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JPS6021197B2 - 細かく粉砕された触媒粒子からガス状物質を分離する改良された方法 - Google Patents
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JPS6021197B2 - 細かく粉砕された触媒粒子からガス状物質を分離する改良された方法 - Google Patents

細かく粉砕された触媒粒子からガス状物質を分離する改良された方法

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JPS6021197B2
JPS6021197B2 JP52018775A JP1877577A JPS6021197B2 JP S6021197 B2 JPS6021197 B2 JP S6021197B2 JP 52018775 A JP52018775 A JP 52018775A JP 1877577 A JP1877577 A JP 1877577A JP S6021197 B2 JPS6021197 B2 JP S6021197B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明はガス状反応生成物から細かく粉砕された流動
性触媒粒子の分離を改良する方法に関する。
更に詳しくはこの発明はサイクロン分離装置中でガス状
流から懸濁触媒粒子の分離を改良する方法および装置に
関する。サイクロン型の分離器では、細かく粉砕された
同伴固体物質とガス状物質との懸濁物は、該懸濁物にら
線状すなわち遠心力方向の渦巻運動もしくは作用を与え
る接線方向に向って分離器中に導入される。
この遠心力作用は固体物質をサイクロン分離器の他方の
壁側に投げ付けさせ、それらの固体物質はサイクロン壁
を滑降してその下方にある固体補集ホッパー中に落下し
、供給管すなわち橘集管装置によって取り出される。固
体物質から分離されたガス状物質は接線方向の懸濁物導
入口の下面から上方へサイクロン分離器の頂部を貫通し
て延びる中央の開放通路により取り出される。この装置
の特に有用な適用例は石油留分の接触クラッキング処理
、一酸化炭素および水素から炭化水素の合成、メタノー
ルの液状炭化水素への転化または業界において既知の他
の流動接触操作のような流動触媒粒子を使用する有機反
応に関連した処理である。ラィザー式接触クラツキング
操作のような近代操作においてはガス状物質に懸濁され
た莫大な量の触媒がラィザー接触クラッキング装置中で
取扱われるが、懸濁物が転化操作のためにライザー装置
すなわち転化帯城を通過後迅速に懸濁物を触媒相とガス
相とに分離することが必要である。
この発明は触媒相またはガス相のいずれもの損失を減少
させる懸濁物分離技法を改善することに関する。しかし
更に詳しくかこの発明は１種またはそれ以上の所望の化
学反応が触媒の存在において達成された時点で触媒相か
らガス状生成物相の分離を改善することに関する。この
発明は所望の転化反応が過度に延長されるのを防ぐため
に、通常約１９抄より短い期間の短接触時間で転化帯城
を懸濁物が通過後、流動触媒粒子を含有する生成物懸濁
物を迅速に分離することに関する。
近代操作においては石油留分の接触クラッキングのよう
な比較的短接触時間反応シ−ケンスを達成するためにラ
ィザー転化帯城を使用すること、および反応生成物を含
む懸濁物を直接ラィザ一転化帯域の末端に結合たサイク
ロン分離装置に排出することはよく行うことである。し
かし現在のサイクロン装置は転化帯城から排出された部
分の懸濁物の触媒相と転化生成物相との間の接触が更に
望ましくない程度に引続いて延長されて行われること可
能となしている。この延長された接触は所望生成物の約
１０％に達する損失のもとになることが判明した。こう
して過剰クラッキングに基くガソリン収率の損失は新鮮
な送給源料に塞いて０．１５〜約１．３本簿％の範囲に
あることもできることが測定されている。従ってこの発
明の目的は特に比較的短接触時間のラィザークラッキン
グ処理操作の末端に付設したサイクロン分離装置中にお
いて懸濁触媒粒子から接触クラツキングの生成物蒸気を
一層迅速に脱離させることにある。この発明によればラ
ィザ装置排出部に付設したサイクロン分離器を下部サイ
クロンから成る下方に延びる円管状区分を付加的に含む
ように、第１図に示すように改変される。この改変サイ
クロン中では、上部サイクロン上部サイクロン分離帯城
中のガス状物質から分離され、該サイクロンの壁面上を
滑降する触媒は上部サイクロンおよび下部サイクロンを
分離している下方に煩斜しているらせん状または環状の
邪魔板装置によりサイクロン壁から掻き落される。らせ
ん状邪魔板によって補集された触媒は下部サイクロン（
下部サイクロン分離帯域）に導入され、下部サイクロン
閉口部で接線方向に導入される剥離用ガス（スチ−ム）
と接触して上部サイクロンから回収された触媒から実質
上直ちに同伴炭化水素生成物を更に分離する。上記剥離
用ガス（スチーム）と剥離された炭化水素とは上部サイ
クロンの蒸気排出口と同軸に配列された、しかしそれと
は間隔をおいて設遣された端部開放同心円筒状管により
下部サイクロンから上部サイクロンに通る。下部サイク
ロン中で遠心力により生成物蒸気から脱離した触媒の渦
巻き落下運動はこの組合わせサイクロン分離装置の下部
触媒補集区域で渦巻落下運動破壊器を付設することによ
って阻止される。触媒補集区域はサイクロン分離器の円
筒状壁と分離された触媒を取出す触媒埋設脚との中間の
通常円錐状区域である。第１図について説明すると、第
１図はこの発明の脱離装置ーサィクロンの組合わせを概
略図式に示す。この概略図から、代表的なサイクロン分
離器はこの発明の特別な触媒楠集および脱離装置を含む
ようにサイクロン触媒補集ホツパーを延長し、それによ
って上部のすなわち最初のサイクロン分離装置の下に第
２番目のサイクロン分離を配置することによって改変さ
れる。第１図の配列において、触媒および接触クラッキ
ングの生成物のような反応生成物の懸濁物は短形または
円筒状の導管である導管２によって上部サイクロン装置
に導入される。導管２は懸濁物を上部サイクロンの円筒
状区域４に接線方向に導入し、それによって蒸気状すな
わちガス状反応生成物から固定触媒粒子の遠心力による
分離を起させる。上述したように、分離した固定粒子は
ここに説明するように橘集および（または）脱離のため
に円筒状区域４の壁を滑降する。固体すなわち触媒粒子
から分離された種々の物質は導管６の底部の関口部に入
り、導管６を遮って上方へ進み、第２図について更に詳
細に説明するように回収のために取出される。上部サイ
クロン分離器の蟹を滑降して遠心力により分離された固
体は、補集ホッパー壁１０の直径より小さい直径をもち
且つ該楠集ホッパー壁部内に設置されているが、しかし
導管６の底部に閥口した導入口の下部に且つ該導入口と
間隔をおし、Ｚて同軸に設置された第２の開放織部をも
つ円筒状管８と該橋集ホッパ−壁部１０との間の環状区
域すなわち下部サイクロンを通るようにされる。円筒状
管８と捕集ホッパー壁１０との間に結合した、完全に円
筒状管８を取り囲んだ、下方に頚斜する環状の邪魔板１
２すなわちらせん状の邪魔板１２はその環の１部におい
て垂直な下部サイクロンの開口部１４を備え、この関口
部を通して分離された固体は第２の環状区域すなわち下
部サイクロンに流れ、導管１６によってそこへ接線方向
に導入される剥離用スチームと接触する。導管１６は短
形または円形のもので、剥離用スチームを邪魔板１２お
よび触媒導入用関口部１４の下部において下部サイクロ
ンに接線方向に導入する。開□部１４を通った触媒は導
管１６‘こより導入されるスチームと接触し、その後で
これらの混合物は遠心力の作用によって邪魔板１２の下
部で、円筒状管８の下部と下部サイクロン分離器の円筒
状壁１８との間の環状区域で分離される。上述のように
して得られた生成物を剥離され、かつスチームから分離
された触媒は次いで円筒状壁１８を滑降し、壁２０によ
って形成される円錐形ホツパー中に瓶集される。触媒浸
債脚２２は壁２０から成る円錐区域の底部から下方に延
びる。触媒から分離された剥離炭化水素および剥離用ガ
スおよびスチームは導管８の開放端を通って上方に進み
、導管６の開放底部端に入る。第２図はラィザ出口に第
１図の剥離−サイクロン装置組体付設したラィザ立面概
略図を示す。
この胆体は下部に触媒剥離帯域および上部に剥離ガスか
ら剥離をを分離するためのサイクロン剥離帯城を含む大
きな容器２６中に保持される。第２図の概略図では第１
図の剥離器−サイクロン装置をライザ転化帯城２４の排
出端部に結合させ、大さし、容器２６中に収納した状態
を示す。容器２６の下部そして特に円筒状区域２８から
成る下部は通常邪魔板３２，３４および３６を含む触媒
剥離区域として使用される。剥離用スチームを導管３８
および４０によって同筒状区域２８の下部に導入する。
剥離区域に保持される触媒の高さはほぼ線４２の高さで
あるが、触媒の所望の剥離と両立するできるだけ低い高
さに保たれる。触媒浸糟脚２２は事情に応じて容器中の
下部にまで延びていてもよい。剥離された触媒は導管４
４により剥離区域から敬出され、触媒再生帯城（図示せ
ず）に移される。炭化水素と触媒の懸濁物は所望の選択
されたクラッキング条件、通常４８ぞ○（９０００Ｆ）
以上の温度、懸濁触媒と共に炭化水素の滞留時間約１５
秒禾満の下でラィザ転化帯域２４を通る。ラィザ転化帯
城２４中の炭化水素滞留時間は約５２６午○またはそれ
以上の反応温度を使用して２〜８秒の範囲内に制限でき
る。ラィザ転化帯域２４中の懸濁物は該帯域の上騰に続
く関口を備えた導管２を通って第１図について詳細に説
明した剥離器ーサィクロン装置に入る。炭化水素および
剥離用ガスから成る分離した種々の物質は導管６を通っ
て上方に進み、容器２６の上部に導入されるか、或はそ
れらは直接プレナム室４６に入り、そこから導管４８に
より取り出されて、生成物分留装置（図示せず）に導か
れる。剥離器ーサィクロン装置４において分離された種
々の物質は容器２６の上部に放出される場合には、それ
はサイクロン５２および導管５４を通ってプレナム室４
６に導入される。容器２６の剥離区域２８中の触媒から
分離された剥離された生成物および剥離用ガスはサイク
ロン分離器５２のボール状の開□５０を通り、ここでガ
スが導管５４を通ってプレナム室４６に入る前に剥離用
ガスから同伴触媒微粒子は分離される。分離された触媒
微粒子はホッパ５６に瓶集され、触媒浸債脚５８によっ
て容器２６の底部の触媒床６０１こ戻すために取り出さ
れる。こうしてこの発明の概念を実施するための装置「
特に炭化水０素の接触クラッキングに適用した場合の装
置を第１図および第２図に説明して示した。第３図は触
媒装入量の異なる条件の下で慣用のサイクロン触媒浸債
脚により触媒と共にサイクロン分離器を去る炭化水素量
を示すデータをプロットしたものである。
このグラフか本質的に自明であり、触媒の装入量が増す
と、それと共に逸散する炭化水素量が減少することを示
している。第４図はスチーム剥離操作および触媒袋入量
の種々の条件下でサイクロン浸債脚を出る全炭化水素の
％を示すデータをブロットしたものである。図において
○印はサイクロンへ非常に低スチームを噴射した時の基
本条件の場合のデータをプロットしたもの、口印はサイ
クロンへ全炭化水素の１．６体積％のスチームを噴射し
た場合、△印は３．８体積％のスチームを噴射した場合
、▽印は６．６体積％のスチームを噴射した場合、×印
は１０．針本鏡％のスチ−ムを噴射した場合のデータを
プロットしたものである。すなわち炭化水素の量および
触媒流速が増大するにつれて、生成物の過剰クラツキン
グが促進される鏡向があり、それによって送給原料に基
いて１．母本積％のような多量割合だけ所望のガソリン
生成物の収率が減少する。この収率の損失は下記に説明
する第６図のグラフによって特に顕著である。第５図は
この発明の剥離器−サイクロン組合わせ装置を使用する
サイクロン効率に及ぼすサイクロン中のスチーム剥離操
作の効果を示すデータのグラフである。
この図のグラフによれば第４図に表わした結果がこの発
明の剥離器ーサィクロン線体を使用することによってサ
イクロン効率を甚だしく低下させることなく達成できる
ことを示している。このデータから、サイクロンの分離
効果は望ましくないような影響を与えることはなく、剥
離用スチームの体積が増加するにつれて減少する。何れ
にせよ、サイクロンの効率は少くとも約９５％である。
図において○印、□印、△印、▽印および×印は第４図
に示したそれらのものと同じスチームの体積％のスチー
ム噴射％を示す。第６−Ａ図、第６−Ｂ図および第６−
Ｃ図はこの発明の概念および剥離器ーサィクロン組体装
置の概念の利益なしの工業的操作を使用する４・規模試
験装置との間の比較を示すデータをプロットしたもので
ある。これらのデータは剥離用サィク。ンの概念を使用
する小試験装置におけるガソリン収率の改善および乾式
ガス収量の低下を示す。繁６一Ａ図、第６−Ｂ図および
第６−Ｃ図において、口印は１５９／日（１バーレル／
回）の規模のこの発明のパイロットプラントによるデー
タ、０印は小規模試験装置のデータ、×印は従来の流動
床触媒分解装置によるデータを示す。以上この発明を一
般的に記載し、それに関する特定に態様および例を説明
したが、特許請求の範囲によって規定する以外には上記
態様および例により如何なる不当な制限を課すべきでな
いことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の改善された剥離器−サイクロンの概
略立面図、第２図はラィザ反応器のラィザの出口に結合
した第１図の剥離器−サイクロンを備えたラィザ反応器
の概略立面図、第３図は触媒と共に慣用のサイクロン浸
簿脚により取り出される炭化水素の量と触媒装給量との
関係を示す図、第４図は触媒から剥離される炭化水素量
（％）とスチーム含量および触媒流量割合との関係を示
す図、第５図は触媒装給量とサイクロン効率との関係を
示す図、第６−Ａ図、第６−Ｂ図、第６−Ｃ図は炭化水
素転化率（体積％）（横軸）と、この発明の剥離器−サ
イクロン組体装置を使用する場合（口印および０印）お
よび慣用のＦＣＣ装置を使用する場合のガソリン収率（
体積％）、乾性ガス収率（重量％）およびＣ５十ガンリ
ン留分の無塩オクタン価の関係を示す図である。 図中：２…・・・導管、４・…・・サイクロン円筒区域
、６・・・…導管、８・・・・・・第２の円筒状管、１
０・・・・・・補集ホッパー壁、１２・・・・・・邪魔
板、１４・・・・・・関壁部、１６・・・・・・導管（
スチーム）、１８・・・・・・円筒状壁、２０・・・・
・・円錐形ホツバー壁、２２・・・・・・触媒浸済脚、
１２４・・・・・・ラィザ転化区域、２６・・・・・・
容器、２８・・・・・・円筒状区域、３２，３４，３６
・・・・・・邪魔板、３８，４０……導管（スチーム）
、４４……導管（触媒排出用）、４６…・・・プレナム
室、４８・・・・・・導管（炭化水素および剥離用ガス
）、５０……開口、５２・・・・・・サイクロン分離器
、５４・・…・導管、５６・・・・・・ホツパ、５８…
・・・触媒浸漬脚、６０…・・・触媒床。ＦＩＧ．ｌ ＦＩＧ．２ ＦＩＧ．３ ＦＩＧ．４ ＦＩＧ．５ ‘′Ｇ ６‐Ａ 斤）Ｇ．６‐８ 上／０．６‐Ｃ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ライザ転化帯域中で炭化水素を接触転化する方法に
    ついて、 炭化水素と触媒との懸濁物をライザ転化帯域
    を通して転化条件の下で昇流させ、 前記ライザ転化帯
    域からの前記懸濁物を直接上部サイクロン分離帯域に通
    して、ここで流動触媒粒子と蒸気状炭化水素生成物との
    間の分離を行わせ、 こうして分離した触媒を実質上直
    ちに上部サイクロンから分離されて設置され且つ剥離用
    ガスと接触している下部サイクロン分離帯域に通し、
    剥離用ガスと、上記下部サイクロン分離帯域中で触媒か
    ら剥離された分の生成物とを、上部サイクロン分離帯域
    からの分離された炭化水素蒸気を取り出すための通路と
    同軸に且つ該通路の下方に離れて設置されていて該通路
    と自由に連絡している開放端部をもつ制限された通路を
    上昇させることから成る、流動触媒粒子を炭化水素生成
    物から分離するための改良方法。 ２ 炭化水素の転化を５２６℃（９８０°Ｆ）より高い
    温度で２〜８秒の炭化水素滞留時間内で行う、特許請求
    の範囲第１項記載の方法。 ３ 開放端部をもつ制限された通路は下部サイクロン分
    離帯域に囲まれていることから成る、特許請求の範囲第
    １項記載の方法。 ４ 下部サイクロン分離帯域で触媒を剥離するのにスチ
    ームを使用する、特許請求の範囲第１項記載の方法。
JP52018775A 1976-02-27 1977-02-24 細かく粉砕された触媒粒子からガス状物質を分離する改良された方法 Expired JPS6021197B2 (ja)

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US662187 1976-02-27
US05/662,187 US4043899A (en) 1976-02-27 1976-02-27 Method and means for separating gasiform materials from finely divided catalyst particles

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JPS52104505A JPS52104505A (en) 1977-09-02
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JP (1) JPS6021197B2 (ja)
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