(57)【要約】  本発明は、粉末状触媒の存在下でトリクルベッド反応器中で０．１〜１０秒の範囲の滞留時間で化学物質を触媒転換するための装置および方法の両方に関する。該装置は、入口側が少なくとも１つの触媒貯蔵容器（１）および少なくとも１つの反応物フィードに機能的に接続され、出口側が少なくとも１つの分離器（３）に機能的に接続された、少なくとも１つのトリクルベッド反応器（２）を含む。前記少なくとも１つの分離器（３）は、生成物流を導出するための少なくとも１つの出口導管を有する。前記生成物流を導出するために前記分離器（３）上に配置された前記出口導管は、コントローラを介して圧力測定センサに接続された連続作動弁を有することを特徴とする。前記連続作動弁と前記圧力測定センサとは、コントローラと圧力制御回路を形成する。本発明の装置及び本発明の方法によって行われる分析は、従来技術で知られている装置及び方法よりも高い精度を有する。
2020528347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トリクルベッド反応器中で、粉末触媒の存在下において、０．１〜１０秒の範囲の滞留時間で、化学物質を触媒転換するための装置であって、
前記装置は、少なくとも１つの前記トリクルベッド反応器（２）、触媒貯蔵容器（１）、および分離器（３）を含み、
前記反応器は、０．３〜３ｍの範囲の長さと０．３〜１０ｃｍの範囲の直径を有する管状反応器であり、
前記反応器の入口側は少なくとも１つの前記触媒貯蔵容器（１）と少なくとも１つの反応物フィードに機能的に接続され、前記反応器の出口側は少なくとも１つの前記分離器（３）に機能的に接続されており、
少なくとも１つの前記分離器（３）は、生成物流を導くための少なくとも１つの出口導管を有し、
前記装置は、前記生成物流を導出するために前記分離器（３）上に配置された前記出口導管が、コントローラを介して圧力測定センサに接続された連続作動弁を有することを特徴とし、前記連続作動弁と前記圧力測定センサは、コントローラとともに圧力制御回路を形成することを特徴とする、装置。
【請求項２】
前記触媒貯蔵容器（１）と前記分離器（３）は、連続作動弁を作動させる差圧コントローラ（６）を備えた機能的接続を有し、
前記弁の出口側は、前記分離器（３）への接続導管または排気導管（１９）のいずれかを有し、
前記弁の出口側が排気導管（１９）を有する場合、前記分離器（３）はガスフィード（１８）を備え、および、前記差圧コントローラ（６）と前記分離器（３）の間の機能的接続の一部は、前記差圧コントローラ（６）の圧力測定センサに接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記装置は、前記触媒貯蔵容器（１）、前記反応器（２）および前記分離器（３）の群からの少なくとも装置要素が独立して加熱され得る、個々の前記装置要素の温度制御手段を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記連続作動弁は、前記トリクルベッド反応器（２）の入力領域、前記トリクルベッド反応器（２）の出力領域、または生成物流を導出するための前記出口導管につながる圧力測定センサへの機能的接続を有し、前記連続作動弁は、好ましくは生成物流を導出するための前記出口導管に接続され、および、前記連続作動弁は、さらに好ましくは圧力コントローラ（７）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
計量ユニットは、オイル、重油、ＶＧＯ、残留油、バイオオイル、バイオマス、熱分解油、泥炭油、リグニン、ガソリン、ディーゼル、ナフサの群から選択される液体流体を供給するための計量ユニットであり、および／または、前記分離器に接続された生成物流を導出するための前記出口導管は液体分離器（９）を有し、前記液体分離器（９）は前記連続作動弁の上流に配置されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
生成物流を導出するための前記出口導管内の前記連続作動弁は、１：１００の範囲で、好ましくは１：１０００の範囲で、さらに好ましくは１：１００００の範囲で動的に制御されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
生成物流を導出するための前記出口導管内の前記連続作動弁は、目標値に対して１０％より小の偏差、目標値に対して好ましくは５％より小の偏差、目標値に対してさらに好ましくは１％より小の偏差、および／または前記コントローラの定着時間が０．１〜３０秒の範囲、好ましくは１０秒より短い定着時間、さらに好ましくは５秒より短い定着時間、特に好ましくは２秒より短い定着時間を有する制御品質を有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
生成物流を導出するための前記出口導管の前記連続作動弁とそれに接続された前記圧力測定センサは、アナログまたはデジタル背圧コントローラの群から選択される圧力コントローラ、好ましくはアクティブ制御された、好ましくは次の時間特性：ｐ、ｐｉ、ｐｄ、ｐｉｄ、ｉまたはｉｄを有する背圧コントローラの群からの要素を形成することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記計量ユニットはツインニードルインジェクタを有する、および／または、前記計量ユニットは高圧ポンプを有することを特徴とする、請求項４〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
生成物流を導出するための前記出口導管はガス収集容器（４）に接続されていることを特徴とする、請求項４〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
粉末触媒の存在下で、０．１〜１０秒の範囲の滞留時間で、化学物質を触媒転換するための方法であって、
（ｉ）少なくとも１つの触媒貯蔵容器（１）に貯蔵されている少なくとも１つの触媒の温度を調整するステップと、
（ｉｉ）少なくとも１つの前記触媒貯蔵容器（１）からトリクルベッド反応器（２）の入口に制御された方法で触媒を供給し、そこでは少なくとも前記触媒はキャリアガスの存在下で供給されるステップと、
（ｉｉｉ）粉末の前記触媒を少なくとも１つのフィードと接触させ、触媒、フィード、およびキャリアガスの混合物を前記トリクルベッド反応器（２）の反応空間に通すステップと、
（ｉｖ）触媒、フィード、キャリアガス、および生成物の混合物を前記反応器の出口から分離器（３）に移すステップと、
（ｖ）前記分離器（３）中において触媒からフィードと反応生成物を分離し、出口導管を介してそれらを除去するステップと、を有し、
前記分離器（３）に接続された前記出口導管からのフィード、キャリアガス、および生成物の導出中に、連続作動弁によって背圧を制御し、前記背圧が０．０１ｂａｒｇ〜１５ｂａｒｇの範囲にあり、好ましくは前記背圧が０．０５ｂａｒｇ〜１０ｂａｒｇの範囲にあり、さらに好ましくは前記背圧が０．１ｂａｒｇ〜７ｂａｒｇの範囲にあることを特徴とする、方法。
【請求項１２】
粉末触媒が前記トリクルベッド反応器を介して運ばれる方法ステップ（ｉｉ）〜（ｉｉｉ）の実行時間が合計１０〜３００秒の範囲内であり、方法の実行中における前記反応器の出口側の圧力変化が２００ｍｂａｒｇより小であり、好ましくは前記反応器の出口側の圧力変化が１００ｍｂａｒｇより小であり、さらに好ましく前記反応器の出口側の圧力変化が５０ｍｂａｒｇより小であることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
圧力制御のサンプリング時間がパルス状または連続的であり、前記サンプリング時間が０．０００１〜３００秒の範囲の時間を有し、好ましくは前記サンプリング時間が０．００１〜１５０秒の範囲の時間を有し、さらに好ましく前記サンプリング時間が０．０１〜４０秒の範囲の時間を有する、こと特徴とする、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
反応器中における触媒の滞留時間が０．１〜１０秒の範囲である、触媒プロセスを分析する請求項１１〜１３の何れか１項に記載の方法を実行するための請求項１〜１０の何れか１項に記載の装置の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体または気体の反応物が粉末状固体触媒と短い接触時間で反応する、実験室分野における触媒研究および触媒試験床の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
「短い接触時間」とは、反応器内の触媒または反応物／生成物の滞留時間が０．１から１０秒の範囲であることを意味する。既存の実験方法の改善は、実験方法による研究がパイロットプラントによる研究よりも迅速かつ安価に実行できるため、経済的および産業的に非常に重要である。本発明の装置および本発明の方法によれば、工業規模の流動層反応器（ライザーまたはダウン反応器など）のプロセスウィンドウを改善された方法でシミュレートすることが可能である。本発明の使用は、新規触媒の開発および方法の最適化において、さもなければ大型パイロットプラントの運転に費やさなければならないであろう時間およびコストを節約することを可能とする。
【０００３】
より詳細には、本発明は、工業規模のライザー反応器で行われるＦＣＣプロセスのシミュレーションに関する。平均的な工業規模のプラントは１００〜２００メートルトンの触媒容量が備えられている。工業規模ＦＣＣプロセスの良好な表現／シミュレーションは、ライザー反応器を備えかつ約２から１０キログラムまたはそれ以上の触媒容量で運転されるパイロットプラントで達成され得る。触媒転換に関しては、パイロットプラント試験は工業規模で運転されるプラントと比較して良好な一致を示すが、１〜５０グラムの範囲の触媒容量で運転できる実験装置よりも操作が複雑である。工業規模のプラントを表現する点で、最小量の触媒で実験室規模で実行可能な方法が必要であった。同時に、実験室的方法では、工業運転パラメータは、工業規模プラントの工業運転パラメータと最大限の精度で一致しなければならない。工業運転パラメータは、例えば、温度、接触時間、ＷＨＳＶ（すなわち、重量、時間、空間、速度）、触媒対フィードの比、および圧力を含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
工業規模で使用されるＦＣＣプラントは、２０〜４０メートルの長さのライザー反応器を有する。工業規模のライザー反応器の出口から出る平均フローレート（flow rate）は、毎秒１０〜２０メートルである。実験室の反応器に関しては、０．５〜３メートルの範囲の長さしかないと言える。ＦＣＣプラントの接触時間に匹敵する実験室反応器の運転における接触時間を確立するために、実験室反応器内の触媒のフローレートはＦＣＣプラント内の触媒のフローレートよりはるかに低くなければならない。実験装置内の触媒のフローレートは０．５から１メートル／秒の範囲であり、したがって、工業規模で運転されるＦＣＣプラントのライザー反応器で発生するフローレートのわずか１／２０である。
【０００５】
先行技術は、オイルの分解および関連するＦＣＣ触媒の研究に使用される種々の装置およびプロセスを開示している。これらの方法では、固定床での触媒の検証に基づく方法と、流動床での触媒の検証に基づく方法とを区別する必要がある。固定床における触媒の研究に関する注釈は、１９８７年のＡＳＴＭの方法Ｎｏ．Ｄ−３９０７に記載されている。さらに、流動床における検証は、静的流動床で触媒を検証する群と、動的流動床で触媒を検証する群に分類され得る。静的流動触媒床のＦＣＣ触媒の検証の一例は、ＵＳ６，０６９，０１２においてＪｏｈｎ  Ｋａｙｓｅｒによって記載された触媒検証装置である。動的流動床における触媒の検証の顕著な例は、ライザー反応器での検証およびダウン反応器（米国特許ＵＳ７，３７８，０５９Ｂ１の記載によるトリクルベッド反応器）での検証である。さらに、触媒が循環反応器床で分析される他の反応器タイプもある。
【０００６】
固体触媒を実験室規模およびパイロットプラント規模において検証するためのさまざまな装置が当技術分野で知られていることにも留意されたい。これらの研究の多くは、固定床充填物中の粉末または押出成型物の形態の分析用触媒が１つ以上の反応空間に配置されている静的配置における触媒の検証に関するものである。例えば、ＷＯ２０１２／０５２１４９  Ａ２は、固体触媒が一反応空間に配置される、可変プロセス圧力調整を備えた触媒分析装置および方法を記載している。反応空間の出口側の動力は、主導管（４１１）と第２の導管（３１１）に機能的に接続されている。主導管（４１１）は、制御弁（６１）およびオフガス導管（６２）に機能的に接続され、第２の導管（３１１）は、制限要素（３３１）および分析ユニット（３４）に機能的に接続されている。
【０００７】
Ａｖｅｌｉｎｏ  Ｃｏｒｍａらによる、ＵＳ２００３／００４０１１６Ａは、一組の反応室（４）を含む反応ブロック（５）を含む、触媒を検証する自動装置および方法を記載してている。反応室の内部は触媒（４）を収容するのに適している。触媒は固定床充填で分析される。フィード流体は、制御された条件下で反応室に導かれる。反応室は、分析手段（８）に接続された流体通路を備えた出口を有している。
【０００８】
ＵＯＰによる、ＵＳ２０１０／０１８７１５８Ａ１は、ＦＣＣプラントの反応器内で流動状態の重質炭化水素を分解する装置および方法を記載している。ライザー反応器で行われる分解は、分解生成物と不活性触媒の流れを生成する。分解生成物の流れから不活性触媒を分離するために、流れはまず分離のために主アセンブリを通り、次に下流アセンブリを通るよう導かれる。下流アセンブリでは、分解生成物と不活性触媒の流れは、通路を通ってマルチサイクロン除去装置に導かれる。マルチサイクロン除去装置は、管層を通って延びる多くのサイクロンを含む。ＵＳ２０１０／０１８７１５８  Ａ１は、先行技術から知られているＦＣＣプラントよりも、ＦＣＣプラントが改良される構成および方法を記載している。改良の効果は、ＦＣＣプラントをより少ない充填の触媒材料で運転できることである。ＵＳ２０１０／０１８７１５８  Ａ１に記載されている新しい設計によれば、ＦＣＣプラントの触媒充填は１０％から２０％削減され得る。したがって、ＵＳ２０１０／０１８７１５８  Ａ１は、商業用ＦＣＣプラントの改良に貢献している。
【０００９】
Ｈｏ−ｊｕｎ  ＫｗａｋによるＰＣＴ出願ＷＯ０１／７０９０６Ａ１は、廃プラスチックからガソリン、灯油およびディーゼル油を生産する多段階の方法を記載している。この方法は、連続運転および生産規模で実施される。反応の大部分は、反応混合物をパイプを介して触媒分解装置に輸送しながら触媒分解装置で進行する。このように、装置は、特定の目的を意図した特定の装置である。この方法では、廃プラスチックが最初に細断され、溶融物の形態で第１の触媒反応に供され、該第１触媒反応では溶融物はニッケル触媒またはニッケル合金を含む触媒と共に脱水素および分解を行う。得られた溶融物は、分解のための第２の触媒段階に供され、ガソリン含有留分をも生産するために複数の留分に分解される。これは、ガソリン含有留分、ケロシン含有留分、およびディーゼル留分に分解される分解物の分解に続く。
【００１０】
本発明の分野は、触媒と供給物の間の接触時間を可能な限り工業規模の方法と同様に可能な限り短くするために、動的流動触媒床における触媒の検証に関する。固定床での検証よりも動的流動触媒床での検証の場合の１つの利点は、オイルが反応器の入口領域で常にフレッシュな触媒と接触させることができるという事実に起因する。固定床反応器内では、触媒の表面は、開始のわずか数秒の時間後にコークスで覆われ、そのため不活性化される。開始時間後に固定床反応器に導入されるオイルは、コークスで覆われた表面を有する触媒と接触する。
【００１１】
ＵＳ７，３７８，０５９  Ｂ１において、Ｃｏｒｍａらは、トリクルベッド反応器を含む装置を記載している。この装置によれば、フィードと触媒との接触時間が短い実験を行うことができる。ＵＳ７，３７８，０５９  Ｂ１に開示された装置は、急速に不活性化する触媒の分析に適している。触媒は、トリクルベッド反応器の入口に接続された温度制御された貯蔵容器内にある。ＵＳ７，３７８，０５９  Ｂ１は、トリクルベッド反応器を「下降搬送流反応器」と記載している。同時に、フィードも反応器入口に接続される。本方法の実行においては、加熱された触媒およびフィードは、キャリアガスの存在下で反応器の入口領域に導入され、次いで、反応空間を通って反応器出口に向かって下向きで下流に導かれる。反応器の出口は触媒分離器に接続され、反応器を通って導かれた触媒は、反応器の出口から触媒分離器に移される。触媒分離器において、触媒は、多孔質中間ベースを介して触媒分離器の内部に導入される不活性ガス（例えば窒素）の供給によって流動化されて流動状態に維持される。触媒分離器は、生成物または生成物とキャリアガスとパージガスの混合物の排出、および揮発性フィード成分の排出を可能にする出口導管に接続される。触媒分離器から出た生成物流体は、まず液体分離器に導かれ、次いでガス収集容器に導かれる。実験の評価のために、液体分離器と気体収集器に収容されている生成物は定量的に測定される。また、揮発性生成物成分が追い出された後に触媒表面に付着したままである触媒上のコークスの残存量が決定される。
【００１２】
本発明の目的の１つは、実験室におけるＦＣＣ触媒の分析が改善される装置および方法を提供することである。もう１つの要求は、装置と方法が短い接触時間での研究の実行に適していることである。この方法の実行に使用される装置は、これまでに使用された装置および方法の寸法を著しく超えることはなかった。さらに、工業用触媒の研究のさまざまな分野に使用できる汎用性の高い試験方法を提供する必要があった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、トリクルベッド反応器中で、粉末触媒の存在下において、０．１〜１０秒の範囲の滞留時間で、化学物質を触媒転換するための装置であって、該装置は入口側が少なくとも１つの触媒貯蔵容器（１）と少なくとも１つの反応物フィードに機能的に接続され、出口側が少なくとも１つの分離器（３）に機能的に接続された少なくとも１つのトリクルベッド反応器（２）を有し；該少なくとも１つの分離器（３）は生成物流を導出するための少なくとも１つの出口導管を有し、該装置は前記分離器（３）の上に配置された生成物流を導出するための前記出口導管がコントローラを介して圧力測定センサに接続された連続動作弁を有するという特質的な特徴を有し、前記連続作動弁と前記圧力測定センサは前記コントローラと圧力制御回路を形成する、装置が提供される。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
好ましい実施形態では、前記触媒貯蔵容器（１）および分離器（３）が、連続作動弁を作動させる差圧コントローラ（６）を備えた機能的接続を有し、前記弁の出口側は、前記分離器（３）への接続導管または排気導管（１９）のいずれかを有し；前記弁の出口側が排気導管（１９）を有する場合は、前記分離器（３）はガスフィード（１８）を備え、および、前記差圧コントローラ（６）と前記分離器（３）の間の前記機能的接続の一部は、前記差圧コントローラ（６）の圧力測定センサに接続されているということが本発明の装置の特質的な特徴になっている。
【００１５】
差圧コントローラ（６）は、触媒貯蔵容器（１）とトリクルベッド反応器（２）の間に所定の圧力勾配が存在することを可能にする。この好ましい実施形態では、圧力勾配は、触媒を触媒貯蔵容器（１）からトリクルベッド反応器（２）に移動させるための駆動力として機能する。圧力制御回路は、入口および出口を有する連続作動弁を備え、該入口は触媒貯蔵容器（１）に機能的に接続され、該出口は分離器（３）またはそのガスフィード（１８）に機能的に接続される。装置の別の実施形態では、差圧コントローラ（６）の連続作動弁の出口が、排気導管（１９）に機能的に接続されることが可能である。この構成フォームを図２．ｄに示す。連続作動弁は、差圧コントローラ（６）によって作動され、該差圧コントローラ（６）は、触媒貯蔵容器（１）の内部から、およびトリクルベッド反応器（２）に直接接続された領域からその実際の値を取得する。
【００１６】
分離器（３）をガス収集容器（４）に接続する出口導管には、圧力コントローラ（７）があり、その連続作動弁はコントローラによって作動される。好ましくは、制御回路の実際の値は、分離器（３）と連続作動弁の間の導管から取得される。
【００１７】
図１および図２．ａに示される図によれば、圧力コントローラはいずれの場合も主流量制御システムとして構成される。
【００１８】
別の実施形態では、装置は二次流量制御システムとともに構成されてもよく、該二次流量制御システムの圧力制御要素は図２ｂに示される。二次流量制御システムを有するように構成された本発明の実施形態では、図２．ａに示されている装置の圧力コントローラ（７）が、図２．ｂに示される構成要素に置き換えられる。二次流量制御圧力制御システムに関して、制御システムの実際の値は、主流量制御システムと同じ方法で取得できることに留意されたい。用語「制御回路」は、リリーフ弁または膜リリーフ弁も含む。
【００１９】
本発明の装置は、触媒貯蔵容器（１）、トリクルベッド反応器（２）および分離器（３）の群からの装置要素が独立して加熱され得る、個々の装置要素の温度制御手段を有することがさらに好ましい。加えて、トリクルベッド反応器（２）の加熱装置は複数の加熱ゾーンを備え、これらの加熱ゾーンは別々に加熱および温度制御できることが好ましい。
【００２０】
触媒貯蔵容器（１）からトリクルベッド反応器（２）への触媒の移動は、米国特許ＵＳ７，３７８，０５９  Ｂ２に記載されているように実行されることも好ましい。触媒貯蔵容器（１）の下端は漏斗状の形状を有している。漏斗の端部は、ただ小さな直径を有する出口導管に接続されている。たとえば、出口導管の直径は２ｍｍより小さい。出口導管はガス導管フィード（１７）に接続されている。ガスの恒久的なフィードは、出口導管内で触媒を流動状態に保ち、したがって閉塞を防止するのに役立つ。共通の導管が、出口導管とガス導管フィード（１７）の接続点から、トリクルベッド反応器（２）の入口まで続いている。弁（１０）が、共通導管に配置されている。弁（１０）は、好ましくは高温弁である。弁（１０）の作動は、トリクルベッド反応器（２）への触媒供給を開始および終了することができる。出口導管の直径は、触媒の計量速度に影響を与える。触媒の計量レートが影響を受けるさらなるパラメータは、圧力差の大きさ、ガス速度、および触媒特性に起因する。
【００２１】
しかしながら、触媒貯蔵容器（１）からトリクルベッド反応器（２）への触媒の制御された移動を有する装置の他の構成も考えられる。例えば、触媒貯蔵容器（１）からトリクルベッド反応器（２）に制御された方法で触媒粉末を搬送する搬送スクリューがある。触媒貯蔵容器（１）は、本発明の方法の実行中に容器が完全に空にならないように、十分な量の触媒で満たされていることが重要である。装置の好ましい実施形態では、触媒貯蔵容器（１）は、触媒粉末が触媒貯蔵容器（１）内で平坦な表面を形成することを可能にする振動装置に接続される。振動装置がない場合、漏斗の中央から触媒粉末がより速く流出し、それにより粉末床に円錐形のくぼみが生じることに起因する欠陥は除かれない。粉末床におけるくぼみは、触媒の均一な投与を妨げる制御されないガスのブレークスルーにつながり得る。
【００２２】
装置の個々の要素は圧力リリーフ弁を装備してよい。装置内で過剰な圧力が発生した場合、圧力リリーフ弁は装置の損傷を防止することができる。好ましい実施形態では、触媒貯蔵容器（１）および分離器（３）には圧力リリーフ弁が設けられている。
【００２３】
好ましい実施形態では、圧力コントローラ（７）の連続作動弁は、圧力測定センサに機能的に接続され、この機能的接続（２１）は、トリクルベッド反応器（２）の入口フィード、トリクルベッド反応器（２）の出口領域、または生成物流出口への出口導管につながる。さらに、圧力コントローラ（７）内の連続作動弁は、好ましくは生成物流出口への出口導管に機能的に接続され；さらに好ましくは、連続作動弁は圧力コントローラ（７）の一部である。
【００２４】
要約すると、出口導管に配置された連続作動弁は、コントローラを形成するために、コントローラを介して圧力測定センサに接続されなければならないことは述べておくべきである。圧力測定センサへの接続に関して、異なる実施形態が図２．ａに示されている。機能的接続（２）の場合、実際の圧力値は、分離器へのガスフィード（１８）の領域から取得される。機能的接続（２１）の場合、実際の圧力値は反応器入口の領域から取得される。機能的接続（２２）の場合、実際の圧力値は、分離器の下流の出口導管の領域から取得される。図２．ａの図とは異なる可能な実施形態もある。たとえば、図２．ａに示されていない機能的接続（２０’）は、トリクルベッド反応器の出口と分離器（３）の間の導管領域から実際の圧力値を取得することができる。
【００２５】
トリクルベッド反応器（２）に関して、これは好ましくは管状反応器であると述べることができる。好ましくは、トリクルベッド反応器（２）は、反応管の長手方向軸が水平面に対して垂直になるように垂直配置される。垂直配置とは、本発明の実施可能性が、垂直方向から所定の角度で反応器の長手方向軸がずれていることによって何ら制限されないことを意味する。反応器の長手方向軸が、垂直方向から４５度のずれを持っていることが考えられる。しかしながら、ずれは、好ましくは３０度未満、さらに好ましくは１０度未満、特に５度未満である。トリクルベッド反応器（２）は、好ましくは、０．３〜３ｍ、さらに好ましくは０．５〜２．５ｍの範囲の長さを有する円筒形管状反応器である。反応器の直径は、好ましくは０．３〜１０ｃｍの範囲、さらに好ましくは０．５〜５ｃｍの範囲、特に好ましくは０．６〜２ｃｍの範囲である。さらなる実施形態では、反応管の螺旋状に下降する巻形態についても言及されるべきである。
【００２６】
貯蔵に使用される触媒貯蔵容器（１）は、好ましくは０．１から５リットルの範囲の触媒容量を有し；触媒容量はさらに好ましくは０．２から３．５リットルの範囲である。ＦＣＣ触媒の場合、嵩密度は約０．９ｇ／ｃｍ３の範囲である。そのため、容器の設計に応じて、約０．９〜４．５ｋｇが触媒貯蔵容器（１）に収容され得る。触媒供給の持続時間は約６０秒の範囲で、触媒計量レートは好ましくは３０〜１５０ｇ／分の範囲である。
【００２７】
好ましい実施形態において、この方法は、触媒対オイルの比（触媒／オイル比）が１〜１００の範囲であり、触媒／オイル比は好ましくは２〜３０の範囲であり、触媒／オイル比はさらに好ましくは５〜２５の範囲にあるように実行される。なお、一連の実験が、それぞれの場合に、触媒貯蔵容器（１）の１回の充填および液体フィードのための貯蔵容器の１回の充填により実施できることが好ましく、それらのすべては本発明の方法により実施される。技術的な基礎は、液体の計量がプログラム制御システムを介して実行され、計量された液体の量が同時に検出されることである。供給される触媒の量は、固体計量装置の較正を用いて、または収集された触媒の重量を用いて決定することができる。
【００２８】
分離器（３）がガスフィード（１８）を有するという特質的な特徴を有する本発明の装置の実施形態がさらに好ましい。
【００２９】
さらに、分離器（３）へのガスフィード（１８）の特質的な特徴を有し、差圧コントローラ（６）によって作動される弁がガス出口導管（１９）に接続されている実施形態が好ましく、これは、少なくとも１つの触媒貯蔵容器（１）と分離器（３）の接続に関する特定の実施形態である。
【００３０】
好ましい実施形態では、本発明の装置は、２つ以上の触媒貯蔵容器（１）を備えている。複数の触媒貯蔵容器（１）を備えた実施形態は、例えば、個々の容器が装置の作動中に触媒を充填され得るという利点を有する。ここで触媒が充填される触媒貯蔵容器（１）は、その時点で計量添加に使用されていないものである。装置の高温運転に関して、弁の交換はかなりの技術的複雑性を伴う可能性があることに留意されたい。その理由は、弁とパイプラインの金属結合が高温のため互いに非常に強固に接着するからである。この結合は溶接結合と似ている。トリクルベッド反応器（２）は、高温弁（１０）を介して触媒貯蔵容器（１）に接続される。用語「高温」は、装置の個々の構成要素が６００℃より高い温度、好ましくは７００℃より高い温度で作動することを意味する。２つ以上の触媒貯蔵容器（１）と２つ以上の弁（１０）を備えた装置の実施形態は、２以上の触媒貯蔵容器（１）から同時に触媒のフィードを行うことができるため、より多量の触媒をトリクルベッド反応器（２）に導入することができる。
【００３１】
トリクルベッド反応器（２）は、５０から１０００℃の範囲の温度で運転されることが好ましい；トリクルベッド反応器（２）は２５０から８００℃の範囲の温度で運転されることがさらに好ましい。
【００３２】
さらに、装置の個々の構成、すなわち、触媒フィードを含む触媒貯蔵容器（１）、トリクルベッド反応器（２）、液体フィード（８）、分離器（３）、液体分離器（９）、ガス収集容器（４）、および触媒または液体を搬送する導管の温度を制御することができる。
【００３３】
本発明の装置および本発明の方法は、液体または気体の反応物の転換に用いることができる。使用する特定の分野に応じて、本発明の装置は異なる構成形態であってもよい。
【００３４】
好ましくは、計量ユニットは、２５〜２５０℃の温度範囲内で液体形態の液体用の計量ユニットであることが、本発明の装置の特質的な特徴である。液体は液体反応物である。液体は、好ましくは、オイル、重油、ＶＧＯ、残留油、バイオオイル、熱分解油、泥炭油、リグニン、ガソリン、ディーゼル、ナフサの群からの１つまたは複数の物質である。もちろん、本発明の方法が気体反応物と共に実行されることを排除するものではない。
【００３５】
液体反応物を供給する場合、気体成分と液体成分の両方を含む反応生成物、または反応において転換されていない反応物および気体成分を含む反応生成物が一般に形成される。生成物流の後処理においては、生成物流に存在する成分の分離が望ましく、かつ有利である。液体分離器（９）の下流の点への圧力コントローラ（７）の配置は、生成物液体流の気体部分のみが圧力コントローラ（７）の弁を通って導かれるという利点を有する。圧力コントローラの弁を通って導かれる液体成分がないため、装置の故障の傾向を低減することができる。そうでなければ、オイルと低揮発性の液体の堆積による圧力コントローラの弁の汚染によって故障が生じる可能性がある。
【００３６】
好ましくは、装置の個々の要素は、反応で形成された生成物の特徴付けを可能にする適切な分析ユニットに接続される。好ましくは、少なくとも分離器（９）および／またはガス収集容器（４）は分析ユニットに接続される。さらに、分離器（３）は、酸化気体供給に機能的に接続されていることが好ましく、そのことは、燃焼により分離器（３）中の触媒上の炭素の測定を可能にする。この実施形態では、出口導管が気体化合物の分析ユニットに接続され、分析ユニットが好ましくは弁（１２）に接続されることが同様に好ましい。
【００３７】
可能な一実施形態では、酸化触媒を有する反応器が、弁（１２）から分析ユニットへの接続導管内に設置される。燃焼中で放出されたガスは、最初に酸化触媒により完全に酸化され、次いで分析ユニットに供給される。分析ユニットは、例えば、ＩＲ測定セルまたは質量分析計であってよい。使用される分析ユニットは、特定の場合に存在する生産物の分析のために当業者に知られている任意の分析測定装置であり得る。
【００３８】
別の実施形態では、弁（１２）から分析ユニットへの接続導管は、この実施形態で使用される分析測定セルによってＣＯおよびＣＯ２の両方を決定することができるため、酸化触媒を有する追加の反応器を有していない。
【００３９】
好ましい実施形態では、本発明の装置は、装置の少なくとも一部の自動作動を可能にする制御システムを備えている。装置全体を完全に自動的に作動させ得ることがさらに好ましい。
【００４０】
さらに好ましい実施形態では、分離器（３）は、収集容器に接続される。分離器（３）からの重質炭化水素のストリッピングが終了した後、分離器（３）に収容された触媒は、接続導管を介して収集容器に移され得る。分離器（３）と収集容器の接続導管は、分離器（３）を空にする前に開く弁を備えている。触媒は、分離器（３）から収集容器に触媒を移すのに十分な強度を有する適当なキャリアガス流を調整するか、または装置が繰り返し加圧され、次いで、触媒は分離器（３）と収集容器との間の弁が開いた後に収集容器内にその都度駆動されることによって移される。
【００４１】
好ましい実施形態では、生成物流の出口への出口導管内の圧力コントローラ（７）が、１：１００の範囲、好ましくは１：１０００の範囲、さらに好ましくは１：１００００の範囲で動的に制御されることが装置の特質的特徴になっている。制御動力学は弁の最小駆導値と最大駆導値の比から生じる。
【００４２】
本発明の装置の一実施形態は、生成物流を導出するための出口導管内の圧力コントローラ（７）が、目標値に対して１０％より小さい偏差、目標値に対して好ましくは５％より小さい偏差、目標値に対してさらに好ましくは１％より小さい偏差、および／またはコントローラの定着時間(settling time)が０．１〜３０秒の範囲、好ましくは１０秒より短い定着時間、さらに好ましくは５秒より短い定着時間、特に好ましくは２秒より小さい定着時間を有する制御品質を有することを特質的な特徴とする。
【００４３】
さらに好ましくは、本発明の装置は、生成物流を導出するための出口導管内の圧力コントローラ（７）と関連する圧力測定センサおよびコントローラは、アナログまたはデジタル背圧コントローラの群から選択される圧力制御回路、好ましくは、比例（ｐ）、積分（ｉ）、比例積分（ｐｉ）、比例微分（ｐｄ）、積分微分（ｉｄ）または比例積分微分（ｐｉｄ）時間特性（該時間特性の名は制御方法に関して排他的ではない）を有するアクティブ制御背圧コントローラの群から選択される要素を構成する。制御システムは、ここでは、主流量制御システムまたは二次流量制御システムとして構成されることができる。制御システムは、主流量制御システムとして構成されることが好ましい。
【００４４】
さらに、本発明の装置は、液体反応流体の供給のための計量ユニットがツインニードルインジェクタを有する、および／または計量ユニットが高圧ポンプを有するという特質的特徴を有する。ＰＣＴ出願ＷＯ２０１６／１６６１５３  Ａ１に詳細に記載されているツインニードルインジェクタを使用することが好ましい。ＷＯ２０１６／１６６１５３  Ａ１によるツインニードルインジェクタによって、液体を非常に微細な液滴または非常に微細な液滴を有する液体ミストの形でトリクルベッド反応器に導入することが可能である。ＰＣＴ出願ＷＯ２０１６／１６６１５３  Ａ１によるツインニードルインジェクタは、ニードルインジェクタを含み、液体、液体フィードと、ガスフィードを噴射するための装置であり、ニードルインジェクタは、少なくとも１つの毛細管導管と、少なくとも１つの外部導管を備え、ニードルインジェクタは、各毛細管導管の内径が２〜４００μｍの範囲であり、各毛細管導管の内径が好ましくは４〜３００μｍの範囲であり、さらに好ましくは５〜２５０μｍの範囲であり、毛細管導管がそれぞれの外部導管の内部に同軸配置され、毛細管導管は、ガス供給に機能的に接続され、外部導管は、液体供給に機能的に接続されるという特質的特徴を有する。好ましくは、装置の先端部は、毛細管導管および外部導管との間の長さ差が０〜１０ｍｍの範囲の長さ差を有するように構成され、好ましくは長さ差が２〜７ｍｍの範囲にあるように構成され、毛細管導管は外部導管よりも長い。また、ツインニードルインジェクタは加熱装置により加熱されることが好ましい。少なくとも１つのツインニードルインジェクタを備えた液体反応物流体の供給のための計量ユニットは、装置への液体の非常に効率的に制御された供給を可能にする。霧化に必要なフローエネルギーをシステムに導入するキャリアガスは毛細管導管により、液体は外部導管により導かれる。ツインニードルインジェクタの先端ではガスと液体が接触し、非常に微細に分割された液体ミストが発生する。液体体積流量は非常に正確に制御することができ、好ましくは０．１〜２０ｍＬ／分（またはミリリットル／分）の範囲内である。ガス体積流量は１０〜３００ｍＬ（ＳＴＰ）／分の範囲が好ましい。ガス供給温度は、２０〜３００°Ｃの範囲が好ましく、８０〜２５０°Ｃの範囲がさらに好ましい。液体供給温度は、５０〜３００°Ｃの範囲が好ましく、１００〜２５０°Ｃの範囲がさらに好ましい。ハウジングの温度は、好ましくは８０〜７００°Ｃの範囲であり、さらに好ましくは１００〜６５０°Ｃの範囲であり、さらに好ましくは１５０〜５５０°Ｃの範囲である。ツインニードルインジェクタを備えた液体反応物流体の供給のための計量ユニットにより、連続計量またはパルス状の計量が可能となる。パルスは好ましくは１〜３００秒の範囲である。ツインニードルインジェクタは、好ましくは垂直配置である。これは、ニードル管の軸線が、トリクルベッド反応器（２）の長手方向軸に対して平行に配列されることが好ましいことを意味する。ツインニードルインジェクタを用いてガス存在下で液体を計量する場合、ガス体積流量に対する液体体積流量の比は好ましくは１０〜２００の範囲、さらに好ましくは１２〜１００の範囲で���る。好ましい実施形態では、本発明は、特定の液体インジェクタを有するトリクルベッド反応器（２）を備えた装置と、改良された圧力制御システムを有するトリクルベッド反応器（２）を備えた装置の組み合わせに関する。
【００４５】
好ましい実施形態では、本発明の装置は、生成物流を導出するための出口導管がガス収集容器（４）に接続されているという特質的な特徴を有する。
【００４６】
本発明は、粉末触媒の存在下において、０．１〜１０秒の範囲の滞留時間で、化学物質を触媒転換するための方法に関し、以下のステップを含む：
（ｉ）少なくとも１つの触媒貯蔵容器（１）に貯蔵されている少なくとも１つの触媒の温度を調整するステップと、
（ｉｉ）少なくとも１つの触媒貯蔵容器（１）からトリクルベッド反応器（２）の入口に制御された方法で触媒を供給し、そこでは少なくとも触媒がキャリアガスの存在下で供給されるステップと、
（ｉｉｉ）粉末触媒をフィードと接触させ、触媒、フィード、およびキャリアガスの混合物をトリクルベッド反応器（２）の反応空間に通すステップと、
（ｉｖ）触媒、フィード、キャリアガス、および生成物の混合物を反応器の出口を通って分離器（３）に移すステップと、
（ｖ）分離器（３）中において触媒からフィードと反応生成物を分離し、出口導管を介してそれらを除去するステップ。
【００４７】
分離器（３）に接続された出口導管からのフィード、キャリアガス、および生成物の導出中に連続作動弁、好ましくは制御弁（７）によって、背圧を制御し、背圧が０．０１ｂａｒｇ〜１５ｂａｒｇの範囲にあり、好ましくは背圧が０．０５ｂａｒｇ〜１０ｂａｒｇの範囲にあり、さらに好ましくは背圧が０．１ｂａｒｇ〜７ｂａｒｇの範囲にあるようにする。
【００４８】
好ましい実施形態において、本発明の方法は、粉末触媒がトリクル反応器を通って運ばれる方法ステップ（ｉｉ）〜（ｉｉｉ）の実行時間が合計が１０〜３００秒の範囲内であり、方法の実行中の反応器の出口側の圧力変化が２００ｍｂａｒｇより小であり、好ましくは反応器の出口側の圧力変化が１００ｍｂａｒｇより小であり、さらに好ましくは反応器の出口側の圧力変化が５０ｍｂａｒｇより小であるという特質的な特徴を有する。さらに好ましくは、本発明の方法は、ステップ（ｉ）で供給される触媒がＦＣＣ触媒であるという特質的な特徴を有する。
【００４９】
出口導管内の分離器（３）の下流に配置された圧力コントローラ（７）を用いて圧力を監視することによる本発明の方法の実行において、予想外に、プロペン選択性に関する方法の区別化を改善することが可能であった。プロペン選択性に関連した区別可能性は触媒試験データの比較可能性に関する結論を可能にする重要なパラメータである。
【００５０】
本発明はまた、本明細書の文脈で示される実施形態の１つにおける本発明の装置の使用および本発明の方法の実行に関する。装置の使用およびそれによって実行される方法は、反応器内の触媒の滞留時間が０．１〜１０秒の範囲にある触媒プロセスの改善された分析を可能にし、これは、出口導管内に配置された制御弁（７）と関連する制御弁（７）のプロセス監視への組み込みによって、圧力の監視が達成されることで、圧力の監視と制御が改善されたためである。
【００５１】
この方法の実行に関連して、触媒のフィードは、弁（１０）を開くことによって開始し、規定されかつ制御された正圧で触媒貯蔵容器（１）を充填することは強調されるべきである。触媒貯蔵容器（１）と分離器（３）との間の接続導管内で行われる圧力差の測定または圧力差（６）の制御により、トリクルベッド反応器（２）に対して規定の正圧が触媒貯蔵容器（１）内に確立される。正圧は、触媒貯蔵容器（１）からトリクルベッド反応器（２）の入口領域への触媒の移動をもたらす。触媒貯蔵容器（１）から弁（１０）への接続導管は、流動化ガス供給を有することができる。流動化ガス供給は、ガス導管フィード（１７）である。図１および図２は、トリクルベッド反応器（２）のやや上の触媒供給と液体−ガスフィードとの間の接点を示しており、これはフィードされる２つの物質流がトリクルベッド反応器（２）の上に配置された短い混合ゾーンを通過するためである。しかしながら、混合ゾーンは、トリクルベッド反応器（２）の入口領域内に配置することもでき、したがって、トリクルベッド反応器（２）の一部であるとも考えられる。反応は、一般に、反応物の流体が触媒と接触する時点で開始する。好ましくは、装置および方法は、オイルまたは真空ガスオイルの転換のために使用される。主な反応は炭化水素成分より小さな分子への触媒分解である。熱的に引き起こされる分解反応が触媒分解反応と並行して進行すること除くものではない。
【００５２】
トリクルベッド反応器（２）における触媒の滞留時間は、比較的短く、０．１〜１０秒の範囲であり、反応器の長さおよび方法パラメータに依存する。本発明の装置および方法は、急速に進行し、触媒の急速な失活を伴う反応を分析するために使用され、そこでは定常状態はたった数ミリ秒から１または２秒までの時間範囲で確立される。この方法の実行期間は、好ましくは１０〜５００秒の範囲内であり、さらに好ましくは１５〜３００秒の範囲内であり、特に好ましくは２０〜８０秒の範囲内である。当該期間内に、方法パラメータの所与のセットの特徴的な生成物成分の代表量を収集することが可能である。所与の期間が終了すると、トリクルベッド反応器（２）への触媒のフィードおよび反応物成分の供給が停止される。したがって、方法ステップ（ｉｉ）は終了し、この時点での触媒と反応物の残留量は、依然として、方法ステップ（ｉｉｉ）に従ってトリクルベッド反応器（２）を通って、方法ステップ（ｉｖ）に従って分離器（３）に導かれる。分離器（３）への生成物と触媒の供給が終了すると、分離器（３）に貯蔵された触媒は、触媒表面に吸着された揮発性生成物成分を除去するために、さらなる期間ストリッピングガスでパージされる。触媒供給終了後の分離器（３）における触媒の処理持続時間は、０〜６００秒の時間範囲内、好ましくは３０〜３００秒の時間範囲内である。
【００５３】
反応で生成したすべての生成物は、定性的および定量的決定の対象となり、未転換の反応物成分の量も確認する。オイルの転換では、触媒上の炭素の量が決定され、気体と液体成分の量およびそれらの組成が決定される。分析結果を用いて、個々の生成物成分の転換率と選択率が決定され、これらはクラッキングのそれぞれのケースで選択された方法パラメータのセットに関連して表される。
【００５４】
もちろん、方法の実施中に複数の異なるプロセスパラメータが連続して確立されるように方法が実行されることも考えられる。これまでの方法の構成では、液体生成物の量が計量によって決定されるように方法が実行される。この目的のために、現在の液体分離器は、取り外されなければならない。原則的には、再構成および自動化によって方法をさらに改善する方法が存在し、例えば、転換の継続的な監視が可能となる。
【００５５】
本発明の装置のさらなる利点は、本発明の方法が、その方法が実行されるゲージ圧力値に関して高い柔軟性を与えることでもある。本発明の方法は、圧力定格構成要素が設計された任意の圧力で実行され得る。好ましい実施形態では、この方法は、０．１〜１０ｂａｒｇの範囲、好ましくは０．３〜５ｂａｒｇの範囲の圧力で実行される。本発明の方法の一態様では、方法は、１．５〜１０ｂａｒｇの範囲の圧力、好ましくは２〜８ｂａｒｇの範囲の圧力によって規定される高圧範囲で実行され得る。これに関連して、本発明にとって中心的に重要なことは、圧力コントローラ（７）の弁を介して圧力制御を可能にし、出口導管内のこの位置でさらなる調節範囲を実施できることである。さらに好ましくは、制御システム内の圧力コントローラ（７）の弁は、圧力制御回路が１００ｍｓより短い期間内、好ましくは７０ｍｓより短い期間内、さらに好ましくは５０ｍｓより短い期間内に整定する定着時間を有する。圧力制御ゾーンの急速な定着時間は、特にクラッキング反応の場合に重要であり、これはクラッキング反応が、体積の大きな増加と関連しているからである。クラッキング反応の場合、それぞれのクラッキング活性に応じて、体積流量がキャリアガス中に供給されるオイルの体積流量に比べて５倍増加し得る。
ガス収集容器（４）は、ガラスまたは金属のいずれかから製造されてもよい。本発明の装置および本発明の方法の１つの態様は、ガス収集容器（４）の内部が、例えば３００〜４００ｍｂａｒｇを超えないわずかに正のゲージ圧にのみ曝されることである。出口導管内に配置された連続作動弁は、減圧として機能する。この絞り効果は、弁の下流側の領域が高い正圧に曝されることを防止し、このことも本発明の利点を構成する。
【００５６】
分離器（３）のハウジングに関しては、好ましくは０．１〜２リットルの範囲、さらに好ましくは０．２〜１リットルの範囲の体積を有すると述べることができる。また、本発明の有利な面は、装置が０．０１〜１５ｂａｒｇの範囲内の広い圧力範囲内で作動できることでもある。装置の一部がガラスで構成されている場合には、耐圧性に限界がある場合がある。液体分離器（９）の特性についても原則的に同様である。したがって、液体分離器（９）は金属から製造されることが好ましい。
【００５７】
本発明の装置および本発明の方法の中心的な面は、方法が非常に一定の圧力条件下で実行され得、圧力変動が２００ｍｂａｒｇより小さく、好ましくは１００ｍｂａｒｇより小さく、さらに好ましくは５０ｍｂａｒｇより小さいであることである。
【００５８】
本発明の方法の実行中に全圧力を一定に保つためには、次の２つの構成が可能である：Ａ．供給される不活性ガスの流れを導く、および、Ｂ．流入する流れと反応の結果として付加的に生成するガスに応じて流出するガスを導く。
【００５９】
Ａの構成により流入する不活性ガスの流れを導くことは、流れが変化するため分圧が変化することにつながる。大量の気体生成物が生成されれば、不活性ガスの量を大幅に減らすことができる。その結果、転換率、収率および選択率は反応中に変化する。加えて、不活性ガス流がさらに触媒貯蔵容器と反応器との間の圧力降下を維持する機能を有し、この結果触媒の連続的かつ一定の計量に関与するため、反応器への触媒の流れは変更される。流入する不活性ガスの流れがシステム圧力の変化に応じて制御されるならば、連続的で一定の計量はもはや不可能であろう。したがって、構成（Ａ）による方法の実施形態は、あまり好ましい実施ではない。
【００６０】
本明細書でも説明される構成Ｂについては、特に好ましい形態が発見されている。圧力制御回路は、ここでは、実際値センサ、コントローラおよびアクチュエータとして、圧力測定センサの構成要素から個別に実装される。適切な実際値センサは、トリクルベッド反応器（２）、分離器（３）、液体分離器（９）、またはこれらの構成要素を接続するそれぞれの導管に直接機能的に接続された任意の圧力測定センサである。圧力コントローラ（７）は、好ましくは、空気圧コントローラ、電気コントローラおよびデジタルコントローラの群からのコントローラである。さらに好ましくは、リリーフ弁、さらに好ましくは膜リリーフ弁として構成された圧力コントローラ（７）が出口導管で使用される。リリーフ弁は制御回路を形成し、そこではアクチュエータ要素は同時に実際値センサである。膜リリーフ弁の場合、反応空間から遠い側から膜に気体圧を負荷することによって目標値が伝達される。図１および図２．ａから２．ｄは、本発明の装置の異なる実施形態を示している。
【００６１】
好ましい実施形態では、本発明の方法は、少なくとも２つの異なる圧力センサからの信号を信号の組み合わせと組み合わせることによって、圧力コントローラの実際の値が得られるという特質的特徴を有する。圧力センサからの信号を組み合わせる好ましい方法は、平均を形成することであり、加重平均の形成が優先される。
【００６２】
［実施例］
本発明の装置および本発明の方法を例示するために、ゼオライト含有ＦＣＣ触媒の存在下での鉱油の触媒転換が、具体的には図２．ａに示す装置を用いて、および、比較目的のために図１に示す装置を用いて、例として分析された。図１および図２．ａに示す装置は、同じ設計の基本コンポーネントが備えられていたことを指摘すべきである。基本コンポーネントは、ツインニードルインジェクタを備えたフィード供給、触媒貯蔵容器、反応管、触媒受入容器、液体分離器およびガス収集容器、ならびに分析ユニットを備えている。ここで用いた反応管は長さ１．５ｍ、内径９ｍｍであった。触媒受入容器の触媒容量は７００ｇであった。図２．ａに示す装置は、図１に示す装置をさらに発展させたものである。
【００６３】
図２．ａに示す装置では、ダイナミックレンジが１：２５０で定着時間が０．５秒の範囲である平衡弁（供給圧力調整器）が液体分離器（９）とガス収集容器（４）との間の導管内に配置されている。
【００６４】
分析では、約７０μｍの平均粒子径および１２０ｍ２／ｇの領域のＢＥＴ表面積を有するゼオライト含有ＦＣＣ触媒を使用した。平均粒子径の決定は、Ｂｅｃｋｍａｎ  Ｃｏｕｌｔｅｒレーザ散乱測定装置によるレーザ散乱測定に基づいており、ＢＥＴ表面積は、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社のＴｒｉｓｔａｒユニットによる窒素吸着測定に基づいて決定された。分析に用いたフィードはＣｏｎｒａｄｓｏｎ炭素含有量が０．３重量％のＶＧＯ（真空ガスオイル）であった。
【００６５】
触媒は、４つの異なる圧力で５つの測定シリーズで分析した。例として行われた実験の包括的な説明を表１に示す。実験は０．５，１．２，１．５および２．５ｂａｒｇで実施された。先行技術に従って実施された実験は、ＶＳ１およびＶＳ２として特定された。比較シリーズＶＳ１は１．２ｂａｒで、比較シリーズＶＳ２は０．５ｂａｒで実施された。表１にシリーズＳ１、Ｓ２およびＳ３として特徴づけられる本発明の方法における実験は、０．５、１．５および２．５ｂａｒｇで実施された。さらに、異なる転換率または収率を得るために、転換されるオイルに対する触媒の比を変えた。先行技術による実験は、３〜４の異なる触媒対オイルの比で実行された。本発明の実験は、約５〜９の異なる触媒対オイル比で実施された。表１に入力した触媒／オイル比は５〜１５の範囲であった。
【００６６】
本発明の装置により、真空ガスオイルを転換するための２種類のクラッキング実験が実施され、それぞれの圧力は、反応器出口側の圧力測定センサによって記録された。
【００６７】
第１のタイプの実験では、これらは、従来技術から知られている方法、すなわち、出口側に一定の流れ抵抗を有する導管および弁システムを用いて行われた。第２のタイプのクラッキング実験では、これらは図２．ａに示す装置を用いて、すなわち出口側に急速定着特性を有する圧力コントローラを用いて、本発明の方法によって実行された。これらの分析結果を図３に示す。
【００６８】
比較例ＶＢ１の文脈におけるクラッキング実験の実行では、圧力は実験時間にわたって一定ではなく、最初に上昇し実験の終了時に下降することが明らかである。図３は、実験期間中の（反応器）圧力の変化を示している。図３の開始と停止で特定される反応物流体の供給とクラッキングの継続時間は、この場合６０秒であった。従来技術から知られている方法（すなわち図３の曲線ＶＢ１）よって実行された実験では、６００ｍｂａｒｇの値の圧力上昇が圧力測定センサによりを記録された。略語ＰＡは実験開始時の出口圧力を示す。図３の曲線ＥＢ１に示される本発明の方法による同じクラッキング実験の実行は、反応物流体の供給期間にわたって、およびその後の期間、すなわち、不活性ガスが収集容器を通過する間においても一定に保たれた圧力をもたらした。本発明の実験における圧力の変化（すなわち図３のＥＢ１）は、２０ｍｂａｒｇ以下であった。
【００６９】
一般に、クラッキング実験はまた、常に反応器内の体積の増加と関連している。これは、反応により多くの気体生成物が生じるため、真空ガスオイルの分解に特に当てはまる。このように、圧力上昇は個々のクラッキング実験中にも予想され、実験が中断されることなく進行していることを示す指標である。
【００７０】
顕著な改善が、本発明の方法によって、反応空間出口側に圧力制御システムを有する装置が提供されたという点において達成された。本発明の方法は、反応空間出口側で確認された圧力測定センサの圧力データを使用して圧力条件を変更し、これらが方法の継続期間にわたって実質的に一定になるようにする改良されたプロセス監視に基づく。結果として、本方法の実行中の圧力条件は、従来技術による方法によってこれまで可能であったものよりもさらに改善することができる。本発明の方法は、プロペン選択性に関して、従来技術で知られている方法よりも高い精度を有する。したがって、この方法の感度は、従来技術から知られている方法と比較して全体的に有利である。
【００７１】
一例として、図４は、異なる反応器圧力で実行されたプロペンの形成のための複数の一連の実験の結果を示す；塗りつぶされた記号は、圧力がかかっていない、開示された元の構造の結果を示す。表示される圧力は、実験開始時の圧力値である。対照的に、塗りつぶされていない記号は、０．５ｂａｒｇ（ひし形）、１．５ｂａｒｇ（円）および２．５ｂａｒｇ（正方形）のゲージ圧において本発明の方法によって達成された結果を示す。プロペンの生成は、例えばプロパンへの水素化が好ましいため、圧力の増加と共に減少する。また、より高い反応圧力のために設計されたより高品質のコンポーネントを組み込む結果として、広範囲のプロセスパラメータが、転換率、収率および選択率の決定のために利用可能であることが明らかになる。
【００７２】
改良された方法で本発明の方法の実行中に圧力を調整し、監視するオプションは、工業規模のＦＣＣプラントの運転をより良好に再現することを可能にする。改良された圧力値の可能性および改良された圧力制御システムに本質的に基づいて改良された再現性により、本発明の方法によって、工業規模で運転されるプラントにおける収率によりよく対応する反応生成物の収率を達成することが可能である。
【００７３】
表１は、５つの測定シリーズに分けて実施された触媒クラッキング実験の概要を示す。３つの測定シリーズＳ１，Ｓ２およびＳ３を圧力制御システムと関連して実施された。２つの比較シリーズＶＳ１およびＶＳ２は、本発明の圧力調整システムなしで実施された。
【００７４】
【表１】
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【００７５】
圧力の記述に関連して、本明細書中の相対圧力の数値の単位として、ｂａｒｇを選択したことを述べておく。先行技術において公知であり図に示されていない装置を用いて達成された結果は、反応器圧力を変化させた種々の実験において、生成物流におけるプロペン選択性における圧力依存性の差を示さなかった（図４、塗りつぶされた記号）。対照的に、本発明の装置および本発明の方法（図２）によって行われた実験によって、プロペン収率の圧力に対する非常に明確な依存性を見ることができた（塗りつぶされていない記号）。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】トリクルベッド反応器（２）を備えた装置の概略図を示し、具体的には、出口導管を介して液体分離器（９）およびガス収集容器（４）に機能的に接続された分離器（３）の反応空間出口側に配置を有する装置の概略図を示す。アクチュエータ弁（１２）は、分離器（３）と液体分離器（９）との間の出口導管内に配置され、圧力制御弁（７）は、液体分離器（９）とガス収集容器（４）との間に配置される。
【図２．ａ】トリクルベッド反応器（２）を備えた本発明の一構成における装置の概略図を示し、この実施形態では、圧力コントローラ（７）が出口導管内に配置され、液体分離器（９）からガス収集容器（４）に通じ、装置内の異なる箇所からその実際の値を取得することができる。実際の圧力値は、トリクルベッド反応器（２）への入口の領域、トリクルベッド反応器（２）からの出口の領域、またはガス出口導管の領域にあってもよい。機能的接続（２１）は、トリクルベッド反応器（２）の入口に通じ；機能的接続（２０）は、分離器（３）の入口に通じ、トリクルベッド反応器（２）からの出口に近い。機能的接続（２２）は、圧力コントローラ（７）の連続作動弁に近い実際の圧力値を取得する実施形態を示している。
【図２．ｂ】二次流量圧力制御システムとしての圧力コントローラ（７）の実施形態の概略図を示す。
【図２．ｃ】リリーフ弁による圧力コントローラ（７）の実施形態の概略図を示す。これは、実際の圧力値が弁自体で取得されるという特徴を有する膜リリーフ弁を備えた具体的な実施形態である。
【図２．ｄ】別個の気体供給（１８）を備えた本発明の装置の概略図を示している。分離器（３）は差圧コントローラ（６）の負の目標値入力に機能的に接続され、差圧コントローラー（６）の正の目標値入力は、触媒貯蔵容器（１）に機能的に接続される。貯蔵容器（１）と、圧力コントローラ（６）によって作動する弁の入力との間には、さらに機能的接続が存在する。弁からの出力は、排気導管（１９）として構成される。補助ガスも同様に導管（１７）を介して供給され、導管は、特に弁（１０）が閉じられた状態で、弁の上流の触媒粉末が緩み、したがって自由流動性を維持する。
【図３】本発明の方法（実験例ＥＢ１の点線参照）および従来技術に対応する方法（比較例ＶＢ１の実線参照）による触媒分析の実行における圧力の進行を示す。各分析開始時の初期圧力は図中のＰＡによって特定された。各クラッキング実験の継続時間は約６０秒であり、始まりはＳｔａｒｔ（開始）によって、終了はＳｔｏｐ（停止）によって識別した。
【図４】オイルに対する触媒の比（すなわち、Ｃ／Ｏ比または触媒／オイル比）によって確立された転換率の関数としてプロペンの生成を示す。プロペン収率および転換率の数値は重量％で報告されている。測定シリーズＳ１、Ｓ２およびＳ３は、本発明の方法によって０．５ｂａｒ、１．５ｂａｒおよび２．５ｂａｒの圧力で達成されたデータを示す。測定シリーズＶＳ１およびＶＳ２は、開始圧力（ＶＳ２の場合）を０．５ｂａｒ、（ＶＳ１の場合）を１．２ｂａｒとした比較実験によって実行されたデータを示す。
【符号の説明】
【００７７】
１  触媒貯蔵容器
２  トリクルベッド反応器
３  流動状態の触媒を貯蔵するための多孔質板によって分割された内部領域を有する分離器
４  ガス収集容器
５  触媒リザーバ容器内または触媒リザーバ容器へのガス供給導管内の圧力測定センサ
６  触媒貯蔵容器（１）とトリクルベッド反応器（２）との間に機能的に接続された差圧コントローラ
７  分離器（３）に機能的に接続された出口導管内の圧力コントローラ
８  液体貯蔵容器
９  液体分離器
１０  触媒流を解放するための弁
１２  分離器（３）と液体分離器（９）との間の出口導管内の弁
１４  ポンプ、好ましくは高圧ポンプ
１５  液体供給または反応器入口に接続された圧力測定センサ
１６  差圧コントローラ（６）と分離器（３）の間の導管に接続された圧力測定センサ
１７  気体導管供給
１８  気体供給
１９  排気導管
２０  分離器（３）への気体供給における実際の圧力値、したがってトリクルベッド反応器（２）に機能的に接続される。
２１  反応器入口の実際の圧力値
２２  液体分離器（９）の下流の導管内の実際の圧力値、したがって、同様に、反応器出口の領域内の圧力の特性である。
【図１】
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【図２．ａ】
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【図２．ｂ】
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【図２．ｃ】
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【図２．ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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