KR930011920B1 - 탄화 수소물의 접촉 분해를 위한 과정 및 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

탄화 수소물의 접촉 분해를 위한 과정 및 장치

첨부된 도면은 콤비네이션 유동화 접촉 분해-재생 조작에서 도시된 본 발명의 과정 및 장치의 개략도로서, 여기에는 각각의 두 개 라이저 반응기가 제공되어 중질(重質)의 탄화수소 공급물 및 경질의 나프타 공급물을 독립적으로 접촉 분해하고, 촉매 재생은 두 개의 분리된 상대적인 고온 및 저온 영역에서 연속적으로 수행된다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

6 : 공급물 분사 노즐 8, 108 : 라이저 반응기

20 : 용기 28 : 사이클론 분리기

38 : 베드 54 : 촉매

58 : 제2촉매 재생 영역 98 : 주분별 증류 칼럼

102 : 콤프레서 106 : 개스 분리 플랜트

134 : 증기 발생기

본 발명은 탄화수소 공급물질의 유동화 접촉분해(fludized catalytic cracking)분야에 관한 것이다. 특히 본 발명은 고온에서 탄화수소 공급물질을 접촉 분해하기 위한 향상된 과정 및 장치에 관한것이며, 여기에서 촉메 재생은 개발적으로 상대적인 저온 및 고온의 재생 단계를 포함하는 두 단계에서 수행되고, 상기 방법에 대한 공급물질은 경 사이클(light cycle)의 오일/증류물, C₃-C₄올레핀 및, 고 옥탄가 혼합물질등의 향상된 산출 및 목적된 생산물의 분포성(distribution)을 얻도록 제어된다. 본 발명은 다른 한편으로, 가용정유 물질의 전환성(conversion)을 향상시키도록 촉매의 활성 및 선택성을 과정 변수에 관련시키는, 탄화수소 공급물질을 접촉 분해하는 향상된 과정 및 장치에 관한 것이다.

[발명의 배경]

콤비네이션 유동화 접촉분해(F11)-재생 과정은 공지되어 있으며, 상기 과정에서 탄화수소 공급물질은 올레핀, 연료 오일, 가솔린 및 가솔린 혼합물질과 같은 가용 생산물로의 전환이 가능한 상태하에서, 연속적으로 재생되고 자유로이 운동하는 미분화된 입자화 촉매 재료와 접촉한다. 단순한 중질의 탄화수소물 또는 증류탑 상부의 원유, 대기압하의 증류탑 하부 잔여물, 진공 잔여물, 감소된 원유 및 잔류 오일등으로 통상적으로 지칭되는 중질의 성분 및 진공 개스 오일을 포함하는 원유의 고비등점 부분 전환을 위한 상기와 같은 FCC과정은 보다 용이하게 분해되는 경질의 탄화수소 공급물질의 가용성에 대한 필요성이 증가하는 최근에 들어 특히 흥미의 대상이 되어왔다. 다환성의 방향족 성분 및 아스팔린등과 같이 상대적으로 다량의 코크스를 분해중에 촉매상에 침착시킬 수 있고 보통 매우 높은 온도를 포함하는 극한의 조작 조건을 필요로하는 상기와 같은 중질의 탄화수소 공급 물질의 분해는 설비의 건설 및 촉매의 손상과 관련된 문제들을 제기하였다.

현재로서는, 그러한 중질의 탄화수소 공급물질의 유동화 접촉 분해에 이용될 수 있는 몇가지의 과정이 있다. 상기에서 언급된 바와 같이 문제들을 회피하는 특히 성공적이고 매우 바람직한 접근 방법은 예를들면 미국 특허 제4, 664, 778호, 4, 601, 814호, 4, 336, 160호, 4, 332, 674호 및 4, 311, 533호에 기술되어 있다.

상기의 과정에서 콤비네이션 유동화 접촉 분해-재생 조작이 제공되며 여기에서는 촉매 재생이 개별적인, 상대적으로 저온 및 고온의 재생 영역에서 성공적으로 스행되고, 상기의 각 영역은 촉매 재생 사이클당의 매우 제한된 촉매의 손상과 함께 고온이 완전히 재생된 촉매를 제공하도록 선택된 조건하에서 독립적으로 조작된다. 그러한 고온의 재생 촉매를 이후에 고온이며 고도 선택성의 접촉 분해 및, 중질의 탄화수소물 공급에 포함된 고.저 비등의 동시적인 전환에 채용된다.

중질의 탄화수소 공급을 특성에 기인하여, 상기에서 기술된 바와 같이 FCC과정에서의 분해는 경 사이클의 개스-오일 및 고 비등 물질을 생산하는 경향이 있는 선택성을 증가시킨다. 이러한 생산물들은 수소화처리 또는 코우스틱 처리(caustic treating) 이후에 바람직스러운 디이젤 연료 및 로 오일(furnace oil)의 성분으로서 종종 채용된다, 그러나 그러한 공급물의 접촉 분해는 가솔린 혼합 물질로서의 사용, 또는 가솔린 혼합 물질을 합성하기 위한 선구물질로서의 사용, 특히 고 옥탄가의 것들에서의 사용을 위한 저 비등 성분으로의 선택성에 반하는 경향이 있다. 상기와 같은 경합 효과 (competing effect)는 부분적으로 촉매가 반응기내 영역을 통해 운반될 때 촉매상의 탄소레이다운(carbon laydwn)에 기인하는 것으로 믿어진다. 촉매상의 탄소량이 반응 경로를 따라 증가하면, 경질 공급물로부터의 가솔린 및 경질 올레핀의 선택성은 감소한다. 공급물 탄화수소의 분자량이 높을수록, 높은 분자량의 성분들이 보다 많은 다핵성의 방향족 성분들 및 아스팔틴을 포함하여 이들이 다른 성분들 보다 최초의 분해 및 증발에서 보다 많은 코크스를 산출하게 되는 경향이 있으므로 촉매상의 카본 경합 효과는 더 증가한다, 방향족 성분들 중에서, 다핵성의 성분들은 저속비율에서 분해될 뿐만 아니라, C2와 경질의 개스 및 코크스 생산물에 대한 보다 높은 선택성을 지니며, 반면에 나프텐 성분들의 알킬 측쇄와 모노 및 디방향족(mono-and di-aromatics)은 빠른 비율에서 분해될 뿐만 아니라 폴리필렌, 부텐, 펜텐 및 헥센과 같은 목적된 경질의 올레핀 및 가솔린에 대한 고 선택성을 나타낸다.

따라서 그러한 중질의 탄화수소 공급물이 분해를 겪으면 중질의 탄화수소 공급 성분들은 과도한 코크스의 생산을 감소하는데 일반적인 파라핀성 측쇄와 모노 및 디 방향족(mono-and di-aromatics)의 가능한한 다량의 분해를 제한하기 위하여, 극고온에서 감소된 체재 시간동안 머무르게 된다. 선택적으로는 가솔린의 선택성이 경질의 탄화수소 공급물의 보다 심도있는 접촉분해 조작에 의해 최적화되며, 예를들면 중질의 공급물 분야에서 목적되는 것보다 높은 촉매대 오일 비율, 보다 긴 체재 시간 및 상대적으로 높은 온도등이다.

FCC과정을 주어진 생산물 또는 생산물들의 생산을 극대화하는 방식으로 조작하는 것은 종종 바람직스러우며, 특히 상기와 같은 경합 효과의 부재시에 그러하다. 예를 들면 가솔린/경질 올레핀과 경 사이클 오일 생산물의 양측 또는 어느 하나가, 연료 오일 증류물 및 디이젤 연료의 증가된 양을 동시적으로 생산하면서 다량의 고옥탄가 가솔린 및 가솔린 선구물질을 생산하기 위하여 목적될 수도 있다. 이러한 것들은 유연(leaded)가솔린 생산물을 사용하는 자동차 연소 부산물의 오염 감소를 필수화시켰던 현재의 환경에 대한 관심에 비추어 특히 그러하다. 따라서 고 옥탄가를 지닌 무연 가솔린 혼합 재료가 매우 요구되는 바이다.

따라서, 상기에서 설명된 유용한 과정의 조작 제 조건들을 고 옥탄가 물질 및 경질의 올레핀에 대한 증가된 선택성으로 확장시키고, 동시에 경제적인 중질의 탄화수소 공급물을 중질나프타 및 증류물 또는 경 사이클 및 중 사이클 오일 및, 고 비등 물질로 동시적으로 선택 분해하는 것이 바람직스럽다.

이러한 목적을 성취하는 몇 개의 방법이 있다. 미국 특허 제3, 617, 497호에 기술된 방법은 탄화수소물 공급을 분리하여, 연장된 라이저 반응 영역의 저부 근처에 상대적인 저 분자량의 공급물 유분(fraction) 또는 유분들을 부하하고 점진적으로 라이저 상부로 상대적인 고분자량의 공급물 유분 또는 유분들을 부하하는 것을 소개한다. 중질 탄화수소물 공급의 부재시에 경질인 탄화수소물 공급의 분해는 가솔린 산택성을 최대화하도록 저 탄소 함량인 촉매에서 수행된다. 공급물 체재 시간은, 라이저로의 탄화수소물 전체 부하비율을 제어함으로써 상기와 같은 과정에서 설정될수 있을지라도, 촉매 대 오일 비율 및 반응 온도는 최대의 개솔린 및 경 사이클 오일 선택성에 대하여 개별적으로 최적화시키는 것이 어렵다.

상대적인 고, 저 비등 공급물로부터의 분해 선택성을 최적화하는 보다 다기능적인 방법이 미국 특허 제3, 617, 496호에 소개되어 있다. 그러한 과정에서는 가솔린 생산물에 대한 분해 선택성이 공급 탄화수소물을 상대적으로 고·저 분자량의 유분으로 분류시킴으로써 향상된다. 상기의 유분들은 가솔린으로 분해될 수 있고 분리된 라이저 반응기로 부하될 수 있다. 이러한 방식으로, 상대적인 경질 및 중질의 탄화수소물 공급 유분은 서로의 부재시에 분리된 라이저들에서 분해되어 가솔린 선택성에 좋은 조건하에서 경질의 탄화수소물 라이저의 조작을 가능케하며 상기의 조건들은 중 탄소의 레이다운을 감소시키는 것과 탄화수소 공급물 체재시간의 제어를 편리하게 하는 것, 촉매대 탄화수소 공급물의 중량비 제어를 편리하게 할 수 있는 것등이며, 따라서 개별적인 반응기 온도에서의 변화에 영향을 미치게된다.

탄화수소 공급물을 분해하는 두 개 또는 그 이상의 분리된 라이저 반응기의 사용을 마찬가지로 채용하는 다른 과정들은 다음과 같은 것에 설명되어 있다. 미국 특허 제3, 993, 556호에서는 고 옥탄 비율에서 나프타의 향상된 산출을 얻도록, 분리된 라이저에서 중질 및 경질의 개스 오일을 분해한다. 미국 특허 제3, 928, 172호에서는 알킬화 반응등을 위해 경질 올레핀, 고 옥탄가 혼합물 및, 고 휘발성 가솔린을 회수하도록 분리된 분해 영역에서 직류 나프타 및/또는 중질 나프타와 개스 오일 비등 범위공급물을 분해하는 것이 소개되어 있다. 미국 특허 제3, 894, 935호에는 분리된 전환 영역에서 C₃-C₄가 농후한 유분 및, 잔여 물질들과 개스 오일 같은 중질 탄화수소물의 접촉 분해가 소개되어 있다. 미국 특허 제3, 751, 359호에는 분리된 각각의 공급 및 제 사이클 라이저에서 재 사이클된, 중간 사이클 개스 오일 및 직류 개스 오일을 분해하는 것이 소개되어 있다. 미국 특허 제3, 448, 037호에서는 직류 개스 오일 및, 중간 사이클 개스 오일과 같은 분해 사이클 개스 오일이 분리된 연장 반응 영역을 통해 개별적으로 분해되어 고 가솔린 생산물을 회수한다. 미국 특허 제3, 424, 672호에는 상부의 원유 및 저옥탄가인 경질의 개질화된 가솔린을 분리된 라이저에서 분해하여 가솔린 비등 범위 생산물을 증가시키는 것이 소개되어 있다. 미국 특허 제 2, 900, 325호에는 제1반응 영역에서 개스 오일, 잔류 오일등과 같은 중질의 개스 오일을 분해하고, 상이한 조건하에 조작된 제2반응 영역에서 사이클 오일과 같은 상이한 공급물 또는 유사 공급물을 분해하여 고 옥탄가 가솔린을 생산하는 것이 소개되어 있다.

[발명의 요약]

본 발명의 목적은 고온에서 탄화수소 공급 물질을 접촉 분해하는 향상된 과정 및 장치를 제공하는 것이며, 여기에서 촉매의 재생은 분리된 상대적인 고온 및 저온의 재생 단계를 포함하는 두 개 또는 그 이상의 단계로 수행된다.

본 발명의 다른 목적은 목적되는 생산물의 분포 및, 고 옥탄가 가솔린 혼합물질과 경질 올레핀의 향상된 산출을 얻도록 제어되는 과정을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 촉매의 활성 및 선택성을 개별적인 중질의 탄화수소 및 나프타 비등 범위 물질의 처리 변수에 관련시켜, 이것의 선택적인 전환성을 경사이클 개스 오일과 상기 가솔린 혼합물질 및 경질의 올레핀으로 개발적으로 향상시키는, 고온에서 탄화수소 공급 물질을 접촉 분해하는 향상된 과정 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 부가적인 목적은 다음의 설명으로부터 명백해진다.

이러한 목적은 위해, 본 발명은 분리된 제1 및 제2의 촉매 재생 영역을 포함하는 접촉 분해로서 탄화수소 공급물질 또는 이것의 증기를 분해하는 향상된 콤비네이션 유동화 접촉 분해-재생 과정을 제공하며, 상기의 촉매는 연속적으로 제1 및 제2 영역에서 재생되고, 이것은 일산화탄소가 상대적으로 농후한 제1의 재생 영역 연도 개스 및, 이산화탄소가 상대적으로 농후한 제2의 재생 영역 연도 개스를 생산하는데 효과적인 조건하에서, 산소 함유 개스의 존재하에 촉매상의 탄화수소성의 침착물을 연소시킴으로써 이루어지며, 여기서 제1재생 영역에서의 온도는 약 1100℉ 내지 약 1300℉이며, 제2재생 영역에서의 온도는 약 1300℉ 내지 최대 약 1800℉이다.

상기 과정에서의 향상성은 1300℉ 내지 최대 1800℉에 이르는 온도 범위, 촉매 대 오일 지율이 5 내지 10, 공정 체재 시간이 1 내지 4초에서, 제2의 촉매 재생 영역으로부터 공급되는 재생된 분해 촉매의 존재하에 제1의 연장 라이저 반응기에서 개스-오일 또는 잔여 오일, 또는 이들의 혼합물, 비등 범위 물질을 포함하는 제1의 탄화수소 공급물을 분해하는 것을 포함하며, 여기에서 코크스는 1.2중량 퍼센트보다 적은량으로 상기 촉매상에 침착되어 상기 제1의 탄화수소 공급물의 증발성 전환 생산물을 얻게 되며, 이것은 상기의 중질 나프타 유분보다 낮은 비등성의 물질 및 중질의 나프타 유분, 상기 중 사이클 개스 오일보다 높은 비등성의 물질과 경 사이클 및 중 사이클 개스 오일등을 포함한다. 상기에서 기술된 방식으로 제1의 탄화수소 공급물을 분해하는 동안, 직류(virgin), 중질 또는 경질의 FCC 나프타 비등 범위 물질을 포함하는 제2의 탄화수소 공급물은, 1300℉에서 최대 1800℉에 이르는 온도 범위, 3 내지 12에 이르는 촉매 대 오일 비율, 1 내지 5초에 이르는 체재 시간에서, 제2의 재생 영역으로부터 공급되는 재생된 분해 촉매의 존재하에, 제2의 연장 라이저 반응기에서 동시적으로 분해되며, 여기에서 코크스는 0.5중량 퍼센트보다 적은 양으로 상기 촉매상에 침착되어, 자연상태에서 대체로 올레핀성인 저 비등 범위 물질 및 고 옥탄가를 지니는 가솔린 비등 범위 물질을 포함하는 상기 제2의 탄화수소 공급물의 증발성 전환 생성물을 얻게된다. 제1 및 제2의 연장 라이저 반응기로부터의 증발성 전환 생산물은 분리용 공감(disengaging space)에서 콤바인되어, 혼입된 촉매 입자들을 증발성의 생산 물질로부터 분리시키며, 이 물질들은 다시 개별적인 생산물로 분리되도록 분별 종류 영역으로 통과된다.

본 기술 분야에 숙련된 이들이 잘 이해할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 주된 장점은 조작 조건을 동시적으로 선택할 수 있는 융통성이며, 이러한 조작 조건은 목적된 생산물로의 선택된 탄화수소 공급물질 및 가용 정유 물질의 목적된 최적의 전횐을 성취하는데 특별히 적절하다. 특히 본 발명의 장치 및 처리 개념의 새로운 설비는 이후에 보다 충분히 논의되는 바와 같이, 고 비등 탄화수소 공급물질의 접촉 분해에서 있게되는 고온의 재생기 및 촉매 온도에 관련된 문제를 충분히 회피하게 하여 가솔린 및 저 비등 탄화수소 성분과 고비등 탄화수소 성분을 생산한다. 상기에서 고 비등 탄화수소 공급물질은 일반적으로 중질의 탄화수소물로 치칭되며 최소한 400°F 또는 이보다 높은 온도에서 최초로 비등한다. 따라서 그러한 공급물질을 분해하는데 바람직한 조건은 각각의 라이저 반응기에서 고무될 수 있다. 더군다나, 예를 들면 알킬(alkilation)를 경유하여 가솔린 선구 물질로서 유용한 경질의 올레핀에 부가하여, 각각의 라이저 반응기에서 나프타 비등 범위 공급물질의 목적된 분해 반응을 고 옥탄 가솔린으로 선택적으로 야기시키는테 필요한 엄격한 조건들이 고무될 수 있다. 또한 본 발명의 장점을 증가된 반응 온도. 증가된 촉매 대 오일 비율과 단위 조작 압력 및 촉매와 접촉하는 연장된 탄화가스 중기 체재 시간에서 취해질 수 있다.

본 발명의 장치 및 과정은 다음의 특정 실시예에 대한 상술된 설명 및, 그러한 실시예를 예시하는 첨부된 도면에서 잘 이해될 것이다. 그러나 다수의 수정예가 본건 청구범위의 범위내에서 본건 사상으로부터 이탈함이 없이 이루어질 수 있으므로, 그러한 실시예는 본 발명을 제한하기 위해 의도되는 것이 아님을 이해하여야 한다.

[본 발명의 특정 실시예에 대한 설명]

본 발명의 접촉 분해 과정은 금속-유기 화합물(metallo-organic compound)등을 포함하는 고 비등 잔여 탄화수소, 증류탑 상부 원유(topped crude), 감소된 원유(reduced crude), 잔여 성분들을 포함하는 개스 오일, 잔여 오일 및 개스 오일등으로 일반적으로 지칭되는, 경제적으로 획득되는 중질의 탄화수소 공급 물질의 분해에 관한 것이다. 상기한 것들은 고 비등 탄화수소 공급분과 함께 또는 이들이 없이 개스 오일과 같은 원유의 부분들을 기술하는데 본 기술 분야에 사용되는 몇 개의 용어들 중에 있으며, 이것은 금속-유기 화합물 및, 다른 중질의 탄화수소 공급물질들을 필수작으로 포함할 수 있다. 상기 중질의 탄화수소 공급물질은 약 1000℉ 또는 그 이상에서 비등하는 대략 20중량 퍼센트 또는 그 이상의 성분들과 함께, 최소한 400℉에서 최초로 비등하는 최소한 2중량 퍼센트의 Conradson 탄소를 지니다.

그러한 공급물질의 분해로부터 얻어진 생산물은 다음과 같은 것을 포함하지만 이것에 제한되는 것은 아니다. 즉, C₅로부터 425℉까지 비등하는 가솔린 비등 범위 생산물 및 가솔린, 425℉로부터 600/670℉의 범이에서 비등하는 경 사이클 오일, 경 사이클 오일 보다 고온에서 비등하는 생산물 및 최대 800℉와 그 이상에서 비등하는것을 포함하는 중 사이클 오일 생산물, 약670℉로부터 최대 970℉에서 비등하는 슬러리 오일(slurry oil) 등이 그것이다. 부가적으로, 중 분해 나프타(heavy cracked naphtha)는 경 사이클 오일의 선단이 증류되거나 또는 개별적으로 생산되면서 유인되어 생산되며, 이것은 330℉ 내지 425℉의 범위에서 비등하다.

본 발명은 또한 10℉ 내지 450℉ 범위에서 비등하는 경질, 중질(重質) 및 중간질(中間質)의 진류 나프타(virgin naphthas)에 관련되어 다른 것들 중에서, 고 옥탄가 가솔린, 알킬화를 위한 경질 오레핀을 생산하는 것이며, 또는 다른 반응에 관련되어 고 옥탄가 혼합물 또는 석유화학제품 제조를 위한 것 및, 보통의 경 사이클 오일 유동을 생산하는 것이다.

잔류 오일 및 진공 개스 오일의 혼합물을 통상적으로 포함하는 중질(重質)의 탄화수소 공급물은 제1의 신장된 라이저 반응기로 도입되어 그곳에서 최소한 약 1300℉ 이상의 온도에서 고 활성의 새로이 재생된 분해 촉매와 혼합된다. 탄화수소 공급은 고도로 분무된(atomized) 공급 유동을 형성하는 상기 온도 및 조건에서 다른 개스 또는 유동과 처음으로 혼합되는 것이 바람직스러우며, 이것은 이후에 고온의 재생 촉매와 형성되어 일반적으로 증발성인 탄화수소-촉매 현탁물을 형성한다, 탄화수소 공급 물질의 촉매 전환 이후에, 현탁물 분리 장치 또는, 예를 들어 라이저 배출부애서 채용된 분리 사이클론(separator cyclones)을 포함하는 분리용 용기(disengaging vessel)는 혼입된 촉매를 분해 전환 생산물을 포함하는 증발성의 탄화수소 공급 물질로부터 분리한다.

상기와 같은 조작과 동시적으로 또는 분리시켜서, 나프타 공급은 최소한 1300℉ 이상의 온도에서 고온의 새로이 재생된 분해 촉매와의 혼합을 얻을 수 있는 조건 및 증발성의 탄화수소-촉매 현탁물을 형성하도록 하는 조건하에서 제2의 연장 라이저 반응기내로 도입되며, 이후에 나프타 공급 물질의 촉매 전환은 라이저 배출부로부터 분리 장치(disengagement device)내로 유동하여, 혼입된 촉매를 부가적으로 분해된 전환 생산물 및 증발성 물질로부터 분리한다.

분리기 사이클론을 떠나 콤바인되어 았는 증발성의 탄화수소 생산물은 하류측 분류 칼럼(fractional column)에서 이후에 보다 충분히 논의될 생산물로 분리된다. 분해 조작에서 각각의 개별적인 라이저 반응기로부터 회수된 소비된 촉매 입자는 이후에 약 800℉ 내지 약 1050℉의 범위인 고온에서 증기 또는 다른 적절한 스트립 개스(stripping gas)와의 처리를 통해, 혼입된 탄화수소 물질을 스트립(strip)하고, 이후에 연속적으로 제1 및 제2(상대적인 고온 및 저온의)촉매 재생 영역으로 통과한다. 이것은 예를 들면 미국 특허 제4, 664, 778호, 제4, 601, 814호, 제4, 336, 160호, 제4, 332, 674호 및 제4,331,533호등에 충분히 기술되어 있으며 본건에 참조로 포함된다.

상기 과정에서 일반적으로, 스트립화된 소비 촉매는 약 1300℉이하 및, 바람직스럽게는 약 1260℉ 이상이 아닌 조건으로 제한된 온도와 산소 상태에서 유지되는 제1의 촉매 재생 영역에서 촉매의 농후한 유체배드로 통과한다. 제1의 재생기 영역에서 소비 촉매상에 침착된 코크스 또는 탄화수소성의 물질의 연소는 상대적으로 온후한 온도 및, 탄소의 일부와 코크스 침착물에 존재하는 모든 수소를 충분히 연소시키기에 충분한 조건에서 수행된다. 재생기 온도는 따라서 촉매의 불활성화를 가속시키지 않는 온도 및 조건에 제한되는 것이 바람직스러우며, 상기의 불활성화는 촉매의 수열 안전성 (hydrothermal stability) 또는 재래의 저온 재생기 조작의 야금학적 한계를 초과함으로써 일어난다. 일산화탄소가 상대적으로 농후한 연도 개스(flue gas)는 제1의 재생기 영역으로 부터 회수되어, 예를 들면 일산화탄소 보일러 또는 인시너레이터 (incinerator)로 향할 수 있어, 다른 과정의 연도 개스 유동과 콤비네이션되기에 앞서 가용 일산화틴소의 보다 안전한 연소를 증진시킴으로써 증기를 발생하게 된다. 상기와 같이 콤바인된 유동은 동력회수 주 운동부(power recovery prime mover section)를 통과하여, 첨부된 미국특허 출원 제273, 266호에 기재된 방식으로 과정 압축된 공기를 발생하며, 상기 미국 특허 출원은 본건에 참조용으로 포함한다.

탄소 잔류물을 포함하고 제한된 온도의 부분적으로 재생된 촉매는 코크스내 수소가 거의 없는 제1의 재생 영역으로부터 회수되어, 분리된 제2의 비제한적인 고온 촉매 재생 영역으로 통과하며, 여기서는 잔류하는 상대적으로 탄소가 농후한 코크스 침착물이 물 또는 다른 근원의 연소로부터 발생하는 극미의 증기 분위기에서, 1300℉ 내지 1600℉범위 및, 가능하게는 1800℉인 고온의 촉매 온도에서 거의 완전히 연소되어 이산화탄소로 된다.

제2의 재생 영역은 고온에서의 촉매 체재 시간을 제한하도록 설계되며, 반면에 재 사이클을 거친 고온 촉매 입자상의 잔류 탄소가 약 0.05 중량 퍼센트 미만 및 보다 바람직스럽게는 약 0.03 중량 퍼센트 미만이 되는데 필요한 탄소 연소율을 달성한다.

제2의 재생 영역으로부터 얻어진 고온 연도 개스는, 상기에 기재된 방식에서 선행 연소된 제1의 재생영역 연도 개스와 콤바인되어, 더욱 사용되기전에 혼입된 촉매 미분(entrained catalyst fines)을 회수하는 외측 사이클론에 공급될 수 있다.

고온의 완전히 재생된 촉매 입자는 이후에 개별적인 촉매 집적 영역 및 관을 통하여 상기에 기술된 방식에서 더욱 분해 조작되도록 제1 및 제2라이저 반응기로 간다.

본 발명의 과정을 수행하는 주제 기구는 상기한 바와 같은 조건하에서 조작된, 상대적인 고온 및 저온의, 분리된 제1 및 제2 촉매 재생 영역을 포함하는 콤비네이션 촉매-재생 조작이며, 이렇게 함으로써 필요한 생산물의 선택적인 전환을 가능케하는 조작 변수하에, 각각의 탄화수소 공급물을 독립적으로 접촉 분해하는 제1 및 제2의 연장 라이저 반응기로, 고온의 재생된 촉매를 공급하게 된다. 분별 증류 영역이 상기 제1 및 제2의 라이저 반응기로부터 분해된 생산 혼합물을 수용하도록 제공되어 그 안의 생산물을 분리한다.

도면을 참조하면, 본 발명 과정의 바람직한 실시예를 수행하도록 적용된 장치가 도시되어 있다. 이에 따라, 제1 및 제2의 연장 탄화수소 라이저 반응기(8,108)가 개별적으로 제공되며, 여기에서 보통 개스 오일 또는 잔류 오일 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 접촉 분해될 새로운 고 비등 중질(重質) 탄화수소 공급이, 분사 노즐(6)로 지시된 복수개의 수평 이격 공급물 분사 노즐을 통하여 부하된 라이저 단면적내 다중 유동을 통해, 관부 수단(4)에 의해 제1의 라이저 반응기(8)의 저부로 도입된다. 상기와 같은 노즐은 예를 들면 미국 특허 제4, 434, 049호에 기술된 형태의 분무용 공급 분사 노즐인 것이 바람직스러우며, 또는 적절한 다른 고 에너지 분무원일 수 있다. 상기 특허 출원은 본건에 참고로 포함된다. 증기, 연도 개스, 이산화탄소 또는 다른 적절한 개스가 탄화수소 공급물의 증발 및 미립화룰 용이하게 하도록 기화, 유동화 또는 희석 매개체로서 관 수단(2)을 통해 공급 분사 노즐내로 도입될 수 있다.

고온의 재생된 촉매는 라이저 반응기(8)의 저부로관 수단(10)에 의해 도입되며, 상향 유동되어, 탄화수소 공급을 지닌 현탁물 또는 고온의 증발된 혼합물을 형성하기에 충분한 양으로 라이저 반응기(8) 단면에서 다중의 탄화수소 공급 유동과 혼합된다. 탄화수소, 희석제 및 유동화 개스등과 현탁된(유동화된)촉매등을 포함하여 상기와 같이 형성된 고온의 현탁물은 이후에 본 기술 분야에서 잘 알려진 방식으로 조작된 라이저(8)를 통과한다.

고 비등 성분의 증(重) 공급으로부터의 중(重)분해 오일, 분해 가솔린 및 경질 올레핀을 포함하는 분해 생산물들을 생산하는 라이저(8)내 분해 조건은 잘 알려져 있다. 고 분자량 성분을 포함하는 중(질) 공급물은 다핵성의 방향족 화합물 상당량을 포함하는 경향이 있으며, 이는 다른 화합물보다 분해시에 더 많은 코크스를 산출하며, 목적된 생산물로는 저 선택성으로 분해되지만, C₂및 경질의 개스와 코크스에 대해서는 높은 선택성을 지닌다. 따라서 중(重) 탄화수소 공급 성분들은 고 옥탄가의 가솔린 및 경 사이클 오일 산출을 얻기 위하여 고온에서 상대적으로 감소된 체재 시간동안 있는 것이 바람직스러우며, 다 방향족 성분(polyaromatics)들의 응축 또는 상당한 분해 이전에 끝나는 조작은 과도한 코크스 형성 및, 여분의 C₂와 가벼운 개스의 생산을 발생케 한다. 분해 조건은 공칭의 체재 시간이 1 내지 4초를 포함하는 것이 바람직스러우며 다음과 같은 라이저 온도 분포를 지니다. 즉 1300℉ 내지 1690℉의 재생된 촉매온도, 250℉ 내지 750℉의 공급물 선가열 온도, 1000℉ 내지 1100℉의 혼합 영역 유출온도, 900℉ 내지 1100℉인 촉매 작용 영역의 유입온도, 870℉ 내지 1030℉의 라이저 반응기 유출온도 등이며, 라이저 압력은 15 내지 40psig이다. 전체 공급에 기초한 촉매 대 오일 비율은 5 내지 10일수 있으며, 재생된 촉매상의 코크스는 0.3 내지 1.2중량 퍼센트 범위이다. 관 수단(2)을 통해 부가된 희석제의 양은 제어 목적에 필요한 희석제에 대한 탄화수소의 비율에 의존하여 변화될 수 있다. 예를 들어, 증기가 희석제로서 채용된다면, 탄화수소 부하에 기초하여 약 2 내지 8중량 퍼센트의 양으로 존재할 수 있다.

접촉 전환의 분해 생산물을 포함하는 현탁된 촉매 입자 및 증발된 혼합물을 포함하는 제1라이저 반응기(8) 유출물은 라이저(8)의 상부 단으로부터 관성 분리기와 같은 부호(26)에 의해 지시된 현탁물 분리기 수단내의 최초 분리를 통해 배출구로 통과되며, 그리고/또는 촉매 입자로부터의 휘발성 탄화수소의 부가적인 분리를 위해 용기(20)의 상부에 위치한 하나 또는 그 이상의 사이클론 분리기(28)로 통과된다. 분리된 증발성 탄화수소, 희석제, 스트립용 개스 형태물질등은 이후에 보다 충분히 설명될 생산물 회수 장비로의 통과를 위해 관(90)에 의해 유인된다.

중(重) 탄화수소 분해로부터의 코크스 또는 탄화수소성의 생산물 및 이위에 침착된 금속 오염물질등을 지니고 사이클론(28) 및 수단(26)에 의해 분리되는 분해 과정으로부터의 소비 촉매는 용기(20)의 저부에서 촉매(30)의 베드로서 집적된다. 증기와 같은 스트립용 개스가 관 수단(32)에 의해 베드의 바닥면 저부로 도입된다. 스트립화된 촉매는 용기(20)로부터 촉매 유지 용기(34)로 통과하여, 유동 제어 밸브(V₃₄) 및 관 수단(36)을 통해, 제1의 촉매 재생 영역인 용기(40)내에서 재생되고 있는 촉매(38)의 베드로간다. 공기와 같은 산소 함유 재생 가스가 공기 분포 링(44)과 연결된 관 수단(42)에 의해 베드(38)의 저부로 도입된다.

본 기술 분야에 알려진 과정에 따라 조작되는 재생영역(40)은, 상대적으로 저온인 재생 조작으로서 일반적인 1300℉ 이하 및, 바람직스럽게는 1260℉ 이하인 조건과, 접촉 분해로부터 침착된 탄화수소 물질과 연계된 거의 모든 수소 및 탄소 침착물의 제거와 최소한의 부분적인 연소를 달성하도록 선택된 조건하에 유지된다.

제1의 재생 영역(40)에서 이루어지는 연소는 일산화탄소가 농후한 제1의 재생 영역 연도 개스 유동을 형성하는 조건하에서 이루어진다. 상기의 연도개스 유동은 부호(46)에 의해 지시된 것과 같은 하나 또는 그 이상의 사이클론 분리 수단에 의해, 흔입된 촉매 미분으로부터 분리된다. 사이클론에 의해 일산화탄소거 농후한 연도 개스로부터 분리된 촉매는 적절한 입레그(dipleg)에 의해 촉매 베드(38)로 되돌아간다. 관 수단(50)에 의해 제1의 재생 영역에서 사이클론 분리 수단(46)으로부터 회수된 일산화탄소가 농후한 연도 개스는, 상기에서 논의된 방식으로, 다른 과정 연도 개스 유동과 연개되어 동력 회수 주 운동부를 통과하기에 앞서, 예를 들면 일산화탄소 보일러 또는(도시되지 않은) 인시너레이터(incinerator) 및/또는 (도시되지않은) 연도 개스 냉각기로 향하여 그 안의 가용 일산화탄소의 완전 연소에 의해 증기를 발생하게 된다. 제1의 재생영역에서는 재생 조건을 다음과 같이 선택하게끔 의도된다. 즉 충분한 잔여 탄소가 촉매상에 잔류하여, 이후에 논의하는 제2의 촉매 재생 영역에서 과도 산호 함유 개스와의 연소에 의해 촉매 입자로부터 탄소를 보다 완전히 제거하는데 필요한 바로서 바람직스럽게는 촉매 입자의 온도가 1400℉ 이상, 바람직스럽게는 최대 1600℉ 및, 1800℉에 도달하도록 촉매는 탄화수소성 침착물의 제거에서 단지 부분적으로 재생된다.

촉매상의 잔여 탄소 침착물에서 거의 수소가 없는, 부분적으로 재생된 촉매는 라이터(52)를 통해 상향 이송되도록 베드(38)의 하부로부터 유인되어, 상부의 분리된 제2촉매 재생 영역(58)에서 촉매(54)의 고밀도 유체 베드 저부로 배출된다. 압축 공기와 같은 상승용 개스(lift gas)가, (도시되지 않은)유동 제어수단을 포함하는 동공의 스템플러그 밸브(60)에 의해 라이저(52)의 저면 유입부로 부하된다.

제2의 촉매 재생 영역에서의 조건은 본 가술분야에 잘 알려진 방법으로 조작되어 제1의 재생 영역에서 제거되지 않은, 촉매로부터의 거의 완전한 탄소 연소 제거를 이루게 된다. 이에 따라, 공기 또는 산소로 농후화된 개스와 같은 재생 개스가 공기 분배기 링(64)과 연결된 관 수단(62)에 의해 베드(54)로 부하된다. 도면에 도시된 바와 같이, 제2재생 영역내 용기(58)에는 거의 노출된 금속성의 내부재가 없고 사이클론과 분리됨으로서, 목적되는 고온의 재생이 구조물과 관련된 온도 문제를 제기함이 없이 이루어진다. 제2재생 영역은 항상 내화제로 안을 댄 용기 또는 본 기술분야에 알려진 열적으로 안정된 적절한 다른 재료로부터 제조되며, 촉매의 고온 재생은 이산화탄소가 농후한 연도개스를 형성하도록 고밀도 촉매 베드(56)에서 거의 완전한 일산화탄소의 연소를 이루는 충분한 산소의 존재 및, 수소 또는 형성된 증기가 없는 상태에서 이루어진다. 따라서, 온도 조건 및 산호 농도는 제한되지않아서 1600℉를 초과할 수 있고 1800℉에 도달하는 것도 가능하며, 또는 충분히 완전한 탄소 연소에 필요한 온도에 도달할 수 있다. 그러나 온도는 보통 1300℉ 와 1600℉사이에서 유지된다.

이러한 촉매 재생 분위기에서, 온도가 제한된 제1의 재생 영역에 뒤이어 초매상에 잔류한 잔여 탄소 침착물은 제2의 비 제한 온도 재생 영역에서 거의 완전히 제거된다. 제2재생 영역내 용기(58)의 온도는 상한선이 특정적으로 제한되지 아니하며, 에의적으로 그 안에서 제거될 탄소의 양 및 접촉 분해-재생 조작의 열 평형 제한에 의해 제한될 수 있다. 필요하다면, 제2의 재생 영역(58)에 도시되지 않은 수단이 제공되어 재생기로부터 열을 제거함으써 상기와 같은 열 평형 제한을 제어할 목적인 저온의 재생기 온도를 가능하게 한다. 바랍직한 열 제거수단의 실례는 미국 특허 제2, 970, 117호 및 제4, 064, 039호등에 기술된 바와 같이 제어 가능 촉매 냉각기를 포함한다. 이러한 바람직한 수단에서, 재생기내 촉매의 일부는 이것의 저부 배출구로부터 유인되어 재생기 외측으로 하향 통과되며, 예를 들면 간접적인 수냉 증기 발생기를 통한 유동화 베드로서의 공기와 함께 상승되어, 재생기의 상부 입구로 상승된다. 필요하다면, 냉각된 촉매는 선택적으로 재생기의 저부 입구내로 재도입될 수 있다. 처리될 중질(重質) 탄화수소 공급물의 코크스 형성 경향에 의존하여, 예를 들면 공급물질의 Conradson 탄소 잔류치에 의존하여 냉각기는 그 크기가 정해질 수 있다.

상기에서 기술된 바와 같이, 충분한 산소가 촉매상의 잔여 탄소의 연소를 이룰 수 있는 양으로 용기(58)에 부하되며, 소량의 일산화탄소 존재와 함께 상대적으로 이산화탄소가 농후한 연도 개스를 생산한다. 이렇게 발생된 CO₂농후 연도 개스는 혼입 촉매 입자와 함께 고밀도 유체 촉매 베드(54)로부터 보다 분산되어 있는 촉매 상(相)으로 통과되며, 이후부터 연도 개스는 부호(74)에 의해 지시된 하나 또는 그 이상의 사이클론 분리기와 연결된 하나 또는 그 이상의 관(70,72)에 의해 유인된다. 사이클론내 고온 연도 개스로부터 분리된 촉매 입자는 딥레그 수단(dipeleg means 76)에 의해 제2재생 영역(58)내 촉매 베드(54)로 통과한다. CO의 연소 보조를 위한 분량 및 촉매 미분(catalyst fines)이 없는 CO₂농후 연도 개스는, 상기에서 제1의 재생 영역 연도 개스와 조합되어 기술된 바와 같은 이용을 위해 사이클론(74)으로부터 하나 또는 그 이상의 관(78)에 의해 회수된다.

고온인 영역(58)에서 재생된 촉매 입자는 집적 용기(82,83)로의 개별적인 통과를 위해 내화재로 안을 댄 관(80,81)에 의해 유인되며, 이후에 관(84,85)에 의해 유동 제어 밸브(V₈₄, V₈₅)를 통과하고, 상기에서 논의된 라이저 반응기(8) 및 이후에 보다 완전히 논의될 제2의 라이저 반응기(108)와 연결되어 있는 관(10,12)으로 통과한다. 통기용 개스(aerating gas)가 상기 용기내 디스크리뷰티 링과 연결된 관 수단(86)에 의해 용기(82,83)의 저부로 도입될 수 있다. 관 수단(88)에 의해 상기(82,83)의 상부로부터 유인된 개스성 물질은 용기(58) 상부의 분산된 촉매 상 내로 통과된다.

상기에서 기술된 중(重) 탄화수소 공급물 분해 조작과 동시적으로, 필요할 경우 선택되는 분해 나프타와 함께 경질, 중간질 또는 중질의 직류 나프타등과 같은 접촉분해될 나프타 공급 유동이 관 수단(14)에 의해 제2의 연장 라이저 반응기(108) 저부로 도입되며, 이것은 복수개의 수평으로 이격된 공급 분사 노즐(16)을 통해 부하된 라이저 단면내 다중의 흐름을 통과한다. 그러한 노즐들은 분무용 공급 분사노즐 이거나 또는 상기에서 기술된 형태의 고 에너지 분사 노즐과 유사한 것이 바람직스럽다.

제1의 라이저 반응기(8)에서와 같이, 고온의 새로이 재생된 촉매가 관 수단(12)에 의해 라이저 반응기(108)의 하부로 도입되어 상향으로 유동을 일으키게 되고, 라이저 반응기(108) 단면적내 다중의 탄화수소 공급 유동과 혼합된다. 이것은 탄화수소 공급과 함께 고온의 증발된 혼합물 또는 현탁물을 형성하기에 충분한 양으로 이루어진다. 또한 제1의 라이저 반응기(8)에서도, 증기, 연료, 개스 또는 다른 적절한 개스가 관 수단(2)을 통해 공급 분사 노즐로 도입될 수 있어 탄화수소 공급물의 미립화 및/또는 증발을 용이하게 하고 또는, 통기용, 유동화 또는 희석용 매개체로서 이루어진다. 이렇게 형성되고 탄화수소물, 희석제, 유동화 개스등과 현탁된(유동화된) 촉매를 포함하는 고온의 현탁묵은 라이저(108)를 통과한다. 상기 라이저는 상대적인 저 비등 나프타를 경질 올레핀과, 고 옥탄가 가솔린 및 가솔린 선구물질을 포함한 목적 생산물로 선택적으로 접촉분해하는 방식에서 제1의 라이저 반응기(8)와는 독립적으로 조작된다.

나프타 공급물로부터 목적은 분해 생산물을 선택적으로 생산하는 제2의 라이저 반응기(108)내의 분해 조건을 잘 알려져 있다. 예를 들면, 촉매상의 중질(重質)탄소 레이다운, 즉 예를 들어(중질의 공급 잔여 오일등에 의해 자유로이 작용할 수 있는)코크스 빌트 업(coke build up) 또는 탄화 수소성의 물질은 이것이 양측에 해로울 수 있을지라도 잔여 오일등과 같은 상대적인 고 비등 공급물을 분해하는 것보다도, 직류 나프타 또는 중 분해 나프타와 같은 상대적인 저비등 송급물을 분해할 때 더욱 가솔린 선택성에 해롭다. 따라서, 가솔린 선택성에서의 정미의 장점은 저 분자량 공급물이, 중질 공급물 및 충분한 코크스 레이다운이 없이 제1의 라이저 반응기(8)와 독립적인 제2의 라이저 반응기(108)에서 분해를 겪을 수 있게 함으로써 이루어진다. 또한 중질의 공급물은 경질의 탄화수소 공급물보다는 낮은 선택성에서 가솔린 및 가솔린 선구물질로의 분해를 겪는다. 따라서 이전에 언급된 바와 같이, 과도한 코크스 빌트 업을 제어하도록 제1의 라이저 반응기(8)에서 일반적으로 모노 방향족 화합물 및 디(di) 방향족 화합물과 파라핀성 측쇄로 가능한한 많이 분해되는 것을 제한하도록 중질의 탄화수소 공급물 성분을, 처음에, 감소된 체재 시간 및 매우 높은 온도에 두는 것이 유리하며, 또한 동시적이고 독립적으로, 보다 긴 체재 시간 및 보다 높은 촉매 대 오일 비율과 같은 변수들의 조합된 영향하에 제2의 라이저 반응기(108)의 조작애서 분해되는 나프타 공급의 엄밀성을 증가시키고, 이렇게 함으로써 상기에서 언급된 촉매 효과에서 저 탄소의 존재하에 혼합 영역 유출 및 촉매 영역 유입 온도를 증가시킨다. 더군다나, 분리된 라이저 반응기 (8,108)를 채용함으로서 목적되는 공급 전환을 최적화 한다. 따라서, 상기에서 설명된 희석 효과 및 촉매 효과상의 탄소는 독립적이며, 전체적인 시스템에서 가솔린의 선택성을 향상시키고 공조되는 본 발명의 과정에서 유리한 방식에서 처리될 수 있음을 알 수 있다.

따라서, 상기에서 도시된 본 발명 장치의 새로운 배치 및 과정에 따라, 제1의 라이저 반응기(8)와 충분히 독립적인 제2의 라이저 반응기(108)에서 최적의 조작 조건을 선택하는 것이 가능하며, 이러한 조건은 목적되는 고 옥탄가의 가솔린 생산물 및 경질의 올레핀등의 증가된 회수를 제공하면서 나프타 공급을 접촉 분해하는데 특히 적절하다. 반면에 이것은 중질(重質)의 고 비등 고급물을 가솔린 및 경 사이클 오일 비등범위 물질로 최적 전환하는데 좋은 이후에 언급될 조건하에서, 동시적으로 제1의 라이저 반응기를 조작한다.

또한 직류 및 분해된 나프타의 증가된 촉매 전환은 증가된 옥탄가를 지닌 생산물에 부티엔 및 폴리필렌등과 같은 경질 올레핀의 다량 산출이 부가되어 재공되는 것이 알려져 있으며, 이것은 중요한 석유화학적 이량화(petrochemical dimerization) 및 알킬화 원료이고, 또한 분해 FCC 가솔린 성분의 고온 재분해는 옥탄가를 향상시키는 것으로 알려져 있다. 따라서, 특정 공급물의 최적 분해 조건의 선택적인 제어를 제공하는 것에 부가하여 본 발명 장치의 새로운 배열 및 과정은, 상기에서 언급된 바와 같은 목적 생산물로 나프타 공급물의 증가된 전환 및 고온 분해에 바람직한 제1 및 제2의 촉매 재생 영역의 사용에 의해 가능해지는 극히 높은 분해 온도 능력을 제공한다.

상기에서 설명된 바에 따라, 나프타는 1 내지 10초의 공칭 체재 시간 및 다음과 같은 조건을 포함하는 상태하게 제2의 라이저(108)에서 접촉분해되는 것이 바람직스럽다. 즉, 220℉ 내지 700℉의 공급물 예열 온도, 102℉ 내지 1200℉의 라이저 반응기 혼합 영역 유출 온도, 980℉ 내지 1200℉의 라이저 반응기 촉매 영역 유입 온도 및 950℉ 내지 1050℉의 라이저 반응기 유출 온도, 15 내지 35psig의 라이저 압력등이 그것이다. 전체 공급물에 기초한 제2의 라이저 반응기에서의 촉매 대 오일 비율은 3 내지 12범위일 수 있으며, 재생된 촉매상의 코크스는 0.1 내지 0.5중량 퍼센트 범위이다.

접촉 분해된 나프타 전환의 생산물을 포함하는 증발된 탄화수소-촉매 현탁물을 포함한 제2의 라이저 반응기(108)로부터의 유출물은 라이저(108)의 상단부로부터, 상기에 기술된 바와 같은 부호(26)에 의해 지시되는 현탁물 분리 수단내의 최초 분리를 통해 배출부를 통과하며, 그리고/또는 상기에서 기술된 바와 같이 휘발성의 탄화수소물을 촉매 입자들로부터 부가적으로 분리시키도록 용기(20) 상부내에 위치한 하나 또는 그 이상의 사이클론 분리기(28)를 통과한다. 분리된 증발성 탄화수소, 희석제, 스트립용 개스 형태 물질등은 라이저 반응기(8)에서의 분해 조작으로부터의 물질과의 콤비네이션 및, 생산물 회수 장비로서 통과를 위해 관(90)에 의해 유인될 수 있다.

수단(26) 및 사이클론(28)에 의해 분리되고 라이저 반응기(108)에서의 분해 과정을 거친 소비된 촉매는 촉매 베드(30)에서 집적되어, 제1 및 제2의 재생 영역에서 상기에서 기술된 방식으로 재생된다.

라이저 반응기(8,108)에서 분해 조작된 탄화수소 분해물로부터의 물질 및 분리된 증발성의 탄화수소물을 포함하는 혼합물은 관 수단(90) 및 이동 관 수단(94)에 의해 주 분별 종류 칼럼(98)의 저부로 유인되며, 여기서 생산물의 중기는 복수개의 목적된 성분의 유분(fraction)으로 분류된다. 칼럼(98)의 상부로부터, 개스 유분은 ＂습윤 개스＂콤프레서(102)를 통과하여 이후에 관(104)을 통해 개스 분리 플랜트(106)로 가도록 관 수단(100)을 경유하여 유인될 수 있다.

경질의 C₃-C₆올레핀성 물질 및 FCC 나프타를 포함하는 경질 액체 유분도 개스 분리 플랜트(106)로 통과되도록 관 수단(107)을 경유하여 칼럼(98)의 상부로부터 유인된다. C₃-430℉의 범위에서 비등하는 액체 응축물은, 개스 분리 플랜트(106)로부터 관 수단(110)에 의해 유인되어 환류(reflax)로서 주 분별 증류 칼럼(98)으로 통과되어 약 400℉-430℉의 범위에서 나프타 생산물 유분의 목적된 최종 비등점을 유지하게 된다.

개스 분리 플랜트(106)에서 생산된 샌산물은 C₃/C₄경질 올레핀 LPG 유분을 포함하며, 이것은 관수단(11)을 경유하여 통과되어 도시되지 않은 처리 수단에서 에틸렌 및 프로필렌으로 더욱 처리되고, 이것은 또한 관수단(112)에서 유인된 경질의 비등 물질을 포함하는 폐 개스, 최대 약 108℉에서 비등하는 경질 FCC 가솔린 생산물, 100℉ 내지 약 310℉의 범위에서 비등하는 중간질의 FCC 가솔린 생산물 및, 310℉ 내지 약 430℉의 범위에서 비등하는 중질의 FCC 가솔린 등을 포함하며, 이들은 일반적으로 관 수단(113)에서 유인될 수 있다.

칼럼(98)의 상부와 연결된 관 수단(114) 둘레의 펌프는 최소한 중질 FCC 나프타 유동의 일부를 공급하여 관 수단(4,116,14)을 경유하여 제2의 라이저 반응기(108)의 공급 분사 노즐(16)로 통과되도록 제공되며, 여기에서 이 유동은 관(12)에 의해 도입된 고온의 재생 촉매와 콤바인되어 상기에서 기술된 방식으로 현탁물을 형성한다. 따라서 중질의 FCC 나프타는, 고 옥탄가 가솔린 및 가솔린 공급물질을 생산하도록 선택된 최적의 조건하에서 관 수단(14)에 의해 도입된 직류 나프타 공급물의 존재하여 직류 및 중질의 FCC 나프타를 동시에 접촉 분해하는 방식으로 제사이클로되고 제 분해된다. 그러한 배치에서는 상기에서 기술된 바와 같이 단독적으로 또는 직류 나프타와 콤비네이션을 이루어 라이저(108)에서 중질의 FCC 나프타 재사이클을 분해하는 것이 고려 된다.

중질의 FCC 나프타는 모두 또는 부분적으로 관수단(114,4)을 경유하여 제1의 라이저 반응기(8)의 공급물 분사 노즐(6)로 통과될 수 있으며, 여기에서 이것은 관 수단(110)에 의해 도입된 고온의 재생된 촉매와 콤바인되어 중질 탄화수소 공급물의 존재하에 현탁물을 형성하여 상기의 중질 탄화수소 분해와 콤비네이션 된 접촉 재 분해가 이루어지고 또한 목적된 생산물 분포를 최적화한다.

또한, 본 발명의 상기와 같은 배치에서, 직류 나프타 공급물을 공급관(14)을 통해 관(4) 및 이후에 제1의 라이저 반응기(8)의 분사 노즐(6)로 공급하여, 관(4)에 의해 도입된 중질의 탄화수소 공급물을 분해하는 것과 콤비네이션을 이루어 직류 나프타를 접촉 분해하는 것이 고려된다.

또한 본 발명의 과정 및 장치는 중질의 FCC 나프타보다 가볍고 저 비등성인 물질을 제공하여 재사이클된 중질의 FCC 나프타, 직류 나프타 및/또는 중질의 개스 오일/잔여 탄화수소 공급물과 콤비네이션되거나 또는 단독으로 접촉 분해되는 것을 고려한다. 그러한 물질은 선택된 FCC 가솔린 컷(cut)을 포함하며, 이것은 개스 플랜츠(106)로부터 관 수단(108,114)을 경유하여 유인되어 이후에 관 수단(4) 및/또는 관 수단(14)으로 공급되며, 상기와 같은 접촉 분해를 위해 제1 및 제2의 라이저 반응기 각각의 공급 노즐(6,16)로 도입된다.

중질의 FCC 나프타 유동의 부분은 개스 재생 플랜드(106)를 위한 리인 오일 물질(lean oil material)로서 관 수단(114)을 통해 관 수단(160)으로 통과될 수도 있다.

나프타 비등 범위 탄화수소를 포함하는 경 사이클 개스 오일(LCO)/증류 유분은 관 수단(124)을 통해 칼럼(98)으로부터 유인되며, 상기 LCO/증류 유분은 약 300℉ 내지 약 430℉ 범위의 최초 비등점 및, 약 600℉ 내지 670℉의 최종점을 지닌다.

증류 유분은(도시되지 않음) 스트리퍼 용기에서 더욱 처리될 수 있고, 상기 용기내에서 상기 LCO/증류 유분은 스트립용 증기와 접촉함으로써 경질의 나프타 성분을 상기 유분으로부터 스트립시켜서, 이후에 수소화처리기 또는 다른 적절한 처리 수단으로 통과될 수 있는 스트립화된 LCO/증류 유분이 생산되어 디이젤 혼합물질로 전환하게 한다. 나프타 비등 범위 물질을 포함하는 스트립화된 증기는(도시되지 않은) 수단에 의해 상기 스트립퍼 용기로부터 주 생산 부류기로 통과될 수 있다.

본 발명의 과정 및 장치에서는 목적된 생성물 분포를 최적화하도록, 상기와 같이 생산된 LCO/증류물의 일부를 관 수단(124)을 경유하여 상기에서 가술된 증탄화수소 공급 유동 및 다른 나프타와 연관되어 사용되도록 관 수단(124)을 경유하여 관(14)으로 통과되는 것이 있다.

약 600℉ 내지 약 670℉의 최초 비등 범위를 지니는 비(非) 증류 중 사이클 개스 오일(HCO) 유분을 칼럼(98)으로부터, 상기 LCO 증류 유분 유인 지점보다 낮은 이것의 중간지점에서 관 수단(126)을 경유하여 유인된다. 도면에서 도시되어 있지 않을지라도 HCO 유동의 최소한 일부가 본건에서 제시된 방식으로 라이저 반응기(8)에서 재분해되도록 관(4)으로 통과될 수 있다.

칼럼(98)의 저부로부터, 비 증류 HCO 비등 물질을 포함하는 슬러리 오일은 약 600℉ 내지 700℉에 이르는 온도에서 관 수단(132)을 경유하여 유인된다. 슬러리 오일의 일부는 관(132)으로부터 폐열 증기 발생기(134)를 통해 통과되며, 여기서 슬러리 오일의 상기 부분은 약 450℉의 온도로 냉각된다. 폐열 증기 발생기(134)로부터, 냉각된 슬러리 오일은 칼럼(98)의 저부로 부가적인 환류(reflux)로서 유동한다. 관(136)을 경유하여 유인되고 상기와 같은 생산될 슬러리 오일의 제2부분은 생산물 슬러리로서 유동한다.

본 기술 분야에 숙련된 이들에게 본 발명의 과정 및 장치는 제1 및 제2의 (개별적인 저온 및 고온의) 촉매 재생 영역을 채용한 콤비네이션 유동화 접촉-재생 과정의 어떠한 형태에도 적용될 수 있음이 자명해질 것이다.

예를 들면, 한 실례로 미국 특허 제4, 601, 814호, 제4, 336, 160호 및 제4, 332, 672호에서 설명된 바로서, 제1도의 실시예에 기술된 ＂스택화(stacked)＂ 재생 영역에 부가하여, ＂병렬(side-by-side)＂ 촉매 재생 영역 형상이 본건에 채용될 수 있다.

Claims (6)

1. 분리된 제1 및 제2의 촉매 재생 영역을 포함하며 분해 촉매로써 탄화수소 공급물질 또는 이것의 증기를 분해하는 유동화 촉매-분해 과정에 있어서, 상기 촉매는 상대적으로 일산화탄소가 농후한 제1의 재생 영역 연도 개스(flue gas)및 상대적으로 이산화탄소가 농후한 제2의 재생 영역 연도 개스를 생산하기에 효과적인 조건하에 산소 함유 개스의 존재하에 촉매상의 탄화수소성의 침착물을 연소시킴으로서 연속적으로 재1 및 제2의 재생 영역에서 계속 재생되고, 제1재생 영역의 온도는 1100℉ 내지 약 1300℉의 범위이고, 제2재생 영역의 온도는 1300℉ 내지 약 1800℉의 범위이고, (a) 최소한 1300℉의 온도, 5 내지 10의 촉매 대 오일 비율 및 1 내지 4초의 체제 시간에서, 제2의 촉매 재생 영역으로부터 공급되는 재생된 분해 촉매의 존재하에 제1의 연장 라이저 반응기에 개스 오일 및/또는 잔여 오일 비등 범위 물질을 포함하는 제1의 탄화수소 공급물을 분해하고, 이 단계에서 코크스는 상기 촉매상에 1.2중량 퍼센트 미만의 양으로 침작되어 중질(重質) 나프타 유분(fraction), 상기 중질 나프타 우분보다 저 비등하는 물질, 경 사이클 오일(ligne cycle oil), 중 사이클 오일(heavy cycle oil) 및 상기 중 사이클 오일보다 고 비등 물질등을 포함하는 제1탄화수소 공급물의 증발성 전환 생산물을 획득하고, (b) 상기 단계와 동시적으로, 최소한 1300℉의 온도, 3 내지 12의 촉매 대 오일 비율 및 1 내지 5 초의 체제 시간에서 제2의 촉매 재생 영역으로부터 공급되는 재생된 분해 촉매의 존재하에 제2의 연장 라이저 반응기에서 직류 나프타(virgin naphtha) 및/또는 중간(中間) 및 중 분해 나프타 비등 범위 물질을 포함하는 제2의 탄화수소 공급물을 분해하고, 이 단계에서 코크스는 0.5중량 퍼센트 미만인 양으로 상기 촉매상에 침치되어, 경 사이클 오일 물질로부터의 경 탄화수소 물질 및, 고 방향족 함량 및 옥탄가를 지닌 가솔린 비등 범위 물질을 포함하는 제2탄화수소 공급물의 증발성 전환 생산물을 획득하며 (c) 제1 및 제2의 연장 라이저 반응기로부터의 증발성 전환 생산물을 통상의 분리 영역(disengaging zone)에서 통과 및 콤바인시키며 이 단계에서는 혼입된(entrained) 촉매 입자를 증발성 생산 물질로부터 분리시키고 콤바인된 전환 생산물을 분별 증류 영역으로 통과시켜, 최소한 가솔린 비등 범위 물질 유분 및 경질 개스성 탄화수소 물질 유분, 중질 나프타 비등 범위 물질 유분, 슬러리 오일 및 고 비등 물질 유분을 포함하는 중사이클 비등 범위 물질 유분 및 경 사이클 오일 비등범위 물질등을 회수하는 단계등을 포함하는 과정을 향상시키기 위한 방법이다.
2. 제1항에 있어서, 가솔린 및/또는 중질 나프타 유분의 최소한 일부가 제2의 라이저 반응기 및/또는 제1의 라이저 반응기에서 재사이클되고 재분해되는 방법.
3. 제2항에 있어서 가솔린 및/또는 중질 나프타 유분을 직류 나프타의 존재하에 재분해되어 옥탄 비율 및 방향족 함량을 향상시키는 방법.
4. 제1항에 있어서, 제1의 탄화수소 공급물은 중질의 탄화수소 공급물을 포함하고, 이 중질 탄화수소 공급물은 이것의 20중량 퍼센트 이상의 성분이 1000℉ 또는 그 이상에서 비등하는 것과 함께 최소한 400℉에서 최초로 비등하는 최소한 2중량 퍼센트의 conradsor 탄소를 지니며, 제2의 탄화수소 공급물은 10℉ 내지 392℉의 범위에서 비등하는 직류 나프타 및 최대 약450℉까지 비등하는 성분을 포함한 중간 및/또는 중질의 나프타를 포함하는 방법.
5. 탄화수소 공급물질 또는 이것의 증기를 유동화상태에서 미분화된 분해 촉매로써 분해하여 탄화수소성의 침착물을 지닌 소비 촉매 입자 및 분해 생산하고, 증발성의 탄화수소 생산물을 촉매 입자로부터 스트립(strip)시키고, 파울된(fouled) 촉매는 제1의 재생 영역으로 이송되어 여기서 약 15 내지 40psig 범위에 이르는 압력 및 산호 함량 개스의 효과적인 양의 존재하에 약 1300℉ 미만인 온도에서 촉매상의 탄화수소성 침착물과 연계된 거의 모든 탄화수소물을 연소시킴으로써 촉매는 부분적으로 재생되어 약 2 내지 약 80체적 퍼센트에 이르는 일산화탄소 함량을 지닌 제1의 재생영역 연도 개스를 생산하고, 다음에 부분적으로 재생된 촉매는 제2의 재생 영역으로 이송되서 산호 함유 개스의 효과적인 양의 존재하에 약 1300℉ 내지 1800℉의 범위인 온도에서 촉매 표면상에 잔류한 거의 모든 탄화수소성의 침착물을 연소시킴으로 촉매가 왼전히 재생되어 체적의 백만당 약 1200부 미만의 일산화탄소 함량을 지닌 제2재생 영역 연도 개스를 생산하는 유동화 접촉 분해-재생 과정에 있어서, (a) 1 내지 4초의 채재시간, 5 내지 10의 촉매 대 오일 비율, 최소한 1300℉의 온도에서 제2의 촉매 재생 영역으로부터 공급된, 재생된 분해 촉매의 존재하에 제1의 연장 라이저 반응기에 개스 오일 및/또는 잔여 오일 비등 범위 물질을 포함하는 제1의 탄화수소 공급물을 분해하고, 이 단계에서 코크스는, 1.2중량 퍼센트 미만인 양으로 상기 촉매상에 침착되어, 중질 나프타 유분 및 상기 중질 나프타 유분보다 저 비등하는 물질, 경 사이클 오일, 중 사이클 오일 및, 상기 중 사이클 오일보다 고 비등하는 물질등을 포함하는 제1탄화수소 공급물의 증발성 전환 생성물을 획득하고, (b) 상기 단계와 동시적으로, 1 내지 5초의 채재시간, 3 내지 12의 촉매내 오일 비율, 최소한 1300℉의 온도에서 제2의 촉매 재생 영역으로부터 공급되는 재생된 분해 촉매의 존재하에 제2의 연장 라이저 반응기에서 직류 나프타, 중간 분해 나프타(intermediate cracked naphtha) 또는 중 분해 나프타, 또는 이들의 혼합물, 비등 범위 물질등을 포함하는 제2의 탄화수소 공급물질을 분해하고, 이 단계에서 코크스는 상기 촉매상에 0.4중량 퍼센트 미만의 양으로 침착되어 경 사이클 오일 물질로부터의 경 탄화수소 물질과 고 방향족 함량 및 옥탄가를 지닌 가솔린 비등 범위 물질을 포함하는 제2탄화수소 공급물의 증발성 전환 생산물을 획득하고, (c) 제1 및 제2의 연장 라이저 반응기로부터의 증발성 전환 생산물을 보통의 분리영역(disengaging zone)에 통과 및 콤바인시키며 여기에서는 혼입된 초매 입자를 중발성 생산 물질로부터 분리하고, 콤바인된 전환 생산물을 분별 증류 영역으로 통과시켜, 최소한 가솔린 비등 범위 물질 유분 및 경질 개스성 탄화수소 물질 유분, 중질 나프타 비등 범위 물질 유분, 슬러리 오일 및 고 비등 물질 유분을 포함하는 중 사이클 비등 범위 물질 및 경사이를 오일 비등 범위 물질 유분을 회수하는 단계등을 포함하는 상기 과정을 향상시키기 위한 방법.
6. 탄화수소 공급물질을 분해 촉매로 분해하는 유동화 접촉 분해 -재생 과정에 있어서, (a) 미분화된 재생 촉매 입자의 유동화 베드를 포함하여 개스 오일 및, 또는 잔여 오일 비등 범위 물질과 이들을 접촉시킴으로서, 분해된 생산물 및 탄화수소성의 침착물을 지닌 소비 촉매 입자를 포함한 배출물을 생산하는 제1의 라이저 반응기, (b) 미분화된 재생 촉매 입자의 유동화 베드를 함유하여 직류 나프타, 중간 분해 나프타 또는 중 분해 나프타비등 범위 물질 또는 이들의 혼합물을 촉매 입자와 접촉시킴으로써, 탄화수소성 침착물을 지닌 소비촉매에 입자 및 분해 생산물을 포함하는 배출물을 생산하는 제2의 라이저 반응기, (c) 제1 및 제2의 라이저 반응기로부터 배출물을 수용하여 분해 생산물을 소비 촉매 입자로부터 분리시키는 분리영역, (d) 분리 영역으로부터의 소비 촉매입자를 수용하여 증발성 탄화수소 물질을 스트립용 개스(stripping gas)의 존재하레 소비 촉매로부터 분리시키는 스트립 영역(stripping zone), (e) 스트립 영역으로부터의 소비 촉매 입자들을 수용하여, 15 내지 40psig 범위의 압력과 탄소 함유 개스의 효과적인 양의 존재하에 약 1100℉ 내지 약 1300℉ 범위의 온도에서 촉매 입자상의 탄화수소성 침착물과 연과된 거의 모든 수소를 연소시키고, 약 2 내지 8체적 퍼센트 함량의 일산화탄소를 지니는 제1촉매 재생 영역 연도 개스 및 부분적으로 재생된 촉매를 생산하며, 또한 유동화 및 연소애 필요한 산소 함유 개스를 수용하는 유입부를 지니는 제1유동화 촉매 재생 영역, (f) 제1의 촉매 재생 영역으로부터의 부분적으로 재생된 촉매를 수용하여, 산소 함유 개스의 효과적인 양의 존재하에 10 내지 40psig의 압력 및 1300℉ 내지 1800℉ 범위의 온도에서 촉매상의 거의 모든 탄화수소성 침착물을 연소시키고, 약 0.003중량 퍼센트 미만의 탄소 함량을 지닌 완전히 재생된 촉매 및 백만당 1200부 미만의 일산화탄소를 지닌 제2의 촉매 재생 영역 배출가스를 생산하고, 또한 탄화수소 공급물질의 접촉을 위해 제1 및 제2의 라이저 반응기, (a) 및 (b)에 각각 완전히 재생된 촉매를 통과시키는 유출부 및 유동화와 연소를 위해 필요한 산소 함유 개스를 수용하기 위한 유입부를 지니는 제2의 유동화 촉매 재생 영역 및, (g) 분리용 영역(c)로부터의 분해 생산물 및 단계(d)로부터의 증발성 탄화수소 물질을 수용하여 생산물 유분을 회수하는 분별 증류 영역등을 포함하는 장치.

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