JPS6232181A - 流動接触分解装置再生塔からの発生ガスのエネルギ−回収装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、原油を、触媒を用いて流動接触分解するプラ
ントにおける触媒の再生塔から発生するがスのエネルギ
ーを、発電などによって回収する！Ｉ置に関する。

典型的な先行技術は、第５図に示されている。

原油の流動接触分解を行なうために、原油はポンプ１か
らライザ２を経て反応塔３に供給される。

反応塔３では原油の流動接触分解が行なわれ、ここで脱
戻し、反応塔３からのガスは管路４から次段の主蒸留塔
に送られて良質なガソリンを得る。

反応塔３内での反応によって炭素が付着したアルミナな
どから成る触媒は、管路５から再生塔６に送られる。再
生塔６には、蒸気タービン７などによって駆動されるブ
ロア８から、管路９を経て空気が送られる。したがって
再生塔６では、触媒に付着している炭素が燃焼されて触
媒が再活性化される。活性化された触媒は管路５ａから
ライザ２に供給される。

再生塔６からの一酸化炭素を多量に含む発生ガスは、再
生塔６の塔頂から管路１０を経て排出され、サイクロン
集塵器１１で触媒が集塵され、ホッパ１２に捕集される
。サイクロン集１１５．器１１において集塵されたのち
の発生ガスは、管路１２がら流量制御を行なうスライド
弁１３を経て多重オリフィス１４を通り、２ボートスラ
イド弁１５からボイラ１６に、または冷却ボット１７に
供給される。ボイラ１６では一酸化炭素を多量に含む前
記発生ガスが燃焼され、その燃焼ガスは、管路１８から
煙突１９に供給される。２ボートスライド弁１５におい
て切換えられる発生ガスは、冷却ボット１７に導かれ、
管路２０から煙突１９に導かれて放散される。

発明が解決すべき問題点 このような第５図に示される先行技術では、再生塔６か
ら排出される発生ガスの保有するエネルギーはボイラ１
６において燃焼され、蒸気エネルギーに変換されて回収
されている。しかしながらボイラ１６に供給される発生
ガス−は、スライド弁１３において絞り損失を生じ、ま
たボイラ１６において熱回収効率が低いことに起因し、
したがって再生塔６からの発生ガスのエネルギーを十分
回収しているものとは言いがたい。

本発明の目的は、再生塔からの発生が大のエネルギーを
十分に回収することができるようにして流動接触分解プ
ラントにおける再生塔からの発生〃大のエネルギー回収
装置を提供することである。

問題点を解決するための手段 本発明は、原油を触媒によって流動接触分解し、その触
媒を再生するための再生塔からの発生ガスをコンバイン
ドサイクル設備に導き、このコンバインドサイクル設備
では、 前記発生がスを燃料圧縮機で昇圧しで燃焼器で燃焼させ
、この燃焼器からのｍ焼ガスでガスタービンを駆動し、
ガスタービンからの排がスを排熱回収ボイラに供給して
蒸気を発生し、この蒸気によって蒸気タービンを駆動す
ることを特徴とする流動接触分解置の解再生塔からの発
生ガスのエネルギー回収装置である。

好ましい実施態様では、前記ガスタービンまたは前記蒸
気タービンのいずれか少なくとも一方の動力によって、
燃料圧ＪＩｉＩＷ１を駆動することを特徴とする。

本発明はまた、原油を触媒によって流動接触分解し、そ
の触媒を再生するための再生塔からの発生ガスを膨張タ
ービンによって降圧、降温したのちに、コンバインドサ
イクル股備１こ導きこのコンバインドサイクル設備では
、 前記発生ガスを燃料圧ｌａ８！で昇圧して、燃焼器で燃
焼させ、この燃焼器からの燃焼ガスをガスタービンに供
給して駆動し、ガスタービンからの徘がスを排熱回収ボ
イラに供給して蒸気を発生し、この蒸気によって蒸気タ
ービンを駆動することを特徴とする流動接触分解装置再
生塔からの発生ガスのエネルギー回収装置である。

作　　用 本発明に従えば、再生塔からの発生ガスをコンバインド
サイクル設備に導き、ガスタービンおよび蒸気タービン
によって発Ｍｌまたは動力などとして回収するようにし
たので高効率で発生がスの保有エネルギーを回収するこ
とが可能になる。

また本発明に従えば、再生塔がらの発生ガスは、膨張タ
ービンによって降圧、降温し、さらに熱交換器で降温し
たのちに、コンバインドサイクル設備に導くようにして
いるので、圧力エネルギーを回収することができるとと
もに、この膨張タービンに後続するコンバインドサイク
ル設備の燃料圧縮機において再生塔発生ガスの外圧を容
易に１〒なうことができる。

実施例 第１図は本発明の一実施例のブロック図である。

前述の第５図と同一の構成要素には同一の参照符を付す
。原油の流動接触分解を行なうために、原油はポンプ１
からライザ２を経て反応塔３に供給される。反応塔３で
は原油の流動接触分解が行なわれ、ここで脱炭し、反応
塔３からのガスは管路４から次段の主蒸留塔に送られて
良質な〃ソリンを得る。反応塔３内での反応によって炭
素が付着したアルミナなどから成る触媒は、管路５から
再生塔６に送られる。再生塔６には、蒸気タービン７に
よって駆動されるブロア８から、管路９を経て空気が送
られる。したがって再生塔６では、触媒に付着している
炭素が燃焼されて触媒が再活性化される。活性化された
触媒は管路５ａからライザ２に供給される。

再生塔６からの一酸化炭素を多量に含む登生がスは、再
生塔６の塔頂から管路１０を経て排出され、サイクロン
集塵器１１で触媒が集塵され、ホッパ１２１こｔｔａ集
される。サイクロン集塵器１１１こおいて集塵されたの
ちの発生ガスは、管路１２から流量制御を行なうスライ
ド弁１３を経て多重オリフィス１４を通り、２ボートス
ライド弁１５から冷却ボット１７に供給される６発生ガ
スは、冷却ボット１７に導かれ、管路２０から煙突１９
に導かれて放散される。

再生塔６から管路１０およびサイクロン集塵器１１を介
する発生ガスは、管路１２に導かれるとともに、管路３
０から膨張タービン設備３１を経てコンバインドサイク
ル設備３２に供給される。

膨張タービン設備３１では、管路３０からの発生ガスは
調速弁３３から膨張タービン３４に導かれる。調速弁３
３の上流側および膨張タービン３４の下流側には、バイ
パス管路３５が接続される。

バイパス管路３５には、開閉動作を行なうバイパス弁３
６が介在される。こうして管路３０からの発生ガスは、
膨張タービン３４を通ることによって圧力が降下される
とともに温度が降下される。

膨張タービン３４の動力によって発電機３７が駆動され
る。

膨張タービン３４から、またはバイパス管路３５から、
管路３Ｂ、３９．４０を経由した発生ガスは、熱交換器
４１を経てコンバインドサイクル股＠３２に供給される
。管路３９には、〃スホルグ４２が接続される。コンバ
インドサイクル設備３２は、基本的には、燃料圧縮機装
置５０と、ガスタービン装置６０と、排熱回収ボイラ装
置７０と、蒸気タービン装置８０とを含む。燃料圧縮機
装置５０では、熱交換器４１において温度が降下された
発生がスは、管路５１から低圧圧縮機５２を経て、さら
にインタークーラ５３を経て高圧圧縮機５４に導かれる
。低圧圧縮機５２および高圧圧縮機５４は、各々にサー
ジ防止弁５５，５（３と静翼可変５７，５８による流量
調節機能を備えており、通常は、高圧圧縮機５４の吐出
圧力Ｐｃを、所定の値に保つように、圧力調節機構５９
で制御されている。

燃料圧縮機装置５０からの前記発生ガスは、管路１１０
からガスタービン装置６０のガス燃料制御弁６１を介し
て、燃焼器６２に供給される。燃焼器６２には、また、
液体燃料制御弁６３から管路６４を経て液体燃料が供給
される。管路６４からの液体燃料は、通常起動時および
助燃時に使用される。燃焼器６２には、前記ガス又は液
体燃料の他に、吸気管６５からの空気を空気圧縮機６６
で圧縮外圧した燃焼用空気が供給される。燃焼器６２に
おいて燃焼した燃焼ガスは、パワタービン６７に導かれ
て回転力に変換され、ガスタービン装置６０が駆動され
る。

ガスタービン装置６０からの排ガスは、管路６８から排
熱回収ボイラ装置７０におけるダンパ７１およびボイラ
７３に供給される。ボイラ７３からの４ＩＰガスおよび
管路６８からの余剰俳γスは、ダンパ７２から管路９５
を経て煙突９Ｇから放散される。

ボイラ７３において発生された高圧ｇ気は、管路７４か
ら流量制御弁１１１を経て管路１１２から蒸気消費装置
に供給される。

管路７４からの蒸気は、通常、管路１１３から蒸気ター
ビンＶ装置８０に供給され調速弁８１を経て蒸気タービ
ン８２を回転させ、動力を発生させコンデンサ８３へ排
出される。フデンサ８３で冷却され凝縮した水は管路１
１４を経て給水ポンプ１１５によって圧送され、インタ
ークーラ５３に供給され、さらに管路１１６を経て熱交
換器４１に導かれ、その後、管路１１７を経て排熱回収
ボイラ７３に供給される。

発電ｆｉ１１８は、ガスタービン装置６０および蒸気タ
ービン装置８０によって回転部！ｌＪされ、さらにまた
増速Ｓ車装置１１９を介して低圧および高圧圧Ｊｌｉ１
機５２．５４が回転駆動される。

反応塔３お上り再生塔６との各塔頂の差圧は、差圧検出
器１２１によって検出され、その差圧検出出力は、膨張
タービン圧力制御装置１２２の調節計１２３に与えられ
る。差圧設定器１２４において設定された値Ｐｄｓを表
わす出力は、減算器１２５に４乏られる。この減算器１
２５では、偏差設定１Ｓ１２６において設定された値Δ
Ｐｄｓとの減算を行なって、値Ｐｃ１ｌを求める。

Ｐｄ１＝Ｐｄｓ−ΔＰｄｓ　　　　　　　　　”１１）
調節計１２３の出力によって膨張タービン設備３１の調
速弁３３の開度が調整され、これによって反応塔３およ
び再生塔６における塔頂差圧が一定となるように制御さ
れる。こうして通常の運転時には、膨張タービン圧力制
御１ｆｉ１２２が膨張タービン装置３１の調速弁３３を
駆動し、反応塔３と再生塔６との塔頂差圧がＰｄ１　　
となるように保持する。

一方、スライド弁１３は、差圧制御装置１３０に備えら
れている調節計１３１からの出力に応答する。このＷ！
４ｎ計１３１には、差圧検出器１２１からの出力と、差
圧設定器１２４からの出力とが与えられる。スライド弁
１３は、反応塔３と再生塔６との塔頂差圧が差圧設定器
１２４において設定された値Ｐｄｓとなるように制御さ
れる。したがって、このときスライド弁１３は全閉状態
となっており、なんらかの異常で塔頂差圧が異常に大き
くなったときに開くことができるように待機状態となっ
ている。

膨張タービン設備３１に備えられているバイパス弁３６
は、膨張タービン３４によって駆動される発電機３７の
負荷遮断時、および膨張タービン３４のトリップ時にお
いて、塔頂差圧Ｐｄｓが異常に大きくなるのを防ぐため
にフィト７オーワード制御Ｉ信号によって開弁状態とな
り、一種の安全装置として働く。

コンバインドサイクル設備３２の起動にあたっては、管
路１１２から逆に供給される蒸気に上って、あるいはま
た助燃炉７６において助燃を行なうことによって、ボイ
ラ７３がら発生される蒸気を管路１１３から蒸気タービ
ン装置８０に供給し、軸系を駆動する。この回転速度が
所定の値まで上昇した時点で、ガスタービン装置６０に
おいて、液体燃料制御弁６３からの液体燃料を供給して
燃焼器６２において燃焼を行ない、〃スタービン装ｆ！
１６０を起動させる。これによって燃料圧縮磯装ｆｆ１
５０から管路１１０を介して供給される発生ガスの圧力
が十分に上昇した時、αで、ガス燃料制御弁６１を介し
て発生がスを供給して、液体燃料から、発生ガスの使用
に切り換え、ガスタービン装置６０は定常運転に入る。

　排熱回収ボイラ装置７０においてガスタービン装置６
０から管路６８を介する排ガスの流量を２つのグンバ７
１．７２の繰作によって、あるいはまｒこ助燃炉７６の
運転によって暖気する。この暖気完了を行なった時、α
で、管路１１２、流量制御弁１１１および管路７４をこ
の順序で逆に供給される蒸気を遮断し、ボイラ７３から
の蒸気を蒸気タービンｖ装置８０に供給する。

ガスタービン装置ｉ６０に備えられでいるガス燃料制御
弁Ｇ１は、がバナ１３２によってその開度が制御される
。ガバナ１３２は軸系の回転速度に応答し、発電機１１
８を駆動するにあたり、その〃バチ１３２の回転速度制
ｍｍ能によって発電機系統への同期回転速度まで上昇さ
せて発電機１１８を電力系統に並列に投入し、並列運転
を可能とする。この同期投入後には、〃バチ１３２は管
路３９の圧力検出器１３３によって検出されるガス圧力
ガス圧力設定値がＰＦＳとなるように〃ス燃料制御井６
１を制御しつつ、調圧運転が行なわれる。

ガスタービン装置６０の運転がなんらかの外的な条件で
制限される場合には、調圧運転を解除し、その制限条件
の範囲で運転が行なわれる。

排熱回収ボイラ装置７０における流量制御弁７５の開度
は、調節計１４０によっても制御ｌされる。

調節計１４０には、圧力検出器１３３からの出力が与え
られるとともに、圧力設定器１４１において設定された
圧力Ｐ、ｌなる信号が与えられる。

ＰＦ、＝ＰＦｓ＋ΔＰｐｓ　　　　　　　　　　　　・
・１２）こうして管路３９の圧力ＰＦは、それよりも若
干圧力の高い設定値ＰＦ＋で設定されているＷ！４ｆｆ
ｌ！計１４０の働きによって、助燃炉７６への発生ガス
の流量が制御され、こうして管路３９における発生ガス
の圧力が値ＰＦＩに調節される。

圧力検出器１３３からの出力は、さらに調節計１５０に
も与えられる。この調節計１５０には、圧力設定器１５
１からの圧力ＰＦ２なる信号が与えられる。

Ｐ　ｐ２　＝Ｐ　ｐｓ＋ΔＰＦＳ＋ΔＰｓｓ　　　　　
　−（３）調節計１５０からの出力は、安全弁１５２の
開度を制御する。安全弁１５２は、２ボートスライド弁
１５と冷却ボット１７との間に介在される。

以上、管路３９のガス圧力は〃ビナ１３２および２つの
調節計１４１．１５０を介し、各々ガス燃料制御弁６１
、流量制御弁７５お上り安全弁１５２で制御されるが、
各々の圧力設定値に差圧をもたせているので、通常はま
ずガスタービンｖ装置６０のガス燃料制御弁６１が全開
になＱ　、Ｐ　ｐ＞　Ｐ　ｐｓとなった場合に、次に、
排熱ボイラ装置７０の流量制御弁７５が制御を開始する
。さらに流量制御弁７５が全開近傍に米でもなお圧力が
上昇し、こうして管路３９における発生ガスの圧力が上
昇したとき、ｐＦ＞ｐ、、になると、安全弁１５２が制
御を開始し、発生ガスは冷却ボット１７から管路２０を
経て煙突１９から放散される。

排熱回収ボイラ装置７０から管路７４を経て発生される
蒸気の圧力は、圧力検出器１６０によって検出され、そ
の出力は調節計１６１に与えられる。調節計１６１は、
蒸気タービン装置１１８０の管路１１３に介在されてい
る調速弁８１の開度を制御し、管路７４の圧力が一定と
なるように圧力制御する。管路７４の蒸気圧力がさらに
上昇した時には、調節計１６１において設定されている
圧力値よりも若干高い圧力に管路７４が保たれるように
調節計１７０が動作し、流量制御弁１１１の開度を制御
する。こうして流量制御弁１１１および管路１１２を介
して蒸気消費装置へ蒸気が供給される。

第２図は、第１図における実施例の膨張タービン！ｆｉ
３１およびコンバインドサイクル設＠３２の両者が停止
している状況における運転状態を示す。この運転状態で
はサイクロン集塵器１１からの発生ガスは、スライド弁
１３から多重オリフィス１４を経て２ボートスライド弁
１５に導かれ、冷却ボット１７から管路２０を経て煙突
１９から放散される。こうして安全な流動接触分解の運
転が続行される。この第２図では運転中の部分のみが示
めされている。

第３図は、第１図に示された実施例において膨張タービ
ン設置１Ｉ３１が停止している時の状態を示す。この運
転中においては、サイクロ集塵器１１からの発生がスは
スライド弁１３から多重オリフィス１４を経てスライド
弁１５に導かれ、さらに管路３９から熱交換器４１を経
て、コンバインドサイクル設＠３２に供給される。

第４図は、第１図に示された実施例におけるコンバイン
ドサイクル設＠３２が停止している時の動作状態を示す
、サイクロ２集塵器１１がらの発生ガスは、管路３０を
経て膨張タービン設備３１に供給され、さらに管路３８
．３９を経て排熱回収ボイラ装置７０の助燃炉７６に供
給される。助燃炉７６からの４１Ｐｌｆスは、ボイラ７
３に与えられ、その排ガスは管路７５から煙突７６に導
かれる。

この場合ポンプ１８０がら供給される水は、コンデンサ
８３からインタークーラ５３を経て、さらに熱交換器４
１に導かれて、予熱され、管路１１７を経てボイラ７３
に供給される。

このような実施例によれば、再生塔６からの発生ガスの
全量を膨張タービン装置３１に送り、膨張タービン３４
の調速弁３３または可変静翼などの流量調整手段を駆動
して膨張タービン設備３１の運転状況を制御装置１２２
で制御し、この膨張タービン設＠３１において降圧、降
温した発生ガスを熱交換器４１でさらに冷却させ、その
後、燃料圧縮機５０で外圧し、ガスタービン装置６０に
燃料として供給する。ガスタービン装置６０において発
生した高温度の排ガスは排熱回収ボイラ装置１１７０に
供給され、ここで蒸気が発生される。蒸気は蒸気タービ
ン装置８０に供給されガスタービン装置６０と協力して
負荷である発１１！機１１８をｗＡ！ＩＩシ、電力とし
てさらには動力としてエネルギーを回収することができ
る。そのうえ排熱回収ボイラ装置７０への給水は、蒸気
タービン装置８０におけるコンデンサ８３から給水ポン
プ１１５により燃料圧縮機装置５０のインタークーラ５
３に供給され、さらに熱交換器４１を通過し、このよう
にして加熱昇温された高温度の給水は、ボイラ７３に送
られる。このようにして装置全体のエネルギー回収を高
効率で行なうことができるようになる。このようにして
本発明の実施例によれば、再生塔６からの発生ガスが有
するエネルギーを膨張タービン装Ｗ１３１お上りコンバ
インドサイクル設備３２において有効に回収することが
できる。

このとき、流動接触分解のための設備を大幅に変更する
ことなくまた、その装置の動作になんら悪影響を与える
ことなしにエネルギーの回収を行なうことができるとい
う優れた利点が達成される。

また第２図〜＃４４図に関連して述べたように膨張ター
ビン設備３１またはコンバインドサイクル設＠３２のい
ずれか少なくとも一方が異常となってそれを切り放して
停止しでも、いずれか他方を運転続行状態とすることが
でき、しかもこの場合流！ｌＩ接触分解の揉業にはなん
ら悪影響を及ぼすことがない。

上述の実施例では、低圧および高圧圧縮機５２゜５４、
空気圧縮機６６およびガスタービン６７ならびに蒸気タ
ービン８２は、単一の軸系に連結されているけれども、
これらは相互に連結されていなくてもよく、たとえば低
圧および高圧圧縮機５２．５４はモータなどによって回
転駆動されるようにしてもよい、また、プロア１はモー
タなどによって駆動されるようにしてもよい。膨張ター
ビン設備３１は省略されてもよい１本発明は、他の化学
プラントから発生する燃焼可能なガスのエネルギーを回
収するためにもまた、実施されることができる。

効　　果 以上のように本発明によれば、再生塔からの発生がスを
燃料圧Ｗａｆｉにおいて圧縮して燃焼し、その排ガスに
よってガスタービンを駆動し、その後のｇＰ〃スはボイ
ラにおいて熱回収される。ボイラからの蒸気は、蒸気タ
ービンに供給される。このようにして、高効率の熱回収
を行なうことができる。さらにまた膨張タービン設備に
よって、再生塔からの発生がスを膨張して降圧し、しか
も降温しでさらに熱交換器で降温することにより燃料圧
＃１８！装置の穿量を軽減するようにしたので、発生ガ
スからのエネルギーの回収をさらに高効率で行なうこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の系統図、第２図は第１図示
の実施例における膨張タービン装［３１およびコンバイ
ンドサイクル設備３２の両者が停止しているときの運転
状態を示す系統図、第３図は第１図に定められた実施例
における膨張タービン設備３１が停止しでいるときの運
転状態を示す系統図、第４図は第１図に示された実施例
におけるコンバインドサイクル設備３２が停止している
ときの運転状態を示す系統図、第５図は先行技術の系統
図である。 ３・・・度応塔、６・・・再生塔、１１川サイクロン集
歴器、１４・・・多重オルフイース、１５・・・スライ
ド弁、１７・・・冷却ポット、３１・・・膨張タービン
設備、３２・・・コンバインドサイクル設備、３４・・
・膨張タービン、４２・・・ガスホールグ、５０・・・
燃料圧＃ｉ！磯装置、５２・・・低圧圧縮機、５３・・
・インタークーラ、５４・・・高圧圧縮機、６０・・・
ガスタービン装置、６２・・・燃焼器、６Ｇ・・・空気
圧縮機、６７・・・〃スタービン、７０・・・排熱回収
ボイラｙ装置、７３・・・ボイラ、７６・・・助燃炉、
８０・・・蒸気タービンｖ装置、８２・・・蒸気タービ
ン、８３・・・コンデンサ、１１９・・・増速歯車装置 代理人　　弁理士　画数　圭一部 手続補正書 昭和６０年　７月　１日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）原油を触媒によって流動接触分解し、その触媒を
   再生するための再生塔からの発生ガスをコンバインドサ
   イクル設備に導き、このコンバインドサイクル設備では
   、 前記発生ガスを燃料圧縮機で昇圧して燃焼器で燃焼させ
   、この燃焼器からの燃焼ガスでガスタービンを駆動し、
   ガスタービンからの排ガスを排熱回収ボイラに供給して
   蒸気を発生し、この蒸気によって蒸気タービンを駆動す
   ることを特徴とする流動接触分解装置再生塔からの発生
   ガスのエネルギー回収装置。
2. （２）前記ガスタービンまたは前記蒸気タービンのいず
   れか少なくとも一方の動力によって、燃料圧縮機を駆動
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の流動
   接触分解装置再生塔からの発生ガスのエネルギー回収装
   置。
3. （３）原油を触媒によって流動接触分解し、その触媒を
   再生するための再生塔からの発生ガスを膨張タービンに
   よって降圧、降温したのちに、コンバインドサイクル設
   備に導き、このコンバインドサイクル設備では、 前記発生ガスを燃料圧縮機で昇圧して、燃焼器で燃焼さ
   せ、この燃焼器からの燃焼ガスでガスタービンを駆動し
   、ガスタービンからの排ガスを排熱回収ボイラに供給し
   て蒸気を発生し、この蒸気によって蒸気タービンを駆動
   することを特徴とする流動接触分解装置再生塔からの発
   生ガスのエネルギー回収装置。