(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）  二重管上昇流反応器の内管と、内管と外管との間の環状空間とに、予備引上げ媒体の作用下で上方向に流れる触媒を触媒入口導管から供給するステップと、
（２）  前記反応器の内管と、内管と外管との間の環状空間とに炭化水素原料を供給し、その炭化水素原料が前記内管および前記環状空間内の触媒と接触して油と触媒との混合物を形成することにより、前記炭化水素原料の反応が接触分解反応条件下で行なわれ、反応オイルガスおよび触媒を含む反応流が容器の壁に沿って上方向に流れるようにするステップと、
（３）  内管と、内管と外管との間の環状空間との両方からの反応流が合流管の入口で合流し、この混合流が合流管を介して分離装置に入り、この分離装置で炭化水素変換生成物が使用済触媒から分離されるステップと、
（４）  前記炭化水素変換生成物をガソリン、ディーゼル油および液化ガスを含むさまざまな生成物へとさらに分離し、使用済触媒を除去および再生し、かつ再生された触媒を再利用するために前記反応器内へ再循環させるステップとを含む、石油炭化水素の接触分解処理方法であって、
内管に供給される前記炭化水素原料が、直留ガス油、コークスガス油、脱アスファルト油、ハイドロファインド油、水素化分解テイル油、減圧ガス油、減圧残油、常圧残油およびそれらの混合物からなる群より選択され、
内管と外管との間の環状空間に供給される炭化水素原料が、気体炭化水素、精油所ガス、ガソリン留分、ディーゼル油留分およびそれらの混合物からなる群より選択される、石油炭化水素の接触分解処理方法。
【請求項２】
前記二重管上昇流反応器が複数の予備引上げ分配リングを含む、請求項１に記載の処理方法。
【請求項３】
前記炭化水素原料の反応が、内管において、反応温度４６０〜５８０℃、反応圧力０．１〜０．６ＭＰａ、油に対する触媒の比率３〜１５、内管におけるオイルガス滞留時間１．０〜１０秒、原料に接触する前の触媒温度６２０〜７２０℃、およびアトマイゼーション蒸気量１〜２０重量％の条件下で行なわれ、
前記炭化水素原料の反応が、内管と外管との間の環状空間において、反応温度３００〜６８０℃、反応圧力０．１〜０．６ＭＰａ、油に対する触媒の比率２〜３０、オイルガス滞留時間０．５〜２０秒、およびアトマイゼーション蒸気量１〜２０重量％の条件下で行なわれる、請求項１に記載の処理方法。
【請求項４】
前記炭化水素原料の反応が、内管において、反応温度４８０〜５５０℃、反応圧力０．２〜０．４ＭＰａ、油に対する触媒の比率４〜１０、内管におけるオイルガス滞留時間１．５〜５．０秒、原料に接触する前の触媒温度６５０〜７００℃、およびアトマイゼーション蒸気量２〜１５重量％の条件下で行なわれ、
前記炭化水素原料の反応が、内管と外管との間の環状空間において、反応温度４００〜６００℃、反応圧力０．２〜０．４ＭＰａ、油に対する触媒の比率４〜２０、オイルガス滞留時間１〜１５秒、およびアトマイゼーション蒸気量１〜１５重量％の条件下で行なわれる、請求項１に記載の処理方法。
【請求項５】
二重管上昇流反応器の内管と、内管と外管との間の環状空間とに供給された前記触媒が、再生された触媒、半再生された触媒、使用済触媒およびそれらの混合物からなる群より選択され、内管に供給された触媒の炭素含有量が、内管と外管との間の環状空間に供給された触媒の炭素含有量と異なり得る、請求項１に記載の処理方法。
【請求項６】
前記二重管上昇流反応器が、触媒を供給するための単一の導管を有するものであり、触媒入口導管（１）と、内管（２）と、外管（３）と、合流管（４）と、予備引上げ分配リング（５）、（６）および（７）と、供給ノズル（８）および（９）との部材を主に含み、内管（２）および外管（３）は同軸であり、内管の断面積と、内管と外管との間の環状空間の断面積との比率が１：０．１〜１０であり、内管（２）の下端が触媒入口の上方のある場所に位置付けられ、内管の長さが前記反応器の全長の１０〜７０％となり、合流管（４）の一方端は外管（３）の上端と接続され、他方端が気体／固体分離装置に接続され、合流管（４）と内管（２）との断面積の比が１：０．２〜０．８であり、予備引上げ分配リング（５）、（６）および（７）はそれぞれ反応器、内管および外管の底部に位置付けられる、請求項１に記載の処理方法。
【請求項７】
前記二重管上昇流反応器における内管の断面積と、内管と外管との間の環状空間の断面積との前記比が１：０．２〜２であり、
前記二重管上昇流反応器の内管の長さが、反応器の全長の２０〜６０％であり、
前記二重管上昇流反応器の内管の出口端から合流管の出口端までの距離が１〜３０メートルであり、
前記二重管上昇流反応器の内管と外管との間に２〜１２本の押えワイヤまたは引張り棒が設置されることを特徴とする、請求項６に記載の処理方法。
【請求項８】
前記二重管上昇流反応器が触媒を供給するための２つの導管を有するものであり、触媒入口導管（２１）および（２２）と、内管（３５）と、外管（３６）と、合流管（３８）と、予備引上げ分配リング（３１）および（３３）と、供給ノズル（３２）および（３４）との部材を主に含み、内管（３５）および外管（３６）が同軸であり、内管の断面積と、内管と外管との間の環状空間の断面積との比率が１：０．１〜１０であり、触媒入口導管（２１）が内管（３５）の下端に接続され、内管の長さが反応器の全長の１０〜７０％であり、外管（３６）の下端から内管（３５）の下端までの距離が前記反応器の全長の２〜２０％であり、触媒入口導管（２２）は外管（３６）の下端に接続され、合流管（３８）の一方端が外管（３６）の上端に接続され、他方端が気体／固体分離装置に接続され、合流管（３８）と内管（３５）との断面積の比率が１：０．２〜０．８であり、予備引上げ分配リング（３１）および（３３）が内管の底部および内管と外管との間の環状空間の底部にそれぞれ位置付けられ、供給ノズル（３２）および（３４）が内管および外管のそれぞれの下方部分に位置付けられる、請求項１に記載の処理方法。
【請求項９】
内管の断面積と内管と外管との間の環状空間の断面積との比率が、前記二重管上昇流反応器において１：０．１〜２であり、
前記二重管上昇流反応器が、前記上昇流反応器の全長の１５〜５０％の長さとなる内管を有し、
前記二重管上昇流反応器における外管の下端から内管の下端までの距離が、前記上昇流反応器の全長の５〜１５％であり、
合流管と内管との断面積の比率が、前記二重管上昇流反応器において１：０．３〜０．７であり、
前記二重管上昇流反応器の内管と外管との間に２〜１２本の押えワイヤまたは引張り棒が設置され、
前記二重管上昇流反応器の内管の出口端から合流管の出口端までの距離が０．５〜２０メートルであることを特徴とする、請求項８に記載の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水素の不在下での石油炭化水素の接触分解（触媒分解）処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
接触分解処理は数十年間にわたって開発されており、比較的完成した技術体系をなしているが、精製者らはなおも、ますます厳しくなる環境法および規定の要件を満たすだけでなく、市場の需要の変化に対応することにより企業に対して満足のいく経済的恩恵をもたらすような処理を模索するために、たゆまない研究および調査を行なっている。
【０００３】
ＵＳＰ  ５０４３５２２およびＵＳＰ  ５８４６４０３は、従来の接触分解処理の改良に関し、これによると、触媒作用をするガソリンの部分が原料ノズルの上流で上昇流反応器に供給され、高温で高い活動度を有する再生された触媒と接触することにより、プロピレン、ブチレンなどの軽オレフィンの収率が増加し、一方ではガソリンのオクタン価が向上する。
【０００４】
ＣＮ  １２７９２７０Ａは、液化石油ガスおよびディーゼル油の両方の収率を同時に増すための処理を開示する。この処理でも、触媒作用をするガソリンが原料ノズルの上流で上昇流反応器に供給され、再生された触媒とまず接触し、その後反応を起こす。再処理された触媒作用をするガソリンのこの部分は、油に対する触媒の比率が高いという条件下で、高温で完全に分解され、大量の液化石油ガスを生成する。この間に、ごく少量のコークスが触媒に堆積されるので、触媒の活動度は、より多くのディーゼル油を生成するために適切に減じられる。
【０００５】
ＵＳＰ  ３８９４９３３は、遊離器（disengager）を共有する２つの上昇流反応器を用いた接触分解処理を開示する。この処理では、循環軽油が上昇流反応器に供給され、再生された触媒と接触し、結果として３０％未満の変換を生じる。使用済触媒は別の上昇流反応器に供給され、新規な原料および循環重油と接触する。
【０００６】
ＣＮ  １０６９０５４Ａは、炭化水素の柔軟かつ多目的の接触分解処理を開示する。この処理は、２つの独立した上昇流反応器とこれらの上昇流反応器に取付けられた２つの沈降分離システムに関する。第１の上昇流反応器では、軽炭化水素が、温度６００〜７００℃、油に対する触媒の比率１０〜４０、反応時間２〜２０秒、そして触媒の炭素含有量が０．１〜０．４重量％の範囲に制御されている条件下で、再生された触媒と接触および反応し、使用済触媒は他方の上昇器に供給されて従来の接触分解処理条件下で重炭化水素と接触する。
【０００７】
ＵＳＰ  ４８２０４９３およびＣＮ  １１７４０９４Ａはともに、上昇流反応器の予備引上げ部分の直径を広くしており、ここでは触媒を移送するための内管を同軸に設定することにより、油と触媒との接触効果を向上させ、所望の生成物の収率を増している。上記の触媒移送用内管は、炭化水素油の供給ノズルの下のある場所に位置付けられる。
【０００８】
ＵＳＰ  ４３１０４８９およびＣＮ  １０９６０４７Ａはともに、２つの上昇流反応器を有する接触分解ユニットを用いる。ここでは、一方の反応器は従来の接触分解の重い原料を扱うために用いられ、他方の反応器は低品質のディーゼル油または重ガソリン留分を改質する触媒のために用いられている。
【０００９】
要するに、先行技術に開示された軽油と重油とを同時に処理するための触媒変換処理は、基本的に２つのカテゴリに分けることができる。（１）単一の上昇流反応器を用いて軽い原料を重い原料の入口の上流点に投入するものと、（２）２つの上昇流反応器を用いて別々の反応器で別々の原料を処理するものとである。これらの処理の第１のカテゴリは、装置をほとんど修正する必要がない。しかしながら、軽油の反応状態は基本的に固定されており、生成物の分配および生成物の特性は動作変数の最適化によって改善され得ることはほとんどない。これらの処理の第２のカテゴリは第１のカテゴリの欠点を克服しており、各上昇流反応器の動作状態は、異なる原料に適合するそれぞれの条件下で各反応を行なうように個別に調節され得る。しかしながら、第２の処理カテゴリについては、ユニットの構築および装置の再構築がともに著しく増加する。さらに、実際の工業生産においては、生産工程が複雑になることにより動作が非常に困難になってしまう。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、異なる特性を有する炭化水素原料を好適な反応条件で提供でき、接触分解処理の生成物の分配および生成物の特性を明らかに向上させることができる、二重管上昇反応器を用いた石油炭化水素の接触分解処理を提供することである。
【００１１】
本発明の別の目的は、接触分解処理が重油を変換する所望の能力およびよりよい生成物選択性を有するだけでなく、生産工程を簡略化し、かつ動作も容易な、石油炭化水素のリレー分解処理を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明において提供される接触分解処理は、以下のステップを含む。
【００１３】
（１）  二重管上昇流反応器の内管と、内管と外管との間の環状空間とに、予備引上げ媒体（pre-lifting media）の作用下で上方向に流れる触媒を入口導管から供給するステップ、
（２）  上記反応器の内管と、内管と外管との間の環状空間とに炭化水素原料を供給し、その炭化水素原料が内管および環状空間内の触媒と接触して油と触媒との混合物を形成することにより、炭化水素原料の反応が接触分解反応条件下で行なわれ、容器の壁に沿って上方向に流れる反応流を形成するステップ、
（３）  内管と、内管と外管との間の環状空間との両方からの反応流が合流管の入口で合流し、その後この合流管を介して分離装置に入り、この分離装置で炭化水素生成物流が使用済触媒から分離されるステップ、および
（４）  炭化水素生成物流をガソリン、ディーゼル油および液化石油ガスを含むさまざまな生成物へとさらに分離し、使用済触媒を除去および再生し、かつ再生された触媒を再利用するために上記反応器内へ再循環させるステップ。
【００１４】
本発明において提供される別の接触分解処理（すなわちリレー分解処理）は、主に以下のステップを含む。
【００１５】
（１）  再生された触媒を触媒導管を介して二重管上昇流反応器の底部に送るステップであって、この触媒は引上げ媒体の作用下で上方に流れ、再生された触媒の２０〜８０重量％が内管内に流れ、再生された触媒の残りの部分は内管と外管との間の環状空間に入り、予備引上げ媒体の作用下で上方に流れるステップ、
（２）  炭化水素原料を上記反応器の内管に供給してその中の触媒と接触させ、油と触媒との混合物を形成することにより、炭化水素原料の反応が接触分解反応条件下で行なわれ、容器壁に沿って上方向に流れる反応流を形成するステップ、
（３）  内管からの反応流と環状空間からの再生された触媒（流）とが合流管内で合流し、反応蒸気を接触分解条件下で連続的に反応させ、結果として生じる反応流を合流管を介して分離装置へ導入し、この分離装置で炭化水素生成物流が使用済触媒から分離されるステップ、および
（４）  炭化水素生成物流をガソリン、ディーゼル油および液化石油ガスを含む種々の生成物へとさらに分離し、使用済触媒を除去および再生し、再生された触媒を再利用するために上記反応器内へ再循環させるステップ。
【００１６】
先行技術と比較して、本発明の有利な効果は主に以下の局面において具体化される。
【００１７】
本発明で提供される処理は、装備が簡単で動作に柔軟性がある。重油および軽油の反応がそれらのそれぞれの反応ゾーンにおいて別々に行われ得るだけでなく、物理化学的特性および異なる原料の質量流量に従って反応条件を柔軟に調節可能であるので、生成物の分配および生成物の質を向上させるための好ましい条件を作り出すことができる。
【００１８】
本発明において提供される処理は、たとえばガソリンスキーム、ディーゼル油スキーム、液化石油ガススキーム、軽オレフィンスキームなどの複数の生成スキームを柔軟に構成することができる。したがって、石油精製所は、より有益な経済的恩恵を得るために市場の需要の変動に応じて本発明の処理を用いることにより、余裕を持って生成物の分配パターンを調節することができる。
【００１９】
本発明の処理は、接触分解生成物の分配を明らかに向上でき、乾性ガスおよびコークスの収率を減じ、液化石油ガス、ガソリンおよび／またはディーゼル油などの価値の高い生成物の収率を増すことができる。
【００２０】
さらに、本発明において提供される処理はまた、生成物の品質を向上させ、石油生成物が引起す環境汚染を減じることもできる。これらの処理によりガソリンのオレフィン含有量が減じられ、ガソリンのオクタン価が増加し、ディーゼル油の凝固点が下がり、流れ改善剤（flow improvers）に対するディーゼル油の感度が増し、ディーゼル油の安定性が増し、一方で、これらの処理は、ガソリンおよびディーゼル油中の硫黄、窒素などの不純物の含有量を減じるのに特定の効果を有することがわかっている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の石油炭化水素の接触分解処理および石油炭化水素の触媒リレー分解処理の両方において、二重管上昇流反応器が用いられる。この二重管上昇流反応器は、触媒を供給するための単一の導管または２つの導管、または同様の構造を有する他の反応器を有し得る。二重管上昇流反応器の構造は、以降、図面とともに詳細に説明する。
【００２２】
本発明において、触媒を供給するための単一の導管を有する二重管上昇流反応器は、図１に示す構造を有する。この反応器は主に以下の部材を含む。再生された触媒の入口導管１、内管２、外管３、合流管４、予備引上げ分配リング（pre-lifting distribution rings）５、６および７、ならびに供給ノズル８および９。ここで内管２と外管３は同軸であり、内管の断面積と、内管と外管との間の環状空間の断面積との比率は１：０．１〜１０、好ましくは１：０．２〜２であり、内管２の下端は再生された触媒の入口の上方のある場所に位置付けられ、内管の長さは反応器の全長の１０〜７０％、好ましくは２０〜６０％となり、合流管４の一方端は外管３の上端に接続され、他方端は気体／固体分離装置に接続され、合流管４と内管２との断面積の比率は１：０．２〜０．８であり、予備引上げ分配リング５、６および７は、反応器、内管および外管のそれぞれの底部に位置付けられている。固定部材１０は複数本設置される。たとえば、内管と外管との間に２〜１２本の押えワイヤまたは引張り棒が、反応器の特定の大きさおよび設計上の要件に応じて設けられ得る。
【００２３】
触媒を供給するための単一の導管を有する二重管上昇流反応器において、内管の上端（すなわち内管の出口端）から合流管の出口端までの距離は、１〜３０メートル（すなわち合流管の全長）、好ましくは２〜２０メートルである。内管、外管および合流管の間の接合モードは、要件に応じてさまざまな種類のものが設定され得る。図２は、本発明における接合モードの４つの実施例を例示しているが、本発明を限定する意図はない。
【００２４】
図２に示すように、実施例Ａでは、内管の上端は真直ぐな管の形状であり、外管もまた真直ぐな管の形状である。合流管と外管との内径はともに同じである。内管の内径はＤ１、合流管の内径はＤ２であり、Ｄ１：Ｄ２＝０．４〜０．９：１である。
【００２５】
図２に示すように、実施例Ｂでは、内管の上方出口部分の直径が広がっており、外管は真直ぐな管であり、合流管および外管は内径がともに等しい。内管の内径はＤ１、合流管の内径はＤ２である。内管の上方出口部分の高さＨ１と内管の内径Ｄ１との比は０．５〜３：１である。内管の上方出口部分の広がり角ａは５〜３０°である。
【００２６】
図２に示すように、実施例Ｃでは、内管の上方出口部分の直径が広がっており、外管は直径が狭くなった後、合流管と接続されている。内管の内径はＤ１、合流管の内径はＤ２である。内管の上方出口部分の高さＨ２と内管の内径Ｄ１との比率は０．５〜３：１である。内管の上方出口部分の広がり角ｂは５〜３０°である。外管の狭くなった部分の底端は、内管出口の１．０Ｄ２上方と内管出口の１．０Ｄ２下方との間に位置付けられ、収束角ｃは１０〜６０°である。外管の狭くなった部分の高さＨ３と合流管の内径Ｄ２との比率は０．５〜３．０：１である。
【００２７】
図２に示すように、実施例Ｄでは、内管の上端は真直ぐな管形状であり、外管は直径が狭くなった後、合流管と接続されている。内管の内径はＤ１、合流管の内径はＤ２である。外管の狭くなった部分の底端は内管出口の１．０Ｄ２上方と内管出口の１．０Ｄ２下方との間に位置付けられ、収束角ｄは５〜４５°である。外管の狭くなった部分の高さＨ４と合流管の内径Ｄ２との比率は０．５〜３．０：１である。
【００２８】
触媒を供給するための単一の導管を有する二重管上昇流反応器における内管の下端に対して、直径が広くなったもの、等しいもの、および狭くなったものについての３種類の設計が用いられ得る。たとえば図３において、内管の下方部分の入口部分の高さＨ５と内管の内径Ｄ１との比率は０．５〜３：１であり、広がり角ｅは−３０〜３０°である。外管の下端に対しても、直径が広くなったもの、等しいもの、および狭くなったものに対する３種類の設計を用いることができ、ここでの特定の設計概念は、従来の接触分解上昇流反応器における予備引上げ部分の設計と同様である。
【００２９】
図１に示すように、触媒を供給するための単一の導管を有する二重管上昇流反応器の供給ノズル８は、内管の下方部分に、その全長の５〜３０％のところに設置され得る。また、２〜４層の供給ノズルも内管に沿って設定され得る。あるいは、図３に示すように、供給ノズルは、外管の下方部分を通過した後、内管に０．１〜３．０メートル入るように、反応器の中心軸に沿って設定され得る。供給ノズル９は、外管の下方部分に、その全長の５〜３０％の場所に設定され得る。また、２〜４層の供給ノズルが外管の垂直方向に設定され得る。供給ノズル８および９は、炭化水素原料を均一に分散するのに有利な何らかの形態で用いられ得る。供給ノズル８または９は、円周方向に沿って均一に配置された２〜１２本の供給ノズルからなり得る。冷却剤を注入するための条件を作り出すために、合流管には冷却剤ノズルが設定され得る。要するに、比較的柔軟な供給モードを用いることができ、複数点での供給注入を内管および外管において行なうことができる。
【００３０】
触媒を供給するための２つの導管を有する二重管上昇流反応器は、図４に示す構造を有する。この反応器は主に以下の部材を含む。触媒入口導管２１および２２、内管３５、外管３６、合流管３８、予備引上げ分配リング３１および３３、ならびに供給ノズル３２および３４。ここでは、内管３５と外管３６とは同軸であり、内管の断面積と、内管と外管との間の環状空間の断面積との比率は１：０．１〜１０、好ましくは１：０．１〜２である。触媒入口導管２１は内管３５の下端に接続され、この内管３５は反応器の全長の１０〜７０％、好ましくは１５〜５０％の長さを有する。外管３６の下端から内管３５の下端までの距離は、反応器の全長の２〜２０％、好ましくは５〜１５％である。触媒入口導管２２は、外管３６の下端に接続される。合流管３８の一方端は外管３６の上端に接続され、他方端は気体／固体分離装置に接続される。合流管３８と内管３５との断面積の比率は１：０．２〜０．８であり、好ましくは１：０．３〜０．７である。予備引上げ分配リング３１および３３は、内管の底部および内管と外管との間の環状空間の底部にそれぞれ位置付けられる。供給ノズル３２および３４は、内管および外管のそれぞれの下方部分に位置付けられる。固定部材３０は複数本設けられ、たとえば、反応器の特定のサイズおよび技術上の要件に応じて、内管と外管との間に２〜１２本の押えワイヤまたは引張り棒が設けられ得る。
【００３１】
触媒を供給するための２つの導管を有する二重管上昇流反応器において、内管の上端（すなわち内管の出口端）から合流管の出口端までの距離（すなわち合流管の全長）は０．５〜２０メートル、好ましくは１〜１０メートルである。合流管内のオイルガスの線速度に応じて合流管の内径を最適化するのが望ましく、合流管内のオイルガスの線速度は、内管出口における線速度の０．５〜２．０倍、好ましくは０．８〜１．２倍であるべきである。予備引上げ媒体の当初の見かけ上の線速度は内管において０．３〜８ｍ／ｓであり、予備引上げ媒体の見かけ上の線速度は外管において０．２〜１０ｍ／ｓである。
【００３２】
内管、外管および合流管の接続領域は、要件に応じてさまざまな態様で用いられ得る。図５は４つのモードの実施例を示す。但し、反応器に対して用いるモードを限定する意図はない。
【００３３】
図５に示すように、実施例Ａ１では、内管の上端は真直ぐな管形状であり、外管もまた真直ぐな管形状である。合流管と外管との内径は等しい。内管の内径はＭ１、合流管の内径はＭ２であり、Ｍ２：Ｍ１＝１．５〜５：１である。
【００３４】
図５に示すように、実施例Ｂ１では、内管の上方出口部分は直径が広がっており、外管は真直ぐな管であり、合流管および外管の内径は等しい。内管の内径はＭ１、合流管の内径はＭ２である。内管の上方出口部分の高さＮ１と内管の内径Ｍ１との比率は、０．５〜３：１である。内管の上方出口部分の広がり角ａ１は５〜３０°である。
【００３５】
図５に示すように、実施例Ｃ１では、内管の上方出口部分は直径が広がっており、外管は直径が狭くなった後、合流管と接続されている。内管の内径はＭ１、合流管の内径はＭ２である。内管の上方出口部分の高さＮ２と内管の内径Ｍ１との比率は０．５〜３：１である。内管の上方出口部分の広がり角ｂ１は５〜３０°である。外管の狭くなった部分の底端は、内管出口の１．０Ｍ２上方と内管出口の１．０Ｍ２下方との間に位置付けられる。外管の狭くなった部分の高さＮ３と合流管の内径Ｍ２との比率は、０．５〜３．０：１である。
【００３６】
図５に示すように、実施例Ｄ１では、内管の上端は真直ぐな管形状であり、外管は直径が狭くなった後、合流管と接続されている。内管の内径はＭ１とされ、合流管の内径はＭ２とされる。外管の狭くなった部分の底端は、内管出口の１．０Ｍ２上方と内管出口の１．０Ｍ２下方との間に位置付けられ、収束角ｄ１は５〜４５°である。外管の狭くなった部分の高さＮ４と合流管の内径Ｍ２との比率は、０．５〜３．０：１である。
【００３７】
触媒を供給するための２つの導管を有する二重管上昇流反応器における内管と外管との両方の下端の設計は、従来の接触分解上昇流反応器における予備引上げ部分の設計と基本的に同様である。予備引上げ分配リング３１および３３の設計もまた、従来の接触分解処理におけるものと基本的に同様である。
【００３８】
触媒を供給するための２つの導管を有する二重管上昇流反応器において、供給ノズル３２は、内管の下方部分に沿って内管の全長の５〜３０％の位置に設定される。供給ノズル３４は、外管の下方部分に沿って外管の全長の５〜３０％の位置に設定される。供給ノズル３２および３４は、炭化水素原料を均一に分散させるのに有利なものであればいかなる形態で用いてもよい。供給ノズル３２および３４はともに２〜１２本の供給ノズルからなってよく、これらのノズルは円周方向に沿って均一に配置すべきである。
【００３９】
本発明において提供される処理では、触媒入口導管を介して二重管上昇流反応器の内管および内管と外管との間の環状空間にそれぞれ供給される触媒は、同じであっても異なっていてもよい。具体的に言えば、二重管上昇流反応器の内管および内管と外管との間の環状空間に供給された触媒は、高温で再生器から再生された触媒であり得る。また、これらの触媒は再生された触媒と使用済み触媒および／または半再生された触媒の混合物であり得る。あるいは、この再生された触媒は、二重管上昇流反応器の内管に供給されてもよく、半再生された触媒または使用済み触媒またはそれらの混合物は、内管と外管との間の環状空間に供給されてもよく、またその逆であってもよい。要するに、触媒入口導管に供給される触媒は、ユニットの状態、原料の特性および所望の生成物に対する要件に応じて、総合的に検討され、柔軟に再構成され得る。さらに、二重管上昇流反応器に供給されることになる触媒は触媒冷却器を介して冷却され得るか、または再生された触媒および使用済み触媒および／または半再生された触媒が触媒混合容器内で完全に混合された後に、触媒入口導管を介して二重管上昇流反応器へ供給されてもよい。
【００４０】
本発明において用いられる触媒は、接触分解処理に適したいかなる触媒であってもよく、その活性成分は、希土および／またはリンを含有するまたは含有しないＹ型またＨＹ型ゼオライト、希土および／またはリンを含有するまたは含有しない。超安定性Ｙ型ゼオライト、ペンタシル構造を有するＺＳＭ−５族ゼオライトもしくは高シリカゼオライト、βゼオライト、フェリエライト、および非晶質アルミナ−シリカ触媒からなる群より選択される少なくとも１種類のゼオライトである。内管および内管と外管との間の環状空間には、異なる２種類の触媒が用いられ得る。
【００４１】
本発明において提供される処理では、二重管上昇流反応器の底部、内管の底部、および内管と外管との間の環状空間の底部には、それぞれ予備引上げ媒体の入口が備えられる。予備引上げ媒体としては、蒸気、乾性ガス、またはそれらの混合物が用いられ得る。内管内の予備引上げガスの見かけ上の線速度は当初０．３〜６．０ｍ／ｓであり、内管と外管との間の環状空間における予備引上げガスの見かけ上の線速度は０．２〜８．０ｍ／ｓである。
【００４２】
内管および内管と外管との間の環状空間に供給される炭化水素原料は、気体炭化水素、精油所ガス、１次処理ガソリン留分、２次処理ガソリン留分、１次処理ディーゼル油留分、２次処理ディーゼル油留分、直留ガス油、コークスガス油、脱アスファルト油、ハイドロファインド（hydrofined）油、水素化分解テイル（tail）油、減圧（vacuum）残油、およびそれらの混合物からなる群より選択され得る。内管に供給される炭化水素原料は、直留ガス油、コークスガス油、脱アスファルト油、ハイドロファインド油、水素化分解テイル油、減圧残油、常圧(atmospheric)残油、およびそれらの混合物からなる群より選択されるのが好ましい。内管と外管との間の環状空間に供給される炭化水素原料は、気体炭化水素、精油所ガス、１次処理ガソリン留分、２次処理ガソリン留分、１次処理ディーゼル油留分、２次処理ディーゼル油留分、およびそれらの混合物からなる群より選択されるのが好ましい。
【００４３】
内管における炭化水素原料の反応条件は以下のとおりである。反応温度４６０〜５８０℃、好ましくは４８０〜５５０℃、反応圧力０．１〜０．６ＭＰａ、好ましくは０．２〜０．４ＭＰａ、油に対する触媒の比率（原料に対する触媒の重量比）３〜１５、好ましくは４〜１０、内管におけるオイルガス滞留時間１．０〜１０秒、好ましくは１．５〜５．０秒、炭化水素原料に接触する前の触媒温度６２０〜７２０℃、好ましくは６５０〜７００℃、アトマイゼーション（噴霧）蒸気量１〜２０重量％（炭化水素原料に基づく）、好ましくは２〜１５重量％。
【００４４】
内管と外管との間の環状空間における炭化水素原料の反応条件は以下のとおりである。反応温度３００〜６８０℃、好ましくは４００〜６００℃、反応圧力０．１〜０．６ＭＰａ、好ましくは０．２〜０．４Ｍｐａ、油に対する触媒の比率２〜３０、好ましくは４〜２０、オイルガス滞留時間０．５〜２０秒、好ましくは１〜１５秒、アトマイゼーション蒸気量１〜２０重量％（炭化水素原料に基づく）、好ましくは１〜１５重量％。内管と外管との間の環状空間における炭化水素原料の反応条件は、炭化水素原料の特性および所望の生成物の要件に照らしてさらに最適化され得る。液化石油ガスまたは軽オレフィンが主対象生成物とされる場合、比較的厳しい反応条件が採用され得る。たとえば、反応温度５３０〜６８０℃、油に対する触媒の比率８〜３０、オイルガス滞留時間５〜２０秒などである。ガソリンおよび／またはディーゼル油を主対象生成物とする場合、比較的緩やかな動作条件を採用すべきである。たとえば、反応温度３００〜５４０℃、油に対する触媒の比率２〜８、オイルガス滞留時間１〜５秒などである。
【００４５】
内管および内管と外管との間の環状空間の両方における反応蒸気は、合流管の入口で混合され、その後合流管内で反応し続ける。ここで反応時間は０．１〜３．０秒であり、反応圧力、温度、油に対する触媒の比率などは、内管および環状空間の反応条件に依存する。通常、反応温度は４５０〜６００℃、油に対する触媒の比率は４〜１２、反応圧力は０．１〜０．６ＭＰａ、蒸気と炭化水素原料との重量比は０．０１〜０．１５：１である。
【００４６】
本発明において提供される処理について図面とともに以下にさらに説明するが、限定するものではない。
【００４７】
図６に示すように、触媒は、触媒供給用の単一の導管を有する二重管上昇流反応器の底部に、触媒入口導管１を介して供給され、予備引上げ媒体の作用によって上方向に流れる。触媒の一部（たとえば、触媒の２０〜８０重量％）は内管２内に流れ、触媒の残部は内管２と外管３との間の環状空間に入り、それら両方が予備引上げ媒体の作用によって上方へと流れ続ける。炭化水素原料は、内管および、内管と外管との間の環状空間へと、ノズル８および９をそれぞれ介して供給されて、触媒と接触される。それらの反応流はいずれも、容器の壁に沿って上方に流れ続ける。内管からの反応流および内管と外管との間の環状空間からの反応流は合流管４の入口で合流し、その後その混合された流れは、合流管および高速気体／固体分離装置を介して遊離器１２に入り、そこで炭化水素生成物流が使用済み触媒から分離される。その後、分離された炭化水素生成物流は、後続の分離システム１４に入って、種々の生成物へとさらに分離される。使用済みの触媒は除去器１３内に落ち、そこで、触媒によって合流された反応オイルガスが蒸気の作用によって除去される。除去済みの触媒は再生器１５に導入されて、空気でコークスが加熱除去される。再生された触媒は、再使用のために反応器へと再循環される。
【００４８】
図７に示すように、触媒は、触媒供給用の単一の導管を有する二重管上昇流反応器の底部に、触媒入口導管１を介して供給され、予備引上げ媒体の作用によって上方向に流れる。触媒の一部（たとえば、触媒の２０〜８０重量％）は内管２内に流れ、触媒の残部は内管２と外管３との間の環状空間に入り、それら両方が予備引上げ媒体の作用によって上方へと流れ続ける。炭化水素原料は、反応器の内管および、内管と外管との間の環状空間へと、ノズル８および９をそれぞれ介して供給されて、触媒と接触される。それらの反応流は容器の壁に沿って上方に流れ続ける。内管からの反応流および内管と外管との間の環状空間からの反応流は合流管４の入口で合流し、その混合された流れは合流管および気体／固体高速分離装置を介して遊離器１２に入り、そこで炭化水素生成物流が使用済みの触媒から分離される。分離された炭化水素生成物流は後続の分離システム１４に入って種々の生成物へとさらに分離され、使用済みの触媒は除去器１３内に落ちて、触媒によって合流された反応オイルガスが蒸気の作用によって除去される。除去後の触媒は、再生器１５に供給されてコークスが空気で加熱除去され、その後、再生された触媒は混合容器１６に導入されて、使用済みの触媒および／または半再生触媒と混合される。混合された触媒は再使用のために反応器へと再循環される。
【００４９】
図８に示すように、再生された触媒は、触媒供給用の２つの導管を有する二重管上昇流反応器における内管３５および、内管３５と外管３６との間の環状空間へと、触媒入口導管２１および２２をそれぞれ介して供給され、予備引上げ媒体の作用によって上方向に流れる。炭化水素原料は、内管および、内管と外管との間の環状空間へと、ノズル３２および３４をそれぞれ介して供給されて、触媒と接触される。それらの反応流は容器の壁に沿って上方に流れる。内管からの反応流および内管と外管との間の環状空間からの反応流は合流管３８の入口で合流し、その混合された流れは合流管および高速気体／固体分離装置を介して遊離器１２に入る。遊離器において、炭化水素生成物流が使用済みの触媒から分離される。分離された炭化水素生成物流は、後続の分離システム１４に入って、種々の生成物へとさらに分離される。使用済みの触媒は除去器１３内に落ち、そこで、触媒によって合流された反応オイルガスが蒸気の作用によって除去される。その除去済みの触媒は再生器１５に導入されて、空気でコークスが加熱除去され、その後、再生された触媒は、再使用のために反応器へと再循環される。
【００５０】
図９に示すように、再生された触媒は、二重管上昇流反応器の内管３５の底部へと、触媒入口導管２１を介して供給され、予備引上げ媒体の作用によって上方向に流れる。使用済みの触媒の一部は、触媒入口導管２２を介して内管３５と外管３６との間の環状空間に流れ込み、予備引上げ媒体の作用によって上方へと流れる。炭化水素原料は、内管および、内管と外管との間の環状空間へと、ノズル３２および３４をそれぞれ介して供給されて、触媒と接触される。それらの反応流は容器の壁に沿って上方に流れる。内管からの反応流および内管と外管との間の環状空間からの反応流は合流管３８の入口で合流し、その混合流は合流管および高速気体／固体分離装置を介して遊離器１２に入る。遊離器において、炭化水素生成物流が使用済みの触媒から分離される。その後、分離された炭化水素生成物流は後続の分離システム１４に入って種々の生成物へとさらに分離され、使用済みの触媒は除去器１３内に落ち、そこで、触媒によって合流された反応オイルガスが蒸気の作用によって除去される。除去後の使用済み触媒の一部は、再生器１５に供給されてコークスが空気で加熱除去され、その再生された触媒は内管の底部へと再循環されて再使用される。使用済み触媒の残部は、内管と外管との間の環状空間の底部へと直接再循環されて、再生処理を経ずに再使用される。
【００５１】
図６から図９に示した上述のフローチャートのみならず、本発明において提供されたプロセスに従えば、反応器へ供給されるべき再生済み触媒、使用済み触媒および半再生済み触媒、またはそれらのうちいずれか２つの組合せを、触媒冷却器によって冷却した後に、触媒入口導管を介して二重管上昇流反応器の底部へと供給することができる。
【００５２】
本発明において提供される石油炭化水素のリレー分解プロセスにおいて使用される反応器、触媒、原料および動作条件は、上述の二重管上昇流反応器を使用した石油炭化水素の触媒分解プロセスにおけるものと実質的に同様であり、これらの違いは、炭化水素原料が二重管上昇流反応器の内管のみに供給され、内管と外管との間の環状空間には供給されない点である。したがって、石油炭化水素のリレー分解プロセスは、上述の二重管上昇流反応器を使用した石油炭化水素の触媒分解プロセスとは、原料および動作条件の面で異なる。
【００５３】
内管に供給される炭化水素原料は、気体炭化水素、精油所ガス、一次処理ガソリン留分、二次処理ガソリン留分、一次処理ディーゼル油留分、二次処理ディーゼル油留分、直留ガス油、コークスガス油、脱アルファルト油、ハイドロファインド油、水素化分解テール油、減圧ガス油、減圧残油、常圧残油、およびそれらの混合物、からなる群から選択される。
【００５４】
内管における炭化水素原料の反応は、反応温度が４８０〜７００℃、好ましくは５００〜６８０℃、反応圧力が０．１〜０．６ＭＰａ、好ましくは０．２〜０．４ＭＰａ、油に対する触媒の比率が３〜３０、好ましくは４〜２５、内管におけるオイルガス滞留時間が１．０〜１０秒、好ましくは１．５〜５．０秒、炭化水素原料と接触する前の触媒温度が６２０〜８００℃、好ましくは６４０〜７５０℃、および、アトマイゼーション蒸気量が（原料に基づいて）１〜４５重量％、好ましくは２〜３５重量％、の条件下で行なわれる。
【００５５】
合流管内の炭化水素の反応条件は、反応温度が４９０〜７２０℃、好ましくは５００〜７００℃、反応圧力が０．１〜０．６ＭＰａ、好ましくは０．２〜０．４ＭＰａ、油に対する触媒の比率が４〜４０、好ましくは５〜３０、合流管におけるオイルガス滞留時間が０．５〜１０秒、好ましくは１．０〜５．０秒、および、油に対する蒸気の比率が３〜４５重量％、好ましくは５〜３５重量％、である。油に対する蒸気の比率とは、炭化水素原料に対する蒸気の重量比率を意味する。
【００５６】
以下に、石油炭化水素のリレー分解プロセスを、図面と組合せてさらに説明するが、これらに限定されるものではない。
【００５７】
図１０に示すように、再生された触媒は、触媒供給用の単一の導管を有する二重管上昇流反応器の底部に、触媒入口導管１を介して供給され、予備引上げ媒体の作用によって上方向に流れる。触媒の２０〜８０重量％は内管２に流入し、触媒の残部は内管２と外管３との間の環状空間に入り、それらの両方が予備引上げ媒体の作用によって上方へと流れ続ける。炭化水素原料は、反応器の内管へとノズル８を介して供給されて、触媒と接触される。この反応流は、容器の壁に沿って上方に流れ続ける。内管からの反応流は、内管と外管との間の環状空間からの再生された触媒（蒸気）と合流管４の入口で合流し、その後その混合された反応流は、合流管および高速気体／固体分離装置を介して遊離器１２に入り、そこで炭化水素生成物流が使用済みの触媒から分離される。分離された炭化水素生成物流は、後続の分離システム１４に入って、種々の生成物へとさらに分離される。使用済みの触媒は除去器１３内に落ち、そこで、触媒によって合流された反応オイルガスが蒸気の作用によって除去される。除去済みの触媒は再生器１５に導入されて、空気でコークスが加熱除去される。再生された触媒は、再使用のために反応器へと再循環される。
【００５８】
図１１に示すように、再生された触媒は、触媒供給用の２つの導管を有する二重管上昇流反応器における内管３５および、内管３５と外管３６との間の環状空間へと、触媒入口導管２１および２２をそれぞれ介して供給され、予備引上げ媒体の作用によって上方向に流れる。炭化水素原料は、反応器の内管へとノズル３２を介して供給されて、触媒と接触される。その反応流は容器の壁に沿って上方に流れる。内管からの反応流は、内管３５と外管３６との間の環状空間からの再生済みの触媒（蒸気）と合流管３８の入口で合流し、その後その混合された流れは合流管および高速気体／固体分離装置を介して遊離器１２に入る。遊離器において、炭化水素生成物流と使用済みの触媒とが分離される。分離された炭化水素生成物流は、後続の分離システム１４に入って、種々の生成物へとさらに分離される。使用済みの触媒は除去器１３内に落ち、そこで、触媒によって合流された反応オイルガスが蒸気の作用によって除去される。その除去済みの触媒は再生器１５に導入されて、空気でコークスが加熱除去され、その再生された触媒は、再使用のために反応器へと再循環される。
【００５９】
上述の図１０および図１１に示したもののみならず、石油炭化水素のリレー分解プロセスにおいては、反応器に供給されるべき再生済み触媒を、触媒冷却器で冷却した後に二重管上昇流反応器の底部に供給することができる。
【００６０】
以下の例は、本発明において提供されるプロセスをさらに例示するものであるが、これらは限定を意図するものではない。
【００６１】
各例において使用される触媒は、Catalyst Factory, Lan Zhou Petrochemical Corp.によって製造された商標ＬＶ−２３の市販品であり、その主要な特性を表１に示す。各例で使用される炭化水素原料は、ＤａＱｉｎｇ  ＶＧＯにＶＲを３０重量％混合したものであり、その特性を表２に示す。各例において使用されるテスト用装置は、パイロットＦＣＣユニットを採用した二重管上昇流反応器である。
【００６２】
例１
この例は、本発明で提供されるプロセスを使用して軽油を主対象生成物として生成したときに得られたテスト結果を示す。
【００６３】
テストの主要なステップは以下のとおりである。表１に示す原料と本ユニットの再循環された油とが混合され、その混合油は予熱炉で加熱され、二重管上昇流反応器の内管へと供給されて、再生器から流入しかつ予備引上げ媒体で引上げられた再生済み触媒と接触された。本ユニットにおいて生成された分解ガスが内管と外管との間の環状空間に供給され、その中で再生済み触媒と接触された。内管内の反応流および環状空間内の反応流はそれぞれ容器の壁部に沿って上昇し、その後合流管において互いに混合されて反応を続け、そして遊離器に入った。遊離器において、炭化水素生成物流が使用済み触媒から分離され、その後オイルガスパイプラインを介して後続の分流システムに入って、種々の生成物へとさらに分流された。それらの生成物はそれぞれ計量分析された。使用済み触媒は蒸気で除去され、その後再生器に導入されて、空気でコークスが加熱除去された。再生された触媒は、再使用のために反応器へと再循環された。
【００６４】
主な動作条件、生成物の分配および主要な生成物特性がそれぞれ、表３、表４および表５に示される。表４および表５から、軽油が主対象生成物として生成された場合には、ガソリン＋ディーゼル油の収率が最高で７７．８０重量％に達し、液体生成物の合計収率が８９．９６重量％に及び得、それよりも低い収率で乾性ガスおよびコークスが得られることがわかる。
【００６５】
例２
この例は、本発明において提供されるプロセスを使用して、液化石油ガスを主対象生成物として生成した場合に得られたテスト結果を示す。
【００６６】
テストの主要なステップは以下のとおりである。表１に示す原料が予熱炉で加熱され、その後、二重管上昇流反応器の内管へと供給されて、再生器から流入しかつ予備引上げ媒体で引上げられた再生済み触媒と接触された。本ユニットにおいて生成された３５０℃より低い蒸留範囲の軽油（ガソリン＋ディーゼル油）は、内管と外管との間の環状空間に供給されて、その中で再生済み触媒と接触された。内管からの反応流および環状空間からの反応流はそれぞれ、容器の壁に沿って上昇し、合流管内で互いに混合されて反応し続け、その後遊離器に入った。遊離器において、炭化水素生成物流が使用済み触媒から分離され、その後オイルガスパイプラインを介して後続の分流システムに入り、種々の生成物へとさらに分流された。それらの生成物はそれぞれ計量分析された。使用済みの触媒は蒸気で除去され、その後再生器に導入されて、空気でコークスが加熱除去された。再生された触媒は、再使用のために反応器へと再循環された。
【００６７】
主な動作条件は表３に、生成物の分配は表４に、主要な生成物特性は表５に示される。表４および表５から、液化石油ガスが主対象生成物として生成された場合には、液化石油ガスの収率は２９．４６重量％に及び得、液体生成物の合計収率は８６．６５重量％に達し得、それよりも低い収率で乾性ガスおよびコークスが得られることがわかる。
【００６８】
例３
この例は、本発明において提供されるプロセスを使用して、ガソリンを主対象生成物として生成した場合に得られたテスト結果を示す。
【００６９】
テストの主要なステップは以下のとおりである。表１に示す原料と本ユニットで生成された再循環された油とが混合され、その混合油が予熱炉で加熱され、二重管上昇流反応器の内管へと供給されて、再生器から流入しかつ予備引上げ媒体で引上げられた再生済み触媒と接触された。コークスガソリン（密度０．７３１６ｇ／ｃｍ3、ＲＯＮ＝５８．８、ＭＯＮ＝６５．４、オレフィン含有量３７．４９重量％）が内管と外管との間の環状空間に供給されて、再生済み触媒と接触された。内管内の反応流および環状空間内の反応流はそれぞれ、容器の壁に沿って上昇し、合流管内で互いに混合されて反応を続け、その後遊離器に入った。遊離器において、炭化水素生成物流が使用済み触媒から分離され、その後、オイルガスパイプラインを介して後続の分流システム内に入り、種々の生成物へとさらに分流された。それらの生成物はそれぞれ計量分析された。使用済みの触媒は蒸気で除去され、その後再生器に導入されて、空気でコークスが加熱除去された。再生された触媒は、再使用のために反応器へと再循環された。
【００７０】
主な動作条件、生成物の分配および主要な生成物特性はそれぞれ、表３、表４および表５に示される。表４および表５から、ガソリンが主対象生成物として生成された場合には、ガソリンの収率は５９．４９重量％に及び得、軽油の収率は７８．１４重量％であり、液体生成物の合計収率は９０．００重量％に達し得、それよりも低い収率で乾性ガスおよびコークスが得られ、良質のガソリン生成物が得られることがわかる。
【００７１】
例４
この例は、本発明において提供されるプロセスを使用して、ディーゼル油を主対象生成物として生成した場合に得られたテスト結果を示す。
【００７２】
テストの主要なステップは以下のとおりである。図７に示すように、表１に示す原料が本ユニットの再循環された油と混合され、その混合油が予熱炉で加熱され、二重管上昇流反応器の内管へと供給されて、再生済み触媒と使用済み触媒とが中で混合される触媒混合容器１６からの混合触媒と接触された。コークスディーゼル油（密度０．８５２０ｇ／ｃｍ3、硫黄含有量８２２５ｐｐｍ、窒素含有量５０１８ｐｐｍ、およびセタン価４７）が内管と外管との間の環状空間に供給されて、混合触媒と接触された。内管内の反応流および環状空間内の反応流はそれぞれ、容器の壁に沿って上昇し、その後合流管内で互いに混合されて反応し続け、そして遊離器に入った。遊離器内で、炭化水素生成物流が使用済み触媒から分離され、その後オイルガスパイプラインを介して後続の分流システムに入り、種々の生成物へとさらに分流された。それらの生成物はそれぞれ計量分析された。使用済みの触媒は蒸気で除去され、その後、除去された触媒の一部は再生器に導入されてコークスが空気で加熱除去され、使用済み触媒の残部は、触媒混合容器１６に直接供給されて再生済み触媒と混合された。このときの再生済み触媒対使用済み触媒の混合比は２：１とされた。その後、混合触媒は、再使用のために反応器へと再循環された。
【００７３】
主な動作条件、生成物の分配および主要な生成物特性はそれぞれ、表３、表４および表５に示される。表４および表５から、ディーゼル油が主対象生成物として生成された場合には、ディーゼル油の収率は３５．１３重量％に及び得、液体生成物の合計収率は８９．９３重量％に達し得、それよりも低い収率で乾性ガスおよびコークスが得られることがわかる。
【００７４】
例５
この例は、本発明において提供されるプロセスを使用して、液化石油ガスおよびディーゼル油を主対象生成物として生成した場合に得られたテスト結果を示す。
【００７５】
テストの主要なステップは以下のとおりである。表１に示す原料が本ユニットからの再循環油と混合され、その混合油が予熱炉で加熱された後に二重管上昇流反応器の内管へと供給されて、再生器から流入しかつ予備引上げ媒体で引上げられた再生済み触媒と接触された。本ユニットにおいて生成されたガソリン留分が内管と外管との間の環状空間に供給されて、再生済み触媒と接触された。内管内の反応流および環状空間内の反応流はそれぞれ、容器の壁に沿って上昇し、合流管内で互いに混合されて反応し続け、その後遊離器に入った。遊離器内で、炭化水素生成物流が使用済み触媒から分離され、オイルガスパイプラインを介して後続の分流システム内に入って種々の生成物へとさらに分流された。それらの生成物はそれぞれ計量分析された。使用済みの触媒は蒸気で除去され、その後再生器に導入されてコークスが空気で加熱除去された。再生された触媒は、再使用のために反応器へと再循環された。
【００７６】
主な動作条件、生成物の分配および主要な生成物特性はそれぞれ、表３、表４および表５に示される。表４および表５から、液化石油ガスおよびディーゼル油が主対象生成物として生成された場合には、液化石油ガスの収率が１９．０８重量％に達し得、ディーゼル油の収率は３１．４６重量％に及び得、液体生成物の合計収率は８８．８０重量％に達し得、それよりも低い収率で乾性ガスおよびコークスが得られることがわかる。
【００７７】
以下の例では、リレー分解プロセスがさらに例示されるが、これらに限定されるものではない。以下の例で使用された触媒は、中国（China）のQiLu Petrochemical Catalyst Factoryで製造された、商標がそれぞれＲＭＧ、ＣＩＰ−１およびＣＥＰの市販品である。これら３種類の触媒は熱水で経時処理されたが、それらの主要な特性を表６に示す。各例において使用された炭化水素原料は、ＶＲを３０重量％混合したＤａＱｉｎｇ  ＶＧＯであり、その特性を表１に示す。以下の例において使用されたテスト用装置は、パイロットＦＣＣユニットを採用した二重管上昇流反応器であった。
【００７８】
例６
この例は、重石油炭化水素を原料として、本発明において提供されるリレー分解プロセスを使用することにより、液化石油ガス、ガソリンおよびディーゼル油がより高い収率で得られることを示す。
【００７９】
テストの主要なステップは以下のとおりである。図１０に示すように、再生された触媒が、触媒入口導管１を介して二重管上昇流反応器の底部に導入され、予備引上げ用蒸気の作用により上向きに流れた。その触媒の７０重量％は内管２に流入し、触媒の残り３０重量％は、内管２と外管３との間の環状空間に入って、予備引上げ用蒸気の作用によって上方に流れ続けた。表１に示される炭化水素原料は予熱され、ノズル８を介して内管へと供給されて触媒と接触された。その反応流は容器の壁に沿って上方向に流れ続けた。内管からの反応オイルガスと触媒との混合物は、合流管４において内管２と外管３との間の環状空間からの再生済み触媒流と合流し、その混合流は合流管および高速気体／固体分離装置を介して遊離器１２に流入し、そこで炭化水素生成物流が使用済み触媒から分離された。分離された炭化水素生成物流は後続の分離システム１４に入って種々の生成物へとさらに分離された。使用済み触媒は除去器１３内に落ち、そこで触媒によって合流された反応オイルガスが蒸気の作用により除去され、除去済み触媒は再生器１５に導入されてコークスが空気で加熱除去された。再生された触媒は、再使用のために再生器へと再循環された。
【００８０】
主な動作条件および生成物の分配が表７に示される。表７から、本発明によれば、軽炭化水素（液化石油ガス＋ガソリン＋ディーゼル油）の合計液体収率が８６．６２重量％であり、それよりも低い収率で乾性ガスおよびコークスが得られることがわかる。
【００８１】
例７
この例は、重石油炭化水素を原料として使用したときに、本発明のリレー分解プロセスを使用することにより、プロピレン等の軽オレフィンがより高い収率で得られることを示す。
【００８２】
テストの主要なステップは以下のとおりである。図１１に示すように、再生された触媒が触媒入口導管２１および２２を介して、触媒供給用の２つの導管を有する二重管上昇流反応器の内管３５および、内管３５と外管３６との間の環状空間へとそれぞれ供給され、それらの両方が予備引上げ媒体の作用により上向きに流れた。内管に供給された触媒は触媒の合計重量の４０重量％であり、環状空間に供給された触媒は触媒合計重量の６０重量％であった。炭化水素原料は、ノズル３２を介して反応器の内管へと供給されて触媒と接触され、その反応流は容器の壁に沿って上方向に流れた。内管からの反応流は、合流管３８において内管３５と外管３６との間の環状空間からの再生済み触媒流と合流し、その後その混合流は合流管および高速気体／固体分離装置を介して遊離器１２に入った。遊離器において、炭化水素生成物流が使用済み触媒から分離された。分離された炭化水素生成物流は後続の分離システム１４に入って種々の生成物へとさらに分離された。使用済み触媒は除去器１３内に落ち、そこで触媒によって合流された反応オイルガスが蒸気の作用によって除去された。除去済み触媒は再生器１５に導入されてコークスが空気で加熱除去された。再生された触媒は、再使用のために反応器へと再循環された。
【００８３】
主な動作条件および生成物の分配が表７に示される。表７から、主にプロピレンからなる軽オレフィンが主対象生成物として生成された場合に、エチレン、プロピレンおよびブチレンの収率がそれぞれ４．７９％、２４．０１％および１５．２８％に達し得、それよりも低い収率で乾性ガスおよびコークスが得られることがわかる。
【００８４】
例８
この例は、重石油炭化水素を原料として、本発明のリレー分解プロセスを使用することにより、エチレン等の軽オレフィンがより高い収率で得られることを示す。
【００８５】
テストの主要なステップは以下のとおりである。図１１に示すように、再生された触媒が、触媒供給用の２つの導管を有する二重管上昇流反応器の内管３５および、内管３５と外管３６との間の環状空間へと、触媒入口導管２１および２２を介してそれぞれ供給され、それらの両方が予備引上げ媒体の作用により上向きに流れた。内管に供給された触媒は触媒の合計重量の５０％であり、環状空間に供給された触媒もまた、触媒合計重量の５０％であった。炭化水素原料は、ノズル３２を介して反応器の内管へと供給されて触媒と接触され、その反応流は容器の壁に沿って上方向に流れた。内管からの反応流は、内管３５と外管３６との間の環状空間からの再生済み触媒流と合流管入口３８で合流し、その後、合流管および高速気体／固体分離装置を介して遊離器１２に入った。遊離器において、炭化水素生成物流が使用済み触媒から分離された。分離された炭化水素生成物流は後続の分離システム１４に入って種々の生成物へとさらに分離された。使用済み触媒は除去器１３内に落ち、そこで触媒によって合流された反応オイルガスが蒸気の作用によって除去された。除去済み触媒は再生器１５に導入されてコークスが空気で加熱除去された。再生された触媒は、再使用のために反応器へと再循環された。
【００８６】
主な動作条件および生成物の分配が表７に示される。表７から、本発明のプロセスを使用して主にエチレンからなる軽オレフィンを主対象生成物として生成した場合に、エチレン、プロピレンおよびブチレンの収率がそれぞれ２７．６３％、１７．６２％および５．０６％に達し得ることがわかる。
【００８７】
比較例
比較例においては、従来の上昇流反応器が使用され、例６で使用したものと同様の原料、触媒および動作条件が用いられた。
【００８８】
テストの主要ステップは以下のとおりである。予熱された原料が上昇流反応器に供給され、再生器から流入しかつ予備引上げ媒体で引上げられた再生済み触媒と接触された。形成された反応流は、ライザ（riser、上昇流反応器）を介して遊離器に流入し、遊離器内において、炭化水素生成物流が使用済み触媒から分離された。その後、分離された炭化水素生成物流はオイルガスパイプラインを介して後続の分流システムに入って、種々の生成物へとさらに分流された。それらの生成物はそれぞれ計量分析された。使用済みの触媒は蒸気で除去され、その後再生器に導入されて、空気でコークスが加熱除去された。再生された触媒は、再使用のために反応器へと再循環された。
【００８９】
主要な動作条件および生成物の分配は表７に示される。例６とこの比較例とを比較することにより、本発明のプロセスが比較的強い重油変換能力および所望の生成物選択性を有することがわかる。
【００９０】
【表１】
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【００９１】
【表２】
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【００９２】
【表３】
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【００９３】
【表４】
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【００９４】
【表５】
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【００９５】
【表６】
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【００９６】
【表７】
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【図面の簡単な説明】
【図１】  触媒を供給するための単一の導管を有する二重管上昇流反応器の概略構造図である。
【図２】  触媒を供給するための単一の導管を有する二重管上昇流反応器における内管、外管および合流管の接合領域の概略構造図である。
【図３】  触媒を供給するための単一の導管を有する二重管上昇流反応器における内管および外管の供給ノズルの設定モードの概略図である。
【図４】  触媒を供給するための２つの導管を有する二重管上昇流反応器の概略構造図である。
【図５】  触媒を供給するための２つの導管を有する二重管上昇流反応器における内管、外管および合流管の接合領域の概略構造図である。
【図６】  二重管上昇流反応器を用いた石油炭化水素の接触分解処理の主要な流れ図である。
【図７】  二重管上昇流反応器を用いた石油炭化水素の接触分解処理の主要な流れ図である。
【図８】  二重管上昇流反応器を用いた石油炭化水素の接触分解処理の主要な流れ図である。
【図９】  二重管上昇流反応器を用いた石油炭化水素の接触分解処理の主要な流れ図である。
【図１０】  石油炭化水素のリレー分解処理の主な流れ図である。
【図１１】  石油炭化水素のリレー分解処理の主な流れ図である。
【符号の説明】
１  触媒入口導管、２  内管、３  外管、５，６，７  予備引上げ分配リング、８，９  供給ノズル、１０  固定部材。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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