当りの平方メートルで測定される表面積を含
む。
化学組成を変えることによって活性および/または安定
性特性を広範囲に変化させることが出来、従ってこの方
が好ましい。
性特性を広範囲に変化させることが出来、従ってこの方
が好ましい。
初めに耐熱性無機酸化物担体について見ると、アルミナ
は、第■族貴金属およびハロゲン濃度が同一であっても
、シリカ約20重量%を含有するものに比較して、異な
る活性および安定性を発揮する。
は、第■族貴金属およびハロゲン濃度が同一であっても
、シリカ約20重量%を含有するものに比較して、異な
る活性および安定性を発揮する。
簡略化のために以下の説明は、全アルミナ担体およびハ
ロゲン成分として塩素を用いた改質触媒に限定するが、
本発明をそれに限定するものではない。
ロゲン成分として塩素を用いた改質触媒に限定するが、
本発明をそれに限定するものではない。
両方の触媒組成物が第■族金属成分として白金を含む場
合、活性および安定性特性(A/S特性)の差異は白金
の濃度を変えることにより簡単に達成することが出来る
。
合、活性および安定性特性(A/S特性)の差異は白金
の濃度を変えることにより簡単に達成することが出来る
。
従ってアルミナ、0.9%の塩素および0.75重量%
の白金の組成物は、アルミナ、0.9%の塩素および0
.375%の白金のものとは異なる結合A/S特性を有
する。
の白金の組成物は、アルミナ、0.9%の塩素および0
.375%の白金のものとは異なる結合A/S特性を有
する。
同様に、1.0重量%の塩素を含む白金/アルミナ触媒
は、実質的に塩素を含まないものとは異るA/S特性を
有する。
は、実質的に塩素を含まないものとは異るA/S特性を
有する。
他方、A/S特性を変えるために塩素濃度を変えること
も出来る。
も出来る。
さらにある触媒が唯一の第■族金属成分として白金を含
み、第2の触媒が白金とイリジウムの両方を含むことが
ある。
み、第2の触媒が白金とイリジウムの両方を含むことが
ある。
2元金属組成物は3元金属および4元金属組成物と同様
に、単元金属組成物とは異る。
に、単元金属組成物とは異る。
同様に、アルミナと結合した白金、バナジウムおよび塩
素を含む触媒は、バナジウムを含まない同種触媒とはA
/S特性において異る。
素を含む触媒は、バナジウムを含まない同種触媒とはA
/S特性において異る。
白金/アルミナ/塩素触媒は、パラジウム/アルミナ/
塩素触媒とは異なる特性を示す。
塩素触媒とは異なる特性を示す。
触媒組成物が同一の第■族成分および同一塩素濃度を含
む場合、同一変性物を異なる濃度で使用することにより
差異を得ることが出来る。
む場合、同一変性物を異なる濃度で使用することにより
差異を得ることが出来る。
焼成、還元触媒を使用前に硫化技術に附するかどうかに
よって、他の成分および濃度が同一であっていおう濃度
が異るときのように、A/S特性に影響が与えられる。
よって、他の成分および濃度が同一であっていおう濃度
が異るときのように、A/S特性に影響が与えられる。
本発明の方法においては特定の技術が重要なのではなく
、測定された活性および安定性特性が異なることである
。
、測定された活性および安定性特性が異なることである
。
簡単にいえば、本発明は、各系を触媒粒子が重力流によ
って下降する、2つの分離された反応器系を用いること
である。
って下降する、2つの分離された反応器系を用いること
である。
各系は、自身の個別の再生塔と結合しており、再生塔で
も触媒粒子が重力流によって下降する。
も触媒粒子が重力流によって下降する。
各反応器系は、他の反応器系に配置された触媒と異る活
性および安定性特性を発揮する触媒を含む。
性および安定性特性を発揮する触媒を含む。
触媒粒子は各反応器系から少くとも定期的に抜出され、
それぞれの再生塔に導入される。
それぞれの再生塔に導入される。
再生は失活粒子を空気、ハロゲンおよび水蒸気と接触さ
せることによって行われ、次いで実質的に水分のない空
気中で乾燥操作が行わされ、触媒粒子は、別個の容器中
かあるいは個別の反応器系と結合した個別の容器中で還
元操作に附される。
せることによって行われ、次いで実質的に水分のない空
気中で乾燥操作が行わされ、触媒粒子は、別個の容器中
かあるいは個別の反応器系と結合した個別の容器中で還
元操作に附される。
乾燥された再生粒子は個別の反応器系に少くとも定期的
に導入される。
に導入される。
触媒再生および再調整(ハロゲン再調節)のために用い
られる精密な技術は本発明の重要な特色ではなく、空気
、水蒸気およびハロゲンの混合物を用いる先行技術の方
法のいづれでもよい。
られる精密な技術は本発明の重要な特色ではなく、空気
、水蒸気およびハロゲンの混合物を用いる先行技術の方
法のいづれでもよい。
2つの反応器系に関し、各々は少くとも1つの反応帯を
含む。
含む。
本発明によれば多くの配列が可能である。
例えば、1つの系が2つもしくは3つの個別の反応帯を
含み、第2の系が1つもしくは2つの個別の帯からなる
。
含み、第2の系が1つもしくは2つの個別の帯からなる
。
前述のように、反応帯は、一般に反応物流の流れの方向
に増加するような異る触媒量を含む。
に増加するような異る触媒量を含む。
接触改質は全体として吸熱であり、段間加熱が必要であ
る。
る。
従って個別の反応帯および触媒配分の正確な数は、主と
して新送大原料の物理的・化学的特性と、反応および全
反応熱の配分についての最終予測によって左右される。
して新送大原料の物理的・化学的特性と、反応および全
反応熱の配分についての最終予測によって左右される。
前述のように接触改質は4つの主要な反応を含み、全体
としての結果は温度降下と吸熱性である。
としての結果は温度降下と吸熱性である。
例示のため触媒配分が10.0%、15.0%、25.
0%および50.0%の4反応帯系を考えた場合、第1
反応帯では実質的にすべてのナフテン系炭化水素の芳香
族への脱水素、高吸熱反応が行われる。
0%および50.0%の4反応帯系を考えた場合、第1
反応帯では実質的にすべてのナフテン系炭化水素の芳香
族への脱水素、高吸熱反応が行われる。
第2反応帯では、第1帯流出物温度を中間加熱によって
上昇された後、残余のナフテンが脱水素され、またパラ
フィンの芳香族への脱水素環化、これも吸熱が行われる
。
上昇された後、残余のナフテンが脱水素され、またパラ
フィンの芳香族への脱水素環化、これも吸熱が行われる
。
後者は、第3反応帯においても、ノルマルパラフィンの
異性化物への異性化とともに行われる。
異性化物への異性化とともに行われる。
若干の異性化は、長鎖パラフィンの低分子量の通常液状
パラフィンへの水素化分解とともに、第4反応帯でも起
る。
パラフィンへの水素化分解とともに、第4反応帯でも起
る。
2種の異なる触媒組成物を用いる本発明の思想は、触媒
粒子が重力流によって移動する連続触媒再生/接触改質
に関連して用いられるときに、後者の多くの利点をさら
に助長しまた送大原料特性および所望結果に特に適合し
たプロセスを与えるものである。
粒子が重力流によって移動する連続触媒再生/接触改質
に関連して用いられるときに、後者の多くの利点をさら
に助長しまた送大原料特性および所望結果に特に適合し
たプロセスを与えるものである。
本発明の思想およびそれに包含される接触改質プロセス
をさらに説明するため、1つあるいはそれ以上の実施態
様を示す添付図面を参照する。
をさらに説明するため、1つあるいはそれ以上の実施態
様を示す添付図面を参照する。
説明は、単に主要な装置のみを示す簡略化された系統図
によって行う。
によって行う。
それらは、2反応帯スタック型反応器系I、触媒脱離ホ
ッパ−(disengag−inghopper)1を
有するそれの再生塔I,2反応帯系■、および触媒脱離
ホッパ−45を有するそれの再生塔■である。
ッパ−(disengag−inghopper)1を
有するそれの再生塔I,2反応帯系■、および触媒脱離
ホッパ−45を有するそれの再生塔■である。
ポンプおよびコンプレッサー、加熱器および冷却器、凝
縮器、熱交換器および熱回収回路、運転開始配管、バル
ブおよび類似機器のような詳細部分は、本技術の理解に
は重要でないので省略した。
縮器、熱交換器および熱回収回路、運転開始配管、バル
ブおよび類似機器のような詳細部分は、本技術の理解に
は重要でないので省略した。
図面につき、スタック型反応器系Iは、2つの個別の反
応帯5および6を有するものとして示されており、そこ
にはガンマ・アルミナ、0.95重量%の結合塩素およ
び約0.75重量%の白金を含み公称直径1.6mmの
触媒組成物が配置されている。
応帯5および6を有するものとして示されており、そこ
にはガンマ・アルミナ、0.95重量%の結合塩素およ
び約0.75重量%の白金を含み公称直径1.6mmの
触媒組成物が配置されている。
便宣的に選定された1ないし10の基準によれば、この
触媒は約8の活性値および約6の安定性値を有する。
触媒は約8の活性値および約6の安定性値を有する。
スタック型反応器系■の反応帯64および65には、ガ
ンマ・アルミナ、0.95重量%の結合塩素および0.
375重量%の白金を含み、公称直径1.6mmであり
、0.25重量%のいおう水準まで予備硫化された異種
の触媒が配置されている。
ンマ・アルミナ、0.95重量%の結合塩素および0.
375重量%の白金を含み、公称直径1.6mmであり
、0.25重量%のいおう水準まで予備硫化された異種
の触媒が配置されている。
この触媒は活性水準4および安定性水準約9を示す。
このようにして本例では、新送大原料は、最初に比較的
高活性/低安定性の組成物に接触し、次いで比較的低活
性/高安定性の組成物に接触する。
高活性/低安定性の組成物に接触し、次いで比較的低活
性/高安定性の組成物に接触する。
ある状況においては、主として原料特性と全反応帯を考
慮して、組成物を逆にすることがある。
慮して、組成物を逆にすることがある。
即ち低活性/高安定性触媒の次に高活性/低安定性触媒
の順。
の順。
ナフサ沸点範囲の送大原料は、循環水素富化蒸気相と混
合されて、触媒保持および予備還元帯4に管59を経て
導入される。
合されて、触媒保持および予備還元帯4に管59を経て
導入される。
触媒が中央部20に配置されており、送入反応物流が円
筒形収容器21と帯4の内壁とによって形成された環状
部を流れるこの形式の容器は、米国特許第3.706,
536号に記載された形式のものである。
筒形収容器21と帯4の内壁とによって形成された環状
部を流れるこの形式の容器は、米国特許第3.706,
536号に記載された形式のものである。
水素対炭化水素モル比は約6、0:1.O、圧力は約7
.8気圧、4つの反応帯5,6,64および65のすべ
てに配置された全触媒量を基準にして、毎時液空間速度
は約1.5である。
.8気圧、4つの反応帯5,6,64および65のすべ
てに配置された全触媒量を基準にして、毎時液空間速度
は約1.5である。
触媒保持帯4に入る前に、水素/炭化水素混合送入流は
、反応帯5の入口温度が約510℃になるような水準ま
で昇温される。
、反応帯5の入口温度が約510℃になるような水準ま
で昇温される。
反応物流は、反応帯5の内壁と触媒保持網23との間の
環状空間から横方向放射状に流れ、環状触媒床22に入
って通過し、多孔中心管24に達し、そこから生成物流
が導管60によって抜出される。
環状空間から横方向放射状に流れ、環状触媒床22に入
って通過し、多孔中心管24に達し、そこから生成物流
が導管60によって抜出される。
反応帯中間加熱器(図示せず)を通過した後、反応物流
は導管60を続けて流れ反応帯6に導入される。
は導管60を続けて流れ反応帯6に導入される。
反応物流は再び、触媒保持網26と多孔中心管27によ
って作られる環状触媒床25を通って横方向放射状に流
れる。
って作られる環状触媒床25を通って横方向放射状に流
れる。
反応生成物流は出口部28および管29を通過し、昇温
されて触媒保持帯32に導入される。
されて触媒保持帯32に導入される。
スタック型反応器系■に述べたように、再生塔■からの
触媒粒子は入口部33に入り、円筒形収容器35内の保
持部34で予備加熱および予備還元される。
触媒粒子は入口部33に入り、円筒形収容器35内の保
持部34で予備加熱および予備還元される。
反応帯64も、多孔中心管38と触媒保持網37とによ
って形成され、反応物流が横方向放射状に流れる環状触
媒床36を含む。
って形成され、反応物流が横方向放射状に流れる環状触
媒床36を含む。
反応物流の入口温度は510℃である。
反応帯64からの反応生成物流は管61を経て抜出され
、510℃の温度に昇温されて、反応帯65に導入され
る。
、510℃の温度に昇温されて、反応帯65に導入され
る。
反応物流は、触媒保持網40と反応室65の内壁とによ
って形成される外部環状部から環状触媒床39に横方向
放射状に流れ、多孔中心管41に達する。
って形成される外部環状部から環状触媒床39に横方向
放射状に流れ、多孔中心管41に達する。
最終生成物流は出口部62および導管63を経て抜出さ
れ、冷却器/凝縮器および分離装置(図示せず)に移送
され、通常液状生成物と水素富化蒸気相に分けられる。
れ、冷却器/凝縮器および分離装置(図示せず)に移送
され、通常液状生成物と水素富化蒸気相に分けられる。
後者の一部は圧力制御によって系から放出され、残部は
管59を経てスタック型反応器系Iに再循環される。
管59を経てスタック型反応器系Iに再循環される。
流出物導管60および61については、工業用に設計さ
れた系においては、多孔中心管24および38の最下端
部から始まる。
れた系においては、多孔中心管24および38の最下端
部から始まる。
これらが反応帯5および64の側部から出るように示さ
れているが、これは単に図面上の便宣および簡略化のた
めである。
れているが、これは単に図面上の便宣および簡略化のた
めである。
再生触媒粒子は、定期的に上昇管17を通して移送され
、入口部19を経て触媒保持および予熱帯4に導入され
る。
、入口部19を経て触媒保持および予熱帯4に導入され
る。
触媒粒子は床20から、通常約6ないし約16の数の、
複数の移送導管を経て、環状触媒床22に抜出される。
複数の移送導管を経て、環状触媒床22に抜出される。
粒子は他の複数の移送導管を通って、重力によって反応
帯6の環状触媒床25に流れる。
帯6の環状触媒床25に流れる。
失活触媒粒子は複数の出口部30および導管31を経て
反応帯6の最下端から取除かれる。
反応帯6の最下端から取除かれる。
これらの粒子は米国特許第3,856,662号に示さ
れた形式の、本図には示されていない。
れた形式の、本図には示されていない。
固定抜出しおよび移送容器に導入される。
抜出された触媒粒子は上昇管2を経て脱離ホッパ−1に
移送される。
移送される。
脱離ホッパ−1は触媒微粉体およびちり状粒子を分離す
る役目をなし、それらは導管3を通って適当な金属回収
装置に取除かれる。
る役目をなし、それらは導管3を通って適当な金属回収
装置に取除かれる。
触媒粒子は出口部7を経て抜出され、複数の移送導管8
を通って再生塔Iに流下する。
を通って再生塔Iに流下する。
これらの失活触媒粒子は、円筒形触媒保持網10と燃焼
生成排ガス中心管11とによって作られる環状触媒.床
9として配置される。
生成排ガス中心管11とによって作られる環状触媒.床
9として配置される。
空気、水蒸気および塩素含有化合物の混合物が、管13
からの循環排ガスと混合されて、導管12を通って、再
生塔■の上部炭素燃焼/ハロゲン化部に導入される。
からの循環排ガスと混合されて、導管12を通って、再
生塔■の上部炭素燃焼/ハロゲン化部に導入される。
この部分で、コークおよび他の炭素質物質が除去され、
また触媒組成物の塩化物含量が元の水準まで調節される
。
また触媒組成物の塩化物含量が元の水準まで調節される
。
実質的に乾いた空気が管14を経て再生塔Iの下部、乾
燥部に導入され、触媒粒子から実質的にすべての残留水
分が除去される。
燥部に導入され、触媒粒子から実質的にすべての残留水
分が除去される。
排ガス燃焼生成物は中心管11から導管18を経て取出
される。
される。
その1部は管13を経て分けられ、管12から導入され
る水蒸気、塩素含有化合物および空気の混合物と合体さ
れる。
る水蒸気、塩素含有化合物および空気の混合物と合体さ
れる。
この方法での排ガスによる稀釈は、炭素燃焼部における
酸素水準をモル基準で最高約2,0%に維持するために
得策である。
酸素水準をモル基準で最高約2,0%に維持するために
得策である。
乾燥された再生触媒粒子は出口部16を経て最下端部1
5から抜出され、上昇管17を通って触媒保持帯4に移
送される。
5から抜出され、上昇管17を通って触媒保持帯4に移
送される。
先行技術に見られる形式の上昇装填器(lift en
gager)もしくは触媒抜出しおよび移送容器がこの
ために用いられる。
gager)もしくは触媒抜出しおよび移送容器がこの
ために用いられる。
同様な方法によって、失活し塩化物の不足した触媒粒子
が、スタック型反応器系■から複数の出口部42および
導管43を通って抜出される。
が、スタック型反応器系■から複数の出口部42および
導管43を通って抜出される。
これらは上昇管44を通って脱離ホッパ−45に移送さ
れ、微粉およびちり状物質が導管46から除去される。
れ、微粉およびちり状物質が導管46から除去される。
触媒粒子は出口部47から取除かれ、複数の移送導管4
8を経て再生塔■に導入され、環状触媒床49として配
置される。
8を経て再生塔■に導入され、環状触媒床49として配
置される。
後者は排ガス中心管50と触媒保持網51とによって形
成される。
成される。
空気、水蒸気および塩素含有化合物が、管53からの再
循環排ガス燃焼生成物と混合されて、管52を経て炭素
燃焼上部に導入される。
循環排ガス燃焼生成物と混合されて、管52を経て炭素
燃焼上部に導入される。
再生塔■について述べたように、コークおよび他の炭素
質物質が触媒粒子から燃焼され、また塩化物含量が元の
水準まで調節される。
質物質が触媒粒子から燃焼され、また塩化物含量が元の
水準まで調節される。
実質的に乾いた空気流が導管54によって下部乾燥部に
入る。
入る。
気体状燃焼生成物が排ガス中心管50および導管58を
通って取出され、少くともその一部は炭素燃焼/ハロゲ
ン調節部に再循環するために管53を経て分けられる。
通って取出され、少くともその一部は炭素燃焼/ハロゲ
ン調節部に再循環するために管53を経て分けられる。
再生され実質的に水分を含まない再調整触媒は、出口部
56を経て最下端部55から抜出され、上昇管57を経
て反応系■の頂部に位置する触媒保持帯32に移送され
る。
56を経て最下端部55から抜出され、上昇管57を経
て反応系■の頂部に位置する触媒保持帯32に移送され
る。
図面は本発明の1実施態様を示す概略系統図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 (a)触媒粒子が重力流によって下降する第1反応
系内に配置された第1触媒組成物との接触の下に、送大
原料と水素を反応させ、 (b)触媒粒子が重力流によって下降する第2反応器系
内に配置された第2触媒組成物との接触の下に、前記第
1の系の流出物を更に反応させ、然して前記第2触媒組
成物は前記第1触媒組成物と異なる活性および安定性特
性を有し、(C)前記第1反応器系から失活した触媒粒
子を少くとも定期的に抜出し、触媒粒子が重力流によっ
て下降する第1再生塔に前記抜出し触媒粒子を導入し、 (d)前記第2反応器系から失活した触媒粒子を少くと
も定期的に抜出し、触媒粒子が重力流によって下降する
第2再生塔に前記抜出し触媒粒子を導入し、 (e)前記第1および第2の触媒粒子を空気、ハロゲン
および水蒸気との接触の下に、前記第1および第2の再
生塔において再生し、その再生触媒粒子を乾燥し、 (f)前記第1再生塔から乾燥した再生触媒粒子を抜出
し、前記第1反応器系に前記再生第1触媒組成物を少く
とも定期的に導入し、そして(g)前記第2再生塔から
乾燥した再生触媒粒子を抜出し、前記第2反応器系に前
記再生第2触媒組成物を少くとも定期的に導入する、 一連の工程を含む、炭化水素送大原料の接触改質方法。 2 前記第1反応器系が複数の反応帯からなり、前記第
1触媒組成物が重力流によって1つの帯から後続の帯に
移動する第1項の方法。 3 前記第2反応器系が複数の反応帯からなり、前記第
2触媒組成物が重力流によって1つの帯から後続の帯に
移動する第1項あるいは第2項の方法。 4 前記第1および第2の触媒組成物が、それぞれ耐熱
性無機酸化物と結合した、少くとも一種の■族貴金属成
分およびハロゲン成分を含有し、活性および安定性特性
の差異が貴金属濃度を相違させることによってもたらさ
れる第1項ないし第3項のいずれかの方法。 5 前記第1および第2の触媒組成物が、それぞれハロ
ゲン成分を含有し、活性および安定性特性の差異がハロ
ゲン濃度を相違させることによってもたらされる第1項
ないし第3項のいずれかの方法。 6 前記第1および第2の触媒組成物が、それぞれ第■
族貴金属成分および少くとも一種の触媒金属変性物(m
odifierを含有し、活性および安定性特性の差異
が異なる触媒変性物によってもたらされる第1項ないし
第3項のいづれかの方法。 7 前記第1反応器系が少くとも2つの個別の反応帯を
包含し、前記第2反応器系が単一反応帯からなる第1項
の方法。 8 前記第■族貴金属成分が白金成分である第4項ある
いは第6項の方法。 9 前記第1および第2の反応器系が、それぞれ2つの
個別の反応帯を包含する第1項の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9858279A JPS585959B2 (ja) | 1979-08-01 | 1979-08-01 | 重力流下する異種触媒粒子による多段接触改質法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9858279A JPS585959B2 (ja) | 1979-08-01 | 1979-08-01 | 重力流下する異種触媒粒子による多段接触改質法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5624489A JPS5624489A (en) | 1981-03-09 |
| JPS585959B2 true JPS585959B2 (ja) | 1983-02-02 |
Family
ID=14223640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9858279A Expired JPS585959B2 (ja) | 1979-08-01 | 1979-08-01 | 重力流下する異種触媒粒子による多段接触改質法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS585959B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5917949A (ja) * | 1982-07-20 | 1984-01-30 | Asahi Denka Kogyo Kk | 高度不飽和脂肪酸含有食品 |
-
1979
- 1979-08-01 JP JP9858279A patent/JPS585959B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5624489A (en) | 1981-03-09 |
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