(57)【要約】粒状固体を含む主流動床容器；前記主流動床容器から隔離された取出しウエル；前記主流動床容器に流動可能に接続する上端と、前記粒状固体取出しウエルに流動可能に接続する下端とを有する下向き傾斜型立て管；前記粒状固体取出しウエルから粒状固体を受け取るための立て管であって、前記粒状固体取出しウエルに流動可能に接続する開いた上端を有する該立て管；からなり、前記粒状固体取出しウエルは、閉じた下端（フロアー）を備え、該下端を通って前記立て管の入口部が、前記粒状固体取出しウエルから前記粒状固体を受け取って輸送するため、下方から前記粒状固体取出しウエルの中まで延長し、前記延長した立て管入口部は、開いた上端と、該開いた上端の下方に、かつ前記粒状固体取出しウエルの前記閉じた下端（フロアー）の上方に、前記延長した立て管の壁を貫通する複数の開口とを有する、流動粒状固体プロセスユニット。
2004502545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒状固体を有する主流動床容器；
前記主流動床容器から隔離された取出しウエル；
前記主流動床容器に流動可能に接続する上端と、前記粒状固体取出しウエルに流動可能に接続する下端とを有する下向き傾斜型立て管；
前記粒状固体取出しウエルから粒状固体を受け取るための立て管であって、前記粒状固体取出しウエルに流動可能に接続する開いた上端を有する該立て管；
からなり、前記粒状固体取出しウエルは、閉じた下端（フロアー）を備え、該下端を通って前記立て管の入口部が、前記粒状固体取出しウエルから前記粒状固体を受け取って輸送するため、下方から前記粒状固体取出しウエルの中まで延長し、前記延長した立て管入口部は、開いた上端と、該開いた上端の下方に、かつ前記粒状固体取出しウエルの前記閉じた下端（フロアー）の上方に、前記延長した立て管の壁を貫通する複数の開口とを有する、流動粒状固体プロセスユニット。
【請求項２】
前記複数の開口が垂直のスロットである請求項１に記載の流動粒状固体プロセスユニット。
【請求項３】
前記取出しウエルが、前記粒状固体取出しウエル中で前記粒状固体の流動化を維持するため、前記粒状固体取出しウエルの前記フロアー上に流動化用ガスを噴射する手段を更に有する請求項１〜２のいずれか一項に記載の流動粒状固体プロセスユニット。
【請求項４】
前記流動化用ガス噴射手段が、少なくとも１つのガス噴射リングを有する請求項３に記載の流動粒状固体プロセスユニット。
【請求項５】
前記少なくとも１つのガス噴射リングが、前記延長した立て管入口の前記開いた上端付近の高さに配置される請求項４に記載の流動粒状固体プロセスユニット。
【請求項６】
前記主流動床容器が、流動接触分解ユニットのストリッパー容器である請求項１〜５のいずれか一項に記載の流動粒状固体プロセスユニット。
【請求項７】
前記主流動床容器が、流動接触分解ユニットの再生容器である請求項１〜５のいずれか一項に記載の流動粒状固体プロセスユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、流動−粒状固体プロセスユニットに向けたもので、該ユニットは、
粒状固体を含む主流動床容器；
前記主流動床容器から隔離された取出しウエル；
前記主流動床容器に流動可能に接続する上端と、前記粒状固体取出しウエルに流動可能に接続する下端とを有する下向き傾斜型立て管；
前記粒状固体取出しウエルから粒状固体を受け取るための立て管であって、前記粒状固体取出しウエルに流動可能に接続する開いた上端を有する該立て管；
からなる。
【０００２】
この種の流動粒状固体プロセスユニットは、例えばＰｅｎｎＷｅｌｌ　Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｔｕｌｓａ　Ｏｋｌａｈｏｍａ（米国）、１９９７年、３２〜３９頁にＪｏｓｅｐｈ　Ｗ．Ｗｉｌｓｏｎにより“Ｆｌｕｉｄ　Ｃａｔａｌｙｔｉｃ　Ｃｒａｃｋｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ（流動接触分解技術及び操作）”として発表された図１−１７、図１−２１及び図１−２２に記載されている。図１−１７は、Ｌｕｍｍｕｓ流動接触分解（ＦＣＣ）設計を示し、また図１−２１及び図１−２２はＳｔｏｎｅ　＆　Ｗｅｂｓｔｅｒ／ＩＦＰ　ＦＣＣ設計を示している。このような流動接触分解（ＦＣＣ）プロセスは、再生器、立上り管反応容器及びストリッパー容器からなっている。微粉砕した再生粒状固体は、再生器を出て、再生器立て管を通って反応器立上り管の下部にある炭化水素原料と接触する。炭化水素供給原料及びスチームは、原料ノズルから立上り管に入る。原料とスチームと再生粒状固体との混合物は、約２００〜約７００℃の温度を有し、立上り管内を上昇し、粒状固体の表面上にコークスの層を沈着させながら、原料を軽質生成物に転化する。次いで立上り管塔頂からの炭化水素蒸気及び粒状固体は、サイクロンに通して炭化水素蒸気生成物流から使用済み粒状固体を分離する。この使用済み粒状固体は、ストリッパー容器に入り、ここにスチームを導入して粒状固体から炭化水素生成物を除去する。ストリッピングは、流動化用ガスとしてスチームを用いた流動床中で行われる。次いでコークスを含む使用済み粒状固体は、ストリッパー立て管を通って再生容器に入る。ここでコークス層を空気の存在下、約６２０℃〜約７６０℃の温度で燃焼させると、再生粒状固体及び煙道ガスが得られる。再生は、流動化媒体として空気を用いた流動床中で行われる。再生器の上部領域では、サイクロンにより同伴の粒状固体から煙道ガスが分離され、一方、再生粒状固体は、再生器流動床に戻される。次いで再生粒状固体は、取出しウエル及び再生器立て管を経て再生器流動床から引き出され、前述のサイクルを繰り返して、反応帯域中の供給原料と接触する。
【０００３】
取出しウエルは、再生容器から隔離されている。再生粒状固体は、再生容器中の流動床に流動可能に接続する上端と前記粒状固体取出しウエルに流動可能に接続する下端とを有する下向き傾斜型立て管を通って、再生器から引き出される。この取出し容器の下端は、粒状固体取出しウエルの前記下端から粒状固体を受け取るための開いた上端を有する実際の再生器立て管に流動可能に接続している。この再生器立て管は、粒状固体を反応器立上り管に輸送するものである。
【０００４】
ＡＩＣｈＥの１９９６年度大会で提出されたＴ．Ａ．Ｇａｕｔｈｉｅｒ及びＪ．Ｌ．Ｒｏｓｓによる“Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　Ｇａｓ　Ｆｌｏｗ　ｉｎ　Ｓｔａｎｄｐｉｐｅ　Ｓｙｓｔｅｍ（立て管システムにおけるガス流の制御）”と題する論文のような公開文献によれば、取出しウエルの重要な考え方は、主再生容器から直接、粒状固体を取り出すことではない。この主再生容器は、過剰のガス（泡）が再生器立て管に入るため、多量の上昇性ガス泡が生じ、これにより２０〜４０ｌｂ／ｆｔ３ の密度で高度に流動化されている。Ｇａｕｔｈｉｅｒ及びＲｏｓｓによる重要な考え方は、再生器から取出しウエルへの粒状固体の流速が、取り出しウエル中で泡が上昇するのに充分遅くなければならないことである。取出しウエル中のガス流は、再生器に流動可能に接続する換気ラインを経て再生器に戻すことができる。取出しウエルでの粒状固体の状態は、流動化噴射器（ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）により独立に制御される。Ｇａｕｔｈｉｅｒ及びＲｏｓｓによる取出しウエルの他の一つの重要な考え方は、再生器立て管に入る際、粒状固体が最小の発泡状態に近い理想的な状態に達することである。
【０００５】
しかし、取出しウエルで粒状固体がこのような理想的な状態に達するのは、従来技術の構成では困難である。Ｔ．Ａ．Ｇａｕｔｈｉｅｒ及びＪ．Ｌ．Ｒｏｓｓの論文によれば、取出しウエルは、特定の条件下では部分的な解流動化（ｄｅ−ｆｌｕｉｄｉｚａｔｉｏｎ）及び粒状固体の循環低下を起こす可能性がある。解流動化は、少なくとも一部は、取出しウエルの下端の立て管入口に近接して配置された流動化噴射器によるものである。流動化噴射器から放出された流動化用ガスの一部は、粒状固体の循環により再生器立て管中に引き込まれ、取出しウエルは部分的にその流動化を失うか、或いは部分的に解流動化して、粒状固体の循環を困難にする可能性がある。
出願人のＦＣＣユニットの一つは、もともと従来技術のこのような取出しウエルを持っていた。このＦＣＣユニットは、立て管の不安定性のため、粒状固体の循環を安定に維持するのが困難であることが判っていた。立て管の不安定性は、粒状固体の循環速度が速い時ばかりでなく、遅い時でも、非常にひどかった。このＦＣＣユニットは、４年間、立て管の操作上の問題を抱え、製油所全体に数回に亘ってユニット原料の供給を停止させたり、中断させた。更に、立て管の不安定性は、再生器床の高さ変化に非常に敏感で、ＦＣＣ操作の柔軟性を厳しく制限していた。
【０００６】
立て管入口の幾何学及び粒状固体の循環に関連する問題は、ＦＣＣユニットのストリッパーについては確認されている。ストリッパーがＪｏｈｎｓｏｎ等のＷＯ−Ａ−９６０４３５３の発明に示されるような特殊なトレーを備えるのは常套手段である。この主容器中の特殊なトレーは、スチームによる炭化水素蒸気のストリッピング効率を高める。次いで使用済み粒状固体は、従来技術で示したように、ホッパー入口付きストリッパー立て管を通って再生器に輸送される。ストリッパー立て管用のホッパー入口については、ガスの同伴を減少させるのにむしろ効果的ではないことが示されている。第二回ＦＣＣフォーラム（１９９６年５月１５〜１７日、Ｔｈｅ　Ｗｏｏｄｌａｎｄｓ、Ｔｅｘａｓ）におけるＮｏｕｇｉｅｒ等の研究によれば、主容器中で強力なストリッピングを行った後でも、ストリッパーを出る蒸気は、なお炭化水素生成物を２０〜２５モル％（約４０重量％）含有している。ストリッパー立て管から再生器へのガス同伴は、前述の粒状固体循環に対する影響の他に、２つの悪（ｎｅｇａｔｉｖｅ）影響を与える。第一に、ストリッパーから再生器に同伴されたガスは、生成物として回収できる炭化水素生成物の損失を表すものである。第二に、同伴の炭化水素は、再生器中で燃焼させなければならず、再生器で有用な少量の空気を消費して、除去する必要のある余分な熱を発生する。したがって、ストリッパー立て管へのガスの同伴を減少させることが必要である。
【０００７】
本発明の目的は、上記欠点のない、流動床用の一層安定な粒状固体取出し手段を提供することである。この目的は、下記炭化水素プロセスユニットによって達成される。
炭化水素プロセスユニットは、
粒状固体を有する主流動床容器；
前記主流動床容器から隔離された取出しウエル；
前記主流動床容器に流動可能に接続する上端と、前記粒状固体取出しウエルに流動可能に接続する下端とを有する下向き傾斜型立て管；
前記粒状固体取出しウエルから粒状固体を受け取るための立て管であって、前記粒状固体取出しウエルに流動可能に接続する開いた上端を有する該立て管；
からなり、前記粒状固体取出しウエルは、閉じた下端（フロアー）を備え、該下端を通って前記立て管の入口部が、前記粒状固体取出しウエルから前記粒状固体を受け取って輸送するため、下方から前記粒状固体取出しウエルの中まで延長し、前記延長した立て管入口部は、開いた上端と、該開いた上端の下方に、かつ前記粒状固体取出しウエルの前記閉じた下端（フロアー）の上方に、前記延長した立て管の壁を貫通する複数の開口とを有する。
【０００８】
出願人は、本発明のユニットは、立て管へのガスの同伴を減少させることを見い出した。これにより、立て管の安定性が向上するばかりでなく、立て管での全圧の発生（ｂｕｉｌｄ−ｕｐ）及び粒状固体の循環速度が増大する。またガス同伴の減少は、例えばＦＣＣストリッパー容器からＦＣＣユニットの再生器への炭化水素の同伴も減少させる。更に、従来技術の再生器取出しウエルを備えたユニットでの粒状固体の循環は、取出しウエルを本発明の設計に改造することにより向上できる。これは、出願人の先に述べたＦＣＣユニットに非常によく説明されている。本発明に従って改良品を取り付けてから、出願人のＦＣＣユニットは、粒状固体循環速度の全範囲に亘って安定な様式でずっと運転されて来た。これは従来技術の構成による先の操作上の経験とは全く異なっている。本発明に従ってこのＦＣＣを改良してから、立て管の不安定性に起因する原料の供給停止例もなかった。更に、粒状固体の循環最高速度は、以前に比べて１５％増大した。またこのユニットは、再生器の高さ変化に対し前よりも鈍感になったので、広範囲の状態で操作できる。
【０００９】
本発明ユニットの粒状固体取出しウエルは、フロアーとも云われる閉じた下端を備えている。前記立て管の入口部は、この下端を通って前記粒状固体取出しウエルの中まで延長している。立て管、好適には管状の立て管の直径は、取出しウエル容器、好適には管状の取出しウエル容器よりも小さいので、ウエル容器の中まで延長した立て管入口部とウエル容器の内壁との間には、環状の空間が規定されている。前記延長した立て管入口部は、１つの開いた上端と複数の開口とを有する。これらの開口は、好ましくはスロットであり、更に好ましくは垂直のスロットである。長いスロット開口の数は、１〜２０の範囲でよいが、好ましくは２〜８の範囲である。長いスロット開口の合計の流れ（ｆｌｏｗｉｎｇ）面積は、立て管の開いた上端の面積に対し２０％〜８００％の範囲でよいが、好ましくは５０％〜４００％の範囲である。
【００１０】
取出しウエルは、好ましくは更に、取出しウエル中で粒状固体の流動化を維持するため、前記粒状固体取出しウエルの前記フロアーの上方位置に流動化用ガスを噴射する手段を有する。このような手段は、好ましくはガス噴射リングを少なくとも１つ有する。好ましくはガス噴射リングは、前記延長した立て管入口の開いた上端付近の高さに配置する。このような流動化用ガスの噴射手段から出る上向きの流動化速度は、取出しウエルの最大径での断面（横断面）を基準として、０．０１５〜１．２２ｍ／ｓ（０．０５〜４フィート／秒）の範囲でよいが、好ましくは０．０６〜０．６１ｍ／ｓ（０．２〜２フィート／秒）の範囲である。流動化用ガスの噴射手段から出る下向きの流動化速度は、取出しウエルの前記最大断面を基準として、０〜０．６１ｍ／ｓ（０〜２フィート／秒）の範囲でよいが、好ましくは０．００６〜０．３ｍ／ｓ（０．０２〜１フィート／秒）の範囲である。
【００１１】
【実施例】
本発明を図１及び図２を利用して更に説明する。
図１は、再生器取出しウエルを備えた従来技術の流動接触分解ユニットを示す。
図２は、図２の従来技術の構成に立て管入口の改良品を含む本発明を示す。
図１は、再生器５２の近くに配置した取出しウエル５１を示す。取出しウエル５１は、再生器５２に比べてかなり小さい容器である。取出しウエル５１は、粒状固体を再生器５２から取出しウエル５１に流すため、換気ライン５５を介して再生器５２に接続している。取出しウエル５１の頭上部は、取出しウエル５１内のガスを、再生器５２の流動床５８上方の再生容器の希釈相に流し戻すため、換気ライン５５を介して再生器５２に接続している。再生器立て管５６は、粒状固体を常法に従って反応器１００に移行させるため、取出しウエル５１の底部に接続している。取出しウエルは、取出しウエル５１の底部付近に、かつ再生器立て管５６の入口５６’に近接してウエル自体の流動化噴射器５４を有する。流動化噴射器５４は、取出しウエル５１の流動化状態を制御すると共に、流動床の高さ５７を維持する。この流動床の高さは、再生器の床の高さ５８よりも低い。再生器床の高さ５８と取出しウエル床の高さ５７との高度差により、粒状固体は傾斜型立て管パイプ５３内を流れる。
【００１２】
図２は、本発明により改良した図１の再生器取出しウエル５１を示す。図２に示すように、再生器５２；傾斜型立て管５３；再生器５２を取出しウエル５１に接続する換気ライン５５；及び再生器立て管５６は、図１に示したものと同じである。本発明により提供される改良品は、取出しウエル５１の中まで延長した延長立て管部分７０、及びこの延長した立て管部分７０の上端に近接して配置した新規の流動化噴射器７２を有する。延長した立て管部分７０の直径は、環状空間７３を規定する取出しウエルの内径よりも小さい。延長した立て管７０は、流動化した粒状固体を立て管５６内に流すため、取出しウエルの内部の流動化噴射器７２の高さ付近に、開いた上端５６’を有する。その他、延長した立て管７０は、粒状固体を立て管５６中に流す別の通路を供給するため、流動化噴射器７２の付近又は下方の高さに、垂直に並んだ複数の長いスロット開口７１も有する。流動化噴射器７２としては、１つ又は複数のガス噴射導管が挙げられる。これらの導管は、流動化ガスを上方及び下方の両方向に噴射する複数のノズルを有する。本発明の流動化噴射器７２は、従来技術の図５の流動化噴射器５４よりも高い高度に配置される。流動化噴射器７２と、複数の長いスロットを有する延長立て管部分７０との組合せにより、立て管５６内へのガスの同伴を減少させ、こうして取出しウエル５１を常に流動状態に維持できる。これにより、粒状固体の円滑な循環が保証される。
【００１３】
本発明の立て管入口の設計は、従来技術の取出しウエルに適用できるという利点がある。しかも、ストリッパー立て管は本発明の取出しウエルにより改良できる。以下に利点をまとめた。
操作の安定性向上：本発明の入口設計は、従来技術の本来の取出しウエルにおける局部的な解流動化の問題を除去する。これにより、粒状固体の流れをあらゆる状態で一層安定にできる。
柔軟性の向上：立て管操作は、もはや再生器床の高さに敏感ではないので、ユニットの操作に一層柔軟性を与える。
粒状固体の循環向上：改良品は１５％高い粒状固体循環を示した。
本発明は、特に主流動床容器が流動接触分解（ＦＣＣ）ユニットのストリッパー容器及び／又は再生容器である炭化水素プロセスユニットに向けたものである。上記討議は本発明のＦＣＣユニット出願に焦点を合わせたが、立て管及び立上り管によって接続した異なる容器間を大量の粒状固体が循環する、流動コーカー（ｃｏｋｅｒ）及びフレキシコーカー（ｆｌｅｘｉｃｏｋｅｒ）のような流動床を用いる他の（石油）化学プロセス、及び流動床燃焼器での循環のような石油化学以外のプロセスにおいて、粒状固体の循環を向上すると共に、ガスの同伴を減少させるため、類似の立て管入口設計も適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】再生器取出しウエルを備えた従来技術の流動接触分解ユニットを示す。
【図２】図２の従来技術の構成に立て管入口の改良品を含む本発明を示す。
【符号の説明】
５１‥‥取出しウエル
５２‥‥再生器
５３‥‥傾斜型立て管
５４、７２‥‥流動化噴射器
５５‥‥換気ライン
５６‥‥再生器立て管
５６’‥‥立て管５６の入口
５７‥‥流動床の高さ又は取出しウエル床の高さ
５８‥‥再生器床の高さ
７０‥‥立て管の延長部分
７１‥‥スロット開口
１００‥‥反応器
【図１】
2004502545.tif 000003
【図２】
2004502545.tif 000004
【国際公開パンフレット】
2004502545.tif 000005
2004502545.tif 000006
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2004502545.tif 000009
2004502545.tif 000010
2004502545.tif 000011
2004502545.tif 000012
2004502545.tif 000013
2004502545.tif 000014
2004502545.tif 000015
2004502545.tif 000016
2004502545.tif 000017
2004502545.tif 000018
2004502545.tif 000019
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004502545.tif 000020
2004502545.tif 000021
【国際調査報告】
2004502545.tif 000022
2004502545.tif 000023