(57)【要約】  コンラドソン残留炭素分が０．１重量％以下で且つ水素含有量が１２．７重量％以上である弱粘結原料の流動床式接触分解のプロセスであって、前記プロセスが、少なくとも、前記原料を分解する工程と、流出物をコークス化された触媒粒子から分離／ストリッピングする工程と、前記触媒粒子を再生させる工程と、を有し、前記プロセスのデルタコークスを調整するために、再生の前に、芳香族化合物の含有量が５０重量％以上であり且つ２０重量％以上の多環芳香族化合物を含む少なくとも一つのコークス化のための、炭素質及び／又は炭化水素質流出物を、均一に分散され且つ弱くコークス化された触媒に再利用する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンラドソン残留炭素分が０．１重量％以下で且つ水素含有量が１２．７重量％以上である弱粘結原料の流動床式接触分解のプロセスであって、
前記プロセスが、少なくとも、
触媒存在下で前記原料を分解する工程と、
流出物をコークス化された触媒粒子から分離／ストリッピングする工程と、
コークスの部分燃焼又は完全燃焼によって前記触媒粒子を再生させる工程と、を有し、
再生の前に、少なくとも一つのコークス化のための、炭素質及び／又は炭化水素質流出物を、均一に分散され且つ弱くコークス化された触媒に再利用し、
コークスの追加の量Ｑｒを前記触媒に送るとともに以下の式（Ｉ）を満たすよう、前記コークス化された触媒に注入される前記流出物の量を調整し、
【数１】
2014501832.tif 000009
ここで、Ｑｉは、原料が分解された後のコークス化された触媒の初期コークス含有量であり、
Ｑｔ又はデルタコークスは、前記プロセスの熱平衡を維持するため及び再生された触媒の温度を６９０℃以上、好ましくは６９０℃から７５０℃の間に維持するために必要なコークス含有量であり、
前記流出物は、芳香族化合物の含有量が５０重量％以上であり且つ２０重量％以上の多環芳香族化合物を含む
ことを特徴とするプロセス。
【請求項２】
Ｑｔを０．５から１．４重量％の間で選択することを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記再生器が単一再生ステージのみを有する場合に、Ｑｔを０．５から１重量％の間で選択することを特徴とする請求項１又は２に記載のプロセス。
【請求項４】
少なくとも二つの再生ステージを有する多段再生器の第一ステージでの部分燃焼について、Ｑｔを０．８から１．４重量％の間で選択することを特徴とする請求項１又は２に記載のプロセス。
【請求項５】
前記流出物は、ＬＣＯ、ＨＣＯ及びスラリーなどの主分解反応から生じる沸点が２２０℃以上である芳香族流出物と、重質燃料油と、蒸留残留物などの大気蒸留又は真空蒸留から生じる中間留分と、あるいは原油の変換から生じる高芳香族留分と、木材及び／又はセルロースの変換から生じるバイオマスと、粉末状にされた又は流体中に分散又は噴霧された石油コークス又はバイオマスと、脱歴装置から生じるアスファルトを豊富に含む留分と、間接（ＧＴＬ）法による石炭の液化又はガスを炭化水素に変換するフィッシャー・トロプシュ法から得られるろう状物質と、石油コークスと、これらの留分の混合と、のなかから選択されるものであることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のプロセス。
【請求項６】
前記分解する工程に導入された原料を、水素添加分解装置から生じる除去物と、沸点が３５０℃以上で且つコンラドソン炭素分が０．１重量％以下で且つ水素含有量が１２．７％重量％以上である真空蒸留ガスオイル留分と、植物油及びフィッシャー・トロプシュ法から生じるパラフィンと、からなるグループから選択し、
これらの原料を個別に又は混合物として分解する
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載のプロセス。
【請求項７】
前記流出物を、ストリッピング工程中に少なくとも一度、濃厚相のコークス化された触媒粒子を含む再利用ゾーンに再利用することを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載のプロセス。
【請求項８】
触媒粒子のストリームに対して前記再利用の上流に配置された少なくとも一つの構造パッキング要素を前記再利用ゾーンに挿入することによって、そしてストリッピングゾーンの断面の全て又は一部を覆うとともに前記ストリッピングゾーンの高さの少なくとも一部を、場合によっては段階的に覆うことによって、前記ストリッピング工程からのコークス化された触媒の濃厚相が均一化された少なくとも一つの再利用ゾーンに、前記流出物を再利用する
ことを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のプロセス。
【請求項９】
前記ストリッピング工程が、構造パッキング要素を有する少なくとも二つのゾーンを有し、
前記少なくとも二つのゾーンは、前記再利用の上流にある少なくとも第一構造パッキング要素によって占められる少なくとも第一再利用コークス化ゾーンと、前記再利用の下流であって前記ストリッピング流体を分散させる領域の上流にある少なくとも第二構造パッキング要素によって占められる少なくとも第二ストリッピングゾーンとを含む
ことを特徴とする請求項８に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記コークス化留分の再利用ゾーンをストリッピングゾーンによって分離してもよく、一以上の再利用ゾーンの後にストリッピングゾーンを設けてもよく、ただし前記触媒を再生器に送る前の最後のゾーンは常にストリッピングに関するものとすることを特徴とする請求項８又は９に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記構造パッキング要素は、該構造パッキング要素が配置された容器内のフロー断面の面積の１０％よりも小さい面積を占め、前記容器への投影においては前記断面の全面積を占めることを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載のプロセス。
【請求項１２】
少なくとも一つの構造パッキング要素と事前ストリッピング流体を分散させる手段とが設けられた事前ストリッピングゾーンを、前記流出物の再利用のための第一ゾーンの上流に設置することを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載のプロセス。
【請求項１３】
少なくとも主反応器と、場合によっては少なくとも副反応器と、少なくともディセンゲージャ及びストリッパーと、単段又は多段再生器と、を有する、請求項１〜１２の何れか一項に記載のプロセスを実施するためのプラントであって、
前記ストリッパーには、濃厚触媒床と同じ高さで、少なくとも一つのゾーンが設けられ、
前記少なくとも一つのゾーンには、触媒粒子のストリームの循環に対してコークス化留分を分散させる装置の上流に配置された少なくとも一つの構造パッキング要素が設けられ、
前記構造パッキング要素が、ふるいを構成するインターレース板、ストリップ又はフィンによって形成され、
前記ふるいは、該ふるいが配置された容器内のフロー断面の面積の１０％よりも小さい面積を占め、前記断面への投影においては前記断面の全面積を占めるよう構成されている
ことを特徴とするプラント。
【請求項１４】
前記ストリッパーには、二つの流体分散装置に関連する構造パッキング要素を少なくとも有する少なくとも二つのゾーンが設けられ、
前記二つの流体分散装置の一つはコークス化留分を分散させるものであり、もう一つはストリッピング流体を分散させるものであり、
前記装置は、触媒粒子のストリームに対して前記構造パッキング要素の下流に配置されている
ことを特徴とする請求項１３に記載のプラント。
【請求項１５】
前記再利用及びストリッピング分散装置は、吹き付け棒状注入器、ベンチュリ加圧噴霧注入器、流体化リング及びスパージャーチューブの中から選択されることを特徴とする請求項１３又は１４に記載のプラント。
【請求項１６】
前記ストリッパーは、前記ディセンゲージャと一つの同じ容器内に配置されることを特徴とする請求項１３〜１５の何れか一項に記載のプラント。
【請求項１７】
前記ストリッパーは、前記ディセンゲージャの下流且つ前記再生器の上流に配置された別の容器内に配置されていることを特徴とする請求項１３〜１５の何れか一項に記載のプラント。
【請求項１８】
前記ディセンゲージャ及び／又は前記ストリッパーは有利には、各々、前記ディセンゲージャの出口及び／又は前記ストリッパー内への触媒粒子の入口において少なくとも一つの構造パッキング要素を有し、その後に、前記触媒粒子の事前ストリッピングのためのストリッピング流体分散装置を有することを特徴とする請求項１７に記載のプラント。
【請求項１９】
前記ストリッパーが、間に挿入された再利用及びストリッピングのために複数の構造パッキング要素を有する場合、各前記構造パッキング要素は流体の分散と関連し、前記再利用及び前記ストリッピングについて占める体積は、各々、ストリッピングゾーン又は容器の体積の２５から６５％及び３５から７５％であることを特徴とする請求項１３〜１８の何れか一項に記載のプラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石油留分の接触分解に関し、より詳細には、低いコンラドソン残留炭素分及び高い水素含有量を有しその結果装置の熱平衡を満たすことを困難にする留分の接触分解に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＣＣ（流動接触分解）装置においては、反応工程中に触媒上に付着したコークスを燃焼させることによって熱平衡が与えられる。この燃焼は再生ゾーンにおいて起こる。通常、触媒は０．５〜１重量％のコークス含有量（コークスの質量と触媒の質量の比率を重量％で表現したものとして定義される）を有して再生ゾーンに入り、そして、部分燃焼モードでの再生器の動作においては０．１〜０．５重量％のコークス含有量となって又は完全燃焼モードでの再生器の動作においては０．１〜０．０５重量％若しくは０．０１重量％より低いコークス含有量となって、前記再生ゾーンから出る。
【０００３】
完全燃焼再生では全てのコークスが燃焼され（燃焼排ガス中の通常のＣＯ（一酸化炭素）含有量がゼロに近い）、一方で部分燃焼モードでは、コークスの燃焼によって、空気スループット及び不完全燃焼の場合には燃焼の不完全さの度合いに依存して数体積％、通常は０．５〜１０体積％の含有量のＣＯが生成される。
【０００４】
原料のコンラドソン残留炭素分（ＣＣＲ）は、ＡＳＴＭ  Ｄ４８２基準を用いて決定され、これは当業者にとっては装置の主反応器内で生じる接触分解反応中に原料が生成し得るコークスの量の測定値を表わす。原料のコンラドソン残留炭素分によっては、装置の正常動作を制御する装置の熱平衡を満たすよう、原料の分解に対応するコークス産出量に合わせて装置の寸法を設計することが可能である。
【０００５】
ＦＦＣ装置内で処理される従来の重質留分は、一般的にコンラドソン残留炭素分が０．２〜１０重量％である。
【０００６】
本発明に係るＦＣＣ装置内で処理された留分は、コンラドソン残留炭素分が０．１重量％以下で且つ水素含有量が１２．７重量％以上でもよい。
【０００７】
先行技術の検証
熱平衡を満たすために、所定コークス量に対してより多くの空気を再生器中に注入することによって再生器内での燃焼を後押し、即ち燃焼排ガス中の一酸化炭素（ＣＯ）の体積パーセントを減少させて、前記再生器内の触媒の温度を上昇させることで必要に応じて装置の熱平衡を満たすことを助けることは当業者にとって周知である。しかしながら、注入空気量は、再生器内の濃厚床のコークス化された触媒上に存在するコークスを燃焼させるのに必要な量以上に増やす必要はない。コークスの燃焼によって、再生触媒の温度を原料の所望分解温度にまで上昇させることができ、したがって装置の熱平衡が達成される。
【０００８】
この注入空気量の増大が不十分又は不可能なときには、コークスポテンシャルが高いＦＣＣから得られる留分、これはコークス化留分として知られる、を再生器内で再利用することが従来技術において周知であり、前記留分は再生器内に直接導入される。このコークス化留分は、通常原料を分解した結果として生じる留分、通常「スラリー」留分であり、即ち主に芳香族３６０℃＋留分又は燃料油Ｎｏ．２若しくは国内燃料油などの任意の炭化水素留分である。この再生器へのコークス化留分の再利用は、装置の立ち上げ段階における一般的な方法であるが、扱いが難しく、連続使用中における問題を引き起こす原因である。その理由は、再生器内の温度が約６５０℃から７５０℃であることから、再利用したものの一部が蒸発して、再生器の希薄相にみられる分解ガスが形成され、したがって再生器の正常な動作にダメージを与え得るホットスポットが生じるリスクがあるからである。しばしば「後燃え」又は「燃焼後」と呼ばれるこの現象は、再生器内の望ましくないポイント、例えば固体触媒がより少量で存在する希薄相、又は再生器の容器内に存在するサイクロンの一つの入口若しくは内部又は燃焼ガス排出管における、更なる燃焼として定義することができる。この「後燃え」との用語は、当業者にとって広く認められ且つ行われており、以下この用語を用いる。
【０００９】
さらに、再利用ストリームによって、触媒床で燃焼し、これにより高温火炎前面が局所的に形成されるリスクがある。この火炎前面により、触媒床において局所的高温を伴うホットスポットが生じる。これらの炭化水素が燃え尽きると蒸気が形成されるため、これらの局所的高温と蒸気の存在との組合せにより、触媒の活性部分（ゼオライト）が弱まり、したがってその分解機能が失活する。これは触媒の水熱的失活と呼ばれる。この再利用された留分に水素が豊富に含まれるほど（留分が軽いほど水素含有量が高く、燃焼によってもっと多くの蒸気が生じる）、その燃焼から生じる蒸気がより多く生成される。
【００１０】
また、二元機能触媒を炭化水素の再利用と併せて使用することを介してガソリン及びオレフィンの生成を最適化するためにタール又はコークス型の炭化水素をストリッパーに再利用すること（米国特許第３８５６６５９号）、又はストリッパー内でのコークス化触媒粒子のストリッピングを改善するために再利用の発熱性を利用すること（米国特許第４８８８１０３号）が知られている。上記文献の何れにも、接触分解プロセスの正常動作に必要な熱平衡を満たすことを不可能にするコークス化原料を弱く処理するという観点での原料による最初にコークス化された触媒に対するコークス化反応の最適化については記載されていない。
【００１１】
欧州特許第２０７２６０５号では再生器は合成ガス発生器として使用され、このため原料によってコークス化された触媒のコークス化留分の量がストリッパーに再利用される。しかしながら、この量は燃焼中の再生器の通常機能に必要なものよりも非常に大きいので、排出される再生触媒の温度を６９０〜７５０℃に維持することができ、この温度は接触分解装置の熱平衡を確保できる温度である。再利用によって形成された過剰なコークスを消費するために、そしてＣＯ2の生成を制限するために、コークスを消費することによって合成ガスを形成するために大気からの酸素だけでなく蒸気をも再生器内に注入する。ガス化反応は吸熱性が高いことから臨界閾値を超える温度の上昇はない。この文献においては、ＦＣＣプロセスが、再生器で解放されたＣＯ2を除去する手段と考えられる。
【発明の概要】
【００１２】
したがって、本発明は、触媒中のコークスの量を燃料モードで動作する再生器内に入る前に増やすことを可能とするとともに、流動床の希薄相におけるホットスポットの形成（後燃え）を回避し且つ触媒（再生器又はストリッパー内の濃厚相におけるホットスポット）を失活させることを可能とする、少なくとも一つのコークス化留分の再利用工程を有する弱粘結留分の接触分解法であって、前記再利用工程はコークス化された触媒粒子の均一分散のゾーンで行われる接触分解法を提供することを目的とする。
【００１３】
本発明の別の目的は、コークスに取り込まれた可能性がある水素含有量が豊富な軽質炭化水素の量を制限することによって再生器内で起こる上記した「後燃え」及び蒸気現象を防止することである。
【００１４】
本発明は、上昇流モードで動作する反応器（「ライザー」反応器と呼ばれる）を用いるＦＣＣ装置、及び下降流モードで動作する反応器（「ダウナー」反応器と呼ばれる）を用いる装置の両方に適用するものであるが、再生器が燃焼モードで動作する装置に常に適用するものである。
【００１５】
また、本発明は、単一反応器で動作するＦＣＣ装置（上昇流モード又は下降流モード）、及び二以上の反応器で動作するＦＣＣ装置に適用するものである。一般的に、ＦＣＣ装置が二つの反応器（主反応器及び副反応器）で動作する場合、これらが最大ガソリン又は最大ＬＣＯモードで動作するならばこれらの反応器はライザー反応器であるが、しかしながら二つのダウナー反応器で又は一つのライザー反応器及び一つのダウナー反応器で動作する装置も本発明の範囲内に含まれる。
【００１６】
本発明に係るＦＣＣ装置が処理できる原料は、コンラドソン残留炭素分が０．１重量％以下で且つ水素含有量が１２．７重量％以上の原料である。
【００１７】
本発明は、コンラドソン残留炭素分が０．１重量％以下で且つ水素含有量が１２．７重量％以上である弱粘結原料の接触分解のためのプロセスであって、該プロセスは、少なくとも原料を分解する工程と、流出物をコークス化された触媒粒子から分離／ストリッピングする工程と、コークスの部分燃焼又は完全燃料によって前記触媒粒子を再生させる工程と、再生の前に、少なくともコークス化炭化水素質流出物を、均一
に分散され且つ前記原料によって弱くコークス化された触媒(weakly coked catalyst)に再利用することを含み、前記プロセスは、以下の式（Ｉ）を満たすよう且つコークスＱｒの追加量を触媒に送るよう、前記コークス化された触媒に注入されるコークス化流出物の量を調整することを特徴とする。
【００１８】
【数１】
2014501832.tif 000002
【００１９】
ここで、Ｑｉは、原料が分解された後のコークス化された触媒の初期コークス含有量であり、Ｑｔ即ちデルタコークスは、前記プロセスの熱平衡を維持するため及び再生された触媒の温度を６９０℃以上、好ましくは６９０℃から７５０℃の間に維持するために必要な部分燃焼又は完全燃焼によって焼かれたコークス含有量である。芳香族化合物の含有量が５０重量％以上であり且つ２０重量％以上の多環芳香族化合物を含むコークス化流出物を、本明細書では「コークス化留分」と称する。
【００２０】
「多環芳香族化合物」との表現は、共通隣接炭素原子を有する少なくとも二つの芳香環を有する化合物を意味する。弱くコークス化された触媒とは、原料の分解によって得られたコークスの量が使用される接触分解装置の熱平衡を維持するのに十分大きくない触媒である。具体的には、コークスを焼き尽くすことによる触媒の再生は、触媒によって十分な量回収されるべき熱を放出し、これにより、触媒が、一方では液体の形態で再生器内に注入された原料をほぼ完全に気化するのに十分なエネルギーを供給し、他方では、前記反応器の出口における反応温度、所望の変換目的及び構成に依存して通常は４８０〜６５０℃、を維持するよう十分なエネルギーを全体的に吸熱性の分解反応に供給する。
【００２１】
本発明は、主に、装置の再生器に入る前に触媒粒子の上に均一に付着されたコークスの量が増大するという利点がある。この再生器内で焼き尽くされるコークス（即ちデルタコークス）の増大によって、コークスの燃焼により得られる熱が増大するという効果が得られ、したがって触媒活性にダメージを与えるホットスポットを形成することなく、主反応器内に再利用される得られた再生触媒粒子の温度が均一に増大するという効果が得られる。最後の利点は、主反応器内に導入された原料が分解において十分なコークスを形成しないときに、コークス化炭化水素質流出物の再利用によって装置の熱的平衡に必要なコークスの量又はデルタコークスを調整することが可能となり、つまり、コークス化炭化水素質流出物の再利用によって再生器を出る再生触媒の温度を調整することが可能となり、したがって、弱粘結原料が分解されたとしても前記装置の効率的な動作を確保することができる。
【００２２】
弱粘結原料が供給されるＦＣＣ装置を効率的に動作させるために、熱平衡を満たすために必要となる再生器に入る触媒上に存在するコークスの量（Ｑｔ）が、（（複数の）主反応器内における）触媒にわたる原料の分解によって供給されたコークスの初期量（Ｑｉ）と、原料が分解された後に流出物をコークス化された触媒に再利用することによって供給された追加のコークスの量（Ｑｒ）と、の和に一致しなければならない。
【００２３】
通常、再生器内に入るＱｔ、即ち「デルタコークス」とも称される触媒上に捕捉されたコークスの量は、熱平衡を満たすために典型的には０．５から１．４重量％（限界を含む）の間で変化してもよい。熱的平衡、即ち原料と接触する再生触媒の温度が６９０℃以上（例えば６９０℃から７５０℃で変化する）となることを達成するためには、注入された空気量が形成されたコークスの量に基づいて調整されなくてはならない。
【００２４】
好ましくは、燃焼が完全燃焼で単段再生器内で起こる場合、Ｑｔは０．５から１．１重量％（限界を含む）の間に保たれ、少なくとも二つの再生段を含む多段再生器の第一段での部分燃焼については０．８から１．４重量％（限界を含む）の間に保たれる。
【００２５】
本発明を実施するためには、芳香族化合物含有量が５０重量％以上で且つ２０重量％以上の多環芳香族化合物を含む炭化水素質流出物、本明細書ではコークス化留分とも呼ばれる、は、沸点が２２０℃以上、好ましくは３４０℃以上である、主に芳香族で炭素質の及び／又は炭化水素質の流出物であり、例えば、蒸留範囲が典型的に３６０〜４４０℃のＬＣＯ（軽質循環油）又はＨＣＯ（重質循環油）留分、蒸留範囲が３６０℃以上即ち３６０℃＋の「スラリー」（接触分解からである残留スラッジ）、燃料油Ｎｏ．２などの重質燃料油型の最終生成物の留分、蒸留残留物などの大気蒸留又は真空蒸留から生じる中間留分、あるいは、原油の変換から生じる高芳香族留分、木材及び／又はセルロースの変換から生じるバイオマス、粉末状にされて希釈又は吹き込みから流体中に分散又は噴霧された石油コークス又はバイオマス、脱歴装置から生じるアスファルトを豊富に含む留分、間接（ＧＴＬ）法による石炭の液化又はガスを炭化水素に変換するフィッシャー・トロプシュ法から得られるろう状物質、石油コークス、あるいはこれらの留分の混合である。
【００２６】
本発明によって処理できる弱粘結原料は以下のものでもよいが、これら原料を、接触分解装置の主反応器及び／又は副反応器内で、個別に又は混合物として分解することも可能である。
・高パラフィンの、水素含有量が１２．７重量％以上である、水素添加分解装置から生じる除去物、これは流出物（bleeds）と呼ばれる
・沸点が３５０℃以上且つ水素含有量が１２．７％重量％以上の、厳しく事前処理されたＶＧＯ（真空ガスオイル）原料（常圧蒸留残油の真空蒸留から生じる）
・植物油
・フィッシャー・トロプシュ法から生じるパラフィン
【００２７】
本発明は、ＦＣＣ（流動接触分解）装置を用いた、例えばコンラドソン残留炭素分が０．１重量％以下で且つ水素含有量が１２．７重量％以上の流出物の生成を伴い、対応する装置は、上昇流モード（ライザー反応器）又は下降流モード（ダウナー反応器）で動作する少なくとも一つの主反応器を有し、反応器を出たコークス化された触媒は分離／ストリッピングゾーンに導入され、該ゾーン内でコークス化された触媒は分解流出物から分離され、次に装置のストリッパー内でストリッピング工程において回収される。前記ストリッピング工程は流動床で起こり、希薄相に囲まれた濃厚相を有し、炭化水素質流出物又はコークス化留分の再利用が、ストリッパーの濃厚相内の少なくとも一つの分散装置によって、再利用ゾーンと呼ばれる少なくとも一つのゾーンで実施される。しかしながら、この拡散を最適化するために、そして後の再生器内での燃焼中にホットスポットを生じ得る過度のコークス化のリスクを伴うホットスポットが生じないようにするために、コークス化流出物再利用ゾーンに対応する濃厚触媒相が、少なくとも一つの構造パッキング要素を挿入することによって均一化され、これは、触媒粒子のストリームに対する再利用の分散の上流に位置するコークス化された触媒粒子の分散を伴い、コークス粒子が分解流出物と同時に逸脱することを防止する。これらの構造パッキング要素は、少なくとも一つのコークス化留分の注入の少なくとも上流及び選択的には下流にある前記ストリッピングゾーンの断面の全体又は一部を、そして該ゾーンの高さの少なくとも一部を、場合によって段階的に、覆ってもよい。
【００２８】
本発明の第一の変形例によれば、ストリッピング工程は、少なくとも二つのゾーンを有し、これらは、コークス化留分の再利用の分散の上流に位置する少なくとも第一構造パッキング要素によって占められた少なくとも第一再利用コークス化ゾーンと、前記再利用の入口の下流かつ分解流出物を排出するために必要なストリッピング流体の分散の上流に位置する少なくとも第二構造パッキング要素によって占められた少なくとも第二ストリッピングゾーンと、を含む。各ゾーンにおいて、触媒の所望の均一性に応じてパッキング要素の重ね合わせを有することも可能である。コークス化留分が少なくとも二つのゾーンで再利用され、これらの二つのゾーンが、異なる構造パッキング要素の二つの重ね合わせを有し、各ゾーンが触媒粒子のストリームの下流でコークス化留分を分散させる装置を有し、これらのゾーンの後に常にストリッピング流体を分散させる装置に関連するパッキング要素の第三の重ね合わせに対応する第三ストリッピングゾーンを有することも、本発明の範囲に含まれる。
【００２９】
本発明との関連で、第二の変形例によれば、コークス化留分再利用ゾーンはストリッピングゾーンによって分離されてもよく、例えば一以上の再利用ゾーンの後にストリッピングゾーンがあってもよい。この再利用及びストリッピングゾーンの並びでは、最後のゾーンが常にストリッピングゾーンとなる。
【００３０】
構造パッキング要素を用いることによって、均一な密度を有する連続的な触媒ストリームを提供することが可能になる。好ましい実施形態においては、これらのパッキング要素は、パッキング要素が配置された容器のフロー断面の面積の１０％未満を占め、前記断面への投影においては該断面の全面積を占める。
【００３１】
「ストリッピング流体」との用語は、不活性ガス及び蒸気から選択される、ストリッパー内に注入されたときにガス状態である炭化水素質ではない任意の化合物を意味する。これらは、触媒粒子の通気を確保し、さらに、床及び／又は粒子のなかに捕捉された炭化水素を排除することを可能とし、これによってこれらの粒子の触媒活性を増大させる効果がある。
【００３２】
本発明の一つの好ましい実施形態において、粒子のストリームの下流で少なくとも一つのストリッピング流体を分散させる装置に関連する少なくとも一つの構造パッキング要素によって占められた事前ストリッピングゾーンが、第一再利用ゾーンの上流に位置決めされる。この事前ストリッピングゾーンの追加は、その触媒活性のかなりの部分、したがってストリッパー内の触媒のコークス化力を回復させることを助ける。
【００３３】
本発明のもう一つの主旨は、本発明を実施するためのプラントであって、該プラントは、接触分解プロセスの実施に必要なさまざまな容器を有し、即ち少なくとも主反応器及び場合によっては少なくとも副反応器と、少なくともディセンゲージャ（分離装置）（disengager）と、ストリッパーと、単段又は多段再生器と、を有し、前記プラントは、ストリッパー部内の濃厚触媒床において、少なくとも一つのゾーンを有し、該ゾーンは、触媒粒子のストリームの循環に対してコークス化留分を分散させる装置の上流に位置決めされた少なくとも一つの構造パッキング要素を有し、これらのパッキング要素はふるいを構成するインターレース板(interlacing plates)、ストリップ又はフィンによって形成され、このふるいは、該ふるいが配置された容器内のフロー断面の面積の１０％未満を占め、かつ前記断面の投影においては、前記ふるいは前記断面の全体を占めてもよい。
【００３４】
好ましくは、プラントのストリッパー部は、一つはコークス化留分を分散させるための装置であってもう一つはストリッピング流体を分散させるための装置である二つの流体分散装置と関連する構造パッキング要素を有する少なくとも二つのゾーンを有し、前記分散装置は、前記触媒粒子のストリームに対して前記構造要素の下流に位置する。
【００３５】
一変形例では、各々コークス化留分を分散させる装置と関連したパッキング要素を次々に複数重ね合わせてもよく、少なくとも一つのパッキング要素が一つの同じストリッピング工程においてストリッピング流体を分散させる装置に関連する。
【００３６】
パッキング要素としては、欧州特許第７１９８５０号、米国特許第７０２２２２１号、米国特許第７０７７９９７号、国際公開番号２００７／０９４７７１、国際公開番号００／３５５７５及び中国特許第１７６３１５０号に記載された一以上の構造パッキング要素を用いてもよい。ここで、想定されるパッキング要素の各々において、コークス化粒子のストリームが、ふるいを構成するインターレース板、ストリップ又はフィンによって形成される好ましい通路をたどらされて通気される。このふるいは、該ふるいが配置された容器内のフロー断面の面積の１０％未満を占めてもよく、かつ前記断面の投影においては前記ふるいは前記断面の全体を占めてもよい。そのようなインターレース材は通常同じタイプの層として構成されてもよく、これによりこの粒子の通気を制御することができる。
【００３７】
再利用又はストリッピング流体分散装置は、吹き付け棒状注入器、リング及びスパージャーの中から選択してもよい。
【００３８】
重質留分の注入については、例えばベンチュリ型の注入器を用いることが好ましく、これにより、通常は蒸気である分散流の加圧共同注入によって、再利用流体を霧化することが可能となり、分散流体の注入直後に分散流体を気化させることを加速することができる。
【００３９】
前記プラントの第一変形例において、ストリッパーをディセンゲージャと同じ容器内に配置してもよい。
【００４０】
第二変形例において、ストリッパーを、ディセンゲージャと異なる容器内の、ディセンゲージャの下流且つ再生器の上流に配置してもよい。プラントの一つの好ましい実施形態では、ディセンゲージャ及び／又はストリッパーは、有利には、触媒粒子の出口及び／又は入口において、少なくとも一つの構造パッキング要素を有し、次に触媒粒子の事前ストリッピングのためにストリッピング流体を分散させる装置を有する。さらに、ストリッピング容器は、前記容器内でのコークス化留分のコークス化された触媒への再利用から主に生じる分解流出物を排出する手段を有する。
【００４１】
ストリッパーが、間に挿入された再利用及びストリッピングのために複数のパッキングを有する場合、各パッキングは再利用流体及びストリッピング流体を分散させる装置を有し、再利用及びストリッピングについて占める体積は、それぞれ、ストリッピング工程に対応するゾーン又は容器の体積の２５から６５％及び３５から７５％である。
【００４２】
以下に、本発明について、限定を意図しない図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】単一容器内のディセンゲージャ・ストリッパーの断面図である。
【図２】二つの分解反応器、主反応器及び副反応器を有する接触分解装置を表わす略図であり、ストリッピング容器が、コークス化された触媒と分解流出物の混合を分離する容器とは独立している。
【図３】構造パッキングをストリッピング容器に詰める二つの方法を断面で示したものであり、各々が下流にある分散装置と関連する。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図１は、本発明を実施するためのプラントの反応器／ストリッパー部の一実施形態を示す。前記反応器／ストリッパー部は、上端に単一分離／ストリッパー（１）を有するライザー反応器（Ｒ１）を有し、前記分離／ストリッパー（１）は同じ容器内に分離部（１ａ）及びストリッパー部（１ｂ）を有する。このストリッパー部は、複数の構造要素（Ｉ1、Ｉ2、Ｉ3）からなる三つのパッキングを有する。触媒粒子のストリームは上から下に循環し、各パッキングの下流には、触媒粒子をストリッピングするための蒸気分散リング（Ｄ1及びＤ2）又は炭化水素質組成物再利用物注入器（２）が設けられている。パイプ（８）は分離／ストリッパー（１）を再生器（非図示）に接続する。
【００４５】
図２は、一つの特定のモードに係る本発明のプロセスを実施するＦＣＣ装置の全体を示す。図示されたＦＣＣ装置は二つの反応器（Ｒ1即ち主反応器及びＲ2）を有し、これらの両方に原料（Ｃ1、Ｃ2、Ｃ1は本発明に係る原料である）が供給される。二つのライザー反応器内の流出物及び原料によってコークス化された触媒は、一つの同じディセンゲージャ（１）に集められる。ＦＣＣ装置は、パイプ（７）を介してディセンゲージャ（１）に接続されるとともにパイプ（８）を介して二段再生器（３及び４）に接続された別個の独立したストリッパー（５）をさらに有する。ストリッパー（５）は、複数の構造要素（Ｉ1、Ｉ2、Ｉ3）からなる三つのパッキングを有する。触媒粒子のストリームが上から下に循環するストリッパー（５）内において各パッキングの下流には触媒粒子をストリッピングするための蒸気分散リング（Ｄ1及びＤ2）又は炭化水素質化合物再利用物注入器（２）が設けられている。
【００４６】
図３は、断面Ａ−Ａ及びＢ−Ｂに基づく、異なる数の構造要素からなるパッキングをストリッパーに詰める二つの方法を示す。これらの二つの断面において、触媒粒子のストリームは上から下に循環する。断面Ａ−Ａによれば、注入器を用いた炭化水素（１０）及び（１１）の再利用物の注入を伴う二つの連続的なパッキング（Ｉ2）及び（Ｉ3）と、分散リングＤ1を用いた蒸気分散により粒子をストリッピングするためのパッキングＩ1が設けられている。断面Ｂ−Ｂによれば、ストリッパーには複数の構造要素からなる三つのパッキングが設けられ、二つのストリッピング工程はパッキング（Ｉ’2）及び（Ｉ’3）に対応するとともに分散リング（Ｄ’1）及び（Ｄ’2）が、注入器（１０）及びパッキング（Ｉ’2）を用いた炭化水素の再利用を有するコークス化工程を構成する。
【００４７】
上記した図のような例は、本発明の範囲を限定せずに本発明を説明することを目的としている。
【００４８】
例１
本例は、コークス化留分の再利用を用いた又は用いないＦＣＣ装置における弱粘結原料が分解されたときの生成物産出量に関して効率を比較することによって、本発明の利点を示す。
【００４９】
基本事例は、一日当たり４０，０００バレル即ち毎時２４０トンの能力を有する単一ライザー反応器を有し、対応する水素処理ＶＧＯ原料を処理する流動接触分解（ＦＣＣ）装置において再利用を伴わないとして区別してもよい。
【００５０】
原料の主な性質を以下の表１に示す。
【００５１】
【表１】
2014501832.tif 000003
【００５２】
「コークス化」留分の再利用をストリッパー内で用いないこの装置は、表２に示す条件下で実施される。
【００５３】
【表２】
2014501832.tif 000004
【００５４】
再生温度は非常に低く、これによって不完全に焼かれたコークスの後燃え又は燃焼後反応が生じる可能性がある。実際に、床の濃厚相における不完全燃焼の後の同伴粒子状コークスの燃焼によって、再生器内の流動状態の床の希薄相において追加の燃焼が起こる場合がある。完全燃焼を得るために、そのような現象を防止するのに必要な最適再生温度は通常６９０℃以上である。
【００５５】
関連する産出量構成即ち原料の分解によって得られる生成物の量を表３に示す。
【００５６】
【表３】
2014501832.tif 000005
【００５７】
第二の事例では、図１に示すように、装置自体から得られる「スラリー」留分を、複数の構造要素を有する第一パッキング（Ｉ2）の下流に等間隔で配置された４つの分散装置（２）を用いてストリッパー（１ｂ）の濃厚相に再利用し、前記分散装置によって、下降する触媒粒子のストリームが均一化されるとともに、この触媒粒子と再利用されたスラリーの間の接触が良好になり、したがって追加のコークスが触媒の上に全面的に均一に付着する。ストリッパー内で関連するパッキングの下流での分散装置の位置決めは、触媒粒子の下降速度が６５ｋｇ／ｍ2／ｓである場合にスラリーと触媒粒子の間の総接触時間が７０秒となるよう選択される。
【００５８】
第二パッキング（Ｉ3）は、ストリッピング流体（Ｄ1）、ここでは蒸気である、を分散させる装置と関連するストリッパー（１ａ）の濃厚相の下側部に配置され、蒸気の分散によってコークス化留分の分解から生じる水素原子を含む軽質生成物をストリップすることが可能となる。この軽質炭化水素は、次に蒸留して最終的に精製装置でアップグレードするために回収されて反応器（Ｒ1）からの流出物と混合される。このようにして、再生器に送られる前に、装置の熱平衡に必要なコークスの量（Ｑｔ）を構成するために、水素があまり豊富でない多環縮合又は多環芳香族重質炭化水素のコークス化によって得られたコークス（Ｑr）が、反応器（Ｒ1）内での原料の分解から生じたコークス（Ｑi）に追加される。この追加のコークスは、分解反応の後にストリッピングによって過剰な水素を含んでないので、水素の燃焼及び再生器内での蒸気の過剰発生に関連する触媒にダメージを与えるホットスポットの発生のリスクが回避される。
【００５９】
触媒粒子が前記コークス化留分と接触する前に該触媒粒子を事前ストリッピングして、触媒活性つまり該触媒粒子のコークス化力の大部分の回復を助けるために、ストリッピング流体（Ｄ2）即ち主に蒸気を分散させる装置と関連する第三のパッキング（Ｉ1）は、ストリッパー（１ａ）の濃厚相の第一パッキング（Ｉ2）の上流に配置される。蒸気を分散させる装置の位置決めは、コークス化留分を分散させる装置の位置決めに対応する。ストリッピング流体と触媒粒子の間の目標総接触時間は、触媒粒子の下降速度が６５ｋｇ／ｍ2／ｓである場合に７０秒である。
【００６０】
表４に並べられたものは、以下の状態のときのストリッパー内におけるスラリーの触媒粒子の濃厚相への再利用のために得られた産出量である。
・状態１は、事前のストリッピング（又は事前ストリッピングＩ3＋Ｄ2）も、再利用の上流におけるパッキングも使用しないが、末端のストリッピング（Ｉ1＋Ｄ1）は使用する。
・状態２は、事前ストリッピング（Ｉ3＋Ｄ2）は使用せず、スラリーの再利用のための分散装置（２）の上流のパッキング（Ｉ2）及び最後に末端のストリッピング（Ｉ1＋Ｄ1）は使用する。
・状態３は、事前ストリッピング（Ｉ3＋Ｄ2）の後に、スラリーの再利用（Ｉ2＋２）を使用し、最後に末端のストリッピング（Ｉ1＋Ｄ1）を使用する。
【００６１】
【表４】
2014501832.tif 000006
【００６２】
この表において、スラリーの再利用の上流に構造要素を有するパッキングを導入することによって触媒の上に付着するコークスの量を増大させることが可能となったこと、また、触媒をコークス化留分と接触させる前に触媒の事前ストリッピングの工程を追加することによってこの留分の分解及びコークス化効果をさらに増大させることが可能となったことが観測された。
【００６３】
本発明の貢献を説明するために、表５は、問題の装置について、触媒（Ｑt）の上に付着したコークスの量、又はデルタコークス、に関しては利益と、ストリッパーに再利用されたコークス化留分のスループット６ｔ／ｈについての再生器内の濃厚相の温度の対応する増大とを示す。
【００６４】
【表５】
2014501832.tif 000007
【００６５】
したがって、コークス化留分のストリッパーへの再利用について想定された構成に依存して、したがって触媒の上に付着した得られるコークスの量に依存して、再生器内の温度は、再利用を使用しない構成についての６７１℃から、「状態３」の構成についての６９１℃へと増大し、したがって非常に低い通常６９０℃より低い濃厚相の温度と関連がある後燃え現象を制限する。
【００６６】
例２
本例は、弱粘結原料の分解によって燃焼モードで動作する再生器内のコークスが不足した接触分解装置の熱平衡を満たすことが可能となるという本発明の利点を示す。
【００６７】
この例において、接触分解装置は能力が３４０ｔ／ｈであり、水素添加分解装置から生じる高パラフィン原料を処理する。この原料は、密度が０．８６であり、ＡＳＴＭ  Ｄ４８２基準で測定されるコンラドソン残留炭素分が０．１重量％より小さく、金属（ニッケル＋バナジウム）含有量が０．１ｐｐｍより小さい。
【００６８】
以下の表６において、第一欄にはストリッパーへの重質炭化水素の再利用を用いない前記原料を処理する前記装置の特徴が並べられている。装置の熱平衡を算出することによって触媒上のコークスの非常に小さい量、０．４重量％、が得られ、これにより再生器内の流動床の濃厚相についての温度が非常に低くなり、辛うじて６４０℃以上となる。空気の注入を上記の量を超えて増大させたとしても、この温度をこの閾値以上に増大させることはできない。
【００６９】
触媒の温度を上げるために、接触分解装置の主分留カラムの底から生じる、密度が１．０８３でありコンラドソン残留炭素分が１０重量％よりも大きい重質炭化水素、この場合スラリー（３５０＋）が、再利用される。この再利用は、前記重質炭化水素を挿入部においてストリッパーに注入して、原料によりコークス化された触媒の利益を分ける。熱平衡の結果が表６の第二欄に示されている。
【００７０】
２０ｔ／ｈのスラリーをストリッパーに再利用することによって、分解を介して触媒の上に付着するコークスの量は大きく増大し、これにより十分な量の空気の注入を介して触媒上のコークスの燃焼を確保することを完全に満たす濃厚相の温度を得ることが可能となることが観測された。
【００７１】
この場合、ストリッパー内で触媒上に重質分子が吸着することによってコークスの水素含有量がわずかに増大し、そのＨ／Ｃ（水素／炭素）分子比は、反応器内での原料の分解の後に触媒の上に最初に付着したコークスのものに比べて大きい。この追加の水素の燃焼は再生器内の流動床の濃厚相の温度を上げることを助けるので、ここではこのコークス中の水素の増大は望ましい。
【００７２】
【表６】
2014501832.tif 000008
【００７３】
表６から、触媒上のコークスの量が増大すること（Ｑｔが０．５１から０．７２に変わる）が観測されたともに、再利用を用いない装置の非常に低い温度が６９０℃より高い温度にまで増大し、これにより装置の熱平衡が確実に再び満たされる。
【図１】
2014501832.tif 000010
【図２】
2014501832.tif 000011
【図３】
2014501832.tif 000012
【国際調査報告】
2014501832.tif 000013
2014501832.tif 000014
2014501832.tif 000015
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