JPS58149989A - 重質炭化水素供給原料の多帯域転化法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明を一重質炭化水素供給原料例えば原油または残油
をクランキングおよび水素化転化して軽質炭化水素例え
ばナフサおよび種々の留出物および燃料ガス生成物を製
造する方法に関するものである。特に本発明は粒状担体
材料の流動床を含有する多帯域を使用して上部帯域にお
ける供給原料のクランキングおよび下部帯域における担
体上のコークス堆積物のガス化を容易にするかかる方法
および反応器装置に関するものである０従来循環する粒
状担体材料を使用して重質油供給原料を多帯域で転化す
ることに関して多くの研究がなされている。代表的な方
法では一次クランキング用上部帯域と、ストリッピング
／二次クランキング用中間帯域と、燃焼／ガス化用下部
帯域を使用し、各帯域に粒状担体材料の流動床を含有だ
せ、この流動床を帯域ごとに互に隣接きせる。

先ず供給原料を上部帯域において粒状担体材料上および
この材料内でクランキングし、炭素を相体上および担体
内に堆積し、しかる後に炭素の付着した粒子を、ストリ
ッピング帯域内を降下させ熱還元性ガスの上昇流と向流
させる０ガス化帯域で炭素質物質を部分酸化することに
より担体材料を再生し、上昇管内の輸送ガスによって一
次クランキング帯域に再循環して反応熱を一次タラッキ
ング帯域に提供する。関連する若干の代表的な例として
は米国特許第１，８６１，９４８号、同第Ｌ８８５゜８
４２号および同第Ｌ８８　ｓ、ａ　４８号があり、これ
らの米国特許は供給原料である原油および残油のクラッ
キングから生じたコークスのために循環する粒状担体を
使用することを開示している。また１木国特許第２，８
７５，１５０号および同第８，２０２．６０８号は重質
油供給原料を水素化分解してガスおよび液体の留分を生
成するために粒状担体材料を使用する残留およびタール
供給原料の多床水素化分解および転化方法を開示してい
る。

重質炭化水素供給原料に対′するかかる転化方法では、
−次りラツキ゛ング帯域とガス化圏とを分離する流動床
ストリッピング帯域の両端間に大きな温度勾配を維持す
るのが望ましい。しかし、かか制では困難である。スト
リッピング帯域とガス化帯域との間の気体一固体接触が
悪いとス）　ＩＪツビング帯域で達成される二次クラッ
キング温度が限定される。流動床ス）ｊｌｌラビング域
の機械的設計はこの帯域がガス化帯域に隣接するように
行う必要があり、この帯域は１６００〜１９００″Ｆの
好適温度とする。また、脱コークスした熱担体材料の再
ｖｒｉ環流を制御する（は高温の弁によって絞る必要が
あり・これは機械的設計を複雑するのに寄４する。

本発明の炭化水素転化方法および装置は、ストリッピン
グ帯域と下部ガス比論との間に中間帯域（４ｎ、ｔｅｒ
ｉｍ　）を設け、この中間帯域をこの帯域中の温度、担
体固体流および二次クラッキング反応の制御が改善され
るように配置することにより、従来技術の水素化分解方
法を改壱′する。

本発明は重質炭化水素供給原料を改質して軽質炭化水素
液体およびガス生成物を生成するための優れた多帯域転
化方法および反応器系を提供する。

本発明は、上部−次クランキングまたは転化帯域と、よ
り高い温度に維持されている下部ガス化または燃焼帯域
とを、中間ストリッピング帯域（ｉｎｔｅｒ−ｍｅｄｉ
ａｔｅ　８ｔｒｉｐｐｉｎｇＺｏｎｅ　）およびその下
に隣接する中間帯域（１ｎｔｅｒｉｌｌ　Ｚｏｎｅ　）
とによって分離してなる四帯域反応容器を使用する。こ
れらの４個の反応器帯域はすべて粒状担体材料の流動床
を含み、粒状担体材料は前記帯域を経て連続的に循環さ
せ、上向きに流れるガスによって流動化した。

供給原料を流動床７次クラッキング帯域内で８５０〜１
８００″Ｆの範囲内の温度でクラッキングして液体およ
びガスの生成物を生成し、この際コークスは相体材料上
および担体材料内に堆積する。吸着された高沸点の耐熱
性液体およびコークス堆積物を含有しているコークス含
有担体はストリッピング帯域内を下向きに降下し、スト
リッピング帯域内を下向きに降下し、ストリッピング帯
域には粒状担体材料がこの帯域を下向きに通過すること
を保証するのに充分な空隙を有する固定充填物または構
造物を含ませる。中間（ｉｎｔｅｒｉｍ　）帯域はスト
リッピング帯域と下部ガス化帯域との間に設けてこの点
における温度制御を改善し・かくして反応器内の降下す
る炭素付着粒状担体材料上に含まれている炭化水素残留
物のストリッピングおよび二次クラッキングの程度を制
御し、しかる後に粒状相体を下部ガス化帯域に輸送する
のが好ましい。ガス化帯域を酸素含有ガスおよび流れに
よって１６００〜１９００″Ｆの範囲内の温度に維持し
てコークス堆積物をガス化し、還元性ガスを生成する。

次いで脱コークスした高温の粒状固体を一次タラッキン
グ帯域に再循環する。

かくして中間（ｉｎｔｅｒｉｍ　）帯域はストリッピン
グ帯域と下部ガス化帯域との間に設置された特定の熱制
御手段を提供して供給原料の二次クラッキングの制御お
よび液体生成物収量の選択率を改善する。また中間（ｉ
ｎｔｅｒｉｍ　）帯域は担体材料によってガス化帯域に
輸送される炭素質物質量を最小にし１かつ相体材料め流
れの制御および固体の流れの弁との連通を可能にする。

普通中間（ｉｎｔｅｒｉｍ）帯域の温度は１０００〜１
６００″Ｆの範囲内に維持する。

四帯域反応器における温度制御を改善するために流動床
中間（ｉｎｔｅｒｉｍ　）帯域を使用することはいくつ
かの利点を有する。かかる中間帯域はストリッピング帯
域において開放度の一層大きい充填床または規則配列設
計、即ち空隙率の大きいものを使用することができ、こ
れにより粉状担体の流動性能を増大し、炭化水素液体生
成物収量およびその分布の制御を改善することができる
。

本発明（おいては、炭化水素転化方法および反応器系を
、垂直に設けられ互に連結された４個の主要な流動床帯
域から構成し、ざらにこれらの流動床帯域を種々の降下
流室て管および上昇流緻密相上昇管によって連結するの
が適当である。この方法では、炭化水素供給原料、例え
ば重質原油または残油、シエール油、タールサントビチ
ューメンおよびこれらの残油、これらの石炭との混合物
を予熱し、上部−次クランキング帯域内にある粒状担体
材料の流動床中に適当なレベルで注入する。

ざらに１蒸留可能な液。体生成物のある部分をこの帯域
に再循環してこれをクランキングすることができる。こ
の帯域を８５０〜１４００Ｆの温度および普通２００〜
８００　ｐｓｉｇの範囲内の全圧に維持するが、一層高
い圧力を使用することができる０供給物質は多孔性相体
材料床によって吸収され・クランキングして蒸気および
液体の生成物を生成し、また担体材料上および担体材料
内にコークス堆積物を生成する。上向きに流れる還元性
ガスによってクランキング帯域に生成する水素分圧はコ
ークスの生成程度を限定し、従来の流動床コーキング操
作より好ましい生成物収量分布が生成すも主として一次
分解帯域用の熱は下部ガス化帯域から再循環される高温
の粒状担体材料によって供給される。高温の粒状担体材
料は緻密相上昇管内の輸送ガスによって上部分解帯域内
に持上げられてここに反応熱を供給しかつプロセスの顕
熱要件をバランスさせる。また、担体材料上に堆積した
コークスの下部ガス化帯域における部分醸化によって生
成する上向きに流れる還元性ガスは中間（ｉｎ−ｔｅｒ
ｉｍ）帯域およびストリッピング帯域を上向きに通り、
−次タラッキング帯域で生起する供給原料の水素化分解
用の流動化／反応体ガス並びに分解帯域における熱要件
の一部分を供給する０かかる還元性ガスは主として水素
、−酸化炭素、水蒸気および二酸化炭素を含有する〇 １次分解帯域のすぐ下に位置するストリッピング帯域に
は多段水平構造部材または軸方向の固形物混合を制限す
る大きさの粗粒子充填材料からなる固定充填材料を含有
して１５０〜７５０Ｆの垂直温度勾配を設け、これによ
り非等温下降流ストリッピング７３１次分解帯域を形成
する。粗粒子充填材料を用いる場合には、充填材料支持
構造を設けて粒子担体固形物の下降流およびストリッピ
ング帯域を通る還元ガスの上昇流を十分に達成させて炭
化水素液体を充填材料から効果的にストリッピングする
。多段水平構造部材は支持構造を必要としないで設ける
ことができる。ストリッピング帯域の上にスカルピング
スクリーン（ｓｃａｌｐｉｎｇＢｃｒｅｅｎ　）を設け
てストリッピング帯域の充填材料の降下および閉塞する
ことから１次分解帯域において形成する集塊を防止する
。

ストリッピング帯域の下端において、充填材料を存在さ
せないが、流動粒子担体を含有させる中間帯域を設ける
。このためにこの中間帯域は等温作用に近い領域である
。ストリッピング帯域からの降下する粒子担体材料上に
またはその材料中に残留する液体は中間帯域で分解する
。中間帯域における温度は粒子担体固形物の次に示す８
種類の流れの組合せによって主として制御される二（ａ
）　　１次分解帯域からストリッピング帯域を通り中間
帯域に下方に向う流れ； Φ）　中間帯域からガス化帯域に下方に向う流れ；およ
び （Ｃ）　　還元ガスの上昇流によりガス化帯域から中間
帯域に上方に向って運ばれる熱固形物の流れ。

中間帯域温度は、一般に１０００〜１６００Ｆの範囲に
維持する。このためにこの中間帯域はストリッピング／
２次分解帯域出口温度をより正確に制御して供給原料の
耐火性で、かつ高沸点部分を完全に分解させる。中間帯
域温度は中間帯域とガス化帯域との間の担体固形物の循
環速度によって制御し、この速度は下降流室て管の弁の
位置によって調節する。

中間およびガス化帯域はガス化帯域から排出されるガス
および固形物を適当に分布するグリッド構造で分離し、
これら帯域間に所望の熱担体を得るようにする。この場
合に、中間およびガス化帯域は実用温度の所望の広い範
囲にわたって操作でき、供給原料変化および操作性能を
害さない市販要求条件によるプロセス最適化を与え、ま
たストリッピング帯域に対する非実用的機械設計が要求
される。グリッド内の集塊除去だめは中間帯域の底部に
設けて熱上昇還元ガスのマルデスＹリブジョン（ｍａｌ
ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　）を生じさセテ収集すレる
細い集塊またはクリンカーを防止する。また、クリンカ
ーの収集を一時的にまたはシステムの逆転する間に生成
する場合には、これらのクリンカー収集用だめは操作中
クリンカーを除去できるように配置する。

また、スＦリッピング帯域バイパス導管は多帯域反応器
の供給原料通過流量容量を大きくすることができる。こ
のバイパスは粒子担体固形物の正味下降流を達成する補
助容量を設けることによって高い上昇流ガス速度で流動
床１次分解帯域の操作を安定にする。また、バイパス導
管は望ましくする反応操作におけるストリッピング帯域
を下方に通す担体材料流を減少する。ストリッピング帯
域充填構造または材料の設計は下部ガス化帯域から１次
分解に供給する少部分または大部分の顕熱をストリッピ
ング帯域を通る垂直固形物熱拡散率によって生ずるよう
にする。この事は可能性のある操作条件の広い範囲にわ
たるストリッピング帯域温度を自由に制御できるように
する。ガス化帯域の上部は直径を細くし、熱収支要件に
相当する上昇還元ガスによって所望固形物飛沫同伴速度
の生成するようにする。また、ガス化および中間帯域を
分離するグリッドプレートは上昇還元ガス流の良好な再
分配するのに十分な圧力降下によって操作できるように
する。このグリッド部材は耐火材料から形成し、任意圧
力サージの結果としてグリッドの分解を防止するアーチ
形状にするのが好ましい。中間およびガス化帯域に接続
するバイパス立て管における弁を僅かに閉じることによ
ってガス化帯域への固形物の供給を減少させてガス化帯
域における流動床レベルを降下し、これにょって熱粒子
担体材料の上方への飛沫同伴を減少する。

この減少した飛沫同伴は上述するガス化帯域および有効
な粒子輸送解放高さの相対位置の組合せ作用によって生
ずる。

１６００〜１９００Ｆのガス化帯域における望ましい温
度は担体材料上にまたは担体材料中に堆積したコークス
のガス化および燃焼によって維持する。酸素および流れ
はガス化帯域の下端における円錐状先細区域を周囲的に
および垂直に横切って位置するノズルを通して噴射する
。全流れの１部を用いてガス化帯域に固形物を流動化し
て良好な混合帯域を形成し、この帯域に酸素を担体材料
をクリンカーまたは焼成することなく噴射する。

帯域は酸素噴射区域において外方に向けて傾斜させて酸
素分散を促進する望ましい均一流動速度を維持する。

コークス化しない熱粒子固形物はガス化帯域ペースから
固形物流弁を通す濃厚相流動化室て管および高抵抗帯域
を形成する逆積方向導管に取出す。

次いで、固形物を輸送ガスまたは流れを添加して濃厚相
ライザー導管に上昇させ、−次分解帯域に送る。この方
法において、固形物流制御は上昇ゲス入口点の位置を定
め、上昇ガス流をこれらの点に調節することによって達
成することができる。。

更に、高いガス化帯域温度に曝す固形物流弁は普通操作
中必要とする絞り作用を少なくとも行わずにまたは広い
開口で操作することができる。また、固形物取出しシス
テムはガス化帯域の底部に設＆する。このシステムはこ
の帯域で形成する任意に焼成またはタリンカーした固形
物を除去するのに用いることができる。

吸収率、細孔径、細孔容積および他の適当な特性に対す
る適当な粒子担体材料の選択は上部−次分解帯域におい
て生成した殆んどすべての高沸点耐火材料およびコーク
スを捕取でき、および材料を凝集することなく所望の分
解反応を達成できるようにする。粒子担体は天然に生ず
るまたは合成のアルミナ、アルミノシリケートまたは必
要な吸収特性を有する類似材料から選択することができ
る。所望の粒子の大きさは約４０〜２６０ミクロ第１図
に示す如く、重質原油又は残油のような炭化水素供給原
料１０を１２で圧送し、１８で予熱した後、中間レベル
で多帯域反応器１６の上部−次分解帯域１４に圧入する
。この分解帯域１４は粒状担体材料１７の流動床１［ｉ
を有する。

分解帯域１４は４ｂ載４〜７６０．０℃（８５０〜１４
００’Ｆ　）の温度で通常１４．０６〜５６．２４ｊ９
／ｃｍ”　（ｚ　ｏ　ｏ〜ｓ　ｏ　ｏ　ｐｇｉｇ　）の
範囲内の合計圧力に維持する。供給原料を多孔質担体粒
子１７の床１６により吸収し、分解して液体および気体
生成物を付与し、またコークス堆積物が担体材料上およ
び該材料内に生成する。コークス形成の範囲を制限し好
適な生成物収率分布を生ずる上昇流の還元性ガスにより
分解帯域１４に水素分圧を付与する。生成する気相製品
をサイクロン分離器５０を経て上方に通し、気体流５１
として除去する。−次分解帯域１４への熱は主として下
部ガス化帯域８４から再循環され濃密相上昇管８２内の
移送ガスにより上部分解帯域１４へ持ち上げられて該分
解帯域に反応熱を付与する熱粒状担体材料により付与さ
れる。また、粒状担体材料上に堆積したコークスの下部
ガス化帯域８４内での部分酸化により生じた熱還元性ガ
スの上昇流が中間のストリッピング帯域を経て順次上方
に通過し、−次分解帯域１４で生じる供給原料の水添分
解用の流動／試薬ガスになる。この還元性ガスの上昇流
は３、として水素−一酸化炭素、水蒸気および二酸化ｔ
Ａｌ　含有する。

４分解帯域１４の直下に位置するストリッピング帯域は
多帯域構造部材２１よりなる固定充填物、すなわち６５
．６〜８９８．９°Ｃ（１５０〜７５０’Ｆ　）の実質
的に垂直な温度勾配を付与して非等温の同流ストリッピ
ング／Ｍ’ｅＬ分解帯域を構成するために頂部／底部固
体混合を制限するようにした粗粒状充填材料を含有する
。粗粒状充填材料を帯域２０に用いると、ストリッピン
グ帯域３０内での十分な粒状固体担体の下降と還元性ガ
スの上昇とを付与して炭化水素液体の充填物からの有効
なストリッピングを達成する充填物支持構造が得られる
。ストリッピング帯域２０の上方にスカルビンゲスクリ
ーンｓ！Ｉを設けて一次分解帯域内で形成され得る凝集
物が降下しストリッピング帯域の充填材料床を閉塞する
のを防止するのが好ましい。

ストリッピング帯域８ｏの下方端に、充填材料ではなく
流動状の粒状担体材料を含有し、等温条件に近づける中
間帯域ｓ４を設ける。粒状担体材料上に又はストリッピ
ング帯域からの粒状担体材料内に残存するあらゆる高沸
点液体が中間帯域２４内で分解される。中間帯域２４内
の温度を主として粒状固体担体流の組合せにより制御す
る。

固体類は更なる加熱のために一次分解帯域からストリッ
ピング帯域を経て中間帯域に流下し、次いで中間帯域か
らガス化帯域へ流下する。また、熱固体類はガス化帯域
がら還元性ガスの上昇流により中間帯域へ上方に運ばれ
る。

このため、中間帯域の温度は通常５８７．８〜８７１．
１℃（１０００〜１６００　＠Ｆ　）ｓ好ましくはｂ９
８．δ〜８１５．６℃（１１００〜ｉ００’Ｆ　）　１
７）範囲内に維持される。この中間帯域の温度は主とし
て中間帯域およびガス化帯域間での固体担体の循環速２
６におけるスライド弁ｇ５の位置決めにより達成する。

例えば、弁２５を開放し、一層多量の固体をガス化帯域
δ０へ下方（移送すると、この帯域８０内の流動床レベ
ルが上昇し、一層多くの熱固体が還元性ガスの上昇流に
より中間帯域２４へ上方に運ばれる。

中間帯域とガス化帯域とを格子構造体２８により勿離す
る。この構造体２８はコークス残渣の経済的ガス化に必
要な高温度をガス化帯域に付与し得る熱障壁として作用
する。格子と一体化した凝集物除去溜め１９を中間帯域
の底部に設けて該帯域でｉ）ｉ：集され得る微細凝集物
すなわちタリン力−が熱還元性ガスの上昇流の不良分布
をもたらすのを防止する。また、がかるクリンカー捕集
用溜めはクリンカーが過渡期間すなわち系の定常状態へ
の移行期間中に生じた際これをオン−ライン除去するの
を可能にするため配置する。

ストリッピング帯域バイパス管１８および弁１ｇを設け
て多帯域反応器１６の供給原料処理能力を拡大する。こ
のバイパスを使用して管１８中の粒状固体担体の正味の
降下流を達成する補助能力を付与することにより特定の
設計定格よりも高い上昇ガス流速で流動床−次分解帯域
を安定に操作することができる。また、バイパス管は反
応器操作を保証する際にストリッピング帯域２０を下方
に通過する担体材料流を減することができる。

ストリッピング帯域の充填構造又は材料は、下部ガス化
帯域から一次分解帯域へ供給される顕熱の一部又は大部
分がストリッピング帯域内での垂直固体温度拡散率によ
り生ずるよう設計する。

ガス化帯域８０の上方部分８２は直径が縮限され、熱バ
ランス要件に対応する上昇還元性ガス流により所望の固
体同伴速度を生ずるよう輪郭づけられている。また、ガ
ス化および中間帯域を分離する格子板ｇ８は帯域δ２か
らの上昇還元性ガス流の良好な再分布を確実にするに十
分な圧力降下で操作するよう寸法づけられている。この
格子部材２８はシイ−・イー・し７ラクトリーズ、イン
コーホレイテッド製のセロツクス（０６ｒＯＸ　）　６
００の如き耐火材料よりなる。設計定格の数倍にわたっ
て変動して加わる多大な圧力の結果として格子が分解す
るのを防止するため、上記格子をアーチ形にするのが好
ましい。バイパス立てｖ２６の升２６を僅かに閉じるこ
とによりガス化帯域８ｏへの固体の供給を減すると、ガ
ス化帯域８４の上方部分における流動床レベルが降下し
、これにより脱コークスされた熱粒状担体材料１７の上
方同伴か減ぜられる。この減少した固体同伴は上述した
ガス化帯域８２の一郭と有効粒子移送解馳尚さの相対位
置との結合効果により生じる。

８７１．１〜１Ｑ８７．８℃（１６００〜１９００”Ｆ
　）　０：）ｆｉｒ庫カス化伶域編Ｆ！ｌを、担体材１
１１ｉ）１７上および該材料内に堆積したコークスのガ
ス化および燃焼によりＩＩＩ！持する。酸素をガス化帯
域８ｏの−Ａ都における先細円錐部を横切って周方向お
よび当直方向に位置させた一連のノズル８５を観て水蒸
気と共にこれに沿って圧入する。余水ｔｈ％の一部を用
いて固体担体をカス化帯域で＃ｔ１１１１１させて十分
に混合された帯域にし、これに担体材料のクリンカー化
又は焼結を生ずることなく酸素を圧入することができる
。この帯域を下方端で外方に先細にして酸素分数を促進
するよう所−の均一な流動速度を維持する。別個の水蒸
気ノズルの列を先細絵素圧入帯域のＪＪＩｓに収けてＭ
ＬＩＩＩ床の安定を高めチャンネル化を岐小にするのが
好ましい。所要に応じて、酸素を水蒸気と一緒に圧入す
ることかできる。

脱コークスした熱粒状固体をガス化帯域８０の＆部から
横方向管８８を経て取出し、固体流皺弁８９を妊て濃密
相ｆＭ蛎立て管４０に通した。この横方向管および逆方
向の立て管により抵抗の大きい帯域を開成する。次に、
粒状固体を、４１および／又は４１ａで水蒸気又は生成
燃料ガスの知き朴込カスを―密輸上昇管４０内に尋人す
ることにより上方に持ち上げ、−次分解帯域１４へ＃送
する。このようにして、熱粒状固体の流皺制御を上昇ガ
ス人口点の位置決めおよびこれら入口点への上昇カス流
のａｍによりｆｉ成することができる。

尚いカス化帯域温度に−されるべき固体流皺弁ａ９をム
く１放してまたは少なくとも正゛酵運転中絞り作用を賛
することなく通常操作することができる。耐火材料より
なる憾い衝撃量４４を有する拡大反転部材４２を設けて
固体を一次分解帯域１４へ戻すようにする。

また、固体取出しＶ２Ｏおよび弁４７をカス化佑域３０
の低部に設ける。この糸を用いてガス化帯域からあらゆ
る焼結した、すなわちクリンカー化された固体を除去す
ることかできる。

使用する供給原料に左右されるが、少量の粒径の小さな
未転化コークスおよび粒径の小さな固体の大部分と一緒
に、液体および気体生成物は流れ５１として反応器上部
帯域を出て、外部サイクロン固体分離装置５２に通る。

この分離工程ですべての残留コークスおよび固体粒子を
流れ５８として生成物がガス流れから除去する。この流
れを反応器に再循環するかまたは廃棄することができる
。

ついで得られたサイクロン流出流ＦＤ４を、例えば油の
流れによる如くして５５で急冷するかまたは他の方法で
冷却してその温度を下げ、他の不所望な反応を制限する
かまたは防止する。ついで冷却した液体および気体を、
従来の分別装置５６を使用して分離し、生成物ガス流５
７、ナフサ液体流５８、軽質留出物液ｆｔＦＩ９および
重質留出物液体生成物留分６０を得る。軽質留出物液は
通常的４００″Ｆの初留点および６００〜１０００″Ｆ
の範囲の蛾終沸点を有し；重質留出物液は６００’Ｆ＋
のす留点を有する。所要に応じて、重質留分５９の一部
分６１を更に反応させるために一次分解帯域１４に再循
環することができる。また、重質液体循環の他の配置を
第２図に示す。高温脱コークス担体固体を制御弁６Ｉｓ
を介して下方へ通し、ついで導管４０の横方向上昇部６
６へ通す。

本発明を次の実施例につき説明する。

実施例 石油残油供給原料を４帯域反応器の上部流動床−次分解
帯域に供給し、粒状担体物質上で水素化分解した。用い
た操作条件および得られた生成物を下記の第１表に示す
。

第　　　１　　　表 供給原料 残油ｂｂｔ７日　　　　５１００ 酸　　素　　トン／日　　　　　　　　　　　　　１ｇ
ｇ水蒸気　トン／日　　　　　　　　　　　２１ａ温度
、Ｆ −次分解帯域　　　　　　　　　１０００ストリッピン
グ帯域　　　　　　１０００　Ｎ１４００中間帯域　　
　　　　　　　　１４００ガス化帯域　　　　　　　　
　１８００圧力、　ｐｓｉｇ　　　　　　　　　　　　
５ＩＩＳ。

生成物 燃料ガス、　ＳＯＦ／日　　　　　　　１２．υｏｏ、
ｏｏ。

ナフサ　ｂｂｔ１日　　　　　　　　２８８２４００〜
９００１の留出油、ｂｂｔ１日　　　　　　１４７４本
実施例においては、若干の４００〜９００”Ｆ留出生成
物流を、新しい供給原料１．０容量当り再循環＊０．５
容量の割合で一次分解帯域へ再循環した。

充填流動床ス）　ＩＪツビング帯域においてｌＯ〜６０
’Ｆ／ｆｔの高さの温度勾配を生じ、原料還元性ガスを
再分配して一次分解帯域用流動ガスを得た。

ｇｓｏ、ｏｏＯｊｂ／時の担体物質の正味の流れを流動
用還元性ガスに対して降下させた。ストリッピング帯域
の下の中間帯域において、８９０，０００ｊｂ／時の担
体物質を取り出しバイパス立て管を降ツドを通過する１
４０，０００／ｂ／時の担体をガス化帯域で生成する還
元ガスに約１８００’Ｆで同伴させることにより、等温
床を約１４００’Ｆに維持した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の断面図、 第２図は第１図の装置の底部の他の例の断面図である。 特許出願人　　エイチアールアイ・インコーボレーテツ
ド手続補正書 ｌ］Ｉイ和５和平８年４］５日 １、事件の表示 昭和５８年　特　許　願第　５７８９　号２、発明の名
称 重質炭化水素供給原料の多帯域転化法および装置３、補
ｉＥを、する者 ・１１件−の関係　特許出願人 名称　　　エイチアールアイ・インコーボレーテット６
、浦ＩＥの対象　明細書全文、図面 ７、禎ｉ　＋Ｅの内容　（別紙の通り）図面の浄占（内
容に変更なし） （訂正）　明　　　　細　　　　書 １、発明の名称　　重質炭化水素供給原料の多帯域転化
法および装置 ２特許請求の範囲 １　重質炭化水素供給原料を転化して軽質炭化水素液お
よび気体生成物を製造するに当り、（ａ）　　炭化水素
供給原料を４５４．４〜？６０，０°Ｃ（８５０〜１４
００″Ｆ）の範囲の温度に維持した加圧した上ｓｆＬ動
床動床４停 給し、上記分解帯域は還元性ガスを上昇させることによ
り流動する粒状担体物質の床を有し、供給原料の一次分
解を行い、 Φ）重質炭化水素液およびコークス堆積物を含む担体物
質を上記分解帯域から非等温帯域へ流下させて液体をス
トリッピングし、更に分解し、 （０）　　コークス堆積物を含む担体物質を下方の隣接
する中間帯域に通して温度制御し ５８７、８〜８７１．１℃（　１０００〜１６００１）
の範囲内の制御した温度ですべての残Ｗ液体を二次分解
し、 （ｄ）　　担体物質を上記中間帯域から下方の下部流動
床ガス化帯域に通して担体物質から上記コークス堆積物
をガス化し、 （ｅ）　　ｍ素含有ガスおよび水蒸気を下部ガス化帯域
に注入して担体物質上および担体物質内の上記コークス
堆積物と反応させ、ガス化帯域の温度を８７１，１〜１
０８７．８’Ｃ（１６００〜１９００’Ｆ）の範囲内に
維持してガス化しコークスを燃焼させ、還元性ガスを生
成し、 ψ）上記還元性ガスを中間帯域、ス）　ＩＪツヒ。 ング帯域および上部−次分解帯域に順次上方に流して床
を流動させ、 針　生成した高温の脱コークス粒状担体物質を下部ガス
化帯域から垂直搬送管に流し、上記固体を搬送するに十
分な速度で上記導管内を流れる運搬ガスを用いて上記固
体を上部−次分解帯域に再循環し、 （旬　流出物気相生成物を上記上部分解帯域から取出す ことを特徴とする重質炭化水素供給原料の多帯域転化法
。 ｉ　粒状担体物質の一部を一次分解帯域から降下管を介
して直接中間帯域へ通す特許請求の範囲第１項記載の方
法。 ＆　粒状担体物質の一部を中間帯域から導管を通して下
部ガス化帯域へ通す特許請求の範囲第１項記載の方法。 表　ガス化帯域からの高温粒状固体の一部を還元性ガス
の上昇流により中間帯域に同伴上昇させて中間帯域にお
ける温度を上昇させる特許請求の範囲ｓ１項記載の方法
。 五　使用済み担体物質および灰分をガス化帯域の底部か
ら取出す特許請求の範囲第１項記載の方法。 ａ　脱コークス粒状担体固体の下部ガス化帯域から上部
分解帯域への再循環を、固体および搬送ガスを外部に設
けた搬送管および制御弁を介して上昇させることにより
？！ＩＩＩ＃する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ｉ　搬送管内の上昇搬送ガス速度が少くとも１．８８ｍ
＋（ｅｆｔＶＢｆ３０である特許請求の範囲第６項記載
の方法。 ＆　上記流出物流が上記反応帯域に対し外部のガスから
分離される若干の粒状物質を含み、この粒状物質を反応
容器に再循環し、生成したきれいな流出流を冷却し、分
留工程に通してガスおよび蒸留可能な液体生成物を回収
する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ９、　流出物の気相生成物を冷却して分留工程に通し、
ここから軽質留出物液の一部を一次分解帯域に再＃ｌ環
する特許請求の範囲！＠１項記載の方法。 １ａ　　流出物の気相生成物を冷却し、分留工程に通し
、ここから璽質留出物液の一部を中間帯域に再循環する
特許請求の範囲第１項記載の方法。 ＩＬ　　供給原料が原油かまたはその残油分である特許
請求の範囲第１項記載の方法。 ｌ龜　供給原料が頁岩油またはその残留分である特許請
求の範囲第１項記載の方法。 ｌ　　供給原料がタールサントビチューメンまたはその
残油分である特許請求の範囲第１項記載の方法。 １４　　供給原料が石炭粒子を含み、粒状灰分を上記ガ
ス化帯域の下部から取出す付加工程を有する特許請求の
範囲第１項記載の方法。 １＆　重質炭化水素供給原料を分解および転化して軽質
炭化水素液体および気体生成物を製造する装置において
、 （〜　加圧ｏＴ能な金属反応器と、 （１））　　ｖｔ、動床反応を行うため反応器の上端に
設けた一次分解帯域と、 （０）　　炭化水素供給原料物質を上記−次分解帯域に
導入する装置と、 （ｄ）　　上記−次分解帯域の下部に設けた、固定充填
物質を内蔵するストリッピング帯域と、（８）　　ｆｉ
動床ガス化反応を行うため反応器の下端部に設けたガス
化帯域と、 （０上記ストリッピング帯域とガス化帯域の間に設け、
制御した温度で二次分解反応を行うための中間帯域と、 億）　燃焼ガスと水蒸気を上記下部ガス化帯域に導入す
るための導管装置と、 （旬　上記下部ガス化帯域からの高温粒状担体物質を上
部分解帯域に上昇再循環させるための導管装置と、 （ｉ）　　搬送ガスを上記導管装置の下端部に導入する
ための装置と、 Ｏ）　生成したガスを反応器の一次分解帯域から除去す
るための装置 とを備えたことを特徴とする重質炭化水素供給原料の多
帯域転化装置。 ＨＬ　　各帯域が、流動させ且つ上部分解帯域から連続
的にストリッピング帯域および中間帯域を介して下部ガ
ス化帯域へ再循環し、次いで外部導管および制御弁を介
して上記上部−次分解帯域へ４１）循環する粒状担体物
質を含んだ特許請求の範囲第１５項記載の装置。 ｌ′１．　　中間帯域とガス化帯域の間に、上記帯域間
で粒状固体の流通を制御するため有孔グリッドを備えた
特ｆｆ１ｔｌＩ求の範囲第１！１項記載の装置。 ｌ＆　耐火性物質から成る有孔グリッドをストリッピン
グ帯域の下端部に、粗い粒状充填物質を支持するために
設けた特許請求の範囲第１５項記載の装置。 １１　　ス）　ＩＪツビング帯域が水平構造部材の順序
上しい列を有する特許請求の範囲第１１Ｓ項記載の装置
。 ８α　耐大物内張り相分Ｍ装置を一次分解帯域上に設け
て粒状担体物質を除去しこれを分解帯域に戻すようにし
た特許請求の範囲第１５項記載の装置。 れ　重質炭化水素供給原料を転化して軽質炭化水素液体
および気体生成物を製造する多帯域反応器において、 （〜　加圧し得る金属反応器と、 Φ）　この反応器の上燗部に設けた、流動床反応を行う
ための粒状担体物質を含む−次分解帯域と、 （０）　　炭化水素供給原料物質を上記−次分解帯域に
導入するための装置と、 （ｄ）　　−次分解帯域の下に位置し、粒状担体物質を
降下させることができるに十分離間した水平構造部材の
順序上しい列を有するストリッピング帯域と、 （６）　　反応器の下端部に位置し、流動床ガス化反応
を行うための粒状担体物質を有するガス化帯域と、 「）　ストリッピング帯域と下部ガス化帯域の間に位置
し、制御した温度範囲内で二次分解を行うための中間帯
域と、 （２）酸素含有ガスおよび水蒸気を上記下部ガス化反応
帯域に導入するための導管装置と、（ロ）高温粒状担体
物質を上記下部ガス化帯域から上部分解帯域まで上昇再
Ｏｔｌ環するため反応器に対して外側に設けた導ｆ装置
と、（助　搬送ガスを導管装置の下端部に導入するため
の装置と、 Ｏ）　生成ガスを上記反応器の一次分解帯域から取出す
ための装置 を備えたことを特徴とする重質炭化水素供給原料の多帯
域転化装置。 ８、発明の詳細な説明 本発明は重質炭化水素供給原料例えば原油または残油を
分解（クランキング）および水素化転化して軽質炭化水
素例えばナフサおよび種々の留出物および燃料ガス生成
物を製造する方法に関するものである。特に本発明は粒
状相体材料の流動床を有する多帯域を使用して上部帯域
に３ける供給原料の分解および下部帯域における団体上
のコニクス堆積物のガス化を容易にするがかる方法およ
び反応器装置に関するものである。 従来＃１ｇ４する粒状担体材料を使用して重質油供給原
料を多帯域で転化することに関して多くの研究がなされ
ている。代表的な方法では一次分解用上部帯域と、スｈ
リッピング／二次分解用中間帯域と、燃焼／ガス化用Ｆ
部帯域を使用し、各帯域に粒状担体材料の流動床を含有
させ、この流動床を帯域ごとに互に隣接させる。先ず供
給原料を上部帯域において粒状相体材料上およびこの材
料内で分解し、炭素を担体上および担体内に堆積し、し
かる後に炭素の付着した粒子を、ストリッピング帯域内
を４下させ熱還元性ガスの上昇流と同流させる。ガス化
帯域で炭素質物質を部分酸化することにより担体材料を
再生し、上昇管内の輸送ガスによって一次分解帯域に再
循環して反応熱を一次分解帯域に提供する。関連する若
干の代表的な例としては米国特許第２ｉ８６１．９４８
号、同第２゜８８５．８４１号および同＄２，８８６，
８４δ号があり、これらの米国特許は供給原料である原
油および残油の分解から生じたコークスのために循環す
る粒状担体を使用することを開示している。また、米国
特許第２，８７５，１５０号および同第ａ、ｇｏｇ、６
゜８号は重質油供給原料を水素化分解してガスおよび液
体の留分を生成するために粒状担体材料を使用する残留
およびタール供給原料の多床水素化分解および転化方法
を開示している。 重質炭化水素供給原料に対するかかる転化方法では、−
次分解帯域とガス化−とを分離する流動床ストリッピン
グ帯域の両端間に大きな温度勾配を維持するのが望まし
い。しかし、かかる温度勾配を達成することは安定な緻
密相流動体制では困鋪である。ストリッピング帯域との
間の気体−同体接触が悪いとストリッピング帯域で達成
される二次分解温“置が＠足される。流動床ストリッピ
ング帯域の機械的設計はこの帯域がガス化帯域に隣接す
るように行う必要があり、この帯域は８７１．１〜１（
ＨＩ？、８”Ｃ（１６００〜１９００”Ｆ）の好適温度
とする。また、脱コークスした熱担体材料の再循環流を
制御するには高温の弁によって絞る必要があり、これは
機械的設計を複雑にする一因となる。 本発明の炭化水素転化方法および装置は、ストリッピン
グ帯域と下部ガス化−との間に中間帯域（ｉｎｔｅｒｉ
ｍ　Ｚｏｎｅ　）を設け、この中間帯域をこの帯域中の
１度、担体固体流および二次分解反応の制御が改善され
るように配置することにより、従来技術の水素化分解方
法を改善する。 本発明は重質炭化水素供給原料を改質して軽質炭化水素
液体およびガス生成物を生成するための優れた多帯域転
（Ｅ方法および反応器系を提供する。 本発明は、上部−次分解または転化帯域と、より高い温
度に維持されている下部ガス化または燃焼帯域とを、中
間ストリッピング帯域 （ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ　ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ　ｚ
ｏｎｅ　）およびその下に隣接する中間帯域とによって
分離してなる四帯域反応容器を使用する。これらの４個
の反応器帯域はすべて粒状担体材料の流動床を含み、粒
状担体材料は前記帯域を経て連続的に循環させ、上向き
に流れるガスによ′つて流動化した。供給原料を流動床
−次分解帝域内で４５４．４〜９８２　、２　’Ｃ（８
５０〜１８００″Ｆ）の範囲内の温度で分解して液体お
よびガスの生成物を生成し、この際コークスは担体材料
上および担体材料内に堆積する。吸着された高沸点の耐
熱性液体およびコークス堆積物を含有しているコークス
含有担体はストリッピング帯域内を下向きに降下し、ス
トリッピング帯域には粒状担体材料がこの帯域を下向き
に通過することを保証するのに′充分な空隙を有する固
定充填物または構造物を含ませる。 中間帯域はストリッピング帯域と下部ガス化帯域との間
に設けてこの点における温度制御を改善し、かくして反
応器内の降下する炭素付層粒状担体材料上に含まれてい
る炭化水素残留物のストリッピングおよび二次分解の程
度を制御し、しかる後に粒状担体を下部ガス化帯域に輸
送するのが好ましい。ガス化帯域を酸素含有ガスおよび
流れによって８７１．１−１０８７．８℃＋１．６００
〜１９００’Ｆ）の範囲内の温度に維持してコークス堆
積物をガス化し、還元性ガスを生成する。次いで脱コー
クスした高温の粒状固体を一次分解帯域に再循環する。 かくして中間帯域はストリッピング帯域と下部ガス化帯
域との間に設置された特定の熱制御手段を提供して供給
原料の二次分解の制御および液体生成物収電の選択率を
改善する。また中間帯域は担体材料によってガス化帯域
に輸送される炭素質物質量を最小にし、かつ担体材料の
流れの制御および固体のｆｔｎの升との連通を可能にす
る。普通中間帯域の温度は５８７．８〜８７１．１℃（
１０００〜１６００″Ｆ）の範囲内に維持する。 四帯域反応器における温度制御を改善するために流動床
中間帯域を使用することはいくつかの利点を有する。か
かる中間帯域はストリッピング帯域において開放度の一
層大きい充填床または規則配列設計、即ち空ｐＩａ″４
の大きいものを使用することができ、これにより粒状担
体の流動性能を増大し、炭化水素液体生成物収量および
その分布の制御を改善することができる。 本発明においては、炭化水素転化方法および反応器系を
、垂直に設けられ互に連結された４−の主要な流動床帯
域から構成し、さらにこれらの流動床帯域を種々の降下
流室て管および上昇流緻密相上昇管によって連結するの
が１当である。この方法では、炭化水素供給原料、例え
ば重質原油または残油、貞岩油、タールサントビチュー
メンおよび、これらの残油、これらの石炭との混合物を
予熱し、上部−次分解帝域内にある粒状担体材料の流動
床中に適当なレベルで注入する。さらに、蒸留可能な液
体生成物のある部分をこの帯域に再循環してこれを分解
することができる。この帯域を４５４．４〜７６０．０
℃（８５０〜１４００″Ｆ）のＶｊＡ度および普通１４
　、１〜５６　、２　ｋｇＡ−ゲージ（２ｏｏ〜８００
ｐ８ｉｇ）の範囲内の全圧に維持するが、一層高い圧力
を使用することができる。供給原料は多孔性担体材料床
によって吸収され、分解して蒸気および液体の生成物を
生成し、また担体材料上および担体材料内にコークス堆
積物を生成する。上向きに護れる還元性ガスによって分
解帯域に生成する水本分圧はコークスの生成程度を限定
し、従来の流動床コーキング操作より好ましい生成物収
量分布が生成する。主として一次分解帯域用の熱はＦｓ
ガス化帯域から再循環される高温の粒状担体材料によっ
て供給される。高温の粒状担体材料は緻密相上外管内の
輸送ガスによって上部分′Ｓ帯域内に持上げられてここ
に反応熱を供給しかつプロセスの顕熱要件をバランスさ
せる。また、担体材料上に堆積したコークスの下部ガス
化帯域における部分酸化によって生成する上向きに流れ
る還元性ガスは中間帯域およびストリッピング帯域を上
向きに通り、−次分解帯域で生起する供給原料の水素化
分解用の流動化／反応体ガス並びに分解帯域における熱
要件の一部分を供給する。かかる還元性ガスは主として
水素、−酸化炭素、水蒸気および二酸化炭素を含有する
。 一部分１９１ｆ域のすぐ下に位置するストリッピング帯
域は好ましくは多段水平４１１遺部材から成る固定充填
材料または軸方向の固形物混合を制限する大きさの粗粒
子充填材料を設けて６５．６〜８９８．９”Ｃ（１５０
〜？　５０’Ｆ　）の垂直温度勾配を与え、これにより
非等温降下流ストリッピング／二次分解帯域を形成する
。粗粒子充填材料を用いる場合には、充填材料の支持構
造体を設けて粒状相棒固形物の降下流およびストリッピ
ング帯域を通る還元ガスの上昇流を十分に達成させて炭
化水素液体を充填材料から効果的にストリッピングする
。多段水平構造部材は支持構造を必要としないで設ける
ことができる。ストリッピング帯域の上にスカルピング
スクリーン（ｓｏａｌｐｉｎｇ　５ｏｒｅｅｎ　）を設
けて一次分解帯域において形成する集塊が降下しストリ
ッピング帯域の充填材料を閉塞するのを防止する。 ストリッピング帯域の下端において、充填材料を存在さ
せないが、流動粒子孔体を含有させる中間帯域を設ける
。このためにこの中間帯域は等温作用に近い領域である
。ストリッピング帯域からの降下する粒子担体材料上に
またはその材料中にｆｉ留する液体は中間帯域で分解す
る。中間帯域における温度は粒状担体固形物の次に示す
８Ｗｌ類の流れの組合せによって主として制御される＝
（〜　−次分解帯域からストリッピング帯域を通り中間
帯域に下方に向う流れ； （ｂ）　　中間帯域からガス化帯域に下方に向う流れ；
および （０）還元ガスの上昇流によりガス化帯域から中間帯域
に上方に向って運ばれる熱固形物の流れ。 中間帯域温度は、一般に５８７．８〜８７１．１°Ｃ（
１０００〜１６００”Ｆ）の範囲に維持する。このため
にこの中間帯域はストリツピッグ／二次分解帯域出ロ温
度をより正確に制御して処理しにくくかつ高沸点を有す
る種類の供給原料の完全な分解を確保する。中間帯域温
度は中間帯域とガス化帯域との間の担体固形物の循環速
度によって制御し、この速度は降下流室て管の弁の位置
によって調節する。 中間およびガス化帯域は、ガス化帯域からのガスおよび
同伴される固形物を適当に分布し且つこれ等の帝城間に
熱障壁を与えるように作用するグリッドにより分離する
。このようにして中間およびガス化帯域は実用温度の所
望の広い範囲にわたって独立して操作でき、操作性を害
することなく或いはス）　リッピング帯域に対する非実
用的機械設計を必要とすることなく、供給原料の変化お
よび市場の要件に従ってプロセスを最適化することがで
きる。グリッド内の集塊除去だめを中間帯域の底部に設
けて摘果され得る細かい集塊またはタリン力−が熱上昇
還元ガスの分布の悪くなるのを防止する。また、かかる
クリンカーが過渡期間すなわち系の定常状態への移行期
間に生じた場合には、これらのクリンカー捕集用ためは
操作中クリンカーを除去できるように配置する。 また、ストリッピング帯域バイパス導管を設けて多帯域
反応器の供給原料処理能力を大きくすることができる。 このバイパスを使用することにより粒状担体固形物の正
味降下流を達成する補助的能力を与えることによって高
い上昇流ガスＡＫで流動床−次分′！ｓ帯域の操作を安
定にすることができる。また、バイパス導管は、反応器
操作が望ましくされる場合ストリッピング帯域を下方に
通る担体材料流を減少させる。ス）　ＩＪツビング帯域
充填物の構造または材料の設計は、下部ガス化帯域から
一部分Ｓに供給される少部分または大部分の顕熱がスト
リッピング帯域を通る垂直固形物熱拡散率によって生ず
るようにする。この事はり能性のある操作条件の広い範
Ｈにわたるストリッピング帯域温度を自由に制御できる
ようにする。 ガス化帯域の上部は直径を細くシ、熱収支要件に相幽す
る上昇還元性ガスによって所望の固形物同伴率を得るよ
うにする。また、ガス化および中間帯域を分離するグリ
ッドプレートは上昇還元性ガス流の良好な再分配を確保
するのに十分な圧力降下で操作できる大きざにする。こ
のグリッド部材は耐火材料から形成し、任意の圧力変動
の結果としてグリッドが分解するのを防止するアーチ形
状にするのが好ましい。中間およびガス化帯域を接続す
るバイパス立て管における弁を僅かに閉じることによっ
てガス化帯域への固形物の供給が減少すると、ガス化帯
域における流動床レベルが降下し、これによって熱粒状
担体材料の上方への同伴が減少する。かかる固形物同伴
の減少は上述するガス化帯域の輪郭および有効な粒子輸
送解放高さの相対位置が組合さった結果によって生ずる
。 ８７１．１〜１０８７．８℃（１６００Ｎ１９０θ１）
のガス化帯域における望ましい温度は担体材料上にまた
は担体材料中に堆積したコークスのガス化および燃焼に
よって維持される。酸素および水蒸気を、ガス化帯域の
下部における円錐状先細区域を円周に垂直に横切って位
置するノズルを通して噴射する。全水蒸気の一部を用い
てガス化帯域で固形物を流動化して良好な混合帯域を形
成し、この帯域に酸素を、担体材料をクリンカーまたは
焼成することなく噴射する。この帯域は酸素噴射区域に
おいて外方に向けて傾斜させて酸素分散を促進するのに
望ま駿い均一流動速度を維持する。 コークス化しない熱粒子固形物をガス化帯域ペースから
固形物流弁を通す濃厚相流動化立て管および高抵抗帯域
を形成する逆積方向導管に取出す。 次いで、固形物を輸送ガスまたは水蒸気を添加して濃厚
相上昇導管に上昇させ、−次分解帯域に送る。このよう
にして、固形物流制御は上昇ガス入口点の位置を定め、
上昇ガス流をこれらの点に調節することによって達成す
ることができる。更に、高いガス化ＩＦ緘温度に曝され
る固形物流弁は普通操作中必要とする絞り作用を少なく
とも行わずにまたは広い開口で操作することができる。 また、固形物取出しシステムをガス化帯域の底部に設け
る。このシステムはこの帯域で形成される焼結またはク
リンカーしたあらゆる固形物を除去するのに用いること
ができる。 吸収能、細孔径、細孔容積および他の適当な特性に対す
る適当な粒状担体材料を選択して上部−次分解帯域にお
いて生成した殆んどすべての高沸点耐火材料およびコー
クスを捕集でき、および材料を凝集することなく所望の
分解反応を達成できるようにする。粒子担体は天然に生
ずるまたは合成のアルミナ、アルミノシリケートまたは
必要な吸収特性を有する類似材料から選択することがで
きる。所望の大きさの粒子には約４０〜２５０ミクｐン
の範Ｈの平均粒子径を有する材料が包含される。 第１図に示す如く、重質原油又は残油のような炭化水素
供給原料ｌＯを１２で圧溪し、１８で予熱した後、中間
レベルで多帯域反応器１６の上部−次分解帯域１４に圧
入する。この分解帯域１４は粒状担体材料１７の流動床
１５を有する。 分解帯域１４は４５４．４〜７６δ、０℃（８５０〜１
４００”Ｆ）の温度で通常１４　、１〜５６　、２　ｋ
ｇ／ｃｓＲ（２００〜８００　ｐ８１ｇ　）の範囲内の
全圧に維持する。供給原料は多孔質担体粒子１７の床１
６により吸収され、分解して液体および気体生成物を生
成し、またコークス堆積物が相体材料上および該材料内
に生成する。コークス形成の範囲を制限し好適な生成物
収率分布を生ずる上昇流の還元性ガスにより分解帯域１
４に水素分圧を付与する。生成した気相生成物をサイク
ロン分離器５０を経て上方に通し、気体流６１として除
去する。−次分解帯域１４への熱は主として下部ガス化
帯域８４から再循環され濃密相上昇管８２内の移送ガス
により上部分解帯域１４へ持ち上けられて蚊分解帯域に
反応熱を付与する熱粒状担体材料により供給される。ま
た、粒状担体材料上に堆積したコークスの下部ガス化帯
域８４内での部分酸化により生じた熱還元性ガスの上昇
流が中間のストリッピング帯域を経て順次上方に通過し
、−次分解帯域１４で生じる供給原料の水添分解用の流
動化／反応体ガスになる。この還元性ガスの上昇流は主
として水素、−酸化炭素、水蒸気および二酸化炭素を含
有する。 一部分解帯域１４の直下に位置するス）　ＩＪッピング
帯域は多帯域構造部材２１よりなる固定充填物、すなわ
ち６５．６〜８９８．９℃（１５０〜７５０１）の実質
的に垂直な温度勾配を付与して非等温の向流ストリッピ
ング／二次分解帯域を構成するために頂部／底部固体混
合を制限するようにした粗粒状充填材料を含有する。粗
粒状充填材料を帯域２０に用いると、ストリッピング帯
域２０内での十分な粒状固体担体の降下と還元性ガスの
上昇とを付与して炭化水素液体の充填物からの有効なス
トリッピングを達成する充填物支持構造が得られる。ス
トリッピング帯域２．０の上方にスカルピングスクリー
ン２２を設けて一次分解帯域内で形成され得る凝集物が
降下しストリッピング帯域の充填材料床を閉塞するのを
防止するのが好ましい。 ス）ＩＪツビング帯域２０の下方−に、充填材料ではな
く流動する粒状担体材料を含有し、等温条件に近づく中
間帯域２４を設ける。粒状担体材料上に又はストリッピ
ング帯域からの粒状担体材料内に残存するあらゆる高沸
点液体が中間帯域２４内で分解される。中間帯域ｚ４内
の温度を主として粒状固体担体流の組合せにより制御す
る。固体類は更なる加熱のために一次分解帯域からスト
リッピング帯域を経て中間帯域に流下し、次いで中間帯
域からガス化帯域へ流下する。また、熱固体類はガス化
帯域から還元性ガスの上昇流により中間帯域へ上方に運
ばれる。 このため、中間帯域の温度は通常５８７．８〜８７１、
．１”Ｃ（１０００〜１６００’Ｆ　）、好マシくハ５
９８．８−〜８１５．６℃（１１００〜１５００’Ｆ　
）のｌＩ！囲内に維持される。この中間帯域の温度は王
として中間帯域およびガス化帯域間での固体担体の循環
速度により制御され、かかる循環を降下流室て管２６に
おけるスライド弁２５の位置決めにより達成する。例え
ば、弁２５を開放し、−ｊ−多量の固体をガス化帯域８
０へ下方に移送すると、この帯域８０内の流動床レベル
が上昇し、一層多くの熱固体が還元性ガスの上昇流によ
り中間帯域２４へ上方に運ばれる。 中間帯域とガス化帯域とをグリッド（格子）構造体２８
により分離する。この構造体２Ｂはコークス残液の経済
的ガス化に必要な高温度をガス化帯域に付与し得る熱障
壁として作用する。格子と一体化したＩｌｊ！果物除去
溜め２９を中間帯域の底部に設けて該帯域で捕集され得
る微細凝集物すなわちクリンカーが熱還元性ガスの上昇
流の不良分布をもたらすのを防止する。また、かかるタ
リンカー捕実用溜めは１クリンカーが過渡期間すなわち
系の定常状態への移行期間中に生じた際これをオン−ラ
イン除去するのを可能にするため配置する。 ストリッピング帯域バイパス管１８および升１９を設け
て多帯域反応器１６の供給原料処理能力を拡大する。こ
のバイパスを使用して管１８中の粒状固体担体の正味の
降下流を達成する補助能力を付与することにより特定の
設計定格よりも高い上昇ガス流速で流動床−次分解帯域
を安定に操作することができる。また、バイパス管は反
応器操作を保証する際にストリッピング帯域２０を下方
に通過する担体材料流を減することができる。ストリッ
ピング帯域の充填構造又は材料は、下部ガス化帯域から
一次分解帯域へ供給される顕熱の一部又は大部分がス）
　ＩＪツビング帯域内での垂直固体＠度拡散軍により生
ずるよう設計する。 ガス化帯域８０の上方部分８２は直径が細限され、熱バ
ランス要件に対応する上昇還元性ガス流により所−の固
体同伴速度を生ずるよう輪郭づけられている。また、ガ
ス化および中間帯域を分離するグリッド板２Ｂは帯域８
ｚからの上昇還元性ガス流の良好な再分布を画集にする
に十分な圧力降下で操作するよう寸法づけられている。 このグリッド板２８はシイ−・イー・レフラクトリーズ
、インコーホレイテッド製のセロツクス（０ｅｒＯＸ　
）６００の如き耐火材料よりなる。設計定格の数倍にわ
たって変動して加わる多大な圧力の結果として格子が分
解するのを防止するため、上記格子をアーチ形にするの
が好ましい。バイパス立て管２６の弁２６を僅かに閉じ
ることによりガス化帯域８０への固体の供給を減すると
、ガス化帯域８４の上方部分における流動床レベルが降
下し、これにより脱コークスされた熱粒状担体材料１フ
の上方同伴が減ぜられる。この減少した固体同伴は上述
したガス化帯域８２の輪郭と有効粒子移送解放高さの相
対位置とが組合さった結果により生じる。 ８７１．１〜１０８７．８°Ｃ（１６００〜１９００″
Ｆ）の所望ガス化帯域温度を、担体材料１フ上および該
材料内に堆積したコークスのガス化および燃焼により維
持する。酸素をガス化帯域８０の基部における先細円錐
部を横切って周方向および垂直方向に位置させた一連の
ノズル８５を経て水蒸気と共にこれに沿って圧入する。 全水蒸気の一部を用いて固体担体をガス化帯域で流動さ
せて十分に混合された帯域にし、これに担体材料のタリ
ンカー化又は焼結を生ずることなく酸素を圧入すること
ができる。この帯域を下方熾で外方に先細にして酸素分
散を促進するよう所望の均一な流動速度を維持する。別
個の水蒸気ノズルの列を先細ｉ１！素圧入帝域の頂部に
設けて流動床の安定を嵩めチャンネル化を最小にするの
が好ましい。所要に応じて、酸素を水蒸気と一緒に圧入
することができる。 脱コークスした熱粒状固体をガス化帯域８０の基部から
横方向管８８を経て取出し、固体流量弁８９を経て濃密
相流動車て管４０に通した。この横方向管および逆方向
の立て管により抵抗の大きい帯域を画成する。次に、粒
状固体を、４１および／または４１ａで水蒸気または生
成燃料ガスの如き移送ガスを濃密相上昇管４θ内に導入
することにふり上方に持ち上げ、−次分解帯域１４へ移
送する。このようにして、熱粒状固体の流量制御を上昇
ガス人口点の位置決めおよびこれら入口点への上昇ガス
流の調節により達成することができる。高ｐＸガス化帯
域温度に曝されるべき固体流量弁８９を広く開放してま
たは少なくとも正常運転中絞り作用を要することなく通
常操作することができる。耐火材料よりなる硬い衝撃面
４４を有する拡大反転部材４２を設けて固体を一次分解
帯域１４へ戻すようにする。また、固体取出し管４６お
よび弁４７をガス化帯域８０の底部に設ける。 この糸を用いてガス化帯域からあらゆる焼結した、すな
わちタリンカー化された固体を除去することができる。 使用する供給原料に左右さｎるが、少量の粒径の小さな
未転化コークスおよび粒径の小さな固体の大部分と一緒
に、液体および気体生成物は流れ５１として反応器上部
帯域を出て、外部サイクロン固体分離装置５２に通る。 この分離工程ですべての残貿コークスおよび固体粒子を
流れ５８として生成物林萬ガス流から除去する。この流
れを反応器に再循環するかまたは廃棄することができる
。 ついで得られたサイクロン流出流、５４を、例えば油の
流れによる如くして５ｂで急冷するかまたは他の方法で
冷却してその温度を下げ、他の不所望な反応を制限する
かまたは防止する。ついで冷却した液体および気体を、
従来の分別装置５６を使用して分離し、生成物ガス流５
７、ナフサ液体流５８、軽質留出物液流５９および重質
留出物液体生成物留分６０を得る。軽質留出物液は通常
的２０４．４’Ｃ（４００’Ｆ　）の初留点および；９
１５．６〜５８７．８’Ｃ（６００〜１０００’Ｆ）の
範囲の最終沸点を有し；崖質留出物液は８１５．６℃＋
（６００’Ｆ＋１の初留点を有する。所要に応じて、重
質留分５９の一部分６１を更に反応させるために一次分
解帯域１４に再循環することができる。また、重質液体
流６０の一部分６ｇを中間帯域２４に再循環して、ここ
で−ノーの分解反応を行なうことができる。 −に、流れ５７の一部分を、上昇ガス４１または４１＆
として使用するために導管４０へ再循環することができ
る。 一次分解帯域への高温脱コークス粒状固体の再ｍａｌの
他の配置を第２図に示す。高温脱コークス担体固体を制
御弁６６を介して下方へ通し、ついで導管４０の横方向
上昇部６６へ通す。 本発明を次の実施例につき説明する。 実施例 石油残油供給原料を４帯域反応器の上部流動床−天分ｐ
ｓＭ域に供給し、粒状担体物質上で水素化分解した。用
いた操作条件および得られた生成物を下記の第１表に示
す。 第　　　１　　　表 供給原料 ター　　　油　ｋ１７日（ｂｂｌＺ日１　　　　　　　
　８１０．９　（５１００１酸　　素　　１２７日　　
　　　　　　　　　　　　　　１９２水蒸気　　１２７
日　　　　　　　　　　　　　　　２１６温［、’Ｃ（
Ｆ） 一次分解帯域　　　　　　　５８７．８　（１０００）
ストリッピング帯域　　　６８７．８〜７６０．０１１
０００〜１４００　）中間帯域　　　　　　　７６０．
０　＋　１４００１ガス化帯域　　　　　　　　　９８
２．２（１８００１圧力、に９ＡｔｒｒゲージＨ）ｓｉ
ｇ）　　　　　　　１７．６（２５０）生成物 燃料ガスＩｔ”／Ｅｌ　（ＳＯＦ／日）　　　　　１３
６５０フ０　（１２，９００，０００）す　フ　サ　Ｖ
／日（ｂｂｊ／日）　　　　　　　　８７０．８　（２
８８２）本実施例においては、若干の２０４．４〜４８
２．２充填流動床ストリツピング帯域において１０〜６
０’Ｆ／ｆｔの高さの温度勾配を生じ、原料還元性ガス
を再分配して一次分解帯域用流動ガスを得た。 １１８．８９８勢嘗（２５０，０００ｊｂ／時）の担体
物質の正味の流れを流動用還元性ガスに対して降下させ
た。ストリッピング帯域の下の中間帯域において、１？
　６．９０　ｏｋｖｆＩＦＩ（８９０，０００１ｂ／Ｆ
＠　３　＋７３ｍ体物質を取り出しバイパス立て管を降
下させガス化帯域に導入し、ガス化帯域からグリッドを
通過す６　ｆ１８５００１９／４　（１４０，００（ｌ
ｂ／時）　（７）５１体ヲカス化帯域で生成する高温還
元ガスに約９８２．２℃（約１８００’Ｆ）で同伴させ
ることにより、等温床を約７６０．０°Ｃ（約１４００
’Ｆ）に維持した。 ４＃ＡＩｆｉの簡単な説明 第１図は本発明装置の断面図、 第２図は第１図の装置の底部の他の例の断面図である。 ｌＯ・・・炭化水素供給原料 １５・・・流動床　　　　１６・・・多帯域反応器１４
・・・−成分解帯域または上部分解帯域１７・・・粒状
担体材料　２０・・・ストリッピング帯域２１・・・多
帯域構造部材 ２２・・・スカルピングスクリーン ２４・・・中間帯域　　　２１ｓ・・・スライド弁２６
・・・降下流室て管　２８・・・グリッド板２９・・・
凝集物除去溜め ａＯ，８！、８４・・・ガス化帯域 ４６・・・固体取出し管 ５２・・・外部サイクロン固体分＊装置５６・・・分別
装置　　　６０・・・重質液体流。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　重質炭化水素供給原料を転化して軽質炭化水素液お
   よび気体生成物を°製造するに当り、（ａ）　　炭化水
   素供給原料を８５０〜１４００′Ｆの範囲の温度に維持
   した加圧した上部流動床−成分解帯域に供給し、上記分
   解帯域は還元性ガスを上昇させることにより流動する粒
   状担体物質の床を有し、供給原料の一久分解を行い、 申）　重質炭化水素液およびコークス堆積物を含む担体
   物質を上記分解帯域から非等温帯域へ流下させて液体を
   ストリッピングし、更に分解し、 （０）　　コークス堆積物を含む担体物質を下方の隣接
   する中間帯域に通して温度制御し１０００〜１６００″
   Ｆの範囲内の制御した温度ですべての残留液体を二次分
   解し、 Φ）　担体物質を上記中間帯域から下方の下部流動床ガ
   ス化帯域に通して担体物質から上記コークス堆積物をガ
   ス化し、 （ｅ）　　酸素含有ガスおよび水蒸気を下部ガス化帯域
   に注入して担体物質上および担体物質内の上記コークス
   堆積物と反応させ、ガス化帯域の温度を１６００〜１９
   ０　Ｇ’Ｆの範囲内に維持してガス化しコークスを燃焼
   させ、還元性ガスを生成し、 （ｆ＞　　上記還元性ガスを中間帯域、ストリッピング
   帯域および上部−成分解帯域に順次上方に流して床をＩ
   Ｋ、動させ、 （ｇ）　　生成した高温の脱コークス粒状担体物質下部
   ガス化帯域から垂直搬送管に流し、上記固体を搬送する
   に十分な速度で上記導管内を流れる運搬ガスを用いて上
   記固体を上部−成分解帯域に再循環し、 （旬　流出物気相生成物を上記上部分解帯域がら堆出す ことを特徴とする重質炭化水素供給原料の多帯域転化法
   。 ｉ　粒状担体物質の一部を一次分解帯域がら降下管を介
   して直接中間帯域へ通す特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ＆　粒状担体物質の一部を中間帯域から導管を通して下
   部ガス化帯域へ通す特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４　ガス化帯域からの高温粒状固体の一部を還元性ガス
   の上昇流により中間帯域に同伴上昇させて中間帯域にお
   ける温度を上昇させる特ｆｆＩＴ＃求の範囲第１項記載
   の方法。 ４使用済み担体物質および灰分をガス化帯域の底部から
   取出す特許請求の範囲第１項記載の方法。 ａ　脱コークス粒状担体固体の下部ガス化帯域から上部
   分解帯域への再循−環を、固体および搬送ガスを外部に
   設けた搬送管および制御弁を介して上昇させることによ
   り制御する特許請求の範囲第１項記載の方法。 １　搬送管上の上昇搬送ガス速度が少くとも６ｆｔ／ｓ
   ｅａである特許請求の範囲第６項記載の方法。 ＆　上記流出物流が上記反応帯域に対し外側のガスから
   分離される若干の粒状物質を含み、この粒状物質を反応
   容器に再循環し、生成したきれいな流出流を冷却し、分
   留工程に通してガスおよび蒸留可能な液体生成物を回収
   する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ９、　流出物の気相生成物を冷却して分留工程に通し、
   ここから軽質留出物液の一部を一次分解帯域に再循環す
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。 ｌα　流出物の気相生成物を冷却し、分留工程に通し、
   ここから重質留出物液の一部を中間帯域に再循環する特
   許請求の範囲第１墳記載の方法。 １１　　供給原料が原油かまたはその残油分である特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ＩＩＬ　　供給原料が頁岩油またはその残留分である特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 １＆　供給原料がサントビチューメンまたはその残油分
   である特許請求の範囲第１項記載の方法。 １４　　供給原料が石炭粒子を含み、粒状灰分を上記ガ
   ス化帯域の下部から取出す付加工程を有する特許請求の
   範囲第１項記載の方法。 ｌ翫　重質炭化水素供給原料を分解および転化して軽質
   炭化水素液体および気体生成物を製造する装置において
   、 （ａ）　　加圧可能な金属反応器と、 （ｂ）　　流動床反ろを行うため反応器の上端に設けた
   一次分解帯域と、 （Ｑ）　　炭化水素供給原料物質を上記−成分解帯域に
   導入する装置と、 （ｄ）　　上記−成分解帯域の下部に設けた、固定充填
   物質を内蔵するストリッピング帯域と、（ｅ）　　ｉ動
   床ガス反応を行うため反応器の下端部に設けたガス化帯
   域と、 φ）　上記ストリッピング帯域とガス化、帯域の間に設
   け、制御した温度で二次分解反応を行うための中間帯域
   と、 （２）燃焼ガスと水蒸気を上記下部ガス化帯域に導入す
   るための導管装置と、 （ｈ）　　上記下部ガス化帯域からの高温粒状担体物質
   を上部分解帯域に上昇再循環させるための導管装置と、 （ｉ）　　搬送ガスを上記導管装置の下端部に導入する
   ための装置と、 （ｊ）　　生成したガスを反応器の一次分解帯域から除
   去するための装置 とを備えたことを特徴とする重質炭化水素供給原料の多
   帯域転化装置。 １＆　各帯域が、流動させ且つ上部分解帯域から連続的
   にストリッピング帯域および中間帯域を介して下部ガス
   化帯域へ再循環し、次いで外部導管および制御弁を介し
   て上記上部−成分解帯域へ再循環する粒状担体物質を含
   んだ特許請求の範囲第１６項記載の装置。 １？、　　中間帯域とガス化帯域の間に、上記帯域間で
   粒状固体の流通を制御するため匈有孔グリラドを備えた
   特許請求の範囲第１６項記載の装置。 １＆　耐火性物質から成る有孔グリッドをストリッピン
   グ帯域の下端部に、粗い粒状充填物質を支持するために
   設けた特許請求の範囲第１５Ｊｇ記載の装置。 １９、　　ス）　ＩＪツピング帯域が水平構造部材の順
   序上しい列を有する特許請求の範囲第１５項記載の装置
   。 ８１　耐火物内張り相分離装置を一次分解帯域上に設け
   て粒状担体物質を除去しこれを分解帯域に戻すようにし
   た特許請求の範囲第１５項記載の装置。 ｓｔ　　重質炭化水素供給原料を転化して軽質炭化水素
   液体および気体生成物を製造する多帯域反応器において
   、 （ａ）　　加圧し得る金属反応器と、 ■）　この反応器の上熾部に設けた、流動床反応を行う
   ための粒状担体物質を含む一次分解帯域と、 （０）　　炭化水素供給原料物質を上ｄ己−次分解帯域
   に導入するための装置と、 （ｄ）　　−次分解帯域の下に位置し、粒状担体物質を
   降下さぜることかできるに十分離間し〜た水平構造部材
   の順序上しい列を南するストリッピング帯域と、 （ｅｌ）　　反応器のド端部に位置し、流動床ガス化反
   応を行うための粒状担体物質を南するガス化帯域と、 （ｆ）　　ストリッピング帯域と下部ガス化帯域の間に
   位置し、制御した温度範囲内で二次分解を行うための中
   間帯域と、 （ｇ）　　酸素含有ガスおよび水蒸気を上記下部ガス化
   反応帯域に導入するための導管装置と、（ロ）高温粒状
   担体物質を上記下部ガス化帯域から上部分解帯域まで上
   昇再循環するため反応器に対して外側に設けた導管装置
   と、住）　搬送ガスを導管装置の下端部に導入するため
   の装置と、 θ）　生成ガスを上記反応器の一次分解帯域から取出す
   ための装置 を備えたことを％像とする重質炭化水素供給原料の多帯
   域転化装置。