(57)【要約】流体接触反応容器につき開示し、この容器はその上端部に単一の中央位置する一次サイクロンを備え、この一次サイクロンは流体接触ライザーの下流端部に流体接続された気体−固体入口を備え、このライザーを流体接触反応容器から外部に位置せしめ；前記一次サイクロンには更にその上端部にガス出口導管を設け、この導管は１つもしくはそれ以上の二次サイクロン分離器に流体接続され、この二次サイクロン分離器を中央位置する一次サイクロンと反応容器の壁部との間の空間に位置せしめ、更にこの二次サイクロンは固体を反応容器の下端部に放出する手段と固体が少ない気体水蒸気を反応容器のガス出口まで放出する手段とを有し；前記一次サイクロンには更にその下端部に一次ストリッピング帯域を設けると共に、事前ストリッピングされた固体を一次サイクロンから反応容器の下端部まで放出させる手段をも設け；反応容器は更に反応容器の下端部に二次ストリッピング帯域を備えると共にストリッピングされた固体を反応容器から放出させる手段を備える。
2004533505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体接触反応容器であって、
その上端部には、流体接触ライザーの下流端部に流体接続された気体−固体入口を有して中央に位置する単一の一次サイクロンを備え、前記ライザーを流体接触反応容器の外部に位置せしめ；
前記一次サイクロンにはその上端部にて更に１つもしくはそれ以上の二次サイクロン分離器に流体接続されたガス出口導管を設け、前記二次サイクロン分離器を前記中央に位置する一次サイクロンと前記反応容器の壁部との間の空間に位置せしめ、更に前記二次サイクロンは固体を反応容器の下端部まで放出させる手段および固体が少ないガス流を反応容器のガス出口まで放出する手段を有し；
前記第１サイクロンには更にその下端部に一次ストリッピング帯域と事前ストリッピングされた固体を一次サイクロンから反応容器の下端部まで放出する手段とを設け；
反応容器は更にこの反応容器の下端部に二次ストリッピング帯域とストリッピングされた固体を反応容器から放出させる手段とを備える
ことを特徴とする流体接触反応容器。
【請求項２】
容器の上端部の直径が容器の下端部の直径よりも大であり、この下側位置には二次ストリッピング帯域が存在する請求項１に記載の反応容器。
【請求項３】
一次サイクロンのガス出口と二次サイクロンのガス入口との間には開口部が存在して、二次ストリッピング帯域のストリッピング用ガスを反応容器から放出させうる請求項１または２に記載の反応容器。
【請求項４】
２〜８個の二次サイクロン分離器が存在する請求項１〜３のいずれか一項に記載の反応容器。
【請求項５】
一次サイクロンにはガスおよび固体粒子を受入れるための入口と、その上端部におけるガス出口と、下側チューブ状部分とが設けられ、下側チューブ状部分には閉鎖下端部が設けられて、前記閉鎖下端部を介し実質的に垂直な粒子抜取り導管が閉鎖下端部より下の位置からチューブ状部分における位置までかつガスおよび固体粒子を受入れるための入口の下に延在し、前記導管には固体粒子をサイクロン分離器から抜取るための開口部を設け、更に前記導管は下側チューブ状部分よりも小さい断面積を有し、これにより導管と下側チューブ状部分の内壁部との間に空間を画定し、前記空間の下側部分には一次ストリッピング帯域のストリッピング用ガスを添加するための主たる手段が存在する請求項１〜４のいずれか一項に記載の反応容器。
【請求項６】
粒子抜取り導管の上方およびガスと固体を受入れるための入口の下方に渦流ファインダが位置する請求項６に記載の反応容器。
【請求項７】
複数の開口部が、ストリッピング用ガスを供給する手段より上方またはそれと同レベルにて粒子抜取り導管に存在する請求項５または６に記載の反応容器。
【請求項８】
粒子抜取り導管にはチューブ状部分と粒子抜取り導管とを流体接続させる１本もしくはそれ以上の実質的に水平な導管が設けられ、前記実質的に水平な導管は余分の流動化用媒体を添加する手段を備えると共に、一次ストリッピング用ガスを添加する主たる手段の位置の下方に設置される請求項５または６に記載の反応容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は次のように構成されてなる流体接触反応容器に関するものである；
すなわち、その上端部には流体接触ライザーの下流端部に流体接続された気体−固体入口を有する単一の中央位置する一次サイクロンを備え、前記ライザーは流体接触反応容器の外部に位置し；
前記一次サイクロンには更に１つもしくはそれ以上の二次サイクロン分離器に流体接続されたその上端部にガス出口導管が設けられ、前記二次サイクロン分離器は中央位置する一次サイクロンと反応容器に壁部との間の空間に位置すると共に、これら二次サイクロンは固体を反応容器の下端部に放出する手段と、固体が少ないガス流を反応容器のガス出口まで放出する手段とを有する。容器の下端部には更にストリッピング帯域が設けられる。
【背景技術】
【０００２】
この種の反応器はＵＳ−Ａ−５４４９４９８号に記載されている。この特許公報によれば、一次サイクロンの下端部にはストリッピング用ガスおよびストリッピング帯域から上方向に放出されたストリップド炭化水素を、下方から一次サイクロンに流入させうる開口部が設けられる。一次サイクロンとストリッピング帯域とを接続して触媒粒子が下方向に流動しうるようおよびストリッピング用ガスとストリップド炭化水素とが上方向に一次サイクロン中へ流入しうるよう確保するには、この開口部に特殊な手段を必要とする。
【０００３】
この反応器の欠点は、スタンドパイプの不安定性またはスライドバルブの問題によるシステムの圧力変動によりレベル変動が生ずる際に一次サイクロンにおける分離がマイナスに影響を受けうる点である。
【特許文献１】
ＵＳ−Ａ−５４４９４９８号
【特許文献２】
ＵＳ−Ａ−５８６９００８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、サイクロン分離の分離効率が反応容器におけるレベル変動によりマイナスに影響を受けることが少ないような反応器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は以下の流体接触反応容器により達成される。すなわち、流体接触反応容器は：
容器はその上端部に単一の中央位置する一次サイクロンを備え、この一次サイクロンは流体接触ライザーの下流端部に流体接続された気体−固体入口を備え、このライザーは流体接触反応容器の外部に位置し；
前記一次サイクロンには更にその上端部にガス出口導管を設け、その導管は１つもしくはそれ以上の二次サイクロン分離器に流体接続され、この二次サイクロン分離器を中央位置する一次サイクロンと反応容器の壁部との間の空間に位置せしめると共にこの二次サイクロンは固体を反応容器の下端部に放出する手段および固体が少ないガス流を反応容器のガス出口まで放出する手段を有し；
前記一次サイクロンには更にその下端部に一次ストリッピング帯域を設けると共に、事前ストリッピングされた固体を一次サイクロンから反応容器の下端部まで放出する手段をも設け；
更に反応容器は反応容器の下端部に二次ストリッピング帯域およびストリッピングされた固体を反応容器から放出させる手段を備える。
【発明の効果】
【０００６】
出願人は、本発明による反応容器にて達成される全体的ストリッピング効率が向上することを突き止めた。ストリッピングが２つの物理的に分離した帯域で生ずるので、一層大のステージングおよび従って一層高い効率が達成される。このストリッピング効率は、別々のストリピング帯域にて触媒とストリッピング用ガスとの近向流接触が達成されれば一層向上する。以下、下記したような本発明の好適具体例は、特にこの種の効果を達成することに向けられる。
【０００７】
更に、一次ストリッピング帯域を備える一次サイクロンの内部は、たとえばＵＳ−Ａ−５８６９００８号に開示された反応器におけるように反応容器の反応器内部と直接開口連通しないので、前記容器におけるレベル変動は従来技術の設計と比較してサイクロンの分離効率にマイナスに影響しない。
【０００８】
更に、この設計が有利であるのは、より大きい空間がたとえばサイクロン分離器のような内部のため反応容器に存在すると共に、ライザーが容器の外部に位置するからである。１つの中央一次サイクロンは更に、二次サイクロンを一次サイクロンと内部反応容器壁部との間の空間に効率的に位置せしめうるよう確保する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図１および２により本発明を説明する。
【００１０】
一次サイクロン（５）は、サイクロン分離器につき公知の慣用設計を有しうる一次ストリッピング帯域の上方に上端部を有することができる。典型的な慣用サイクロンはペリー・ケミカル・エンジニアス・ハンドブック、マックグロー・ヒル、第７版、１９９７の図１７〜３６に例示されている。サイクロン分離器はチューブ状ハウジングの上端部にカバーを有し、これをガス出口導管が下方向に突出する前記カバー（３２）およびガス出口導管（３３）は慣用のサイクロン分離器にて図１７〜３６に上記したように示される接線方向配置された気体−固体入口（６）と実質的に同じ高さに位置する。出願人は、一次（５）および二次（１５）サイクロン分離器の組合せにおける一層良好な分離が、このカバー（３２）を前記接線方向配置された入口よりも高い高さに位置せしめれば達成されることを突き止めた。好ましくは、高められたカバーを接線方向配置された入口（６）の中心（３６）の上方の垂直距離（ｄ１）にて配置し、この距離（ｄ１）とチューブ状ハウジング（ｄ２）の直径との比は０．２〜３、より好ましくは０．５〜２、特に好ましくは０．５〜１．５である。
【００１１】
高められた屋根（３２）を有する好適一次サイクロン（５）のガス出口導管（３３）は上方から屋根（３２）に突出しても、しなくても良い。出口導管（３３）が屋根（３４）を突出しなければ、前記ガスで抜取り導管のガス入口開口部（３３' ）は屋根と整列する。この具体例は、コークスが沈着しうるサイクロンにおける一層小さい表面積が存在するので有利である。出願人は、ガス出口導管（３３）が接線方向配置された気体−固体入口（６）の中心まで実質的に下方向へ突入すれば良好な分離効率を達成しうることを突き止めた。
【００１２】
一次サイクロンのガス出口導管（３３）は１つもしくはそれ以上、好ましくは２〜８個の二次サイクロン分離器（１５）に流体接続される。これら二次サイクロン分離器（１５）にはジプレッグ（１６）を設けて、分離固体を二次ストリッピング帯域（１４）まで反応容器の下端部に放出する。二次サイクロン（１５）から出る清浄ガスは、好ましくは単一ガス出口導管（４）を介し好適には反応容器の上端部にて反応容器（１）から放出される。
【００１３】
反応容器には、この反応容器からストリッピング用ガスと、二次ストリッピング用帯域から放出されると共に反応容器にて上方向に流動する炭化水素との混合物を放出する手段が設けられる。好ましくは、これら手段は一次および二次サイクロン分離器を接続する導管（３３）における開口部により、或いは二次サイクロン分離器（１５）と反応容器（１）のガス出口（４）との間の接続導管（１７）における開口部により設けられる。適する開口部は、一次（５）および二次（１５）サイクロンとの間の好適導管（３３）により設けられ、ここで前記導管（３３）は２つの部分（１３３、１３４）で構成され、これらは部分は一次サイクロン（５）のガス出口導管（３３）に接続された部分（１３３）から出るガスが二次サイクロンのガス入口に接続された部分（１３４）の開口部に流入するよう互いに離間される。これら部分が互いに離間するので、ストリッピング用ガスおよび二次ストリッピング帯域からの炭化水素は二次サイクロン（１７）に接続された部分に流入することもでき、従って反応容器から出ることができる。
【００１４】
好ましくは、二次サイクロン（１７）に接続された部分（１３４）の開口部は他の部分（１３３）の開口部より大である。これは、一次サイクロン（５）および二次サイクロン（１５）が使用に際し反応容器（１）における熱膨張に基づき相対的に移動する場合、両開口部が互いに対面し続けるよう確保する。この相対運動は二次サイクロン（１７）がたとえば反応容器（１）の屋根から懸垂すると共に一次サイクロン（５）が外部反応器ライザー（２）への接続を介し所定位置に保たれる際に生ずる。
【００１５】
一次サイクロンにはその下端部に一次ストリッピング帯域および一次サイクロンから反応容器の下端部まで事前ストリッピングされた固体を放出させる手段を設ける。一次サイクロンの下端部はストリッピング用ガスおよび二次ストリッピング帯域からのストリップド炭化水素が全くまたは実質的に全く一次ストリッピング帯域に流入しえないよう設計される。一次ストリッピング帯域は好ましくは、前記帯域における固体の最小滞留時間を確保するよう設計される。好ましくは、固体の前記最小滞留時間５秒であり、より好ましくはこの滞留時間は１０秒より大であり、特に好ましくは３０秒より大である。好適には滞留時間は６０秒未満である。
【００１６】
好ましくは一次ストリッピング帯域は次のように設けられる。この具体例において、一次サイクロン（５）の下側チューブ状部分（１９）には閉鎖下端部（２０）を設け、この閉鎖下端部（２０）を介し実質的に垂直な粒子抜取り導管（２１）が閉鎖下端部（２０）より下の位置（２２）からチューブ状部分（１９）における位置までおよびガスと固体粒子とを受入れるための入口（６）の下に延びる。前記導管には更に、固体粒子をサイクロン分離器（５）から抜取るための開口部（２７）をも設ける。前記導管（２１）は下側チューブ状部分（１９）よりも小さい断面積を有するので導管と下側チューブ状部分の内壁部との間には空間部（２４）が画定される。ストリッピング用ガスを添加する手段（２５）を前記空間部（２４）の下側部分に存在させる。使用に際し、一次ストリッピング帯域が空間部（２４）に存在する。
【００１７】
使用に際し、濃密流動床が触媒抜取り導管（２１）とチューブ状部分（１９）の内壁部との間の好ましくは環状の空間部（２４）に存在する。床は、濃密流動床の下端部に供給される一次流動化ガスにより流動化モードに保たれる。固体は、粒子抜取り導管に存在する開口部（２７）を介しこの流動化帯域から抜取ることができる。好ましくは、１個もしくはそれ以上の開口部を触媒抜取り導管の上端部に存在させる。好適には、粒子抜取り導管の上端部（２８）は開口している。導管における最上位置の開口部は最大流動床レベル（１２４）を規定する。
【００１８】
好ましくは、１個もしくはそれ以上の開口部（２７）を粒子抜取り導管の下側半部（これを介し固体をサイクロンから放出させることができる）にも存在させる。通常の使用に際し、殆どの固体はこれら下側位置する開口部を介し放出される。抜取り導管（２１）の上端部における開口部（２８）は、一時的な過度の触媒流動の場合またはたとえばコークスもしくは残骸による二次開口部（２７）の閉塞の場合にのみ抜取り開口部として作用する。このようにして、ストリッピング用媒体と触媒との間の一層大の向流接触が流動床帯域にて生じ、これはストリッピング効率につき有利である。より好ましくは、同じ高さにおけるこの種の開口部の列を導管の下側半部に存在させる。一層好ましくは、２列もしくはそれ以上の列を上下に存在させ、ここで使用に際し殆どの固体粒子は下側開口部を流過する一方、上側開口部を介しガスが排気されると共に圧力が均衡化される。２列の同じ効果が矩形設計の開口部（図示したように２７）の使用により達成することができ、ここで開口部の長辺は上方向に延びる。開口部の他の可能な形状はたとえば円形、キーホール形状、楕円形状または円形端部を有する直線壁部穴である。これら開口部は好適には一次流動化用媒体を添加する手段の位置と同じ高さ或いはその上方に位置して、固体粒子が容易に開口部を流過するよう充分流動化させるべく確保する。
【００１９】
固体粒子をサイクロン（５）の下側チューブ状部分（１９）から抜取るための好適開口部は、下側チューブ状部分（１９）と粒子抜取り導管（２１）とを流体接続する１本もしくはそれ以上の実質的に水平な導管（６０）であり、ここで前記実質的に水平な導管には二次流動化用媒体を添加する手段（６３）を設ける。この実質的に水平な導管（６０）は、上記したように分離サイクロンの一次流動化用媒体を添加する手段（２５）の位置の下に位置する。固体粒子は一次流動化用手段（２５）の下では充分に流動化されないので固体粒子は全く或いは極めて小さい速度でこれら実質的に水平な導管（６０）を流過しない。二次流動化用媒体を別途に接続導管に添加することにより固体粒子の流動は顕著に増大する。ＦＣＣ触媒粒子の流動速度は、二次流動化用媒体を接続導管（６０）に添加することにより１０倍以上まで増大しうることが判明した。かくして、サイクロン（５）の下側チューブ状部分（１９）に存在する流動床からの固体粒子の流動を制御するための手段が得られる。これは、床レベル（１２４）を測定することにより、たとえばサイクロンにおける種々異なる高さにて圧力測定（６５）として周知の技術により床レベル（１２４）を測定すると共に接続導管（６０）に対する二次流動化用媒体の流動を調節して床レベル（１２４）を種々異なる触媒循環速度における所望の高さに調整することにより、前記流動床の床レベルを制御することを可能にする。良好に規定されると共に制御させた床レベル（１２４）は、全固体粒が一次ストリッピング帯域から抜取られる前に流動化用媒体と充分接触するので有利である。ＦＣＣ触媒粒子の一層効率的なストリッピングがかくして達成される。この種の接続導管（６０）の本数は１〜４０本もしくはそれ以上としうるが、好ましくは粒子抜取り導管（２１）１本当たり４〜１６個である。
【００２０】
ストリッピング用ガス（２５）を供給する手段は、好適には少なくとも１個のガス注入リングを備える。このガス注入リングはストリッピングガス供給導管（２６）に接続することができ、この供給導管（２６）は反応容器の下端部における主たるストリッピング床のストリッピング供給手段に接続されるか或いはサイクロン（５）自身の近くで反応容器壁部を移動させる。好適ストリッピング用媒体は水蒸気である。
【００２１】
作動垂直一次サイクロン（５）に存在する渦流が粒子抜取り導管の上端部に接触してこれを腐食し或いは前記導管の適宜開口する上端部に流入するのを回避するには、好適には水平プレートを前記開口部の直ぐ上に存在させることができる。より好ましくは、渦流スタビライザーを用いて抜取り導管の開口端部に達する前に渦流を終了させる。渦流スタビラザーは、サイクロンの中央垂直軸線に対し垂直配置された渦流スタビライザープレート（２９）と前記軸線に対し平行配置されると共に一次サイクロン（５）のガス出口（３３' ）の方向に延びる渦流ファインダーロッド（３０）で構成することができる。渦流スタビライザーの位置は、触媒抜取り導管（２１）の上端部とガスおよび固体のためのサイクロン入口（６）との間である。良好な触媒分離を達成する所定の渦流長さに関する必要性を考慮する当業者は、渦流スタビライザーの実際の位置を容易に決定することができる。
【００２２】
好ましくは上記粒子抜取り導管（２１）を介して一次ストリッピング帯域から放出される触媒粒子は二次ストリッピング帯域（１４）まで落下し、この帯域（１４）は反応容器（１）の下端部における前記一次ストリッピング帯域の下に位置する。触媒抜取り導管の下端部は、二次ストリッピング帯域の触媒の濃密流動床に浸積させることができ（図示したように）、或いは前記床レベルの上方にて終端することができる。導管（１４）が流動床レベルの上方にて終端すれば、これには好ましくはたとえばＷＯ−Ａ−０１０３８４７号に記載されたような弁を設ける。導管が流動床レベルの下で終端する場合は、水平プレートを好ましくは開口部の下に存在させる。
【００２３】
好ましくは、二次ストリッピング帯域（１４）を備える反応容器（１）の下端部は上側部分よりも小さい直径を有する。二次ストリッピング帯域のためストリッピング用ガス（５２）を添加する手段およびストリップされた触媒粒子を放出する手段（５３）がこの種の長形下側反応器（１）の端部の下端部に位置すれば、上方向移動するストリッピング用ガスと下方向移動する触媒粒子との間に有利な向流接触が達成されうる。前記二次ストリッピング帯域（１４）には更にガス再分配装置（図示せず）を設けて、大きいガス気泡の形成を減少させる。
【００２４】
本発明によるこの種の一次サイクロンにおける触媒の流動は、好適には触媒抜取り導管の断面積で計算して１００〜６００ｋｇ／ｍ2 である。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
上記反応容器は、３７０℃以上で沸騰する炭化水素供給原料を３７０℃未満で沸騰する燃料まで接触分解することに向けられたプロセスに使用することができる。触媒および操作条件、並びに適する供給原料および好適生産物については、たとえばゼネラル・テキストブック、「流動接触分解、技術および操作」、ヨセフＷ．ウイルソン、ペンウェル・パブリッシング・カンパニー、１９９７に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による反応容器を示す。
【図２】一次サイクロンの好適詳細を示す。
【符号の説明】
【００２７】
５    一次サイクロン
１９    下側チューブ状部分
２０    閉鎖下端部
２１    導管
２４    空間
２７    開口部
【図１】
2004533505.tif 000003
【図２】
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【国際公開パンフレット】
2004533505.tif 000005
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2004533505.tif 000011
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2004533505.tif 000013
2004533505.tif 000014
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2004533505.tif 000017
2004533505.tif 000018
2004533505.tif 000019
2004533505.tif 000020
2004533505.tif 000021
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004533505.tif 000022
2004533505.tif 000023
【国際調査報告】
2004533505.tif 000024
2004533505.tif 000025