(57)【要約】  流動コーキングユニットのストリッパシェッド用の改善された耐ファウリング構成は、反転した開底溝を備え、溝は、溝の長さに沿って間隔が空けられかつ溝の頂点から間隔が空けられた開口部を有する。好ましくは、溝は、逆Ｖ字構成であり、溝の各側部に、溝の各側部の底縁から延在する、下方に延在するリップが設けられる。ストリッパシェッドを、反応器槽のストリッパ部に互いに平行に配置することができ、または別法として、ストリッパ部の種々の層のシェッドを、シェッドの長手方向軸が他の列のシェッドに対して角度的に回転するように配置することができる。【選択図】図４
2013510195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーク生成物から吸蔵された炭化水素をストリッピングするための、水平に配列された、分散されたストリッピングシェッドを含むストリッピング部を備えた反応器槽を有する流動コーキングユニットであって、
前記ストリッピングシェッドの断面が、上方に頂点を有し、外縁に向かって下向きに終端する、開口部を有し底が開放された溝の形態を有することを特徴とする流動コーキングユニット。
【請求項２】
前記ストリッピングシェッドの断面が、底が開放された逆Ｖ字構造の形態を有し、
前記逆Ｖ字構造が、上方の頂点に集まる開口部を有する一対の平坦な側部を備え、
前記各側部が底縁で終端し、前記各底縁に近接して下方に延在するリップを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の流動コーキングユニット。
【請求項３】
前記側部の前記開口部が、前記各側部の前記頂点に近い上半分に位置することを特徴とする請求項２に記載の流動コーキングユニット。
【請求項４】
前記開口部が、前記開口部の中心において前記側部の幅の１０％から３５％、前記頂点から離隔していることを特徴とする請求項３に記載の流動コーキングユニット。
【請求項５】
各ストリッパシェッドが、逆Ｖ字断面の形態であり、
前記逆Ｖ字断面が、前記Ｖの頂点から下方に延在する一対の平坦な側部を備え、
前記２つの側部が前記頂点に対して平行に伸びる底縁にぶつかり、平坦なリップが各側部の前記底縁から下方に延在し、それにより前記断面によって画定されるチャンバが増大し、
前記各側部が、前記各開口部の中心において、前記側部の幅の１０％から３５％、前記頂点から離隔している開口部の列を有し、
前記各側部（開口部を含む）の総表面積に対する前記開口部の総面積が、前記側部の前記表面積の０．１パーセントから２パーセントである
ことを特徴とする請求項２に記載の流動コーキングユニット。
【請求項６】
前記各側部（開口部を含む）の前記層表面積に対する前記開口部の前記総面積が、前記側部の前記表面積の０．２５パーセントから０．５パーセントであることを特徴とする請求項５に記載の流動コーキングユニット。
【請求項７】
流動コーキングユニットであって、
反応器槽とヒータを具備し、
前記反応器槽の底部に、コーク生成物から吸蔵された炭化水素をストリッピングするための、垂直に間隔を空けて層をなして配置された、水平に配列され、分散されたストリッピングシェッドを含むストリッピング部を備え、
各ストリッパシェッドが、逆Ｖ字断面の形態であり、
前記逆Ｖ字断面が、前記Ｖの頂点から下方に延在する一対の平坦な側部を備え、
前記２つの側部が、前記頂点に対して平行に伸びる底縁にぶつかり、平坦なリップが各側部の前記底縁から下方に延在し、それにより前記断面によって画定されるチャンバが増大し、
各側部が、各開口部の中心において、前記側部の幅の１０％から３５％、前記頂点から離隔している開口部の列を有し、
各側部（開口部を含む）の総表面積に対する前記開口部の総面積が、前記側部の前記表面積の０．１パーセントから２パーセントであることを特徴とする流動コーキングユニット。
【請求項８】
前記リップの広がりが、前記側部の前記底縁の下方を、前記側部の幅（頂点から底縁）の１０パーセントから３０パーセントの距離まで延在することを特徴とする請求項２または７に記載の流動コーキングユニット。
【請求項９】
前記リップの広がりが、前記側部の前記底縁の下方を、前記側部の幅（頂点から底縁）の１５パーセントから２５パーセントの距離まで延在することを特徴とする請求項８に記載の流動コーキングユニット。
【請求項１０】
前記ストリッパシェッドが、前記ストリッパ部において垂直に間隔を空けて層をなして水平に配置され、
前記各層において、前記各層内の前記シェッドが、互いに平行に配置され、
すべての層における前記シェッドが互いに平行である
ことを特徴とする請求項２または７に記載の流動コーキングユニット。
【請求項１１】
前記ストリッパシェッドが、前記ストリッパ部において垂直に間隔を空けて層をなして水平に配置され、
前記各層において、前記各層内の前記シェッドが、互いに平行に配置され、
前記ストリッパにおいて、垂直方向に連続した位置に配置される層の対における前記シェッドが、隣接する層の対における前記シェッドから９０°の角度で回転している
ことを特徴とする請求項７に記載の流動コーキングユニット。
【請求項１２】
前記ストリッパシェッドが、前記ストリッパ部において垂直に間隔を空けて層をなして水平に配置され、
前記各層において、前記各層内の前記シェッドが、互いに平行に配置され、
すべての層における前記シェッドが互いに平行である
ことを特徴とする請求項１１に記載の流動コーキングユニット。
【請求項１３】
前記ストリッパシェッドが、前記ストリッパ部において垂直に間隔を空けて層をなして水平に配置され、
前記各層において、前記各層内の前記シェッドが、互いに平行に配置され、
互い違いになった層の対における前記シェッドが、隣接する層の対における前記シェッドから角度を持って回転している
ことを特徴とする請求項１１に記載の流動コーキングユニット。
【請求項１４】
コーク生成物から吸蔵された炭化水素をストリッピングするための、水平に配列された、分散されたストリッピングシェッドを含む下部ストリッピング部を備えた反応器槽を具備する流動コーキングユニットであって、
前記ストリッピングシェッドの断面が、各々、上方に頂点を有する、開口部を有し底が開放された溝の形態を有し、
前記開口部が、前記溝の上方部分に配置され、
前記ストリッパシェッドが、前記ストリッパ部において垂直に間隔を空けて層をなして水平に配置され、
前記各層において、前記各層内の前記シェッドが、互いに平行に配置され、
互い違いになった層の対における前記シェッドが、隣接する層の対における前記シェッドから角度を持って回転している
ことを特徴とする流動コーキングユニット。
【請求項１５】
前記ストリッピングシェッドの断面が、上方に頂点を有する、開口部を有し底が開放された溝の形態を有し、
前記溝が、外縁に向かって下向きに終端し、前記溝の下にチャンバを画定する
ことを特徴とする請求項１４に記載の流動コーキングユニット。
【請求項１６】
前記各ストリッパシェッドが、逆Ｖ字断面の形態であり、
前記逆Ｖ字断面が、前記Ｖの頂点から下方に延在する一対の平坦な側部を備え、
前記２つの側部が、前記頂点に対して平行に伸びる底縁にぶつかり、平坦なリップが各側部の前記底縁から下方に延在し、それにより前記断面によって画定されるチャンバを増大させる
ことを特徴とする請求項１４に記載の流動コーキングユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動床コーキングユニットにおけるファウリングおよび炭化水素キャリアンダを軽減する改善されたストリッパ部に関する。
【背景技術】
【０００２】
流動床コーキング（流動コーキング）は、重質石油供給原料、通常は分別からの蒸留不可残油（レシッド）が、上昇した反応温度、通常は約４８０℃から５９０℃（約９００°Ｆから１１００°Ｆ）で熱分解（コーキング）により、より軽質でより有用な生成物に転化される石油精製プロセスである。プロセスは、大型の反応器槽を備えたユニットにおいて行われ、反応器槽は、槽の底部に注入されたスチームにより必要な反応温度で流動状態に維持される高温のコーク粒子を収容している。重質石油供給原料は、圧送可能な温度まで加熱され、霧化スチームと混合され、複数の供給ノズルから反応器に供給される。反応器の底部からストリッパ部に注入されたスチームは、ストリッパにおいて、上方の反応器の主部から下降するコーク粒子を通過して上方に移動する。原料液体の一部は、コーク粒子を被覆し、その後、固体コークの層と、ガスまたは気化した液体として発生するより軽質の生成物の層とに分解される。コーキング反応の軽質な炭化水素生成物は、気化し、流動スチームと混合し、上方に向かって流動床を通過しコーク粒子の濃密流動床の上方の希薄相域に入る。コーキング反応で形成された気化した炭化水素生成物のこの混合物は、コークの幾分かの微細な固体粒子を同伴して、約１メートル／秒から２メートル／秒（約３フィード／秒から６フィート／秒）の空塔速度でスチームとともに希薄相を通過して上方に流れ続ける。同伴された固体の大部分は、１つまたは複数のサイクロン分離器において遠心力によって気相から分離され、重力によりサイクロンディプレグを通って濃密流動床に戻される。反応器からのスチームおよび炭化水素蒸気の混合物は、その後、サイクロン出口から排出され、スクラバー部内のスクラバーシェッドの上に下降する液体と接触することによって急冷される。ポンプアラウンドループにより、凝縮された液体が外部冷却器にかつスクラバー部の最上列に戻るように循環し、液体生成物の最重質留分の急冷および凝縮のための冷却を提供する。この重質留分は、通常、流動床反応域に戻すことにより消滅するまで再循環する。
【０００３】
すぐには気化しない原料の成分は、反応器においてコーク粒子を被覆し、その後、固体コークの層と気体または気化流体として発生するより軽質の生成物の層とに分解される。原料が流動床と接触している間、幾分かの粒子は、原料によって不均一にまたは非常に大量に被覆される可能性があり、他のコーク粒子との衝突中に互いに付着する可能性がある。これらのより重質なコーク粒子は、ストリッパ部の底部に注入されるスチームによって効率的には流動化されない可能性があり、それにより、それら粒子は、反応器部から下方に移動してストリッパ部内に入り、そこでストリッパ部内のシェッド、主にシェッドの最上列に付着し蓄積する可能性がある。ストリッパシェッド上の堆積物の蓄積は、上方の列のシェッドの間の開放領域内への堆積物の成長のために、反応器部におけるコークの流動化を制限し最終的にユニットを停止するほど非常に深刻となる可能性がある。
【０００４】
主に炭素からなり、より少ない量の水素、硫黄、窒素、並びに極微量のバナジウム、ニッケル、鉄および原料から導出される他の元素を含む、反応器からの固体コークは、ストリッパを通過して反応器槽から出てヒータに入り、そこで流動床において空気によって部分的に燃焼し、その温度を約４８０℃から７００℃まで（約９００°Ｆから１３００°Ｆまで）上昇させ、その後、高温のコーク粒子は流動床反応域まで再循環し、コーキング反応用の熱を提供し、コーク形成用の核として作用する。
【０００５】
Ｅｘｘｏｎ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙによって開発されたＦｌｅｘｉｃｏｋｉｎｇＴＭプロセスは、実際には、上述した反応器およびヒータを含むが、空気／スチーム混合物との反応によりコーク生成物をガス化して低位発熱量燃料ガスを形成するガス化装置も含むユニットで動作する、流動コーキングプロセスである。ヒータは、この場合、酸素欠乏環境で動作する。同伴されるコーク粒子を含むガス化装置生成ガスは、ヒータに戻されることにより、反応器熱環境の一部を提供する。ガス化装置からヒータに送られるコークの戻り流は、熱要件の残りの部分を提供する。ヒータを離れる高温のコークガスを用いて、浄化のために処理される前の高圧スチームが生成される。コーク生成物は、反応器から連続的に取り除かれる。Ｆｌｅｘｉｃｏｋｉｎｇプロセスと流動コーキングプロセスとの類似性に鑑みると、本明細書では「流動コーキング」という用語を用いて、以下のストリッパ問題の説明におけるように差異化が必要となる場合を除き、流動コーキングおよびＦｌｅｘｉｃｏｋｉｎｇの両方を指しかつ包含する。
【０００６】
流動コーキングユニットのストリッピング部は、反応器の下方部分に位置している。反応器からのコーク粒子はストリッパ内に入り、そこで、ユニットの底部から運び出されるコークから炭化水素蒸気相生成物を除去するために、ストリッピング部の底部に位置するスパージャからのストリッピングスチームと接触する。反応器の十分に混合する性質の結果として、ストリッパに入る一定量のコークは、依然として亀裂する可能性がある炭化水素材料で被覆される。この材料に対して、ストリッパは、亀裂および乾燥が発生する可能性がある追加の反応部として作用する。この材料がストリッパ内を進むと、更なる亀裂反応が発生する。この理由で、炭化水素キャリアンダとしてバーナまたはヒータに送られる亀裂する可能性がある材料の量を最小限にするために、ストリッパでは栓流挙動が極めて望ましく、その場合、それは有効にコークになる。Ｆｌｅｘｉｃｏｋｅｒとは異なり、基本的な流動コーカーでは、この現象は、分量が少ないためそれほど不都合ではないが、Ｆｌｅｘｉｃｏｋｅｒの場合、この材料はヒータに送られ、そこで高温の酸素が欠乏した環境に晒される。ヒータに入る未反応材料は亀裂して、多様な蒸気相生成物を形成する可能性がある。そして、これらの生成物がヒータオーバーヘッド内に運ばれ、そこで表面上で凝縮し、容量および／または連続運転時間の制限をもたらす可能性がある。
【０００７】
キャリアンダは流動コーキングユニットにとって大きな問題ではないが、これらのユニットでは、ストリッパの動作から異なるタイプの問題が発生する。従来、ストリッパ部は複数のバッフルを有し、それらは、通常、ストリッパの本体を横切っていくつかの重なり合う列または層において長手方向に延在する反転溝断面の形態であるそれらの形状から、「シェッド」と呼ばれる。コークは、その下方へのストリッパの通過中にこれらのシェッドの上を通過し、シェッドの下方の槽の底部においてスパージャから入るスチームに晒される。スチームは、ストリッパの上方に移動する際に再分散する。流動ユニットおよびＦｌｅｘｉｃｏｋｉｎｇユニットの両方において、ストリッパシェッドの深刻なファウリングが発生する可能性があり、その結果、シェッド最上部に大量のコーク堆積物が形成されることになり、それにより流れが制限され、最終的に予期しない容量損失となる可能性がある。それらの形成に対して想定されるメカニズムは、コークの一部が、ストリッパシェッドの最上部のような静止（ｑｕｉｅｓｃｅｎｔ）／デッドゾーンにおいて固定化され、コーク上の液体（未転化原材料または部分的に転化した原材料）の薄膜により、コーク粒子が他の粒子および／またはストリッパシェッド面に緩く付着する。湿潤膜の一部がコークに転化し、コーク粒子が互いに結合する。経時的に、蒸気相からの炭化水素種は、粒子間の隙間内で凝縮し、それにより堆積物を除去することが非常に困難となる。蓄積する堆積物は特徴的な形状をとり、そのためそれらは「シャークフィン（ｓｈａｒｋ  ｆｉｎ）」と呼ばれる。これらの堆積物によってもたらされる流れ面積の低減により、ストリッパが脆弱となり、隙間の低減により、熱サイクル中に剥離した屑を捕捉する可能性がある。シャークフィンは、十分に大きい場合、ストリッパ部内のコーク循環を妨げる。ユニット内でストリッパの流体力学的動態（ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ）が乏しい場合、ユニットの容量が低減し、最終的に反応器が停止する可能性がある。
【０００８】
以前、この問題を克服する試みがなされてきたが、成功の程度は多種多様であった。例として、非特許文献１において報告されているように、ストリッパに、ストリッパシェッドの下部に位置するスチームスパージャが取り付けられていた。所定間隔の開口部を有するシェッドもまた使用され、スパージャはファウリングを低減するために穴に対して一定のスチーム流を供給する。しかしながら、こうしたシェッド穴は、場合によってはスチーム分散が不十分である結果としてファウリングする可能性があることが分かった。非特許文献１では、異なるシェッド構造のストリッパフラッディングに対する効果が論じられている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｈｓｉａｏｔａｏ  Ｂｉら著、「Ｆｌｏｏｄｉｎｇ  ｏｆ  Ｇａｓ−Ｓｏｌｉｄｓ  Ｃｏｕｎｔｅｒｃｕｒｒｅｎｔ  Ｆｌｏｗ  ｉｎ  Ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ  Ｂｅｄｓ」、Ｉｎ  Ｅｎｇ．Ｃｈｅｍ．Ｒｅｓ．２００４、４３、５６１１〜５６１９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
これらの努力にも関らず、ファウリングに対する長期の耐性とともにフラッディングに対する耐性並びに優れた隙間性能という属性を組み合わせた、改善されたストリッパシェッド構成が望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、ここで、流動コーキングユニットのストリッパシェッドのための改善された構成を考案した。本発明によれば、改善されたストリッパシェッドは、反転した開底溝を備え、それは、溝の長さに沿って間隔が空けられかつ溝の頂点から間隔が空けられている開口部を有している。好ましくは、溝は逆Ｖ字構成であり、傾斜する側部の間の先端角が６０°から１２０°、好ましくは８０°から１００°であり、９０°の角度で最適な結果が達成されると考えられる。更なる特徴は、溝が、垂直に下方の方向において外縁またはその近くで終端し、それにより、シェッドの開口部を通るガス流の駆動力が増大する。好ましい逆Ｖ字溝では、溝の各側部の溝の外縁またはその近くに、開口部を通る所望のガス流を促進してファウリングを阻止するように溝の底縁から延在する、下方に突出するリップが設けられる。
【００１２】
ストリッパシェッドを、反応器槽のストリッパ部に垂直に間隔が空けられた層で互いに平行に配置することができ、または別法として、シェッドを、シェッドの長手方向軸が、他の層のシェッドに対して角度的に、通常は直角に回転するように配置することができる。取付に対する好ましい配置は、ストリッパにおいて連続的に垂直な位置における層の交互の対のシェッドが、互いに対して９０°角度的に回転する、というものである。この変更の目的は、固体に対してより蛇行する経路を提供し、ガスが各レベルにおいて再分散するのを可能にすることである。更に、シェッドのファウリングが発生したとしても、コークの循環に対してより広い開放領域が保持される。
【００１３】
本発明によれば、流動コーキングユニットは、反応器槽とヒータとを備え、反応器槽の底部に、コーク生成物から吸蔵された炭化水素をストリッピングする垂直に間隔が空けられた層に配置された、水平に配列された、分散された（ｓｐａｒｇｅｄ）ストリッピングシェッドを含むストリッピング部を有している。各ストリッパシェッドは、上方に頂点を有しかつ下方方向において外縁に向かって終端する、開底の開口部を有する溝の形態である。好ましい形態では、ストリッパシェッドは、逆Ｖ字断面を有し、それは、Ｖの頂点から下方に延在する一対の平坦な側部を備え、２つの側部は、頂点に対して平行に伸びる底縁にぶつかり、平坦なリップが各側部の底縁から下方に延在し、それにより断面によって画定されるチャンバが増大し、各側部は、好ましくは側部の幅の１０％から３５％の距離、頂点から離隔している開口部の列を有する。各側部（開口部を含む）の総表面積に対する開口部の総面積は、側部の表面積の０．１パーセントから２パーセントの範囲である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】流動コーキングユニットの典型的な反応器の簡略図である。
【図２】本発明によるストリッパシェッド設計の概略側面図である。
【図３】本発明によるストリッパシェッド設計の概略平面図である。
【図４】クロスハッチ（ｃｒｏｓｓ−ｈａｔｃｈｅｄ）配置でのストッパシェッドを示す概略図である。
【図５】コールドフロー試験で評価される平行シェッド構成およびクロスハッチシェッド構成の概略図である。
【図６】ストリッピングシェッドの３つの異なる構成に対してストリッピング効率のコールドフロー試験の結果を示すグラフである。
【図７】ストリッパの平均気泡分率および床密度に対するストリッパシェッド設計および構成の効果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
流動コーキングユニットの反応器の非常に簡略化した図である図１では、反応器１０は、加熱された種コーク粒子のコーキング域１１に流動床を有しており、その中に、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コーク粒子上に新しいコーク層を堆積させるのに十分な温度まで加熱される供給原料。原料は、配置される原料注入ポート１２、１３、１４、１５のリングから注入され、それにより、霧化スチームとともに原料は高温コーク粒子の流動床１１内に直接入る。流動ガス、通常スチームは、コーカー反応器１０の基部から入り、導管１６を通って、コーキング域において通常約０．１５ｍ／秒から１．５ｍ／秒（約０．５フィート／秒から５フィート／秒）の範囲の空塔流動速度を得るために十分な量、コーキング反応器のストリッピング域２０に入る。コーキング域は、通常、４５０℃から６５０℃（約８４０°Ｆから１２００°Ｆ）の範囲の温度および約０ｋＰａｇから１０００ｋＰａｇ（約０ｐｓｉｇから１４５ｐｓｉｇ）、好ましくは約３０ｋＰａｇから３００ｋＰａｇ（約５ｐｓｉｇから４５ｐｉｓｇ）の範囲の圧力で維持され、その結果、蒸気留分と種コーク粒子の表面に堆積するコークとを含む、特徴的な転化生成物がもたらされる。より小さいコーク粒子を同伴する分解反応の蒸気生成物は、濃密相反応域から出て上方に向かい、相転移域、最終的に希薄相反応域を通ってサイクロンの入口（２つしか図示せず、１つを２２で示す）に入る。サイクロンにおいて蒸気コーキング生成物から分離されたより小さいコーク粒子は、サイクロンディプレグ２３を通ってコーク粒子の流動床に戻り、蒸気は、サイクロンガス出口２５によってスクラビング部２４ｂに入る。スクラビングシェッド２６が備えられているスクラビング部２４を通過した後、蒸気は、反応器部を離れて導管２７を通って生成物精留塔（図示せず）に入る。生成物精留塔では、転化生成物は、ナフサ等の軽質流、軽油等の中間沸騰流および生成物ボトムを含む重質流に精留される。望まれる場合、スクラバーで凝縮された重質材料の流れを、コーキング反応器１０に再循環させることができる。
【００１６】
反応器部１１から下方に向かってストリッパ部２０に入るより重量のあるコーク粒子は、ストリッピング域２０において、ライン１６の端部のストリッピング部の底部にスパージャを介して入るストリッピングガス、通常はスチームを用いて吸蔵された炭化水素から部分的に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２１を介してヒータ（図示せず）に入り、ヒータは、コーキング域の実際の動作温度を超えて、約４０℃から２００℃、好ましくは約６５℃から１７５℃、より好ましくは約６５℃から１２０℃の温度で動作している。コーキング域の熱要件を満足させるように燃焼しないストリッピングされたコークの部分を、コーキング域に再循環させるかまたは生成物コークとして引き出すことができる。ユニットがＦｌｅｘｉｃｏｋｉｎｇユニットである場合、コーク、戻りコークおよびガス流用の流れ接続とともに、ヒータにガス化装置部が続く。
【００１７】
流動コーキングプロセスで処理することができる重質石油原料としては、重質炭化水素質油、重質抜頭石油原油（ｈｅａｖｙ  ａｎｄ  ｒｅｄｕｃｅｄ  ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  ｃｒｕｄｅ  ｏｉｌ）、石油常圧蒸留ボトム（ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ  ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ  ｂｏｔｔｏｍｓ）、石油減圧蒸留ボトム（ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ  ｖａｃｕｕｍ  ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ  ｂｏｔｔｏｍｓ）若しくは残油、ピッチ、アスファルト、ビチューメン、他の重質炭化水素質残油、タールサンド油、頁岩油、石炭、石炭スラリー、石炭液化ボトム等、石炭液化プロセスから得られる液体生成物、およびこれらの混合物が挙げられる。こうした原料は、通常、コンラドソン炭素含有量（ＡＳＴＭ  Ｄ１８９−０６ｅ２）が少なくとも約５ｗｔ％、一般には約５ｗｔ％から５０ｗｔ％である。好ましい原料は石油減圧残油（レシッド）である。
【００１８】
ストリッピング部２０におけるストリッパシェッド１８は、ストリッパ部を水平に横切って延在している逆Ｖ字形、開底長手方向溝を備えている。ストリッパ部の側壁から内方に延在するバッフルは、下降する固体流をストリッパシェッド上に向ける。通常、シェッドは、各垂直に間隔が空けられた列または層に互いに並んで配置され、それらの間の十分な横方向間隙により、下方への固体流および上方へのガス流が可能になる。本ストリッパシェッドは、ストリッピングスチームを有効に利用して、特に「シャークフィン」が最も形成されやすいシェッドの上部におけるファウリング堆積物の形成を阻止する。
【００１９】
図２および図３は、ストリッパシェッドの好ましい構成を示す。図２は、逆Ｖ字形の形態のシェッド３０の側面図を示し、逆Ｖ字形は、Ｖの頂点３２から下方に延在する開口部を有する一対の平坦な側部３１、３１を備えており、２つの側部は、図３に示すように頂点に対して平行に伸びる底縁３３にぶつかる。平坦なリップ３４が、各側部３１の底縁３３から下方に延在し、断面によって画定されるチャンバを増大させる。両側部の開口部は、頂点に対して平行な列において各側部に沿って延在し、開口部の中心は頂点から間隔が空けられている。平坦な側部を備えた逆Ｖ字構造が好ましいが、湾曲断面を使用してもよく、たとえば、シェッドを、開口部が断面の頂部に向かって上半分に形成される、逆半パイプの形態で製造してもよいが、平坦な側部を有する構成が好ましく、それは、逆半パイプおよび他の湾曲断面で、開口部が適切に配置されない場合に流れ剥離領域に続くデッドスポットにおけるファウリングの可能性によって発生する可能性があるストリッピングガス流の流れ剥離を、平坦な側部を有する構成が回避する傾向があるためである。
【００２０】
下方に広がるリップを、図２および図３に示すような側部の底縁に、または別法として、底縁に隣接するが完全には底縁にではなく設けることができる。この場合、シェッドの断面は、屋根の軒が壁を越えて延在する家の端面図に似ることになる。いずれの場合も、断面の下方に広がる部分の目的は、ストリッピングガスの上方への流れが、シェッド断面によって画定される開底チャンバから開口部内にかつそこを通るように制限し仕向けるということである。逆半パイプ構造では、断面の下方に向いた弧が所望のガスの閉込めを提供する。
【００２１】
シェッドの寸法を、反応器の物理的なサイズおよび容量、主に設計固体流量に応じて経験的に確定する必要がある。通常、側部の幅（頂点から底縁）は、約２０ｃｍ〜５０ｃｍであり、ほとんどの場合、２５ｃｍから４０ｃｍであり、３０ｃｍ〜４０ｃｍが、大部分のユニットに対して実際に有用な範囲を表す。
【００２２】
開口部は、いかなる好都合な形状であってもよいが、製造の便宜上、円形開口部が通常好ましい。矩形または楕円形等の他の開口部または穴を使用してもよい。スロットが使用される場合、それらは、好ましくは、その長手方向軸がシェッドの頂点に対して平行であるように延在する。（シェッドの長手方向軸に対して垂直な）開口部の最大横方向寸法は、通常、頂点から底部（リップを除く）まで測定される、側部の幅の５％〜２０％、好ましくは１０％から１５％に広がる。従って、たとえば、側部が３５ｃｍであるシェッド部は、通常、直径が１．７５ｃｍから７ｃｍ、好ましくは３．５〜５．２５ｃｍの円形穴を有している。開口部は、好ましくは、頂点の近くのデッドゾーンを最小限にするために、頂点により近い各側部の上半分に位置している。頂点からの離隔は、通常、開口部の中心で測定される側部の幅の１０％から４５％、好ましくは１０％から３５％の範囲である。従って、たとえば、３５ｃｍの側部を有する上述したシェッド部は、通常、頂点から穴の中心線まで測定される、頂点から３．５ｃｍから１０．５ｃｍ離隔して位置する円形穴を有する。
【００２３】
各側部の総表面積に対する開口部の総面積は、各シェッドに存在する数穴を最大限にする（それによりシェッド頂部のデッドゾーンのサイズを最小限にする）要求と、穴が塞がらないようにする必要との妥協である。通常、表面積の約０．１パーセントから２パーセント、好ましくは表面積の約０．２５パーセントから０．５パーセントの各側部（開口部を含む）の総表面積に対する開口部の総面積。そして、開口部の間の間隔は、開口部に対する所望の相対的な面積に従って選択される。
【００２４】
側部の底縁の下方のリップの広がりは、シェッドの重要な要素であり、開口部を通るガス流に対して駆動力を増大させる。通常のシェッドの場合、リップは、側部の幅（頂点から底部）の約１０パーセントから３０パーセント、好ましくは１５パーセントから２５パーセントとなるが、これは、利用可能なストリッパ部の高さに応じて変更する必要のある場合がある。開口部を通るガス流に対する影響を最大限にするために、これらの範囲内のより長いリップが好ましい。従って、側部が３０ｃｍ〜４０ｃｍの通常のシェッド、リップは、側部の底縁の下方の約３ｃｍから１２ｃｍまで延在する可能性があり、側部が約３５ｃｍであるシェッドの場合、リップは、好ましくは側部の底縁から約８ｃｍ下方に延在する可能性がある。しかしながら、この場合もまた、圧力降下が、ストリッパ内で通常見られる圧力変動より大きくなければならないというガイドラインを用いて、穴の前後に十分な圧力降下があることを確実にするように、リップ高さ（側部の底部からリップの底部まで）に対して採用される特定の寸法を、各特定の用途に対して開口部の寸法および開口部位置とともに確定することができる。
【００２５】
ストリッパにおけるシェッドの配置もまた、より優れたガス流特性を達成するために重要であることが分かった。すべてのシェッドを、それらの長手方向軸を平行にして配置してもよく、またはより好ましくは、ストリッパにおける種々のレベル（種々の列）のシェッドを、互いに対して異なる角度で配置してもよい。通常、シェッドを、隣接する列においてシェッドに対して直角に伸びるようにするか、または列の対におけるシェッドを、各対が隣接する対に対して直角であるように配置する（本明細書では「クロスハッチ」と呼ぶ配置）ことが好都合かつ有用となる。図４は、シェッド列の交互の対が互いに対して９０°回転している、このタイプの配置の一例を示す。この変更の目的は、固体に対してより蛇行した経路を提供し、各レベルにおいてガスが再分散するのを可能にするということである。列における隣接するシェッドの間の通常の間隙は、シェッドの全幅の約８０パーセントから１２０パーセント、好ましくは９０パーセントから１１０パーセントであり、それにより、幅が約５０ｃｍのシェッドが、約４０ｃｍから６０ｃｍ、好ましくは４５ｃｍから５５ｃｍ間隔が空けられる。
【００２６】
断面が従来円形であるストリッパ部の側壁に、コークをシェッドに向かって内方にかつその上に向けるバッフルを設けてもよい。バッフルの構造において各反応器の流動力学的動態（ｆｌｏｗ  ｄｙｎａｍｉｃｓ）を考慮することができるが、コーク流をストリッパシェッドの第１層の上に向けるために、環状構成が通常ストリッパの頂部において十分であり、しかしながら、連続したバッフルは、ストリッパ部の側壁に沿って延在し、かつバッフルの下方の次の層のシェッドと位置合せされる部分的な（弦の）シェッドの形態であってもよい。ストリッパ部の上方に単一バッフルを設けてもよく、これは、好適には、固体を内方にストリッパの中心により近く向けるように、ストリッパへの入口の約２ｍ（約７フィート）上方に配置してもよい。ガス流がバッフルの上に流れる際にコークを通過することができるために、バッフルに対し、シェッドと同様に開口部を設けてもよい。
【００２７】
シェッドがその長手方向軸で対で配置されている、図４に示すものに類似する層の好ましい構成は、他の交互の層のシェッドに対して角度的に、通常は直角に回転している。この配置により、固体に対してより蛇行する経路が提供され、ガスがストリッパを上昇する際に再分散することができ、それにより迂回を回避することによってストリッピングが改善されることになる。更に、コークの循環に対して保持された開放領域が増大し、それにより発生する可能性のあるいかなるファウリングの影響も最小限になる。
【００２８】
利点各設計オプションを評価するために、コールドフロー試験を行った。空塔ガス速度および固体流束に対する通常の動作範囲を一括する条件を用いて、３つの構成を試験した。固相に対して、市販のＦｌｅｘｉｃｏｋｅｒからのコークを使用した。図５に示す、６つのシェッド列を含む、３ｍ（１０フィート）の最大床レベルを備えた９１ｃｍ（３フィート）ＩＤ槽からなる試験ユニット。固体を、ストリッパを表す流動床に、固体を１つの壁に向かって分散させるトリクルバルブを通して供給した。ストリッピングガスを、ストリッピングガス入口ＳＧから導入した。３つの構成、即ち、平行配置およびクロスハッチ配置で取り付けられた穴のないシェッドと比較した、クロスハッチ構成で取り付けられた本シェッド設計を評価した。各構成に対して、固体流パターン、底部からシェッドの第１層の上方の気泡プローブＢＰで測定された気泡流パターンを試験するように、いくつかの測定を行った。ストリッピング効率もまた、シェッドの上方のヘリウムダクトを通して導入されるヘリウムトレーサで測定した。
【００２９】
図６は、４４ｋｇ／ｍ２／秒（低流束流）および７３．４ｋｇｍ２／秒（高流束流）（約９ポンド／平方フィート／秒および１５ポンド／平方フィート／秒）の固体流束に対する、２３ｃｍ秒から３８ｃｍ秒（約０．７５フィート／秒から１．２５フィート／秒）のストリッピングガス速度の範囲にわたる、３つの異なる構成に対するストリッピング効率結果を示す。ストリッピング効率を、流動床内１４５ｃｍ（約５７インチ）で測定した。
【００３０】
このグラフでは、リップおよび穴を有するクロスハッチシェッドのストリッピング効率は、リップおよび穴のないクロスハッチのみのシェッドまたは平行なシェッドの場合のストリッピング効率より略常に一貫して優れている。クロスハッチのリップおよび穴構造による改善された炭化水素ストリッピングは、シェッドファウリングを低減しかつ／またはストリッピングスチームの低減を可能にするはずである。更に、高固体負荷７３．４ｋｇ／ｍ２／秒（１５ポンド／平方フィート／秒）で観察された有効なストリッピングにより、反応器の固体循環の増大を可能になる。ストリッピング効率の向上を、ヘリウムトレーサ実験を用いて検証し、そこでは、Ｈｅ濃度プロファイルが、種々のストリッピングガス速度においてリップおよび穴を有するクロスハッチシェッドによりトレーサの除去の改善が示された。
【００３１】
シェッド設計および構造の変更からもたらされるストリッパの流体力学的動態の変化を、図７において、気泡分率および床密度として示す。固定空塔速度での気泡分率の上昇は、平均気泡サイズがより小さいことを示す。気泡が小さいことにより、単位体積辺りのより広い表面積がもたされ、それにより、物質移動のため界面面積が増大し、気泡が小さくなることにより、逆混合が低減しキャリアンダが低減する。床の見かけ密度の観察された増大は、外見上、気泡ホールドアップの観察された増大とは対照的に進むが、この反直観的な効果を、スチーム穴／クロスハッチの存在が、床における十分に流動しない領域を活性化し、それにより床体積のより多くが見かけ密度に寄与することを留意することにより、説明することができる。
【００３２】
シェッド設計および取付構造の変更からもたらされる改善は２つあり、即ち、ストリッピング効率の向上と、ストリッパ残留時間の分散に対するより高い栓流性能とである。
【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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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年7月6日(2011.7.6)
【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】
コーク生成物から吸蔵された炭化水素をストリッピングするための、水平に配列された、分散されたストリッピングシェッドを含むストリッピング部を備えた反応器槽を有する流動コーキングユニットであって、
前記ストリッピングシェッドが、前記ストリッパ部において垂直に間隔を空けて層をなして水平に配置され、
前記各層において、前記各層内の前記シェッドが、互いに平行に配置され、
前記ストリッパにおいて、垂直方向に連続した位置に配置される層の対における前記シェッドが、隣接する層の対における前記シェッドから角度を持って回転し、
前記各ストリッピングシェッドの断面が、上方に頂点を有し、外縁に向かって下向きに終端する、開口部を有し底が開放された溝の形態を有する
ことを特徴とする流動コーキングユニット。
【請求項２】
前記ストリッパシェッドが、前記ストリッパ部において垂直に間隔を空けて層をなして水平に配置され、
前記各層において、前記各層内の前記シェッドが、互いに平行に配置され、
互い違いになった層の対における前記シェッドが、隣接する層の対における前記シェッドから９０°の角度で回転している
ことを特徴とする請求項１に記載の流動コーキングユニット。
【請求項３】
側部の前記開口部が、前記各側部の前記頂点に近い上半分に位置することを特徴とする請求項１または２に記載の流動コーキングユニット。
【請求項４】
前記開口部が、前記開口部の中心において前記側部の幅の１０％から３５％、前記頂点から離隔していることを特徴とする請求項３に記載の流動コーキングユニット。
【請求項５】
前記開口部の横方向の寸法（前記シェッドの長手方向軸に対して垂直である）は、頂点から底部まで測定した、側部の幅の５％〜２０％に広がることを特徴とする請求項１に記載の流動コーキングユニット。
【請求項６】
前記開口部の横方向の寸法（前記シェッドの長手方向軸に対して垂直である）は、頂点から底部まで測定した、側部の幅の１０％〜１５％に広がることを特徴とする請求項５に記載の流動コーキングユニット。
【請求項７】
各側部（開口部を含む）の総表面積に対する前記開口部の総面積が、前記表面積の０．１パーセントから２パーセントであることを特徴とする請求項１に記載の流動コーキングユニット。
【請求項８】
前記各側部（開口部を含む）の前記総表面積に対する前記開口部の前記総面積が、前記表面積の０．２５パーセントから０．５パーセントであることを特徴とする請求項７に記載の流動コーキングユニット。
【請求項９】
前記ストリッピングシェッドの断面が、底が開放された逆Ｖ字構造の形態を有し、
前記逆Ｖ字構造が、上方の頂点に集まる開口部を有する一対の平坦な側部を備え、
前記各側部が底縁で終端し、前記各底縁に近接して下方に延在するリップを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の流動コーキングユニット。
【請求項１０】
前記リップの広がりが、前記側部の前記底縁の下方を、前記側部の幅（頂点から底縁）の１０パーセントから３０パーセントの距離まで延在することを特徴とする請求項９に記載の流動コーキングユニット。
【請求項１１】
前記リップの広がりが、前記側部の前記底縁の下方を、前記側部の幅（頂点から底縁）の１５パーセントから２５パーセントの距離まで延在することを特徴とする請求項１０に記載の流動コーキングユニット。
【請求項１２】
各ストリッパシェッドが、逆Ｖ字断面の形態であり、
前記逆Ｖ字断面が、前記Ｖの頂点から下方に延在する一対の平坦な側部を備え、
前記２つの側部が、前記頂点に対して平行に伸びる底縁にぶつかり、平坦なリップが各側部の前記底縁から下方に延在し、それにより前記断面によって画定されるチャンバが増大し、
前記各側部が、前記各開口部の中心において、前記側部の幅の１０％から３５％、前記頂点から離隔している開口部の列を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の流動コーキングユニット。
【請求項１３】
前記各側部（開口部を含む）の総表面積に対する前記開口部の総面積が、前記側部の前記表面積の０．１パーセントから２パーセントであることを特徴とする請求項１２に記載の流動コーキングユニット。
【請求項１４】
前記各側部（開口部を含む）の前記総表面積に対する前記開口部の前記総面積が、前記表面積の０．２５パーセントから０．５パーセントであることことを特徴とする請求項１３に記載の流動コーキングユニット。
【請求項１５】
前記リップの広がりが、前記側部の前記底縁の下方を、前記側部の幅（頂点から底縁）の１０パーセントから３０パーセントの距離まで延在することを特徴とする請求項１２に記載の流動コーキングユニット。
【国際調査報告】
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