(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動接触分解装置について、再生装置の直立管を反応器ライザーへ流体接続するための再生触媒導管であって、
ａ）ベンド半径がＲ１であり、入口端部および出口端部を有する第一のベンド、および
ｂ）ベンド半径がＲ２であり、入口端部および出口端部を有する第二のベンド
を含み、
前記第一のベンドの入口端部は、前記再生装置の直立管の出口端部に物理的に接続され、
前記第一のベンドの出口端部は、前記第二のベンドの入口端部に介在構造なしに物理的に接続され、
前記第二のベンドの出口端部は、前記反応器ライザーの入口端部に物理的に接続され、
前記Ｒ１は、前記Ｒ２より大きい
ことを特徴とする再生触媒導管。
【請求項２】
前記第二のベンドの出口端部の高さは、前記第一のベンドの入口端部より低いことを特徴とする請求項１に記載の導管。
【請求項３】
前記再生装置の直立管および前記反応器ライザーは、前記再生触媒導管の上に、垂直な部分を有することを特徴とする請求項２に記載の導管。
【請求項４】
前記第一のベンドの内角α１は、前記第二のベンドの内角α２より大きいことを特徴とする請求項２に記載の導管。
【請求項５】
前記再生装置の直立管が前記第一のベンドの入口端部に接続する点において、前記再生装置の直立管の中心線は、前記第一のベンドの入口端部の中心線と一致することを特徴とする請求項１に記載の導管。
【請求項６】
前記反応器ライザーが前記第二のベンドの出口端部に接続する点において、前記反応器ライザーの中心線は、前記第二のベンドの出口端部の中心線と一致することを特徴とする請求項１に記載の導管。
【請求項７】
前記反応器ライザーが前記第二のベンドの出口端部に接続する点において、前記反応器ライザーの中心線は、前記第二のベンドの出口端部の中心線と一致することを特徴とする請求項５に記載の導管。
【請求項８】
前記第一のベンドの内角α１と前記第二のベンドの内角α２の合計は、１８０゜であることを特徴とする請求項５に記載の導管。
【請求項９】
流動接触分解方法であって、
ａ）炭化水素含有原料ストリームを、反応器ライザーにおいて、流動化触媒の存在下に接触分解して、分解炭化水素生成物ストリームと廃触媒の混合物を形成する工程、
ｂ）前記分解炭化水素生成物ストリームを、前記廃触媒から分離する工程であって、前記廃触媒は、炭化水素残渣を含む工程、
ｃ）前記廃触媒の少なくとも一部を、再生装置において、前記炭化水素残渣の少なくとも一部を酸素含有雰囲気中で燃焼することによって再生して、再生触媒を製造する工程、
ｄ）前記再生触媒の少なくとも一部を、前記再生装置から、再生装置の直立管を通して再生触媒導管へ導く工程、および
ｅ）前記再生触媒の少なくとも一部を、前記再生触媒導管を通して前記反応器ライザーへ移送する工程
を含み、
前記再生触媒導管は、前記再生装置の直立管を、前記反応器ライザーに流体接続し、かつベンド半径がＲ１であり、入口端部および出口端部を有する第一のベンドおよびベンド半径がＲ２であり、入口端部および出口端部を有する第二のベンドを含み、
前記第一のベンドの入口端部は、前記再生装置の直立管の出口端部に物理的に接続され、
前記第一のベンドの出口端部は、前記第二のベンドの入口端部に介在構造なしに物理的に接続され、
前記第二のベンドの出口端部は、前記反応器ライザーの入口端部に物理的に接続され、
前記Ｒ１は、前記Ｒ２より大きい
ことを特徴とする流動接触分解方法。
【請求項１０】
前記第二のベンドの出口端部の高さは、前記第一のベンドの入口端部より低いことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記炭化水素含有原料ストリームは、沸点範囲４３０゜Ｆ〜１０５０゜Ｆ（２２１〜５６６℃）の炭化水素質油を含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記触媒は、ＺＳＭ−５、ＺＳＭ−１１、ＺＳＭ−１２、ＺＳＭ−２２、ＺＳＭ−２３、ＺＳＭ−３５、ＺＳＭ−４８、ＺＳＭ−５７、ＳＨ−３、ＭＣＭ−２２およびそれらの組み合わせからなる群から選択される中間細孔ゼオライトを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記炭化水素含有原料ストリームを、前記反応器ライザーにおいて、前記再生触媒と５秒未満接触させることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記短接触時間の条件は、ライザー出口温度９００゜Ｆ〜１２００゜Ｆ（４８２〜６４９℃）、および圧力０〜１００ｐｓｉｇ（０〜６９０ｋＰａ）を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記第一のベンドの内角α１は、前記第二のベンドの内角α２より大きいことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化水素原料の流動接触分解に関する。より詳しくは、本発明は、再生触媒を、流動接触分解装置の再生装置から流動接触分解装置のライザーへ戻すための触媒戻しラインの改良設計、および触媒戻しラインを、流動接触分解装置で用いる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高分子量の石油原料を、流動接触分解などの接触プロセスによって、より価値のある生成物へ転化することは、石油プロセスにとって重要である。流動接触分解プロセスにおいては、より高分子量の原料は、流動接触分解装置のライザー反応器において、流動化触媒粒子と接触される。原料および触媒の接触は、所望の生成物のタイプに従って制御される。原料を接触分解する際には、温度および接触時間などの反応器条件が、制御されて、所望の生成物が最大化され、軽質ガスおよびコークなどのあまり望ましくない生成物の形成が最小化される。
【０００３】
種々の流動接触分解の反応器ライザーおよび反応器槽の設計が、過去に用いられてきた。しかし、顕著に改良された分解活性を有するゼオライト分解触媒の進歩と共に、最新の流動接触分解反応器は、短接触時間の分解形態を用いる。その際、触媒、および流動接触分解装置の原料ストリームが接触している時間量は、限定されて、過剰な分解量が最小化される。これは、軽質炭化水素ガスなどのより価値の少ない生成物の製造の増大、並びに分解触媒上のコークの増大をもたらす。最も短い接触時間の流動接触分解の形態は、反応器ライザーの分解の形態を用い、触媒は、反応器ライザーにおいて、流動接触分解装置の原料材と接触され、触媒および炭化水素反応生成物は、触媒および炭化水素の混合物が反応器ライザーを出て、流動接触分解反応器に入った直後に分離される。多くの異なる流動接触分解反応器の設計が用いられるものの、殆どは、反応器内部の機械サイクロンを用いて、触媒が、炭化水素反応器生成物から、出来るだけ急速かつ効率的に分離される。この迅速な分離プロセスは、触媒および炭化水素の後ライザー反応を最小化すること、並びに更なる処理に送られる生成物を、廃触媒（再生工程へ送られ、その後再生触媒として反応プロセスに戻して再導入される）から分離するための機械手段を提供することの両利点を有する。
【０００４】
触媒技術のこれらの実質的な改良は、短接触時間プロセスのために設計された最も通常的な流動接触分解反応器を導いている。即ち、分解反応は、実質的に、反応器ライザー内の反応に限定され、その後炭化水素が、触媒から非常に急速に分離されて、炭化水素原料材および／または反応生成物の望ましくない反応、または「過分解」が防止されることが望ましい。従って、殆どの現代の流動接触分解装置は、炭化水素／触媒ストリームが反応器ライザーを出た後に、急速な炭化水素／触媒の分離機能を組み込む。機械サイクロンは、上述されるように、一般に、流動接触分解プロセスにおいて大部分の触媒／油分離を分離するのに用いられる最も一般的な方法である。
【０００５】
しかし、これらの改良された触媒を用いてさえ、場合によっては、全長を増大された流動接触分解の反応器ライザーを設計するか、または既存の反応器ライザーの長さを延長することが望ましいことがある。特に、既存反応器の流動接触分解装置の場合には、既存の反応器ライザーの長さを延長して、１）反応器ライザーにおける反応時間量が増大されること、および／または２）反応器ライザーにおける速度が増大され、一方依然として類似の全ライザー反応時間が保持されることのいずれも、有利であってもよい。反応器ライザーを延長することが望まれる他の理由は、より大きな原料域を、反応器ライザーに組み込むことであってもよい。これは、改良された注入および接触域の設計を特徴とするか、またはリフトガス注入または原料域に付随する更なる機器類または補助機器を付加する。
【０００６】
しかし、既存の反応器ライザーの場合には特に、既存の反応器ライザーの長さを延長することは、既存の戻しベンドアセンブリの形態のために困難であり得る。典型的には、これらの既存の触媒戻しラインアセンブリの形態は、「Ｕ−ベンド」形態または「Ｊ−ベンド」形態のいずれかである。Ｕ−ベンドは、典型的には、再生触媒戻しラインを反応器ライザーと接続する、一定半径の挟み角１８０゜のベンドである。ベンドは、曲率がほぼ１８０゜であり、一定のベンド半径を有することから、Ｕ−ベンドの両端の頂部は、実質的に、流動接触分解装置において、同じ高さにある。対照的に、Ｊ−ベンドアセンブリの出口の高さは、異なる挟みベンド半径を有する二つのベンド（二つのベンドを接続する直管部によって分離される）の組み合わせを用いることによって、Ｊ−ベンドアセンブリの入口より高い。
【０００７】
Ｕ−ベンドおよびＪ−ベンドの流動接触分解装置の触媒戻しラインの形態は、特許文献１（Ｌｕｃｋｅｎｂａｃｈら）、特許文献２（Ｋｒｕｓｅ）、特許文献３（Ｅａｓｔｈａｍら）、特許文献４（Ｈｏｌｍｅｓ）、特許文献５（Ｗｅｌｌｓら）、特許文献６（Ｓｗａｎら）および特許文献７（Ｃａｏら）に示される。これらのＵ−ベンドおよびＪ−ベンドの流動接触分解装置の触媒戻しラインの形態は、もっぱら、多年にわたって工業的に用いられてきた。
【０００８】
いくつかの既存の流動接触分解装置においては、再生触媒戻しラインアセンブリが、Ｕ−ベンド形態よりむしろ、Ｊ−ベンド形態のものである場合には、反応器ライザーの長さを増大することは、より容易であってもよい。何故なら、反応器ライザーの長さを、ベンド角、および直線オフセットの長さまたは角度を変えることによって、増大することが容易であり得るからである。しかし、Ｊ−ベンドアセンブリのベンド角の鋭角を増大して、反応器ライザーの長さを増大することは、戻りベンド／反応器ライザー系統における圧力降下の増大を与えることができ、それにより流動接触分解系の能力および性能に対する顕著な効果がもたらされる。
【０００９】
Ｕ−ベンド再生触媒戻しラインの形態を改装して、反応器ライザーの長さを増大することは、更により多くの問題をもたらすことがある。反応器ライザーの長さを、再生装置の直立管を延長することなく増大するためには、Ｕ−ベンドアセンブリのベンド半径は、減少されなければならない。Ｕ−ベンドアセンブリの半径を減少することは、二つの問題をもたらす。第一には、半径が減少されたＵ−ベンドは、ここで、全体としてより短いスパンを有し、従ってＵ−ベンドの二つの端部は、再生装置の直立管および反応器ライザーの両方と揃えることができない。第二には、再生装置の直立管または反応器ライザーのいずれもが、より短い半径のＵ−ベンドを取り付けるように再配置されることができるとしても、新規のより短い半径のＵ−ベンドにおける圧力降下は、典型的には、元のより長い半径のＵ−ベンドより大きいであろう。
【００１０】
加えて、既存ＦＣＣ装置を改良する場合には特に、反応器ライザーの長さの望ましい変化は、既存の設備および移送ラインとの干渉をもたらし得る。
【００１１】
従って、異なる形態の特性を有する再生触媒ベンドアセンブリについて、既存装置を改装する場合には特に、取り付けの容易性を改良することができることが当業界において必要とされている。この新規の再生触媒ベンドアセンブリは、長さが増大された反応器ライザーが、全触媒戻しラインベンド／反応器ライザーを横切る全圧力降下を、先行技術のベンドアセンブリと比較して増大することなく、取り付けられることを可能にすることが、更により望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第３，９２３，６４２号明細書
【特許文献２】米国特許第５，１７１，４２３号明細書
【特許文献３】米国特許第５，１７５，９４３号明細書
【特許文献４】米国特許第５，５５２，１１９号明細書
【特許文献５】米国特許第５，５５４，３４１号明細書
【特許文献６】米国特許第５，８４６，４０３号明細書
【特許文献７】米国特許第６，６１０，２５５号明細書
【特許文献８】米国特許第４，０１６，２１８号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の好ましい実施形態は、流動接触分解装置の改良された再生触媒ベンドアセンブリである。好ましい実施形態においては、本発明の低位置高さ（「ＲＥ−ベンド」または「ＲＥＬ−ベンド」）再生触媒戻しラインアセンブリは、ＲＥ−ベンドまたはＲＥＬ−ベンド再生触媒戻しラインアセンブリの入口高さより低い出口高さを有する。本発明の他の好ましい実施形態は、炭化水素原料ストリームを、本発明の再生触媒ベンドアセンブリを用いて、接触分解するための方法である。本発明は、特に、既存の流動接触分解装置を変更して、再生触媒戻しラインアセンブリの出口の高さが低くされるのに有用である。それにより、流動接触分解の反応器ライザーの長さを増大するのに必要な空間が提供される。
【００１４】
本発明の一つの好ましい実施形態は、流動接触分解装置について、再生装置の直立管を反応器ライザーに流体接続するための再生触媒導管であって、この導管は、
ａ）ベンド半径Ｒ１、並びに入口端部および出口端部を有する第一のベンド、および
ｂ）ベンド半径Ｒ２、並びに入口端部および出口端部を有する第二のベンド
を含み、その際第一のベンドの入口端部は、再生装置の直立管の出口端部に物理的に接続され、第一のベンドの出口端部は、第二のベンドの入口端部に物理的に接続され、第二のベンドの出口端部は、反応器ライザーの入口端部に物理的に接続され、Ｒ１は、Ｒ２に等しくない。
【００１５】
本発明の再生触媒導管の他の好ましい実施形態においては、第二のベンドの出口端部は、第一のベンドの入口端部より低い高さにある。より好ましい実施形態においては、第一のベンド半径Ｒ１は、第二のベンド半径Ｒ２より大きい。更により好ましい実施形態においては、第一のベンドの内角α１は、第二のベンドの内角α２より大きい。
【００１６】
本発明の他の好ましい実施形態は、流動接触分解装置について、再生装置の直立管を反応器ライザーに流体接続するための再生触媒導管であって、この導管は、
ａ）ベンド半径ＲＲＥＬ、並びにベンド入口端部およびベンド出口端部を有するベンド、および
ｂ）導管の入口端部および導管の出口端部
を含み、その際導管の入口端部は、再生装置の直立管の出口端部に物理的に接続され、導管の出口端部は、反応器ライザーに物理的に接続され、しかも反応器ライザーの中心線および導管の出口端部の中心線は、ほぼ９０゜の角度にある。
【００１７】
本発明の他の好ましい実施形態は、流層接触分解方法であって、この方法は、
ａ）炭化水素含有原料ストリームを、反応器ライザーにおいて、流動化触媒の存在下に接触分解して、分解炭化水素生成物ストリームと廃触媒との混合物が形成される工程、
ｂ）分解炭化水素生成物ストリームを、廃触媒から分離し、その際廃触媒は、炭化水素残渣を含む工程、
ｃ）廃触媒の少なくとも一部を、再生装置において、炭化水素残渣の少なくとも一部を酸素含有雰囲気中で燃焼することによって再生して、再生触媒が製造される工程、
ｄ）再生触媒の少なくとも一部を、再生装置から、再生装置の直立管を通して再生触媒導管へ導く工程、および
ｅ）再生触媒の少なくとも一部を、再生触媒導管を通して反応器ライザーへ移送する工程
を含み、その際再生触媒導管は、再生装置の直立管を反応器ライザーに流体接続し、ベンド半径Ｒ１、並びに入口端部および出口端部を有する第一のベンド、およびベンド半径Ｒ２、並びに入口端部および出口端部を有する第二のベンドを含み、しかも第一のベンドの入口端部は、再生装置の直立管の出口端部に物理的に接続され、第一のベンドの出口端部は、第二のベンドの入口端部に物理的に接続され、第二のベンドの出口端部は、反応器ライザーの入口端部に物理的に接続され、Ｒ１は、Ｒ２に等しくない。
【００１８】
本発明の更に他の好ましい実施形態は、流動接触分解方法を含み、この方法は、
ａ）炭化水素含有原料ストリームを、反応器ライザーにおいて、流動化触媒の存在下に接触分解して、分解炭化水素生成物ストリームと廃触媒との混合物が形成される工程、
ｂ）分解炭化水素生成物ストリームを、廃触媒から分離し、その際廃触媒は、炭化水素残渣を含む工程、
ｃ）廃触媒の少なくとも一部を、再生装置において、炭化水素残渣の少なくとも一部を酸素含有雰囲気中で燃焼することによって再生して、再生触媒が製造される工程、
ｄ）再生触媒の少なくとも一部を、再生装置から、再生装置の直立管を通して再生触媒導管へ導く工程、および
ｅ）再生触媒の少なくとも一部を、再生触媒導管を通して反応器ライザーへ移送する工程
を含み、その際再生触媒導管は、再生装置の直立管を反応器ライザーに流体接続し、ベンド半径ＲＲＥＬ、並びにベンド入口端部およびベンド出口端部を有するベンド、および再生触媒導管の入口端部および導管の出口端部を含み、再生触媒導管の入口端部は、再生装置の直立管の出口端部に物理的に接続され、再生触媒導管の出口端部は、反応器ライザーに物理的に接続され、しかも反応器ライザーの中心線および再生触媒導管の出口端部の中心線は、ほぼ９０゜の角度にある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】流動接触分解装置の再生装置の直立管および反応器ライザーに結合する再生触媒戻しラインについて、先行技術の典型的なＵ−ベンド形態の概略図を表す。
【図２】流動接触分解装置の再生装置の直立管および反応器ライザーに結合する再生触媒戻しラインについて、先行技術の典型的なＪ−ベンド形態の概略図を表す。
【図３】本発明の低位置高さ再生触媒戻しラインの一実施形態を表し、その際二つの結合された等しくない半径のベンドが用いられる。これは、流動接触装置の再生装置の直立管および反応器ライザーに結合して示される。
【図４】本発明の低位置高さ再生触媒戻しラインの一実施形態を表し、その際単一の半径のベンドが用いられる。これは、流動接触装置の再生装置の直立管および反応器ライザーに結合して示される。
【図５】本発明のＲＥ−ベンド再生触媒戻しライン／反応器ライザーアセンブリの全圧力降下のグラフである。これは、先行技術のＵ−ベンド再生触媒戻しライン／反応器ライザーアセンブリと比較される。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、流動接触分解装置の再生触媒戻しラインの新規形態に関する。本明細書で用いられる用語「流動接触分解装置」は、反応器（または反応器ライザー）を含むいかなる接触分解装置をも含むことに留意されたい。その際流動化触媒は、炭化水素含有原料ストリームと、温度約９００°Ｆ超で接触されて、分解炭化水素生成物（引続いて流動化触媒から分離される）が製造され、しかも分離された流動化触媒の少なくとも一部は、再生装置へ送られ、そこで廃触媒に付着された炭素の少なくとも一部が、燃焼によって除去され、分解炭化水素生成物は、炭化水素含有原料ストリームより低い平均沸点を有する。このプロセスは、製油所流動接触分解装置（本明細書では、用語「ＦＣＣ」と呼ばれる）（これは、約４３０°Ｆ〜約１０５０°Ｆ（２２１〜５６６℃）の範囲で沸騰する成分を有する製油所炭化水素含有ストリームを処理して、より低い平均沸点の生成物ストリームが製造される）、並びに流動接触分解装置（限定されることなく、オレフィンまたは芳香族炭化水素を含むものなどの不飽和分解炭化水素生成物の化学原料材の製造を増大するのに用いられる）を含んでもよい。本明細書で用いられる用語「ＦＣＣ」は、明確には、製油所流動接触分解装置を示す用語である。これは、約４３０°Ｆ〜約１０５０°Ｆ（２２１〜５６６℃）の範囲で沸騰する成分を有する製油所炭化水素含有ストリームを処理して、より低い平均沸点の生成物ストリームが製造される。本発明はまた、複数の反応器ライザーを有する流動接触分解装置に適用されてもよい。
【００２１】
先行技術の再生触媒戻しラインは、Ｕ−ベンドまたはＪ−ベンドの形態のいずれかとして、通常呼ばれるものを含む。先行技術の典型的なＵ−ベンド形態は、本明細書の図１に、典型的な流動接触分解装置の反応器、反応器ライザー、および再生装置と組み合わせて示される。図１の図示は、非常に単純化されて、流動接触分解装置の反応器、反応器ライザー、および再生装置に関して、先行技術の再生触媒戻しラインのＵ−ベンド形態に焦点が合わされる。図１からわかるように、Ｕ−ベンド形態を組込んだ典型的な流動接触分解装置においては、再生触媒戻しラインは、反応器ライザー（１）を有し、そこで炭化水素含有原料（５）は、原料域（１０）と一般に呼ばれる反応器ライザーの領域にある反応器ライザー中に注入される。原料域（１０）は、反応器ライザー（１）の区域であり、そこで炭化水素含有原料の大部分は、高温の再生触媒（５０）（これは、流動接触分解装置の再生装置（４０）で再生された後、反応器ライザーに戻される）と接触される。原料域の主な機能は、炭化水素含有原料（または「油」）（５）と、再生装置（４０）からの高温の再生触媒（５０）との接触分布を最適化することである。原料域での接触の後、組合わされた触媒／油の混合物ストリームは、反応器ライザーを、流動接触分解反応器（２０）に流上し続ける。
【００２２】
要素２０として図１に示される全槽は、一般に「反応器」と呼ばれるものの、短接触時間の分解条件下では、分解反応の大部分は、触媒／油の混合物ストリームが、反応器ライザー（１）中にある非常に短い時間内で生じる。図１からわかるように、本明細書で用いられる反応器ライザー（１）の寸法は、Ｕ−ベンドアセンブリ（６５）の出口端部の高さ（これはまた、本明細書では「反応器ライザーの入口高さ」と呼ばれる）から、触媒／油の混合物が反応器ライザー（１）を出る高さ（１５）（これはまた、本明細書では「反応器ライザーの出口高さ」と呼ばれる）までの反応器ライザーの高さ距離である。流動接触分解反応器（２０）が、機械サイクロン（１８）を含む場合には、「反応器ライザーの出口高さ」（１５）は、一次サイクロン入口の中心線の高さである。さもなければ、「反応器ライザーの出口高さ」（１５）は、反応器ライザーが、流動接触分解反応器（２０）内で終わる高さである。図１に示される反応器ライザーは、外部の反応器ライザーを示すものの、上記の用語および寸法は、たとえライザーが流動接触分解反応器（２０）の底部に、または、反応器ライザーの出口高さとは異なる高さで流動接触分解反応器（２０）の側部に入るとしても、適用される。
【００２３】
本明細書で用いられる再生触媒戻しラインアセンブリの出口高さは、アセンブリの下流のベンド（または、Ｕ−ベンドの場合には、単純に「ベンド」）の出口端部（即ち、戻しラインの湾曲した導管部の端部）が、反応器ライザー（１）（即ち、直線の導管部）と接触される点である。同様に、本明細書で用いられる再生触媒戻しラインアセンブリの入口高さは、アセンブリの上流のベンド（または、Ｕ−ベンドの場合には、単純に「ベンド」）の入口端部が、再生装置の直立管（５５）（即ち、直線の導管部）と接触される点である。より好ましくは、下流のベンドの出口端部および反応器ライザーの中心線は、互いの接触点で一致する。同様に、好ましい実施形態においては、上流のベンドの入口端部および再生装置の直立管の中心線は、互いの接触点で一致する。従って、本明細書に引用される触媒戻しラインアセンブリのタイプに関わらず、用語「反応器ライザーの長さ」は、反応器ライザーの垂直長さであり、本明細書において、反応器ライザーの入口高さおよび反応器ライザーの出口高さの間の絶対距離であると定義される。本明細書で用いられる用語「上流」および「下流」は、再生触媒戻しラインアセンブリの再生装置側（上流）から、再生触媒戻しラインアセンブリの反応器ライザー側（下流）への再生触媒の流れをいう。
【００２４】
流動接触分解反応器（２０）においては、分解炭化水素の大部分は、機械的手段によって、触媒から分離される。最も一般的な機械的分離装置（サイクロンなど）は、反応器槽におけるこの作業を達成するのに用いられる。簡略化のために、流動接触分解反応器（２０）の内部の大部分は、図１には示されない。しかし、短接触時間の分解運転においては、一般に、分解炭化水素生成物を触媒からできるだけ迅速に分離して、制御不能な反応が回避されることが望ましい。一次機械サイクロン（１８）は、図１に、触媒を、分解炭化水素生成物（反応器ライザー（１）での接触分解反応から生成される）から分離するための好ましい方法として示される。流動接触分解反応器（２０）においては、触媒は、一般に、できるだけ多くの付着された炭化水素物質からストリッピングされ、ストリッピングされた触媒は、廃触媒（２５）として、流動接触分解反応器（２０）から除去され、ライン（３０）を経て反応器から取出される。
【００２５】
廃触媒は、再生装置（４０）へ導かれ、ライン（３５）を経て再生装置に入る。簡略化のために、反応器および再生装置の間の廃触媒戻しラインは示されない。再生装置（４０）においては、廃触媒は、空気または酸素含有ガスストリームと、温度約１１００°Ｆ〜１４００°Ｆ（５９３〜７６０℃）で接触されて、触媒に付着されて残る炭化水素および炭素分子が燃焼される。これらの燃焼生成物は、煙道ガスライン（４５）を経て再生装置（４０）から除去される。この燃焼プロセスは、再生触媒（５０）をもたらす。これは、次いで、反応プロセスへ再循環されることができる。
【００２６】
廃触媒は、再生装置の直立管（５５）を経て再生装置（４０）を出る。反応プロセス中に戻る再生触媒の流速は、通常、摺動弁または可変オリフィスバルブ（６０）を用いることによって制御される。これは、開位置または閉位置を部分的に変えるように調整されることができ、再生触媒の流れが制御される。再生触媒は、再生触媒戻しラインを経て、反応プロセスに戻される。図１においては、Ｕ−ベンド再生触媒戻しライン（６５）の形態が示される。水平の点線は、Ｕ−ベンド再生触媒戻しライン（６５）の入口および出口の高さを示す。図からわかるように、先行技術のＵ−ベンド形態においては、単一のベンド半径（ＲＵ）が用いられ、全ベンド内角αＵは、ほぼ１８０°である。このＵ−ベンド形態においては、再生装置の直立管の中心線および反応器ライザーの中心線の間の距離は、Ｕ−ベンド半径によって定められる（即ち、ｙ≒２＊ＲＵ）。同様に、Ｕ−ベンド再生触媒戻しラインの出口高さは、実質的に、アセンブリの入口高さによって固定される。加えて、Ｕ−ベンド再生触媒戻しラインの全高は、基本的に固定される（即ち、ｚ≒ＲＵ）。
【００２７】
これらの固定された寸法は、一般に、流動接触分解装置の本来の設計において、重大な問題を示さないものの、これらの制約は、既存の装置を変更する場合には、重大な問題を有するものであることができる。上述したように、これらの問題の一つは、Ｕ−ベンド再生触媒戻しラインを組込む既存の装置について、全反応器ライザーの長さを増大しようとする場合に、生じることができる。
【００２８】
流動接触分解装置に用いられる他の一般的な再生触媒戻しラインアセンブリは、本明細書の図２に示されるＪ−ベンド形態である。図２の流動接触分解装置の全ての流れは、図１について上記に記載されて示される要素（１）〜（６０）と類似である。しかし、この形態においては、Ｊ−ベンド再生触媒戻しラインアセンブリは、少なくとも上流Ｊ−ベンド（１０５）および下流Ｊ−ベンド（１１０）を含む（これは、少なくとも一つの直線部（１１５）によって分離される）。ここで、Ｊ−ベンド再生触媒戻しラインアセンブリは、Ｊ−ベンドアセンブリの入口およびＪ−ベンドアセンブリの出口が、異なる高さにあるように設計されることができることがわかる。しかし、Ｊ−ベンドアセンブリは、下流のベンドの出口端部の高さが、上流のベンドの入口端部より、図１に示される距離「ｄ」だけ高い高さにあるように設計される。加えて、Ｊ−ベンドアセンブリを用いる場合に被り得る実質的な欠点は、アセンブリを横切って、比較のＵ−ベンド形態のそれより高い圧力降下を含む。これは、アセンブリにおけるＪ−ベンドの少なくとも一つの鋭角の包含角および小さなベンド半径による。ベンド半径ＲＪ１およびベンド内角αＪ１を有する上流のＪ−ベンド（１０５）として、図２に示されるものなどである。下流のＪ−ベンド（１１０）は、図２に示されるように、ベンド半径ＲＪ２およびベンド内角αＪ２を有する。
【００２９】
発見されていることは、規定の触媒戻しラインアセンブリの入口高さに対して、増大された反応器ライザーの長さを可能とする新規の再生触媒戻しラインアセンブリである。上述したように、この「低位置高さ」再生触媒戻しラインアセンブリは、Ｕ−ベンドまたはＪ−ベンドアセンブリ形態のいずれかを用いる既存の流動接触分解装置を変更する際に、非常に有益であることができる。その際、更なる反応器ライザーの長さが望まれるか、および／または新規または既存の装置の干渉が、Ｕ−ベンドまたはＪ−ベンドアセンブリの形態を容易に用いることを阻害する。
【００３０】
本発明の低位置高さ再生触媒戻しラインアセンブリの一実施形態は、図３に、典型的な流動接触分解装置の再生装置および反応器と組み合わせて示される。図３の流動接触分解装置の全流れは、上記に、図１および２について記載されて示される要素（１）〜（６０）と類似である。本発明においては、異なるベンド半径を有する上流および下流の各ベンドは、互いに物理的に接触している。その際、第二のベンドの出口に対する第一のベンドの入口の中心線の間の全水平スパンは、実質的に、再生装置の直立管の中心線（５５）および反応器ライザー（１）の中心線間の距離に等しい。
【００３１】
図３からわかるように、本発明の低位置高さ（若しくは「ＲＥ」または「ＲＥ−ベンド」））再生触媒戻しラインアセンブリ（２００）は、再生装置の直立管（５５）および反応器ライザー（１）の間の過渡的な（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎａｌ）接続スパン調節を可能にする。図３に示される低位置高さ再生触媒戻しラインアセンブリ（２００）の実施形態は、ベンド半径ＲＲＥ１およびベンド内角αＲＥ１を有する上流のベンド（２０５）を含む。その際、上流のベンド（２０５）の出口端部は、ベンド半径ＲＲＥ２およびベンド内角αＲＥ２を有する下流のベンド（２１０）の入口端部に物理的に接続される。本発明のこの実施形態においては、上流のベンド（２０５）の入口端部は、再生装置の直立管（５５）と物理的に接触され、下流のベンド（２１０）の出口端部は、反応器ライザー（１）と物理的に接触される。好ましい実施形態においては、本発明の低位置高さ再生触媒戻しラインアセンブリの上流のベンド（２０５）の入口端部の中心線は、再生装置の直立管（５５）の中心線とほぼ一致する。他の好ましい実施形態においては、本発明の低位置高さ再生触媒戻しラインアセンブリの下流のベンド（２１０）の出口端部の中心線は、反応器ライザー（１）の中心線とほぼ一致する。最も好ましい実施形態においては、上流および下流のベンドの内角の合計（即ち、αＲＥ１＋αＲＥ２）は、約１８０°に等しい。
【００３２】
図３においては、反応器ライザー（１）は、本発明を用いることによって示されるように、長さ「ｈＲＥ」だけ増大されることができることがわかる。この距離ｈＲＥは、ＲＲＥ１およびＲＲＥ２のいずれかまたは両方の半径を、および／または上流のベンド（２０５）および／または下流のベンド（２１０）の内角αを変えることによって、変更されることができる。本発明の実施形態のこの実施形態においては、ＲＲＥ１およびＲＲＥ２は、異なる半径である。更により好ましい実施形態においては、ＲＲＥ１は、ＲＲＥ２より大きい。
【００３３】
本明細書を通して用いられるように、用語「上流」および「下流」は、アセンブリの再生装置の直立管側（上流）からアセンブリの反応器ライザー側（下流）への再生触媒の流れの方向をいうことに留意されたい。同様に、本明細書で用いられる用語「入口」および「出口」は、本明細書に定義されるように、それぞれ、「上流」および「下流」の方向と同義である。
【００３４】
本発明の他の実施形態においては、低位置高さ再生触媒戻しラインアセンブリは、反応器ライザーに交わる線の直線部と任意に結合された単一のベンドを含む。図４は、「低位置高さＬ−ベンドまたはＲＥＬ−ベンド」アセンブリと呼ばれる低位置高さ再生触媒戻しラインアセンブリの実施形態を示す。その際、ＲＥＬ−ベンドアセンブリ（３００）のＲＥＬ−ベンド（３０５）の入口端部は、再生装置の直立管（５５）と物理的に接続される。ＲＥＬ−ベンドアセンブリの内角αＲＥＬは、約９０°であることが好ましい。図５に示されるように、ＲＥＬ−ベンド（３０５）の出口端部は、任意に、管（３１０）のほぼ直線の部分の入口端部と物理的に接続されてもよい。その際、管のほぼ直線の部分の出口端部は、反応器ライザー（１）の伸長部分に交わり、それに接続する。他の好ましい実施形態においては、アセンブリは、管のいかなるほぼ直線の部分をも有さない単一のＬ−ベンドを含む。この実施形態においては、ＲＥＬ−ベンドの出口端部は、反応器ライザー（１）の伸長部分に直接交わり、それに接続する。更に他の好ましい実施形態においては、ＲＥＬ−ベンドアセンブリは、反応器ライザー（１）の伸長部分に、実質的角度９０°で交わる。
【００３５】
図５からわかるように、本発明のＲＥＬ−ベンドアセンブリの実施形態は、全ライザーの長さが、距離「ｈＲＥＬ」だけ増大されることを可能にする。また、この実施形態は、実質的な干渉が存在する既存の流動接触分解装置を改装するための実行可能な選択肢を、可能にし得る。
【００３６】
記載されるように、本発明の低位置高さ再生触媒戻しラインアセンブリは、全反応器ライザーの長さが、伸長されることを可能にする形態を提供することができる。加えて、本発明の低位置高さ再生触媒戻しラインアセンブリはまた、流動接触分解系統の組合わされた再生触媒戻しラインおよび反応器ライザー部分において、より低い全圧力降下をもたらし得ることが、予期外に発見されている。これは、本発明で用いられるより高い半径のベンド曲率は、Ｕ−ベンド形態と比較して、より高い圧力降下をもたらすであろうことが予期されるであろうことから、非常に予想外である。しかし、次の実施例１に示されるように、本発明の低位置高さ再生触媒戻しライン／反応器ライザーアセンブリを、比較の従来のＵ−ベンド再生触媒戻しライン／反応器ライザーアセンブリに比較して実施される性能試験においては、本発明の低位置高さ再生触媒戻しライン／反応器ライザーアセンブリは、先行技術と比較して、組合わされた再生触媒戻しラインおよび反応器ライザー系統に対して、より低い全圧力降下をもたらした。
【００３７】
好ましくは、本発明の低位置高さ再生触媒戻しラインアセンブリは、重質炭化水素を、より低沸点範囲の炭化水素物質に接触分解するための製油所ＦＣＣプロセスで用いられる。本明細書に記載される製油所ＦＣＣプロセスの適切な炭化水素原料は、約４３０°Ｆ〜約１０５０°Ｆ（２２１〜５６６℃）の範囲で沸騰する天然および合成炭化水素質油（ガス油など）；１０５０°Ｆ（５６６℃）超で沸騰する物質を含む重質炭化水素質油；重質および抜頭石油原油；石油常圧蒸留ボトム；石油減圧蒸留ボトム；ピッチ、アスファルト、ビチューメン、他の重質炭化水素残油；タールサンド油；シェール油；石炭液化プロセスから誘導される液体生成物、ナフサ、およびそれらの混合物を含む。
【００３８】
ＦＣＣ触媒は、非晶質（例えば、シリカ−アルミナ）、結晶質（例えば、ゼオライトを含むモレキュラーシーブ）、またはそれらの混合物であってもよい。好ましい触媒粒子は、（ａ）非晶質多孔質固体酸母材（アルミナ、シリカ−アルミナ、シリカ−マグネシア、シリカ−ジルコニア、シリカ−トリア、シリカ−ベリリア、シリカ−チタニア、シリカ−アルミナ−希土類等など）、および（ｂ）ゼオライトを含む。母材は、三元組成物（シリカ−アルミナ−トリア、シリカ−アルミナ−ジルコニア、マグネシア、およびシリカ−マグネシア−ジルコニアなど）を含むことができる。シリカ−アルミナは、母材に、特に好ましく、アルミナ約１０〜６０ｗｔ％を含むことができる。助触媒を添加することもできる。
【００３９】
触媒粒子中のゼオライト成分の量は、一般に、触媒の全重量を基準として、約１〜約６０ｗｔ％、好ましくは約５〜約６０ｗｔ％、より好ましくは約１０〜約５０ｗｔ％の範囲であろう。記載されるように、触媒は、典型的には、触媒粒子の形態で、複合物中に含まれる。分解触媒は、制約指数（特許文献８に定義される）約１〜約１２を有する中間細孔ゼオライトを含んでもよい。適切な中間細孔ゼオライトは、ＺＳＭ−５、ＺＳＭ−１１、ＺＳＭ−１２、ＺＳＭ−２２、ＺＳＭ−２３、ＺＳＭ−３５、ＺＳＭ−４８、ＺＳＭ−５７、ＳＨ−３、およびＭＣＭ−２２を、単独または組み合わせのいずれかで含む。好ましくは、中間細孔ゼオライトは、ＺＳＭ−５である。
【００４０】
好ましくは、本発明の低位置高さ再生触媒戻しラインアセンブリは、製油所ＦＣＣの短接触時間の分解形態で用いられ、その際炭化水素原料は、分解触媒に、約１０秒未満、好ましくは５秒未満接触するであろう。短接触時間の反応工程は、いかなる既知のプロセスをも用いて達成されることができる。上述したように、本発明は、反応器ライザーの長さを、非常にわずかな変更で増大するのに用いられることができる。これは、既存のＦＣＣライザーを、より高い速度および続く分解能力で運転することを可能にし、一方同じ全触媒：油の接触時間が依然として保持される。
【００４１】
短接触時間の条件は、反応器ライザーの出口温度約９００°Ｆ〜約１２００°Ｆ（４８２〜６４９℃）、圧力約０〜約１００ｐｓｉｇ（０〜６９０ｋＰａ）を含み、好ましい反応器ライザーの滞留時間は、約１〜約５秒である。他の好ましい実施形態においては、ＦＣＣプロセスは、反応域における触媒：油の重量比約２：１〜約２０：１、より好ましくは約３：１〜約１０：１を含む。
【００４２】
好ましい実施形態の上記の記載は、本発明を実行するための好ましい手段に関する。当業者は、等しく効果的な他の手段が、本発明の趣旨を実行するのに考案されることができることを理解するであろう。
【００４３】
本発明の実施形態の利点は、更に、次の実施例によって示される。
【実施例】
【００４４】
実施例１
この実施例においては、Ｕ−ベンド再生触媒戻しライン／反応器ライザーアセンブリの流動特性を、本発明の低位置高さ（「ＲＥ」）再生触媒戻しライン／反応器ライザーアセンブリに対して試験した。
【００４５】
試験で用いられたＵ−ベンド／反応器ライザーアセンブリは、先行技術のＵ−ベンド技術の基準性能を表すものである。試験のこの部分においては、Ｕ−ベンドアセンブリを、６インチスケジュール４０管から製作した。Ｕ−ベンドアセンブリを、図１に示されるＵ−ベンドに類似して構成した。この実施例で用いられたＵ−ベンドアセンブリは、ベンド半径ＲＵ  ４２インチを有した。
【００４６】
Ｕ−ベンドアセンブリの入口を、垂直の６インチスケジュール４０管に接続した。これは、稠密流動する流動化触媒をベンドアセンブリへ供給する再生装置の直立管を模擬する。Ｕ−ベンド試験アセンブリの出口を、垂直の６インチスケジュール４０管に接続した。これは、約４０フィート／秒で保持されるリフトガス速度を有する反応器ライザーを模擬する。流動試験で用いられた触媒は、平均粒子サイズ７７ミクロンを有する典型的なＦＣＣ触媒であった。
【００４７】
圧力指示装置を、Ｕ−ベンド／反応器ライザーアセンブリに取り付けて、全圧力降下が、変動する触媒流速で測定された。Ｕ−ベンド／反応器ライザーアセンブリを、次いで、変動する触媒流速で性能試験をし、これらの速度における対応する圧力降下を測定した。試験のこの部分からのデータを、次に、表１に示す。
【００４８】
【表１】
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【００４９】
実施例２
同様に、本発明の低位置高さ（「ＲＥ」）再生触媒戻しライン／反応器ライザーアセンブリ（または「ＲＥ−ベンド」）を、製作し、性能試験をした。試験のこの部分においては、ＲＥ−ベンドアセンブリを、６インチスケジュール４０管から製作した。
【００５０】
ＲＥ−ベンドアセンブリを、図３に示されるアセンブリに類似に構成した。上流のベンドを、ベンド半径ＲＲＥ１  ４２インチを有して製作した。上流のベンドを、ベンド半径ＲＲＥ２  １４インチを有する下流のベンドに物理的に接続した。
【００５１】
試験されたＲＥ−ベンドアセンブリに取り付けられた入口（再生装置の直立管）および出口（反応器ライザー）の形態は、実施例１のＵ−ベンド試験で用いられたものと同じであった。加えて、ＲＥ−ベンド試験のリフトガスおよび触媒の特性はまた、上記の実施例１のＵ−ベンド試験に用いられたものに類似であった。
【００５２】
圧力指示装置を、ＲＥ−ベンド／反応器ライザーアセンブリに取り付けて、全圧力降下が、変動する触媒流速で測定された。ＲＥ−ベンド／反応器ライザーアセンブリを、次いで、変動する触媒流速で性能試験をし、これらの速度における対応する圧力降下を測定した。試験のこの部分からのデータを、次に、表２に示す。
【００５３】
【表２】
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【００５４】
図６は、実施例１および２からの結果を比較するプロットを示す。表１のＵ−ベンド／反応器ライザーアセンブリ試験からのデータ、および表２のＲＥ−ベンド／反応器ライザーアセンブリ試験からのデータを比較してわかるように、先の記載された利点に加えて、本発明のＲＥ−ベンドアセンブリはまた、改良された性能を、特に従来のＵ−ベンドアセンブリに比較して、より低い全圧力降下をもたらすことができる。
【００５５】
ＲＥ−ベンド／反応器ライザーの形態は、有利な流動特性を付与して、アセンブリを通る触媒流の摩擦損失が最小化され、それにより、先行技術の比較の戻りベンドアセンブリより低い必要圧力降下が、全ＲＥ−ベンド／反応器ライザーアセンブリを横切ってもたらされる。
【００５６】
表１からの１８３ポンド／秒−平方フィートのデータ点および表２からの１８３ポンド／秒−平方フィートのデータ点、並びにそれらの対応するベンド圧力降下を比較することによって、ＲＥ−ベンド／反応器ライザーアセンブリを横切る圧力降下は、比較のＵ−ベンド／反応器ライザーアセンブリを横切る圧力降下の約９１％であることがわかる。同様に、表１からの２２２ポンド／秒−平方フィートのデータ点および表２からの２３６ポンド／秒−平方フィートのデータ点を比較して、ＲＥ−ベンド／反応器ライザーアセンブリを横切る圧力降下はまた、比較のＵ−ベンド／反応器ライザーアセンブリを横切る圧力降下の約９１％である。本発明の好ましい実施形態においては、ＲＥ−ベンド／反応器ライザーアセンブリを横切る圧力降下は、比較のＵ−ベンド／反応器ライザーアセンブリを横切る圧力降下より小さいであろう。より好ましくは、本発明の実施形態においては、ＲＥ−ベンド／反応器ライザーアセンブリを横切る圧力降下は、比較のＵ−ベンド／反応器ライザーアセンブリを横切る圧力降下の約９５％未満であろう。
【００５７】
これらの実施例からわかるように、本発明の低位置高さ触媒戻しラインアセンブリは、流動接触分解プロセスの触媒戻しライン／ライザー系統における全圧力降下を低減することによって、比較のＵ−ベンド触媒戻しラインより優れた性能を示すことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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