JPS5951338B2 - コ−ク付着触媒のボギング防止方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は重質油から軽質化油と水素を同時に製造する際
の、触媒再生装置におけるホギングの発生を防止する方
法に関するものである。

常圧蒸留残渣油なと：ρ重質油を接触分解させることに
より軽質化する方法が近年、開発されており、本発明者
等も重質油を鉄を３０〜６０重量％含む触媒の存在下に
接触分解して軽質化し、コークを付着させた該触媒を還
元処理したのちスチームと接触させて水素に富むガスを
生成する方法を見い出した。

この方法の実際上の操業方式は第１図に示すようなもの
である。

図において、重質原料油を管１によって分解塔２の下部
の４５０〜６００℃の温度および０〜１５ｋｇＺｃｍ２
Ｇの圧力に保たれている流動床に導入する。

該流動床では粒状の鉄を３０〜６０重量％含む触媒が管
３から導入される流動化ガスによって流動している。

なお、流動ガスとしては通常はスチームが用いられるが
、分解排ガスを用いてもよい。

分解塔２で該重質油が前記触媒によって接触分解されて
分解生成油とコークになる。

重金属が除去され、軽質化された分解生成油は流動化ガ
スとともにガス状で管４から取り出される。

一方、コークは触媒上に付着して移送管５を経て再生塔
６へ送られる。

再生塔６は７５０〜９５０℃の温度、０〜１５ｋｇ／ｃ
ｍ２Ｇの圧力に保たれ、管７から供給された空気によっ
て、下記式（１）〜（２）にしたがって触媒上に付着し
たコークの一部を部分燃焼して系全体の熱量を供給する
とともに、触媒中の鉄を還元する。

このとき、触媒上に付着したコークの量では、鉄の還元
及び系全体へ熱量を供給するのに不足の場合、再生塔６
へ直接、炭化水素等の補助燃料を供給して部分燃焼させ
てもよい。

Ｆｅ３Ｏ４＋Ｃ−＋ＦｅＯ＋ＣＯ＋ＣＯ２・・・（１）
ＦｅＯ＋Ｃ−＋Ｆｅ＋ＣＯ＋ＣＯ２”（２）酸化鉄とコ
ークとの反応およびコークと酸素との反応によって生成
した二酸化炭素および一酸化炭素を含む排ガスは管８か
ら放出される。

７５０〜９５０℃まで加熱された触媒粒子は管９および
管１０を経てそれぞれ分解塔２およびガス化塔１１へ送
られる。

還元鉄を含有する触媒は移送管１０を経てガス化塔１１
へ送られ、そこで管１２から供給されるスチームによっ
て下記式（３）〜（４）に示すように鉄の酸化を受けて
水素を生成する。

Ｆｅ十Ｈ２０→ＦｅＯ＋Ｈ２・・・（３）ＦｅＯ＋Ｈ２
０−）Ｆｅ３０４＋Ｈ２・・・（４）なお、ガス化塔１
１内は６００〜８００℃の温度およびＯ〜１５ｋｇ／ｃ
ｍ２Ｇの圧力に保たれる。

ガス化塔１１内では主として鉄の酸化反応が起こるため
管１３から取り出されるガス化塔１１からの生成ガス中
の水素濃度が極めて高く、通常は、乾燥基準で８０容量
％以上である。

酸化された触媒は管１４を経て分解塔２へ循環される。

尚、上記触媒としては、ラテライト、磁鉄鉱等の鉄系天
然鉱石を粉砕造粒、焼成した触媒或いは、鉄を３０〜６
０重量％含有し残部がアルミナ、シリカ、マグネシア等
の耐火物を含む合成鉄系触媒でその粒度範囲は６０〜５
００μのものを用いることか゛できる。

上記のような三基循環流動床方式において一般に用いら
れる再生塔６の構造は、第２図に示すように、分散板６
１上に移送管５からコークの付着した触媒が分解塔２か
らリフトガスによって供給され、管７より供給される酸
素含有ガス例えば空気により、流動層が形成される。

ここで前述したように、触媒上に付着したコーク或いは
さらに補助念料として供給された炭化水素を部分燃焼さ
せ、さらに触媒中の鉄を還元させる。

このような再生塔６の流動層の高さＬに対し、流動層底
部にあたる分散板６１から１−約１７３Ｌ以上のところ
に移送管５が連結されている。

分散板直上部は酸素濃度が高いためコーク燃焼熱が大で
あるが、上記のような位置に分解塔から移送されてくる
触媒の供給口がある場合には、分解塔２からの低温触媒
（５４０℃）の冷却効果が期待できず、また流動化ガス
の一部となる、移送管５からのリフトガスは分散板直上
部の線速には寄与しえず、分散板直上部の線速は小さく
なる。

（例えば空塔速度：分散板直上部２６．８ｃｍ ／
ｓｅｃ、流動層平均３７．０ｃｍ ／５ｅｃ）従って分
散板直上部で比較的融点の低いＦｅＯやＦｅが部分的に
溶融、焼結して粗粒を形成するいわゆるホギング（ｂｏ
ｇｇｉｎｇ）現象を生じ易く、流動層の流動状態を不安
定にすると共に触媒の円滑な循環が妨げられる。

このホギング現象は極く初期においては、粗粒も小さく
て数も少なく、又触媒粒子同志の結果も弱いが、短期間
の内に粗大化して流動停止をひき起こし、最終的には粒
子層全体が強固な焼結体を形成してしまう。

従ってこのような再生塔におけるホギングの発生は、そ
れが発生した時に分散板上から流動層下部にガスの吹抜
は通路が生じるため、流動層部の圧力損失の低下をもた
らす。

このため、流動層部の圧力損失の変化を監視することに
よりホギングの発生状況を知ることができる。

このようなホギング発生を防止するには、ホギングの発
生しやすい部分すなわち分散板直上部の温度を低下させ
るか、粒子の運動を活発にして、物理的に抑制すると効
果があり、さらに両者を併用すると最も効果的であるこ
とが分かった。

本発明は上記のような知見に基づき再生塔におけるホギ
ングの発生を防止することを目的として開発されたもの
であって、重質炭化水素を分解して軽質油と水素を得る
際に、コークを付着し、鉄を３０〜６０重量％含有する
触媒を、コークを完全燃焼するには不足量の酸素含有ガ
スと接触させて還元状態下で燃焼させ、同時に該触媒を
還元する流動層装置において、コーク付着触媒の供給を
上記流動層底部から流動層高さの０〜０．３倍の位置で
行なうことを特徴とするものである。

前記の図示された装置系では、分解塔２からのコーク付
着触媒供給口を再生塔６の流動層の高さＬに対し、流動
層の底部から測って１＝ＬＸ （０〜０．３）の範囲内
に設定すればよい。

この供給口の位置は第３図ａに示すように塔壁でもよい
し、また第３図すに示すように分散板を直接貫通させて
開口するようにしてもよい。

後者の場合、その開口位置は供給側と対向する塔壁Ｗの
エロージョンを避けるために分散板の中心より塔壁側に
設けるのが好ましい。

又さらには、第４図に示すように、分散板を外し、流動
層下部をテーパー構造として、その下部の移送管５より
、コーク付着触媒を供給してもよい。

この場合、酸素含有ガスは、テーパ一部側面に設けられ
た管７より供給されるが、この管７はテーパ一部のでき
るだけ下方が好ましくさらには、複数個設けてもよい（
管７′）。

又ホギング防止の効果を高めるために、粒子運動が旋回
流を起すように管７を取り付けることがより好ましい。

以上のように、本発明の方法によると、比較的低温の触
媒が、ホギングの発生しやすい場所の近辺に供給される
ので流動層下部の温度を低下させ、さらに粒子の運動を
活発にさせることができ、したがって非常に簡単な手段
により再生塔におけるホギングの発生を効果的に防止す
ることができる。

以下実施例にもとすいてその効果を述べる。

実施例 １ 塔径１５． ＩＣｍ、塔長１８０ｃｍ、流動層高さ５０
ｃｍの再生塔において、コーク付着率４．０重量％、温
度５４０℃の分解塔からのコーク付着ラテライＩ・触媒
（Ｆｅ４４．３ｗｔ、％、Ｎｉｌ、９％、Ｍｇ０７．５
％、５１０２１０．０、ＡＩ。

Ｏ３５，７％、Ｎａ２０１．９％）を、本発明の方法お
よび従来法で、再生塔温度９５０℃、０２／Ｃモル比０
．４で再生した結果を次に示す。

尚、ホギングの発生の判定は、塔内の流動層部の圧力損
失の低下の有無により行なった。

上表の通り分散板直上部の線速が２６．８ｃｍ／ｓｅｃ
である場合、流動層高に対し、コーク付着触媒供給口の
位置が０．３以下であればホギングは発生しなかった。

実施例 ２ テーパ部長さとテーパ部の上部の流動層部の高さが同じ
になるように設計した第４図に示すような塔径１５．１
ｃｍの再生塔において、コーク付着率４．０重量％、再
生塔入口触媒温度約３００℃分解塔からのコーク付着触
媒（組成は実施例１と同じ）を、分解塔から再生塔へ気
流輸送した。

再生塔人口５におけるガス線速は約７ｍ／ｓｅｃであっ
た。

再生塔への酸素含有ガス入口位置はテーパ一部よ”）
１０ｃｍであった。

流動要部平均線速度は３７ｃｍ／ｓｅｃで実験を行なっ
たが再生塔内の流動層部の圧力損失の低下は認められず
、ホギングの発生は見られなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は三基循環流動床装置を用いた重質油の軽質化の
フローシートであり、第２図は従来の再生塔の構造を示
すものであり、第３図および第４図はそれぞれ本発明の
一具体例を示すものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ コークを付着し、鉄を３０〜６０重量％含有する触
   媒を、コークを完全燃焼するに不足の酸素含有ガスと接
   触させて還元状態下で燃焼させ、同時に該触媒を還元す
   る流動層装置において、コーク付着触媒の供給を上記流
   動層下部より流動層高さの０〜０．３倍の位置で行なう
   ことを特徴とする、コーク付着触媒のホギング防止方法
   。