JPH07185304A - 流動接触分解装置 - Google Patents
流動接触分解装置Info
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Classifications
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Abstract
を提供すること。 【構成】 ライザーサイクロン分離器が格納容器ベッセ
ルの外部に配置されている。触媒ストリッパーもプレナ
ムも両方とも格納容器ベッセルの内部に配置されてい
て、ライザーサイクロン分離器は分離された触媒を触媒
ストリッパーへ、かつ分離された蒸気をプレナムへ排送
する。ストリッピングガスを触媒ストリッパーから回収
しかつライザーサイクロン分離器経由でプレナムへ移送
する手段が備えられている。 【効果】 本発明は直結型ライザーサイクロン分離器
を、空間が限られている既設の格納容器ベッセルに付設
して改装するのに特に有益である。
Description
ライザー反応器に直結されたサイクロン分離器装置に関
する。
分解(FCC)装置で分解された炭化水素ガスから触媒
を迅速に分離する装置を記載している。その特許は、ス
トリッパーガスをFCC反応器ベッセルから回収するプ
ロセスをも記載している。反応器およびストリッパーガ
スを回収するための排気孔は、ライザーサイクロン出口
管およびライザーサイクロンの天井部の周りに形成され
た円環部に設置されている。排気孔は直結型サイクロン
システムの圧力を安定化させる。
ラインのライザー反応器の中で接触分解反応条件下で、
加熱された再生触媒と炭化水素原料とを混合させること
から成る。この原料は分解されて、ガソリンの沸騰範囲
の炭化水素のみならず、触媒上に付着して触媒活性を減
少させるコークスのような劣化生成物をも製出する。炭
化水素蒸気およびコークス付着触媒はライザー反応器の
頂部から、触媒が炭化水素から分離されるサイクロン分
離器を付設している格納容器ベッセルへと移送される。
業界では、分離器ベッセルは反応器ベッセルまたはディ
センゲージャーベッセルと呼ばれている。分離された触
媒は、格納容器ベッセルの中にもあるストリッパーへ移
送されて、ストリッピングガスと接触して揮発性の炭化
水素を放出する。次いでストリッピングされた触媒は別
の再生ベッセルに移送されて、そのベッセル内でコーク
スが或る管理された速度での酸化によって触媒から除去
される。実質的にコークスを含まない触媒は、垂直方向
に配置された再生触媒スタンドパイプに集められる。再
生触媒はプロセスでの循環再使用のためにスタンドパイ
プからライザー反応器へ移送される。
体燃料沸騰範囲留分を製出することが知られている炭化
水素留分のいずれかを含んでいる。これらの原料には、
軽質および重質ガスオイル類、ディゼル油、常圧蒸留残
油、減圧蒸留残油、低グレードのようなナフサ、コーカ
ー法ガソリン、ビスブレーキング法ガソリン、スチーム
クラッキング法による同類の留分が挙げられる。
プロセスは進歩した。高い活性、選択性および原料感度
が新規の結晶質ゼオライト分解用触媒によって説明され
る。より望ましい生成物の収率が高めるためにこれらの
高活性触媒が使用された。
れる炭化水素転化触媒は、流動化可能な粒径の高活性結
晶質ゼオライト触媒が好ましい。触媒は、炭化水素原料
に懸濁または分散の状態で、各転化ゾーンでの炭化水素
の滞留時間が0.5ないし10秒、一般的には8秒未満
の範囲である少なくとも1つのライザー転化ゾーンを通
過して上方へ移送される。ライザーの中で、温度が最低
900°F(482℃)、最高1450°F(788
℃)で、圧力が0.13MPa(5psig)ないし
0.41MPa(45psig)で、触媒との炭化水素
の滞留時間が0.5ないし4秒でおこる高温ライザー炭
化水素転化が望ましい。種々の炭化水素転化生成物は迅
速に触媒から分離される。
分解温度を上げることにより原料の沸騰範囲物質から軽
質な生成物への転化率を上げてきた。最近のFCC装置
の一般的な分解温度は980°F(526℃)ないし1
050°F(565℃)の範囲、またはそれを超える。
このような高温では、分解液体生成物の熱劣化が激しく
なることがあり、それによって余分のガス生成物が多量
に生成したり価値の高い液体生成物が減少することにな
る。大抵の場合、FCC装置の能力および操作の厳密性
は、軽質ガス生成物の生成を抑えたり、回収する能力に
よって制約を受ける。
内の滞留時間だけに限られるので、触媒を炭化水素生成
物から迅速に分離することが特に望ましい。炭化水素が
転化している間にコークスが触媒粒子上に蓄積したり炭
化水素蒸気を同伴する。同伴された炭化水素と触媒との
接触は炭化水素転化ゾーンから離れた後、炭化水素が触
媒から分離されるまで続く。接触反応を最適の接触時間
よりも長くさせると、液体生成物が劣化してより望まし
くないガス状生成物やコークスを生成する。
から分離された後、ストリッピングガスでストリッピン
グされ、揮発性の炭化水素を除く。炭化水素転化生成物
とストリッピングされた炭化水素とは合体されて、精留
および蒸気回収システムへと移送される。このシステム
は精留塔、蒸気冷却器および0.13MPa(0.5p
sig)ないし0.17MPa(10psig)の吸引
圧力で操作される湿ガス圧縮機とから成る。失活量のコ
ークスを含むストリッピングされた触媒は、触媒再生ゾ
ーンへと移送される。
して、ライザー反応器の出口で、分解された炭化水素を
触媒粒子から迅速に、効率よく分離させる。通常、大ざ
っぱなライザーサイクロンと呼ばれているこれらのサイ
クロン分離器によってライザー反応器でおこる接触反応
が停止する。ライザーサイクロンは、反応器または分離
器ベッセルの外部でも、或いはよく一般的には、内部で
あってもよい。ライザーサイクロンからの分離蒸気は、
一般的に反応器ベッセルの上部へ排送されて、蒸気が精
留および蒸気回収装置へ入る前に触媒粒子を除去するた
めの少なくとも1個の組からなる二次サイクロンへ移送
される。約980°F(526℃)を超える分解温度で
操作されるFCC装置では、蒸気が反応器または分離器
ベッセルへ送入される時に分解生成物が著しく熱劣化を
おこすことがある。分解生成物の熱劣化を減少させるた
めに、米国特許第5248411号で開示されているよ
うな直結型または循環式サイクロンシステムが使用され
てきた。直結型サイクロンでは、ライザーサイクロンか
らの分離された蒸気は二次サイクロン入口へ直接移送さ
れる。直結型サイクロンでは蒸気の滞留時間を短くする
ことにより分解生成物の熱劣化が減少する。
37346号は流動接触分解装置の反応器ベッセルの中
に設ける密着型サイクロン分離器システムを教示してい
る。ストリッピングガスが、直結されたサイクロンライ
ザー分離器に流入する時にストリッピングガスを分解炭
化水素と混合する手段が整っている。
クロンの、流動接触分解触媒の分離方法と装置とを開示
している。閉鎖式サイクロンでは炭化水素生成物および
触媒は反応器ベッセルの環境を通ることなく、ライザー
から直接サイクロン分離器へ移送される。反応器ベッセ
ルの環境を通らないことから、過度の接触分解も高温熱
分解も両方とも減少する。
ルドおよび構造上の支持体を備えたプレナム付きの多段
階サイクロン分離器システムを開示している。
ライザーサイクロンへの付設改装が制約を受けている現
存の流動接触分解(FCC)反応器ベッセルの中に米国
特許第5248411号のプロセス上の利点を技術上取
り込む必要がある。
−炭化水素懸濁物を迅速に分離する装置を提供すること
である。もう一つの目的は、ストリッピングガスを反応
器ベッセルから排出しやすくするためにサイクロンバレ
ルと反応器ベッセルとの間の圧力勾配の安定を達成する
ことである。本発明の尚もう一つの目的は、ライザーサ
イクロンを反応器またはディセンゲージャーベッセルの
外部に設けて使用する直結型のサイクロンシステムを提
供することである。
ロンシステムに付設されたライザー反応器の中で炭化水
素原料を流動接触分解(FCC)する装置を提供する。
このシステムの必須の要件は、反応器ベッセルの外部に
ある閉鎖式サイクロンである。この装置は、上端部、下
端部および側壁を含む垂直方向に細長い反応器ベッセル
から成る。上部端にはガスを回収するためのプレナムが
ある。下端部には触媒をストリッピングガスと向流接触
させて触媒を回収するための触媒ストリッパーがある。
側の入口端部および下流側の出口端部から成る。出口端
部は、ライザーサイクロンに直結している。ライザーサ
イクロンは、(1)反応器ベッセルの外部にある垂直方
向に細長いバレル、(2)反応器ベッセル側壁を貫いて
かつ触媒ストリッパーと流路がつながっている細長いデ
ィップレッグ、(3)反応器ベッセル側壁を貫いてかつ
プレナムに付設されている蒸気出口導管、および(4)
反応器ベッセル側壁を貫いて、触媒ストリッパーと円筒
状バレルの間で流体を流れさせるストリッパーガス導管
から成る。
接触させる装置を表している図1を参照して実施例によ
って以下説明する。ライザー反応器10は上流側の入口
端部10aおよび下流側の出口端部10bを有する。分
解された炭化水素蒸気と微粉砕触媒との混合物は、直結
用導管15を経てライザー反応器10からライザーサイ
クロン分離器20へと排送される。
反応器10と密着(直結)している。直結用導管15は
これらの分離器20と反応器10とを結合して、図示す
るような構造を成し、その導管を流れる分解された炭化
水素蒸気と微粉砕触媒とを周囲の環境から取り囲みかつ
完全に隔離する。
分解(FCC)ライザー反応器から排出される反応混合
物を受け入れる格納容器ベッセルを一般的に表すのに流
動接触分解(FCC)業界で使用される術語である。本
発明ではライザーサイクロン分離器20が反応器ベッセ
ル50の外部にあることが必須である。既設の反応器ベ
ッセルが自由体積の点で限られているライザー反応器
に、密着型ライザーサイクロンを付設して改装するのに
このような配置を採用してもよい。
50bおよび下部端50cを備えている。上部端50a
の内部には、導管70を経由して炭化水素蒸気を回収す
るプレナム40がある。下部端50cの内部には、触媒
ストリッパー51が、ストリッピングガスと触媒との向
流接触をしやすくさせる一連の邪魔板52を含んでいる
下部端の内容積の大部分を占める。
ディップレッグ24、蒸気出口導管26およびストリッ
パーガス導管28を有する。バレル22は、分解された
炭化水素蒸気を、連結導管15を経て送入される微粉砕
触媒から分離するために備えられている。ディップレッ
グ24は側壁50bを貫いて、触媒をバレル22から触
媒ストリッパー51へ移送する。分離された触媒は重力
によってバレル22からディップレッグ24へと落下す
る。流れは、ディップレッグ24の下端部に必要に応じ
て取り付けられている閉鎖手段25で止められる。閉鎖
手段25は一般的にJ型バルブ、細流型バルブ(tri
ckle−valve)または図に示すようなフラッパ
ーバルブである。閉鎖手段25は、ディップレッグ24
の中へストリッピングガスが入るのを止める一方で、デ
ィップレッグの中に或る量の触媒を貯えるために表面抵
抗を受けて触媒が触媒ストリッパー51へと落下する。
50bを貫いている蒸気出口導管26を経由してバレル
22から回収されて、下部プレナム41へと排送され
る。ストリッパーガス導管28および反応器ベッセル5
0は、ストリッパーガスをストリッパー51からバレル
22へ移送するようになっている。このストリッパーガ
スは蒸気出口導管26を経由して分解蒸気とともにバレ
ル22から回収される。
導管28の配置を図1bに更に詳しく示している。スト
リッパーガス導管28は反応器ベッセル側壁50bを貫
いて取り付けられている。蒸気出口導管26はガス排送
導管28と同軸状である。蒸気出口導管26は反応器ベ
ッセルの側壁50bを貫いているが、取り付けられては
いない。と言うのは導管26はストリッパーガス導管2
8の内部にあるからである。特に、蒸気出口導管26と
ガス排送導管28の間には流路がある。
では公知である。ペリーの化学工学者用ハンドブック、
第4版、 20−68ないし20−71頁(Perr
y’sChemical Engineers’ Han
dBook、 4th ed.、)は固形粒子を蒸気から
分離するのに使用するサイクロン分離器用の設計パラメ
ーターを記載している。カーク−オスマーの化学工業辞
典、第3版、第1巻667ないし672頁(Kirk−
Othmer Encyclopedia of Che
mical Technology、 3rd ed.,
vol.1)は固形粒子を気体から分離するのに使用
するサイクロン分離器用の一般的設計パラメーターを記
載している。
法比は、蒸気量を除去するのに必要な蒸気出口導管寸法
を基準にして決める。図1bに、蒸気出口導管26を直
径Dで示している。工業的に実施されるのは、この直径
は一般的に12インチ(30.5cm)ないし60イン
チ(152.4cm)の範囲内である。0.08D2の
流量面積が蒸気出口導管26の外径とストリッパーガス
入口導管28の内径との間で確保されている。
13MPa(0.5psig)と0.4MPa(45p
sig)の間の範囲で変わるが、0.25MPa(25
psig)が現在の作業では一般的である。運転中のラ
イザーサイクロンでの圧力、即ち分離蒸気を反応器ベッ
セルへ直接排送する圧力は、反応器ベッセルの圧力より
も高い。対称的に、直結型サイクロンシステムのライザ
ーサイクロン中の圧力を反応器ベッセルの圧力よりも低
く維持することが有利であると判ってきた。直結型サイ
クロンシステムのライザーサイクロン内部の最適圧力
は、反応器ベッセルの圧力よりも6.9×10-4MPa
ないし0.01MPa(0.1ないし0.2psi)低
いのが一般的である。圧力勾配は、出口導管70と通じ
ている流れの中で蒸気回収システム(図示していない)
のより低い圧力によって生じる。この圧力差分が、スト
リッパーガスをライザーサイクロン(第一)へ吸引する
推進力である。一般的に、ストリッピングガスが反応器
ベッセルから排出する時は、図1に示している2段階の
サイクロンによる分離を経て排出する。
ーガス出口導管28との間の流量面積を正確に測定する
ことにより維持される。
ッパーガス入口導管28との間で0.02D2ないし
0.09D2の流量面積があれば必要なストリッパーガ
ス流量が確保されることを発見した。このことは導管寸
法を選択することにより達成してもよい。その代わりの
方法では、絞りオリフィス板30を反応器ベッセルの側
壁50bに付設して円環状の隙間30’によって0.0
2D2ないし0.09D2の流量面積を確保する。
クロンを既設の反応器ベッセルへ付設改装するために採
用するのに特に適している。第二のサイクロン分離器6
0は図1では単一のサイクロン分離器として図示してい
る。第二のサイクロン分離器60は一連のサイクロン分
離器の代表であり、一般的に数で言えば2、4、6また
は8個で反応器ベッセル50の内部を占める。そのよう
な一連の配列は米国特許第5221301号に実施例に
よって示されている。一連のサイクロン分離器は並列か
または直列で配置されることが考えられる。即ち、各サ
イクロンはライザーサイクロン分離器20に対しては二
次である。別の方法では或るサイクロンはライザーサイ
クロン分離器20に対しては二次であり、又或るサイク
ロンは三次である。例えば、反応器ベッセル50に入れ
られた8個から成る一連の分離器では、4個の分離器は
ライザーサイクロン分離器に対しては二次であり、他の
4個のサイクロン分離器は三次である。
経由して一次プレナム41から炭化水素蒸気と触媒微粉
物を吸引する。触媒微粉物はディップレッグ62、およ
び触媒ストリッパー51に対する閉鎖手段63を経由し
て排出される。閉鎖手段63は閉鎖手段25と同類であ
る。分離蒸気は導管64を経由して二次プレナム42へ
移送される。二次プレナム42から蒸気は導管70を経
由して蒸気回収システム(図示していない)へ移送され
る。
ンシステムの一部の垂直断面図とその一部の詳細図であ
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 循環式サイクロンシステムの中で炭化水
素原料を流動接触分解する装置において、 a.上端部にガスを回収するためのプレナム、下端部に
触媒ストリッパーおよび触媒を回収するための手段とか
ら成る垂直方向に細長い反応器ベッセルと、 b.循環式サイクロンに直結した垂直方向に細長いライ
ザー反応器と有し、その循環式サイクロンが、 (1)反応器ベッセルの外部にある垂直方向に細長い円
筒バレル、 (2)反応器ベッセル側壁を貫いてかつ触媒ストリッパ
ーと流路がつながっている細長いディップレッグ、 (3)反応器ベッセル側壁を貫いてかつプレナムに取り
付けられている蒸気出口導管、および (4)触媒ストリッパーと円筒状バレルの間で流体を反
応器ベッセル側壁を貫いて流れさせるストリッパーガス
導管、を有することを特徴とする流動接触分解装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US151647 | 1993-11-15 | ||
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