JPS5951854B2 - 流動触媒再生方法と装置 - Google Patents
流動触媒再生方法と装置Info
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- 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
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- C10G11/14—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明が関係する技術領域は流動触媒の再生である。
それはコークの沈着によって汚染された粒状固形の流動
性触媒の更新に関するものである。
性触媒の更新に関するものである。
本発明はコークで汚染した流動接触分解触媒を再生する
方法に於て最も有用であるが、しかし、コークを固体粒
子状の流動性触媒から燃焼させるいかなる方法に於ても
用途を見出すはずである。
方法に於て最も有用であるが、しかし、コークを固体粒
子状の流動性触媒から燃焼させるいかなる方法に於ても
用途を見出すはずである。
流動接触分解法(FCCとよぶ)は真空ガス油及びその
他の比較的重い油のような出発物質をより軽質でかつよ
り価値の高い製品へ転化させるのに広く信頼されてきた
方法である。
他の比較的重い油のような出発物質をより軽質でかつよ
り価値の高い製品へ転化させるのに広く信頼されてきた
方法である。
FCCは真空ガス油であっても別の油であっても、出発
物質を反応帯に於て微細なまたは粒子状の固体の触媒物
質と接触させることを含み、その触媒物質はガスまたは
蒸気と混合するときに一つの流体として挙動する。
物質を反応帯に於て微細なまたは粒子状の固体の触媒物
質と接触させることを含み、その触媒物質はガスまたは
蒸気と混合するときに一つの流体として挙動する。
この物質は分解反応を触媒する能力をもち、そのように
作用するとき、分解反応の副生成物のコークが沈着する
。
作用するとき、分解反応の副生成物のコークが沈着する
。
−コークは水素、炭素及び硫黄のような他の物質から成
り、FCC触媒の触媒活性を妨害する。
り、FCC触媒の触媒活性を妨害する。
FCC触媒からコークを除去する設備、いわゆる再生設
備または再生器はFCC装置の一つの内部部分である。
備または再生器はFCC装置の一つの内部部分である。
再生器はコーク汚染触媒をコークを酸化しかなりの量の
熱が発生するような条件に於て酸素含有ガスと接触させ
る。
熱が発生するような条件に於て酸素含有ガスと接触させ
る。
この熱の一部は過剰の再生ガスとコーク酸化のガス状生
成物とから成る誘導ガスとともに再生器から逃げ、残り
の熱は再生されたまたは比較的コークを含まない触媒と
一緒に再生器から生てゆく。
成物とから成る誘導ガスとともに再生器から逃げ、残り
の熱は再生されたまたは比較的コークを含まない触媒と
一緒に再生器から生てゆく。
大気圧以上で操作する再生器はしばしばエネルギー回収
タービンを取りつけられており、これは煙道ガスが再生
器から逃げるときに煙道ガスを膨張させ、膨張時に放出
するエネルギーの一部を回収する。
タービンを取りつけられており、これは煙道ガスが再生
器から逃げるときに煙道ガスを膨張させ、膨張時に放出
するエネルギーの一部を回収する。
流動触媒は反応帯から再生帯へそして次いで反応帯へと
連続的に循環される。
連続的に循環される。
流通触媒は触媒的作用を提供すると同時に、帯から帯へ
熱を伝達する媒体として作用する。
熱を伝達する媒体として作用する。
反応帯を出る触媒は「廃触媒」とよばれ、触媒上へのコ
ークの沈着によって部分的に脱活性化されている。
ークの沈着によって部分的に脱活性化されている。
コークを実質的に除去した触媒は「再生触媒」とよぶ。
反応帯内の供給油転化率は温度、触媒の活性度及び触媒
の量(すなわち触媒灯油の比)の制御によって調節され
る。
の量(すなわち触媒灯油の比)の制御によって調節され
る。
転化率を増すことを望む場合には、再生器から反応器へ
の流動触媒の循環流の割合を増すことが行われる。
の流動触媒の循環流の割合を増すことが行われる。
正常運転下にある再生帯内部の温度が反応帯内部の温度
より常に高いので、高温の再生帯から低温の反応帯への
触媒流入量のこの増加は反応帯温度の上昇をもたらす。
より常に高いので、高温の再生帯から低温の反応帯への
触媒流入量のこの増加は反応帯温度の上昇をもたらす。
高率の触媒循環量はその系が一つの閉鎖系であるがため
に持続性であり、そして反応器の高温は、?反応温度の
上昇と触媒循環量の増加は一旦おこると、反応帯中に形
成され触媒上に沈着するコークの量の増加をもたらすと
いう事実のために持続性であるということを知ることは
興味がある。
に持続性であり、そして反応器の高温は、?反応温度の
上昇と触媒循環量の増加は一旦おこると、反応帯中に形
成され触媒上に沈着するコークの量の増加をもたらすと
いう事実のために持続性であるということを知ることは
興味がある。
このコーク生成の増加は、このコークは反応器1内の流
動触媒上で沈着するけれども、再生器内で酸化の際に、
発生熱の増大をひきおこす。
動触媒上で沈着するけれども、再生器内で酸化の際に、
発生熱の増大をひきおこす。
反応帯へ触媒とともに伝導されるときに、反応器温度の
高い操作を持続させるのは、再生帯内で発生するこの熱
量の増大である。
高い操作を持続させるのは、再生帯内で発生するこの熱
量の増大である。
; 最近では、原油供給の慣行系統に課せられた政策的
経済的制約は、FCC装置の出発物質として、普通より
重質の油を使用することを必要としてきた。
経済的制約は、FCC装置の出発物質として、普通より
重質の油を使用することを必要としてきた。
FCC装置は今や残渣油のような供給原料をうまく処理
せねばならず、そして将来は重質油と石炭または真岩か
ら誘導した原料との混合物の使用を必要とするかもしれ
ない。
せねばならず、そして将来は重質油と石炭または真岩か
ら誘導した原料との混合物の使用を必要とするかもしれ
ない。
FCC装置への供給原料の化学的性質と分子構造は廃触
媒上のコーク水準に影響を及ぼす。
媒上のコーク水準に影響を及ぼす。
一般的にいえば、分子量が大きいほど、コンラドソン・
カーボンが高いほど、ヘプタン不溶解分が多いほど、そ
して炭素対水素比の高いほど、廃触媒上のコーク水準は
高い。
カーボンが高いほど、ヘプタン不溶解分が多いほど、そ
して炭素対水素比の高いほど、廃触媒上のコーク水準は
高い。
また、真岩誘導油に於て見出されるような高い水準の結
合窒素も廃触媒上のコーク水準を高める。
合窒素も廃触媒上のコーク水準を高める。
より一層重質の供給油の加工、特に脱アスファルト油の
処理、あるいは普通には抜頭原油とよばれる原油装置か
らの常圧蒸溜塔底物の直接処理はこれらの諸要因のいく
つかまた全部に於て増大をきたすことになり、それゆえ
廃触媒上のコーク水準の増加をひきおこす。
処理、あるいは普通には抜頭原油とよばれる原油装置か
らの常圧蒸溜塔底物の直接処理はこれらの諸要因のいく
つかまた全部に於て増大をきたすことになり、それゆえ
廃触媒上のコーク水準の増加をひきおこす。
・ 廃触媒上のコークのこの増加は循環触媒1ポンド(
0,45kg)あたりの再生器中での燃焼コーク量が増
加する結果となる。
0,45kg)あたりの再生器中での燃焼コーク量が増
加する結果となる。
熱は慣用FCC装置中の再生器から煙道ガスとしてそし
て主として熱再生触媒流として除去される。
て主として熱再生触媒流として除去される。
廃触媒上のコーク水準の増加は反応器と再生器の間の温
度差を増し、そして再生触媒の温度を上昇させる。
度差を増し、そして再生触媒の温度を上昇させる。
それゆえ触媒循環量を減少させることが同一反応温度を
保つために必要である。
保つために必要である。
しかし、反応器と再生器との間の温度差がより大きくな
ることによって必要とされる触媒循環割合のこの減少は
、転化率の落ち込みをおこすことになり、所望水準に転
化率を維保するためにはより高い温度で操作をすること
が必要となる。
ることによって必要とされる触媒循環割合のこの減少は
、転化率の落ち込みをおこすことになり、所望水準に転
化率を維保するためにはより高い温度で操作をすること
が必要となる。
このことは、収率構造に変化をおこさせ、それはその工
程からどんな製品を必要とするかに応じて、望ましいか
もしれないしまた望ましくないかもしれない。
程からどんな製品を必要とするかに応じて、望ましいか
もしれないしまた望ましくないかもしれない。
また触媒活性に実質的な悪影響を及ぼすことなしにFC
C触媒に許容される温度には制限が存在する。
C触媒に許容される温度には制限が存在する。
一般的には、普通に利用されている現代のFCC触媒に
ついては、再生触媒の温度は通常は1350°F (7
32,2℃)以下に保たれる。
ついては、再生触媒の温度は通常は1350°F (7
32,2℃)以下に保たれる。
それは約1400〜1450下(760,0−787,
8℃)以上では活性低下がきわめてひどいからである。
8℃)以上では活性低下がきわめてひどいからである。
ライトアラビアン原油から誘導されるような比較的普通
の接頭原油を通常のFCC装置へ装填し、より軽質の製
品を高転化率、すなわちガス油装填の際の転化率に似た
転化率を得るのに必要な温度で操作する場合には、再生
器の温度は1600−1800°F (871J−98
2,2℃)の範囲で操作する。
の接頭原油を通常のFCC装置へ装填し、より軽質の製
品を高転化率、すなわちガス油装填の際の転化率に似た
転化率を得るのに必要な温度で操作する場合には、再生
器の温度は1600−1800°F (871J−98
2,2℃)の範囲で操作する。
これは触媒にとっては高すぎる温度であり、きわめて高
価な構造材料を必要とし、極度に小さい触媒循環割合を
与える。
価な構造材料を必要とし、極度に小さい触媒循環割合を
与える。
それゆえ、過度の再生器温度を与える物質を加工すると
きには、再生器から熱を除去する手段を備える必要があ
り、これがより低い再生温度、及び、反応器と再生器の
間のより小さい温度差を可能とすると信じられる。
きには、再生器から熱を除去する手段を備える必要があ
り、これがより低い再生温度、及び、反応器と再生器の
間のより小さい温度差を可能とすると信じられる。
熱除去の従来の普通の方法は再生器内部に冷却剤を充填
したコイルを備え、このコイルがコークの除去されつつ
ある触媒かあるいは再生器からの煙道ガス出口直前の煙
道ガスのいずれかと接触する。
したコイルを備え、このコイルがコークの除去されつつ
ある触媒かあるいは再生器からの煙道ガス出口直前の煙
道ガスのいずれかと接触する。
例えば、メトリンらの米国特許第2819951号、マ
ツキニ二の米国特許第3990992号、及びビッカー
スの米国特許第4219442号、は第二の帯域中に冷
却用コイルを装備した二重帯域再生器を用いる流動接触
分解を開示している。
ツキニ二の米国特許第3990992号、及びビッカー
スの米国特許第4219442号、は第二の帯域中に冷
却用コイルを装備した二重帯域再生器を用いる流動接触
分解を開示している。
これらの冷却コイルは常に冷却剤で以て充満されていな
ければならず、そして熱除去が特に望ましくない始動中
でさえも熱を除去しつつあることが必要であり、何故な
らば、コイルの代表的な金属構成はコイルを比較的低温
に保持するのに役立つ冷却剤なしで高い再生器温度(1
350°Fまたは732.2℃に至る)へさらすことに
よってコイルが損傷を受けるようなものであるからであ
る。
ければならず、そして熱除去が特に望ましくない始動中
でさえも熱を除去しつつあることが必要であり、何故な
らば、コイルの代表的な金属構成はコイルを比較的低温
に保持するのに役立つ冷却剤なしで高い再生器温度(1
350°Fまたは732.2℃に至る)へさらすことに
よってコイルが損傷を受けるようなものであるからであ
る。
この第二帯域はまたその系から煙道ガスを通過させる前
の触媒分離のためのものであり、触媒を高密度相として
(メトリンら及びビッカース)かまたは稀薄相として(
マツキニー)として含有している。
の触媒分離のためのものであり、触媒を高密度相として
(メトリンら及びビッカース)かまたは稀薄相として(
マツキニー)として含有している。
コイル中を流れる冷却剤が再生器から熱を吸収除去する
。
。
? 従来の技術に於ては、再生器容器と離れた位置にか
つ外部にある高密度相または稀薄相の再生流動触媒の熱
除去帯または熱交換器を利用して熱再生触媒を再生器へ
戻すために冷却する、FCC工程の開示が数多く見られ
る。
つ外部にある高密度相または稀薄相の再生流動触媒の熱
除去帯または熱交換器を利用して熱再生触媒を再生器へ
戻すために冷却する、FCC工程の開示が数多く見られ
る。
このような開示の例は、バーパーの米国特許第2970
117号、オーウエンの米国特許第2873175号、
マツキニーの米国特許第2862798号;ワトソンら
の米国特許第2596748号;ヤーニツヒらの米国特
許第2515156号;バーガーの米国特許第2492
948号;及びワトソンの米国特許第2506123号
の各明細書に示されている通りである。
117号、オーウエンの米国特許第2873175号、
マツキニーの米国特許第2862798号;ワトソンら
の米国特許第2596748号;ヤーニツヒらの米国特
許第2515156号;バーガーの米国特許第2492
948号;及びワトソンの米国特許第2506123号
の各明細書に示されている通りである。
上記米国諸特許の少なくとも一つ(バーパー)は、冷却
された触媒を再生器へ戻す割合は再生器(高密度相)の
温度によって制御してよいことを開示している。
された触媒を再生器へ戻す割合は再生器(高密度相)の
温度によって制御してよいことを開示している。
FCC再生器からの熱除去の基本的概念と同様に、FC
C再生器内の触媒粒子の内部循環及び外部循環の基本概
念はそれ自身新規なものではない。
C再生器内の触媒粒子の内部循環及び外部循環の基本概
念はそれ自身新規なものではない。
再生熱触媒を燃焼帯へ循環し戻すこのような概念の例は
、ビッカースの米国特許第4219442号;グロスら
の米国特許第4211637号及び第4035284号
;バラディの米国特許第4167492号;プラクの米
国特許第3953175号;ストロサーの米国特許第3
898050号;コンナーらの米国特許第389381
2号;プラクの米国特許第4032299号;プラクの
米国特許第4033728号;及びプラクの米国特許第
4065269号;の各明細書に於て教示されている。
、ビッカースの米国特許第4219442号;グロスら
の米国特許第4211637号及び第4035284号
;バラディの米国特許第4167492号;プラクの米
国特許第3953175号;ストロサーの米国特許第3
898050号;コンナーらの米国特許第389381
2号;プラクの米国特許第4032299号;プラクの
米国特許第4033728号;及びプラクの米国特許第
4065269号;の各明細書に於て教示されている。
これらの米国特許の少なくとも二つ(ビッカースの第4
219442号とグロスらの第4211637号)は再
生熱触媒の燃焼帯への速度は再生器温度によって調節し
得ることを開示している。
219442号とグロスらの第4211637号)は再
生熱触媒の燃焼帯への速度は再生器温度によって調節し
得ることを開示している。
しかし、コーク汚染流動触媒の再生器を稀薄相燃焼帯、
分別帯、離れた位置の触媒冷却器、及び冷再生触媒と熱
再生触媒の両者の循環と、一緒に含み、この循環が燃焼
帯温度と燃焼帯流入導管温度に応答して調節される、本
発明の独得な組合せは、上述諸文献の何れも開示してい
ない。
分別帯、離れた位置の触媒冷却器、及び冷再生触媒と熱
再生触媒の両者の循環と、一緒に含み、この循環が燃焼
帯温度と燃焼帯流入導管温度に応答して調節される、本
発明の独得な組合せは、上述諸文献の何れも開示してい
ない。
従来の当業の方法のいずれによっても実現されない幅と
効率をもつ操作を達成するのはこの組合せである。
効率をもつ操作を達成するのはこの組合せである。
従って、本発明は、一つの具体化に於ては、コーク汚染
流動触媒の再生方法である。
流動触媒の再生方法である。
この方法は、(a)酸素含有再生用ガス、コーク汚染流
動触媒、及び後述する源からの冷えた循環再生触媒と熱
い循環再生触媒、をコーク酸化に対して十分の温度に保
った稀薄相燃焼帯の下部の中に導入して、その中でコー
クを酸化して熱い再生触媒と熱い煙道ガスを生成させ、
(b)この熱煙道ガスと熱再生触媒を燃焼帯の下部から
再生触媒分別帯の中に移送し、その中で熱再生触媒を煙
道ガスから分離し;(C)この熱再生触媒の最初の一部
を分別帯からその分別帯とは別の冷却帯へ移送し、そこ
で熱再生触媒から熱を取り出して冷再生触媒を生成させ
、(d)冷えた再生触媒を冷却帯から取り出してそれを
冷循環再生触媒として混合帯の中に移送し;(e)熱再
生触媒の第二の部分を分別帯から混合帯の中へ熱循環再
生触媒として移送し;そして、(f)上記熱再生触媒の
残りを上記分別帯から再生触媒として取り出す;各工程
を含んでいる。
動触媒、及び後述する源からの冷えた循環再生触媒と熱
い循環再生触媒、をコーク酸化に対して十分の温度に保
った稀薄相燃焼帯の下部の中に導入して、その中でコー
クを酸化して熱い再生触媒と熱い煙道ガスを生成させ、
(b)この熱煙道ガスと熱再生触媒を燃焼帯の下部から
再生触媒分別帯の中に移送し、その中で熱再生触媒を煙
道ガスから分離し;(C)この熱再生触媒の最初の一部
を分別帯からその分別帯とは別の冷却帯へ移送し、そこ
で熱再生触媒から熱を取り出して冷再生触媒を生成させ
、(d)冷えた再生触媒を冷却帯から取り出してそれを
冷循環再生触媒として混合帯の中に移送し;(e)熱再
生触媒の第二の部分を分別帯から混合帯の中へ熱循環再
生触媒として移送し;そして、(f)上記熱再生触媒の
残りを上記分別帯から再生触媒として取り出す;各工程
を含んでいる。
第二の具体化に於ては、本発明はコーク汚染流動触媒を
再生する装置であり、この装置は、(a、)垂直に配置
した燃焼室;(b)燃焼室の下部と連結した、再生用ガ
スおよびコーク汚染流動触媒のための流入用導管;(C
)燃焼室と極度に近接しかつ上方にありそれと連通して
いる分別帯;(d)分別室の底部に於ける触媒捕集部;
(e)燃焼室及び分別室から離れた位置にあり触媒流入
口及び流出口をもつ熱交換器;(f)熱交換器内部にあ
る熱除去装置;(g)分別室の底部触媒捕集部を熱交換
器入口と接続し、・再生熱触媒が分別室から熱交換器へ
通り得るような、第一の触媒循環導管;(h)熱交換器
の触媒出口を混合用導管と連結し、冷却された触媒が熱
交換器から混合用導管へ通り得るような、熱交換器触媒
排出導管;(i)分別室の底部触媒捕集部分を混合4用
導管と連結し、熱い再生触媒が分別室から混合用導管へ
直接に通り得るような、第二の触媒循環導管;および(
j)残りの熱再生触媒を分別室から再生触媒として取り
出す導管;の組合せから成り立つている。
再生する装置であり、この装置は、(a、)垂直に配置
した燃焼室;(b)燃焼室の下部と連結した、再生用ガ
スおよびコーク汚染流動触媒のための流入用導管;(C
)燃焼室と極度に近接しかつ上方にありそれと連通して
いる分別帯;(d)分別室の底部に於ける触媒捕集部;
(e)燃焼室及び分別室から離れた位置にあり触媒流入
口及び流出口をもつ熱交換器;(f)熱交換器内部にあ
る熱除去装置;(g)分別室の底部触媒捕集部を熱交換
器入口と接続し、・再生熱触媒が分別室から熱交換器へ
通り得るような、第一の触媒循環導管;(h)熱交換器
の触媒出口を混合用導管と連結し、冷却された触媒が熱
交換器から混合用導管へ通り得るような、熱交換器触媒
排出導管;(i)分別室の底部触媒捕集部分を混合4用
導管と連結し、熱い再生触媒が分別室から混合用導管へ
直接に通り得るような、第二の触媒循環導管;および(
j)残りの熱再生触媒を分別室から再生触媒として取り
出す導管;の組合せから成り立つている。
本発明のその他の具体化は工程流及び装置各種成分の機
能と配置のような詳細をさらに包括しており、これらは
すべて本発明のこれら諸面の各々;についての以下の詳
論に於て明らかにされている。
能と配置のような詳細をさらに包括しており、これらは
すべて本発明のこれら諸面の各々;についての以下の詳
論に於て明らかにされている。
本発明は、その工程面に於ては、反応帯からのコ・−り
汚染触媒を燃焼室内で再生的に燃焼して熱煙道ガスと熱
再生触媒を形成させる工程、熱再生?触媒の分別と捕集
の工程、熱除去帯内で熱再生触媒の一部を冷やす工程、
吸熱剤として冷再生触媒を使用する工程、並びに、燃焼
帯の温度及び触媒と再生ガスとの混合物の温度をそれぞ
れ調節するために熱再生触媒と冷再生触媒の部分を使用
する工程、の諸工程から成り立っている。
汚染触媒を燃焼室内で再生的に燃焼して熱煙道ガスと熱
再生触媒を形成させる工程、熱再生?触媒の分別と捕集
の工程、熱除去帯内で熱再生触媒の一部を冷やす工程、
吸熱剤として冷再生触媒を使用する工程、並びに、燃焼
帯の温度及び触媒と再生ガスとの混合物の温度をそれぞ
れ調節するために熱再生触媒と冷再生触媒の部分を使用
する工程、の諸工程から成り立っている。
本明細書に於て使用する場合、 「熱再生触媒」という
用語は燃焼帯を離れる温度が約1300°F (704
,4℃)から約1400°F (760,0℃)にある
再生触媒を意味し、一方、「冷再生触媒」という用語は
冷却帯を離れる温度が熱再生触媒の温度より約200℃
(111,1℃)低い温度にある再生触媒を意味する。
用語は燃焼帯を離れる温度が約1300°F (704
,4℃)から約1400°F (760,0℃)にある
再生触媒を意味し、一方、「冷再生触媒」という用語は
冷却帯を離れる温度が熱再生触媒の温度より約200℃
(111,1℃)低い温度にある再生触媒を意味する。
本発明の再生方法と装置を論するために添付図面をここ
で参照する。
で参照する。
第1図及び第2図に於て、再生用ガスは、これは空気あ
るいは別の酸素含有ガスであってよいが、配管7 (第
2図に於ては7′)に入り、導管8で入るコーク汚染触
媒、導管6で入る熱再生触媒、及び導管5で入る冷再生
触媒と混合する。
るいは別の酸素含有ガスであってよいが、配管7 (第
2図に於ては7′)に入り、導管8で入るコーク汚染触
媒、導管6で入る熱再生触媒、及び導管5で入る冷再生
触媒と混合する。
これらの流れはすべて混合導管11の中に一緒に入る。
コーク汚染触媒、再生触媒、及び再生用ガスの得られた
混合物は燃焼帯内部に、その下部に於て、導管11と分
配器13を経て分配される。
混合物は燃焼帯内部に、その下部に於て、導管11と分
配器13を経て分配される。
コーク汚染触媒は通常はコークとして、約0.1から約
5重量%の炭素を含んでいる。
5重量%の炭素を含んでいる。
コークは主に炭素から成るが、しかし、約5から約15
重量%の水素、並びに硫黄及び他の物質を含むことがで
きる。
重量%の水素、並びに硫黄及び他の物質を含むことがで
きる。
再生用ガスと随伴触媒は燃焼帯1の下部からその上部へ
稀薄相として上向きに流れる。
稀薄相として上向きに流れる。
ここで用いる稀薄相は約25ポンド/立方フイート(4
00kg/m3)より小さい触媒/ガス混合物を意味し
、「高密度相」は25ポンドZ立方フイー) (40
0kg/m”)にほぼ等しいかそれより大きい混合物を
意味する。
00kg/m3)より小さい触媒/ガス混合物を意味し
、「高密度相」は25ポンドZ立方フイー) (40
0kg/m”)にほぼ等しいかそれより大きい混合物を
意味する。
触媒/ガス混合物が燃焼帯1の内部を上昇するときに、
コーク燃焼の熱が放出され、今や比較的炭素の少ない触
媒、換言すれば再生触媒、によって吸収される。
コーク燃焼の熱が放出され、今や比較的炭素の少ない触
媒、換言すれば再生触媒、によって吸収される。
上昇する触媒/ガスの流れは通路10を通って流れ、面
12上で衝突し、この衝突が流れの方向を変える。
12上で衝突し、この衝突が流れの方向を変える。
流動化粒子流のある面上への衝突は、ある角度で流れを
方向変換させて、その中にある固体粒子の一部を流れか
ら分離させることになることは、当業に於てよく知られ
ている。
方向変換させて、その中にある固体粒子の一部を流れか
ら分離させることになることは、当業に於てよく知られ
ている。
面12での触媒ガス流の衝突は燃焼帯から流れる熱再生
触媒のほとんどすべてを煙道ガスから分別させて分別帯
2の底部へ落下させる。
触媒のほとんどすべてを煙道ガスから分別させて分別帯
2の底部へ落下させる。
分別帯の触媒捕集領域は図示のような円錐形の環状容器
であってよく、あるいは触媒粒子捕集に適切な他の任意
の形状であってよい。
であってよく、あるいは触媒粒子捕集に適切な他の任意
の形状であってよい。
コーク酸化のガス状生成物と過剰再生用ガスまたは煙道
ガス、及び熱再生触媒のきわめて少量の捕集されない部
分は、分別帯2を通り抜けて上向きに流れて流入口14
を通って分離装置15に入る。
ガス、及び熱再生触媒のきわめて少量の捕集されない部
分は、分別帯2を通り抜けて上向きに流れて流入口14
を通って分離装置15に入る。
これらの分離装置は、図で模型的に示しているように、
サイクロン分離器であってもよく、ガス流からの粒状触
媒の分離に対して有効な他の任意の装置であってよい。
サイクロン分離器であってもよく、ガス流からの粒状触
媒の分離に対して有効な他の任意の装置であってよい。
煙道ガスから分離された触媒は導管16と17を通して
分別帯2の底に落下する。
分別帯2の底に落下する。
煙道ガスは導管18を経て分別帯2を出るが、この導管
を通して煙道ガスは関連エネルギー回収系へ安全に送ら
れる。
を通して煙道ガスは関連エネルギー回収系へ安全に送ら
れる。
分別帯を燃焼帯と上向きに連結していることは、ガス/
触媒混合物が比較的高密度の相である熱除去帯の中に上
向きに流れる構成と比較すると、再生器サイクロンの負
荷を実質的に下げそれが操作転換中のFCC装置からの
触媒の大きな損失を事実上回避するという点に於て、有
利である。
触媒混合物が比較的高密度の相である熱除去帯の中に上
向きに流れる構成と比較すると、再生器サイクロンの負
荷を実質的に下げそれが操作転換中のFCC装置からの
触媒の大きな損失を事実上回避するという点に於て、有
利である。
第1図を参照すると、本発明の一つの具体化に於ては、
分別帯中で捕集される触媒の第一の部分は、第一の触媒
循環導管4を経て熱交換器を含む冷却帯3の中を下向き
に、高密度相として通過する。
分別帯中で捕集される触媒の第一の部分は、第一の触媒
循環導管4を経て熱交換器を含む冷却帯3の中を下向き
に、高密度相として通過する。
第一の触媒循環導管4は熱交換器3の頂部に連がってい
る。
る。
熱交換器3は、熱伝達が触媒から管壁を通しかつ配管9
及び9′を経て熱交換器中に通る伝熱媒体例えば水の中
へおこる、垂直型の多管式熱交換器から成ることが最も
好ましい。
及び9′を経て熱交換器中に通る伝熱媒体例えば水の中
へおこる、垂直型の多管式熱交換器から成ることが最も
好ましい。
触媒は胴体側または管側のいずれを通ってもよい。
図に示す具体化に於ては、触媒は熱交換器の胴体側中を
通り、熱交換媒体は管側を通過する。
通り、熱交換媒体は管側を通過する。
調節弁20が熱交換器触媒排出導管5の中に置かれてい
る。
る。
一つの関連している調節系は、燃焼室2の上部の温度を
感知する装置21.温度感知装置21と連結し出力信号
を出す調節可能設定点をもつ温度調節装置22、並びに
、出力信号を調節弁20へ伝えそれによって弁が燃焼帯
1の上部の温度に応答するよう調節され、それによって
熱交換器から燃焼室へ戻る触媒の流れを規制する、装置
23、から成り立っている。
感知する装置21.温度感知装置21と連結し出力信号
を出す調節可能設定点をもつ温度調節装置22、並びに
、出力信号を調節弁20へ伝えそれによって弁が燃焼帯
1の上部の温度に応答するよう調節され、それによって
熱交換器から燃焼室へ戻る触媒の流れを規制する、装置
23、から成り立っている。
熱交換器3への及びそれからの触媒の流れを規制する・
、図示していない追加的な触媒流調節装置が存在しても
よく、例えば、熱交換器上流の触媒流入口、弁からの触
媒の流れを熱交換中の触媒ヘッドを横切る圧力差に応答
して調節することにより、熱交換器中の触媒量を調節す
る装置である。
、図示していない追加的な触媒流調節装置が存在しても
よく、例えば、熱交換器上流の触媒流入口、弁からの触
媒の流れを熱交換中の触媒ヘッドを横切る圧力差に応答
して調節することにより、熱交換器中の触媒量を調節す
る装置である。
さらに第1図を参照すると、触媒は熱交換器3の底の部
分から熱交換器排出導管5を通って、かつ触媒流入導管
11を経て燃焼室1の下部の中に流れる。
分から熱交換器排出導管5を通って、かつ触媒流入導管
11を経て燃焼室1の下部の中に流れる。
この導管11は、垂直配置で示されているが、導管8を
経る反応器からの廃触媒と導管6を経る後述の熱再生触
媒との容器でもある。
経る反応器からの廃触媒と導管6を経る後述の熱再生触
媒との容器でもある。
再生用ガスはまた配管7を経て混合導管11の中に導入
され触媒混合物を燃焼室1の中に運ぶのに役立つ。
され触媒混合物を燃焼室1の中に運ぶのに役立つ。
触媒−再生用ガスの混合物は分配器13を経て燃焼帯の
下部の中に通る。
下部の中に通る。
もちろん、再生用ガス流と触媒流とを混合導管の必要性
なしに直接に燃焼室へ添加するように装置を配列するこ
ともできる。
なしに直接に燃焼室へ添加するように装置を配列するこ
ともできる。
熱再生触媒は導管33を経てFCC反応器へ戻される。
第2図を次に参照すると、熱交換器が第1図の落下系で
はなくむしろ上昇系を具体化している以外は、すべての
工程の詳細は第1図の場合と同様である。
はなくむしろ上昇系を具体化している以外は、すべての
工程の詳細は第1図の場合と同様である。
第1図に関する上述の説明は、この後にのべること以外
は、第2図に適用できる。
は、第2図に適用できる。
第一の触媒循環導管4は熱交換器3の底へ連がり、調節
弁20は熱交換器触媒排出導管5の中ではなくて導管4
の中に置かれている。
弁20は熱交換器触媒排出導管5の中ではなくて導管4
の中に置かれている。
このように、第2図に示す具体化に於ては、触媒は熱交
換器の胴体の底の中に流れ込み、胴体の底へ連結してい
る配管7′を経て入る再生用ガスによって胴体中を稀薄
相として上向に吹き上げられるか移送される。
換器の胴体の底の中に流れ込み、胴体の底へ連結してい
る配管7′を経て入る再生用ガスによって胴体中を稀薄
相として上向に吹き上げられるか移送される。
熱交換器排出導管5はこの具体化に於てはまた廃触媒流
入導管11の中に排出し、そして導管11はこの場合に
於ても導管8と6並びに所要再生用ガスの残全部分が得
られる配管7、からの流出物の容器である。
入導管11の中に排出し、そして導管11はこの場合に
於ても導管8と6並びに所要再生用ガスの残全部分が得
られる配管7、からの流出物の容器である。
ある量の再生触媒すなわち第二の部分が混合導管11へ
分別帯2から直接に輸送されることが本発明にとって肝
要である。
分別帯2から直接に輸送されることが本発明にとって肝
要である。
第二の触媒循環導管6は、これは分別室の底の触媒捕集
部を混合導管と連ぐものであるが、このような輸送のた
めの一つの手段を提供する。
部を混合導管と連ぐものであるが、このような輸送のた
めの一つの手段を提供する。
混合導管中の温度は導管6を通って輸送される第二の触
媒部分の量を下部位置の温度に応答して調節することに
よって調節維持されてよい。
媒部分の量を下部位置の温度に応答して調節することに
よって調節維持されてよい。
この調節系は導管6中に置いた調節弁30、混合導管1
1中の温度を感知する装置、温度感知装置を連かり出力
信号を出す調節可能設定点をもつ温度調節装置31.出
力信号を第二の調節弁へ伝えそれによってこの弁が混合
導管中の温度に応答して調節され、それによって分別室
がら混合導管への熱再生触媒の流れを規制する装置、を
含むことができる。
1中の温度を感知する装置、温度感知装置を連かり出力
信号を出す調節可能設定点をもつ温度調節装置31.出
力信号を第二の調節弁へ伝えそれによってこの弁が混合
導管中の温度に応答して調節され、それによって分別室
がら混合導管への熱再生触媒の流れを規制する装置、を
含むことができる。
上述の模型は、最高の燃焼帯温度を維持し同時槽
1に再生燃焼工程の開始または立上り並びに高効率再生
に寄与する再生用ガス−廃触媒混合物の高い温度を維持
するために要求される通りに、FCC再生器から熱を除
去する能力を提供するものであり、一方では触媒の外部
冷却器または外部熱交換器の操作の幅広さと容易さく特
に運転立ち上り時に冷却を用いる必要がない能力)と高
密度触媒相と熱除去装置に邪魔されることのない分別帯
によって達成される触媒−煙道ガス分離効率を享受する
ものである。
に寄与する再生用ガス−廃触媒混合物の高い温度を維持
するために要求される通りに、FCC再生器から熱を除
去する能力を提供するものであり、一方では触媒の外部
冷却器または外部熱交換器の操作の幅広さと容易さく特
に運転立ち上り時に冷却を用いる必要がない能力)と高
密度触媒相と熱除去装置に邪魔されることのない分別帯
によって達成される触媒−煙道ガス分離効率を享受する
ものである。
次の解設用具体例は本発明の実施を意図した一つの特に
好ましい方式を表わしており、付属図面に於て記された
再生器中を流れの物質流の割合と温度とに関して述べら
れている。
好ましい方式を表わしており、付属図面に於て記された
再生器中を流れの物質流の割合と温度とに関して述べら
れている。
再生器は接頭原油を分解しつつある反応帯からの廃触媒
を処理している。
を処理している。
以下の表示に於て、導管中を流れる流れは第1図に示す
導管の項目番号に従って表示されている。
導管の項目番号に従って表示されている。
この具体的操作に於ては、反応帯への供給油は接頭原油
であり比較的コーク生成量の多いものである。
であり比較的コーク生成量の多いものである。
このようなコーク生成量の多さ、従って燃焼帯中での異
常に多い熱の発生は、燃焼帯最高温度を1400°F
(760℃)へ制限するためには、熱除去帯から燃焼帯
へ2362000ポンド/時(1071385kg/時
)の冷えた再生触媒を循環させることを必要とした。
常に多い熱の発生は、燃焼帯最高温度を1400°F
(760℃)へ制限するためには、熱除去帯から燃焼帯
へ2362000ポンド/時(1071385kg/時
)の冷えた再生触媒を循環させることを必要とした。
流れ5と6とを合わせたものは1245°F (673
,9℃)の温度の組合せ触媒循環流を与え燃焼帯へ高−
い流入温度を提供する。
,9℃)の温度の組合せ触媒循環流を与え燃焼帯へ高−
い流入温度を提供する。
第1図は本発明による再生諸装置の立面断面図であり、
燃焼帯1、分別帯2、落下系の冷却帯(熱交換器)3、
第一の触媒循環導管4、熱交換器排出導管5、及び第二
の触媒循環導管6、を示している。 第2図は第1図と実質的には同じであるが、ただし図示
冷却帯は上昇系を解説している点が異なる。 第1図に相当する第2図の参照番号はそれぞれの図に於
ける同等要素あるいは同一機能をもつ要素を示している
。 これらの図は本発明を模型的に解説するためのものであ
って制限を設ける積りのものではない。
燃焼帯1、分別帯2、落下系の冷却帯(熱交換器)3、
第一の触媒循環導管4、熱交換器排出導管5、及び第二
の触媒循環導管6、を示している。 第2図は第1図と実質的には同じであるが、ただし図示
冷却帯は上昇系を解説している点が異なる。 第1図に相当する第2図の参照番号はそれぞれの図に於
ける同等要素あるいは同一機能をもつ要素を示している
。 これらの図は本発明を模型的に解説するためのものであ
って制限を設ける積りのものではない。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1(a)酸素含有再生ガス、コーク汚染流動触媒、後述
の源からの冷循環再生触媒と熱循環再生触媒、をコーク
酸化のために十分な温度に維持した稀薄相燃焼帯の下部
位置の中に導入し、その中でコークを酸化して熱再生触
媒と熱煙道ガスを生成させ; (b) 上記の熱煙道ガスと上記の熱再生触媒を上記
燃焼帯の上部位置から再生触媒分別帯の中に移送し、そ
の中で上記熱再生触媒を上記煙道ガスから分離し; (C)上記熱再生触媒の第一部分を上記分別帯から上記
分別帯から離れた冷却帯の中に移送し、その中で熱を上
記熱再生触媒から取り出して冷再生触媒を生成させ; (d) 上記冷再生触媒を上記冷却帯から取り出しそ
れを上記燃焼帯の中に上記冷循環再生触媒として移送し
; (e) 上記熱再生触媒の第二部分を上記分別帯から
1 上記燃焼帯の中に上記熱循環再生触媒として移送し
;そして (f) 上記熱再生触媒の残りを上記分別帯から再生
触媒として取り出す; 諸工程を含む、コーク汚染流動触媒を再生する方°法。 2 熱再生触媒の上記第一部分を上記冷却帯の上部位置
の中に導入し、上記冷却帯中を高密度相流動床として下
向きに通過させ、上記冷再生触媒を上記冷却帯からその
下部位置に於て取り出す、特許請求の範囲第1項に記載
の方法。 3 熱再生触媒の上記第一部分を上記冷却帯の下部位置
の中に導入し、上記冷却帯中を上向きに上記再生用ガス
の一部によって稀薄相として運び、そして上記の冷再生
触媒を上記冷却帯からその上部位置に於て取り出す、特
許請求の範囲第1項に記載の方法。 4 熱を上記熱再生触媒から上記冷却帯中で冷却媒体と
の間接接触によって取り出す、特許請求の範囲第1項に
記載の方法。 5 上記燃焼帯の上部位置の温度を、上記分別帯から上
記冷却帯へ輸送される上記熱再生触媒の上記第一部分の
量を上記上部位置の上記温度に応答して調節することに
よって制御して維持する、特許請求の範囲第1項に記載
の方法。 6 上記の再生用ガス、コーク汚染流動触媒、冷循環再
生触媒及び熱循環再生触媒の各派れを混合帯の中にまず
通して流動状の稀薄相混合物を得、そして上記の各派れ
を次に上記稀薄相燃焼帯の上記下部位置の中に上記混合
物として導入する、特許請求の範囲第1項または第5項
に記載の方法。 7 上記混合帯中の上記流動状稀薄相混合物の温度を、
上記分別帯から上記混合帯へ輸送される上記熱再生触媒
の上記第二部分の量を上記下部位置の上記温度に応答し
て制御することによって制御的に維持する、特許請求の
範囲第6項に記載の方法。 8(a)垂直に配置した燃焼室; (b) 上記燃焼室の下部と連結した再生用ガスおよ
びコーク汚染流動触媒のための流入用配管;(C)
上記燃焼室へ隣接しかつその上方に位置しかつそれと連
通ずる分別帯; (d) 上記分別中心の底にある触媒捕集部分;(e
) 上記燃焼室及び分別室から離れていて、触媒の流
入口及び流出口をもつ熱交換器; (f) 上記熱交換器内に置かれた熱除去装置;(g
) 上記分別室の上記底部触媒捕集部を上記焼交換器
入口とつなぎ、熱再生触媒が上記分別室から上記熱交換
器へ通るようにする、第一の触媒循環導管; (h) 上記熱交換器の上記触媒流出口を上記燃焼室
とつなぎ、冷却された触媒が上記熱交換器から上記燃焼
室へ通るようにする、熱交換器触媒排出導管; (i) 上記分別室の上記底部触媒捕集部を上記燃焼
室とつなぎ、熱再生触媒が上記分別室から上記燃焼室へ
直接に通るようにする、第二の触媒循環導管;および (j) 残りの熱再生触媒を分別室から再生触媒とし
て取り出す導管; の組合せから成る、コーク汚染流動触媒の再生装置。 9 上記熱交換器が垂直的配置であって冷却されるべき
触媒が管中を通過し熱交換媒体が胴体中を通過する、多
管式熱交換器から成る、特許請求の範囲第8項に記載の
装置。 10 上記熱交換器が垂直的配置であって冷却されるべ
き触媒が胴体中を通過し熱交換媒体が管中を通過する多
管式熱交換器から成る、特許請求の範囲第8項に記載の
装置。 11 上記第一の触媒循環導管が上記熱交換器の頂部へ
つながり、上記熱交換器触媒排出導管が上記熱交換器の
底につながり、触媒が上記熱交換器中を下向きに通るよ
うにする、特許請求の範囲第8項に記載の装置。 12 上記熱交換器触媒排出導管の中に置かれた調節弁
と;上記燃焼室の上部の温度を感知する装置、上記温度
感知装置とつながる調節可能設定点をもちかつ出力信号
を出す温度調節装置、及び上記出力信号を上記調節弁へ
伝えそれによって弁が上記温度に応答して調節され、そ
れによって上記;熱交換器からの触媒の流れを規制する
装置、から成る一つの制御系;とが含まれる、特許請求
の範囲第11項に記載の装置。 13 上記第一の触媒循環導管が上記熱交換器の底につ
ながり、上記熱交換器触媒排出導管が上記熱交換器の頂
部につながり、そしてガス用導管が上記熱交換器の底へ
つながり、触媒が上記熱交換器中を上記ガスによって上
向きに運ばれるようにする、特許請求の範囲第8項に記
載の装置。 14 上記第一の触媒循環導管の中に置かれた調節弁と
;上記燃焼室の上部の温度を感知する装置、上記温度感
知装置とつながる調節可能設定点をもちかつ出力信号を
出す温度調節装置、及び上記出力信号を上記調節弁へ伝
えそれによって弁が上記温度に応答して調節され、それ
によって上記熱交換器への触媒の流れを規制する装置、
から成る一つの制御系と;が含まれる、特許請求の範囲
第13項に記載の装置。 15 上記燃焼室の底部位置を上記熱交換器排出導管、
上記第二の触媒循環導管、及び上記再生用ガス流入配管
へつなぐ、ガス及び流動触媒のための混合導管が存在し
、冷再生触媒、熱再生触媒及び再生用ガスが燃焼室に導
入される前に上記混合導管中でまず混合されるようにす
る、特許請求の範囲第12項または第14項のいずれか
に記載の装置。 16 上記第二の触媒循環導管の中に置かれた第二の調
節弁と:上記混合導管中の温度を感知する装置、上記温
度感知装置とつながる調節可能設定点をもちかつ出力信
号を出す温度調節装置、並びに、上記出力信号を上記第
二の調節弁に伝え、それによってその弁が上記混合導管
中の上記温度に応答して調節され、それによって上記分
別室から上記混合導管への熱再生触媒の流れを規制する
装置、からなる一つの制御系と;が含まれる、特許請求
の範囲第15項に記載の装置。
Applications Claiming Priority (1)
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| US06/289,571 US4374750A (en) | 1981-08-03 | 1981-08-03 | Fluid catalyst regeneration process and apparatus |
Publications (2)
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| JPS5949850A JPS5949850A (ja) | 1984-03-22 |
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