JPH0712470A - 容器に流体を分配する方法および装置 - Google Patents
容器に流体を分配する方法および装置Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- 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
- C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G11/14—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts
- C10G11/18—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid catalysts according to the "fluidised-bed" technique
- C10G11/182—Regeneration
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/0015—Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
- B65G53/00—Conveying materials in bulk through troughs, pipes or tubes by floating the materials or by flow of gas, liquid or foam
- B65G53/34—Details
- B65G53/52—Adaptations of pipes or tubes
- B65G53/528—Flux combining or dividing arrangements
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 流体の流れを流動物質中に導入して均一な半
径方向の流体分布を迅速に得る 【構成】 流体を流動物質中へ半径方向に搬送すると共
に分離し、さらに流動物質内に半径方向で位置する複数
の分配点を介して放出させる流動物質中へ流体を半径方
向に分配する方法につき開示する。
径方向の流体分布を迅速に得る 【構成】 流体を流動物質中へ半径方向に搬送すると共
に分離し、さらに流動物質内に半径方向で位置する複数
の分配点を介して放出させる流動物質中へ流体を半径方
向に分配する方法につき開示する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、流体の流れを流動物質
中に導入して均一な半径方向の流体分布を迅速に得る方
法およびその装置に関するものである。より詳細には本
発明は、流動化された固体粒子を流動化された固体粒子
の床に導入する方法、たとえば触媒粒子をたとえば流動
接触熱分解（ＦＣＣ）反応器の再生器もしくは反応器に
存在するような触媒粒子の流動床に導入して導入固体の
均一な半径方向分配を迅速に得る方法、並びにその装置
に関するものである。
中に導入して均一な半径方向の流体分布を迅速に得る方
法およびその装置に関するものである。より詳細には本
発明は、流動化された固体粒子を流動化された固体粒子
の床に導入する方法、たとえば触媒粒子をたとえば流動
接触熱分解（ＦＣＣ）反応器の再生器もしくは反応器に
存在するような触媒粒子の流動床に導入して導入固体の
均一な半径方向分配を迅速に得る方法、並びにその装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】流動接触熱分解法は、炭化水素供給物を
低沸点生成物まで熱分解させると共に熱分解炭素質物質
を触媒上に付着させる反応器から、炭素質物質を燃焼さ
せて触媒活性を復帰させる再生器を介し、触媒粒子を連
続的に循環させると共に触媒粒子を反応器まで戻すこと
により操作される。再生器における燃焼の温度は触媒上
の炭素質物質の量および所定領域における燃焼ガスの供
給に局部的に依存する。
低沸点生成物まで熱分解させると共に熱分解炭素質物質
を触媒上に付着させる反応器から、炭素質物質を燃焼さ
せて触媒活性を復帰させる再生器を介し、触媒粒子を連
続的に循環させると共に触媒粒子を反応器まで戻すこと
により操作される。再生器における燃焼の温度は触媒上
の炭素質物質の量および所定領域における燃焼ガスの供
給に局部的に依存する。
【０００３】再生器側壁部における単一の触媒入口開口
部を用いて操作することが長年にわたり成功を収めてい
るが、従来法における半径方向分配を改善することによ
り利点が得られることも明かとなった。向上した触媒分
配から得られる利点は、増大直径を有し或いは再生を比
較的高温度で行う再生容器を備えた装置につき特に明か
である。これはたとえば残留供給物を処理する場合であ
り、或いは限られた立面空間または特定の操作方式が再
生器の流動床高さを減少させると共に大きい床直径を設
けて操作することを必要とする場合である。最適再生の
条件は、触媒を半径方向に混合する時間がコークス燃焼
の時間よりも短いことである。比較的高い再生温度およ
びより強度の供給物処理の場合、コークス燃焼の速度が
増大して半径方向混合時間の減少を必要とする。流動床
の直径増大と共に、触媒分配は半径方向混合時間におけ
る相応の増加を防止するよう一層効果的にせねばならな
い。この条件を満たさなければ、コークスと燃焼ガスと
温度との半径方向の勾配が床内に形成されて、煙道ガス
の酸素含有量および後燃焼の増大と所定空気ブロアーの
コークス燃焼能力の低下とをもたらす。
部を用いて操作することが長年にわたり成功を収めてい
るが、従来法における半径方向分配を改善することによ
り利点が得られることも明かとなった。向上した触媒分
配から得られる利点は、増大直径を有し或いは再生を比
較的高温度で行う再生容器を備えた装置につき特に明か
である。これはたとえば残留供給物を処理する場合であ
り、或いは限られた立面空間または特定の操作方式が再
生器の流動床高さを減少させると共に大きい床直径を設
けて操作することを必要とする場合である。最適再生の
条件は、触媒を半径方向に混合する時間がコークス燃焼
の時間よりも短いことである。比較的高い再生温度およ
びより強度の供給物処理の場合、コークス燃焼の速度が
増大して半径方向混合時間の減少を必要とする。流動床
の直径増大と共に、触媒分配は半径方向混合時間におけ
る相応の増加を防止するよう一層効果的にせねばならな
い。この条件を満たさなければ、コークスと燃焼ガスと
温度との半径方向の勾配が床内に形成されて、煙道ガス
の酸素含有量および後燃焼の増大と所定空気ブロアーの
コークス燃焼能力の低下とをもたらす。
【０００４】米国特許第４，５９５，５６７号におい
て、空気／触媒分配グリッドとして記載されたＦＣＣ再
生床に触媒を分配すべく開示された装置は、半径方向に
延びるグリッドのセクションの長さに沿って複数の開口
部を備えると思われる。米国特許第４，１５０，０９０
号においては、ＦＣＣ再生容器の下部から突出すると共
に再生床の表面に下方向の傾斜方向で位置する複数の半
径方向に延びる流動触媒分配トラフを支持する軸方向に
位置した輸送ライザからなる装置が開示されている。触
媒は、トラフの長さに沿って延びかつその長さに沿って
開口部を有する導管により供給された流動化用ガスを用
いて頂部開口トラフの長さに沿って輸送かつ噴出され
る。
て、空気／触媒分配グリッドとして記載されたＦＣＣ再
生床に触媒を分配すべく開示された装置は、半径方向に
延びるグリッドのセクションの長さに沿って複数の開口
部を備えると思われる。米国特許第４，１５０，０９０
号においては、ＦＣＣ再生容器の下部から突出すると共
に再生床の表面に下方向の傾斜方向で位置する複数の半
径方向に延びる流動触媒分配トラフを支持する軸方向に
位置した輸送ライザからなる装置が開示されている。触
媒は、トラフの長さに沿って延びかつその長さに沿って
開口部を有する導管により供給された流動化用ガスを用
いて頂部開口トラフの長さに沿って輸送かつ噴出され
る。
【０００５】米国特許第５，１５６，８１７号には、触
媒をたとえば逆Ｖ字型断面の底部部材と頂部部材との間
に形成された１個もしくは複数の開口側部流路に供給す
る装置が開示されており、この手段により触媒を流路の
長さに沿って放出させると共に流路をその近位端部で閉
鎖する。単一流路はＦＣＣ再生床にて不完全な環を形成
する。複数の流路は異なる長さを有し、床の側部方向に
位置する供給導管からファン形状で広がり、最長の流路
は再生床の軸線まで延びる。これらの装置は、正常操作
によると触媒放出が分配長さ（すなわち、それぞれ複数
開口部、トラフおよび流路）に沿って不均一となり、分
配長さの遠隔端部にてより低い程度になるという欠点を
有する。性能は過度の圧力低下を用いて向上させうる
が、これは装置の圧力バランスに対し悪影響を及ぼす。
分配トラフに沿って通気導管を設ければ、高い装備コス
トおよび維持コストを伴う。後者の場合、半径方向混合
は流路もしくはトラフにおける流動パターンと流動床と
の間の相互作用により支配され、したがって分配器にお
ける流量変化に対し鋭敏となって半径方向分配の性質に
影響を及ぼす。
媒をたとえば逆Ｖ字型断面の底部部材と頂部部材との間
に形成された１個もしくは複数の開口側部流路に供給す
る装置が開示されており、この手段により触媒を流路の
長さに沿って放出させると共に流路をその近位端部で閉
鎖する。単一流路はＦＣＣ再生床にて不完全な環を形成
する。複数の流路は異なる長さを有し、床の側部方向に
位置する供給導管からファン形状で広がり、最長の流路
は再生床の軸線まで延びる。これらの装置は、正常操作
によると触媒放出が分配長さ（すなわち、それぞれ複数
開口部、トラフおよび流路）に沿って不均一となり、分
配長さの遠隔端部にてより低い程度になるという欠点を
有する。性能は過度の圧力低下を用いて向上させうる
が、これは装置の圧力バランスに対し悪影響を及ぼす。
分配トラフに沿って通気導管を設ければ、高い装備コス
トおよび維持コストを伴う。後者の場合、半径方向混合
は流路もしくはトラフにおける流動パターンと流動床と
の間の相互作用により支配され、したがって分配器にお
ける流量変化に対し鋭敏となって半径方向分配の性質に
影響を及ぼす。
【０００６】今回、流動物質中への流体導入およびその
後の混合を簡単かつ制御可能に達成することができ、さ
らに分配器の流体流動変化に対し頑丈であることを突き
止めた。この方法は、流動物質における特定点での流体
の放出に依存すると共に床と放出点に達するまで分配す
べき流体との間の相互作用を回避する。驚くことに、こ
のようにして流動物質における半径方向の触媒分配勾配
が急速に消滅し、これは予想外であることが判明した。
流体放出点にて、流体運動エネルギーを局部的に除去す
ることができ、その後に流動物質の正常な混合作用がさ
らに半径方向混合を促進する。
後の混合を簡単かつ制御可能に達成することができ、さ
らに分配器の流体流動変化に対し頑丈であることを突き
止めた。この方法は、流動物質における特定点での流体
の放出に依存すると共に床と放出点に達するまで分配す
べき流体との間の相互作用を回避する。驚くことに、こ
のようにして流動物質における半径方向の触媒分配勾配
が急速に消滅し、これは予想外であることが判明した。
流体放出点にて、流体運動エネルギーを局部的に除去す
ることができ、その後に流動物質の正常な混合作用がさ
らに半径方向混合を促進する。
【０００７】
【発明の要点】したがって本発明は流体を流動物質中へ
半径方向に分配する方法を提供し、この方法は流体を流
動物質内へ半径方向に搬送すると共にそこから分離し、
さらに流動物質内に半径方向で位置する複数の分配点を
介して放出させることを特徴とする。好適には流体はそ
れぞれ単一の分配点に到る半径方向の各通路に沿って搬
送され、各点は搬送された流体と流動物質との接触につ
き１つもしくはそれ以上の部位を与えることができる。
本発明による方法の好適具体例においては、流体を流動
物質軸線から流動物質の半径の少なくとも１／４の距
離、より好ましくは半径の少なくとも４／１０の距離、
たとえば実質的に半径の１／２の距離にて放出させる。
好ましくは、運動エネルギーは分配すべき流体の衝突も
しくは膨脹によって消散される。
半径方向に分配する方法を提供し、この方法は流体を流
動物質内へ半径方向に搬送すると共にそこから分離し、
さらに流動物質内に半径方向で位置する複数の分配点を
介して放出させることを特徴とする。好適には流体はそ
れぞれ単一の分配点に到る半径方向の各通路に沿って搬
送され、各点は搬送された流体と流動物質との接触につ
き１つもしくはそれ以上の部位を与えることができる。
本発明による方法の好適具体例においては、流体を流動
物質軸線から流動物質の半径の少なくとも１／４の距
離、より好ましくは半径の少なくとも４／１０の距離、
たとえば実質的に半径の１／２の距離にて放出させる。
好ましくは、運動エネルギーは分配すべき流体の衝突も
しくは膨脹によって消散される。
【０００８】本明細書にて「流体」という用語は液体、
気体、流体における固体のスラリー懸濁物、または流動
化用ガスとこの流動化用ガスにより流動状態に維持され
た微細な固体との混合物を意味する。好適には流体は触
媒粒子または反応性もしくは燃焼性物質、たとえば燃料
油、シェール油もしくはコークスを含む。好ましくは流
体は、たとえば流動化された熱分解用触媒粒子のような
流動化された固体を含む。本明細書で用いる「流動物
質」という用語は、本発明により流体を放出させる容器
の内容物を意味する。この種の容器はたとえば円形、正
方形のような任意の断面形状を有することができ、好ま
しくは円形である。任意の寸法、たとえば２０ｍもしく
はそれ以上までの最大直径を有する物質が本発明にて有
利である。好適には、流動物質は処理もしくは反応させ
るべき気体もしくは液体であり或いは触媒もしくは反応
体からなるスラリー化もしくは流動化固体であり、した
がって比較的小さい或いは大きい半径方向断面積とする
ことができ、これは流体を定期的または連続的に導入し
て処理または反応のための必要な接触を可能にするのに
充分な滞留時間にわたり保持しうる特性に依存する。好
適には流動物質は運動しており、したがって局部的速度
の変動が分散作用を与える。好ましくは流動床は反応
器、ストリッパまたは流動接触熱分解装置の再生床から
なり、ここに包蔵生成ガスを有する或いは熱分解反応か
らの炭素沈着物を有する接触熱分解用粒子を反応のため
導入し、生成ガスを除去し或いは沈着物を燃焼させる。
気体、流体における固体のスラリー懸濁物、または流動
化用ガスとこの流動化用ガスにより流動状態に維持され
た微細な固体との混合物を意味する。好適には流体は触
媒粒子または反応性もしくは燃焼性物質、たとえば燃料
油、シェール油もしくはコークスを含む。好ましくは流
体は、たとえば流動化された熱分解用触媒粒子のような
流動化された固体を含む。本明細書で用いる「流動物
質」という用語は、本発明により流体を放出させる容器
の内容物を意味する。この種の容器はたとえば円形、正
方形のような任意の断面形状を有することができ、好ま
しくは円形である。任意の寸法、たとえば２０ｍもしく
はそれ以上までの最大直径を有する物質が本発明にて有
利である。好適には、流動物質は処理もしくは反応させ
るべき気体もしくは液体であり或いは触媒もしくは反応
体からなるスラリー化もしくは流動化固体であり、した
がって比較的小さい或いは大きい半径方向断面積とする
ことができ、これは流体を定期的または連続的に導入し
て処理または反応のための必要な接触を可能にするのに
充分な滞留時間にわたり保持しうる特性に依存する。好
適には流動物質は運動しており、したがって局部的速度
の変動が分散作用を与える。好ましくは流動床は反応
器、ストリッパまたは流動接触熱分解装置の再生床から
なり、ここに包蔵生成ガスを有する或いは熱分解反応か
らの炭素沈着物を有する接触熱分解用粒子を反応のため
導入し、生成ガスを除去し或いは沈着物を燃焼させる。
【０００９】好適には、微細な固体粒子を含む流体を稀
薄もしくは濃密な相、好ましくは稀薄な相で輸送する。
ここで用いる「半径方向」という用語は、流動物質の軸
線を中心とする或いは流体を分配点まで搬送する単一の
流体導入位置を中心とする真の半径もしくは半径方向面
を意味する。ここで用いる「分配点」という用語は、半
径方向に搬送された流体流の断面の実質的に局在した分
配領域、好適には断面の３０〜３００％を意味する。本
発明の他の具体例によれば、流動物質中へ半径方向に延
びる複数の流体搬送アームを備えた流体供給導管からな
る流動物質中へ流体を半径方向に分配する装置が提供さ
れて、アームは包封された長さと流体導管から離間した
端部またはその近くに１個もしくはそれ以上の出口開口
部とを有することを特徴とする。本発明による装置は、
流体導管に設けた出口開口部をさらに備えることができ
る。好適には本発明による装置は、流動物質の半径の少
なくとも１／４の長さ、たとえば半径の少なくとも４／
１０、もしくは半径の実質的に１／２の長さを有する流
体搬送アームを備える。
薄もしくは濃密な相、好ましくは稀薄な相で輸送する。
ここで用いる「半径方向」という用語は、流動物質の軸
線を中心とする或いは流体を分配点まで搬送する単一の
流体導入位置を中心とする真の半径もしくは半径方向面
を意味する。ここで用いる「分配点」という用語は、半
径方向に搬送された流体流の断面の実質的に局在した分
配領域、好適には断面の３０〜３００％を意味する。本
発明の他の具体例によれば、流動物質中へ半径方向に延
びる複数の流体搬送アームを備えた流体供給導管からな
る流動物質中へ流体を半径方向に分配する装置が提供さ
れて、アームは包封された長さと流体導管から離間した
端部またはその近くに１個もしくはそれ以上の出口開口
部とを有することを特徴とする。本発明による装置は、
流体導管に設けた出口開口部をさらに備えることができ
る。好適には本発明による装置は、流動物質の半径の少
なくとも１／４の長さ、たとえば半径の少なくとも４／
１０、もしくは半径の実質的に１／２の長さを有する流
体搬送アームを備える。
【００１０】本発明による装置は、分配すべき流体の運
動エネルギーを消散させる手段を出口開口部にさらに備
える。好ましくは流体運動エネルギーを消散させる手段
は衝突もしく膨脹手段である。ここで用いる「衝突手
段」という用語は、出口開口部と連携して出口開口部か
ら流出する流体がこれに衝突するよう設けた手段を意味
し、たとえば流体流路に設けた衝突面である。衝突手段
の例はスプラッシュ板および衝突バッフルであって、分
配された流体に対し衝突面を形成する。ここで用いる
「膨脹手段」という用語は流体容積を膨脹させる手段を
意味し、たとえば半径方向に増大する断面積を有する流
体搬送アームまたは分配点もしくはその下流に設けた流
体浸透性パッキングを意味する。たとえばリッジもしく
は流路のような案内手段を流体搬送アームの壁部に設け
て流体流れの膨脹を促進することができる。好適には衝
突手段は流体搬送アームまたは再生器壁部に支持され
る。スプラッシュ板および衝突バッフルは、流体流れに
対し衝突表面が提供されて流れ流動モーメントと運動エ
ネルギーとを消散させるような流体流れに対する角度に
て配置される。
動エネルギーを消散させる手段を出口開口部にさらに備
える。好ましくは流体運動エネルギーを消散させる手段
は衝突もしく膨脹手段である。ここで用いる「衝突手
段」という用語は、出口開口部と連携して出口開口部か
ら流出する流体がこれに衝突するよう設けた手段を意味
し、たとえば流体流路に設けた衝突面である。衝突手段
の例はスプラッシュ板および衝突バッフルであって、分
配された流体に対し衝突面を形成する。ここで用いる
「膨脹手段」という用語は流体容積を膨脹させる手段を
意味し、たとえば半径方向に増大する断面積を有する流
体搬送アームまたは分配点もしくはその下流に設けた流
体浸透性パッキングを意味する。たとえばリッジもしく
は流路のような案内手段を流体搬送アームの壁部に設け
て流体流れの膨脹を促進することができる。好適には衝
突手段は流体搬送アームまたは再生器壁部に支持され
る。スプラッシュ板および衝突バッフルは、流体流れに
対し衝突表面が提供されて流れ流動モーメントと運動エ
ネルギーとを消散させるような流体流れに対する角度に
て配置される。
【００１１】流体流れ流動方向に対する衝突表面の適す
る角度は流れの密度および速度に依存する。特に、衝突
手段は流れ流動に対し９０〜１６５°の角度にて配置す
ることができる。流体は開口部から流体搬送アームの端
部方向に、たとえばアームが閉鎖された遠隔端部を有す
るその底部もしくは側部に分配することができ、或いは
流体搬送アームの遠隔端壁部における開口部から分配す
ることもでき、したがってアームは全長さに沿って包封
されることが明かである。本発明の特に好適な具体例に
おいて、流体搬送アームは端部方向かつその底部もしく
は側部に開口部を有する。必要に応じ、スプラッシュ板
を底部における開口部の下に配置する。この装置は特に
良好な流体分散を与える。接触熱分解触媒再生器におけ
る触媒床の下部に流動触媒を分配するには、スプラッシ
ュ板が床下部への触媒浸入を防止して衝突による流動化
内部の侵蝕を生ぜしめないようにするのが特に有利であ
る。
る角度は流れの密度および速度に依存する。特に、衝突
手段は流れ流動に対し９０〜１６５°の角度にて配置す
ることができる。流体は開口部から流体搬送アームの端
部方向に、たとえばアームが閉鎖された遠隔端部を有す
るその底部もしくは側部に分配することができ、或いは
流体搬送アームの遠隔端壁部における開口部から分配す
ることもでき、したがってアームは全長さに沿って包封
されることが明かである。本発明の特に好適な具体例に
おいて、流体搬送アームは端部方向かつその底部もしく
は側部に開口部を有する。必要に応じ、スプラッシュ板
を底部における開口部の下に配置する。この装置は特に
良好な流体分散を与える。接触熱分解触媒再生器におけ
る触媒床の下部に流動触媒を分配するには、スプラッシ
ュ板が床下部への触媒浸入を防止して衝突による流動化
内部の侵蝕を生ぜしめないようにするのが特に有利であ
る。
【００１２】衝突手段は一平面もしくは多平面とするこ
とができ或いはピラミッド形状とすることもでき、或い
は湾曲面を備えて衝突の程度を徐々に弱めることもでき
る。多平面衝突手段の各面は互いに離間させる。好適に
は膨脹手段は公知の流体エキスパンダ形状を有し、流体
搬送アームの出口に設け或いはこれと一体化させる。し
たがって、半径方向に増大する断面積を与えるアーム形
状が好適である。アーム出口は断面を水平方向に若干長
くして、流体の垂直方向分散を制限することができる。
さらに、膨脹は流体分配点に設けた構造化流体浸透性パ
ッキングにより達成することもできる。供給導管は、流
動物質内に全体的に或いは部分的に配置することができ
る。好ましくは供給導管は流動物質内にほぼ垂直に配置
され、より好ましくは流下管もしくは上昇管である。好
ましくは導管を流動物質に対しほぼ同軸で配置するが、
分配アーム出口を出口の半径方向均一性を確保するよう
流動物質内に規則的に配置するよう非中心的に設けるこ
ともできる。本発明による複数の装置を流動物質内に配
置して１種もしくはそれ以上の流体を分配することもで
き、さらに物質内に同軸的または非中心的に配置したり
或いは最適な半径方向分配のため物質内に軸方向に配置
された主装置と部分的な半径方向分配もしくは分散のた
め物質内に非中心的に配置された１個もしくはそれ以上
の副装置とで構成することもできる。流動物質内に部分
的に位置する供給導管は好適には流体含有容器内にその
底部を貫通して軸方向に突出し、外部の流体搬送スタン
ドパイプにより供給される。流動物質内に全体的に位置
する供給導管は流体搬送スタンドパイプにより供給する
ことができ、このスタンドパイプは好適には流体容器内
でその側壁部を介し流動床の下部まで突出する。代案具
体例において、導管には流動物質の表面の上方まで流体
含有容器に突入する同軸の下降管によって供給すること
ができる。
とができ或いはピラミッド形状とすることもでき、或い
は湾曲面を備えて衝突の程度を徐々に弱めることもでき
る。多平面衝突手段の各面は互いに離間させる。好適に
は膨脹手段は公知の流体エキスパンダ形状を有し、流体
搬送アームの出口に設け或いはこれと一体化させる。し
たがって、半径方向に増大する断面積を与えるアーム形
状が好適である。アーム出口は断面を水平方向に若干長
くして、流体の垂直方向分散を制限することができる。
さらに、膨脹は流体分配点に設けた構造化流体浸透性パ
ッキングにより達成することもできる。供給導管は、流
動物質内に全体的に或いは部分的に配置することができ
る。好ましくは供給導管は流動物質内にほぼ垂直に配置
され、より好ましくは流下管もしくは上昇管である。好
ましくは導管を流動物質に対しほぼ同軸で配置するが、
分配アーム出口を出口の半径方向均一性を確保するよう
流動物質内に規則的に配置するよう非中心的に設けるこ
ともできる。本発明による複数の装置を流動物質内に配
置して１種もしくはそれ以上の流体を分配することもで
き、さらに物質内に同軸的または非中心的に配置したり
或いは最適な半径方向分配のため物質内に軸方向に配置
された主装置と部分的な半径方向分配もしくは分散のた
め物質内に非中心的に配置された１個もしくはそれ以上
の副装置とで構成することもできる。流動物質内に部分
的に位置する供給導管は好適には流体含有容器内にその
底部を貫通して軸方向に突出し、外部の流体搬送スタン
ドパイプにより供給される。流動物質内に全体的に位置
する供給導管は流体搬送スタンドパイプにより供給する
ことができ、このスタンドパイプは好適には流体容器内
でその側壁部を介し流動床の下部まで突出する。代案具
体例において、導管には流動物質の表面の上方まで流体
含有容器に突入する同軸の下降管によって供給すること
ができる。
【００１３】流動化された固体と共に使用するには、輸
送用流動化ガスを供給導管の底部にて導入するのが適し
ている。好適な輸送ガスはたとえば水蒸気もしくは空気
のような不活性ガスである。輸送ガスの見掛速度は上昇
管内に固体を上昇させるのに充分とするが、流れの分離
を生ぜしめないようにする。好適には流動化された熱分
解用触媒を輸送するためのガス見掛速度は１〜２５ｍ／
ｓ、好ましくは３〜１２ｍ／ｓである。流動化用ガスお
よび固体の供給を制御することにより、上昇管内の流動
化固体の流動が制御される。好適には上昇管の固体流動
が２００〜３０００ｋｇ／ｍ2 ／ｓ、好ましくは６００
〜１５００ｋｇ／ｍ2 ／ｓの範囲に維持される。
送用流動化ガスを供給導管の底部にて導入するのが適し
ている。好適な輸送ガスはたとえば水蒸気もしくは空気
のような不活性ガスである。輸送ガスの見掛速度は上昇
管内に固体を上昇させるのに充分とするが、流れの分離
を生ぜしめないようにする。好適には流動化された熱分
解用触媒を輸送するためのガス見掛速度は１〜２５ｍ／
ｓ、好ましくは３〜１２ｍ／ｓである。流動化用ガスお
よび固体の供給を制御することにより、上昇管内の流動
化固体の流動が制御される。好適には上昇管の固体流動
が２００〜３０００ｋｇ／ｍ2 ／ｓ、好ましくは６００
〜１５００ｋｇ／ｍ2 ／ｓの範囲に維持される。
【００１４】本発明の装置は、流動物質中に半径方向に
延びる複数の流体搬送アームを備える。アームは流動物
質の断面（すなわち半径方向面）にて真の半径方向に、
すなわち断面に対し所定角度、好適には６０°までの角
度で延びうると理解される。好ましくはアームの個数
は、装置に対する許容しうる機械的負荷に最適な分配を
与えるのに適する。好ましくは本発明の装置は２〜１０
本、より好ましくは３〜８本、たとえば４本のアームを
備える。これらアームは同一もしくは異なる長さとする
ことができ、好ましくは同じ長さである。アームは任意
所望の断面形状とすることもできるが、好ましくは連続
的な角度を持たない断面プロフィルである。流動固体と
共に使用するには、流体搬送アームにおける流体流れ速
度の制御が流れからの固体の付着を最小化させる。好適
にはアームにおける流体流れ速度は適する最小速度より
も高く、好適には３ｍ／ｓよりも大、好ましくは６ｍ／
ｓより大に維持される。
延びる複数の流体搬送アームを備える。アームは流動物
質の断面（すなわち半径方向面）にて真の半径方向に、
すなわち断面に対し所定角度、好適には６０°までの角
度で延びうると理解される。好ましくはアームの個数
は、装置に対する許容しうる機械的負荷に最適な分配を
与えるのに適する。好ましくは本発明の装置は２〜１０
本、より好ましくは３〜８本、たとえば４本のアームを
備える。これらアームは同一もしくは異なる長さとする
ことができ、好ましくは同じ長さである。アームは任意
所望の断面形状とすることもできるが、好ましくは連続
的な角度を持たない断面プロフィルである。流動固体と
共に使用するには、流体搬送アームにおける流体流れ速
度の制御が流れからの固体の付着を最小化させる。好適
にはアームにおける流体流れ速度は適する最小速度より
も高く、好適には３ｍ／ｓよりも大、好ましくは６ｍ／
ｓより大に維持される。
【００１５】好適には流体供給導管はその頂部に接合部
を備え、そこから流体搬送アームを半径方向に延ばす。
本発明による装置の好適具体例において、軸方向の上昇
管または流下管は、固体流をアーム中へ均一に分割する
装置を備える。適する装置は公知の上昇管トップの形状
を有し、たとえば盲Ｔ−ベンドを必要に応じ案内羽根と
組合せる。逆円錐からなる装置が最も好適であり、固体
流は円錐の頂点に中心衝突し、等しい分配で分配アーム
中へ半径方向に反らされる。好適には内側案内羽根は円
錐から接合領域に突入して流れ分散を向上させる。この
装置は、固体流方向モーメントの変化から生ずる圧力低
下を相当に減少させて流動化固体の磨耗と分配装置の侵
蝕とを減少させるという利点を有する。
を備え、そこから流体搬送アームを半径方向に延ばす。
本発明による装置の好適具体例において、軸方向の上昇
管または流下管は、固体流をアーム中へ均一に分割する
装置を備える。適する装置は公知の上昇管トップの形状
を有し、たとえば盲Ｔ−ベンドを必要に応じ案内羽根と
組合せる。逆円錐からなる装置が最も好適であり、固体
流は円錐の頂点に中心衝突し、等しい分配で分配アーム
中へ半径方向に反らされる。好適には内側案内羽根は円
錐から接合領域に突入して流れ分散を向上させる。この
装置は、固体流方向モーメントの変化から生ずる圧力低
下を相当に減少させて流動化固体の磨耗と分配装置の侵
蝕とを減少させるという利点を有する。
【００１６】
【実施例】以下、限定はしないが添付図面を参照して本
発明をさらに説明する。平面図１に示した流体分配装置
は好ましくは、円形断面の流動物質含有容器（１）に設
けられる。この分配装置は流体を容器中へ導入するため
の供給導管（図示せず）の接合部（２）を備え、そこか
ら流体搬送アーム（３、４、５、６）を半径方向に放射
させる。この具体例においては４本のアームが示され、
各アームはアーム出口開口部形状の代案実施例の１つを
示す。アーム（３）は遠隔端部（３ａ）にて開口し、こ
の開口端部を介し流体を流出させる。アーム（４）はそ
の側壁部に開口出口（４ａ）を遠隔端部にて備える。ア
ーム（５）はその底部に出口開口部（５ａ）を備える。
アーム（６）は遠隔端部に増大した断面積を有して、開
口端部（６ａ）を介し流体を流出させる。必要に応じア
ーム（３、４、５、６）の出口開口部と連携する衝突手
段については図示しない。流体搬送アーム（６）は、増
大した断面のアーム端部（６ａ）として、流体の流れを
膨脹させる手段を形成する。容器の底部における流体抜
取開口部が、容器（１）から流体を除去するため示され
ている（７）。開口部は好ましくは、分配された流体の
最も少ない乱流の部位に位置せしめる。
発明をさらに説明する。平面図１に示した流体分配装置
は好ましくは、円形断面の流動物質含有容器（１）に設
けられる。この分配装置は流体を容器中へ導入するため
の供給導管（図示せず）の接合部（２）を備え、そこか
ら流体搬送アーム（３、４、５、６）を半径方向に放射
させる。この具体例においては４本のアームが示され、
各アームはアーム出口開口部形状の代案実施例の１つを
示す。アーム（３）は遠隔端部（３ａ）にて開口し、こ
の開口端部を介し流体を流出させる。アーム（４）はそ
の側壁部に開口出口（４ａ）を遠隔端部にて備える。ア
ーム（５）はその底部に出口開口部（５ａ）を備える。
アーム（６）は遠隔端部に増大した断面積を有して、開
口端部（６ａ）を介し流体を流出させる。必要に応じア
ーム（３、４、５、６）の出口開口部と連携する衝突手
段については図示しない。流体搬送アーム（６）は、増
大した断面のアーム端部（６ａ）として、流体の流れを
膨脹させる手段を形成する。容器の底部における流体抜
取開口部が、容器（１）から流体を除去するため示され
ている（７）。開口部は好ましくは、分配された流体の
最も少ない乱流の部位に位置せしめる。
【００１７】図１に示した流体分配装置を用いる本発明
の方法は一般に次のように行われる。流体を流体含有容
器に包封導管を介して導入すると共に接合部（２）で幾
つかの流れに分割して流動物質の内部で半径方向に輸送
するが、流動物質から分配点まで分離し、その分配点の
４種のうち実施例につき例示する（３ａ、４ａ、５ａ、
６ａ）。分配点の流体出口はそれぞれ矢印により示され
る（アーム（５）については矢印を示さない）。放出さ
れると流体は流動物質と接触し、さらに流動物質の作用
によって分配される。流入する流体の半径方向に均一な
分配は、流動物質と接触する前に個々の分配点まで流体
を輸送して生ずることが判明した。容器（１）からの流
体の抜取りによる半径方向分配の崩壊は、抜取開口部
（７）の慎重な位置決めによって最小化される。
の方法は一般に次のように行われる。流体を流体含有容
器に包封導管を介して導入すると共に接合部（２）で幾
つかの流れに分割して流動物質の内部で半径方向に輸送
するが、流動物質から分配点まで分離し、その分配点の
４種のうち実施例につき例示する（３ａ、４ａ、５ａ、
６ａ）。分配点の流体出口はそれぞれ矢印により示され
る（アーム（５）については矢印を示さない）。放出さ
れると流体は流動物質と接触し、さらに流動物質の作用
によって分配される。流入する流体の半径方向に均一な
分配は、流動物質と接触する前に個々の分配点まで流体
を輸送して生ずることが判明した。容器（１）からの流
体の抜取りによる半径方向分配の崩壊は、抜取開口部
（７）の慎重な位置決めによって最小化される。
【００１８】図２に示した流体分配装置は上昇管入口導
管（１０）を備え、その頂部に接合部（２）を有してそ
こから複数のアーム（５）（その２本を図示する）を半
径方向に放射させる。アーム（５）はその底部に流体出
口開口部（５ａ）を備え、この開口部にはスプラッシュ
板（８）を支持して半径方向の流体分散を向上させる。
接合部（２）は逆円錐部（９）を備え、この円錐部は流
体搬送アームの内部に流体流れを分割するための内側案
内羽根（図示せず）を有する。図２に示した流体分配装
置を用いる本発明の方法は一般に次のように行われる。
流体を流体含有容器に包封導管（１０）を介して導入す
ると共に接合部（２）により導管ヘッドにて分離し、包
封された流体搬送アーム（５）を介し流体分配点（５
ａ）まで搬送する。流体は分配点（５ａ）で放出されて
スプラッシュ板（８）に衝突すると共に、流体運動エネ
ルギーを消散させることにより流動物質との相互作用で
分配を生ぜしめる。デューン形成および侵蝕は、上昇管
に隣接して傾斜アームの出口セクションを設けて最小化
される。
管（１０）を備え、その頂部に接合部（２）を有してそ
こから複数のアーム（５）（その２本を図示する）を半
径方向に放射させる。アーム（５）はその底部に流体出
口開口部（５ａ）を備え、この開口部にはスプラッシュ
板（８）を支持して半径方向の流体分散を向上させる。
接合部（２）は逆円錐部（９）を備え、この円錐部は流
体搬送アームの内部に流体流れを分割するための内側案
内羽根（図示せず）を有する。図２に示した流体分配装
置を用いる本発明の方法は一般に次のように行われる。
流体を流体含有容器に包封導管（１０）を介して導入す
ると共に接合部（２）により導管ヘッドにて分離し、包
封された流体搬送アーム（５）を介し流体分配点（５
ａ）まで搬送する。流体は分配点（５ａ）で放出されて
スプラッシュ板（８）に衝突すると共に、流体運動エネ
ルギーを消散させることにより流動物質との相互作用で
分配を生ぜしめる。デューン形成および侵蝕は、上昇管
に隣接して傾斜アームの出口セクションを設けて最小化
される。
【００１９】逆円錐の流体流れ分割装置を図３に示し、
この分割装置は４枚の案内羽根（１２）を有するキャッ
プ（１１）を備え、これら案内羽根をその間の各空間を
流体搬送アームの口部と連携させるように位置せしめ
る。図４に示したように図２の流体搬送アームの出口開
口部はアームの底部に単一の開口部（５ａ）を備え、こ
の開口部を介し２つの衝突面（８）を備えるスプラッシ
ュ板を支持部材（１４）から懸垂させる。
この分割装置は４枚の案内羽根（１２）を有するキャッ
プ（１１）を備え、これら案内羽根をその間の各空間を
流体搬送アームの口部と連携させるように位置せしめ
る。図４に示したように図２の流体搬送アームの出口開
口部はアームの底部に単一の開口部（５ａ）を備え、こ
の開口部を介し２つの衝突面（８）を備えるスプラッシ
ュ板を支持部材（１４）から懸垂させる。
【００２０】図５に示した流動接触熱分解装置の再生容
器は、流動接触熱分解触媒を流動触媒床（１５）に導入
するための上昇管入口導管（１０）を設けた円筒容器
（１６）からなっている。流動化用ガスを導管（１０）
の底部にて導入する。入口導管は、出口開口部（１７
ａ）を備えた流体搬送アーム（１７）を有する接合部
（２）における流動触媒分配装置で構成される。触媒抜
取開口部（７）が容器の底部に示されている。流動化ノ
ズルが、触媒床を流動状態に維持すべく示されている
（１８）。
器は、流動接触熱分解触媒を流動触媒床（１５）に導入
するための上昇管入口導管（１０）を設けた円筒容器
（１６）からなっている。流動化用ガスを導管（１０）
の底部にて導入する。入口導管は、出口開口部（１７
ａ）を備えた流体搬送アーム（１７）を有する接合部
（２）における流動触媒分配装置で構成される。触媒抜
取開口部（７）が容器の底部に示されている。流動化ノ
ズルが、触媒床を流動状態に維持すべく示されている
（１８）。
【００２１】たとえば図５に示した流動触媒分配装置を
用いる本発明の方法は一般に次のように行われる。流動
接触熱分解触媒を上昇管入口導管（１０）を介して再生
容器（１６）に導入すると共に、上昇管の底部で導入さ
れた流動化用ガス（図示せず）により接合部（２）まで
輸送する。触媒を触媒搬送アーム（１７）に沿って、流
動触媒床内に位置する分配点（１７ａ）まで輸送する。
触媒は半径方向に急速に分配される。触媒床はノズル
（１８）を介して導入されたガスにより流動状態に維持
され、これにより触媒床内に存在する流体のエネルギー
によって触媒分配がさらに得られる。
用いる本発明の方法は一般に次のように行われる。流動
接触熱分解触媒を上昇管入口導管（１０）を介して再生
容器（１６）に導入すると共に、上昇管の底部で導入さ
れた流動化用ガス（図示せず）により接合部（２）まで
輸送する。触媒を触媒搬送アーム（１７）に沿って、流
動触媒床内に位置する分配点（１７ａ）まで輸送する。
触媒は半径方向に急速に分配される。触媒床はノズル
（１８）を介して導入されたガスにより流動状態に維持
され、これにより触媒床内に存在する流体のエネルギー
によって触媒分配がさらに得られる。
【図１】 流動物質を含有する容器に位置せしめた半径
方向アーム分配器の平面図；
方向アーム分配器の平面図；
【図２】 アーム（２本を示す）の下にスプラッシュ板
を位置せしめた流体分配装置の長手方向断面図；
を位置せしめた流体分配装置の長手方向断面図；
【図３】 案内羽根を備えた上昇管ヘッド接合部の略
図；
図；
【図４】 スプラッシュ板装着を示す図２のＸ−Ｘ線断
面図；
面図；
【図５】 本発明による触媒分配装置を備えた流動接触
熱分解装置における再生容器の側部断面図。
熱分解装置における再生容器の側部断面図。
１ 容器 ２ 接合部 ３、４、５、６ アーム ７ 開口部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランク・フジアン・ホツク・クホウ オランダ国 2596 エイチ・アール、 ハ ーグ、カレル・ウアン・ビラントラーン 30 (72)発明者 ウイレム・マキエル・ヴアン・ポエルジエ オランダ国 2596 エイチ・アール、 ハ ーグ、カレル・ウアン・ビラントラーン 30
Claims (16)
- 【請求項１】 流体を流動物質中へ半径方向に分配する
方法において、流体を流動物質内へ半径方向に搬送する
と共にそこから分離し、さらに流動物質内に半径方向に
位置する複数の分配点を介して放出することを特徴とす
る流体を流動物質中へ半径方向に分配する方法。 - 【請求項２】 流体を、それぞれ単一の分配点に到る個
々の半径方向通路に沿って搬送する請求項１に記載の方
法。 - 【請求項３】 流体を流動物質軸線からの流動物質の半
径の少なくとも１／４の距離にて放出させる請求項１ま
たは２に記載の方法。 - 【請求項４】 流体を各分配点にて放出させると共に流
体運動エネルギーを消散させる請求項１〜３のいずれか
一項に記載の方法。 - 【請求項５】 運動エネルギーを、分配すべき流体の衝
突もしくは膨脹によって消散させる請求項４に記載の方
法。 - 【請求項６】 流体が流動化用の気体と流動化された固
体との混合物からなる請求項１〜５のいずれか一項に記
載の方法。 - 【請求項７】 流体が、流動化された接触熱分解用触媒
粒子からなる請求項６に記載の方法。 - 【請求項８】 流動物質が、たとえば流動接触熱分解反
応器、ストリッパもしくは再生器の流動化触媒床からな
る請求項６または７に記載の方法。 - 【請求項９】 流動物質中へ半径方向に延びる複数の流
体搬送アームを備えた流体導管からなる流動物質中へ流
体を半径方向に分配する装置において、アームは包封さ
れた長さと、流体導管から離間した端部またはその近く
に１個もしくはそれ以上の出口開口部とを有することを
特徴とする流体を流動物質中へ半径方向に分配する装
置。 - 【請求項１０】 流体導管に位置する１個もしくはそれ
以上の出口開口部をさらに備える請求項９に記載の装
置。 - 【請求項１１】 流体搬送アームが流動物質の半径の少
なくとも１／４の長さを有する請求項９または１０に記
載の装置。 - 【請求項１２】 流体を各出口開口部にて放出させると
共に流体運動エネルギーを消散させる請求項９〜１１の
いずれか一項に記載の装置。 - 【請求項１３】 流体運動エネルギーを消散させる手段
が衝突もしくは膨脹手段、たとえばスプラッシュ板、衝
突バッフル、半径方向に断面積を増大する流体搬送アー
ム、または流体浸透性パッキングを有する出口開口部か
らなる請求項１１に記載の手段。 - 【請求項１４】 流体搬送アームがその底部もしくは側
部に出口開口部を有して、アームが閉鎖遠隔端部を有す
る請求項９〜１３のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項１５】 流体搬送アームが全長さに沿って包封
されると共に、遠隔端壁部に出口開口部を有する請求項
９〜１３のいずれか一項に記載の装置。 - 【請求項１６】 流動触媒を、たとえば流動接触熱分解
触媒再生器の流動床に分配するための請求項９〜１５の
いずれか一項に記載の１種もしくはそれ以上の装置の使
用。
Applications Claiming Priority (2)
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