説明

デュアルライザ流動接触分解ユニット用の通気システム

2つ以上のサイクロンシステムが単一の容器に含まれ得る。各サイクロンシステムは、流入ストリームおよび流体排出ラインに流体連通することができる。第一サイクロンシステムは、サイクロン収納容器へ開放されたベントを備えることができる。第二サイクロンシステムを封止して流体が容器から入り、かつ/または、容器内に出ないようにする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本実施形態は、一般的に、単一容器内に含まれる2つ以上のサイクロンシステムの通気方法および通気システムに関し、より具体的には、デュアルライザ流動接触分解(FCC)ユニットの粒子除去に関する。
【背景技術】
【0002】
転化反応に触媒流動化と炭化水素霧化を用いるFCC法は、流体相と固体相の急速な混合および分離を用いて生成物歩留まりの制御を維持することができる。FCC法の分解部は、サイクロン分離によって少なくとも部分的に生じている分離部を有するライザで発生することができる。
サイクロン分離は、2つ以上の相の混合物、たとえばキャリア流体中の微粒子の懸濁物、を、求心運動によって生成される遠心力下で分離することを伴う。サイクロン分離器、すなわちサイクロンは、流動する混合相の遠心分離をおこなう機械的な装置である。サイクロン分離は、炭化水素蒸気と粒子状の触媒とを密接に接触させるFCC技術に利用することができる。FCCシステムから高い生産性を実現するには、ライザで所望の接触時間経過後にライザ流出物から触媒を速やかに分離することによって触媒と炭化水素との接触時間を調節するステップを含み得る。FCCユニットは複数のライザを備えることができ、また、その触媒分離ユニットは各ライザに接続されたサイクロンシステムを備えることができる。このサイクロンシステムは独立していることができる。密閉式サイクロンシステムでは、ベントによって触媒ストリッピング蒸気をライザ生成物蒸気と共に出すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】米国特許出願番号2006−0049082A1号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
複数の独立したベント付きサイクロンシステムを単一のディセンゲージャー(disengager)容器内に使用すると、流れの僅かな不均衡によって、クロストーク(ライザ生成物蒸気が1つのサイクロンシステムのベントを出て他のサイクロンシステムのベントに流れ込むこと)が生じ得る。これによって密閉式サイクロンの収率の利点が低下し得る。というのは、かなりの量のライザ生成物蒸気が長時間にわたってディセンゲージャー容器内で高温に曝され、その結果、熱分解が生じ、それに伴ってガソリン収率が損なわれ、ドライガス収率が増えるからである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
各実施形態を詳細に説明する前に、実施形態はこれらの特定の実施形態に限定されるものではなく、様々な方法で実行または実施され得ることを理解すべきである。
【0006】
これらの実施形態は、独立した2つ以上のサイクロンシステムを含む容器から蒸気を通気させる一方でこれらのサイクロンシステム間の「クロストーク」を避けるシステムおよび方法に関する。一般的に、クロストークとは、1つのサイクロンシステムから別のサイクロンシステムのベント内への格納容器を介した蒸気の流れをいう。クロストークは、たとえば、容器で長い滞留時間によって生成物が劣化する場合、および/または、サイクロンシステムのうちの一システム内の流体が他のサイクロンシステム内の流体に望まない汚染を引き起こす場合には、回避することが望ましい。2つ以上のベント付きサイクロンシステム間のクロストークは、これらのサイクロンシステムで流体の流れが正確に制御されずに各サイクロンシステムに対する圧力差が妨げられるときに生じる。流体は、高圧側のサイクロンシステムのベントから逆流して、格納容器を通って、低圧側のサイクロンシステムのベント内に入り得る。
【0007】
流動接触分解(FCC)は、実施された原理から恩恵を受けることができる一適用例であり、限定するものではなく例示するために、利点を説明するための状況を提供している。FCCユニットは、2つのライザを用いて供給物を効率的に処理することができる。さらに、FCCユニットによっては各ライザに異なる供給物を有することができる。触媒をプロセス蒸気から迅速に分離して反応を制御し、高価な生成物の収率を最大にすることができる。サイクロンの格納容器(たとえば、ディセンゲージャー容器)で望まない熱分解反応を防ぐために、ライザに取付けられた一次サイクロンの蒸気排出口を第二段サイクロンに直接配管することができる。第二段のサイクロンの蒸気排出口は、ディセンゲージャーの生成物蒸気ライン、たとえば、容器の流体排出部に直接配管することができる。
【0008】
サイクロンによって除去された触媒は、水蒸気などの流体でストリッピングして付着炭化水素を除去することができる。このストリッピングプロセスは、ディセンゲージャー容器内で生じ得る。これらのストリッパ蒸気および/またはストリッピングされた炭化水素蒸気は触媒で汚染され得るが、この触媒はそれらの蒸気がディセンゲージャーの生成物蒸気ライン、たとえば、容器の流体排出部に加わる前に除去することができる。解決策の1つは、サイクロンの管路にベントを設けて、ストリッパ蒸気および/またはストリッピングされた炭化水素蒸気が、サイクロン上流の主要な蒸気生成物の流れと混合できるようにすることである。
【0009】
しかし、デュアルライザシステムおよび各ライザに付属するサイクロンの独立したセットに、独立した両サイクロンシステム用のベントを設けると、1つのサイクロンシステムからの蒸気が、そのベントを通って逆流してディセンゲージャー容器に入り、そこでの長い滞留時間によって熱分解反応が生じ得ることにより、高価な液体炭化水素生成物の収率が低下し、同時にコークスおよびドライガスなどの比較的安価な生成物の収率が増える可能性が生じる。独立したサイクロンシステムのうちの一つのみにベントを設置して他のサイクロンシステムを封止することによって、どんな望まないクロストークおよび/または逆流も生じることなく、これらのライザを独立して操作することができる。
【0010】
サイクロンシステムは、1つ以上のサイクロン、たとえば、一次および二次のサイクロン、あるいは、ある段の複数のサイクロンから集め、またはそれらに配るための導管および/またはプレナムによって直列に接続されたサイクロンの段を備えることができる。一次および二次のサイクロンは、一次サイクロンの蒸気排出口が二次サイクロンの入口に直接導かれて蒸気がディセンゲージャー容器内へ入らないようにし、かつ/または、出ないようにすることができる。
【0011】
サイクロンシステムは、一般に、同一の容器内にある別のサイクロンシステムと直接連通していないサイクロンシステムのことをいう。1つのサイクロンシステムからの蒸気および/または固体の流れは、別のサイクロンシステムからの蒸気および/または固体の流れと混合されない。各サイクロンシステムは段あたりに1つ以上のサイクロンからなることができ、また、1つ以上の一次サイクロンの段は初期の固体分離をおこなうことができる。サイクロンシステムは、容器内で生成された蒸気用のベントを備えることができる。このベントの一般的な位置としては、一次または第一段のサイクロンの入口、一次または第一段のサイクロンの出口導管の周囲、一次または第一段のサイクロンと二次または第二段のサイクロンとの間の導管内、一次または第二段のサイクロンのどちらかの本体内、あるいは設計に応じて変わる位置が含まれる。一実施形態では、クロストークを避けたいサイクロンシステムに対してはベントが備えられていない。
【図面の簡単な説明】
【0012】
詳細な説明は、以下のような添付図面と併せて考えればより良く理解できるであろう。
【図1】一実施形態に係る、デュアルサイクロンシステムを有したデュアルライザ流動接触分解(FCC)ユニットの粒子分離ユニットを示す概略図。
【図2】一実施形態に係る、ディセンゲージャー容器内の独立したデュアルサイクロンシステムを示す概略図。
【図3】図2に例示したサイクロンシステムのうちの一システムの一次サイクロンの実施形態を示す概略図。
【図4】一実施形態に係る、ディセンゲージャー容器内の2つ以上のサイクロンシステムを示す概略図。 上記した図を参照して各実施形態を以下に詳述する。
【発明を実施するための形態】
【0013】
粒子分離ユニットは、容器と、この容器内に配設された第一サイクロンシステムと、第一サイクロンシステムに形成され、蒸気を容器から入れるためのベントと、この容器内に配設された第二サイクロンシステムとを備えることができる。この容器はその内部に蒸気を含むことができる。第二サイクロンシステムを封止して蒸気が容器から入らないようにし、かつ/または、それを封止してその内部のどんな蒸気も容器内に排出しないようにすることができる。第一および第二のサイクロンシステムは独立であり得る。粒子分離ユニットは、容器内に配設された複数の第二サイクロンシステムを備えることができ、封止されて蒸気が容器から入らないようにされている。この容器はディセンゲージャー容器であり得る。この容器内の蒸気は、その内部でのストリッピングプロセスによって生成することができる。ベントは、第一サイクロンシステム内、たとえば、その出口導管に配設された開口を備えることができる。サイクロンシステムは、容器内に延在する流体供給部および/または容器から出る流体排出部を備えることができる。この流体供給部および/または流体排出部を封止して容器と連通しないようにすることができる。説明したこのシステムは、蒸気が流体排出部に送られる前にディセンゲージャーの希薄相に入ることができずに直接流体排出部に送られる程度に閉じることができる。
【実施例】
【0014】
一実施形態では、流動接触分解(FCC)ユニット用の触媒分離ユニットは、
ディセンゲージャー容器にあって第一ライザとの間で流体連通している1つ以上のサイクロンの第一セット、およびディセンゲージャー容器からの第一流体排出部を備える第一サイクロンシステムと、
第一サイクロンシステムに形成され、蒸気がディセンゲージャー容器から入り第一流体排出部を経由して出るためのベントと、
ディセンゲージャー容器にあって第二ライザとディセンゲージャー容器の第二流体排出部との間で流体連通している1つ以上のサイクロンの第二セットを備える第二サイクロンシステム
とを備えることができる。この第二サイクロンシステムを封止して蒸気がディセンゲージャー容器から入らないようにし、かつ/または、それを封止して蒸気がディセンゲージャー容器内へ出ないようにすることができる。ベントはサイクロン出口導管に配設された開口であり得る。この開口は開放フードベントであり得る。第二サイクロンシステムは、封止された伸縮継手を備えることができる。
【0015】
一実施形態では、第一サイクロンシステムは、一次および二次のサイクロンの両方を備えることができる。ベントは、一次サイクロンと二次サイクロンとの間で連通している導管内、先に述べた位置のうちの任意の位置、または、ディセンゲージャー容器からの蒸気がこのサイクロンシステムに入って、ディセンゲージャー容器から出ることを可能にする他の任意の位置に配設することができる。第二サイクロンシステムは、一次および二次のサイクロンを備えることができる。第二サイクロンシステムは、一次サイクロンと二次サイクロンとの間で連通している導管に配設され、封止された伸縮継手を備えることができる。封止された伸縮継手の有無またはその位置にかかわらず、第二サイクロンシステムを封止してディセンゲージャー容器内の蒸気がこのサイクロンシステムに入って、ディセンゲージャー容器から出ないようにすることができる。
【0016】
一実施形態では、1つ以上のサイクロンの第一セットは、一次サイクロンを含むことができる。この一次サイクロンは、サイクロン容器と、一次サイクロンに、中心に搭載されて第一ライザ流出物から粒子を分離し、固形分が低下した蒸気の渦を形成する円筒状表面と、この渦と第一流体排出部とに連通し、封止されている、一次サイクロンの蒸気出口と、一次サイクロンの下端部の固体排出口とを備えることができる。ベントは、一次サイクロン下端部壁面にディセンゲージャー容器からの蒸気が入るための複数の開口を備えることができる。
【0017】
一実施形態では、流動接触分解(FCC)ユニットの粒子分離ユニットは、
高密度の粒子床、この高密度床内へのストリッピング流体源、および、この高密度床の上方の希薄な蒸気相、を備えるディセンゲージャー容器と、
第一ライザと流体連通している、第一ライザ流出物から粒子を分離しこの分離された粒子を高密度床に排出する密閉された一次サイクロン、一次サイクロンから密閉された二次サイクロンへの出口導管、および、ディセンゲージャー容器の壁面を通り抜ける二次サイクロンの第一流体排出部、を備える第一サイクロンシステムと、
一次サイクロンと二次サイクロンとの間の第一サイクロンシステムの出口導管に形成され、蒸気が希薄相から二次サイクロンに入り第一流体排出部を経由して出るためのベントと、および、
第二ライザと流体連通している、第二ライザ流出物から粒子を分離しこの分離された粒子を高密度床に排出する密閉された一次サイクロン、一次サイクロンから密閉された二次サイクロンへの出口導管、および、ディセンゲージャー容器の壁面を通り抜ける二次サイクロンの第二流体排出部、を備える第二サイクロンシステムと、
を備えることができる。この第二サイクロンシステムを封止して、蒸気が希薄相から入らないようにし、かつ/または、ディセンゲージャー容器内へ流体を排出しないようにすることができる。
【0018】
一実施形態では、デュアルライザFCCユニットの各ライザをサイクロンシステムに結合することができる。「デュアルライザ」FCCユニットは、共通の触媒脱離、ストリッピング、および/または再生の機能を有する2つ以上のライザを備えるシステムのことを指すことができる。デュアルライザFCCシステムにおいて3つ以上のライザは理論上可能であるが、2ライザシステムが本発明の実施形態として実用的な利点を有することができる。
【0019】
第一および第二のサイクロンシステムを含む容器からの蒸気を通気させる、実施された方法は、蒸気が容器から入るためのベントを第一サイクロンシステムに形成するステップと、第二サイクロンシステムを封止して蒸気が容器から入らないようにするステップとを含む。これらの方法は、第二サイクロンシステムを封止して内部のどんな蒸気も容器内へ排出しないようにするステップを含むことができる。この方法は、蒸気を容器からベントを通して第一サイクロンシステム内に通気させるステップを含むことができる。第一サイクロンシステムは容器の流体排出部を備えることができる。
【0020】
デュアルライザ流動接触分解(FCC)ユニットでライザ流出物から固体と蒸気を分離する、実施された方法は、第一および第二のライザからの流出物を、それぞれ、ディセンゲージャー容器の第一および第二のサイクロンシステムの一次サイクロンに供給して流出物から固体を分離するステップと、第一および第二のサイクロンシステムからそれぞれディセンゲージャー容器の第一および第二の流体排出部を通して蒸気を排出するステップと、第一および第二のサイクロンシステムの一次サイクロンから固体をディセンゲージャー容器の高密度床内へ排出するステップと、ストリッピング蒸気を高密度床内へ導入してこの固体から蒸気をディセンゲージャー容器中の希薄蒸気相にストリッピングするステップと、希薄蒸気相から第一サイクロンシステム内へ蒸気を通気させて第一流体排出部を経由してディセンゲージャー容器から出すステップと、を含むことができる。
【0021】
これらの方法は、第二サイクロンシステムを封止して蒸気が希薄な蒸気相から入らないようにし、かつ/または、この第二サイクロンシステムを封止して蒸気がそこからディセンゲージャー容器内に排出されないようにするステップを含むことができる。通気は、第一サイクロンシステムの一次サイクロンの出口導管に配設された開口を通しておこなうことができる。この開口は、開放フードベントを備えることができる。出口導管は、第一サイクロンシステムの一次サイクロンと第一サイクロンシステムの二次サイクロンとの間で連通することができる。ベントは、先に述べた位置のうちの任意の位置、または、蒸気がディセンゲージャー容器から第二サイクロンシステムに入ることが可能になる任意の位置に配設することができる。
【0022】
各図を参照すると、図1は、本発明の一実施形態に係る、独立したデュアルサイクロンシステム(106、108)を備えるデュアルライザ(102、104)FCCユニットの粒子分離ユニットを概略的に示している。第一および第二のサイクロンシステム(106、108)は、ディセンゲージャー容器110内に配設される。ディセンゲージャー容器110は、流体、たとえば、限定されるものではないが、水蒸気などのストリッピング流体、および/または限定されるものではないが、炭化水素蒸気などのストリッピングされた流体を含むことができる。ストリッピングは、一実施形態では、ディセンゲージャー容器110内で生じ得る。あるいは、ストリッピングに別個の容器を用いることができ、その一方は、ライザ流出物から触媒を遊離するためのものであり、他方は、その後および/または追加的に、遊離された触媒から残留炭化水素蒸気をストリッピングするためのものである。
【0023】
図1は、一次サイクロン112と二次サイクロン114とを備える第一サイクロンシステム106の例である。第二サイクロンシステム108も一次サイクロン116と二次サイクロン118とを備えることができる。
【0024】
第一サイクロンシステム106は、第二サイクロンシステム108とは独立している。第一サイクロンシステム106、またはより具体的に、一次サイクロン112は、第一ライザ102からの流出物を受取ることができる。第二サイクロンシステム108、またはより具体的に、一次サイクロン116は、第二ライザ104からの流出物を受取ることができる。流出物は、流体/粒子の懸濁物、たとえば、炭化水素流体/触媒の懸濁物を含むことができる。第一ライザ102および第二ライザ104それぞれの供給物ストリーム(120と122)は、別個の供給物あるいは同一の供給物であり得る。
【0025】
第一ライザ102からの流出物は、第一サイクロンシステム106の一次サイクロン112に入ることができ、粒子、たとえば、固体、またはより具体的に、触媒がこの流出物から分離される。分離された粒子は、ディップレッグなどの一次サイクロン112の出口124(高密度粒子床126内に延在、またはこの床の上方で排出することができる)から排出されることができる。次いで、蒸気流出物は、一次サイクロン112の出口導管128を通って二次サイクロン114内に流入する。分離された粒子は、同様に、ディップレッグなどの二次サイクロン114の出口130(高密度粒子床126内に延在、またはこの床の上方で排出することができる)から排出されることができる。流体排出ライン132が二次サイクロン114からディセンゲージャー容器110の壁面を通り抜けて延在する。二次サイクロンがない場合、この流体排出ラインを出口導管に直接接続することができる。
【0026】
図1に示した実施形態では、出口導管128は、第一サイクロンシステム106の一次サイクロン112と二次サイクロン114との間にベント134を備える。ベント134には、たとえば、開放フードベントが含まれ得る。開放フードベントは、同心円状および放射状に離れた2つの導管によって特徴付けることができ、隣接する導管端部のうちの一方、通常は下流側の導管、の直径は、他方の導管の直径よりも大きくなっていてそれらの間にギャップを形成する。ベント134は、ディセンゲージャー容器110、たとえば、高密度粒子床126の上方の希薄な蒸気相からの蒸気が出口導管128に入ることができるようにする。希薄な蒸気相は、限定はされないが水蒸気などのストリッピング流体を含むことができる。代わりにまたは追加的に、流体排出ライン132がベント136を備えることができる。ベントは、サイクロンシステムの出口導管の開口または複数の開口であり得る。他のベント位置および配置も可能であり、それらは本明細書で説明するために開示されたものに限定されない。
【0027】
同様に、第二ライザ104からの流出物は、第二サイクロンシステム108の一次サイクロン116に入ることができる。分離された粒子は、ディップレッグなどの一次サイクロン116の出口138(高密度粒子床126内に延在、またはこの床の上方で排出することができる)から排出されることができる。次いで、蒸気流出物は、一次サイクロン116の出口導管140を通って任意の二次サイクロン118内に流入することができる。分離された粒子は、ディップレッグなどの二次サイクロン118の出口142(高密度粒子床126内に延在、またはこの床の上方で排出することができる)から排出されることができる。流体排出ライン144が二次サイクロン118からディセンゲージャー容器110の壁面を通り抜けて延在する。
【0028】
出口導管140は、第二サイクロンシステム108の一次サイクロン116と二次サイクロン118との間に封止された伸縮継手146を備えることができる。封止された伸縮継手146は、ディセンゲージャー容器110から、たとえば、高密度粒子床126の上方の希薄な蒸気相から蒸気が出口導管140に入らないようにし、かつ/または、蒸気流出物が膨張継手146からディセンゲージャー容器110内に出ないようにすることができる。代わりにまたは追加的に、流体排出ライン144は封止された伸縮継手を備えることができる。出口(124、130、138、142)は、トリクルバルブを備えるディップレッグシール、あるいはディップレッグの下端内または周りに一定レベルの分離された粒子を含むことができる。
【0029】
図1に示された実施形態のデュアルライザFCCユニットは、ディセンゲージャー容器110から離れて設置された触媒再生器148を備えることができ、ディセンゲージャー容器110は第一ライザ102と第二ライザ104の間に垂直に位置することができる。ライザ(102、104)はディセンゲージャー容器110の側壁を通ってサイクロンシステム(106、108)に接続されることができ、または高密度粒子床126を通って延在することができる。触媒は、ディセンゲージャー容器110から再生器148まで移送ライン150を経由して供給することができる。ストリッピングガスは、もし使用されていれば、高密度粒子床126の底部近くの分配器154に接続されたストリッピング流体導管152を介して供給することができる。懸濁固体の希薄な流出物の混合物は、流体排出ライン(132、144)から回収することができる。再生成された触媒は、新鮮な供給物ストリーム120と共に移送ライン156を経由して第一ライザ102に再循環させ、新鮮な供給物ストリーム122と共に移送ライン158を経由して第二ライザ104に再循環させることができる。
【0030】
ディセンゲージャー容器へ通気されたデュアルライザ間の流れの不均衡は、クロストークを起し得、そこでは、ライザ生成物蒸気が一方のライザのサイクロンシステムのベントを出て、他方のライザのサイクロンシステムのベント内に流入する。ディセンゲージャー容器110の内側は、ベント134またはベント136で、図1に示した第一サイクロンシステム106内に通気するので、ディセンゲージャー容器110は第一サイクロンシステム106と連通することができる。
【0031】
第二サイクロンシステム108を、たとえば、どんなベント機能も提供しないことによって、封止して流体が入らないように、かつ/または、そこから出ないようにすることができる。このように、ディセンゲージャー容器110のデュアルライザ(102、104)間のクロストークは避けることができるので、ライザ(102、104)、および/またはサイクロンシステム(106、108)の流出物の流れの不均衡によって、ディセンゲージャー容器でライザ流出物がサイクロンシステムのうちの一方のサイクロンシステムのベントを出てディセンゲージャー容器および/または他方のサイクロンシステムのベント内に流入するようにはならない。さもないと、サイクロンシステムからベント外への流出によって、サイクロンシステムが、ライザ流出物炭化水素の過剰反応および過度の分解、ならびに、高温での触媒と炭化水素との間の接触時間を制御する能力の喪失を引き起こすという点でサイクロンの効率が低下され得る。
【0032】
3つ以上のライザがディセンゲージャー容器に配設された実施形態では、1つのライザとそれに付随した独立のサイクロンシステムとをディセンゲージャー容器と通気させることができ、一方、他のライザとそれらに付随した独立のサイクロンシステムとを封止してライザ流出物がディセンゲージャー容器内に出ないようにし、かつ/または、それらを封止して流体がディセンゲージャー容器から入らないようにすることができる。一実施形態では、封止されたサイクロンシステムは、クロストークによって悪影響を受けるサイクロンシステムである。クロストークによって悪影響を受けない場合、2つ以上のサイクロンシステムにベントを取付けることができる。
【0033】
図2に、本発明の一実施形態に係る、ディセンゲージャー容器204内の独立したデュアルサイクロンシステム(200、202)の概略図を示す。デュアルサイクロンシステム(200、202)を、図1に示した実施形態と同様に備え、かつ/または、操作することができる。
【0034】
第一サイクロンシステム200は、第一ライザへの接続部206を備えることができ、この接続部はライザ流出物を一次サイクロン208および二次サイクロン210へ供給することができる。第一サイクロンシステム200のベントは、以下で論じる図3でより詳細に示されている一次サイクロン208の下端壁面の複数の開口によって形成することができる。接続部206から第一ライザへの流出物は、一次サイクロン208に入ることができる。
【0035】
粒子を流出物から分離することができる。分離された粒子は、一次サイクロン208の出口212(高密度粒子床(図示せず)内に延在、またはこの床の上方で排出することができる)から排出されることができる。次いで、流出物(ライザ流出物内に通気されたストリッピングガスを含み得る)は、一次サイクロン208の出口導管214を通って二次サイクロン210内に流入することができる。分離された粒子は、二次サイクロン210の出口216(高密度粒子床内に延在、またはこの床の上方で排出することができる)から排出されることができる。流体排出ライン218は、二次サイクロン210からディセンゲージャー容器204の壁面を通り抜けて延在することができる。第二サイクロンがない場合は、流体排出ライン218は出口導管214に接続することができる。流体排出ライン218および/または出口導管214は、封止可能な伸縮継手(220、222)を備えることができる。
【0036】
第二ライザへの接続部224は、第二サイクロンシステム202の一次サイクロンに流出物を供給することができ、粒子をこの流出物から分離することができる。この分離された粒子は、二次サイクロン226の出口228(高密度粒子床内に延在、またはこの床の上方で排出することができる)から排出されることができる。次いで、流出物は、一次サイクロン226の出口導管230を通って二次サイクロン232内に流入することができる。分離された粒子は、二次サイクロン232の出口234(高密度粒子床内に延在、またはこの床の上方で排出することができる)から排出されることができる。流体排出ライン236は、二次サイクロン(密閉サイクロンであり得る)232からディセンゲージャー容器204の壁面を通り抜けて延在することができる。
【0037】
出口導管230は、第二サイクロンシステム202の一次サイクロン226と二次サイクロン232との間に封止された伸縮継手238を備えることができる。この封止された伸縮継手238は、ディセンゲージャー容器204から、たとえば、高密度粒子床126の上方の希薄な蒸気相から、蒸気が第二サイクロンシステム202内に入らないようにし、かつ/または、サイクロンの性能が損なわれる程、蒸気が膨張継手238からディセンゲージャー容器204内に出ないようにすることができる。代わりにまたは追加的に、流体排出ライン236が封止された伸縮継手を備えることができる。
【0038】
図2に示した第一サイクロンシステム200は、ディセンゲージャー容器204の内側へ通気されるので、ディセンゲージャー容器204は第一サイクロンシステム200と連通することができる。第二サイクロンシステム202を、たとえば、ベントを設けないことによって、封止してどんな流体もディセンゲージャー容器204から入ることができないようにし、または、ディセンゲージャー容器204内に出ることができないようにすることができる。このように、ディセンゲージャー容器204のデュアルライザの独立したサイクロンシステム202と204との間のクロストークを避けることができるので、ライザ、および/またはサイクロンシステム(200、202)での流出物の流れの不均衡によって、ディセンゲージャー容器でライザ流出物がサイクロンシステムの一方のサイクロンシステムのベントを出て、ディセンゲージャー容器および/または他方のサイクロンシステムのベント内に流入するようにはならない。
【0039】
図3は、図2の独立したサイクロンシステムのうちの一方の一次サイクロンを模式的に示している。一次サイクロン300は、たとえば、図2の実施形態での第一サイクロンシステム200の一次サイクロン208として用いることができる。サイクロン300の一例は、「自己ストリッピングFCCライザサイクロン」という名称の米国特許出願番号2006−0049082A1号(その認定された全ての権利範囲につき本明細書に参照援用されている)に見出すことができる。簡単にいうと、一次サイクロン300は、サイクロン容器302と、ライザと接続するための接線方向の入口304と、固体触媒306を分離し固形分が低下した蒸気の渦308を形成するための円筒内面とを備える。サイクロン容器302の上端312の封止された蒸気出口310は、渦管314を経由して渦308と連通することができる。流動接触分解などの高温の用途では、この封止された蒸気出口310は、封止された伸縮継手316を備えて部品および配管の熱膨張によって加えられる構造歪みを吸収することができる。
【0040】
渦308の下方のスタビライザ318を用いて、スタビライザ318とサイクロン容器302の内側表面との間に環状流路320を形成することができる。サイクロン容器302の下端324内、スタビライザ318の下方のストリッピングゾーン322は、固体排出ディップレッグと連通することができる。ディセンゲージャー容器からストリッピングガスが入るための複数の開口328を、ストリッピングゾーン322の穿孔された壁面に設けてディセンゲージャー容器からサイクロンシステムへのベントとして機能させることができる。ストリッピングゾーン322の下部は、固体排出口(たとえば、ディップレッグ)326内の固体触媒306の沈降床(図示せず)を含むことができる。
【0041】
自己ストリッピングサイクロン300の動作時、ライザ流出物332(たとえば、流体/粒子の懸濁物)は、接線方向にサイクロン容器302に入り、容器の円筒表面に対して円周方向に旋回して渦308を形成する。懸濁微粒子306は、微粒子の負荷が低下する気相が渦308を形成するにつれて、遠心力によって速やかに壁面方向に外向きに移動され得る。固形分の少ない蒸気334が、渦308から渦管314を経由して封止された蒸気出口310まで出ることができる。この出口は、二次サイクロン(たとえば、図2の実施形態におけるサイクロン210)および/または流体排出ライン(たとえば、図2の実施形態におけるライン218)に接続することができる。
【0042】
遊離された微粒子306は、急速に容器壁面に集まり、フロー矢印336によって示されるように環状流路320とストリッピングゾーン322とを下方に通過してディップレッグ326内に入る。サイクロン容器302の外側と内側との間の圧力差によって、ストリッピングガス330が壁面の開口328を通ってストリッピングゾーン322に入り、フロー矢印338によって示されるように環状流路320を上方に通過して渦308に入る。プロセス蒸気は、微粒子306から離れて、ストリッピングゾーン322および/または環状流路320内に急速に拡散することができる。ストリッピングガス330は、空気、水蒸気、アンモニア、排煙、またはそれらの混合物であり得る。FCCシステム以外の用途では、ストリッピング流体は、ストリッピングされる微粒子とこれらの微粒子から除去されるプロセス流体とに相溶性となるように選択するのが望ましい。ストリッピングガスは、ディセンゲージャー容器内に配設されることができる。
【0043】
図4は、本発明の一実施形態に係る、ディセンゲージャー容器408内の3つのサイクロンシステム(400、402、406)を模式的に示す。これらの3つのサイクロンシステム(400、402、406)を、図1に示した実施形態と同様に、備え、かつ/または、操作することができる。第一サイクロン400は、ディセンゲージャー容器408に連通することができるベント410を内部に備える。第二および第三のサイクロンシステム(402、406)を封止して蒸気がディセンゲージャー容器408から入らないようにし、かつ/または、その内部のどんな蒸気もディセンゲージャー容器408内に排出しないようにして、クロストークを避けることができる。2つの封止されたサイクロンシステム(402、406)が図示されているが、任意の複数の封止されたサイクロンシステムがディセンゲージャー容器408内に存在することができる。
【0044】
少なくとも1つの3つのサイクロンシステムの例と共に、大抵の実施形態は、2つのサイクロンシステムによって説明されているが、本明細書の実施形態および関連する原理は複数のサイクロンシステムを備えるシステムに適用することができる。
【0045】
これらの実施形態は、それらを強調して説明してきたが、本明細書で具体的に説明してきたもの以外の実施形態を添付の特許請求の範囲内で実行してよいことは理解されるべきである。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
容器と、
前記容器内に配設された第一サイクロンシステムと、
前記第一サイクロンシステムに形成され、蒸気が前記容器から入るためのベントと、
前記容器内に配設され、かつ封止されて蒸気が前記容器から入らないようにされた第二サイクロンシステムと、
を備える粒子分離ユニット。
【請求項2】
前記第二サイクロンシステムが、さらに封止されて内部のどんな蒸気も前記容器内に排出しないようにされた、請求項1に記載の粒子分離ユニット。
【請求項3】
前記第一および第二のサイクロンシステムが互いに独立している、請求項1に記載の粒子分離ユニット。
【請求項4】
前記容器内に配設され、かつ封止されて蒸気が前記容器から入らないようにされた第三サイクロンシステムをさらに備える、請求項1に記載の粒子分離ユニット。
【請求項5】
それぞれ前記容器内に配設され、かつ封止されて蒸気が前記容器から入らないようにされた複数のサイクロンシステムをさらに備える、請求項4に記載の粒子分離ユニット。
【請求項6】
前記各サイクロンシステムがそれぞれ独立している、請求項5に記載の粒子分離ユニット。
【請求項7】
ディセンゲージャー容器にあって第一ライザと前記ディセンゲージャー容器の第一流体排出部との間で流体連通している1つ以上のサイクロンの第一セットを備える第一サイクロンシステムと、
前記第一サイクロンシステムに形成され、蒸気が前記ディセンゲージャー容器から入り前記第一流体排出部を経由して出るためのベントと、
前記ディセンゲージャー容器にあって第二ライザと前記ディセンゲージャー容器の第二流体排出部との間で流体連通している1つ以上のサイクロンの第二セットを備え、かつ封止されて蒸気が前記ディセンゲージャー容器から入らないようにされた第二サイクロンシステムと、
を備える、デュアルライザ流動接触分解(FCC)ユニットの粒子分離ユニット。
【請求項8】
それぞれ前記容器内に配設され、かつそれぞれ封止されて蒸気が前記容器から入らないようにされた複数のサイクロンシステムをさらに備える、請求項7に記載の粒子分離ユニット。
【請求項9】
前記第二サイクロンシステムが封止された伸縮継手を備える、請求項7に記載の粒子分離ユニット。
【請求項10】
前記第一サイクロンシステムが一次および二次のサイクロンを備える、請求項7に記載の粒子分離ユニット。
【請求項11】
前記第二サイクロンシステムが一次および二次のサイクロンを備える、請求項7に記載の粒子分離ユニット。
【請求項12】
前記第二サイクロンシステムが、前記一次サイクロンと前記二次サイクロンとの間で連通している導管に配設され、封止された伸縮継手を備える、請求項11に記載の粒子分離ユニット。
【請求項13】
前記1つ以上のサイクロンの第一セットが一次サイクロンを含み、前記一次サイクロンは、
サイクロン容器と、
前記一次サイクロンに、中心に搭載され、第一ライザ流出物から粒子を分離して固形分が低下した蒸気の渦を形成する円筒状表面と、
前記渦と前記第一流体排出部とに連通し、封止されている、前記一次サイクロンの蒸気出口と、
前記一次サイクロンの下端部の固体排出口と、
を備え、
前記ベントは、前記一次サイクロンの下端部壁面に、蒸気が前記ディセンゲージャー容器から入るための複数の開口を備える、
請求項7に記載の粒子分離ユニット。
【請求項14】
高密度粒子床、前記高密度床内へのストリッピング流体源、および前記高密度床の上方の希薄蒸気相を含むディセンゲージャー容器と、
第一ライザと流体連通しており、第一ライザ流出物から粒子を分離し、前記分離した粒子を前記高密度床へ排出する一次サイクロン、前記一次サイクロンから二次サイクロンへの出口導管、および前記ディセンゲージャー容器の壁面を通り抜ける前記二次サイクロンの第一流体排出部を備える第一サイクロンシステムと、
前記第一サイクロンシステムに形成され、蒸気が前記希薄相から入り前記第一流体排出部を経由して出るためのベントと、
第二ライザと流体連通しており、第二ライザ流出物から粒子を分離し、前記分離した粒子を前記高密度床へ排出する一次サイクロン、前記一次サイクロンから閉鎖された二次サイクロンへの出口導管、および前記ディセンゲージャー容器の壁面を通り抜ける前記二次サイクロンの第二流体排出部を備え、封止されて蒸気が前記希薄相から入らないようにされた第二サイクロンシステムと、
を備えるデュアルライザ流動接触分解(FCC)ユニットの粒子分離ユニット。
【請求項15】
蒸気を第一および第二のサイクロンシステムを含む容器から通気させる方法であって、
前記第一サイクロンシステムに蒸気が前記容器から入るためのベントを形成するステップと、
前記第二サイクロンシステムを封止して蒸気が前記容器から入らないようにするステップと、
を含む方法。
【請求項16】
前記第二サイクロンシステムを封止してそこから蒸気を前記容器内に排出しないようにするステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
【請求項17】
蒸気を前記容器から前記ベントを通して前記第一サイクロンシステム内に通気させるステップをさらに含む、請求項15に記載の方法。
【請求項18】
デュアルライザ流動接触分解(FCC)ユニットでライザ流出物から固体と蒸気を分離する方法であって、
第一および第二ライザからの流出物を、それぞれ、ディセンゲージャー容器の第一および第二のサイクロンシステムの一次サイクロンに供給して前記流出物から固体を分離するステップと、
前記第一および第二サイクロンシステムから、それぞれ、前記ディセンゲージャー容器の第一流体排出部および第二流体排出部を通して蒸気を排出するステップと、
前記第一および第二サイクロンシステムの前記一次サイクロンから、それぞれ、固体を前記ディセンゲージャー容器の高密度床内に排出するステップと、
ストリッピング蒸気を前記高密度床内に導いて、前記固体から蒸気を前記ディセンゲージャー容器中の希薄蒸気相内にストリッピングするステップと、
前記希薄蒸気相からの蒸気を前記第一サイクロンシステム内に通気させて、前記第一流体排出部を経由して前記ディセンゲージャー容器から出すステップと、
前記第二サイクロンシステムを封止して蒸気が前記希薄蒸気相から入らないようにするステップと
を含む方法。
【請求項19】
前記通気は、前記第一サイクロンシステムの前記一次サイクロンの出口導管に配設された開口を通り抜ける、請求項18に記載の方法。
【請求項20】
前記出口導管は、前記第一サイクロンシステムの前記一次サイクロンと前記第一サイクロンシステムの二次サイクロンとの間で連通している、請求項18に記載の方法。
【請求項21】
前記通気は、前記第一サイクロンシステムの前記一次サイクロン下端壁面の複数の開口を通り抜ける、請求項18に記載の方法。
【請求項22】
前記封止ステップは、封止された伸縮継手を前記第二サイクロンシステムの前記一次サイクロンと二次サイクロンとの間で流体連通している出口導管に配設するステップを含む、請求項18に記載の方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公表番号】特表2010−511511(P2010−511511A)
【公表日】平成22年4月15日(2010.4.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−540223(P2009−540223)
【出願日】平成19年10月1日(2007.10.1)
【国際出願番号】PCT/US2007/021125
【国際公開番号】WO2008/069857
【国際公開日】平成20年6月12日(2008.6.12)
【出願人】(508364749)ケロッグ ブラウン アンド ルート エルエルシー (10)
【Fターム(参考)】