(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストリッパーから使用済み触媒を受取る使用済み触媒直立管と、触媒の流れを制御する弁と、該触媒のコークスを燃焼させて該触媒を流動化するために触媒床内に通気流体を分配する再生装置の下端の主空気分配系統とを有する流体触媒分解ユニット再生装置用の自己通気の使用済み触媒分配装置において，その上端への使用済み触媒の上方の流れのために前記直立管からその下端において触媒を受取る中心筒と，
前記触媒床内に使用済み触媒を分配するように前記中心筒の上端に隣接して該中心筒から半径方向外方かつ下方へ延びている複数の樋腕であって，各腕が、細長い底板と、該底板の長手方向両側部で上方へ延びる壁と、開口上端と、開口遠位端とを有する樋腕と，
前記触媒床を通って上昇する通気流体の一部を捕捉するために前記底板の周辺に隣接して該底板から下方へ延びている連続的なリップと，
前記リップによって捕捉された通気流体によって前記樋腕内の使用済み触媒に通気するように該底板に形成される複数のオリフィスとを備える分配装置。
【請求項２】
請求項１に記載の分配装置において，前記樋腕内への前記捕捉された通気流体の均等な分配を容易にするように前記リップを複数の部分に分離する横方向分離板を備える分配装置。
【請求項３】
請求項２に記載の分配装置において，前記分離板が、各樋腕に２個から１２個のほぼ等しい部分を形成し，該各部分が、複数のオリフィスを有する分配装置。
【請求項４】
請求項３に記載の分配装置において，前記分離板が、各樋腕に４個のほぼ等しいリップ部分を形成し，該各部分が、複数のオリフィスを有する分配装置。
【請求項５】
請求項１に記載の分配装置において，前記オリフィスが、前記捕捉された通気流体を該オリフィスを通して優先的に通過させて、前記リップの下からの該捕捉された通気流体の通過を制止するような寸法になっている分配装置。
【請求項６】
請求項１に記載の分配装置において，前記リップが、前記捕捉された通気流体を前記オリフィスを通して押込むように静水頭を与えている分配装置。
【請求項７】
請求項１に記載の分配装置において，前記リップが垂直である分配装置。
【請求項８】
請求項１に記載の分配装置において，前記リップが、前記樋腕の底板から外方へ張出している分配装置。
【請求項９】
請求項１に記載の分配装置において，前記リップが、前記樋腕の底板から内方へ張出している分配装置。
【請求項１０】
使用済み触媒を再生して流動化するために触媒床内に通気流体を導入するための主空気分配系統の上方の触媒床内に触媒を分配するように中心筒から外方へ延びる樋腕を有する流体触媒分解ユニット再生装置において，
各樋腕から下方へ延びる連続的なリップと，
各樋腕の床に形成された複数のオリフィスとを備え，
前記リップが、前記触媒床からの通気流体を捕捉して、捕捉された通気流体を該オリフィスを通して押込み、前記樋腕を通過する使用済み触媒に通気するように静水頭を形成することを特徴とする流体触媒分解ユニット再生装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の流体触媒分解ユニット再生装置において，前記樋腕内への前記捕捉された通気流体の均等な分配を容易にするように前記リップを複数の部分に分離する横方向分離板を備える流体触媒分解ユニット再生装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の流体触媒分解ユニット再生装置において，前記分離板が、各樋腕に２個から１２個のほぼ等しいリップ部分を形成し，該各部分が複数のオリフィスを有する流体触媒分解ユニット再生装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の流体触媒分解ユニット再生装置において，前記分離板が、各樋腕に４個のほぼ等しいリップ部分を形成し，該各部分が複数のオリフィスを有する流体触媒分解ユニット再生装置。
【請求項１４】
請求項１０に記載の流体触媒分解ユニット再生装置において，前記オリフィスが、前記捕捉された通気流体を該オリフィスを通して優先的に通過させて、捕捉された通気流体の前記リップの下からの通過を制止するような寸法になっている流体触媒分解ユニット再生装置。
【請求項１５】
請求項１０に記載の流体触媒分解ユニット再生装置において，前記リップが、前記捕捉された通気流体を前記オリフィスを通して押込むように静水頭を与えている流体触媒分解ユニット再生装置。
【請求項１６】
請求項１０に記載の流体触媒分解ユニット再生装置において，前記リップが垂直である流体触媒分解ユニット再生装置。
【請求項１７】
請求項１０に記載の流体触媒分解ユニット再生装置において，前記リップが、前記樋腕の底板から外方へ張出している流体触媒分解ユニット再生装置。
【請求項１８】
請求項１０に記載の流体触媒分解ユニット再生装置において，前記リップが、前記樋腕の底板から内方へ張出している流体触媒分解ユニット再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体触媒分解ユニット再生装置（a fluid catalytic cracking unit regenerator ）用使用済み触媒分配装置のための設計に関する。特に、本発明は、使用済み触媒分配装置における使用済み触媒の通気曝気（aeration）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体触媒分解ユニットでは、触媒は、反応装置（reactor ）からストリッパーと、再生装置とへ流れて反応装置へ戻る連続的なループで流れている。流動状態に触媒を維持するため、触媒は、通気（曝気）されねばならない。例えば、触媒の流動床は、再生装置内で維持され、ここで、コークスは、反応装置への再循環の前に触媒を再生するために触媒から燃焼除去される。空気は、コークスの燃焼と、触媒の流動化との双方のために再生装置へ導入される。
【０００３】
周知の再生装置設計では、使用済み触媒（spent catalyst）は、ストリッパーから直立管を経て再生装置へ送られて、使用済み触媒分配装置を経て再生装置内で分配される。使用済み触媒分配装置は垂直の中心筒（centerwell）を備えている。中心筒はその頂上から半径方向外方かつ下方へ延びる樋腕（trough arm）を有する。使用済み触媒は、中心筒の底へ導入され、中心筒を通って上方へ上昇して、樋腕を経て再生装置内の触媒流動床へ外方に導かれる。樋腕を通って流れる使用済み触媒は、流動化と、流れとを維持するために通気（空気にさら）される。そうでなければ、使用済み触媒は、樋腕を通って不均等に流れて、運転を中断してしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術の設計では、樋腕における使用済み触媒の通気は、使用済み触媒分配装置の個々の樋腕へ空気を送るために小径（small-bore）の配管を使用することによって達成された。再生装置は、触媒のコークスを燃焼除去するように高温において運転され、触媒は、摩損性を有する。従って、再生装置は、小径の配管に対する不良環境である。この不良環境により、小径の配管の作用は、維持するのに困難であり得る。再生装置内で小径の配管を使用しないことは、再生装置の設計を単純化し信頼性を向上するために望ましい。
【０００５】
【発明の要約】
本発明は、流体触媒分配ユニット（ＦＣＣＵ）の再生装置部分内の使用済み触媒分配装置における通気を改良する。一面では、本発明は、ストリッパーから使用済み触媒を受取るための使用済み触媒直立管（standpipe ）と、触媒の流れを制御する弁と、触媒上のコークスを燃焼して触媒を流動化するために触媒床内に通気流体を分配する再生装置の下端における主空気分配系統とを備えるＦＣＣＵ再生装置に対する自己通気の使用済み触媒分配装置を提供する。
【０００６】
中心筒は、その上端への使用済み触媒の上方の流れのために直立管からその下端において触媒を受取るように設けられている。複数の樋腕は、触媒床内に使用済み触媒を分配するように中心筒の上端に隣接して中心筒から半径方向外方かつ下方へ延びている。各腕は、細長い床板と、この板の長手方向両側部の上方へ延びる壁と、開口上端と、開口遠位端とを有している。連続的なリップは、連続床を経て上昇する通気流体の部分を捕捉するように底板の周辺に隣接して周辺から下方へ延びている。複数のオリフィスは、リップによって捕捉される通気流体により樋腕内の使用済み触媒に通気するように底板に形成されている。
【０００７】
オリフィスを通って使用済み触媒内への通気流体の均等な流れは、各樋腕に２個から１２個のほぼ等しいリップ部分に、好ましくは４つのほぼ等しいリップ部分にリップを分離するために横方向の分離板を設けることによって容易になり得る。各部分は、樋腕の底板に複数のオリフィスを含む。オリフィスは、捕捉される通気流体をオリフィスを経て上方へ通過させて、捕捉される通気流体のリップの下からの漏出を制止するような寸法になっている。リップは、捕捉される通気流体をオリフィスを経て上方へ押込むように静水頭を与える。リップは、好ましくは垂直であるが、樋腕の底板から外方または内方へ張出されてもよい。
【０００８】
他の面では、本発明は、使用済み触媒を再生して流動化するために通気流体を触媒床に導入するために主空気分配系統上の触媒床内に触媒を分配するように中心筒から外方へ延びる樋腕を有するＦＣＣＵ再生装置における改良を与える。この改良は、各樋腕から下方へ延びる連続的なリップと、各樋腕の底に形成された複数のオリフィスとを含み、リップは、触媒床からの通気流体を捕捉して、捕捉された通気流体をオリフィスを経て押込んで樋腕を通過する使用済み触媒に通気するように、静水頭を発生させる。
【０００９】
横方向分離板は、捕捉された通気流体を樋腕内に均等に分配するようにリップを複数の部分に分離するために使用されてもよい。分離板は、好ましくは、各樋腕に２個から１２個のほぼ等しいリップ部分を形成する。一実施例では、分離板は、各樋腕に４つのほぼ等しいリップ部分を形成し、各部分は、複数のオリフィスを含む。オリフィスは、望ましくは、捕捉された通気流体をオリフィスを経て選択的に通過させて、かつ捕捉された通気流体のリップの下からの通過は制止するような寸法になっている。リップは、捕捉された通気流体をオリフィスを経て押込むように静水頭を与え、リップは、好ましくは垂直であるが、樋腕の底板から外方または内方へ張出されていてもよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、例えば流体触媒分解ユニット（ＦＣＣＵ）再生装置に有用な使用済み触媒分配装置にある。使用済み触媒分配装置は、分配装置を通って流れる使用済み触媒の通気が再生装置において利用可能な通気流体によって行われて、別個に管で送られる通気流体は必要ではない点で、自己通気（self aerating ）である。図１には、ＦＣＣＵ再生装置１０が示される。再生装置１２は、使用済み触媒分配装置３０を採用している。使用済み触媒分配装置３０は、樋腕４０が半径方向外方かつ下方へ延びている中心筒３４を有している。図２は、その数が本発明において重大ではないが６本の樋腕４０を示している。図３、図６に最も良く示されているように、連続的なリップ４４は、樋腕４０の下側の周辺に沿って各樋腕４０へ取付けられている。
【００１１】
図４に最も良く示されているように、代表的な樋腕４０の下側は、連続的なリップ４４と、底板４８とを有している。連続的なリップ４４は、樋腕４０の下側の周辺へ取付けられる。連続的なリップ４４は、望ましくは垂直であるが、捕捉された通気流体の量を低減または増大させるために樋腕４０の底板４８から内方または外方へ張出（拡開）されてもよい。横方向の分離板５２は、連続的なリップ４４の間で底板４８の下側に配置され、樋腕４０を４つのほぼ等しい部分に区分する。オリフィス５６は、底板４８の各部分に設けられている。図５、図７に最も良く示されているように、樋腕４０は、下端ないし遠位端において開口するチャンネルを形成している。図６に示されているように、樋腕４０は、中心筒３４へも開口している。
【００１２】
図８を参照すると、流体触媒分解ユニット１００の作動において、再生装置１２は、ストリッパー２０から直立管１６を経て使用済み触媒を受取る。使用済み触媒は、直立管１６を通って下方へ流れ、使用済み触媒分配装置３０の中心筒３４に流入する。使用済み触媒の流れは、プラグ弁（plug value）２２によって制御され、中心筒３４の環状空間を通って上方へ流れる。中心筒３４の頂上に達すると、使用済み触媒は、樋腕４０を通って外方かつ下方へ流れる。
【００１３】
図９は、すべり弁２４がストリッパー２０から再生装置１２への使用済み触媒の流れを調節するために使用されて、使用済み触媒が側部から使用済み触媒分配装置３０に進入する別の流体触媒分解工程のための代表的な第２形態１００ａを示す。使用済み触媒は、中心筒３４を通って上方へ流れる。中心筒３４の頂上へ達すると、使用済み触媒は、複数の樋腕４０を通って半径方向外方かつ下方へ流れる。
【００１４】
図８、図９の形態の各々では、使用済み触媒は、主空気格子４２を介して空気を再生装置１２へ導入することによって再生装置１２において再生される。空気および燃焼ガスないし排気ガス（コークスが使用済み触媒から燃焼除去される際に形成される）は、使用済み触媒が樋腕４０から触媒床へ流入する際に触媒床を通って上方へ上昇する。流体触媒分解ユニット再生装置では、空気および燃焼ガスないし排気ガスは、床内の触媒に対して通気を与える。
【００１５】
従来技術では、樋腕４０を通って流れる使用済み触媒は、小径の配管によって樋腕へ搬送される空気を使用して通気されていた。本発明は、自己通気の使用済み触媒分配装置によって樋腕４０へ通気空気を搬送するための小径の配管に対する必要性を回避する。
【００１６】
樋腕４０の下側に取付けられた連続的なリップ４４は、触媒床を通って上方へ上昇する空気および燃焼ガスを捕捉して、樋腕４０内を流れる使用済み触媒のための通気流体としてこれ等のガスを使用する。底板４８のオリフィス５６は、通気流体が樋腕４０の下側から樋腕４０の使用済み触媒内に通過するのを許し、通気流体は、使用済み触媒を流動化する。本発明は、再生装置１２内の触媒床を通気するのに使用される同一の触媒を通気流体として使用して、使用済み触媒を流動化させることによって、使用済み触媒が樋腕４０を通って容易に流れるのを可能にする。従って、使用済み触媒分配装置３０は、別個に搬送される通気空気が不必要であるため、自己通気と見做される。小径の配管と異なり、連続的なリップ４４は、一般に、樋腕４０のように耐久的である。従って、本発明は、通気流体を樋腕４０へ搬送するのに使用される小径の配管に対する必要性を排除し、その代りに、再生装置１２内の触媒床を通気して流動化するのに使用される同一の触媒を通気流体として与える。
【００１７】
連続的なリップ４４は、好ましくは樋腕４０の長さに沿って通気流体を均等に分配するために複数のほぼ等しい部分に横方向分離板５２によって区分されている。通気流体の均等な分配は、樋腕４０を通る使用済み触媒の均等かつ連続的な流れを容易にする。通気流体の均等な分配のために必要な区分された部分の数は、変化するが、代表的には２から１２の間の範囲である。一実施例は、図４に示され、代表的な樋腕４０に対する連続的リップは、４つのほぼ等しい寸法の部分に区分されている。
【００１８】
図６、図７に示されるように、連続的なリップ４４は、底板４８から外方へ張出されてもよい。これは、連続的なリップ４４が垂直である場合よりも一層多くの通気流体が捕捉されるのを可能にする。
【００１９】
オリフィス５６の孔面積と、連続的なリップ４４の垂直の高さとは、使用済み触媒の適正な流動化を与えるために必要な通気流体の適正な量を使用済み触媒へ送ることができるような寸法を与えられる。通気流体は、再生装置の上部よりも下部で圧力が高いため、再生装置１２内を上昇する。連続的なリップ４４の垂直の高さを適正な寸法にすることにより、オリフィス５６を経て樋腕４０における使用済み触媒内に空気を送るための駆動力を形成するように十分な量の通気流体が捕捉可能である。連続的なリップ４４の垂直高さは、横方向分離板５２によって形成される部分の数によって割られる樋腕４０の垂直の低下の商として定められてもよい。従って、連続的なリップ４４の垂直高さは、樋腕４０の角度および延長に依存する。
【００２０】
所与の再生装置１２について、如何に多量の空気が主空気格子４２を経て送給されるかは、既知である。樋腕４０の形状と、再生装置１２内の圧力輪郭（profile ）とは、オリフィス５６を経て空気流体を押込むために利用可能な圧力を定めるのに使用される。樋腕４０における使用済み触媒内への通気流体の所望の流量を知れば、オリフィスの寸法および数は、利用可能な圧力により決定される。
本発明の原理は、次の例によって示される。
【００２１】
【例】
設計計算は、本発明の原理により自己通気の使用済み触媒分配装置に対して行われた。設計計算は、図８に示される全体的な形態を有する現存の流体触媒分解ユニットに基づいている。ユニットは、従来技術の使用済み触媒分配装置と、通気空気の７７６kg／時（１，７１１ポンド／時）の全体を送給する小径の配管とを有していた。通気流体は、空気の密度が再生装置における燃焼ガスの密度と近似であるので、空気であるとして計算している。
【００２２】
通気のために利用可能な通気流体の量は、再生装置面積に対する樋底板面積の比に再生装置へ送られる全体の空気量を掛けることによって決められた。１．７５１m （５．７４５フィート）の中心線からの水平の長さと、０．２５０m （０．８２０２フィート）の幅とを有する樋腕４０を６本備えることにより、樋腕４０の全体の面積は、２．６２６５m2（２８．２７１平方フィート）と計算された。中心筒の面積を減じた再生装置の横断面の面積は、４０．８４m2（４３９．６平方フィート）であった。樋面積は、全体の面積の６．４３％であると計算された。再生装置１２への計算された全体の空気流量は、１２３，１５５kg／時（２７１，５０６ポンド／時）であった。全体の面積に対する樋面積の比を使用して、空気の７，９２０kg／時（１７，４６１ポンド／時）までは、樋腕を通って流れる使用済み触媒の通気に利用可能であるように決められた。所要の通気空気が７７６kg／時（１，７１１ポンド／時）であることが知られており、通気流体のこの量は、適当なもの以上であった。次に、オリフィスの計算は、使用済み触媒に通気するために７，９２０kg／時（１７，４６１ポンド／時）までの通気の任意の量を与えるように行われる。
【００２３】
樋腕４０に対して７７６kg／時（１，７１１ポンド／時）の空気を送給するのに必要なオリフィスの寸法および数が定められた。第１に、樋腕４０に対する圧力輪郭は、樋腕の高さ（elevation ）と、触媒床密度とに基づいて計算された。樋腕４０の底板４８に沿った最低点での圧力は、２．８３６バール（絶対圧）（bara）と（４１．１４psia）と計算されて、最高点での圧力は、２．８０３バール（絶対圧）（bara）（４０．６６psia）と計算された。これ等の点の間の樋腕の垂直高さは、０．８１６５m （２．６７９フィート）であり、樋腕４０が浸漬される触媒床の密度は、４１３kg／m3（２５．８ポンド／立方フィート）であった。底板４８に沿った最低点と最高点との間の圧力差は、０．０３３バール（bar）（０．４８psi ）であった。
【００２４】
連続的なリップ４４の垂直高さは、樋腕４０を４つの等しい寸法の部分に分割し、この分割された部分の数によって樋腕４０の垂直高さを割ることによって決められた。樋腕４０の垂直高さは、０．８１６６m （２．６７９フィート）であり、４つの部分があった。従って、連続的なリップ４４の垂直高さは、０．２０３２m （８インチ）と計算された。
【００２５】
垂直高さ０．２０３２m （８インチ）の連続的なリップは、オリフィスを経て通気流体を押込むために０．００８３（バール）（０．１２psi ）の圧力降下を与える。通気流体の７７６kg／時（１．７１１ポンド／時）の全体は、總ての６本の樋腕４０に対して必要であった。従って、２４の部分の各々は、通気のために３２．３３kg／時（７１．３ポンド／時）の通気流体を必要とした。
【００２６】
オリフィスの面積は、以下の数式を使用する繰返しの方法によって決められた。
【００２７】
【数１】
0004043541.tif 000002
【００２８】
オリフィスを介した圧力降下は、通気流体が連続的なリップ４４の下から漏出するのではなく、オリフィスを通過して使用済み触媒を通気するように、０．００８３バール（０．１２psi ）以下であるべきであった。速度項は、オリフィスを通る通気流体の速度に対して約３０．４８m ／秒（１００フィート／秒）の優位性（preference）に基づいた。１．００２７５kg／m3（０．０６２５８ポンド／立方フィート）の密度を有する７７６kg／時（１．７１１ポンド／時）の通気流体が通気に必要であったことを知り、オリフィスを通る通気流体の流量は、０．２１５０５m3／秒（７．５９４５立方フィート／秒）と計算された。繰返しにより、１３．８９１mm（０．５４６９インチ）の直径を有する４８個のオリフィスによって与えられる０．００７２７m2（０．０７８３平方フィート）の全体のオリフィス面積は、オリフィスを通る２９．５６３m ／秒（９６．９９フィート／秒）の速度を与えることが定められた。上述の数式を使用して、圧力降下は、部分当り利用可能な０．００８３バール（０．１２psi ）に極めて近い０．００７８バール（０．１１３psi ）に一致する。
【００２９】
従って、通気流体の約７７６kg／時（１．７１１ポンド／時）の所望の質量流量は、各部分が１３．８９１mm（０．５４６９インチ）の直径の２個のオリフィスを持つ４つのほぼ等しい部分を有し垂直高さが０．２０３２m （８インチ）である連続的なリップ４４によって、触媒分配装置３０内を流れる使用済み触媒に提供可能なことが定められた。
【００３０】
同様に、通気流体の７，９２０kg／時（１７，４６１ポンド／時）の質量流量は、各部分が１２．７mm（０．５０インチ）の直径の２４個のオリフィスを持つ４つのほぼ等しい部分を有し垂直高さが０．２０３２m （８インチ）である連続的なリップ４４によって、触媒分配装置３０内を流れる使用済み触媒に提供可能なことが定められた。
【００３１】
本発明は、前述の説明と、実施例とによって例示される。種々な変更は、これに鑑みて当業者には明らかである。添付特許請求の範囲の精神および範囲の中の總ての変更は、特許請求の範囲によって包含される。
【図面の簡単な説明】
【図１】流体触媒分解ユニット再生装置内の使用済み触媒分配装置の概略的な図。
【図２】流体触媒分解ユニット再生装置内の使用済み触媒分配装置の平面図。
【図３】図２の使用済み触媒分配装置の代表的な樋腕の線３−３に沿う側部断面図。
【図４】図３の樋腕の底板の下側の線４−４に沿う図。
【図５】図３の樋腕の底板の上側の線５−５に沿う図。
【図６】図２の使用済み触媒分配装置の上端における部分的に切除された斜視図。
【図７】図５の線７−７に沿う樋腕の断面図。
【図８】本発明の一実施例による使用済み触媒分配装置を使用する代表的な流体触媒分解ユニットの概略的な図。
【図９】本発明の別の実施例による使用済み触媒分配装置を使用する他の代表的な流体触媒分解ユニットの概略的な図。
【符号の説明】
１０  流体触媒分解ユニット再生装置
１６  直立管
２０  ストリッパー
２２  プラグ弁
３０  使用済み触媒分配装置
３４  中心筒
４０  樋腕
４２  主空気格子
４４  リップ
４８  底板
５２  分離板
５６  オリフィス
【図１】
0004043541.tif 000003
【図２】
0004043541.tif 000004
【図３】
0004043541.tif 000005
【図４】
0004043541.tif 000006
【図５】
0004043541.tif 000007
【図６】
0004043541.tif 000008
【図７】
0004043541.tif 000009
【図８】
0004043541.tif 000010
【図９】
0004043541.tif 000011