JPS6132044B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野： 本発明はかこまれた離脱帯域中でガス状流出物
から固体粒状物を分離する装置に関するものであ
る。さらに特定的にいえば、本発明はきわめて小
さい流動状触媒粒子あるいは非触媒粒子をそれら
の粒子と処理された炭素・金属質炭化水素とから
成るガス状流出物から効率的に分離することに関
するものである。 従来技術： 炭化水素を接触させる場合、循環する流動化系
が広く利用されている。炭化水素の流動接触分解
のような系に用いられる装置は、接触帯域、離脱
帯域、再生帯域および系内で固体、蒸気およびガ
スを循環させる手段から成る。本発明の装置は離
脱帯域に焦点があり、その中で流動接触物質がガ
ス状流出物から急速に分離される。 炭化水素転化のための最も効果的な接触帯域は
ライザークラツキング帯域である。この装置は物
質質が管の内部を上方へ移動するときの、流動触
媒と熱油蒸気との迅速均密接触を特徴とする。分
解流出物は管の頂部において触媒粒子から急速に
分離される。一つの効果的な分離装置はサイクロ
ン分離系と組合せた開放端ライザー管を特長とす
る。 米国特許4066533、米国特許4070159、および米
国特許4390503を見よ。アツシユランド・オイ
ル・コンパニーへ譲渡されたこれらの特許は本発
明細書において文献として組入れられている。こ
れらの特許は、なかでも、開放端ライザー導管の
上部周縁をとりかこむ環状室から成る装置を開示
している。この室から横方向にのびる１個または
１個より多くの導管は固体とガス状流出物をサイ
クロン分離手段へ送る。 発明が解決しようとする問題点： 開放端ライザー管は多くの利点をもつことが示
されてきたが、離脱帯域中の分離固体の一部がラ
イザー管の端近くの領域の中へ向きを変えて戻さ
れる傾向によつて、効率が落ちる。本発明者らに
よつて開発された円錐装置は改善されかつより効
率の良い装置を提供する。 問題点を解決するための手段： 本発明の装置は、流動化粒子を被処理流出物か
らできるだけ迅速に分離せねばならない状況にお
いて、最も有効である。一つの好ましい具体化に
おいては、流動分解触媒を流出蒸気から分離す
る。もう一つの具体化においては、別の本質上不
活性の固体の流動化接触物質が蒸気された炭素・
金属質油から、その物質が油蒸気から金属と炭素
を吸収した後に、分離される。適当な不活性物質
は粘土、コーク粒子、使用ずみ分解触媒、などを
含む。 本発明の商業的ライザークラツキング装置は、
離脱帯域の中で終る管状ライザー、この帯域ので
触媒と流出物とを分離する手段、触媒再生器、お
よび熱流動触媒粒子の多量の保有量をこの装置内
で移動させる手段、から成る。このクラツキング
装置中で使用される流動分解触媒は活性粘土、シ
リカアルミナ、シリカジルコニアなどのような慣
用タイプのものであつてよいが、マトリツクス中
に分子篩を含み約40から約100ミクロンの範囲の
平均粒径をもつ天然および合成のゼオライト型触
媒が好ましい。装置中で転化される供給原料は分
解後において輸送用燃料を生ずる炭化水素であつ
てよい。好ましい供給原料は脱塩された全成分原
油、蒸圧蒸溜原油、水添脱硫、溶剤脱アスフアル
ト、ビスブレーキング、真空蒸溜および脱金属化
処理のような石油精製工程からの重質油であると
ができる。重質油供給原料は約288℃（55〓）を
こえる初溜点をもち、約１から100ppmの有機金
属化合物を含む。さらに、この種の重質油は0.1
から20容積％のアスフアルテンを含み、３から10
重量％の範囲のコンラドソン炭素含量と15から25
度のA.P.I.比重もつ。予熱された供給原料はクラ
ツキング装置の反応帯（ライザークラツキング
帯）に入り、そこで、蒸発され熱い分子篩型触媒
と均密に混合される。反応混合物は急速にライザ
ー中を上昇し、油供給原料は二、三秒またはそれ
以内で自動車燃料の沸点範囲より軽質の炭化水素
へ分解する。本発明細書および米国特許4070159
において開示されるライザーを用いるときには、
事実上すべての触媒は弾道的分離によつて反応生
成物から迅速に離脱せしめられる。触媒の大部
分、例えば80−90容積％は垂直通路中を上向きに
離脱域の中へ通り、一方、触媒の少部分は分解さ
れた流出物と一緒にサイクロン系の中へ、一般的
に水平の平面内で横方向に通る。使用ずみ触媒は
離脱帯域の下部において回収され、そこから再生
帯域へ輸送される。分解された流出物は製品回収
帯へ送られる。 離脱帯上部は通常は圧力容器に代表的なドーム
様形態をもつ。この部分の内部に、複数個のサイ
クロン分離器が相互に間隔を置いてとりつけられ
る。これらのサイクロンはそれらをとりつけかつ
それらを然るべき位置に保持するのに使用する構
造部品と一緒になつて、触媒粒子の多くに向きを
変えさせかつその排出ライザー頂部へ戻る通路を
移動させる多くの表面を提供する。 本発明者らは、開放端ライザーのカツプ部分の
上方の切頭逆円錐（ノズル）が粒子がそのカツプ
の中へ行くのを妨げる楯として作用することを発
見した。さらに、この円錐はノズル効果を提供し
て粒子が分離帯を離れるより良い軌道をもたら
す。 実施例１（本発明による） 本発明は図面を参照してさらに解説する。第１
図を参照すると、一つの具体化がライザー２の中
心線１とサイクロン（図示せず）への取出管４の
中心線３とに沿つた部分切断面として示されてい
る。分解流出生成分が分離および回収の局面を通
つて進行するとこの通路は点線で描かれている。
固体粒状物質が分離および回収の局面を通つて進
行するとこの通路は点線で描かれている。固体粒
状物質が分離および回収の局面を通つて進行する
ときの通路は点線６によつて描かれている。図示
されている特定の具体化においては、ライザー２
はフランジ８と９で以てライザーと一体となつた
延長部７で終る。このライザー延長部は囲い板１
０によつてとりかこまれ、この板は底が閉じられ
頂部が開放されており、それによつて環状の捕集
帯１１を形成し、これはライザーの端をとりかこ
んでいる。交叉導管１２は捕集帯をサイクロン
（図示せず）への取出管４と連結する。 囲い板１０には切頭円錐１３のキヤツプを備え
ている。この円錐の底板は囲い板の頂面と一致し
ており、これらは同じ直径をもつ。参照番号15で
表現される円錐の頂面は第２図に関して論議する
とおり、より小さい直径のものである。この具体
化においては、変向円板１６は円錐１３の頂部の
上方に位置する。希望する場合には、この変向円
板を省き固体粒子の変向用に離脱帯のドーム形状
に頼つてもよい。 第１図のライザー２を出る触媒と蒸気の懸濁体
は少なくとも約25から35フイート／秒の速度で流
れており、ライザー中の触媒の負荷量は0.3から
2.0ポンド／立方フイートの範囲にある。ライザ
ー頂部において、固体は、より大きい運動量をも
つて、確立された方向または経路の中を流れ、一
方、蒸気は、より低い運動量をもつていて、突然
の方向変換をさせられる。生成物蒸気もまたライ
ザー２および／または延長部７の内部からサイク
ロン（図示せず）への取出管の内部へ負の圧力差
の影響のもとにある。従つて、この運動量差と負
の圧力差のために、突然の分離が達成される。固
体と生物蒸気の分離はきわめて効果があるが、そ
れは完全ではない。約90から約99.5重量％の固体
および約1.0から約0.0001重量％の生成物蒸気が
離脱室の中へ通る。この室中の生成物蒸気はライ
ザに再び入るにちがいなく、そしてサイクロンを
経て捕集され、固体はその室から再生と循環のた
めに捕集される。離脱室中の固体がライザー出口
端と囲い板のある場所へ戻るのを防ぐ手段をとる
ことが重要である。なぜならば、分離効率は所望
方向と反対に流れる固体によつて影響を受けるか
らである。開放カツプ囲い板の上方の円錐は固体
粒子がカツプ中へ変向されることを妨げる循とし
て作用する。ライザーおよび開法カツプからの流
れをすぼめそして妨害するよりも、分離効率が改
善されかつ炭化水素蒸気の過度の転化が回避され
ることが発見された。 第２図は本発明の分離状態装置の好ましい構造
を描いている。第２図を参照すると、ライザー１
０１は離脱室内部で垂直の中心線１０３に沿つて
中央に位置する。円筒状の室と相対的なライザー
の直径は１対５および１対30の範囲にある。この
室は好ましくは参照番号104によつて一般的に示
されるドームに近い室の内部はサイクロン、充気
室、およびそれらをとりつけるための十分な構造
部品によつて占められていることは当業熟練者に
よつて理解される。これらの装置および部材は固
体をライザーの端の中および囲い板の中へ変向さ
せる問題の一因となる。 変向用円板１０５は固体の経路を垂直からライ
ザー排出部から離れている下向き経路へ変える有
効手段を提供する。この円板は任意の適当な手段
（図示せず）によつてドーム中に取付けることが
できる。 実施例２（本発明による） 一つの好ましい具体化において、ライザー延長
部材１０６、環状囲い板部材１０７、円錐部材１
０８および横方向延長部材１０９から成る囲い板
集成装置が一つの単位として組立てられている。
この単位は熔接および／またはボルト締めして各
部材を一緒に結合させることができる。適当な材
料は炭素鋼およびステンレス鋼を含み、これれら
はレフラクトリーおよびヘクスメツシユのような
耐磨耗材料で以て内張りしてもよい。円錐部材は
円形の基底、この基底に平行な円形の頂部の縁、
および傾斜側面、をもち固体と協同蒸気流出物と
の流れを方向づけるのに用いられる一つのしぼり
部分を提供する。円錐は流体の流れを方向づける
よう勾配をつけたノズルのように作用し、最も好
ましい具体化においては、その流れは円錐の頂部
の上方の適当な位置に置いた凸形変向用板へ向け
られる。 本発明の分離装置の代表的で好ましい寸法関係
は表１に示されている。

【表】 錐の最長弦
本発明の概念を試験装置において評価した。こ
の概念を試験するのに使つた実験は透明のプラス
チツク製モデルのクラツキング装置であり、ライ
ザー、離脱器／ストリツパー、二段式再生器、お
よび連結用立て管から成る。このモデルを室温で
真空下で運転する。室内空気がライザの底および
再生器の基底において調節弁を通して装置に入
り、離脱器および再生器からそれぞれ排出され、
計量され、真空ポンプを通つて出る。空気はま
た、必要ならば、ストリツパーのような他の位置
において装置に入ることができる。この装置のラ
イザー直径は1/2インチであり、その他の寸法は
適切に与えられている。 試験は、特定量の流動化固体を特定時間の間、
特定ライザーガス速度で以て、ライザー中を上昇
させることによつて実施する。離脱器からの固体
損失はシールした浸漬脚（dipleg）を備えた外部
サイクロンにおいて回収される。分離効率は 100％（１−損失／負過）＝％効率 として測定され、ここで 損失＝外部サイクロン浸漬脚中で捕集される固
体。 負荷＝ライザ中を上昇する触媒量。 である。 表２は囲い板（カツプ）の上方に円錐がある場
合と無い場合とにおいて、ライザー速度を増すと
きの試験結果である。

【表】 表２のデーターに基づく第３図は、ライザーガ
ス速度が増すにつれて円錐が標準の開放カツプの
効率よりも改善された分離効率を与えることを示
す。 前記の記述とデーターは、囲い板上方の円錐装
置が固体の流れを分離装置から正しい方向に向け
させかつ同時に粒子がカツプ中へそらされること
を妨げる楯として作用するということを示してい
る。 ここで述べた本発明の修正と変更はその範囲を
外れることなく実施することができ、本発明は特
許請求の範囲によつてのみ制約を受ける。例え
ば、円錐は、彎曲側面が効率的ノズルとして機能
するかぎりは、第１図に示すとおりの直線的側面
でなく彎曲側面をもつことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の一つの具体化の部分断
面の立面図であり、第２図はいくつかの寸法関係
を含めた、本発明の装置の一つの具体化の部分断
面立面図であり、第３図は比較データーのグラフ
的表示である。 ２：ライザー、４：サイクロン取出管、７：ラ
イザー延長部、１０：環状囲い板、１１：環状捕
集帯、１３：切頭円錐キヤツプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガス状炭素・金属質炭化水素流出物中に懸濁
   する固体粒状物の分離装置であつて； (a) 離脱室、 (b) 上端が開いているライザー導管であつて、上
   記離脱室の内部で中央に位置し、使用ずみ固体
   を上記室の中へ送るよう適合させた導管、 (c) 上記ライザー導管の上端をとりかこむ環状囲
   い板であつて、その囲い板の上部が中空の切頭
   円錐部材から成り、該部材が該離脱室中の固体
   の流れを強めかつ固体が囲い板領域の中へ再び
   入るのを妨げるよう機能する、環状囲い板、お
   よび (d) 上記囲い板と横方向で開放状で連通している
   サイクロン分離器手段、 から成る分離装置。 ２ 上記炭化水素流出物が約288℃をこえる初留
   点をもちかつ１から100ppmの有機金属化合物と
   0.1から20容積％のアスフアルテンを含む重質油
   供給原料の処理から生ずるものであるが、特許請
   求の範囲第１項に記載の装置。 ３ 転化された炭化水素生成物蒸気を流動分解触
   媒から分離する装置であつて； (a) ドーム型頂部をもつ離脱室、 (b) 触媒の主要部分を上記離脱室の頂部の中へ軸
   方向で送るよう適合させた開放端をもつ細長い
   丸型のライザーパイプ、 (c) 上記パイプの上端をとりかこみ一つの環状分
   離室を規定する環状囲い板であつて、その上部
   が短かい中空円錐から成る、環状囲い板、 (d) 上記囲い板と横方向に開放状で連通していて
   転化された炭化水素蒸気を受け入れ流動分解触
   媒から分離するよう適合させた、複数個のサイ
   クロン分離器、 の組合せから成る分離装置。 ４ 上記流動接触分解触媒が40から100ミクロン
   の範囲の平均粒径をもつ、特許請求の範囲第３項
   に記載の装置。 ５ ライザーの頂部縁から円錐の底への距離が０
   からＡ／６である、特許請求の範囲第３項に記載
   の装置。 ６ 自動車燃料範囲の沸点をもつ蒸気化したライ
   ザークラツカー流出物中に懸濁する熱流動分解触
   媒を分離する装置であつて； (a) ドーム型頂部をもつ離脱室、 (b) 上端が開放されていて上記室の中央軸上に位
   置する垂直の管状クラツキングライザー、 (c) 上記ライザーの上端をとりかこみ、底が閉じ
   られていて環状の捕集室を形成する環状囲い
   板、 (d) 上記囲い板の頂上に取りつけられ、頂部平面
   表面の直径が上記ライザーの内径と本質上同じ
   である、初頭円錐、および (e) 上記円錐の頂部の上方にあり、上記ライザー
   の直径の約２倍までの距離を隔ており、かつ上
   記円錐から見て凹面の邪魔板、 の組合せから成る分離装置。