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公開番号2025038100
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-18
出願番号2024220053,2022506099
出願日2024-12-16,2020-07-27
発明の名称ライザ反応器システム
出願人シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ,SHELL INTERNATIONALE RESEARCH MAATSCHAPPIJ BESLOTEN VENNOOTSHAP
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類C10G 11/18 20060101AFI20250311BHJP(石油,ガスまたはコークス工業;一酸化炭素を含有する工業ガス;燃料;潤滑剤;でい炭)
要約【課題】ライザ反応器において炭化水素供給物を流体触媒クラッキング(FCC)するための反応器およびプロセスを提供する。
【解決手段】プロセスは、炭化水素供給物をライザ反応器の蒸発ゾーンに注入することと、第1の触媒を蒸発ゾーンに注入することであって、第1の触媒を炭化水素供給物と混合して、蒸発ゾーンに炭化水素の流れを発生させ、蒸発ゾーンの温度が、625℃未満である、注入することと、炭化水素の流れを蒸発ゾーンからライザ反応器のクラッキングゾーンへと通過させて、クラッキングゾーンにクラッキング生成物を発生させることと、を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
ライザ反応器において炭化水素供給物を流体触媒クラッキング（ＦＣＣ）するためのプロセスであって、
第１の炭化水素供給物を前記ライザ反応器の底部に位置する蒸発ゾーンに注入することと、
第１の触媒を前記蒸発ゾーンに注入することと、
前記第１の触媒を前記第１の炭化水素供給物と混合して、前記蒸発ゾーンに炭化水素の流れを発生させることと、
前記蒸発ゾーンの温度が、６２５℃未満である中で蒸発ゾーンで炭化水素の流れを気化することと、
前記炭化水素の流れを前記蒸発ゾーンから前記ライザ反応器の蒸発ゾーンの上に位置するクラッキングゾーンへと通過させて、前記クラッキングゾーンにクラッキング生成物を発生させることと、
第２の炭化水素供給物および第２の触媒を注入デバイスへ注入して、前記クラッキングゾーンに位置する壁領域に上向きの流れとして注入される第２の炭化水素供給物および第２の触媒の混合物を形成することを含む、プロセス。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記蒸発ゾーンに注入される第１の触媒の量を調節して、全触媒注入の１０％～９０％の範囲とすることをさらに含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項３】
前記炭化水素の流れを気化すること、および前記第１の炭化水素供給物と前記第１の触媒とを混合することが、前記ライザ反応器の直径全体にわたって、かつ前記蒸発ゾーン内で起こる、請求項１に記載のプロセス。
【請求項４】
ライザ反応器に追加の触媒を注入することをさらに含む、請求項１に記載のプロセス。
【請求項５】
前記ライザ反応器の下側端部にリフトガスを注入することをさらに含み、リフトガスが水蒸気、気化した石油、気化した石油留分、軽質炭化水素ガス、またはこれらの混合物から選択される、請求項１に記載のプロセス。
【請求項６】
炭化水素供給物を流体触媒クラッキング（ＦＣＣ）するためのライザ反応器であって、
第１の触媒を受け入れる第１の触媒分配器、および第１の炭化水素供給物を受け入れる供給物分配器を備える、ライザ反応器の底部に位置する蒸発ゾーンと、
蒸発ゾーンの上に位置するクラッキングゾーンであって、クラッキングゾーンの壁領域に第２の触媒の流れおよび第２の炭化水素供給物の流れを供給する第２の段の注入デバイスを壁領域に含むクラッキングゾーンと、を備える、ライザ反応器。
【請求項７】
前記ライザ反応器が理想的なプラグフロー条件で操作される、請求項１に記載のプロセス。
【請求項８】
第２の段の注入デバイスは、内壁、外壁、および基部を含み、
外壁は、内壁の上方に垂直に延在し、第２の触媒の流れを受け入れるための入口を含み、
内壁の頂部は、ライザ反応器の中心垂直軸から離れる方向に向き付けされた傾斜した上向き斜面を含み、外壁と上向き斜面との間に位置し、ライザ反応器に流体接続されるように構成された開口部を形成し、
基部は、第２の炭化水素供給物の流れを受け入れるための少なくとも１つの開口部を含む、請求項６に記載のライザ反応器。
【請求項９】
第２の段の注入デバイスは、内壁、外壁、および基部を含み、
内壁の頂部は、ライザ反応器の内部領域に向かう方向に向き付けされた傾斜した上向き斜面を含み、
外壁は、第１の垂直セクション、第２の垂直セクション、および第１の垂直セクションの頂部端部を第２の垂直セクションの底部端部に接続する傾斜した斜面を含み、
第２の垂直セクションは、ライザ反応器に流体接続された開口部を形成するように、内壁の真上に垂直に延在し、
第１の垂直セクションは、第２の触媒の流れを第２の段の注入デバイスに注入するための入口を含み、
基部は、第２の炭化水素供給物の流れを受け入れるための少なくとも１つの基部開口部を含む、請求項６に記載のライザ反応器。
【請求項１０】
前記ライザ反応器内の全触媒と第１の炭化水素供給物との比率が、約１：１～３０：１である、請求項１に記載のプロセス。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭化水素供給物を流動触媒クラッキング（ＦＣＣ）するための装置および方法に関する。より具体的には、本発明は、供給物の気化および供給物と触媒（すなわち、炭化水素）との混合を、ＦＣＣライザ反応器においてそのように指定されたゾーンに含有させるため、ならびに供給物の気化中に熱クラッキングおよび乾燥ガスの生成を減少させ、供給物／触媒の混合を改善する努力の中で、複数の注入点において供給物／触媒をＦＣＣライザ反応器に注入するための、装置および方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
流動触媒クラッキング（ＦＣＣ）のプロセスは、最新の石油精製所でよく行われる重要な変換プロセスである。ＦＣＣプロセスは、触媒を使用して、原油に由来する高沸点炭化水素留分を、ガソリン構成成分（ナフサ）、燃料油、およびオレフィンガス（すなわち、エテン、プロペン、ブテン）などのより価値のあるＦＣＣ最終生成物に変換する化学プロセスである。典型的なＦＣＣユニットは、ＦＣＣ反応器（すなわち、ライザ反応器）、再生器、および分離器を含む各々のうちの少なくとも１つを含む。ライザ反応器および再生器は、ＦＣＣユニットの主要構成要素と考慮される。例えば、炭化水素供給物およびコークス堆積物の吸熱クラッキング反応の大部分はライザ反応器内で行われるが、再生器は、蓄積されたコークス堆積物を燃焼させることによって触媒を再活性化するために利用される。
【０００３】
ＦＣＣ操作中に、加熱された触媒は、再生器から流れ、そして加熱された炭化水素供給物と接触する、ライザ反応器の底部セクションへと流れる。接触すると、触媒は、気化し、供給物の長鎖分子を新しいより短い分子にクラッキングまたは破壊し、それによって、供給物と触媒との混合物が形成される。気化した供給物は、固体触媒を流動化させ、それにより、供給物と触媒との混合物は膨張し、ライザ反応器内を上向きに流れて、さらにクラッキングされ、それによって、１つ以上の望ましいクラッキング生成物をもたらす。さらに、反応中にコークスの形成が触媒上に堆積し始め、それに伴って、触媒を徐々に不活性化させる。
【０００４】
望ましいクラッキング生成物がライザ反応器の頂部から引き出されて、分離器の底部セクションへと流れ、不活性化された触媒がライザ反応器の底部から引き出されて、再生器へと流れる。主要分留器とも称される分離器へと流れるクラッキング生成物は、より価値のあるＦＣＣ最終生成物に蒸留される。再生器を出る再生された、すなわち、再活性化された触媒は、ライザ反応器の底部セクションに再循環され、このサイクルが繰り返される。多くの場合、再生された触媒とともに新しい触媒を加えて、クラッキングプロセスを最適化することができる。
【０００５】
ＦＣＣプロセスは７５年以上にわたって商業的に確立されてきたが、技術の進歩は、新しい課題にこたえ、かつ全体的な継続的な改善を提供するために継続的に進化している。例えば、市場の競合他社は、供給物および／または触媒の分配ならびに供給物／触媒の混合を改善する努力の中での供給物注入ノズルの設計変更、クラッキング反応の生成物の収率および選択性を増加させるための複数の触媒注入点の作成、ならびに非選択的な熱クラッキングおよび乾燥ガス生成を排除するか、または減少させるための反応システムの再設計など、ＦＣＣライザ反応器に関連する様々なプロセス、技術、および機器を導入している。これらの開発のうちのいくつかを以下で考察する。
【０００６】
米国特許第４，７９５，５４７号および米国特許第５，５６２，８１８号は、微粒化さ
れた供給物を運ぶ供給パイプの出口にある異なるダイバータコーン設計を有する２つの底部入口ノズルについて説明している。これらのダイバータコーンの機能は、再生された触媒と供給物との混合を強化する努力の中で、軸方向に流れる供給物の流れを出口で半径方向に吐出する供給物に向け直すためのものである。
【０００７】
米国特許第５，５６５，０９０号は、接触改質プロセス中にナフサ供給原料から芳香族の収率を得るための複数の触媒注入点を備えたライザ反応器について説明している。触媒は、ライザ反応器の基部で供給原料に合流し、ライザの長さに沿った中間点で、供給原料、反応物、および触媒の結果として生じた混合物に注入される。ライザの基部にある１つおよび１～９つの中間点を含む、２～１０個の触媒注入点が支給されていることが好ましい。触媒の約１０～９５％は、ライザ反応器の下側端部で供給原料に合流し、触媒の約１～７０％は、ライザの長さに沿った任意の単一の他の点で注入される。
【０００８】
米国特許第５，０５５，１７７号は、ガス懸濁液相をライザ変換ゾーンの出口から吐出して、ＦＣＣプロセスにおいてクラッキング触媒を炭化水素蒸気／触媒粒子懸濁液から迅速に分離させる際に、触媒相をガス懸濁液相から分離するための方法および装置を記載している。特に、炭化水素蒸気／触媒粒子懸濁液は、炭化水素変換生成物の過剰なクラッキングを低減し、所望の生成物の回収を促進する努力の中で、触媒粒子を懸濁液から分離する一連のサイクロン式分離器へとライザから直接通過する。単一の反応器容器内に直列に接続されたサイクロン式分離器には、ライザサイクロン分離器、一次サイクロン分離器、および二次サイクロン分離器が含まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
様々な試みにもかかわらず、継続的な進歩のためには、他の所望される改善の中でも、ライザ反応器にわたる温度および速度プロファイル、供給物と触媒との混合中の均一性、ならびに触媒反応中の性能に関連する改善を含む、強化されたＦＣＣプロセス、構成成分、および技術が依然として必要である。
【００１０】
本発明の目的は、炭化水素供給物を流体触媒クラッキング（ＦＣＣ）するための装置および方法を提供することである。
（【００１１】以降は省略されています）

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