(57)【要約】分解触媒から汚染物質捕捉添加剤を分離するシステムは、汚染された分解触媒、汚染された汚染物質捕捉添加剤、未使用の汚染物質捕捉添加剤および流動化ガスを受け取る１以上の流体接続を有する汚染物質除去ベッセルを含んでよい。汚染物質除去ベッセルにおいて、使用済み触媒を汚染物質捕捉添加剤と接触させてよく、汚染物質捕捉添加剤は分解触媒よりも大きい平均粒子サイズおよび／または密度を有してよい。汚染物質除去ベッセルからの塔頂流を、分解触媒およびリフティング・ガスを含む第１のストリームと、汚染物質捕捉添加剤を含む第２のストリームとに分離するセパレーターを備えてよい。第２セパレーターで回収された汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに移送するのにリサイクル・ラインを用いてよく、これにより、汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに蓄積させることができる。汚染物質除去ベッセルから汚染物質捕捉添加剤を回収するのに塔底生成物ラインを備えてよい。
2019533076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素を分解するシステムであって、
分解触媒を炭化水素原料と接触させて、炭化水素原料の少なくとも一部をより軽質の炭化水素に転化する第１リアクター；
使用済み分解触媒からより軽質の炭化水素を分離するセパレーター；
分離された使用済み分解触媒をセパレーターから触媒リジェネレーターに供給する供給ライン；
使用済み分解触媒の一部を触媒リジェネレーターから汚染物質除去ベッセルに移送する触媒移送ライン；
分解触媒よりも平均粒子サイズおよび／または密度が大きい汚染物質捕捉添加剤と、使用済み触媒とを接触させる汚染物質除去ベッセル；
汚染物質除去ベッセルからの塔頂流を、分解触媒およびリフティング・ガスを含む第１ストリームと汚染物質捕捉添加剤を含む第２ストリームとに分離する第２セパレーター；
第２セパレーターにおいて回収された汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに移送するリサイクル・ライン；
汚染物質除去ベッセルから汚染物質捕捉添加剤を回収する塔底生成物ライン；ならびに
第１ストリームを触媒リジェネレーターに移送するライン
を含む、システム。
【請求項２】
第２セパレーターが汚染物質除去ベッセルの内部にある、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
汚染物質捕捉添加剤を流動化し、かつ汚染物質捕捉添加剤および触媒を第２セパレーターに持ち越すのに十分な供給速度でリフティング・ガスを供給するように構成されているリフティング・ガス供給システムを更に含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
第２セパレーターが、塔頂流から汚染物質捕捉添加剤を分離する粒子セパレーターを含み、第２セパレーターは、
リフティング・ガス、汚染物質捕捉添加剤および分解触媒を含む塔頂流を導入する入口；
入口から塔頂流を受け取るチャンバであって、チャンバは、リフティング・ガスおよび分解触媒から汚染物質捕捉添加剤の少なくとも一部を分離するように構成されている、チャンバ；
汚染物質捕捉添加剤を回収する第１の出口；
リフティング・ガスおよび分解触媒を回収する第２の出口；ならびに
第１の出口の内部または近傍に配置された、流動化ガスを導入するディストリビューターであって、第１の粒子種を第２の粒子種から追加的に分離するのを容易にする、ディストリビューター
を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
チャンバまたはその一部の断面積が調節可能である、請求項４に記載のプロセス。
【請求項６】
チャンバの１以上のセクションの内部に配置された可動バッフルを更に含む、請求項４に記載のプロセス。
【請求項７】
触媒から汚染物質を除去するプロセスであって、
汚染物質を含む触媒を汚染物質除去ベッセルに供給すること；
汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに供給することであって、汚染物質捕捉添加剤は、触媒の平均粒子サイズより大きい平均粒子サイズおよび／または触媒より大きい密度を有する、こと；
触媒および汚染物質捕捉添加剤をリフティング・ガスで流動化し、触媒を汚染物質捕捉添加剤と接触させ、汚染物質を触媒から汚染物質捕捉添加剤へと移動させること；
リフティング・ガス、汚染物質捕捉添加剤、および汚染物質の量が低減した触媒を含む第１ストリームを汚染物質除去ベッセルから取り出すこと；
汚染物質捕捉添加剤を第１ストリームから分離し、汚染物質捕捉添加剤を含むリサイクル・ストリームと、リフティング・ガスおよび汚染物質の量が低減した触媒を含む触媒生成物ストリームとを生成すること；
リサイクル・ストリーム中の汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに戻すこと；ならびに
汚染物質除去ベッセルから汚染物質捕捉添加剤を含む第２ストリームを取り出すこと
を含む、プロセス。
【請求項８】
汚染物質が、鉄、カルシウム、ニッケル、バナジウム、硫黄、カリウムおよびリンの１種以上を含む、請求項７に記載のプロセス。
【請求項９】
バブリング床、乱流床または高速流動化フロー方式において作動する流速でリフティング・ガスを汚染物質除去ベッセルに供給することを更に含む、請求項７に記載のプロセス。
【請求項１０】
触媒から汚染物質を再生し除去する方法であって、
汚染物質を含む触媒を汚染物質除去ベッセルに供給すること；
汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに供給することであって、汚染物質捕捉添加剤は、触媒より大きい平均粒子サイズおよび／または触媒より大きい密度を有する、こと；
触媒および汚染物質捕捉添加剤をリフティング・ガスで流動化し、触媒を汚染物質捕捉添加剤と接触させ、汚染物質を触媒から汚染物質捕捉添加剤へと移動させること；
リフティング・ガス、汚染物質捕捉添加剤、および汚染物質の量が低減した触媒を含む第１ストリームを汚染物質除去ベッセルから取り出すこと；
汚染物質捕捉添加剤を第１ストリームから分離し、汚染物質捕捉添加剤を含むリサイクル・ストリームと、リフティング・ガスおよび汚染物質の量が低減した触媒を含む触媒生成物ストリームとを生成すること；
リサイクル・ストリーム中の汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに戻すこと；
汚染物質除去ベッセルから汚染物質捕捉添加剤を含む第２ストリームを取り出すこと；
触媒生成物ストリームを触媒リジェネレーターに供給すること；ならびに
リフティング・ガスから触媒を分離し、触媒リジェネレーターにおいて触媒を再生すること
を含む、方法。
【請求項１１】
汚染物質が、鉄、カルシウム、ニッケル、バナジウム、硫黄、カリウムおよびリンの１種以上を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
バブリング床、乱流床または高速流動化フロー方式において作動する流速でリフティング・ガスを汚染物質除去ベッセルに供給することを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
触媒添加ラインを介して未使用の触媒を触媒リジェネレーターに供給し、使用済み触媒取り出しラインを介して使用済み触媒を触媒リジェネレーターから取り出すことを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
リフティング・ガスが、蒸気、空気、酸素、窒素またはこれらの混合物を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
炭化水素を分解するプロセスであって、
ライザー・リアクターにおいて分解触媒を炭化水素原料と接触させて、炭化水素原料中の炭化水素をより軽質の炭化水素に転化することであって、炭化水素原料は、鉄、カルシウムおよびリンからなる群から選択される１種以上の汚染物質を更に含む、こと；
炭化水素および汚染された分解触媒を含む流出液をライザー・リアクターから回収すること；
流出液中の汚染された分解触媒から炭化水素を分離して、炭化水素生成物ストリームと、汚染された分解触媒を含む固形分ストリームとを回収すること；
固形分ストリーム中の汚染された分解触媒を触媒再生ベッセルに移送すること；
汚染された分解触媒の一部を触媒再生ベッセルから取り出し、取り出した部分を汚染物質除去ベッセルに供給すること；
汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに供給することであって、汚染物質捕捉添加剤は、分解触媒より大きい平均粒子サイズおよび／または分解触媒より大きい密度を有する、こと；
分解触媒および汚染物質捕捉添加剤をリフティング・ガスで流動化し、触媒を汚染物質捕捉添加剤と接触させ、汚染物質を触媒から汚染物質捕捉添加剤へと移動させること；
リフティング・ガス、汚染物質捕捉添加剤および汚染物質の量が低減した分解触媒を汚染物質除去ベッセルから取り出すこと；
塔頂流から汚染物質捕捉添加剤を分離し、汚染物質捕捉添加剤を含むリサイクル・ストリームと、リフティング・ガスおよび汚染物質の量が低減した分解触媒を含む触媒生成物ストリームとを生成すること；
リサイクル・ストリーム中の汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに戻すこと；
汚染物質捕捉添加剤を含む塔底流を汚染物質除去ベッセルから取り出すこと；
触媒生成物ストリームを触媒リジェネレーターに供給すること；ならびに
触媒をリフティング・ガスから分離し、触媒リジェネレーターにおいて触媒を再生すること
を含む、プロセス。
【請求項１６】
分解触媒が約２０ミクロン〜約２００ミクロンの範囲の平均粒子サイズおよび約０．６ｇ／ｃｃ〜約１．１ｇ／ｃｃの範囲の密度を有する、請求項１５に記載のプロセス。
【請求項１７】
汚染物質捕捉添加剤が約２０ミクロン〜約３５０ミクロンの範囲の平均粒子サイズおよび約０．７ｇ／ｃｃ〜約１．２ｇ／ｃｃの範囲の密度を有する、請求項１６に記載のプロセス。
【請求項１８】
分解触媒から汚染物質捕捉添加剤を分離するシステムであって、
汚染された分解触媒、汚染された汚染物質捕捉添加剤、未使用の汚染物質捕捉添加剤および流動化ガスを受け取るための１以上の流体接続を有する汚染物質除去ベッセルであって、使用済み触媒は汚染物質捕捉添加剤と接触してよく、汚染物質捕捉添加剤は分解触媒よりも大きい平均粒子サイズおよび密度を有してよい、汚染物質除去ベッセル；
汚染物質除去ベッセルからの塔頂流を、分解触媒およびリフティング・ガスを含む第１ストリームと、汚染物質捕捉添加剤を含む第２ストリームとに分離するセパレーター；
セパレーターにおいて回収された汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに移送するリサイクル・ライン；ならびに
汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルから回収する塔底生成物ライン
を含む、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示の実施形態は一般に、触媒から汚染物質を除去するプロセスおよび装置に関する。より具体的には、本明細書に開示の実施形態は、流体接触分解（ＦＣＣ）触媒からの鉄、カルシウムおよびリン等の汚染物質の改良された除去に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイトオイルおよびシェールオイルの出現により、豊富な石油資源がもたらされている。しかしながら、これは、石油の特性および化学組成の違いに起因して著しい処理の課題をもたらすものである。具体的には、製油所においてＦＣＣ技術を用いてタイト／シェールオイルを処理するためには、鉄およびカルシウム等の通常とは異なる金属が従来の原油の処理と比較して高レベルであることが、大きな課題の１つとなっている。
【０００３】
高レベルの鉄、カルシウムおよび他の金属等は、触媒の表面に鉄およびカルシウムの析出をもたらし得る。析出した鉄およびカルシウムは、金属シェルの厚い層を触媒に形成し得、それにより石油の蒸気の拡散性が損なわれ得る。その結果、転化の損失と、コークスおよび重油生成物の増加とがもたらされる。高レベルの鉄およびカルシウムが触媒に析出すると触媒の特性が変化し得、このことは触媒の循環に影響を及ぼし得、また、処理および性能の問題をもたらし得る。
【０００４】
特にタイト／シェールオイル中に見られるより高い汚染物レベルにおける、これらの通常とは異なる金属の影響を最小限にするために、精製業者は通常、触媒における金属の析出を軽減して触媒の循環を容易にするために、日常的な触媒の添加量を著しく増大させなければならない。しかしながら、これにより運転コストの劇的な増大がもたらされる。
【０００５】
触媒から金属を除去するための種々の方法および添加剤が提案されてきた。例えば、ライザー・リアクター（またはライザー反応器、ｒｉｓｅｒ  ｒｅａｃｔｏｒ）における希釈剤として用いられる添加剤、あるいは別の例として、触媒冷却器において触媒と接触させる添加剤が提案されてきた。そのようなプロセスおよび添加剤に関する特許として、特に、米国特許第８１９７６６９号、米国特許第６６１０２５５号、米国特許第５２８６６９１号、米国特許第５２６０２４０号、米国特許第５１７４８９０号および米国特許第４４６５５８８号が挙げられる。
【発明の概要】
【０００６】
本明細書に開示の実施形態は、触媒からの鉄、バナジウム、カルシウム、リン等の汚染物質の効果的な除去を提供する。鉄等の金属汚染物質の移動度が高いことに起因して、本明細書における実施形態は、汚染物質を優先的に吸収し、触媒表面における汚染物質の析出レベルを低減し、触媒活性を維持するために汚染物質捕捉添加剤（本明細書において金属捕捉添加剤ともよぶ）を用いる。
【０００７】
一の態様において、本明細書に開示の実施形態は、炭化水素を分解するシステムに関する。システムは、分解触媒を炭化水素原料と接触させて炭化水素原料の少なくとも一部をより軽質の炭化水素に転化する第１リアクター（または第１反応器）を含んでよい。使用済み分解触媒からより軽質の炭化水素を分離するためにセパレーター（または分離器）を設けてよく、分離した使用済み分解触媒をセパレーターから触媒リジェネレーター（または触媒再生器）に供給するのに供給ラインを用いてよい。触媒移送ラインは、使用済み分解触媒の一部を触媒リジェネレーターから汚染物質除去ベッセル（または汚染物質除去容器）へ移送してよい。汚染物質除去ベッセルは、使用済み触媒を、分解触媒より大きい平均粒子サイズおよび／または密度を有する汚染物質捕捉添加剤と接触させるのに用いてよい。第２セパレーターは、汚染物質除去ベッセルからの塔頂流を、分解触媒およびリフティング・ガス（ｌｉｆｔｉｎｇ  ｇａｓ）を含む第１ストリームと、汚染物質捕捉添加剤を含む第２ストリームとに分離する。リサイクル・ラインは、第２セパレーターにおいて回収した汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに移送するために設けられ、塔底生成物ラインは、汚染物質除去ベッセルから汚染物質捕捉添加剤を回収するために設けられる。第１ストリームを触媒リジェネレーターに移送するために流通導管を設けてもよい。
【０００８】
別の態様において、本明細書に開示の実施形態は、触媒から汚染物質を除去するプロセスに関する。プロセスは、汚染物質を含む触媒を汚染物質除去ベッセルに供給すること、および汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに供給することを含んでよく、汚染物質捕捉添加剤は、触媒の平均粒子サイズより大きい平均粒子サイズおよび／または触媒より大きい密度を有する。触媒および汚染物質捕捉添加剤はリフティング・ガスで流動化してよく、それにより触媒を汚染物質捕捉添加剤と接触させ、汚染物質を触媒から汚染物質捕捉添加剤に移動させてよい。プロセスは、リフティング・ガス、汚染物質捕捉添加剤および汚染物質の量が低減した触媒を含む第１ストリームを汚染物質除去ベッセルから取り出すことも含む。汚染物質捕捉添加剤を第１ストリームから分離して、汚染物質捕捉添加剤を含むリサイクル・ストリームと、リフティング・ガスおよび汚染物質の量が低減した触媒を含む触媒生成物ストリームとを生成してよい。リサイクル・ストリーム中の汚染物質捕捉添加剤は、汚染物質除去ベッセルに戻してよい。
【０００９】
別の態様において、本明細書に開示の実施形態は、触媒から汚染物質を除去して再生する方法に関する。方法は、汚染物質を含む触媒を汚染物質除去ベッセルに供給すること、および汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに供給することを含んでよく、汚染物質捕捉添加剤は、触媒より大きい平均粒子サイズおよび／または触媒より大きい密度を有する。触媒を汚染物質捕捉添加剤と接触させて触媒から汚染物質捕捉添加剤に汚染物質を移動させるため、ならびにリフティング・ガス、汚染物質捕捉添加剤および汚染物質の量が低減した触媒を含む第１ストリームを汚染物質除去ベッセルから取り出すために、リフティング・ガスによる触媒および汚染物質捕捉添加剤の流動化を提供してよい。汚染物質捕捉添加剤を第１ストリームから分離して、汚染物質捕捉添加剤を含むリサイクル・ストリームと、リフティング・ガスおよび汚染物質の量が低減した触媒を含む触媒生成物ストリームとを生成してよい。リサイクル・ストリーム中の汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに戻してよい。方法は、汚染物質捕捉添加剤を含む第２ストリームを汚染物質除去ベッセルから取り出すこと、触媒生成物ストリームを触媒リジェネレーターに供給すること、および触媒をリフティング・ガスから分離して触媒リジェネレーターにおいて触媒を再生することも含んでよい。
【００１０】
別の態様において、本明細書に開示の実施形態は、炭化水素を分解するプロセスに関する。プロセスは、ライザー・リアクターにおいて分解触媒を炭化水素原料と接触させて、炭化水素原料中の炭化水素をより軽質の炭化水素に転化することを含んでよく、炭化水素原料は、鉄、カルシウムおよびリンからなる群から選択される１種以上の汚染物質を更に含む。炭化水素および汚染された分解触媒を含む流出液（または排液、ｅｆｆｌｕｅｎｔ）をライザー・リアクターから回収してよい。プロセスは、流出液中の汚染された分解触媒から炭化水素を分離して、炭化水素生成物流と、汚染された分解触媒を含む固形分ストリーム（または固体ストリーム）とを回収すること、固形分ストリーム中の汚染された分解触媒を触媒再生ベッセルに移送すること、および汚染された分解触媒の一部を触媒再生ベッセルから取り出し、取り出した部分を汚染物質除去ベッセルに供給することも含む。汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに供給してもよく、汚染物質捕捉添加剤は、分解触媒より大きい平均粒子サイズおよび／または分解触媒より大きい密度を有する。分解触媒および汚染物質捕捉添加剤をリフティング・ガスで流動化することにより、触媒を汚染物質捕捉添加剤と接触させて、汚染物質を触媒から汚染物質捕捉添加剤に移動させ、その結果、リフティング・ガス、汚染物質捕捉添加剤および汚染物質の量が低減した分解触媒を含む塔頂流を汚染物質除去ベッセルから取り出すのが容易になる。汚染物質捕捉添加剤を塔頂流から分離して、汚染物質捕捉添加剤を含むリサイクル・ストリームと、リフティング・ガスおよび汚染物質の量が低減した分解触媒を含む触媒生成物ストリームとを生成してよい。プロセスは、リサイクル・ストリーム中の汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに戻すこと、汚染物質捕捉添加剤を含む塔底流を汚染物質除去ベッセルから取り出すこと、触媒生成物ストリームを触媒リジェネレーターに供給すること、および触媒をリフティング・ガスから分離し、触媒リジェネレーターにおいて触媒を再生することも含んでよい。
【００１１】
本明細書に開示の他の実施形態は、汚染物質捕捉添加剤を分解触媒から分離するシステムに向けられてよく、システムは、汚染された分解触媒、汚染された汚染物質捕捉添加剤、未使用の汚染物質捕捉添加剤および流動化ガスを受け取るための１以上の流体接続を有する汚染物質除去ベッセルを含んでよい。汚染物質除去ベッセルにおいて、使用済み触媒を汚染物質捕捉添加剤と接触させてよく、汚染物質捕捉添加剤は、分解触媒より大きい平均粒子サイズおよび／または密度を有してよい。汚染物質除去ベッセルからの塔頂流を、分解触媒およびリフティング・ガスを含む第１ストリームと、汚染物質捕捉添加剤を含む第２ストリームとに分離するために、セパレーターを設けてよい。第２セパレーターにおいて回収した汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに移送するのにリサイクル・ラインを用いてよく、それにより、汚染物質捕捉添加剤が汚染物質除去ベッセル内に蓄積することが可能になる。汚染物質除去ベッセルから汚染物質捕捉添加剤を回収するために塔底生成物ラインを設けてよい。
【００１２】
他の態様および利点は、以下の説明および添付の特許請求の範囲から明らかであるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本明細書に開示の１以上の実施形態に従って使用した汚染物質捕捉添加剤をＦＣＣ触媒から分離し、それをシステム・インベントリー（ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ）触媒から除去するプロセスの簡略化したプロセス・フロー図である。
【図２】図２は、本明細書に開示の１以上の実施形態に従って炭化水素を分解して軽質オレフィンを生成する改良されたプロセスの簡略化したプロセス・フロー図である。
【図３】図３は、本明細書に開示の１以上の実施形態に係るシステムおよびプロセスにおいて有用なセパレーターの簡略化したプロセス・フロー図である。
【図４】図４は、本明細書に開示の１以上の実施形態に係るシステムおよびプロセスにおいて有用なセパレーターの簡略化したプロセス・フロー図である。
【図５】図５は、本明細書に開示の１以上の実施形態に係るシステムおよびプロセスにおいて有用なセパレーターの簡略化したプロセス・フロー図である。
【図６】図６は、本明細書に開示の１以上の実施形態に係るシステムおよびプロセスにおいて有用なセパレーターの簡略化したプロセス・フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本明細書に開示の実施形態は一般に、触媒から汚染物質を除去するプロセスおよび装置に関する。より具体的には、本明細書に開示の実施形態は、流体接触分解（ＦＣＣ）触媒からの鉄、カルシウムおよびリン等の汚染物質の改良された除去に関する。別の態様において、本明細書に開示の実施形態は、分離、ユニット・インベントリーからの除去および未使用の汚染物質捕捉添加剤の添加の連続的な実施に関する。
【００１５】
本明細書における実施形態は、分解触媒から汚染物質捕捉添加剤を分離するのに分級器／セパレーターを用いてよい。このデバイスは、既存のＦＣＣストリッパーまたはリジェネレーター・ベッセルのいずれかに取り付けることができる。上で簡単に説明したように、いくつかの実施形態において、分解触媒から汚染物質捕捉添加剤を分離するシステムは、汚染された分解触媒、汚染された汚染物質捕捉添加剤、未使用の汚染物質捕捉添加剤および流動化ガスを受け取るための１以上の流体接続を有する汚染物質除去ベッセルを含んでよい。汚染物質除去ベッセルにおいて、使用済み触媒を汚染物質捕捉添加剤と接触させてよく、汚染物質捕捉添加剤は、分解触媒より大きい平均粒子サイズおよび／または密度を有してよい。汚染物質除去ベッセルからの塔頂流を、分解触媒およびリフティング・ガスを含む第１ストリームと、汚染物質捕捉添加剤を含む第２ストリームとに分離するためにセパレーターを設けてよい。第２セパレーターで回収された汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに移送するのにリサイクル・ラインを用いてよく、それにより、汚染物質捕捉添加剤が汚染物質除去ベッセルに蓄積することが可能となる。汚染物質除去ベッセルから汚染物質捕捉添加剤を回収するために塔底生成物ラインを設けてよい。
【００１６】
本明細書における実施形態に係るシステムによって提供される分離、ユニット・インベントリーからの除去、および未使用の汚染物質捕捉添加剤の添加の連続的な実施は、ＦＣＣ触媒の失活を実質的に最小限にするのに、または触媒の動的活性を向上させるのに用いてよく、かつ所望の生成物の収率および選択性を向上させるのに用いてよい。このような汚染物質除去システムは、以下に更に説明するように分解プロセスに役立ち得る。
ることができる。
【００１７】
本明細書における実施形態に係る触媒から汚染物質を除去するプロセスは、汚染物質を含む触媒を汚染物質除去ベッセルに供給することを含んでよい。触媒は、触媒活性または化合物を所望の最終生成物に転化する性能の低下をもたらす化合物または金属で汚染されていてよい。
【００１８】
プロセスは、汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに供給することも含んでよい。有用な汚染物質捕捉添加剤は、汚染物質除去ベッセル内の条件において触媒よりも汚染物質に対する親和性が高い化合物および構造物である。したがって、汚染物質は、汚染物質捕捉添加剤に優先的に吸収または保持され得る。触媒からの汚染物質捕捉添加剤の分離を容易にするために、汚染物質捕捉添加剤は、触媒より大きい平均粒子サイズおよび／または触媒より大きい密度を有してよい。
【００１９】
汚染物質除去ベッセルにおいて生じる汚染された触媒と汚染物質捕捉添加剤との混合物をリフティング・ガスで流動化してよい。混合物を流動化することにより触媒と汚染物質捕捉添加剤との密接な接触がもたらされ、それにより、汚染物質が触媒から汚染物質捕捉添加剤に移動する。リフティング・ガスは、汚染物質捕捉添加剤粒子の一部および触媒粒子の両方を流動化するのに十分な速度で汚染物質除去ベッセルに供給してよい。
【００２０】
リフティング・ガスは、蒸気、空気もしくは酸素、窒素、または他の流動化ガスを含んでよい。汚染物質除去ベッセル内の条件は、粒子間における汚染物質の移動度を高めるのに十分な温度に維持してよい。汚染物質捕捉添加剤は汚染物質に対してより高い親和性を有するので、触媒と汚染物質捕捉添加剤との間の相互作用の正味の効果は、触媒粒子からの汚染物質の除去である。
【００２１】
流動化した粒子混合物は、塔頂流として汚染物質除去ベッセルから取り出してよく、リフティング・ガス、汚染物質捕捉添加剤および今や汚染物質の量が低減した触媒を含んでよい。次いで、塔頂混合物を粒子サイズおよび／または密度に基づいて分離してよい。固形分セパレーターは、サイクロンまたは他のベッセルもしくはデバイスであってよく、固形分およびガスが共通の入口に導入され、粒子は慣性力、重力および遠心力の組合せによってサイズおよび／または密度に基づいて分離され、好ましくは、より小さい及び／又はより低密度の触媒粒子が固形分セパレーターの蒸気出口へと同伴される一方で、より大きい及び／又はより高密度の汚染物質捕捉添加剤は高密度相スタンドパイプ（ｓｔａｎｄｐｉｐｅ）またはディップレッグ（ｄｉｐｌｅｇ）を介して汚染物質除去ベッセルに戻る。
【００２２】
上述したように、流動化条件を維持して触媒および汚染物質捕捉添加剤の両方を固形分セパレーターに持ち越す（ｃａｒｒｙ  ｏｖｅｒ）。分離された汚染物質捕捉添加剤は、汚染された触媒粒子と連続的に接触させるために汚染物質除去ベッセルに戻してよい。汚染物質除去ベッセルにおいて、あるレベルの汚染物質捕捉添加剤がベッセルの底に蓄積してよく、これを連続的または間欠的に取り出して、再生または適切な廃棄へと送ってよい。
【００２３】
種々の炭化水素原料が直面し得る汚染物質として、特に、鉄、銅、カルシウム、リン、バナジウム、ニッケルおよびナトリウムの１種以上を挙げることができる。このような汚染物質は、より重質の炭化水素をより軽質の炭化水素に転化するのに用いられるＦＣＣ触媒を含む分解触媒等の触媒に悪影響を与える可能性がある。種々の汚染物質が分解触媒を汚染してその活性を低下させ得る。汚染物質はまた、細孔を塞ぐことがあり、または触媒の細孔を通じた拡散性を低下させることがあり、それにより触媒の有効性が阻害され得る。
【００２４】
上述したように、汚染物質捕捉添加剤は、汚染物質に対して触媒よりも高い親和性を有するべきである。したがって、用いられる汚染物質捕捉添加剤の特定の種類は、対象とする特定の（１種以上の）汚染物質によって決まり得る。本明細書に開示のいくつかの実施形態において有用な汚染物質捕捉添加剤として、ＦＣＣ触媒供給業者により製造される市販のバナジウム／ニッケル／鉄捕捉剤（添加剤）を挙げることができる。いくつかの実施形態において、金属捕捉添加剤として、鉄、銅、リン、バナジウム、ニッケル、ナトリウム、カルシウムまたは炭化水素原料に含まれ得る他の汚染金属を効果的に捕捉するカルシウム、スズ、セシウムまたは他の金属の助触媒（ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ）を有する酸化マグネシウムおよび／またはアルミナ系担体を挙げることができる。本発明の焦点は、（主に接触分解に関与する）ＦＣＣ触媒からこれらの汚染物質を効率的に除去して、ライザー・リアクターにおける悪影響を最小限にすることである。
【００２５】
固形分の分離効率を向上させるために、汚染物質捕捉添加剤は、分解触媒より大きい粒子サイズおよび／またはより分解触媒より大きい密度を有してよい。例えば、市販のＦＣＣユニットにおいて従来用いられているＹ型ゼオライト系ＦＣＣ分解触媒等の分解触媒は、約２０ミクロン〜約２００ミクロンの範囲の典型的な粒子サイズを有してよく、約０．６０ｇ／ｃｃ〜約１．１ｇ／ｃｃの範囲の見掛け嵩密度を有してよい。本明細書の実施形態に係るＦＣＣおよびそれと同族の分解プロセスで用いられるこれらの触媒／添加剤は、１種類の触媒または複数種の触媒の混合物を含んでよい。
【００２６】
本明細書の実施形態において有用な汚染物質捕捉添加剤は、用いられる分解触媒／添加剤より大きい粒子サイズ、例えば約２０ミクロン〜約３５０ミクロンの範囲の粒子サイズを有してよい。追加的または代替的に、汚染物質捕捉添加剤は、触媒より大きい嵩密度、例えば約０．７ｇ／ｃｃ〜約１．２ｇ／ｃｃの範囲の密度を有してよい。
【００２７】
汚染物質捕捉添加剤と触媒とのサイズおよび／または密度の差により、固形分セパレーターにおける分離が容易になり得る。本明細書の実施形態は、触媒から汚染物質捕捉添加剤を分離するのに分級器／セパレーターを用いてよい。このデバイスは、既存のＦＣＣストリッパーまたはリジェネレーター・ベッセルのいずれかに取り付けることができる。
【００２８】
汚染物質除去ベッセルにおける運転条件は、バブリング床、乱流床、高速流動化または気流輸送フロー方式において作動する流速（または流量）でリフティング・ガスを汚染物質除去ベッセルに供給することを含み得る。例えば、床は、実際の粒子密度に応じて、（例えば、約０．０１〜約１．０ｍ／ｓの範囲のガス空塔速度における）バブリング／乱流方式において、０．５〜１．２ｍ／ｓの範囲の空塔ガス速度における従来の乱流方式において、およびより高速の空塔ガス速度における高速流動化または気流輸送方式において作動してよい。
【００２９】
本明細書に開示の実施形態は、ＦＣＣ触媒からの汚染物捕捉添加剤の改良された分離、使用済み／使用した汚染物質捕捉添加剤の除去と、未使用の添加剤の添加とを連続的に実施する機能、金属の影響がわずかである場合に汚染物質移送添加剤からライザー・リアクターおよびリジェネレーターを分離する柔軟性、ならびに汚染物質除去ベッセルにおいて触媒に対する汚染物質移送添加剤の濃度を増加させる能力（この能力は、システム・インベントリーにおいて添加剤濃度が低すぎる場合に特に有用である）を含む多数の利点を提供し得る。本明細書の実施形態において採用される分離デバイスは、他の固形分分離コンセプト（「粒子の沈降速度の差および最小流動化／バブリング速度」等）と比較してより広い運転柔軟性を提供し得る。
【００３０】
汚染物質を触媒から汚染物質捕捉添加剤へ移動させる上述のシステムおよび方法は、本明細書のいくつかの実施形態に従って、触媒を再生する触媒リジェネレーターと併せて用いてよい。ＦＣＣ触媒等の触媒は、使用後に、種々の汚染物質が蓄積していることがある。汚染された分解触媒および汚染物質捕捉添加剤は汚染物質除去ベッセルに供給してよい。汚染物質捕捉添加剤は、触媒より大きい平均粒子サイズおよび／または触媒より大きい密度を有してよい。
【００３１】
次いで、触媒および汚染物質捕捉添加剤はリフティング・ガスで流動化して、触媒を汚染物質捕捉添加剤と接触させ、汚染物質を触媒から汚染物質捕捉添加剤へ移動させてよい。汚染物質除去ベッセルは、リフティング・ガスで流動化して、リフティング・ガス、汚染物質捕捉添加剤および汚染物質の量が低減した触媒を含む第１ストリームを汚染物質除去ベッセルから取り出してよい。
【００３２】
汚染物質捕捉添加剤は、サイズおよび／または密度に基づいて、第１ストリームから分離して、汚染物質捕捉添加剤を含むリサイクル・ストリームと、リフティング・ガスおよび汚染物質の量が低減した触媒を含む触媒生成物ストリームとを生成してよい。リサイクル・ストリーム中の汚染物質捕捉添加剤は、追加の汚染された触媒と連続的に接触させるために汚染物質除去ベッセルに戻してよい。汚染物質捕捉添加剤を含む第２ストリームを汚染物質除去ベッセルから取り出してもよい。
【００３３】
リフティング・ガスおよび汚染物質の量が低減した触媒を含む触媒生成物ストリームを、触媒リジェネレーターに供給してよい。触媒リジェネレーターにおいて、触媒はリフティング・ガスから分離してよく、また、再生に付してもよい。
【００３４】
汚染物を触媒から汚染物質捕捉添加剤へ移動させる上述のシステムおよび方法は、本明細書のいくつかの実施形態に従って、炭化水素を分解するシステムと併せて用いてよく、例えば、触媒およびライザー・リアクターを再生する触媒リジェネレーターを含んでよい。炭化水素を分解するプロセスは、例えば、ライザー・リアクターにおいて分解触媒を炭化水素原料と接触させて炭化水素原料中の炭化水素原料をより軽質の炭化水素に転化することを含んでよく、炭化水素原料は、鉄、カルシウムおよびリンからなる群から選択される１種以上の汚染物質を含んでよい。流出液をライザー・リアクターから回収してよく、流出液は炭化水素および汚染された分解触媒を含む。
【００３５】
炭化水素を流出液中の汚染された分解触媒から分離して、炭化水素生成物ストリームと、汚染された分解触媒を含む固形分ストリームとを回収してよい。流出液は、ガス／固形分分離を介して分離してよく、触媒を更にストリッピング剤と接触させて更なる炭化水素を除去してよい。炭化水素を分離／除去した後、次いで、汚染された分解触媒を触媒再生ベッセルに移送して再生に付してよい。
【００３６】
再生中、汚染された分解触媒の一部を触媒再生ベッセルから取り出して汚染物質除去ベッセルに供給してよい。汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに供給してもよい。汚染物質捕捉添加剤は、触媒より大きい平均粒子サイズおよび／または触媒より大きい密度を有してよい。
【００３７】
次いで、触媒および汚染物質捕捉添加剤をリフティング・ガスで流動化して、触媒を汚染物質捕捉添加剤と接触させ、汚染物質を触媒から汚染物質捕捉添加剤へ移動させてよい。汚染物質除去ベッセルをリフティング・ガスで流動化して、リフティング・ガス、汚染物質捕捉添加剤および汚染物質の量が低減した触媒を含む第１ストリームを汚染物質除去ベッセルから取り出してよい。
【００３８】
汚染物質捕捉添加剤は、サイズおよび／または密度に基づいて第１ストリームから分離して、汚染物質捕捉添加剤を含むリサイクル・ストリームと、リフティング・ガスおよび汚染物質の量が低減した触媒を含む触媒生成物ストリームとを生成してよい。リサイクル・ストリーム中の汚染物質捕捉添加剤は、更なる汚染された触媒と連続的に接触させるために汚染物質除去ベッセルに戻してよい。汚染物質捕捉添加剤を含む第２のストリームを汚染物質除去ベッセルから回収してもよい。
【００３９】
リフティング・ガスおよび汚染物質の量が低減した触媒を含む触媒生成物ストリームは、連続的な再生のために触媒リジェネレーターにフィードバックしてよい。
【００４０】
したがって、本明細書の実施形態に係る炭化水素を分解するシステムは、分解触媒を炭化水素原料と接触させて炭化水素原料の少なくとも一部をより軽質の炭化水素に転化するための、ライザー・リアクター等の第１リアクターを含んでよい。システムはまた、より軽質の炭化水素を使用済み分解触媒から分離する第１セパレーターを含んでもよい。
【００４１】
分離された使用済み分解触媒をセパレーターから触媒リジェネレーターに戻すために供給ラインを設けてよい。同様に、使用済み分解触媒の一部を触媒リジェネレーターから汚染物質除去ベッセルに移送するために触媒移送ラインを設けてよい。
【００４２】
使用済み触媒を分解触媒より大きい平均粒子サイズおよび／または密度を有する汚染物質捕捉添加剤と接触させるのに汚染物質除去ベッセルを用いてよい。汚染物質除去ベッセルから塔頂流を分離するのに第２セパレーターを用いてよい。第２セパレーターは、汚染物質除去ベッセルから塔頂流を分離するのに用いてよい。第２セパレーターは、（ｉ）第２セパレーターにおいて回収された汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに移送するリサイクル・ライン、または（ｉｉ）汚染物レベルが低減した触媒を、連続的な再生のために触媒リジェネレーターに送る塔頂生成物ラインに流体的に取り付けられてよい。
【００４３】
第２セパレーターは、サイズおよび／または密度の差に基づいて触媒または他の粒子を分離するのに用いてよい。本明細書のいくつかの実施形態において、セパレーターは、最少で１つの入口を有してよく、また、キャリアガスから粒子を分離するための最少で２つの出口を有してよく、また、汚染物質除去ベッセルの内部または外部に配置されてよい。キャリアガスが粒子と共にセパレーターに入ると、キャリアガスおよび粒子の一部が第１出口に集められ、粒子の一部がキャリアガスと共に第２出口に集められるように、慣性力、遠心力および／または重力を粒子に及ぼしてよい。セパレーターにおける力の組合せは、入口濃度に対して出口ストリームの粒子サイズおよび／または密度を大きくするという効果を有し得る。セパレーターは、ベッセル／チャンバの内部において追加のキャリアガス分布または流動化を有してよく、それにより、改良された分級を容易にし得る追加の力を粒子に及ぼしてよい。
【００４４】
ここで図１を参照すると、触媒から汚染物質を除去するシステムの簡略化したフロー図が示されている。触媒リジェネレーター１０は、ストリッパー（図示せず）からフロー・ライン１２を介して使用済み触媒を受け取ってよく、この使用済み触媒は１種類の触媒または複数種の触媒の混合物を含んでよい。触媒添加ライン１４を通じて未使用の触媒をリジェネレーター１０に添加してよく、古い触媒をリジェネレーター１０から触媒取り出しライン１６を介して除去してよい。使用済み触媒の再生および未使用の触媒の活性化は、当該技術分野で知られているように加熱および／または酸化によって行ってよく、その結果、フロー・ライン１８を介して煙道ガスが回収される。
【００４５】
触媒は、再生ベッセル１０からフロー・ライン２０を介して連続的または間欠的に除去され、汚染物質除去ベッセル２２に移送される。汚染物質捕捉添加剤は、フロー・ライン２４を介して汚染物質除去ベッセル２２に加えられる。添加された汚染物質捕捉添加剤は、未使用の及び／又は再生された汚染物質捕捉添加剤を含んでよい。汚染物質除去ベッセル２２の運転条件下でこれらの金属汚染物質が高い移動度を有することに起因して、汚染物質捕捉添加剤は、触媒と比較して金属汚染物質を優先的に吸収する。
【００４６】
リフティング・ガスは、フロー・ライン２６を介して汚染物質除去ベッセル２２の下部に導入される。リフティング・ガスは、例えば、蒸気、空気もしくは酸素、窒素または他の流動化ガスまたはこれらの混合物であってよい。リフティング・ガスの流れは、汚染物質除去ベッセル内の粒子の床を乱流床、気泡床または高速流動化方式で作動させるのに十分であってよい。
【００４７】
リフティング・ガスの流速は、触媒と汚染物質捕捉添加剤の少なくとも一部とを含む固形分を、フロー・ライン３０を通じて固形分セパレーター３２へと持ち上げるのに十分なものであるべきである。固形分セパレーター３２において、汚染物質除去ベッセルに供給される触媒と比較して汚染物質の量が低減した触媒粒子を汚染物質捕捉添加剤粒子から分離してよい。ディップレッグまたはスタンドパイプ３４を介して汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに戻してよく、フロー・ライン３６を介して触媒を持ち越すことにより触媒をリジェネレーター１０に戻してよい。
【００４８】
ある量の金属または他の汚染物質の量が蓄積した使用済み汚染物質捕捉添加剤を、フロー・ライン３８を介して汚染物質除去ベッセル２２の底部から取り出してよい。次いで、取り出した汚染物質捕捉添加剤を再生するか、あるいは適切に廃棄してよい。
【００４９】
金属捕捉添加剤をリジェネレーター１０ではなく汚染物質除去ベッセル２２に直接導入することは、金属捕捉添加剤の環境において局所的に触媒と比べて比較的高い濃度をもたらすのに用いてよい。
【００５０】
金属捕捉添加剤の特性は、再生に付されるＦＣＣ触媒と比較してより大きい粒子サイズおよび／またはより高い粒子密度を有するように調整することもできる。触媒および金属捕捉添加剤の混合物が運ばれて固形分セパレーター３２を通過する場合、より軽い及び／又はより小さいＦＣＣ触媒からより重い及び／又はより大きい金属捕捉添加剤が分離されるようにセパレーターを設計する。ＦＣＣ触媒は優先的にリジェネレーター１０に戻り、一方、金属捕捉添加剤の大部分はディップレッグまたはスタンドパイプを通って落下して汚染物質除去ベッセル２２に戻り、その結果、ベッセル２２内の金属捕捉添加剤の濃度がより高くなる。
【００５１】
固形分セパレーター３２は、サイクロンまたは他の装置もしくはベッセルであってよく、固形分およびガスが共通の入口に導入され、粒子は慣性力、重力および遠心力の組合せによってサイズおよび／または密度に基づいて分離され、好ましくは、より小さい及び／又はより低密度のＦＣＣ触媒粒子がリジェネレーター１０に向かう蒸気出口へと同伴される一方で、より大きい及び／又はより高密度の汚染物質捕捉添加剤の大部分は高密度相スタンドパイプまたはディップレッグを介して汚染物質除去ベッセル３２に戻る。本明細書の種々の実施形態において有用な固形分セパレーター３２は図３〜６に関連して以下に説明する。
【００５２】
ここで図２を参照すると、炭化水素原料を分解してより軽質の炭化水素を製造するシステムの簡略化したフロー図が示されており、同様の数字は同様の部品を表している。本明細書の実施形態は、減圧軽油および／または重油残渣等の軽質、中質または重質の炭化水素供給物等の炭化水素供給物を接触分解して、例えば、プロピレンおよびエチレン等の軽質オレフィン、高オクタン価を有する芳香族およびガソリン、または中間留分を高収率で製造するのに用いてよい。この目的を達成するために、汚染物質除去ベッセルは、ライザー・リアクター等の流体接触分解リアクターと一体化される。
【００５３】
触媒再生ベッセル１０および汚染物質除去ベッセル２２の運転は上述したとおりである。触媒再生ベッセル１０において、ライザー・リアクターおよび汚染物質除去ベッセルの両方から回収された使用済み触媒を再生する。再生した後、触媒は、フロー・ライン５０を介して再生ベッセルからライザー・リアクター３（並流リアクター）に供給してよい。
【００５４】
ライザー・リアクター３において、蒸気等のリフティング・ガス１および１種以上の炭化水素供給物２を触媒と接触させて、炭化水素の少なくとも一部を分解し、より軽質炭化水素を形成する。リフト蒸気に加えて、Ｃ４オレフィンおよびナフサ等の供給ストリームを炭化水素供給物２とは別個に注入する準備をしてもよく、入口２の上流（Ｊ−ベンドのライザーのＹ字部付近等）に注入してよく、または図示されているように入口２の下流に注入してもよい。ライザー運転の一例として、重質石油残渣供給物を、第１ライザー・リアクター３の底部付近に位置する１以上の供給注入器２を通じて注入する。重質石油供給物は、Ｊ−ベンドを通じて導入された高温の再生された触媒と接触する。触媒は、例えば、Ｙ型ゼオライト系触媒であり得、Ｙ型ゼオライト系触媒は単独で用いてよく、またはＺＳＭ−５もしくはＺＳＭ−１１等の他の触媒と組み合わせて用いてよい。次いで、流出液をライザー・リアクター３から回収してよく、流出液は分解された炭化水素生成物および使用済み触媒留分を含む。
【００５５】
供給物を気化する及び／又は供給物の温度を所望のリアクター温度（５００℃〜約７００℃の範囲等）に上昇させるのに必要な熱、ならびに吸熱（反応熱）に必要な熱は、リジェネレーター１０から来る高温の再生された触媒によって供給してよい。ライザー・リアクター３における圧力は通常、約１バール〜約５バールの範囲である。
【００５６】
ライザー・リアクターからの流出液（分解された炭化水素および使用済み触媒）を遊離（ｄｉｓｅｎｇａｇｅｍｅｎｔ）ベッセル８に供給して、分解された炭化水素生成物から使用済み触媒留分を分離する。軽質オレフィン、Ｃ４炭化水素およびナフサ範囲の炭化水素およびより重質の炭化水素を含む分解された炭化水素生成物を分離して、所望の生成物または生成物留分を回収してよい。例えば、分解反応の大部分が完了した後、生成物、転化されていない供給蒸気および使用済み触媒の混合物が、サイクロン格納ベッセル８に収納される２段サイクロンシステムに流入する。２段サイクロンシステムは、蒸気から使用済み触媒を分離する一次サイクロン４を含む。使用済み触媒は、一次サイクロン・ディップレッグを介してストリッパー９内に排出される。一次サイクロン４からの分離された蒸気に同伴された触媒微粒子は、第２段サイクロン６において分離される。集められた触媒は、ディップレッグ７を介してストリッパー９内に排出される。第２段サイクロン６からの蒸気は二次サイクロン出口を通って放出され、次いで、所望のオレフィンを含む生成物を回収するために、リアクター蒸気ライン１１を通って主精留器／ガス発生装置（図示せず）に送られる。
【００５７】
ディップレッグ５、７を介して回収された使用済み触媒をストリッパー床９においてストリッピングに付して、蒸気ディストリビューター（または蒸気分配器）（図示せず）を介してストリッパー９の底部に導入される蒸気の向流接触によって、侵入型（ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ）蒸気（触媒粒子間に捕捉された炭化水素蒸気）を除去する。次いで、使用済み触媒は、使用済み触媒スタンドパイプ１３およびリフト・ライン１５を介してリジェネレーター１０に移送される。ディストリビューター１７を通して燃焼空気のごく一部を導入して、使用済み触媒の円滑な移送に役立ててよい。
【００５８】
コークス化した又は使用済みの触媒は、高密度リジェネレーター床２５の中央における使用済み触媒ディストリビューターを通って排出される。リジェネレーター床２５の底部に位置する空気ディストリビューター２７によって燃焼空気を導入する。次いで、触媒上に析出したコークスを、リジェネレーター１０において燃焼空気との反応によって燃焼させる。リジェネレーター１０は、例えば、約６４０℃〜約７５０℃の範囲の温度および約１バール〜約５バールの範囲の圧力で作動してよい。汚染物質除去ベッセルからの煙道ガスおよびリフティング・ガスと一緒に同伴された触媒微粉は、第１段サイクロン１９および第２段サイクロン２１において集められてよく、それぞれのディップレッグを通ってリジェネレーター触媒床の中に排出される。第２段サイクロン２１の出口から回収された煙道ガスは、下流の廃熱回収および／または動力回収のためにリジェネレーター・プレナムを介して煙道ガスライン１８に方向づけられる。
【００５９】
いくつかの実施形態において、セパレーター３２は、図３に示すように、粒子を分離するためにＵ字型の慣性セパレーターであってよい。セパレーターは、頂部に入口７０、Ｕ字の他端にガス出口８４、およびＵ字型セパレーターの底部に主固形分出口８０を有するＵ字型に形成してよい。
【００６０】
異なるサイズを有する固形分粒子の混合物７２をキャリアガス・ストリームと一緒に入口７０を通して導入し、１回転以下の回転をさせることにより慣性分離力を固形分にかけて、異なるサイズの固形分粒子を分離する。より大きい又はより重い固形分粒子７８は、セクション７４／７６において、Ｕ字型の底部に接続されたスタンドパイプまたはディップレッグ８０へと優先的に下方に向かい、一方、より軽い又はより小さい固形分粒子は、ガス・ストリームと共に出口８２へと優先的に運ばれ、そこで、小粒子および気体の混合物８４を回収してよい。Ｕ字型セパレーターの底部における固形分出口８０（より大きい粒子を流してベッセル２２に戻すのに用いられるスタンドパイプまたはディップレッグの入口）は、所望の粒子流速に適合するのに十分な大きさであるべきである。
【００６１】
下方のスタンドパイプに入るガスの流速および主ガス・ストリーム出口から出るガスの流速を制御することにより、Ｕ字型慣性セパレーターの全体的な分離効率、ならびにより軽い又はより小さい粒子からより重い又はより大きい粒子を分離する選択性を操作することができる。これは、完全に密封されたディップレッグに及び、そこで、ディップレッグを出る唯一のガス・ストリームは、出ていく粒子フローに同伴されるストリームである。
【００６２】
いくつかの実施形態において、ガス・スパージャ７５または追加の蒸気／不活性ガスを出口部８０の頂部近傍（スタンドパイプ入口の頂部付近等）に設けてよい。セパレーター内に提供される追加のリフト・ガスは、追加のガスがより軽い固形分粒子をガス出口８４へと優先的に持ち上げ得るので、より軽い又はより小さい固形分粒子からのより重い又はより大きい固形分粒子の分離を更に容易にし得、その結果、より良好な固形分の分級がもたらされる。
【００６３】
Ｕ字型セパレーターの入口７０および出口８２における断面積ならびに（領域７４、７６を含む）Ｕ字型セパレーター全体にわたる断面積を調整して、分離効率および選択性を制御する装置内の空塔ガス速度を操作してよい。いくつかの実施形態において、１以上のセパレーター壁の位置が調整可能であってよく、または可動バッフルをセパレーターの１以上の区画内に配置してよく、この可動バッフルは、分離効率および選択性を制御するのに用いてよい。いくつかの実施形態において、システムは、出口８２の下流に粒子サイズ分析器を含んでよく、これにより、Ｕ字型セパレーターを通る流動形態のリアルタイム調整が可能になり、その結果、所望の分離が達成される。
【００６４】
直列接続されたＵ字型慣性セパレーターまたはＵ字型慣性セパレーターとサイクロンとの組合せは、より小さい粒子に対するより大きい粒子の、目的とする選択性および目的とする全体的な分離効率を同時に達成するのを可能にする柔軟性を提供し得る。
【００６５】
触媒と比較して金属捕捉添加の濃度が相対的に高いこと、ならびに金属捕捉添加剤の流動化およびリサイクルにより、ベッセル２２内で触媒が捕捉添加剤と衝突する確率が増大し、それにより金属汚染物質が添加剤表面に捕捉される。このプロセスは、添加剤の添加／取り出しから触媒再生を分離する方法としても機能し、その結果、ＦＣＣＵ運転者に大きな経済的利益がもたらされる。要約すると、本明細書の実施形態のＦＣＣプロセスは、汚染物質除去ベッセル２２内に金属捕捉添加剤に富む環境を形成し、その環境は、金属捕捉添加剤の捕捉効率を実質的に増大させ得、かつ処理ユニットへの添加剤の添加量を最小限にし得、それにより、従来の原油が一般的に伴わない鉄、カルシウム、リンおよび他の物質等の金属汚染物質を含むタイトオイルおよびシェールオイルの処理が容易になる。
【００６６】
本明細書の実施形態は、触媒または粒子混合物が固形分セパレーターによって分離されること、およびリアクターにおいて混合物中の触媒が有効かつ優先的に濃縮されることを説明している。図１および図２に示すように、ベッセル２２において濃縮された粒子は、ベッセル２２の頂部に近接した固形分セパレーター３２から戻されることが示されている。本明細書の実施形態はまた、粒子が固形分セパレーターからフロー・ライン３４を介してベッセル２２の中央または下部に戻ることを考慮しており、粒子を戻す場所は、他の可能な要因のなかでも特に、混合物中の触媒金属捕捉添加剤の種類、およびリアクター・ベッセル内の所望の触媒／添加剤の勾配によって決まり得る。本明細書の実施形態はまた、触媒がベッセル内の複数の位置に戻ることも考慮している。
【００６７】
図３に関連して説明したＵ字型粒子セパレーターに加えて、図４〜図６は、本明細書の実施形態で用いられる種々の追加のセパレーターを示している。図４を参照すると、触媒または他の粒子をサイズおよび／または密度に基づいて分離するバッフル・チャンバ・セパレーター９００は、水平導管等の入口９１０を含んでよい。次いで、水平導管に含まれる蒸気および粒子は、バッフル９１４によって偏向される前にチャンバ９１２に入る。チャンバ９１２は、第１垂直出口９１６および第１水平出口９１８に接続される。バッフル９１４は、チャンバ９１２の中央、入口９１０の近傍、またはチャンバの水平出口９１８の近傍に位置してよい。バッフルは、バッフルがより多くの又はより少ない触媒粒子を偏向させるのに用い得るように、傾斜していてよく又は移動可能であってよく、また、粒子の特定の混合物に対して構成されていてもよい。
【００６８】
本明細書のプロセスは、バッフル・チャンバ・セパレーター９００を利用して、炭化水素反応流出液等のキャリアガス中に含まれるより小さい及び／又はより低密度の粒子からより大きいおよび／またはより高密度の粒子を分離してよい。バッフル・チャンバ・セパレーター９００は、キャリアガスおよび第１の粒子種から第２の粒子種の少なくとも一部を分離し、第１垂直出口９１６を介して第２の粒子種を回収し、かつ第１水平出口９１８を介してキャリアガスおよび第１の粒子種を含む混合物を回収するように構成されてよい。セパレーターはまた、流動化ガスを導入するために、第１垂直出口の内部またはその近傍に配置されるディストリビューター（図示せず）を含んでもよく、それにより、第２の粒子種から第１の粒子種を更に分離することが容易になる。
【００６９】
ここで図５を参照すると、本明細書の実施形態に従って用いられるルーバー型セパレーターが示されている。図示し説明した他のセパレーターと同様に、ルーバー型セパレーター１０００は、触媒または他の粒子をサイズおよび／または密度に基づいて分離するのに用いてよい。ルーバー型セパレーター１０００は、チャンバ１０１２に接続された垂直入口１０１０を含んでよく、このチャンバ１０１２において、チャンバの１以上の垂直側面１０１４は狭いスロット出口１０１６を備えており、この狭いスロット出口１０１６をルーバーとも記載することがある。ルーバーの数は、分離すべき所望の粒子混合物等の用途に応じて様々であってよく、ルーバー出口を通過して出ていく蒸気の量を制御するためにルーバーの角度を調整してよい。チャンバ１０１２もまた、チャンバの底部において第１垂直出口１０１４に接続されている。
【００７０】
本明細書のプロセスは、ルーバー型セパレーター１０００を利用して、炭化水素反応流出液等のキャリアガスに含まれるより小さい及び／又はより低密度の粒子からより大きい及び／又はより高密度の粒子を分離してよい。ルーバー型セパレーター１０００は、キャリアガスおよび第１の粒子種から第２の粒子種の少なくとも一部を分離し、第１垂直出口１０１４を介して第２の粒子種を回収し、かつルーバー出口１０１６を介してキャリアガスおよび第１の粒子種を回収するように構成されてよい。セパレーターはまた、流動化ガスを導入するために、第１垂直出口の内部またはその近傍に配置されるディストリビューター（図示せず）を含んでもよく、それにより、第２の粒子種から第１の粒子種を更に分離することが容易になる。
【００７１】
ここで図６を参照すると、本明細書の実施形態に従って用いられる慣性セパレーター１１００が示されている。図示し説明した他のセパレーターと同様に、慣性セパレーター１１００は、触媒または他の粒子をサイズおよび／または密度に基づいて分離するのに用いてよい。セパレーターは、チャンバ１１１２の頂部に、チャンバ１１１２内へと延在する入口１１１０を含んでよい。いくつかの実施形態において、チャンバ１１１２内の入口１１の高さまたは配置は調節可能であってよい。セパレーターはまた、１個以上の側方出口１１１４、１１１６（１〜８の側方出口等）および垂直出口１１１８を含んでもよい。セパレーターはまた、流動化ガスを導入するために、垂直出口１１１８の内部またはその近傍に配置されるディストリビューター（図示せず）を含んでもよい。
【００７２】
異なるサイズの固形分粒子または触媒の混合物１１７２が、キャリアガス・ストリームと共に入口１１１０を通って導入される。混合物１１７２中のガスは、圧力差に基づいて優先的に出口１１１４、１１１６に向かって方向づけられ、慣性分離力は、チャンバ１１１２内に延在した入口１１１０から粒子およびキャリアガスを回転させて出口１１１４、１１１６に向かって流すことによって固形分に加えられ、慣性力が異なるサイズ／密度の粒子を分離する。より大きい及び／又はより重い固形分粒子１１７４は、セクション１１１８において、セパレーターの底部に接続されるスタンドパイプまたはディップレッグ（図示せず）へと下方に向かい、一方、より軽い及び／又はより小さい固形分粒子１１７６は、ガス・ストリームと共に出口１１１４、１１１６へと優先的に送られ、そこで、小さい粒子およびガスが回収されてよい。
【００７３】
本明細書に記載のセパレーターのそれぞれにおいて、下方のスタンドパイプ／分離チャンバに入るガスの流速および主ガス・ストリーム出口から出るガスの流速を制御することにより、より軽い又はより小さい粒子からより重い又はより大きい粒子を分離するためのセパレーターの全体的な分離効率および選択性を操作することができる。これは、完全に密封されたディップレッグに及び、そこで、ディップレッグを出る唯一のガス・ストリームは、出ていく固形分／触媒フローに同伴されるストリームである。
【００７４】
いくつかの実施形態において、ガス・スパージャまたは追加の蒸気／不活性ガスを、重い／高密度の粒子の出口部の頂部近傍（スタンドパイプ入口の頂部付近等）に設けてよい。セパレーター内に提供される追加のリフト・ガスは、追加のガスがより軽い固形分粒子をガス出口へと優先的に持ち上げ得るので、より軽い又はより小さい固形分粒子からのより重い又はより大きい固形分粒子の分離を更に容易にし得、その結果、より良好な固形分分級がもたらされる。
【００７５】
本明細書に記載の粒子セパレーターは、ベッセルの外部または内部に配置してよい。さらに、いくつかの実施形態において、粒子セパレーターの、大きい及び／又は高密度の粒子の出口は、外部ベッセルと流体接続してよく、それにより、例えば所望の触媒バランスが維持されるように、分離された粒子を所望のリアクターへと選択的にリサイクルまたは供給することを提供してよい。
【００７６】
上述したように、本明細書の実施形態は、触媒からの汚染物質の効率的な除去を提供する。本明細書に開示のプロセスの実施形態の上述した利点および特徴の１以上は、軽質オレフィン製造のために炭化水素を接触分解するための改良された又は最適なプロセスを提供し得る。上述したように、本明細書に開示の実施形態は、汚染された触媒と捕捉添加剤との改良された接触、および分解リアクターからの汚染物質除去プロセスの分離を提供し得、それにより、他の利点のなかでも特に、全体的な分解プロセスが向上し得る。
【００７７】
本開示は限られた数の実施形態を含むが、本開示の利益を有する当業者は、本開示の範囲から逸脱することなく他の実施形態を考案し得ることを理解するであろう。したがって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるべきである。
【図１】
2019533076.tif 000003
【図２】
2019533076.tif 000004
【図３】
2019533076.tif 000005
【図４】
2019533076.tif 000006
【図５】
2019533076.tif 000007
【図６】
2019533076.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和1年6月7日(2019.6.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素を分解するシステムであって、
分解触媒を炭化水素原料と接触させて、炭化水素原料の少なくとも一部をより軽質の炭化水素に転化する第１リアクター；
使用済み分解触媒からより軽質の炭化水素を分離するセパレーター；
分離された使用済み分解触媒をセパレーターから触媒リジェネレーターに供給する供給ライン；
使用済み分解触媒の一部を触媒リジェネレーターから汚染物質除去ベッセルに移送する触媒移送ライン；
分解触媒よりも平均粒子サイズおよび／または密度が大きい汚染物質捕捉添加剤と、使用済み触媒とを接触させる汚染物質除去ベッセル；
汚染物質除去ベッセルからの塔頂流を、分解触媒およびリフティング・ガスを含む第１ストリームと汚染物質捕捉添加剤を含む第２ストリームとに分離する第２セパレーター；
第２セパレーターにおいて回収された汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに移送するリサイクル・ライン；
汚染物質除去ベッセルから汚染物質捕捉添加剤を回収する塔底生成物ライン；ならびに
第１ストリームを触媒リジェネレーターに移送するライン
を含む、システム。
【請求項２】
第２セパレーターが汚染物質除去ベッセルの内部にある、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
汚染物質捕捉添加剤を流動化し、かつ汚染物質捕捉添加剤および触媒を第２セパレーターに持ち越すのに十分な供給速度でリフティング・ガスを供給するように構成されているリフティング・ガス供給システムを更に含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
第２セパレーターが、塔頂流から汚染物質捕捉添加剤を分離する粒子セパレーターを含み、第２セパレーターは、
リフティング・ガス、汚染物質捕捉添加剤および分解触媒を含む塔頂流を導入する入口；
入口から塔頂流を受け取るチャンバであって、チャンバは、リフティング・ガスおよび分解触媒から汚染物質捕捉添加剤の少なくとも一部を分離するように構成されている、チャンバ；
汚染物質捕捉添加剤を回収する第１の出口；
リフティング・ガスおよび分解触媒を回収する第２の出口；ならびに
第１の出口の内部または近傍に配置された、流動化ガスを導入するディストリビューターであって、第１の粒子種を第２の粒子種から追加的に分離するのを容易にする、ディストリビューター
を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
チャンバまたはその一部の断面積が調節可能である、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
チャンバの１以上のセクションの内部に配置された可動バッフルを更に含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
触媒から汚染物質を除去するプロセスであって、
汚染物質を含む触媒を汚染物質除去ベッセルに供給すること；
汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに供給することであって、汚染物質捕捉添加剤は、触媒の平均粒子サイズより大きい平均粒子サイズおよび／または触媒より大きい密度を有する、こと；
触媒および汚染物質捕捉添加剤をリフティング・ガスで流動化し、触媒を汚染物質捕捉添加剤と接触させ、汚染物質を触媒から汚染物質捕捉添加剤へと移動させること；
リフティング・ガス、汚染物質捕捉添加剤、および汚染物質の量が低減した触媒を含む第１ストリームを汚染物質除去ベッセルから取り出すこと；
汚染物質捕捉添加剤を第１ストリームから分離し、汚染物質捕捉添加剤を含むリサイクル・ストリームと、リフティング・ガスおよび汚染物質の量が低減した触媒を含む触媒生成物ストリームとを生成すること；
リサイクル・ストリーム中の汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに戻すこと；ならびに
汚染物質除去ベッセルから汚染物質捕捉添加剤を含む第２ストリームを取り出すこと
を含む、プロセス。
【請求項８】
汚染物質が、鉄、カルシウム、ニッケル、バナジウム、硫黄、カリウムおよびリンの１種以上を含む、請求項７に記載のプロセス。
【請求項９】
バブリング床、乱流床または高速流動化フロー方式において作動する流速でリフティング・ガスを汚染物質除去ベッセルに供給することを更に含む、請求項７に記載のプロセス。
【請求項１０】
触媒から汚染物質を再生し除去する方法であって、
汚染物質を含む触媒を汚染物質除去ベッセルに供給すること；
汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに供給することであって、汚染物質捕捉添加剤は、触媒より大きい平均粒子サイズおよび／または触媒より大きい密度を有する、こと；
触媒および汚染物質捕捉添加剤をリフティング・ガスで流動化し、触媒を汚染物質捕捉添加剤と接触させ、汚染物質を触媒から汚染物質捕捉添加剤へと移動させること；
リフティング・ガス、汚染物質捕捉添加剤、および汚染物質の量が低減した触媒を含む第１ストリームを汚染物質除去ベッセルから取り出すこと；
汚染物質捕捉添加剤を第１ストリームから分離し、汚染物質捕捉添加剤を含むリサイクル・ストリームと、リフティング・ガスおよび汚染物質の量が低減した触媒を含む触媒生成物ストリームとを生成すること；
リサイクル・ストリーム中の汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに戻すこと；
汚染物質除去ベッセルから汚染物質捕捉添加剤を含む第２ストリームを取り出すこと；
触媒生成物ストリームを触媒リジェネレーターに供給すること；ならびに
リフティング・ガスから触媒を分離し、触媒リジェネレーターにおいて触媒を再生すること
を含む、方法。
【請求項１１】
汚染物質が、鉄、カルシウム、ニッケル、バナジウム、硫黄、カリウムおよびリンの１種以上を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
バブリング床、乱流床または高速流動化フロー方式において作動する流速でリフティング・ガスを汚染物質除去ベッセルに供給することを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
触媒添加ラインを介して未使用の触媒を触媒リジェネレーターに供給し、使用済み触媒取り出しラインを介して使用済み触媒を触媒リジェネレーターから取り出すことを更に含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
リフティング・ガスが、蒸気、空気、酸素、窒素またはこれらの混合物を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
炭化水素を分解するプロセスであって、
ライザー・リアクターにおいて分解触媒を炭化水素原料と接触させて、炭化水素原料中の炭化水素をより軽質の炭化水素に転化することであって、炭化水素原料は、鉄、カルシウムおよびリンからなる群から選択される１種以上の汚染物質を更に含む、こと；
炭化水素および汚染された分解触媒を含む流出液をライザー・リアクターから回収すること；
流出液中の汚染された分解触媒から炭化水素を分離して、炭化水素生成物ストリームと、汚染された分解触媒を含む固形分ストリームとを回収すること；
固形分ストリーム中の汚染された分解触媒を触媒再生ベッセルに移送すること；
汚染された分解触媒の一部を触媒再生ベッセルから取り出し、取り出した部分を汚染物質除去ベッセルに供給すること；
汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに供給することであって、汚染物質捕捉添加剤は、分解触媒より大きい平均粒子サイズおよび／または分解触媒より大きい密度を有する、こと；
分解触媒および汚染物質捕捉添加剤をリフティング・ガスで流動化し、触媒を汚染物質捕捉添加剤と接触させ、汚染物質を触媒から汚染物質捕捉添加剤へと移動させること；
リフティング・ガス、汚染物質捕捉添加剤および汚染物質の量が低減した分解触媒を汚染物質除去ベッセルから取り出すこと；
塔頂流から汚染物質捕捉添加剤を分離し、汚染物質捕捉添加剤を含むリサイクル・ストリームと、リフティング・ガスおよび汚染物質の量が低減した分解触媒を含む触媒生成物ストリームとを生成すること；
リサイクル・ストリーム中の汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに戻すこと；
汚染物質捕捉添加剤を含む塔底流を汚染物質除去ベッセルから取り出すこと；
触媒生成物ストリームを触媒リジェネレーターに供給すること；ならびに
触媒をリフティング・ガスから分離し、触媒リジェネレーターにおいて触媒を再生すること
を含む、プロセス。
【請求項１６】
分解触媒が約２０ミクロン〜約２００ミクロンの範囲の平均粒子サイズおよび約０．６ｇ／ｃｃ〜約１．１ｇ／ｃｃの範囲の密度を有する、請求項１５に記載のプロセス。
【請求項１７】
汚染物質捕捉添加剤が約２０ミクロン〜約３５０ミクロンの範囲の平均粒子サイズおよび約０．７ｇ／ｃｃ〜約１．２ｇ／ｃｃの範囲の密度を有する、請求項１６に記載のプロセス。
【請求項１８】
分解触媒から汚染物質捕捉添加剤を分離するシステムであって、
汚染された分解触媒、汚染された汚染物質捕捉添加剤、未使用の汚染物質捕捉添加剤および流動化ガスを受け取るための１以上の流体接続を有する汚染物質除去ベッセルであって、使用済み触媒は汚染物質捕捉添加剤と接触してよく、汚染物質捕捉添加剤は分解触媒よりも大きい平均粒子サイズおよび密度を有してよい、汚染物質除去ベッセル；
汚染物質除去ベッセルからの塔頂流を、分解触媒およびリフティング・ガスを含む第１ストリームと、汚染物質捕捉添加剤を含む第２ストリームとに分離するセパレーター；
セパレーターにおいて回収された汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルに移送するリサイクル・ライン；ならびに
汚染物質捕捉添加剤を汚染物質除去ベッセルから回収する塔底生成物ライン
を含む、システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
固形分セパレーター３２は、サイクロンまたは他の装置もしくはベッセルであってよく、固形分およびガスが共通の入口に導入され、粒子は慣性力、重力および遠心力の組合せによってサイズおよび／または密度に基づいて分離され、好ましくは、より小さい及び／又はより低密度のＦＣＣ触媒粒子がリジェネレーター１０に向かう蒸気出口へと同伴される一方で、より大きい及び／又はより高密度の汚染物質捕捉添加剤の大部分は高密度相スタンドパイプまたはディップレッグを介して汚染物質除去ベッセル２２に戻る。本明細書の種々の実施形態において有用な固形分セパレーター３２は図３〜６に関連して以下に説明する。
【国際調査報告】
2019533076.tif 000009
2019533076.tif 000010
2019533076.tif 000011