特表 2024-525356 プレートグリッド分配器を有する化学処理容器及びその操作方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-12

(54)【発明の名称】プレートグリッド分配器を有する化学処理容器及びその操作方法

(51)【国際特許分類】

   B01J 8/24 20060101AFI20240705BHJP

【ＦＩ】

B01J8/24 311

B01J8/24 301

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023577896

(86)(22)【出願日】2022-06-24

(85)【翻訳文提出日】2023-12-18

(86)【国際出願番号】 US2022034844

(87)【国際公開番号】W WO2023278259

(87)【国際公開日】2023-01-05

(31)【優先権主張番号】63/216,786

(32)【優先日】2021-06-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】502141050

【氏名又は名称】ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100092783

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100095360

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 英二

(74)【代理人】

【識別番号】100120134

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 規雄

(72)【発明者】

【氏名】プレッツ、マシュー ティ．

(72)【発明者】

【氏名】ショー、ドナルド エフ．

(72)【発明者】

【氏名】ウォルター、リチャード イー．

(72)【発明者】

【氏名】メサ、アルバート

(72)【発明者】

【氏名】サンドバル、フェルミン

(72)【発明者】

【氏名】リー、リーウェイ

【テーマコード（参考）】

4G070

【Ｆターム（参考）】

4G070AA01

4G070AB10

4G070BB32

4G070CA06

4G070CA10

4G070CA18

4G070CB07

4G070CB08

4G070CB15

4G070DA22

(57)【要約】

１つ以上の実施形態によれば、化学処理容器は、側壁と、床と、床を貫通する触媒出口と、流体を分配するためのプレートグリッド分配器とを備えていてよい。プレートは、プレートの厚みを貫通して延在する複数の開口部及び中央開口部を備えていてよい。プレートは、中央開口部から触媒出口まで延在する触媒輸送通路を備えていてよい。触媒輸送通路は、触媒出口よりもプレートの中央開口部においてより大きな断面積を有していてよい。１つ以上の実施形態によれば、化学処理容器を操作する方法は、流体を化学処理容器内に到達させ、プレートグリッド分配器を通して流体を導き、触媒をプレートの上方から、触媒輸送通路を通過し、触媒出口を通って化学処理容器から出す。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

化学処理容器であって、
側壁と、
床と、
前記床を貫通する触媒出口と、
前記化学処理容器内に流体を分配するためのプレートグリッド分配器であって、
プレートであって、上面と、前記上面の反対側の、前記プレートの厚みを画定する下面とを備え、前記プレートが、前記プレートの前記厚みを貫通して延在する複数の開口部を更に備え、前記プレートが、中央開口部を備える、プレート、
前記中央開口部から前記触媒出口まで延在し、前記プレートの上方の領域から前記触媒出口までの通路を形成する触媒輸送通路を備え、前記触媒輸送通路及び前記プレートは、前記触媒輸送通路及び前記プレートが単一体を形成するように接続され、前記触媒輸送通路が、前記触媒出口よりも前記プレートの前記中央開口部においてより大きな断面積を有する、プレートグリッド分配器と、
を備える、化学処理容器。

【請求項2】

前記プレートが、実質的に平面又は皿状である、請求項１に記載の化学処理容器。

【請求項3】

前記プレートが、５フィート（１．５ｍ）以上７５フィート（２２．９ｍ）以下の平均直径を有する、請求項１又は２に記載の化学処理容器。

【請求項4】

前記中央開口部が、前記プレートの中央に配置される、請求項１～３のいずれか一項に記載の化学処理容器。

【請求項5】

前記中央開口部が、前記触媒出口よりも２～６倍大きい、請求項１～４のいずれか一項に記載の化学処理容器。

【請求項6】

前記触媒輸送通路が、円錐台を備える、請求項１～４のいずれか一項に記載の化学処理容器。

【請求項7】

前記プレートの外周又はその近傍から下方に延在する外側支持体を更に備える、請求項１～６のいずれか一項に記載の化学処理容器。

【請求項8】

前記外側支持体が角度をなしている、請求項７に記載の化学処理容器。

【請求項9】

前記プレート及び前記触媒輸送通路が、前記触媒輸送通路内の前記プレートの下方に触媒を収容するように動作可能である、請求項１～８のいずれか一項に記載の化学処理容器。

【請求項10】

前記触媒輸送通路が、前記触媒輸送通路と前記プレートとの間に丸みを帯びた移行部を含む、請求項１～９のいずれか一項に記載の化学処理容器。

【請求項11】

前記プレートの前記上面の実質的に全てと直接接触し、それを覆う耐火性材料を更に備える、請求項１～１０のいずれか一項に記載の化学処理容器。

【請求項12】

前記触媒輸送通路の内面の実質的に全てと直接接触し、それを覆う耐火性材料を更に備える、請求項１～１１のいずれか一項に記載の化学処理容器。

【請求項13】

前記触媒出口に向かって気体を導くように動作可能な前記触媒輸送通路内のスパージャを更に備える、請求項１～１２のいずれか一項に記載の化学処理容器。

【請求項14】

前記複数の開口部が、前記プレートの前記上面の上方に延びる囲いを備える、請求項１～１４のいずれか一項に記載の化学処理容器。

【請求項15】

化学処理容器を操作する方法であって、
前記プレートグリッド分配器の下方の気体供給導管を通して反応条件で前記化学処理容器に流体を到達させることと、
前記化学処理容器内のプレートグリッド分配器を通して前記流体を導くことであって、前記プレートグリッド分配器が、
プレートであって、上面と、前記上面の反対側の、前記プレートの厚みを画定する下面とを備え、前記プレートが、前記プレートの前記厚みを貫通して延在する複数の開口部を更に備え、前記プレートが、中央開口部を備える、プレート、
前記中央開口部から前記触媒出口まで延在し、前記プレートの上方の領域から前記触媒出口までの通路を形成する触媒輸送通路を備え、前記触媒輸送通路及び前記プレートは、前記触媒輸送通路及び前記プレートが単一体を形成するように接続され、前記触媒輸送通路が、前記触媒出口よりも前記プレートの前記中央開口部においてより大きな断面積を有する、ことと、
触媒を前記プレートの上方から、前記触媒輸送通路を通過し、前記触媒出口を通って前記化学処理容器から出すことと、
を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の相互参照）
本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、２０２１年６月３０日に出願され、「ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＶＥＳＳＥＬＳ ＨＡＶＩＮＧ ＰＬＡＴＥ ＧＲＩＤ ＤＩＳＴＲＩＢＵＴＯＲＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＯＦ ＯＰＥＲＡＴＩＮＧ ＴＨＥ ＳＡＭＥ」と題された米国仮特許出願第６３／２１６７８６号に対する優先権を主張するＰＣＴ出願である。

【0002】

本明細書は、概して、化学処理に関し、より具体的には、分配器を通して流体を分配するためのシステム及び方法に関する。

【背景技術】

【0003】

気体状化学物質は、分配器を通して反応器又は他の容器に供給され得る。分配器を利用して、流体のこのような反応器又は容器へのバランスのとれた分配を促進することができる。このような流体の分配は、好ましい反応を促進することができ、化学システムにおける物質移動平衡を維持することができる。

【発明の概要】

【0004】

多くの化学プロセスにおいて、流体は、プレートグリッド分配器を通して反応器又は他の容器等の化学処理容器に供給される。いくつかの化学プロセスでは、流体が化学処理容器に供給されている間に触媒を同時に除去してもよい。例えば、このようなプロセスは、酸素浸漬ゾーン等の反応器システムの触媒処理部で行うことができる。従来のプレートグリッド分配器は、プレートグリッド分配器のプレートの上方にホッパーコーンを必要とする場合がある。プレートの上方及びホッパーコーンの下方の任意の触媒は、不必要であり、あまり役に立たない場合もある。更に、従来のプレートグリッド分配器は、伸縮継手を必要とする場合がある。これらの従来のプレートグリッド分配器は、必要な触媒在庫を増加させる及び／又は化学処理容器から触媒を除去するのを困難にする可能性がある。したがって、改良されたプレートグリッド分配器が継続して必要とされている。触媒輸送通路を有するプレートグリッド分配器は、本明細書に記載のとおり、必要な触媒の量を低減し得る及び／又は化学処理容器から触媒を除去するための効率的な手段を提供し得ることが見出された。このようなプレートグリッド分配器の実施形態を本明細書に記載する。本開示の実施形態は、直立管の上部（すなわち、触媒輸送通路）をプレートの上面と整列させることができる触媒輸送通路を利用することによってこの必要性を満たし、これはまた、ホッパーコーンの必要性も回避する。

【0005】

一実施形態によれば、化学処理容器は、側壁と、床と、床を貫通する触媒出口と、化学処理容器内に流体を分配するためのプレートグリッド分配器とを備えていてよい。プレートグリッド分配器は、上面と、上面の反対側の、プレートの厚みを画定する下面とを有するプレートを備えていてよい。プレートは、プレートの厚みを貫通して延在する複数の開口部を備えていてよい。プレートは、中央開口部を備えていてもよい。触媒輸送通路は、中央開口部から触媒出口まで延在して、プレートの上方の領域から触媒出口までの通路を形成することができる。触媒輸送通路及びプレートは、それらが単一体を形成するように接続されてもよい。触媒輸送通路は、気泡が流動触媒から離れることを可能にするために、触媒出口よりもプレートの中央開口部においてより大きな断面積を有していてよい。

【0006】

別の実施形態によれば、化学処理容器を操作する方法は、プレートグリッド分配器の下方の気体供給導管を通して反応条件で化学処理容器内に流体を到達させることと、化学処理容器内のプレートグリッド分配器を通して流体を導くこととを含んでいてよい。プレートグリッド分配器は、上面と、上面の反対側の、プレートの厚みを画定する下面とを有するプレートを備えていてよい。プレートは、プレートの厚みを貫通して延在する複数の開口部を備えていてよい。プレートは、中央開口部を備えていてもよい。触媒輸送通路は、中央開口部から触媒出口まで延在して、プレートの上方の領域から触媒出口までの通路を形成することができる。触媒輸送通路及びプレートは、それらが単一体を形成するように接続されてもよい。触媒輸送通路は、触媒出口よりもプレートの中央開口部においてより大きな断面積を有していてよい。方法は、触媒をプレートの上方から、触媒輸送通路を通過し、触媒出口を通って化学処理容器から出すことを含んでいてよい。

【0007】

追加の特徴及び利益は、以下の「発明を実施するための形態」に記載され、一部は、その説明から当業者に容易に明らかになるか、又は以下の「発明を実施するための形態」、及び「特許請求の範囲」を含む本明細書に記載される実施形態を実施することによって認識されるであろう。

【0008】

上記の全般的な説明及び下記の詳細な説明の両方は、様々な実施形態を説明し、特許請求される主題の性質及び特徴を理解するための概要又は枠組みの提供を意図していることを理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の１つ以上の実施形態による、容器及びプレートグリッド分配器の断面図の模式図である。

【図2】本開示の１つ以上の実施形態による、プレートグリッド分配器及び触媒輸送通路の斜視図の模式図である。

【図3】本開示の１つ以上の実施形態による、反応器システムの模式図である。

【図4A】本開示の１つ以上の実施形態による、スパージャの模式図である。

【図4B】本開示の１つ以上の実施形態による、図４Ａのスパージャの断面図の模式図である。

【0010】

ここで、様々な実施形態をより詳細に参照し、そのうちのいくつかの実施形態が添付の図面に例示される。可能な場合はいつでも、同じ又は同様の部分を参照するために、図面全体で同じ参照番号が使用されるであろう。

【発明を実施するための形態】

【0011】

本開示は、本明細書に記載の１つ以上の実施形態によれば、プレートグリッド分配器を備える化学処理容器及び化学処理容器を操作する方法を目的とする。一般に、本明細書に記載のプレートグリッド分配器は、プレート及び触媒輸送通路を備えていてよい。本明細書に記載のプレートグリッド分配器は、化学処理容器内に流体を分配するために使用することができる。一般に、本明細書に記載のプレートグリッド分配器は、化学処理容器から触媒を除去するのに役立ち得る触媒輸送通路を備える。本開示の触媒輸送通路は、触媒在庫を最小限に抑えることができ、流動床の中央から触媒を除去することができ、プレートグリッド分配器の周りに追加の環状空間を提供することができる。

【0012】

ここで図１を参照すると、本開示のプレートグリッド分配器１００は、化学処理容器１１０内に配置され得る。化学処理容器１１０は、様々な構成を有し得る。化学処理容器１１０は、１つ以上の多面体、球、円柱、円錐、不規則な形状、これらの組み合わせ、及び／又はこれらの一部を含んでいてよい。例えば、化学処理容器１１０は、長手方向軸を有する中空直円柱を含んでいてよい。化学処理容器１１０は、側壁１１１と、床１１６と、上部１１８と、触媒出口１２０と、気体供給導管受容通路１２２とを備えていてよい。化学処理容器１１０の側壁１１１、床１１６、及び上部１１８は、耐火性裏張り内壁１１２及び外壁１１４を備えていてよい。

【0013】

１つ以上の実施形態によれば、化学処理容器１１０内の流体を分配するためのプレートグリッド分配器１００は、プレート１０２を備えていてよい。プレート１０２は、上面１０４及び底面１０６を備えていてよい。底面１０６は、上面１０４の反対側にあってよく、上面１０４から離間していてよい。上面１０４と底面１０６との間の距離が、プレート１０２の厚みを画定することができる。プレート１０２は、外面１０８を備えていてよい。外面１０８は、上面１０４及び底面１０６に対して垂直な一部分を有し得る。外面１０８は、上面１０４に溶接してもよい。プレート１０２は、５フィート（１．５メートル（ｍ））以上７５フィート（２２．９ｍ）以下、例えば、１０フィート（３．０ｍ）以上５０フィート（１５．２ｍ）以下の平均直径を有していてよい。プレート１０２は、実質的に平面であってよい（すなわち、上面１０４及び底面１０６が実質的に平行であってよい）。他の実施形態では、プレート１０２は、皿状（すなわち、非平面）であってもよい。プレート１０２が皿状である場合、上面１０４及び底面１０６は平坦でなくてもよい（すなわち、プレート１０２の外面１０８が、上面１０４よりも高くてもよく、又は底面１０６よりも低くてもよい）。

【0014】

プレート１０２の底面１０６、上面１０４、又はその両方は、耐火性裏張りされていてもよい。例えば、図１は、プレート１０２の上方の網掛け領域における耐火性材料を示す。追加的又は代替的に、断熱特性を有する他の材料（例えば、断熱材料）を、プレート１０２の底面１０６と上面１０４との間に配置してもよい。耐火性裏張り、断熱材料、又はその両方は、プレート１０２の底面１０６が加熱されるのを防ぐのに役立ち得る。

【0015】

プレート１０２は、複数の開口部１３０を備えていてよい。複数の開口部１３０は各々、第１の開口部１３２及び第２の開口部１３４を介してプレート１０２の底面１０６及びプレート１０２の上面１０４と流体連通していてよい。複数の開口部１３０は、上面１０４及び／又は底面１０６と同じ高さであってよい。あるいは、複数の開口部１３０は、底面１０６を越えて（すなわち、下方に）及び／又は上面１０４を越えて（すなわち、上方に）延在していてもよい。すなわち、複数の開口部１３０は、プレート１０２の上面１０４の上方に延びる囲いを備えていてもよい。第２の開口部１３４は、第１の開口部１３２よりも大きい断面積を有していてよい。

【0016】

プレート１０２の第１の開口部１３２は、プレート１０２を通過する気体を確実に均一に分配するために、プレート１０２の底面１０６からプレート１０２の上面１０４への圧力低下を提供することができる。第２の開口部１３４は、プレート１０２を通過する気体の速度を低下させることができる。プレート１０２を通過する気体の速度が速すぎる場合、気体が、プレート１０２の上方の化学処理容器１１０内の触媒を摩滅又は損傷させる可能性がある。プレート１０２の第１の開口部１３２及び第２の開口部１３４は、均一な分布の気体が複数の開口部１３０の各々を通過するのを支援するために、均一な又は様々な断面積を有していてよい。例えば、気体供給導管１３２により近接する開口部１３０は、プレート１０２の底面１０６と上面１０４との間の圧力差がより大きくてよい。したがって、気体供給導管１２３により近接するプレート１０２の第１の開口部１３２は、プレート１０２全体にわたる圧力差の平衡化を支援するために、気体供給導管１２３からより離れた第１の開口部１３２よりも小さい断面積を有していてよい。

【0017】

図２に示すように、プレート１０２は、底面１０６及び外面１０８を備えていてよい。底面１０６は、プレート１０２の第１の開口部１３２によって形成された複数の開口部１３０を備えていてよい。複数の開口部１３０は、幾何学的パターンで中央開口部１２１Ｂの周りに配置されていてよい。幾何学的パターンは、様々な用途ごとに異なってもよい。例えば、複数の開口部１３０は、格子状及び／又は同心円状に中央開口部１２１Ｂの周りに配置されていてよい。プレート１０２は、１平方メートル当たり１０～５０個の開口部１３０、例えば、１平方メートル当たり２０～３５個の開口部を備えていてよい。１平方メートル当たり他の数の開口部１３０も企図される。

【0018】

再び図１を参照すると、プレート１０２の第２の開口部１３４の内径に対するプレート１０２の第１の開口部１３２の内径の比は、０．１３～０．８、例えば０．３４～０．５１であってよい。化学処理容器１１０の内径に対するプレート１０２の第１の開口部１３２の内径の比は、０．００３～０．０１４、例えば０．００８～０．０１２であってよい。化学処理容器１１０の内径に対するプレート１０２の第２の開口部１３４の内径の比は、０．００８～０．１６３、例えば０．０２６～０．０８７であってよい。

【0019】

プレートグリッド分配器１００は、外側支持体１５０を備えていてもよい。外側支持体１５０は、化学処理化学処理容器１１０の床１１６又はその近傍に化学処理容器１１０にプレート１０２を装着し、支持することができる。外側支持体１５０は、プレート１０２の外周又はその近傍で下方に延在していてよい。本開示で使用するとき、「プレートの外周」は、プレート１０２の最外部（すなわち、耐火性裏張り内壁に最も近接した部分）２５％を指し得る。外側支持体１５０は、第１の端部１５２及び第２の端部１５４を備えていてよい。第１の端部１５２は、化学処理容器１１０の床１１６に接続されていてよい。第２の端部１５４は、プレート１０２に接続されていてよい。第１の端部１５２及び第２の端部１５４は、互いに離間していてよい。第１の端部１５２と第２の端部１５４との間の空間が、外側平面１５６を画定し得る。外側平面１５６は、内側平面１５８から離間していてよい。外側平面１５６は、耐火性裏張り内壁１１２から離間していてよい。外側平面１５６は、第２の端部１５４に近接し、第１の端部１５２から離間している内側平面１５８の一部に接続されていてよい。実施形態では、プレートグリッド分配器の充填物（すなわち、断熱材）は、耐火性裏張り内壁１１２が化学処理容器１１０の床１１６に接続される位置により近接した耐火性裏張り内壁１１２の下部とプレート１０２の外面１０８との間に配置されてよい。プレートグリッド分配器の充填物は、セラミックウール断熱材であってもよい。実施形態では、外側支持体１５０は角度をなしていてよい。あるいは、外側支持体１５０は、垂直であってもよい（すなわち、床１１６に対して垂直であるか又は側壁１１１に対して平行であってもよい）。

【0020】

再び図１を参照すると、化学処理容器１１０は、気体供給導管１２３を備えていてよい。気体供給導管１２３は、化学処理容器１１０の床を貫通して延在する気体供給導管受容通路１２２に接続されていてよい。化学処理容器１１０は、複数の気体供給導管１２３を備えていてよい。実施形態では、複数の気体供給導管１２３は、複数の気体供給導管受容通路１２２に接続されていてよい。複数の気体供給導管受容通路１２２は、化学処理容器１１０の長手方向軸を取り囲んでいてよい。

【0021】

気体供給導管１２３は、耐火性裏張り内壁１１２と同一平面に装着されてもよく、又は耐火性裏張り内壁１１２を越えて延在していてもよい。化学処理容器１１０の内径に対する気体供給導管１１２の内径の比は、０．０２～０．４、例えば０．２０～０．２３であってよい。

【0022】

プレートグリッド分配器１００は、複数の偏向板コネクタ１７２によってプレート１０２の底面１０６の一部から離間し、かつ動作可能に接続された偏向板１７０を備えていてよい。偏向板１７０は、化学処理容器１１０に入る気体供給物を偏向させる及び／又は速度を低下させることができる。速度の偏向及び／又は方向変更（redirection）により、気体供給物を複数の開口部１３０を通してより均一に分配させることができる。

【0023】

更に図１を参照すると、本出願で前述したように、化学処理容器１１０は、触媒輸送通路１２１を備えていてよい。実施形態では、触媒輸送通路１２１は、円錐台を備えていてよい。本開示で使用するとき、「円錐台」は、円錐の上部を切り取ることによって作製される錐台形状を指し得る（切断は、基部と平行に行われる）。触媒輸送通路１２１は、中央開口部１２１Ｂから触媒出口１２０まで延在していてよい。触媒輸送通路１２１は、プレート１０２の上方の領域から触媒出口１２０までの通路を形成することができる。触媒輸送通路１２１及びプレート１０２は、それらが単一体を形成するように接続されてもよい。本明細書で使用するとき、単一体は、２つの構成要素（例えば、触媒輸送通路１２１及びプレート１０２）が単一の構造体から形成されることを意味し得る。いかなる特定の理論に束縛されるものではないが、単一体は、別個の部品を使用する構造物よりも軽量かつ剛直であり得ると考えられる。プレート１０２及び触媒輸送通路１２１は、触媒輸送通路１２１内部のプレート１０２の下方に触媒を収容するように動作可能であってよい。触媒は、触媒輸送通路１２１内だけでなく、プレート１０２の上方にもあってよいことが理解されるべきである。触媒輸送通路１２１は、触媒輸送通路１２１とプレート１０２との間に丸みを帯びた移行部１２４を備えていてもよい。「丸みを帯びた移行部」は、部品設計の内側角部又は外側角部を丸めることを指し得る。丸みを帯びた幾何学形状は、内側角部にあるときは凹関数の線であり、外側角部における丸みを帯びた幾何学形状は凸関数の線である。平縁移行部１２４は、プレート１０２から触媒輸送通路１２１への滑らかな移行部を提供することができる。耐火性材料は、触媒輸送通路１２１の内面１２６の実質的に全てと直接接触し得、それを覆い得る。

【0024】

触媒輸送通路１２１は、プレート１０２の上方に延在していなくてもよい。触媒輸送通路１２１の平縁移行部１２４は、触媒輸送通路１２１からプレート１０２への同一平面移行部を提供することができる。すなわち、触媒輸送通路１２１の上面１２８は、プレート１０２の上面１０４と実質的に同一平面であり得る。このような設計により、化学処理容器１１０内で行われる化学処理に必要な触媒在庫を最小限に抑えることができる。従来のプレートグリッド分配器及び触媒回収直立管は、従来のプレートグリッド分配器の上方にホッパーコーンを必要とする場合がある。従来のプレートグリッド分配器のプレートの上方及びホッパーコーン内の任意の粒子状固体は、いくつかの実施形態では、有用ではなく、触媒在庫費用を不必要に増加させる場合がある。

【0025】

触媒輸送通路１２１は、触媒出口１２０よりもプレート１０２の中央開口部１２１Ｂにおいてより大きな断面積を有していてよい。実施形態では、触媒輸送通路１２１は、触媒出口１２０よりも２～６倍大きくてよく、例えば３．５～４．５倍大きくてよい。したがって、触媒輸送通路１２１の断面積は、触媒出口１２０よりもプレート１０２の中央開口部１２１Ｂにおいて２～６倍大きくてよく、例えば３．５～４．５倍大きくてよい。

【0026】

動作中、触媒粒子等の粒子状固体は、触媒輸送通路１２１を介して化学処理容器１１０から除去され得る。触媒輸送通路１２１は、粒子状固体を別の容器又は処理ユニットに送達するために直立管（図示せず）に接続されてもよい。動作中、触媒は、５０ｌｂ／ｆｔ^２－ｓｅｃ以上４００ｌｂ／ｆｔ^２－ｓｅｃ以下、例えば１００ｌｂ／ｆｔ^２－ｓｅｃ以上３００ｌｂ／ｆｔ^２－ｓｅｃ以下の触媒流束で容器１１０から回収され、直立管に移動し得る。気体供給導管１２３は、プレートグリッド分配器１００を通して化学処理容器１１０内に気体を送達することができ、一方、粒子状固体は、触媒輸送通路１２１を介して除去され得る。したがって、触媒移行通路１２１は、触媒と最終的に分配される気体との間に障壁を形成する。

【0027】

ここで図１及び図４Ａ～Ｂを参照すると、実施形態では、化学処理容器１１０は、プレート１０２の上方に、又は触媒出口１２０に向かって気体を導くように動作可能な触媒輸送通路１２１内にスパージャ１６０を備えていてよい。スパージャを利用して、触媒輸送通路１２１を通過する材料を流動化してよく、これは、いくつかの実施形態では、触媒輸送通路１２１のサイズが比較的大きいことからスパージャを使用することなく脱流動化することができる。スパージャ１６０は、スパージャ本体１６２及び複数のスパージャ開口部１６４を備えていてよい。動作中、化学処理容器１１０からの粒子状固体を流動化させるのを支援するために、流体は、スパージャ本体１６２に、複数のスパージャ開口部１６４を通して導かれ得る。流体は、触媒出口１２０に向かって下方に導かれてもよく、プレート１０２の上方から触媒輸送通路１２１を通って触媒出口１２０から出る粒子状固体を流動化するのを支援し得る。流体は、スパージャ供給パイプ１６６を通してスパージャ本体内に導かれてもよい。スパージャ１６０は、酸素含有気体又は窒素等の不活性気体を化学処理容器１１０内に送達し得る。実施形態では、化学処理容器１１０は、複数のスパージャ１６０、例えば、２つ、３つ、５つ、又は任意の数のスパージャ１６０を備えていてよく、そのようなスパージャはループ状であってもよい。

【0028】

図４Ｂを参照すると、スパージャ本体１６２は、１つ以上のスパージャ壁４２６を備えていてよい。スパージャ１６０は、スパージャ壁４２６の外面に強固に連結された補強バー４３２を備えていてよい。複数のスパージャ開口部１６４は各々、圧力低下を生じさせ、スパージャ１６０を通して供給される気体を均一に分布させるために、各スパージャ開口部１６４の開始部にオリフィス４３７を備えていてもよい。複数のスパージャ開口部１６４はまた、スパージャ開口部１６４の各々においてスパージャ壁４２６に連結されたディフューザ４３８を備えていてもよい。ディフューザ４３８は、オリフィス４３７から出る表在気体速度を遅くして、触媒の摩耗、化学処理容器１１０の内部構造の損傷、プレートグリッド分配器１００の損傷、又は触媒輸送通路１２１の損傷を低減又は防止することができる。

【0029】

更に図４Ｂを参照すると、スパージャ１６０は、スパージャ１６０のスパージャ本体１６２の外側に張られた耐火性材料４３６を備えていてよい。本明細書で使用するとき、耐火性材料１３６は、熱、圧力、又は化学的攻撃による分解に耐性であり得、高温で強度及び形状を保持し得る材料である。アルミニウム、ケイ素、マグネシウム、及びカルシウムの酸化物は、耐火性材料の製造に使用される一般的な材料であり得る。

【0030】

再び図１及び図４Ａを参照すると、プレートグリッド分配器１００は、１つ以上のループ１６８を備えていてよい。１つ以上のループ１６８は、溶接等の任意の従来の又は未だ開発されていない手段を使用してプレート１０２に固定され得る。１つ以上のループ１６８は、スパージャ１６０に機械的支持を提供することができる。

【0031】

ここで図３を参照すると、本開示の化学処理容器１１０が存在し得る例示的な反応器システム３００が模式的に示されている。反応器システム２００は、一般に、反応器セクション４００及び再生器セクション５００等の複数のシステムユニットを備える。図３に関連して本明細書で使用するとき、反応器セクション４００は、一般に、主要なプロセス反応が起こり、粒子状固体が反応の生成物流から分離される反応器システム３００の部分を指す。１つ以上の実施形態では、粒子状固体は、使用済みであり得、これは、粒子状固体が少なくとも部分的に不活性化されていることを意味する。また、本明細書で使用するとき、再生器セクション５００は、一般に、粒子状固体が燃焼等によって再生され、再生された粒子状固体が、使用済み粒子状固体上で先に燃焼された材料から又は補助燃料から発生した気体等の他のプロセス材料から分離される反応器システム３００の部分を指す。反応器セクション４００は、一般に、反応容器４５０、外部ライザーセグメント４３２及び内部ライザーセグメント４３４を含むライザー４３０、並びに粒子状固体分離セクション４１０を含む。再生器セクション５００は、一般に、粒子状固体処理容器５５０、外部ライザーセグメント５３２及び内部ライザーセグメント５３４を含むライザー５３０、並びに粒子状固体分離セクション５１０を含む。一般に、粒子状固体分離セクション４１０は、例えば直立管５２６によって粒子状固体処理容器５５０と流体連通し得、粒子状固体分離セクション５１０は、例えば直立管３２４及び輸送ライザー３３０によって反応容器４５０と流体連通し得る。

【0032】

一般に、反応器システム３００は、炭化水素供給物及び流動化粒子状固体を反応容器４５０に供給し、炭化水素供給物を流動化粒子状固体と接触させることによって反応させて、反応器セクション４００の反応容器４５０において生成物を生成することによって動作し得る。生成物及び粒子状固体は、反応容器４５０から出て、ライザー４３０を通って粒子状固体分離セクション４１０における気体／固体分離デバイス４２０に入り得、そこで、粒子状固体は生成物から分離され得る。次いで、粒子状固体は、粒子状固体分離セクション４１０から出て、粒子状固体処理容器５５０に輸送され得る。粒子状固体処理容器５５０では、粒子状固体が化学プロセスによって再生され得る。例えば、使用済み粒子状固体は、酸素含有気体との接触による粒子状固体の酸化、粒子状固体上に存在するコークスの燃焼、及び粒子状固体を加熱するための補助燃料の燃焼のうちの１つ以上によって再生され得る。次いで、粒子状固体は、粒子状固体処理容器５５０から出て、ライザー５３０を通ってライザー終結デバイス５７８に入り得、そこで、ライザー５３０からの気体及び粒子状固体は部分的に分離される。ライザー５３０からの気体及び残留粒子状固体は、粒子状固体分離セクション５１０における気体／固体分離デバイス５２０に輸送され、そこで、残留粒子状固体は再生反応からの気体から分離される。気体から分離された粒子状固体は、本開示の化学処理容器１１０のプレートグリッド分配器１００として構造化され得る固体粒子収集領域５８０に到達し得る（図１～２に更に詳述するとおり）。次いで、分離された粒子状固体は、固体粒子収集領域５８０から反応容器４５０に到達し得、そこで更に利用される。したがって、粒子状固体は、反応器セクション４００と再生器セクション５００との間を循環し得る。

【0033】

固体粒子収集領域５８０はまた、酸素処理ゾーンを含んでいてもよい。酸素処理ゾーンは、（例えば、直立管３２４及び輸送ライザー３３０を介して）反応器セクション４５０と流体連通していてよく、これにより、処理された触媒を反応器システム３００の触媒処理部５００から反応器部４００に戻すように供給することができる。酸素処理ゾーンは、触媒の酸素処理のために酸素処理ゾーンに酸素含有気体を供給することができる、本開示のプレートグリッド分配器１００の気体供給導管１２３等の酸素含有気体入口３２８を備えていてよい。

【0034】

再び図１を参照すると、本開示は、化学処理容器１１０を操作する方法も目的とする。方法は、プレートグリッド分配器１００の下方の気体供給導管１２３を通して反応条件で化学処理容器１１０内に流体を到達させることと、化学処理容器１１０内のプレートグリッド分配器１００を通して流体を導くこととを含み得る。プレートグリッド分配器１００は、上面１０４と、上面の反対側の、プレート１００の厚みを画定する下面１０６とを有するプレート１００を備えていてよい。プレート１００は、プレート１００の厚みを貫通して延在する複数の開口部１３０を備えていてよい。プレート１００は、中央開口部１２１Ｂを備えていてもよい。触媒輸送通路１２１は、中央開口部１２１Ｂから触媒出口１２０まで延在して、プレート１００の上方の領域から触媒出口１２０までの通路を形成することができる。触媒輸送通路１２１及びプレート１００は、それらが単一体を形成するように接続されてもよい。触媒輸送通路１２１は、触媒出口１２０よりもプレート１００の中央開口部１２１Ｂにおいてより大きな断面積を有していてよい。方法は、触媒をプレート１００の上方から、触媒輸送通路１２１を通過し、触媒出口１２０を通って化学処理容器１１０から出すことを含んでいてよい。

【0035】

化学処理容器１１０は、化学処理容器１１０について本開示で先に論じた特徴のいずれかを有し得る。プレートグリッド分配器１００は、プレートグリッド分配器１００について本開示で先に論じた特徴のいずれかを有し得る。触媒輸送通路１２１は、触媒輸送通路１２１について本開示で先に論じた特徴のいずれかを有し得る。

【0036】

本開示の１つ以上の態様が本明細書に記載される。第１の態様は、側壁と、床と、床を貫通する触媒出口と、化学処理容器内に流体を分配するためのプレートグリッド分配器と、を備える化学処理容器を含み得る。プレートグリッド分配器は、上面と、上面の反対側の、プレートの厚みを画定する下面とを有するプレートを備えていてよい。プレートは、プレートの厚みを貫通して延在する複数の開口部を備えていてよく、プレートは、中央開口部を備える。触媒輸送通路は、中央開口部から触媒出口まで延在して、プレートの上方の領域から触媒出口までの通路を形成することができる。触媒輸送通路及びプレートは、それらが単一体を形成するように接続されてもよい。触媒輸送通路は、触媒出口よりもプレートの中央開口部においてより大きな断面積を有していてよい。

【0037】

本開示の第２の態様は、プレートが実質的に平面である、第１の態様を含み得る。

【0038】

本開示の第３の態様は、プレートが５フィート（１．５ｍ）以上７５フィート（２２．９ｍ）以下の平均直径を有する、第１又は第２の態様のいずれかを含み得る。

【0039】

本開示の第４の態様は、中央開口部がプレートの中央に配置される、第１～第３の態様のいずれか１つを含み得る。

【0040】

本開示の第５の態様は、中央開口部が触媒出口よりも２～６倍大きい、第１～第４の態様のいずれか１つを含み得る。

【0041】

本開示の第６の態様は、中央開口部が触媒出口よりも３．５～４．５倍大きい、第１～第５の態様のいずれか１つを含み得る。

【0042】

本開示の第７の態様は、プレートの外周又はその近傍から下方に延在する外側支持体を更に備える、第１～第６の態様のいずれか１つを含み得る。

【0043】

本開示の第８の態様は、外側支持体が角度をなしている、第７の態様を含み得る。

【0044】

本開示の第９の態様は、プレート及び触媒輸送通路が、触媒輸送通路内のプレートの下方に触媒を収容するように動作可能である、第１～第８の態様のいずれか１つを含み得る。

【0045】

本開示の第１０の態様は、触媒輸送通路が、触媒輸送通路とプレートとの間に平縁移行部を含む、第１～第９の態様のいずれか１つを含み得る。

【0046】

本開示の第１１の態様は、プレートの上面の実質的に全てと直接接触し、それを覆う耐火性材料を更に備える、第１～第１０の態様のいずれか１つを含み得る。

【0047】

本開示の第１２の態様は、触媒輸送通路の内面の実質的に全てと直接接触し、それを覆う耐火性材料を更に備える、第１～第１１の態様のいずれか１つを含み得る。

【0048】

本開示の第１３の態様は、触媒出口に向かって気体を導くように動作可能な触媒輸送通路内のスパージャを更に備える、第１～第１２の態様のいずれか１つを含み得る。

【0049】

本開示の第１４の態様は、複数の開口部が、プレートの上面の上方に延びる囲いを備える、第１～第１３の態様のいずれか１つを含み得る。

【0050】

本開示の第１５の態様は、化学処理容器を操作する方法を含み得る。方法は、プレートグリッド分配器の下方の気体供給導管を通して反応条件で化学処理容器内に流体を到達させることと、化学処理容器内のプレートグリッド分配器を通して流体を導くこととを含んでいてよい。プレートグリッド分配器は、上面と、上面の反対側の、プレートの厚みを画定する下面とを有するプレートを備えていてよい。プレートは、プレートの厚みを貫通して延在する複数の開口部を備えていてよい。プレートは、中央開口部を備えていてもよい。触媒輸送通路は、中央開口部から触媒出口まで延在して、プレートの上方の領域から触媒出口までの通路を形成することができる。触媒輸送通路及びプレートは、それらが単一体を形成するように接続されてもよい。触媒輸送通路は、触媒出口よりもプレートの中央開口部においてより大きな断面積を有していてよい。方法はまた、触媒をプレートの上方から、触媒輸送通路を通過し、触媒出口を通って化学処理容器から出すことを含んでいてよい。

【0051】

最後に、特許請求される主題の趣旨及び範囲から逸脱することなく、本明細書で記載される実施形態に様々な修正及び変更を加え得ることが当業者には明らかであろう。したがって、本明細書は、本明細書に記載される様々な実施形態のそのような修正及び変更を網羅することが意図され、ただし、そのような修正及び変更は添付の特許請求の範囲及びその等価物の範囲内に入る。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【国際調査報告】