(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
濃厚床反応部を含む流動コーキング反応器であり、前記濃厚床反応部は、垂直軸を中心とした円形の水平断面を有し、なおかつ、反応器壁で規定されていて、前記床において、重質油原料を熱分解して固体コークおよび揮発性分解生成物を形成し、前記反応器が、
前記濃厚床反応部において微細固体コーク粒子の床を流動化するために流動ガスを注入する基部領域と、
前記反応部の前記反応器壁の周囲に沿って、前記基部領域の上方の種々の高さに配置される複数の重質油入口と、
ガスおよび微細固体コーク粒子が前記反応器を出る頂部領域と、
前記反応器の基部よりも上方の前記反応部に中央開口を有する少なくとも一つの円錐台形バッフルと
を含み、各バッフルが、前記反応器壁において、上部端部から下がって下方に延び、なおかつ、前記反応器壁から、前記中央開口を規定する下方の内側の端部まで、放射状内側に延びている、流動コーキング反応器。
【請求項２】
前記反応器壁の周囲に沿って、前記反応器の基部領域の上方の種々の高さにリング状に配置された複数の重質油入口を有し、なおかつ、複数の円錐台形バッフルが、前記反応器の基部の上方の前記濃厚床反応部の種々の高さに配置されて含まれ、各バッフルが、前記重質油入口リングの連続する対の間に配置される、請求項１に記載の反応器。
【請求項３】
前記頂部領域に複数のサイクロンを含み、各サイクロンが、
（ｉ）流出するガスおよびコーク粒子の流れに対するサイクロン入口と、
（ｉｉ）前記反応部の上方の独立したプレナムへのサイクロンガス出口と、
（ｉｉｉ）前記サイクロンにおいて前記ガスから分離されたコーク粒子を戻すためのサイクロンディプレグと
を有する、請求項１または２に記載の反応器。
【請求項４】
前記反応器の前記基部領域にストリッピング部を含み、前記ストリッピング部がストリッパーシェッドとストリッピングスチームのスパージャーとを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の反応器。
【請求項５】
前記反応器の前記基部領域の上方の前記濃厚床反応部において、種々の高さに配置された複数の円錐台形バッフルを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の反応器。
【請求項６】
前記濃厚床反応部は、円錐台形の形状を有し、その大きい方の断面を上側に有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の反応器。
【請求項７】
流動コーキング反応器であり、前記流動コーキング反応器が、
垂直軸を中心とした円形の水平断面を有する反応器壁と、大きい方の断面を上側に有する円錐台形の形状とによって規定される濃厚床反応部であって、重質油原料を熱分解して固体コークおよび揮発性分解生成物を形成する濃厚床反応部と、
前記濃厚床反応部の下方にある基部領域であって、前記濃厚床反応部において微細固体コーク粒子の床を流動化するために流動ガスを注入する基部領域と、
前記濃厚床反応部の前記反応器壁の周囲に沿って、前記基部領域の上方に種々の高さで配置される複数の重質油入口と、
前記濃厚床反応部の上方にあり、前記濃厚床反応部から独立したプレナムと、
前記反応器の頂部にある複数のサイクロンであって、各サイクロンが、流出するガスおよびコーク粒子の流れに対するサイクロン入口と、前記反応部の上方の前記プレナムに排出するサイクロンガス出口と、前記サイクロン中の前記ガスから分離されたコーク粒子を前記濃厚床反応部に戻すためのサイクロンディプレグとを有する複数のサイクロンと、
前記反応器の前記基部領域にあり、ストリッパーシェッドとストリッピングスチームのスパージャーとを含むストリッピング部と、
前記反応器の基部領域の上方の濃厚床反応部に種々の高さで配置される複数の円錐台形バッフルであって、各バッフルが、中央開口を有し、前記反応器壁でバッフルの上部端部から下がって下方に延び、なおかつ、前記反応器壁から、前記中央開口を規定する下方の内側の端部まで、放射状内側に延びている複数の円錐台形バッフルと
を含む、流動コーキング反応器。
【請求項８】
各バッフルが、重質油入口リングの連続する対の間に配置されている、請求項７に記載の反応器。
【請求項９】
各バッフルが、水平から３０°〜６０゜の角度で前記反応器壁から下がる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の反応器。
【請求項１０】
各バッフルが、水平から４０°〜５０゜の角度で前記反応器壁から下がる、請求項９に記載の反応器。
【請求項１１】
各バッフルは、バッフルの上部端部と下部端部との間で、前記反応器の平均の高さにおいて、全反応器断面の１０％〜７０％の環状流面積を占める、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の反応器。
【請求項１２】
各バッフルは、バッフルの上部端部と下部端部との間で、前記反応器の平均の高さにおいて、全反応器断面の２０％〜６０％の環状流面積を占める、請求項１１に記載の反応器。
【請求項１３】
各バッフルは、バッフルの上部端部と下部端部との間で、前記反応器の平均の高さにおいて、全反応器断面の２５％〜４０％の環状流面積を占める、請求項１２に記載の反応器。
【請求項１４】
各バッフルは、その内部に複数の開口を有し、粒子固体の下方への流れと、ガスの上方への流れとを可能にする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の反応器。
【請求項１５】
各バッフルは、複数のダウンカマーを備え、粒子固体の下方への流れと、ガスの上方への流れとを可能にし、前記ダウンカマーは、前記バッフルの上部の外周と、前記バッフルの下部の内側の端部との間に均等に配置されている、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の反応器。
【請求項１６】
各バッフルは、バッフルの内側の端部において、リップを有し、前記リップは、前記垂直軸に向かう方向に延びている形状を有する、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の反応器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、循環パターンが向上した循環流動床反応器に関する。より詳しくは、循環が向上し、ファウリング（付着物または汚れ）の特性が低減された流動コーキング反応器に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
循環流動床（ＣＦＢ）反応器は、種々の多相化学反応を行うのに用いられ得る周知の装置である。このタイプの反応器では、流体（ガスまたは液体）を粒状の固体物質を通して送り、その速度は、固体を懸濁し、なおかつ、固体があたかも流体であるかのように挙動させるのに十分に速い速度である。流動化は、反応器の基部の分配器（グリッド、スパージャーまたは他の手段）を通して注入される空気、スチームまたは反応物ガスなどの流動ガスにより維持される。ＣＦＢ反応器は、今日では、多くの工業用途で用いられ、その用途として、石油重質油の接触分解、オレフィンの重合、石炭のガス化、ならびに水および廃棄物の処理がある。一つの主要な有用性は、循環流動床燃焼装置の分野にあり、そこでは石炭または他の高硫黄燃料が、石灰石の存在下に燃焼されて、ＳＯＸ排出量を低減させる。窒素酸化物の排出量もまた、床（bed）で達成される比較的より低い温度の結果として低減される。他の用途は、流動床コーキングプロセスにあって、これは、流動コーキング、およびその変形であるフレキシコーキング（Ｆｌｅｘｉｃｏｋｉｎｇ）（商標）として知られている。そのいずれも、Ｅｘｘｏｎ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙによって開発されたものである。
【０００３】
流動床コーキングは、石油精製プロセスであり、このプロセスにおいて、重質石油原料（フィード）（典型的には、分留（フラクション）からの非留出残油（レシッド（resid）））が、高い反応温度（典型的には、約４８０〜５９０℃（約９００〜１１００゜Ｆ））での熱分解（コーキング）によって、より軽質かつより有用な生成物へと転化される。当該プロセスは、高温のコーク粒子を含む大きな反応器槽を有する装置で行われる。これは、所要の反応温度の流動化条件で維持され、スチームが槽の底部に注入され、コーク粒子の平均流動方向が、床を通じて、下方向である。重質油原料（フィード）は、ポンピング可能な温度へと加熱され、噴霧スチームと混合され、反応器における幾つかの連続するレベル（高さ）に配置される多数の原料ノズルを通して供給される。当該スチームは、反応器の底部のストリッパー部に注入され、ストリッパー内のコーク粒子を通して、上方へ進む。その際、コーク粒子は、上方の反応器の主要部分から降下する。原料液体の一部分は、流動床内のコーク粒子を被覆し、引き続いて、固体コークの層と、より軽質の生成物（ガスまたは気化液体として発生する）とに分解する。コーキング（熱分解）反応の軽質炭化水素生成物は、気化し、流動化スチームと混合し、流動床を通って上方に進み、コーク粒子の濃厚流動床（dense fluidized bed）の上方にある希薄相域に進む。コーキング反応で形成される気化炭化水素生成物のこのような混合物は、スチームと共に約１〜２ｍ／秒（約３〜６フィート／秒）の空塔速度で希薄相を通って、上方に流れ続ける。このとき、コークの微細な固体粒子を随伴する場合もある。随伴する固体の殆どは、一つ以上のサイクロン分離装置で、遠心力によって、ガス相から分離され、サイクロンディプレグを通って、重力によって、濃厚流動床へと戻される。反応器からのスチームと炭化水素蒸気との混合物は、続いて、サイクロンのガス出口から、プレナム（反応部の上方に配置され、かつ仕切り壁によって、反応部から独立（分離）している）のスクラバー部に排出される。この混合物は、スクラバー部において、スクラバー部のスクラバーシェッド上を下降する液体と接触することによってクエンチされる。ポンパラウンドループは、凝縮された液体を外部の冷却装置（クーラー）へと循環し、スクラバー部の頂部段へと戻して、液体生成物の最も重質な留分（フラクション）のクエンチおよび凝縮のための冷却がもたらされる。この重質留分は、典型的には、流動床反応域へと供給して戻すことによるエクスティンクションへと再循環される。
【０００４】
直ちに気化されない原料（フィード）の成分は、反応器において、コーク粒子を被覆し、引続いて固体コークの層、より軽質の生成物（ガスまたは気化液体として発生する）へと分解される。原料（フィード）と流動床との接触の際に、コーク粒子のいくつかは、でこぼこになるか、または原料によっては、極めて重度に被覆される場合があり、また、他のコーク粒子との衝突の際に、互いに結合する場合がある。これらのより重いコーク粒子は、ストリッパー部の底部に注入されるスチームによって、効果的に流動化されない場合があり、そのために、このような粒子は、その後、反応器部からストリッパー部へと降下して進み、そこで、このような粒子は、ストリッパー部のシェッド（主にシェッドの最上段）に付着および蓄積する場合がある。従来から、ストリッパー部は、多数のバッフルを有し、このバッフルは、通常、その形状（ストリッパーの本体を横切り、いくつかの重ねられた段または層であって、長手方向に延びる逆向きの通路（チャネル）部の形状）から「シェッド」と呼ばれる。コークは、ストリッパーを通るその下降通路において、これらのシェッド上を進み、シェッドの下方の槽の底部で、スパージャーから入るスチームに曝露され、コークがストリッパーを上昇する際に再分配される。反応器からの固体コークは、主に炭素からなり、より少量の水素、硫黄、窒素ならびに痕跡量のバナジウム、ニッケル、鉄および他の元素を原料（フィード）に由来して含むが、このような固体コークは、ストリッパーを通り、反応器槽から出て燃焼装置へと進み、そこで、固体コークは、その一部が、流動床において空気とともに燃焼されて、その温度が約４８０から７００℃（約９００゜から１３００゜Ｆ）へと昇温され、その後、高温のコーク粒子は、流動床の反応域へと再循環されて、コーキング反応のための熱を提供し、コーク形成のための核として機能する。
【０００５】
また、フレキシコーキング（商標）プロセスは、Ｅｘｘｏｎ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙによっても開発されたが、これは、実際のところ、流動コーキングプロセスであり、これは、反応器（リアクター）および燃焼装置（バーナー）（しばしば、当該プロセスの変形においては加熱装置（ヒーター）と呼ばれる）を含む装置（または設備もしくはユニット）で運転される。上記されるように、これはまた、コーク生成物を空気／スチームの混合物との反応によってガス化して、低い発熱量の燃料ガスが形成されるガス化装置（gasifier）を含む。この加熱装置は、この場合には、酸素不足環境で運転される。ガス化装置の生成物ガスは、随伴コーク粒子を含むが、これは、加熱装置へ戻されて、反応器の熱要求の一部分が提供される。ガス化装置から加熱装置へ送られるコークの戻りストリームは、熱要求の残りを提供する。加熱装置を出る高温のコークガスは、浄化のために処理される前に、高圧スチームを生成するのに用いられる。コーク生成物は、連続的に、反応器から除去される。フレキシコーキングプロセスおよび流動コーキングプロセスの間の類似性を考慮して、用語「流動コーキング」は、本明細書においては、区別が必要とされる場合を除いて、流動コーキングおよびフレキシコーキングの両方を指し、かつそれらを包含して用いられる。
【０００６】
流動コーキング装置のストリッピング部は、反応器の下方部分に配置される。反応器からのコーク粒子は、ストリッパーに進み、そこでコーク粒子は、ストリッピング部の底部に配置されるスパージャーからのストリッピングスチームと接触されて、炭化水素蒸気相生成物が、コークから除去される。当該コークは、装置の底部から運び出される。反応器の良好に混合される特性の結果として、ストリッパーに入る一定量のコークは、依然として、分解可能な炭化水素物質で被覆されている。この物質については、ストリッパーは、さらなる反応部として機能し、そこで分解および乾燥が生じ得る。この物質が、ストリッパーを通って進行する際に、さらなる分解反応が生じる。このような理由から、プラグ流れ（プラグフロー）の挙動は、ストリッパーにおいては、極めて望ましく、燃焼装置または加熱装置に炭化水素キャリアンダとして送られる分解可能な物質の量が最小にされる。ここで、この物質は、コークへと品質が効果的に落とされる。基本的な流動コーカーについては、フレキシコーカーとは異なり、この現象は、量が少ないことから、顕著な欠点ではない。しかし、フレキシコーカーの場合には、この物質は、加熱装置へと送られ、そこでこの物質は、高温の酸素不足の環境へと曝露される。加熱装置に入る未反応物質は、分解して、全範囲の蒸気相生成物を形成し得る。これらの生成物は、次いで、加熱装置のオーバーヘッドに運び上げられ、そこで、これらの生成物は、表面で凝縮され得る。これは、能力および／または運転時間の限界をもたらす。
【０００７】
炭化水素キャリアンダは、流動コーキング装置の主要な問題ではないものの、これらの装置は、ストリッパーの運転から生じる異なるタイプの問題に遭遇する。ストリッパーシェッド（典型的には、「シャークフィン」と名付けられる特徴的な形状を採用するもの）へのデポジット（堆積物）の蓄積は、ストリッパーを脆弱にし、クリアランスが低減する。これは、ストリッパー部におけるコークの循環を妨げ、反応器部におけるコークの流動化を制限し、熱サイクル中に破砕される破片を捕捉することができる。それが十分に大きい場合には、シャークフィンは、結果的に、予定外の能力損失、または予定外の反応器の運転停止をもたらす可能性がある。
【０００８】
濃厚流動床は、一般に、良好に混合される反応器として作用する。しかし、計算流体力学のモデルシミュレーションおよびトレーサーでの検討では、実質量の湿潤コークが、迅速に、反応部を迂回し、ストリッパーシェッドに接触する場合があることを示している。コークデポジットの形成に関して仮定されるメカニズムは、コーク上の液体の薄膜（未転化の原料物質および一部分が転化した原料物質）が、コーク粒子を他の粒子および／またはストリッパーシェッドの表面に緩く付着させることである。湿潤膜の一部分は、コークへと転化され、コーク粒子が互いに結合する。時間の経過と共に、蒸気相からの炭化水素種は、粒子間の隙間に凝縮し、非常に堅く、かつ除去困難なデポジットがもたらされる。
【０００９】
流動コーキング装置の現行の手法は、熱分解反応を促進するのに、反応器温度を上げることである。これは、コークが、より早く乾燥することを可能にし、それによりストリッパーに入る湿潤コークの量が低減される。しかし、より高い反応器温度は、炭化水素蒸気の再分解の速度を増大し、Ｃ４＋（Ｃ４以上）の液体の収率を低減して、経済的損失がもたらされる。
【００１０】
この問題を解決するための他の試みがこれまでになされていて、様々な程度で成功している。例えば、ストリッパーは、スチームスパージャーをストリッパーシェッドの下側に配置して、取付けられている。これは、非特許文献１に報告されている。また、所定の間隔で開口を有するシェッドが用いられていて、スパージャーは、一定のスチーム流れをその穴に供給して、ファウリングを低減する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｈｓｉａｏｔａｏ  Ｂｉら著「Ｆｌｏｏｄｉｎｇ  ｏｆ  Ｇａｓ−Ｓｏｌｉｄｓ  Ｃｏｕｎｔｅｒｃｕｒｒｅｎｔ  Ｆｌｏｗ  ｉｎ  Ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ  Ｂｅｄｓ」（Ｅｎｇ．Ｃｈｅｍ．Ｒｅｓ．、第４３巻、第５６１１〜５６１９頁、２００４年）
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（発明の要旨）
本発明者らは、ここで、循環流動床反応器の改良形態を発明した。当該循環流動床反応器において、反応器の基部の流動ガス分配器のファウリングは、反応器の原料（フィード）成分、反応生成物、あるいは原料または反応生成物と反応器不活性物との混合物によるかのいずれにせよ、問題である。この形態は、特に、流動コーキング反応器で有用であるが、潜在的には、類似の問題に遭遇する他のＣＦＢ反応器においても有用である。
【００１３】
本発明によると、循環流動床反応器は、濃厚床反応部（または高濃度床反応部）を有し、この濃厚床反応部は、垂直軸を中心として、反応器壁によって規定される（区切られる）円形の水平断面を有する。この反応器は、上記濃厚床反応部において、微細固体粒子の床を流動化するために流動ガスを注入する基部領域と、ガスおよび微細粒子固体が反応器を出る頂部の出口と、反応器の基部の上方の反応部に少なくとも一つの円錐台形ステージバッフル（frusto-conical staging baffle）とを有する。バッフル、すなわち各バッフルは、反応器壁において、バッフルの上部端部から下がって（または垂れ下がりもしくはぶら下がって）下方に延び、なおかつ、反応器壁から、中央の円形開口を規定（または定義もしくは画定）する下方の内側の端部まで、放射状内側に延びる。これらのステージバッフルは、典型的には、水平から３０゜〜６０゜の角度で、反応器壁から下方かつ内側に延びる。各バッフルは、その反応器の高さにおいて、好ましくは、全反応器断面の１０〜７０％の環状流面積を占める。最良の結果のためには、複数のバッフルが、反応器の基部の上方の反応器濃厚床の種々の高さで（任意に高さを変えて）配置される。
【００１４】
流動コーキング装置で用いられる好ましい形態において、反応器は、
反応器壁によって区切られ、典型的には大きい方の断面を上側に有する円錐台形の形状（形態）を有する濃厚床反応部と、
上記の濃厚床反応部の下方にあって、濃厚床反応部において微細固体コーク粒子の濃厚床を流動化するために流動ガスを注入する基部領域と、
上記の反応器壁の周囲に沿って、基部領域の上方の種々の高さに配置される重質油入口と、
上記の濃厚床反応部の上方にあって、濃厚床反応部から独立した（または分離した）プレナム部またはスクラバー部と、
上記の濃厚床反応部の頂部にある複数のサイクロンであって、各サイクロンが、流出するガスおよびコーク粒子の流れ（フロー）に対する（フローを受ける）サイクロン入口と、反応部の上方のプレナムに排出するサイクロンガス出口と、サイクロン中のガスから分離されるコーク粒子を濃厚床反応部に戻すためのサイクロンディプレグとを有するサイクロンと、
上記反応器の基部領域にあって、ストリッパーシェッドとストリッピングスチームのスパージャーとを含むストリッピング部と、
上記反応器の基部領域の上方の濃厚床反応部において、種々の高さに配置される複数の円錐台形バッフルと
を含む。
【００１５】
上記反応器は、装置内において、標準的な方法で、コークラインを介して燃焼装置／加熱装置と結合されるであろう。すなわち、低温コークトランスファーラインは、コークをストリッパーの底部から燃焼装置／加熱装置に運び、高温コークリターンラインは、高温コークを燃焼装置／加熱装置から反応器に戻す。フレキシコーカーの場合には、ガス化装置部は、上記の加熱装置槽に続く。
【００１６】
以下の図面が添付される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】流動コーキング装置の典型的な反応器の概略図であり、垂直部にステージバッフルが組み込まれている。
【図２】ダウンカマーを有するステージバッフルを示す。
【図３】図２に示すバッフルの一部の断面を示す。
【図４】バッフルダウンカマーの頂部の別の形態の断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（詳細な説明）
流動コーキング装置の反応器の概略図である図１において、反応器のコーキング域１０は、加熱された種（シード）コーク粒子の濃厚相流動床１１を含み、そこに原料材（フィードストック）が注入される。原料は、コーキング（熱分解）反応を開始し、床内で循環する高温の流動化コーク粒子上に新しいコーク層を析出するのに十分な温度へと加熱される。コーキング域は、その主要断面を最上部に有する僅かに円錐台形の形状を有し、そのため、ガスは、反応器槽の頂部に向かって減速する。槽の上方部分は、典型的には、形状が円筒形である。典型的には、以下にさらに記載されるように、原料（フィード）は、スクラバーを通って進む分解蒸気と接触することによって予熱される。原料は、原料リング１２ａ〜１２ｆに配置される多数のノズルを通って注入される。これらの原料リングは、原料が、噴霧スチームと共に、コーキング域１１内の高温のコーク粒子の濃厚流動床に直接入るように配置される。各原料リングは、一組のノズル（典型的には、１０〜２０個であり、図１には示されない）からなる。当該ノズルは、所定の高さで反応器壁の円周に沿って配置され、リングの各ノズルは、槽のシェルを貫通するそれ自体の原料ラインへと接続される（すなわち、１０〜２０個の管が、流動床に伸びる）。これらの原料ノズルは、典型的には、反応器の周りに非対称に配置されて、反応器内の流動パターンが、シミュレーション検討にしたがって、最適化される。ただし、ノズルの対称的な配置は、反応器内の流動パターンが、このように最適化されることができる場合には、除外されない。典型的には、４〜６個の原料リングが、異なる高さに配置される。ただし、装置が作動している間、全ての原料リングが同時に作動していなくてもよい。
【００１９】
スチームは、ストリッピングシェッド１５の直ぐ下のスパージャー１４を通って、ならびに、下部の入口１６から、コーカー反応器１０の基部で、ストリッピング部１３において流動ガスとして入る。スチームは、コーキング反応器のストリッピング域１３に、コーキング域における空塔流動化速度を得るのに十分な量で流上する。典型的には、約０．１５〜１．５ｍ／秒（約０．５〜５フィート／秒）の範囲である。コーキング域は、典型的には、４５０〜６５０℃（約８４０〜１２００°Ｆ）の範囲の温度、および約０〜１０００ｋＰａｇ（約０〜１４５ｐｓｉｇ）、好ましくは約３０〜３００ｋＰａｇ（約５〜４５ｐｓｉｇ）の範囲の圧力で維持され、蒸気留分、およびコーク（種コーク粒子の表面上に析出されるもの）を含む特徴的な転化生成物がもたらされる。
【００２０】
分解反応の揮発性生成物は、随伴コーク粒子を伴って、濃厚相反応域１１から出て、槽の上方部分１７の相転移域、および最終的には、サイクロン２０（二つのみが示され、片方を符合２０で指し示す）の入口の希薄相反応域を通って流上する。サイクロンにおいて、揮発性コーキング生成物から分離されたコーク粒子は、サイクロンディプレグ（単数または複数）２１を通ってコーク粒子の流動床へと戻され、一方、蒸気は、サイクロンのガス出口（単数または複数）２２を通って出て、反応器のスクラビング部（図示せず）に進む。スクラビング部（スクラビングシェッドに取付けられる）を通過した後、そこで、上昇する蒸気は、新規原料の流れ（フロー）と直接に接触して、反応器流出物中のより高沸点の炭化水素（典型的には、５２５℃＋（５２５℃以上）／９７５°Ｆ＋（９７５°Ｆ以上））を凝縮し、これらを新規原料と共に反応器へリサイクルする。スクラバーを出た蒸気は、次いで、生成物精留塔（図示せず）へ進む。生成物精留塔においては、転化生成物は、ナフサなどの軽質ストリーム、軽質ガス油などの中間沸点ストリーム、および生成物ボトムを含む重質ストリームとに分留される。
【００２１】
濃厚床１１から下方に、ストリッパー部１３へ進むコーク粒子は、その一部分が、ストリッパーにおいて、ストリッピングガス（通常、スチームであり、スパージャー１４およびストリッピングスチーム入口１５を経て入る）を用いることによって、吸蔵炭化水素がストリッピングされる。ストリッピングされたコーク粒子は、ライン２５を経て、加熱装置（図示せず）へ進む。この加熱装置は、約４０°〜２００℃、好ましくは約６５°〜１７５℃、より好ましくは約６５〜１２０℃（コーキング域の実際の運転温度を超える）温度で運転される。ストリッピングされたコークの一部分（燃焼することなく、コーキング域の熱要件を満足する）は、コーク戻りライン２６を通ってコーキング域へリサイクルされ、戻りライン２６から出てキャップ２７を通って進み、反応域の頂部近くで反応器に入る。残りの部分は、生成物コークとして、加熱装置から回収される。コーク戻りライン頂部のキャップは、好都合には、環状リング（これは、戻りラインの開口頂部で支えられている）を含み、平らな円形キャッププレートが、ラインおよび環状リングに対して、軸方向に中心を合わされ、環状リングを支える同じスパイダー構造によって支えられる。好ましい変形は、加熱装置からのより少ない高温コークの流れが、反応器１０内のより高い位置の第二の戻りライン２８から、希薄相の任意の地点で入ることを可能にする。希薄相において、その流れは、全て、サイクロン入口（単数または複数）に、スカーリングコークとして運ばれ、反応器のサイクロンのコーキング、および、付随する圧力降下の増大が、最小化される。装置がフレキシコーキング装置である場合には、ガス化装置部は、コークの流体接続を伴う加熱装置に続き、コークおよびガスの流れを、標準的な方法で戻す。
【００２２】
流動コーキングプロセスで処理されてもよい重質石油原料（フィード）には、重質炭化水素質油、重質石油原油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、または残渣、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、石炭スラリー、石炭液化プロセスから誘導される液体生成物（石炭液化ボトムを含む）、およびそれらの混合物が含まれる。これらの原料は、典型的には、コンラドソン炭素含有量（ＡＳＴＭ  Ｄ１８９−０６ｅ２）を少なくとも約５ｗｔ％、一般的には約５〜５０ｗｔ％を有するであろう。好ましい原料は、石油減圧残渣（レシッド）である。
【００２３】
図１に示されるように、ステージバッフル３０は、反応器壁に固定されたその上部端部から、放射状に内側方向に、かつ下方向に延び、一般に、中央の円形開口を有する円錐形状のものであって、コーク粒子の下降流、および蒸気の上昇流を可能にし、および反応器を上部原料域と下部乾燥域とに分け、それにより、下方のストリッパー域への湿潤固体のバイパス（迂回）を最小化する。バッフルは、好ましくは、水平から下方に３０〜６０°の角度で配置される。バッフルの角度として好都合な値は、水平から下方に４５°である。各バッフルは、典型的には、環状の流れ領域を覆う。このバッフルは、反応器におけるその高さで、全反応器断面の１０〜７０％、好ましくは２０〜６０％、例えば約５０％である（図１に示される円錐形状の反応器の場合には、断面積は、計算のために、上部および下部のバッフル両端の高さの間で平均化され得る）。最良の結果のためには、複数のバッフルが、反応器の基部の上方の反応器濃厚床内に、種々の高さで配置され、単一のバッフルが連続する原料リングの間に配置されるであろう。典型的には、反応器内に種々の高さで配置される場合には、高さの数は、少なくとも２または３であろうが、反応器の高さが十分である場合には、４以上が用いられてもよい。６つの原料リングを有する反応器においては、例えば、バッフルは、リング２、４および６（頂部から下向きに数えた原料リング）の下方に配置されてもよい。最下部のバッフルは、いかなる場合においても、好ましくは、図１に示されるように、一番下の原料リングの下方に配置され、連続するバッフルは、より高いレベルで、原料リング対の間に配置される。反応器の一つの特定の実施形態においては、一つのバッフルが、作動中の原料ノズルの最も低い列の下方に位置される。原料の大部分（少なくとも５０％、好ましくは少なくとも３０％）は、好ましくは、濃厚床の中間のレベル（高さ）で注入される。例えば、６個の原料リングの反応器においては、リング２、３および４（頂部から下方に数える）である。アトリッションスチームは、底部バッフルの下方にあるスパージャー１５を通って方向付けられて、循環するコークの平均粒子サイズが、制御される。
【００２４】
各バッフルは、典型的には、複数のセグメントからなり、そのそれぞれは、反応器シェルに溶接された支持体上に配置されたセグメントの湾曲したプレートからなる。各セグメント間の間隙はシールされ（塞がれ）、連続した円錐台形表面を形成し、その表面は、反応器の槽壁から内側に延び、好ましくは、槽断面積の約５０％に相当する面積の円（すなわち、そのレベル（高さ）で反応器の直径の約７０％に相当する直径の円）を規定する放射状の位置まで延びる。計算流体力学（ＣＦＤ）または他の研究によって、特定の反応器のバッフルについて、反応器断面に対して、さらに大きい比率またはさらに小さい比率が定められるべきであると示される場合（例えば、反応器断面積の３０％または６０％）、中央開口のサイズは、適宜に調整されるべきである。それぞれの場合において、反応器の直径およびバッフルの傾斜に関して、バッフルサイズを最適化するのにＣＦＤの研究が用いられてもよい。各プレートは、水平に対して選択した角度（例えば、４５°）で槽壁から内側および下方に延びている。
【００２５】
コーク粒子の乾燥を促進するために、バッフルの内側の周囲にリップを設けることが望ましいことがある。リップは、内側に下方に延びた形状を呈し、好ましくは、下方に傾斜するバッフル表面になめらかに組み合わされる。この延長は、水平または上方に向けられてもよい。しかし、通常、コークが蓄積され得るポケットを生じないように、約３０°以下の上向きである。
【００２６】
ストリッパー内部における湿潤固体の蓄積は、硬質コークのファウラントが形成する際の重要な工程であることが見出されている。すなわち、固体上にある液体は、粒子群を互いに、かつ反応器内部と結合する架橋を形成する。時間の経過に伴って、炭化水素蒸気は、結合した粒子の隙間に浸透し、熱的に反応して、硬質コークのデポジットを形成する。固体は乾燥するほど、結合が弱くなり、蓄積も急ではなくなるであろう。したがって、ファウリングの可能性の重要な尺度は、ストリッパーに入る固体の湿潤度である。ＣＦＤの研究は、バッフルがダウンカマーを備えることによって、ストリッパーへと進められる湿潤コークの割合がさらに低減されることができることを示している。事実、ダウンカマーは、反応器の周囲に向かって降下する固体の流れを再分配するように機能し、そのため、反応器の中心軸にチャネリング（流路形成）することが防止される。ダウンカマーは、また、スチームが、反応器の周囲付近で上方向に進むことを可能にし、コーク粒子が曝気され、バッフル上でのファウリングが低減される。図２の例示の形態に示されるこの形態においては、バッフル４０は、好ましくは、複数のフローダウンカマー４１（符合４１で一つのみが示されている）を含む。ダウンカマーは、標準的には、その上部の外周４２と、その下部の内側の端部４３（図２に示されないが、図３を参照されたい）との間のバッフルの周囲に均等に配置されるであろう。典型的には、各ダウンカマーの中心は、バッフルの外周と、その下方の内側の端部との間の距離の２０〜８０％、好ましくは４０〜６０％、例えば５０％の位置に配置されるであろう。各ダウンカマー４１は、標準的には、垂直管の形態であり、下降する固体に対して、バッフルを通る流路を提供する。ダウンカマー管の頂部は、図３に示されるように角度が付けられてもよく、そのため、ダウンカマー管の頂部は、バッフルの上部表面と同一平面であり、バッフルの表面を下方に流れるコーク粒子が、より容易にダウンカマー４１に入るのを可能にする。あるいは、ダウンカマー管は、図４に示されるように、バッフル表面の上方に延びて、バッフルの上側表面の上方で水平面で終わってもよい。ダウンカマーは、典型的には、ほぼバッフルの内側の端部が終了する反応器の高さまでバッフルの下方に延びる（好ましくは、この高さの上方または下方に、約１５ｃｍ（６インチ）、例えば、約７５ｍｍ（３インチ）以内）。各ダウンカマーの直径は、典型的には、槽壁からバッフルの内側の端部までの水平距離の約１０％〜７０％の範囲内である（バッフルの両端部およびダウンカマーの下方投影から測定される（バッフルの傾斜面に沿ってではない））。殆どの場合には、各ダウンカマーの直径は、槽壁からバッフルの内側の端部までの水平距離の１５〜５０％、好ましくは２５〜５０％であろう。例えば、この距離の約４０％である。ダウンカマーの全面積は、典型的には、各バッフル面積の約１０〜５０％であり、殆どの場合には、各バッフル面積の１５〜３０％、例えば約２０％である。ダウンカマーの直径および長さは、装置のサイズによって異なるであろう。典型的には、ダウンカマーの直径は、約１０〜１２メートルの直径を有する装置において、当該バッフルの高さにおいて、標準的には、約２５〜１２０ｃｍ（約１０〜４８インチ）の範囲内であろう。殆どの場合には、約６０〜１００ｃｍ（約２４〜４０インチ）であり、長さは、同じ直径の装置において、約６０〜１５０ｃｍ（約２４〜５９インチ）であり、殆どの場合には、約８５〜１３０ｃｍ（約３３〜５１インチ）である。サイズは、異なるサイズの装置においては、相対的に調整される。ダウンカマーの底部の端部は、好ましくは、バッフルの下方の端部４３とほぼ同じレベル（高さ）に配置され、そのため、コーク粒子の下方への流れは、バッフルの裏面と、反応器壁との間のデッド流空間の下方の乱流領域に導かれる。
【００２７】
管状ダウンカマーの代替として、開口を有するバッフルが提供されてもよい。また、楕円形の開口またはスロットが同じ効果を達成するであろうが、標準的には、円形である。
【実施例】
【００２８】
例１〜４
フレキシコーキング反応器における流動床の計算流体力学（ＣＦＤ）モデルを用いて、モデル化の検討を行なった。表に示される結果は、ストリッパーの断面（ストリッパーの上部の断面）で平均化した湿潤固体上での液体流速の時間平均を、円錐バッフルを有しない流動床と、円錐バッフルを有する３形態の流動床とで比較する。また、表１には、時間平均流速の標準偏差を示す。全ての流速は、円錐バッフルを有しない場合に決定された湿潤固体上での液体量について標準化（正規化）される。
【００２９】
【表１】
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【００３０】
例１と、例２、３および４との比較は、一つ以上のバッフルの存在（ダウンカマーを有するバッフル、ダウンカマーを有しないバッフル）が、ストリッパーのファウリングの可能性を減少させることを示す。例２および例３の比較は、バッフル数の増大が、ストリッパー内部のファウリングの可能性を減少させることを示す。例２および例４は、ダウンカマーが、バッフルの性能を向上させることを示す。
【００３１】
例５〜６
流動床コーキング装置における円錐バッフルの効果をさらに評価するために、モデルを開発し、バッフルによってもたらされる装置の収率（コーク、液体の収率）に対する変化を評価した。モデルは、バッフルが単一および二個の場合の結果を用いて、収率の変化を決定した。表２の結果は、基準となる場合の反応器（円錐バッフルの存在なしで運転される反応器）と比較したＣ５＋（Ｃ５以上）の液体の収率およびコークの収率の変化を示す。
【００３２】
【表２】
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【００３３】
バッフルが存在する両反応器の形態は、液体収率の向上とコークメークの減少とを示す。これらの収率の変化は、ともに指標として、バッフルの設計に有利である。単一のバッフルは、反応器におけるその位置に基づき、二つのバッフルの場合と比べて、装置の液体収率のより良好な向上、およびコークメークのより良好な減少を示す。これは、原料ノズルに関して、第二のバッフルを設けることが、反応器温度に悪影響を及ぼし、それによりステージ（staging）の効果を低減することがあり得るからである。しかし、基準となる場合を越える向上が達成される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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