(57)【要約】触媒分解装置用の生成器が触媒の高濃度流動化床で占有される第１の部分、および第１の部分の上に配設されかつ低濃度固体粒子の流動化床に占有される第２の部分を備え、第２の部分が１つの内部装置を備え、該装置が、再生塔の容器の断面のプレーン上に突出することで、断面の少なくとも約８０％をカバーし、再生塔が低濃度ベッドから導出されたガス／固体混合を分離する少なくとも１つのサイクロンを備え、サイクロンが再生塔の容器の外側に配設される。【選択図】図１
2014531302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器で形成された触媒分解ユニット用の再生塔であって、
固体粒子の高濃度流動化床によって占有される第１の部分と、
前記第１の部分より上に配設されかつ低濃度固体粒子流動化床によって少なくとも部分的に占有される第２部分と、が設けられ、
前記第２部分には、前記容器の断面のプレーンへの投影で前記再生塔の容器の自由領域の少なくとも８０％をカバーする１つの内部装置が設けられ、
前記容器には、前記低濃度ベッドから導出されたガス／固体粒子の混合物を分離するための少なくとも１つのサイクロンが備えられ、
前記サイクロンが、前記容器の外部に配設され、前記ガス／固体粒子の混合物を集めるように構成され、かつ前記内部装置を貫通しないで前記内部装置の下で前記容器の内側に開口するパイプを備えている
ことを特徴とする再生塔。
【請求項２】
前記再生塔に、１つ、２つ、または３つのサイクロンステージが連続して設けられ、前記ステージがそれぞれ、１〜１０個のサイクロンで形成されることを特徴とする請求項１に記載の再生塔。
【請求項３】
前記再生塔の容器から導出されたガスを集めるように前記サイクロンが構成された主サイクロンステージ、および前記主サイクロンステージから導出されたガスを集めるように前記サイクロンが構成された補助サイクロンステージ、の２つのサイクロンステージが前記再生塔に連続して設けられ、
前記固体粒子を前記主サイクロンから前記容器に戻す前記パイプが前記容器の前記第２部分に、前記内部装置の下に該内部装置を貫通せずに開口し、
前記固体粒子を前記補助サイクロンから前記容器に戻す前記パイプが前記容器の前記第１部分に、前記内部装置の下に該内部装置を貫通せずに開口している
ことを特徴とする請求項２に記載の再生塔。
【請求項４】
前記内部装置が前記高濃度ベッドの上の、前記高濃度流動化床の表面から高さｈの位置に配設され、該高さの高濃度流動化床の高さＨ１に対する比率が０．０５〜１．５とされることを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の再生塔。
【請求項５】
前記内部装置が前記再生塔の容器の断面に平行な自由領域の１０％未満を占め、かつ前記断面のプレーンへの投影が前記自由領域の表面積の８０％を超えを、好ましくはその９０％を超えてカバーするように、前記内部装置が構成されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の再生塔。
【請求項６】
前記再生塔の容器の自由領域の前記プレーンに平行な前記内部装置の断面が、前記自由領域の表面積の５％以下を占めることを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の再生塔。
【請求項７】
前記内部装置が１つまたは複数の個別要素で形成され、該個別要素が傾斜するプレートの１つまたは複数のステージで形成されることを特徴とする請求項１〜６の何れか１つに記載の再生塔。
【請求項８】
隣接する２つの前記ステージのプレートが分離されていることを特徴とする請求項７に記載の再生塔。
【請求項９】
前記内部装置が３０〜５０ｃｍの高さとされ、前記プレートの傾きが水平面に対して３０〜６０°とされることを特徴とする請求項７、または８に記載の再生塔。
【請求項１０】
前記プレートの傾きが水平面に対して３５〜５５°とされることを特徴とする請求項９に記載の再生塔。
【請求項１１】
前記プレートの傾きが水平面に対して４０〜５０°、特に４５°とされることを特徴とする請求項１０に記載の再生塔。
【請求項１２】
前記内部装置が１つまたは複数の個別要素で形成され、該個別要素が、１つおよび同じステージ内で互いに平行で傾斜し、かつその傾斜の方向が１つのステージと他のステージとで異なることを特徴とする請求項１〜１１の何れか１つに記載の再生塔。
【請求項１３】
前記内部装置が１つまたは複数の個別要素で形成され、該個別要素が傾斜しかつ各ステージが互いに十字交差するプレートで形成されていることを特徴とする請求項１〜１１の何れか１つに記載の再生塔。
【請求項１４】
触媒分解ユニット用の再生塔から導出されたガス／固体粒子の混合物を分離する方法であって、
前記再生塔に、触媒粒子の高濃度流動化床によって占有される第１部分、前記第１部分より上に配設されかつ前記高濃度ベッドに対して低濃度触媒粒子流動化床によって占有される第２部分、とが設けられ、
前記低濃度流動化床からの前記ガス／固体粒子の混合物を、前記再生塔の前記容器の内側に配設された内部装置に貫流させ、
外部のサイクロンによって回収された固体粒子を前記内部装置の下に該内部装置を貫通せずに前記容器に戻し、
前記再生塔の容器の断面のプレーンへの投射で前記再生塔の容器の自由領域の少なくとも８０％を前記内部装置でカバーさせ、
前記内部装置を１つまたは複数の個別要素で形成し、各個別要素を傾斜する１つまたは複数のプレートのステージで形成し、かつ各該ステージを互いに十字に交差するプレートで形成する
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体触媒分解（ＦＣＣ）ユニット用の外部サイクロン付小型流動化床再生塔、触媒分解方法における作動、および新しいユニット用の再生塔としてあるいは大型再生塔の代替としての使用に関する。
【０００２】
本発明の目的は、触媒分解装置に用いられる再生塔の設計を変換することであり、該再生塔が、ガスによって搬送された固体粒子を分離させるに十分に長くかつ再生塔の流動化床の希薄相の領域にかなり広い再生塔を製造するのに必要とされて用いられる流動化床を含み、かつ該再生塔が、その結果ガスおよび固体粒子の間を分離し同時にガスの表面速度の増加を制限するサイクロンを収容する。
【背景技術】
【０００３】
固体粒子がガスによって流動化されたときに、容器から搬送される粒子が集中するのは容器の高さおよび流動ガスの表面速度に依存するということが発生する。所与のガス速度に対し、ガス中の粒子が高濃度流動化床の高さ以上でその集中が減少し、制限する最小値にまで達する。この集中の制限に達するのに必要な最小高さが移送分離高さであって、当業者にさらに共通に知られているのがＴＤＨである。
【０００４】
今日、多年にわたり、産業界がガス／固体流動化混合から再利用されたガスの分離を最適化することに囚われ、再生塔の相対的に密でない流動相内に配設されるようにされた種々のサイクロンまたは分離構造に向けた多くの特許が出願されている。通常、２つの直列のサイクロンがあって、各ステージが複数のサイクロンで並列に構成される。第１のステージのサイクロンが主サイクロンとして知られ、第２のステージのそれが補助サイクロンとして知られる。しかしながら、ガスで搬送される固体粒子の品質および／または速度が高い場合に、該粒子がサイクロン内壁に研磨効果を有して、これらサイクロンを急速に劣化させる。
【０００５】
したがって、大きな粒子搬送のある場合、サイクロン浸食が、特には補助サイクロンにおいて、触媒分解装置の不要なシャットダウンの主な原因の１つである。
【０００６】
今日、この現象を制限するのに活用される解決方法が再生塔の大きさを増大させる。これは、所与のガス速度で、高濃度ベッドの上方の高さが少なくともＴＤＨと等しいようにＦＣＣ再生塔の大きさとされる場合が多いことによる。サイクロンによってガスから分離されるべき固体の量がこれによって最小になる。この手段を介して固体触媒損失の減少が達せられ、サイクロンが長寿命となる。他の構成では、サイクロンに占める表面積を補償し、サイクロンに関して搬送される粒子の量を増加させるガスの速度の如何なる増加も防ぐことを鑑みて、再生塔の直径を流動化床の水準の上方においてやはり増加させる。それにも関わらず、これら２つの解決方法が限定された効果しか有せずまた高い製造コストとなってしまう。
【０００７】
これらの限定された効果、サイクロンを置き換える甚大なコスト、および大型再生塔の建設に関わるコストの問題を解決するために、出願人はガスを搬送固体粒子から分離する効果的な内装や装置を用いて、ガスの速度における増加を抑えると共に固体粒子を大幅に遅くできることを選択したが、これら装置または内装が好適には再生塔の希薄相に適している。
【０００８】
ＦＣＣ再生塔分野における固体の搬送を抑える構成が提案されている。
【０００９】
米国特許第６５０３４６０号に、流動化床の高濃度相に内部要素を備えたカウンタカレント（countercurrent）ＦＣＣ再生塔が開示される。この内部要素の主目的が相対接触を向上することである一方、固体粒子の搬送の抑制がやはり観察された。この抑制は高濃度相における内部要素を貫流する上流ガス泡の直径での減少に起因するが、高濃度触媒ベッドの表面で直後に破裂する。
【００１０】
米国特許第７８２９７５０号に、流動化床の希薄相の直径がガスの表面速度を制限するため増加されるＦＣＣ再生塔が開示される。この場合、内部要素が大型化を基礎として配設される。この特許によれば、これら２つの解決方法を同時に活用すれば、固体粒子の搬送が限定される。この解決方法がサブ４０ミクロン粒子濃度で２％を下回る触媒ベッドに特に適用される。
【００１１】
米国特許第３８５１４０５号では、バーまたはチューブが固定の間隔で配置され、これらバーが流動混合の上方を飛ぶ粒子の速度を遅くするの目的で働く。各内部要素および隣接間の隙間が流動化床の高さの０．０５〜０．３倍程度であって、反応器の断面積に対する全ての内部要素の突出領域の比率が０．５以下である。バーまたはチューブがガス速度の増加となり、それは望ましくないと出願人は考える。さらに、この文献には、固体粒子を戻すパイプが、サイクロンを反応器に連結するが、内部要素の上方に開口し、その結果、反応器に戻る固体が再度ガスによって再度搬送されることもあり得て、それは好ましくない。
【００１２】
欧州特許第４９１３０号には、ガスに搬送される粒子数を削減する装置が反応器の自由領域に配設され、それの反応器の断面積に対する突出表面積の比率が０．８以上で、かつ反応器の非占有断面積に対する開口部の比率が０．３〜０．９で変わる。このような内部要素がディスク、リング、回転体、および／または傾斜ストリップ組立を組み合わせて得られ、粒子の下方側の除去を提供する。
【００１３】
米国特許第２７２８６３２号には、反応器に配置された内部要素が複数の平行プレート層で構成され、それの幅の、組み込まれる反応器の直径に対する比率が４対１である。ここでの望ましい目的が、ガスを反応器で対角上に上昇させ、搬送固体をプレートに当てて、接触によって固体の速度を遅くし、各プレートに沿って最終的には固体が落下することである。
【００１４】
そのような従来技術のプレートが固体の搬送を制限することを可能とするが、同時に反応器の大きさが削減されない。したがってコストおよび設計に関しての大型ユニットの建設に関連する要求は変わらないままである。同時に、固体搬送の削減が十分に大きくないならば、そのような装置が２つのステージのサイクロンを必要とする。よって補助サイクロンの使用に関連の信頼性の問題が完全には排除されない。この補助サイクロンの信頼性の欠如がユニットシャットダウンを発生し、修繕コスト、特には製造の中断に費用が嵩張る。
【００１５】
したがって、出願人が流動化床から導出されたガスから粒子を分離する方法を推奨し、該方法が１つの内部装置付反応器の断面積の最大可能面積をカバーするが、それがベッドに向けて可能な限りの多くの粒子を落とし同時に反応器の軸にあらゆる水準で垂直なこの内部装置によって占有される自由領域を制限することを考慮し、その結果、最大可能自由領域が得られかつガスの速度の増加を可能な限り減少させる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１６】
したがって、本発明が容器で形成された触媒分解装置用の再生塔を主旨とし、該再生塔が固体粒子の高濃度流動化床によって占有される第１部分と、第１部分より上に配設されかつ低濃度固体粒子流動化床によって少なくとも部分的に占有される第２部分と、が設けられ、第２部分には、容器の断面の平面への投影で再生塔の容器の自由領域の少なくとも８０％をカバーする１つの内部装置が設けられ、容器には、低濃度ベッドから導出されたガスおよび固粒子の混合を分離するための少なくとも１つのサイクロンが備えられ、該サイクロンが、容器の外部に配設され、ガス／固体粒子の混合物を集めるように設計され、かつ内部装置を貫通せずに内部装置の下で容器の内側に開口するパイプを備える。
【００１７】
この説明において、固体粒子は流動混合に用いられる任意の種類の材料を意味するが、有利にはＦＣＣユニットに従来存在するものとして触媒の固体粒子を意味する。
【００１８】
同様に、容器の断面が容器の軸に直角なすなわちガスおよび固体粒子が流れる方向に直角なプレーンを意味する。容器の自由領域が容器の断面のプレーンに占有されずに残された自由断面域であり、それには容器内に配設された装置（サイクロン、筒状パイプ、内装、または他の通常装置）は含まれない。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の主要な有利な点が、内部装置を主分離装置として機能させ、それがしばしば大型で、再生塔に含まれる１つまたは複数のサイクロンによって通常実行される機能を実行する。再生塔の容器内の内部装置によって制御された固体粒子の量が多いほど、最後の僅かの粒子が容器の内側のサイクロンで分離される必要は減少する。
【００２０】
別の有利な点が、内部サイクロンのために空間を残すことを懸念することなく再生塔の全断面をカバーする内部装置を組み込めるし、このことが再生塔の高さおよびよって容積の削減に関連した経済的節約が確実となる。特には、ＴＤＨで画定される高さ基準がもやは監視する必要がなく、というのは、内部装置が適切に低い場合、内部装置に関わらずＴＤＨ基準に順守することで固体濃度が達せられる。
【００２１】
適切に選択された設置の内部装置を、少なくとも高濃度部分の流動化床の表面の全域をカバーするように用いることで、固体粒子の搬送が内部装置直後で大幅に減少できる。その結果、希薄相の高さがその結果大幅に減少し次いで再生塔の容器がベッドの高濃度相よりもわずかに高く、再生塔の容器内部に配置されたサイクロン分離器の必要性がほぼ無くなる。このように、再生塔の容器の外側に配置されたサイクロンの１つのステージによって、再生塔からの出口で通常望まれる水準まで固体粒子が削減される。これが特に有利なのは、知られているように、毎日７５００トンの廃液を排出するＦＣＣユニットに対し、８００ｋｇ／日までの触媒が再生塔で失われ、２００ｋｇ／日の触媒がＦＣＣ反応器で失われることである。
【００２２】
１つの内部装置を備えた再生塔の容器に残ったガスは固体粒子をそれほど多く搬送していないので、出口に配設されたサイクロンは触媒分解装置に共通に出くわす浸食の問題を被ることが少ない。よって、本発明が従来のバブル流動化床再生塔よりも小型でかつ信頼性の高いＦＣＣ再生塔に関する。
【００２３】
本発明の別の有利な点が、サイクロンを再生塔の容器から移動し、それらサイクロンへ送られる粒子の量を削減することで、ＦＣＣに関して、触媒に存在するコークスを燃焼させるのに導入された空気の流量レートの増加に対して、ユニットが信頼性に関しセンシティブで無くなる。このため、容量を増やし、よってＦＣＣユニットの生産能力を容易に増大できる。
【００２４】
さらには、外部サイクロンを容器に連結するパイプが内部装置を貫通しないので、ガスがこのパイプに沿って内部装置に優先して貫流するリスクが削減される。このようなガスのパイプに沿う内部装置の優先する貫流は、内部装置および／またはパイプの浸食を促す傾向があって好ましくない。
【００２５】
さらには、これらパイプを内部装置に貫通させるのは内部装置の利用可能表面積を減少させ、これがガスの速度における増加を招き、固体分離効率において好ましいものでない。
【００２６】
本発明の好適な実施形態において、再生塔が１つ、２つ、または３つのステージのサイクロンを連続して有し、該それぞれのステージが１から１０の数のサイクロンで構成される。
【００２７】
特には、サイクロン、１つのサイクロンステージのサイクロン、または第１のサイクロンステージがガス混合を容器の出口で直接に集めるように設計され、それには、たとえば、チムニーとして知られる容器出口パイプに連結された１つまたは複数のパイプを用いる。
【００２８】
サイクロン、または第２もしくは第３のサイクロンステージが続くステージのサイクロンの出口でガス混合を直接に集めるように設計されて良く、それには、たとえば、続くステージのサイクロンの出口パイプへ連結された１つまたは複数のパイプを用いる。
【００２９】
再生塔が好適には２つのサイクロンステージを連続して備え、主サイクロンステージのサイクロンが再生塔の容器から導出されたガスを集め、補助サイクロンステージが主サイクロンステージから導出されたガスを集めるように設計され、主サイクロンから容器に固体粒子を戻すパイプが内部装置の下方およびそこを貫通することなく容器の第２部分へ開口し、固体粒子を補助サイクロンから容器に戻すパイプが内部装置の下方にそこを貫通することなく容器の第１部分に開する。
【００３０】
内部装置が再生塔の容器の断面の大きな比率をカバーするので、それが高濃度ベッドの上方に位置され、高濃度流動化床の高さＨ1に対するこの高さの比率が０．０５〜１．５の範囲で変わる。この高さを以降やはり厚さとして呼び、容器の長手方向に平行に、通常垂直であるが、測定される。
【００３１】
低濃度または希薄流動化床がその空隙比で特徴付けられる。後者がガスの容積の流動混合の総容積に対する比として規定される。流動混合の高濃度相がよって相として規定され、空隙比が０．７より小さく、すなわちガス容積が流体混合の容積の７０％未満である。低濃度または希薄相が相として規定され、空隙比が０．７を超え、すなわちガス容積が流体混合の容積の７０％を超える。
【００３２】
流動混合の空隙比を計算するためには、流動混合の構成要素の濃度を該算すれば良い。空隙比または流体混合のその結果の濃度が容器の全体高さおよび／または幅に亘って均一ではないことが知られ、具体的には、それの下部および上部間でかなり大幅に変わる。空隙比が流動化床（Ｄｇ）に存在するガスの濃度、使用固体の濃度（Ｄｓ）、流動混合の濃度（Ｄｍ）から、計算される。
【００３３】
空隙比が次式（１）を用いて計算される。
空隙比＝（Ｄｓ−Ｄｍ）／（Ｄｓ−Ｄｇ）    （１）
流動混合に含有される固体およびガス混合の濃度が当業者に本来知られる技能によって測定および／または計算できる。
【００３４】
流動混合の濃度が得られ、たとえば、流動混合が液体のように挙動する（Daizo Kunii およびOctave Levenspielによる"Fluidization Engineering," 2nd edition, 1991と題する著作の５ページの記載を参照のこと）ことを考慮して、該混合の２つの水準に設置された圧力センサを用いて圧力損失を測定することで得られる。というのは、下式（２）によれば、流動混合のこれら２つの点間で測定される圧力損失が流動混合の、濃度Ｄｍ、重力による加速度、およびこれら２つの点間の距離Ｈの積に等しい。
ΔＰ＝Ｄｍ×ｇ×Ｈ                        （２）
【００３５】
固体を含有する流動混合に対し、それの見掛け濃度が１３５０ｋｇ／ｍ3程度であり、約２バールの圧力、７５０℃程度の温度で７０％を超える窒素を含有するガス状混合において、空隙比が０．７より高く、濃度が４００ｋｇ／ｍ3より小さい。
【００３６】
再生塔の大きさを、よってガス出口におけるサイクロンの数を最適化するために、後者が再生塔の容器の断面に平行な自由領域の１０％未満を占めるように、該断面のプレーン上への投影が該自由領域の表面積の８０％を超え、好ましくは９０％を超えてカバーするように、内部装置の構造が選択される。
【００３７】
本発明の記載の範囲内で、内部装置が再生塔の容器の自由領域の１０％未満を占有するとき、すなわち再生塔の容器の自由領域に平行または上に重ねられる内部装置の断面によって占有される自由領域が自由領域の表面積の１０％未満に対応することを意味する。
【００３８】
好ましくは、再生塔の容器の断面のプレーンに平行な内部装置の断面が再生塔の容器内でカバーされないで残された自由領域の表面積のほとんどの５％を超えて占めない。
【００３９】
内部装置が有利には１つまたは複数の独立した要素から構成され、各独立した要素が傾斜するプレートの１つまたは複数のステージから構成される。別の実施形態によれば、２つの隣接ステージのプレートが別体とされる。
【００４０】
このように、ガスが内部装置のプレートの続くステージを貫流するときに優先循環通路が再生塔の容器の軸に沿って形成されず、他の知られたシステム、米国特許第４５８９３５２号に記載されたもののような場合と異なる。さらには、米国特許第４５８９３５２号のもののようなシステムにおいて、固体が内装の下に溜まる容積があるが、これは好ましくない。本発明により内部装置が有利には３０〜５０ｃｍの高さ、および水平プレーンに対して各プレートの傾斜が３０〜６０°を含む。
【００４１】
容器内の内装の各プレートの傾斜が水平プレーンに対して３５〜５５°を含んだ間で良い。特に好適には、容器内の内装の各プレートの傾斜が水平プレーンに対して４０〜５０°を含んだ間が良い。さらに、固体粒子分離に関し４５°が優れた結果となることが分かった。
【００４２】
上記の特徴に適合する何れの内部装置が本発明を実施するのに適している。
【００４３】
１つの好適な実施形態では、選択された内部装置が、１つまたは複数の個別の構成要素から構成され、各構成要素が１つかつ同じステージ内の互いに傾斜するか平行の１つまたは複数のプレートのそれの傾斜の方向が１つから別ステージへ変わるステージから構成されるか、あるいは該内部装置が１つまたは複数の個別の構成要素から構成され、各構成要素が１つかつ同じステージ内の互いに傾斜し各ステージの傾斜プレートが十字交差している。
【００４４】
好適には、市場から調達可能な種々の内部装置のうち、本発明が国際公開第００／３５５７５号に記載の内部装置を使用して良い。この文献には、内装が用いられて逆流方向に流れるガスおよび固体間の接触が向上する。何れの予想に反し、この種の内装が本願発明のように並流のガスによって沿って搬送される固体を分離するのに全く適していることを出願人が見出した。
【００４５】
別法では、本発明が本明細書で援用する国際公開第２０１２／０２２９１０号に記載の内部装置を用いる。
【００４６】
実際上の目的として、再生塔の大きな断面に対して内部装置が再生塔の容器内のいくつかの個々の内装で構成される。工業規模における内部装置を製作するために、個々の内装を並置することで容器の自由領域の全てまたは一部をカバーするように内部装置が構成され、本発明による内部装置の特徴を達成する。
【００４７】
ガスおよび固体の分離を特には流動化床触媒分解再生塔において向上させるために、１つの補助内部装置が再生塔の容器の高濃度流動化床内に粒子、特にはコークスの搬送を遅くするために追加されてベッド内でより良い燃焼を守るならば本発明の範囲から逸脱しない。
【００４８】
さらには、記載したように本発明が多重ステージ再生塔のステージのすべてに、具体的には新規の再生塔を建設する、あるいは旧式ユニットを改修するのにやはり適用できる。
【００４９】
また本発明が触媒分解ユニット用の再生塔から導出されたガス／固体粒子の混合物を分離する方法に関連し、再生塔に、触媒粒子の高濃度流動化床によって占有される第１部分、第１部分より上に配設されかつ高濃度ベッドに対して低触媒粒子濃度の流動化床によって占有される第２部分、とが設けられ、該方法が、低濃度ベッドからのガスおよび固体を再生塔の容器の内側に配設された内部装置を貫通させ、外部サイクロンによって再生された固体粒子が内部装置の下にそれを貫通せずに容器に戻し、内部装置が、再生塔の容器の断面の平面への投射で再生塔の容器の自由領域の少なくとも８０％をカバーし、内部装置が１つまたは複数の個別要素で形成され、各個別要素が傾斜する１つまたは複数のプレートで形成され、各ステージが互いに十字交差するプレートで形成する。
【００５０】
具体的には、本発明に係る内部装置の使用が、再生塔の容器内に適し、サイクロンが処理する固体粒子の量の７０％以上を削減でき、よってサイクロンの数を減らせるか、あるいは小型のサイクロンを用いれる。
【００５１】
使用される内部装置が上記あるいは実施形態を参照して１つまたは複数の特徴を有して良い。
【００５２】
本発明を以降の例および図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】流動化床の大部分の希薄部分に配設された内部装置を備えた、小型再生塔を示す図である。
【図２】小型の再生塔に用いられて効率の良い内部装置２Ａおよび２Ｂの２種類を示す図である。
【図３】内部装置およびサイクロンの２つのステージを備えた再生塔を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
図１が本発明に係る再生塔を示し、高濃度流動化床１１および希薄（低濃度）流動化床１２を備えた、固体粒子の流動化床のある容器１で構成され、希薄流動化床１２が上記ベッドの直ぐ上に配置された内部装置１３を備える。
【００５５】
本発明に係る再生塔がその上部にガスを受けるための、固体微粒子でさらに充填され得るチムニー２を備え、該チムニー２がこれらガスをパイプ３を介して２つのサイクロン４、４’に向ける。知られているように、このようなサイクロン４、４’の機能が容器１の出口直ぐのガス／固体粒子の混合物を集めて固体粒子を分離することである。ガスがこれらサイクロン４、４’から排出部６、６’を介し次いでパイプ７へ除去される。サイクロンで再生された固体がすべて再生塔の高濃度ベッド１１へパイプ５、５’によって戻される。これらパイプ５、５’が容器１の内側、内部装置１３の下側に開口する。
【００５６】
これら容器１が底部に図１に非表示のガス分配器を備える。
【００５７】
図１が２つのサイクロンの単一ステージを備えた再生塔の１つの例を示す。簡単には、再生塔の容器が多くのサイクロン、たとえば、容器に同様に連結される３つから１０個のサイクロンを備えて、低濃度ベッドから導出されるガス／固体粒子の混合物を集める。別法としてちょうど１つまたは２つのサイクロンが用いられて良い。
【００５８】
図２に、内部装置２Ａがフィン（または偏向版）１０１、１０２、１０３の層の重ね合わせに対応し、それらが１つまたは同じ層内で互いに等距離にかつ平行である。１つまたは同じ層のフィン１０１、１０２、１０３が内部装置の断面（容器の軸に垂直）に対して同じ角度だけ傾斜する。２つの隣接層のフィンの傾斜が内部装置の該断面に対して互いに対向する。分かりやすくするために、図２の内部装置２Ａの各層Ａ１、Ａ２、Ａ３がフィン１０１、１０２、１０３をそれぞれ備え、それらは互いに平行である。もちろん、内部装置２Ａが可変の数のフィン１０１、１０２、１０３を備えて良い。この内部装置が国際公開第２０１２−０２２９１０号で開示される１つのタイプである。
【００５９】
内部装置２Ｂが互いに平行に配置される各種軸Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４の回りにプレートの十字交差に対応する複数の偏光板、および１つかつ同軸Ｘｉ（Ｂ１、Ｂ２）、（Ｂ２、Ｂ３）、（Ｂ３，Ｂ４）、（Ｂ４、Ｂ５）に沿って隣接の２つのプレートを備え、該プレートが内部装置の断面、容器の軸に垂直方向に対して反対に傾斜する。この内部装置が国際公開第００／３５５７５号に記載のタイプである。
【００６０】
図３が、内部装置を備えサイクロンの２つのステージを備えた再生塔を示す。再生塔の容器２０１が従来のようにその基部にガス分配器２０８を備える。再生塔がその上部にガスを再利用するチムニー２０２を備える。容器２０１がやはりコークス含有触媒が導かれる入口２０９、および再生された触媒が除去できる出口２１０を備える。
【００６１】
容器２０１の内側に、高濃度流動化床２１１および希薄（または低濃度）流動化床２１２を備え、該希薄ベッドがベッド２１１の上方に位置された内部装置２１３を備える。
【００６２】
この例に記載の再生塔が容器２０１から導出されたガスを集めるために、チムニー２０２に接続された主サイクロン２０４を備える。主サイクロン２０４で分離された固体が何れも内部装置２１３の下に開口するパイプ２０５を経由して高濃度流動化床の容器２０１の内側に戻される。
【００６３】
補助サイクロン２０４’が、やはり容器２０１の外側で、パイプ２０６を介して主サイクロン２０４から導出されたガスを集める。補助サイクロン２０４’によって分離された固体が何れも内部装置２１３の下に開口するパイプ２０５’を介して希薄流動化床の容器２０１の内側に戻される。補助サイクロン２０４’から導出されたガスがパイプ２０７を介して除去される。
【００６４】
主サイクロン２０４および補助サイクロン２０４’がこのように連続して繋がる。
【００６５】
このように記載された再生塔が、単一の主サイクロンで構成されたステージ、および単一の補助サイクロンで構成された第２のステージを備える。別法として、各補助サイクロンが１つまたは複数のサイクロンから導出されたガスを集める２〜１０のサイクロンを各ステージが備える。
【００６６】
本発明の説明の限定しない例を用いて説明を補足する。
【００６７】
例１
この例が内部装置を備えるかどうかで流動化床に搬送された粒子の量における変化を比較する。流動化床が半径０．３５ｍ、高さ４．５ｍの容器内に含有される。一旦流動化すると、高濃度ベッドが１ｍを僅かに超える高さである。０．６〜０．８ｍ／ｓのガスの表面の速度Ｕｇが測定に対して検討される。
【００６８】
内部装置が図２Ｂの配置に基づいて交差する５つのプレートで構成される。同じ軸Ｘｉの沿って隣接するプレートが内部装置の断面に対して４５°および１３５°に交互に傾斜し、このプレート自身が再生塔の断面に対して平行である。５つのプレートのうち、プレートＢ１、Ｂ３およびＢ５が、互いに平行で、４５°に傾斜し、一方、プレートＢ２およびＢ４が、同様に平行で、内部装置および／または再生塔の容器の断面（図２）に対して１３５°傾斜する。これら５つのプレートの長さが、容器の自由領域のプレート上への内部装置の突出がこの領域のほぼ１００％をカバーするように調整される。
【００６９】
内部装置が、総厚さ３０ｃｍで、ガス分配器の上１．７ｍで配設され、すなわち、高濃度流動化床の表面の上約０．７ｍである。
【００７０】
ガスで搬送された粒子の量が下の表１にｋｇ／ｍ2ｓの単位で得られる。
【００７１】
【表１】
2014531302.tif 000003
【００７２】
２つのガスの速度を検討すると、内部装置を使用に関連する改善は効率で７０％を超える。
【００７３】
例２
この例が、内部装置の使用が流動化床の総計高さをどの程度削減し、その結果流動化床を含有する容器の総計高さを削減するのを示す。
【００７４】
ガス表面速度０．８ｍ／ｓに対して測定された。
【００７５】
例１に記載の１つに、同じ容器の中で試験を実行した。内部装置の無い試験が例１のそれと同じで、ガス出口がガス分配器から４．５ｍに配置され、すなわち、高濃度流動化床の上約３．５ｍである。内部装置のある試験に対しては、例１とは異なり、容器からのガス出口が内部装置の上約３０ｃｍに配設され、すなわち、高濃度流動化床の水準の上約１ｍの、内部装置の丁度上である。結果が表２に表わされる。
【００７６】
【表２】
2014531302.tif 000004
【００７７】
このように、容器の高さの削減に関わらず内部装置が搬送される粒子の量をいかに大幅に削減できるかがこの例で示される。具体的には、容器の高さがＴＤＨに制限される場合、ガス出口が高濃度流動化床の水準から２．５ｍ未満にはなく、かつ搬送される粒子の量が４．２ｋｇ／ｍ2ｓを下回らない。内部装置の場合、高さが大幅に削減できると共に搬送粒子の量を約１ｋｇ／ｍ2ｓに制限できる。
【図１】
2014531302.tif 000005
【図２Ａ】
2014531302.tif 000006
【図２Ｂ】
2014531302.tif 000007
【図３】
2014531302.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成26年3月7日(2014.3.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
再生塔が好適には２つのサイクロンステージを連続して備え、主サイクロンステージのサイクロンが再生塔の容器から導出されたガスを集め、補助サイクロンステージが主サイクロンステージから導出されたガスを集めるように設計され、主サイクロンから容器に固体粒子を戻すパイプが内部装置の下方およびそこを貫通することなく容器の第１部分へ開口し、固体粒子を補助サイクロンから容器に戻すパイプが内部装置の下方にそこを貫通することなく容器の第２部分に開する。
【手続補正２】
【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】
容器で形成された触媒分解ユニット用の再生塔であって、
固体粒子の高濃度流動化床によって占有される第１の部分と、
前記第１部分より上に配設されかつ低濃度固体粒子流動化床によって少なくとも部分的に占有される第２部分と、が設けられ、
前記第２部分には、前記容器の断面のプレーンへの投影で前記再生塔の容器の自由領域の少なくとも８０％をカバーする１つの内部装置が設けられ、
前記容器には、前記低濃度ベッドから導出されたガス／固体粒子の混合物を分離するための少なくとも１つのサイクロンが備えられ、
前記サイクロンが、前記容器の外部に配設され、前記ガス／固体粒子の混合物を集めるように構成され、かつ前記内部装置を貫通しないで前記内部装置の下で前記容器の内側に開口するパイプを備えている
ことを特徴とする再生塔。
【請求項２】
前記再生塔に、１つ、２つ、または３つのサイクロンステージが連続して設けられ、前記ステージがそれぞれ、１〜１０個のサイクロンで形成されることを特徴とする請求項１に記載の再生塔。
【請求項３】
前記再生塔の容器から導出されたガスを集めるように前記サイクロンが構成された主サイクロンステージ、および前記主サイクロンステージから導出されたガスを集めるように前記サイクロンが構成された補助サイクロンステージ、の２つのサイクロンステージが前記再生塔に連続して設けられ、
前記固体粒子を前記主サイクロンから前記容器に戻す前記パイプが前記容器の前記第１部分に、前記内部装置の下に該内部装置を貫通せずに開口し、
前記固体粒子を前記補助サイクロンから前記容器に戻す前記パイプが前記容器の前記第２部分に、前記内部装置の下に該内部装置を貫通せずに開口している
ことを特徴とする請求項２に記載の再生塔。
【請求項４】
前記内部装置が前記高濃度ベッドの上の、前記高濃度流動化床の表面から高さｈの位置に配設され、該高さの高濃度流動化床の高さＨ１に対する比率が０．０５〜１．５とされることを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の再生塔。
【請求項５】
前記内部装置が前記再生塔の容器の断面に平行な自由領域の１０％未満を占め、かつ前記断面のプレーンへの投影が前記自由領域の表面積の８０％を超えてカバーするように、前記内部装置が構成されることを特徴とする請求項１〜４の何れか１つに記載の再生塔。
【請求項６】
前記再生塔の容器の自由領域の前記プレーンに平行な前記内部装置の断面が、前記自由領域の表面積の５％以下を占めることを特徴とする請求項１〜５の何れか１つに記載の再生塔。
【請求項７】
前記内部装置が１つまたは複数の個別要素で形成され、該個別要素が傾斜するプレートの１つまたは複数のステージで形成されることを特徴とする請求項１〜６の何れか１つに記載の再生塔。
【請求項８】
隣接する２つの前記ステージのプレートが分離されていることを特徴とする請求項７に記載の再生塔。
【請求項９】
前記内部装置が３０〜５０ｃｍの高さとされ、前記プレートの傾きが水平面に対して３０〜６０°とされることを特徴とする請求項７、または８に記載の再生塔。
【請求項１０】
前記プレートの傾きが水平面に対して３５〜５５°とされることを特徴とする請求項９に記載の再生塔。
【請求項１１】
前記プレートの傾きが水平面に対して４０〜５０°とされることを特徴とする請求項１０に記載の再生塔。
【請求項１２】
前記内部装置が１つまたは複数の個別要素で形成され、該個別要素が、１つおよび同じステージ内で互いに平行で傾斜し、かつその傾斜の方向が１つのステージと他のステージとで異なることを特徴とする請求項１〜１１の何れか１つに記載の再生塔。
【請求項１３】
前記内部装置が１つまたは複数の個別要素で形成され、該個別要素が傾斜しかつ各ステージが互いに十字交差するプレートで形成されていることを特徴とする請求項１〜１１の何れか１つに記載の再生塔。
【請求項１４】
触媒分解ユニット用の再生塔から導出されたガス／固体粒子の混合物を分離する方法であって、
前記再生塔に、触媒粒子の高濃度流動化床によって占有される第１部分、前記第１部分より上に配設されかつ前記高濃度ベッドに対して低濃度触媒粒子流動化床によって占有される第２部分、とが設けられ、
前記低濃度流動化床からの前記ガス／固体粒子の混合物を、前記再生塔の前記容器の内側に配設された内部装置に貫流させ、
外部のサイクロンによって回収された固体粒子を前記内部装置の下に該内部装置を貫通せずに前記容器に戻し、
前記再生塔の容器の断面のプレーンへの投射で前記再生塔の容器の自由領域の少なくとも８０％を前記内部装置でカバーさせ、
前記内部装置を１つまたは複数の個別要素で形成し、各個別要素を傾斜する１つまたは複数のプレートのステージで形成し、かつ各該ステージを互いに十字に交差するプレートで形成する
ことを特徴とする方法。
【国際調査報告】
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