DD202446A5 - IMPROVEMENT PROCESS FOR HEAVY SOIL - Google Patents
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- DD202446A5 DD202446A5 DD23902182A DD23902182A DD202446A5 DD 202446 A5 DD202446 A5 DD 202446A5 DD 23902182 A DD23902182 A DD 23902182A DD 23902182 A DD23902182 A DD 23902182A DD 202446 A5 DD202446 A5 DD 202446A5
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Abstract
Beschrieben wird ein verbessertes Qualitaetsverbesserungsverfahren fuer schweres Erdoel, bei dem thermische Crack- und Extraktionsstufen systematisch kombiniert sind, um Leichtoel, Gas und Rueckstand zu erhalten. Gemaess diesem Verfahren wird als Nebenprodukt erzeugter Rueckstand in einer fluessigen Form abgezogen und mit einem Teil des so erzeugten Leichtoels oder einem frisch zugefuehrten schweren Erdoel extrahiert, wobei das Leichtoel oder das schwere Erdoel als ein Loesungsmittel dient, um so loesliche Bestandteile in dem Rueckstand zu extrahieren und den Extraktionsrueckstand in Form fester Teilchen zu erhalten. Da milde thermische Crackbedingungen bei diesem Verfahren angewendet werden, ist es moeglich, unnoetige Vergasung von Oel und gleichzeitiges Auftreten v. Drehydrierung zu vermeiden. Es wurde somit moeglich, Zwischenproduktfraktionen guter Qualitaet mit hoher Ausbeute zu erhalten und wirksame Ausnutzung von Teerbestandteilen zu erzielen, die vorher nur als Rueckstand angesehen wurden, waehrend gleichzeitig Energie eingespart wird.Disclosed is an improved heavy oil quality improvement process in which thermal cracking and extraction stages are systematically combined to obtain light oil, gas and residue. According to this method, by-produced residue is withdrawn in a liquid form and extracted with a portion of the light oil thus produced or a freshly fed heavy oil, the light oil or heavy oil serving as a solvent to extract soluble constituents in the residue and to obtain the extraction residue in the form of solid particles. Since mild thermal cracking conditions are used in this process, it is possible to eliminate unnecessary gasification of oil and simultaneous occurrence of oil. To avoid spin drying. It thus became possible to obtain good quality intermediate product fractions with high yield and to obtain effective utilization of tar constituents, which were previously considered only as residues, while at the same time conserving energy.
Description
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Verbesserungsverfahren für schweres ErdölImprovement process for heavy crude oil
Anwendungsgebiet der Erfindung.Field of application of the invention.
Die Erfindung betrifft ein verbessertes kontinuierliches Qualitätsverbesserungsverfahren für Schweröl. Sie bezieht sich insbesondere auf ein verbessertes Qualitätsverbesserungsverfahren für schweres Erdöl, um Leichtöl und Gas zu erhalten, bei dem der als Nebenprodukt erzeugte Rückstand in einer flüssigen Form abgezogen und einer Extraktionsbehandlung mit einem Teil des so erzeugten Leichtöles oder einer frisch zugeführten Menge des Beschickungsschweröls unterworfen wird, um so lösliche Komponenten in dem Rückstand zu extrahieren, wodurch der Rückstand wirksamer ausgenutzt wird.The invention relates to an improved continuous quality improvement process for heavy oil. In particular, it relates to an improved quality improvement process for heavy petroleum to obtain light oil and gas in which the by-produced residue is withdrawn in a liquid form and subjected to extraction treatment with a portion of the light oil thus produced or a fresh feed of the heavy feed oil so as to extract soluble components in the residue, thereby more effectively utilizing the residue.
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- 2 Charakteristik der bekannten technischen Lösungen. - 2 Characteristics of the known technical solutions.
Beim thermischen Cracken von Schweröl laufen Crackreaktionen und Polykondensationsreaktionen gleichzeitig ab und erzeugen möglicherweise gecracktes Gas, gecrackte flüchtige ölfraktionen und nicht flüchtigen thermischen Crackrückstand. Der Crackrückstand, der normalerweise Schwefel und Schwermetalle in hohen Konzentrationen enthält, ist in seinen Anwendungsmöglichkeiten äußerst begrenzt und wird daher , wie allgemein bekannt ist, im Vergleich zu den flüchtigen ölfraktionen schlechter bewertet. Daher wurde das sogenannte Verkokungsverfahren angewendet, um thermisches Cracken unter schweren Bedingungen durchzuführen, um die Ausbeuten an flüchtigen Ölfraktionen so hoch wie möglich zu machen.In thermal cracking of heavy oil, cracking reactions and polycondensation reactions occur simultaneously and may produce cracked gas, cracked volatile oil fractions, and non-volatile thermal cracking residue. The cracking residue, which normally contains sulfur and heavy metals in high concentrations, is extremely limited in its applications and therefore, as is well known, is poorer compared to the volatile oil fractions. Therefore, the so-called coking process was used to carry out thermal cracking under severe conditions to maximize the yields of volatile oil fractions.
Aufgrund der schweren Crackbedingungen war das vorstehend beschriebene.Verkokungsverfahren mit den Nachteilen behaftet, daß sein Energieverbrauch hoch war und daß es die Entwicklung von Gas und in merklicher Weise eine Dehydrierungsreaktion verursacht, wodurch die Ausbeute an Gas erhöht wird, wenn mehr flüchtige Ölfraktionen auftreten, und gleichzeitig die flüchtige Ölfraktion weniger stabil gemacht wird. Das Instabilwerden der flüchtigen Ölfraktionen wird durch einen Anstieg von Doppelbindungen aufgrund der Dehydrierungsreaktion verursacht. Um solche flüchtigen Ölfraktionen zu stabilisieren, ist es notwendig, sie einer Hydrierungsbehandlung unter Verwendung von teurem Wasserstoff zu unterwerfen. Daher wird das Verkokungsverfahren relativ unwirtschaftlich.Due to the severe cracking conditions, the above-described coking process has the disadvantages that its energy consumption was high and that it causes the evolution of gas and significantly dehydrogenation reaction, thereby increasing the yield of gas as more volatile oil fractions occur, and at the same time the volatile oil fraction is made less stable. The instability of the volatile oil fractions is caused by an increase in double bonds due to the dehydrogenation reaction. In order to stabilize such volatile oil fractions, it is necessary to subject them to a hydrogenation treatment using expensive hydrogen. Therefore, the coking process becomes relatively uneconomic.
Es ist nicht immer ratsam, durch Verbrauch großer Mengen Energie das Öl leichter zu machen, was von dem Artgebot-/Nachfragegleichgewicht an Erdölprodukten abhängt. Milde thermische Crackbedingungen sind sicherlich wirksam, um die Umwandlung gecrackter Ölfraktionen in leichtere Ölfraktionen über die Notwendigkeit und das Fortschreiten der Dehydrierungsreaktion' hinaus herabzudrücken-, wobeiIt is not always advisable to make oil lighter by consuming large amounts of energy, depending on the supply / demand balance of petroleum products. Mild thermal cracking conditions are certainly effective to suppress the conversion of cracked oil fractions into lighter oil fractions beyond the necessity and progression of the dehydrogenation reaction
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diese Umwandlung und Dehydrierung im Verlauf des thermischen Crackens stattfindet.Hier tritt jedoch noch .ein anderes Problem auf. Schweröl besitzt nämlich die Neigung, in einer relativ hohen Konzentration in dem thermischen Crackrückstand zu verbleiben,und die Ausbeuten an flüchtigen Ölfraktionen werden niedriger.This conversion and dehydrogenation takes place during thermal cracking. However, another problem still occurs. Heavy oil has a tendency to remain in a relatively high concentration in the thermal cracking residue and the yields of volatile oil fractions become lower.
Ein Ziel dieser Erfindung ist es, ein Qualitätsverbesserungsverfahren für Schweröl zu schaffen, mit dem die Ausbeuten an flüchtigen ölfraktionen erhöht werden, während die Umwandlung von gecrackten ölfraktionen in leichtere ölfraktionen über die Notwendigkeit und das Fortschreiten der Dehydrierungsreaktion aufgrund der thermischen Crackreaktion hinaus behindert wird und die Teerkomponenten, die bisher nur als Rückstand eingeschätzt wurden, in wirksamer Weise ausgenutzt werden. An object of this invention is to provide a heavy oil quality improvement process which increases the yields of volatile oil fractions while inhibiting the conversion of cracked oil fractions into lighter oil fractions beyond the necessity and progression of the dehydrogenation reaction due to the thermal cracking reaction, and US Pat Tar components, which were previously considered to be a residue, are effectively exploited.
Die charakteris-tisehen Merkmale- des^Qualitätsverbesserungsverfahrens für Schweröl gemäß dieser Erfindung liegen darin, daß, während das Schweröl dem kontinuierlichen thermischen Cracken unterworfen wird, um das entstehende Gas und flüchtige Ölfraktionen abzudestillieren und den entstehenden thermischen Crackrückstand in einer flüssigen Form abzuziehen, der thermische Crackrückstand mit einem Teil der . flüchtigen Ölfraktionen oder einer frisch zugeführten Menge Schweröl in Kontakt gebracht wird, wobei diese ölfraktionen oder das Öl als ein Lösungsmittel dienen, um lösungsmittellösliche Bestandteilei die in dem thermischen Crackrückstand vorhanden sind, zu extrahieren und zurückzugewinnen, und gleichzeitig der Extraktionsrückstand in Form fester Teilchen von dem Lösungsmittel abgetrennt wird.The characteristic features of the heavy oil quality improvement process of this invention are that while the heavy oil is subjected to continuous thermal cracking to distill off the resulting gas and volatile oil fractions and to remove the resulting thermal crack residue in a liquid form, the thermal Crack residue with part of the. volatile oil fractions or a freshly supplied amount of heavy oil, said oil fractions or the oil serving as a solvent to extract and recover solvent-soluble components present in the thermal cracking residue, and at the same time the extraction residue in the form of solid particles of the Solvent is separated.
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Es wird nun das Verfahren dieser Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. :;The method of this invention will now be described with reference to the drawings. :;
Die beigefügte einzige Zeichnung ist ein Fließdiagramm, das eine Ausfuhrungsform des -Qualitätsverbesserungsverfahrens für schweres Erdöl gemäß der Erfindung erläutert.The accompanying single drawing is a flow chart illustrating an embodiment of the heavy oil oil quality improvement process according to the invention.
; Als Ergebnis einer intensiven Untersuchung, die von den Erv.^ findem der vorliegenden Erfindung durchgeführt wurde, wurde gefunden, daß schwere flüchtige ö!komponenten einen wesentlichen Teil der Ö!komponenten bilden, die im thermischen Crackrückstand verbleiben, daß sie aber nicht durch irgendeine herkömmliche Destillationsbehandlung abgetrennt und rückgewonnen werden können, was auf einen hohen Grad der Affinität zurückzuführen ist,die zwischen derartigen schweren flüchtigen ölbestandteilen und den anderen ηich^t flüchtigen Bestandteilen in dem Rückstand herrscht. Es wurde eine ausgedehnte Untersuchung auf der Basis der vorstehenden Ergebnisse durchgeführt, um andere wirtschaftli- _ ehe Trennverfahren zu finden, was zur vorliegenden Erfindung ν {, führte. Spezieller wurde von den Erfindern der vorliegenden '" '' Erfindung gefunden, daß schwere flüchtige Ölbestandteile, die in thermischem Crackrückstand verbleiben, durch ihre Extraktion abgetrennt werden können; leichte Lösungsmittel wie Propan, Butan und dergleichen, die herkömmlicherweise als Lösungsmittel für Extraktion verwendet wurden, sind ungeeignet, weil sie nicht nur teuer, sondern auch unzulänglich bezüglich ihrer Affinität bezüglich der zu lösenden Schwerölkomponenten sind; flüchtige Ölfraktionen, die durch thermisches Cracken erzeugt werden, können stattdessen als ein Lösungsmittel noch in einer gemischten Form verwendet werden; und wenn derartige flüchtige Ölfraktionen verwendet werden, ist kein getrennter Betrieb erforderlich, um Gelöstes von dem Lösungsmittel zu isolieren, indem der Heizofen; As a result of an intensive study carried out by the inventors of the present invention, it has been found that heavy volatile components form a substantial portion of the oil components which remain in the thermal cracking residue, but they are not readily replaced by any conventional one Distillation treatment can be separated and recovered, which is due to a high degree of affinity, which prevails between such heavy volatile oil components and the other ηich ^ volatile components in the residue. An extensive investigation was made on the basis of the above results to find other economical separation methods, leading to the present invention ν {. More specifically, the inventors of the present '''' invention, it was found that heavy volatile oil components which remain in thermal cracking residue can be separated by their extraction; light solvents such as propane, butane and the like which have been conventionally used as a solvent for extraction, are unsuitable because they are not only expensive but also deficient in their affinity for the heavy oil components to be dissolved; volatile oil fractions produced by thermal cracking may instead be used as a solvent, still in a mixed form, and if such volatile oil fractions no separate operation is required to isolate solute from the solvent by heating the furnace
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und die Fraktionierkolonne einer thermischen Crackanlage systematisch kombiniert werden.and the fractionation column of a thermal cracking unit are systematically combined.
Weiterhin haben die Erfinder auch gefunden, daß eine extrem schnelle Extraktion durchführbar ist, wenn jeder thermische Crackbetrieb so gesteuert wird,daß der thermische Crackrückstand in der Form von thermoplastischem Pech erhalten wird und die Extraktion bei Temperaturen oberhalb des Erweichungspunktes des Peches durchgeführt wird.Further, the inventors have also found that extremely rapid extraction is feasible if each thermal cracking operation is controlled so as to obtain the thermal crack residue in the form of thermoplastic pitch and to carry out the extraction at temperatures above the softening point of the pitch.
Von den Erfindern wurde auch als noch wichtigeres Ergebnis gefunden, daß der Einsatz eines derartigen Extraktionsverfahrens gestattet, nicht nur flüchtige Ölbestandteile, die in dem thermischen Crackrückstand vorhanden sind, sondern auch Teerkomponenten zu extrahieren, die per se. nicht flüchtig sind, aber leicht in; anderen flüchtigen ölkomponenten gelöst werden können, und nicht Schwefel, und Schwermetalle in großen Mengen enthalten; und derartige Teerkomponenten können als ein Ausgangsmaterial für Hydrocracken oder katalytisches Cracken verwendet werden, wenn, sie >in einer Form gemischt mit anderen gecrackten Ölfraktionen, zugeführt werden.It has also been found by the inventors that the use of such an extraction method not only allows volatile oil components present in the thermal cracking residue to be extracted but also tar components which are non-volatile per se, but readily soluble in ; other volatile oil components can be dissolved, not sulfur, and heavy metals in large quantities; and such tar components can be used as a starting material for hydrocracking or catalytic cracking when they are> mixed in a form with the other cracked oil fractions supplied.
Die so von dem thermischen Crackrückstand extrahierten Ölbestandteile können zusammen mit dem Beschickungsschweröl zu der thermischen Crackstufe zurückgeführt werden und zusammen mit einer frisch zugeführten Menge des Beschickungsschweröls dem thermischen Cracken unterworfen werden, ohne daß sie von dem Lösungsmittel abgetrennt werden. Alternativ dazu können sie, abgesehen von der Behandlung der so extrahierten Ölbestandteile, wie es oben beschrieben wurde, einer Hydro-/Entschwefelungsstabilisierungsbehandlung unterworfen werden oder als ein Ausgangsmaterial für katalytische Wirbelschichtcrackung verwendet werden ohne daß die Notwendigkeit besteht, sie von dem Extraktionslösungsmittel abzutrennen, oder sie können auch, so wie sie sind, als Brennstofföl ver-The oil components thus extracted from the thermal cracking residue may be recycled to the thermal cracking step together with the heavy feed oil and subjected to thermal cracking together with a fresh feed of the heavy feed oil without being separated from the solvent. Alternatively, besides the treatment of the thus extracted oil components as described above, they may be subjected to hydro / desulfurization stabilization treatment or used as a starting material for fluid catalytic cracking without the need to separate them from the extraction solvent can also be used as fuel oil as they are.
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wendet werden, wo Straigt-run-Rückstand aus atmosphärischer Destillation oder Rückstand aus Destillation unter verringertem Druck als ihr Lösungsmittel verwendet wird.where stray-run residue from atmospheric distillation or residue from distillation under reduced pressure is used as its solvent.
Schweres ''Erdöl, das bei der vorliegenden Erfindung brauchbar ist, umfaßt Rohöl, Rückstand aus atmosphärischer Destillation und Rückstand aus Destillation unter verringertem Druck.Heavy petroleum useful in the present invention includes crude oil, atmospheric distillation residue and the residue from distillation under reduced pressure.
V ./ Beschickungsschweröl wird kontinuierlich und schnell in ^ . einem röhrenförmigen Erhitzungsofen erhitzt, vorzugsweise bis auf eine Auslaßtemperatur von 45O°C bis 55O°C. Es wird dann einer thermischen Crackreaktion in einem nachfolgenden Reaktionstank unter den folgenden Bedingungen unterworfen: Temperatur: 35O°C - 5OO°C; Druck: 1-20 Atmosphären (ata) und Verweilzeit 1 bis-10 Stunden. Hierbei ist es notwendig, das· Ausmaß des thermischen Crackens in solch einer Weise.zu steuern, daß der entstehende thermische Crackrückstand nicht in feste Kohle umgewandelt wird sondern noch in einem pechartigen Zustand verbleibt und als Fluid verarbeitet werden kann. Andererseits wird die Abtrennung fester Bestandteile /.---.. durch Extraktion- s-c-hwier-ig—durchführbar, wenn das thermische Y\ Cracken nicht bis zu einem ausreichenden Maß fortschreitet. Es ist daher wünschenswert, daß chinolinunlösliche Bestandteile insgesamt wenigstens 5 % jedoch nicht mehr als 50 % des Peches betragen. Es kann Dampf unter atmosphärischem Druck in den thermischen Crackreaktionstank geblasen werden, um so flüchtige ölbestandteile in dem Pech dem Abstreifen zu unterwerfen.V. / Feed heavy oil becomes continuous and fast in ^. a tubular heating furnace, preferably to an outlet temperature of 45O ° C to 55O ° C. It is then subjected to a thermal cracking reaction in a subsequent reaction tank under the following conditions: temperature: 35O ° C - 5OO ° C; Pressure: 1-20 atmospheres (ata) and residence time 1 to -10 hours. Here, it is necessary to control the extent of thermal cracking in such a manner that the resulting thermal cracking residue is not converted into solid coal but still remains in a pitch-like state and can be processed as a fluid. On the other hand, the separation of solid components becomes feasible by extraction if the thermal cracking does not progress to a sufficient extent. It is therefore desirable that quinoline-insoluble components as a whole be at least 5% but not more than 50% of the pitch. Steam may be blown under atmospheric pressure into the thermal cracking reaction tank so as to subject volatile oil components in the pitch to stripping.
Allgemein gesagt, enthält Pech hexanunlösliche (oder pentanunlösliche) Bestandteile, benzolunlösliche Bestandteile und chinolinunlösliche (oder pyridinunlösliche) Bestandteile, wie durch das Lösungsmittelf.raktionierungsyerfahren gefunden wurde, das in den japanischen Industriestandards oder dergleichen vorgeschrieben ist. Wenn das Gelöste als einGenerally speaking, pitch contains hexane-insoluble (or pentane-insoluble), benzene-insoluble and quinoline-insoluble (or pyridine-insoluble) components as found by the solvent fractionation method prescribed in Japanese Industrial Standards or the like. If the solved as one
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Zwischen-Rohmaterial für weiteres thermisches Cracken oder für einen Reinigungsschritt verwendet wird, ist es wünschenswert, das Ausmaß der Extraktion auf benzollösliche Bestandteile zu beschränken. Wenn ölbestandteile, die schwerer als die benzollöslichen Bestandteile -sind, auch extrahiert werden, werden Verunreinigungen wie Schwermetalle zu hoch und es kann leicht Koks auftreten. Dies ist jedoch nicht der Fall, wenn das Gelöste mit Schweröl oder Rückstand aus Destillation unter verringertem Druck gemischt und als Brennstofföl verwendet wird. Es muß nicht extra bemerkt werden, daß es dann, wenn Schweröl als ein Lösungsmittel verwendet wird, nicht unbedingt notwendig ist, daß das Schweröl das gleiche wie das Beschickungsschweröl ist. Diese öle können voneinander verschieden sein.Between raw material is used for further thermal cracking or for a purification step, it is desirable to limit the extent of extraction to benzene-soluble components. When oil components heavier than the benzene-soluble components are also extracted, impurities such as heavy metals become too high and coke can easily occur. However, this is not the case when the solute is mixed with heavy oil or residue from distillation under reduced pressure and used as fuel oil. Needless to say, when heavy oil is used as a solvent, it is not absolutely necessary that the heavy oil is the same as the heavy feed oil. These oils can be different from each other.
Die Menge des Lösungsmittels kann von einem Lösungsmittel zum anderen variieren. Das Lösungsmittel kann im allgemeinen in einer Menge von 1 bis 10 Gewichtsteilen pro Gewichtsteil des thermischen Crackrückstands verwendet werden. Die Extraktionstemperatur liegt vorzugsweise zwischen normaler Temperatur und 35O°C.The amount of solvent can vary from one solvent to another. The solvent may be used generally in an amount of 1 to 10 parts by weight per part by weight of the thermal cracking residue. The extraction temperature is preferably between normal temperature and 35O <0> C.
Je höher die Extraktionstemperstur^:. je höher der Siedepunkt des Lösungsmittels und je höher die aromatische Natur des Lösungsmittels sind, desto mehr besteht die Neigung zur Erniedrigung des Ausmaßes der Extraktion. Es ist notwendig, geeignete Extraktionsbedingungen und Lösungsmittel in .Abhängigkeit von dem Ausmaß der gewünschten Extraktion zu wählen. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung fanden jedoch, daß die Geschwindigkeit der Extraktion sprunghaft schneller wird, wenn eine Extraktionstemperatur verwendet wird, die höher als der Erweichungspunkt des Peches ist, wobei der Erweichungspunkt durch das Ring- und -Kugel-Verfahren bestimmt wird.The higher the extraction temperature ^ :. the higher the boiling point of the solvent and the higher the aromatic nature of the solvent, the more the tendency to reduce the extent of extraction. It is necessary to choose suitable extraction conditions and solvents depending on the extent of the desired extraction. However, the inventors of the present invention found that the speed of extraction becomes dramatically faster when using an extraction temperature higher than the softening point of the pitch, the softening point being determined by the ring and ball method.
Es gibt keine spezifische Beschränkung für die Extraktions-There is no specific restriction for the extraction
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anlage, die verwendet werden soll, solange sie in üblicher Weise verwendet wird. Es ist jedoch notwendig, eine Extraktionsanlage für feste Substanzen zu verwenden, da der Extraktionsrückstand als feste Teilchen erhalten wird.plant to be used as long as it is used in the usual way. However, it is necessary to use a solid substance extraction plant because the extraction residue is obtained as solid particles.
Wenn eine Ölfraktion mit einem Siedepunkt, der gleich oder höher als der von Leichtöl ist, als ein Lösungsmittel verwendet wird, besteht die Neigung, daß die ölfraktion auf Teilchen des Extraktionsrückstands klebt und haften bleibt. Es ist daher wünschenswert, die Teilchen des Extraktions- ' rückstands mit einer leichter flüchtigen Fraktion wie beispielsweise Naphtha oder Kerosin entweder vor oder nach dem Abtrennen derselben von dem Lösungsmittel zu waschen.When an oil fraction having a boiling point equal to or higher than that of light oil is used as a solvent, there is a tendency for the oil fraction to stick and adhere to particles of the extraction residue. It is therefore desirable to wash the particles of the extraction residue with a more volatile fraction such as naphtha or kerosene either before or after separating them from the solvent.
Es wird nun eine Ausführungsform der Erfindung unter ganz spezieller Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Beschickungsschweröl wird kontinuierlich durch eine Leitung 1 in einen rohrförmigen Erhitzungsofen 2 eingeführt, wo es schnell auf 45O°C - 55O°C erhitzt wird. Das so erhitzte Beschickungsschweröl -wird dann durch eine Lei- tung 3 einem Reaktionstank 4 zugeführt, wo es dem thermisehen Cracken unter den folgenden Bedingungen unterworfen wird: Temperatur: 35O°C. - 5OO°C; Verweilzeit: 1 - 10 Stunden; Druck: 1 bis 20 Atmosphären;(ata). Entstehendes Gas und flüchtiger gecrackter Öldampf werden aus dem Reaktionstank 4 von einem oberen Teil desselben abgezogen und dann durch eine Leitung 5 in eine Fraktionierkolonne 6 abgegeben Hier werden sie in Gas, Naphthafraktion, Kerosinfraktion und Leichtölfraktion und einen Bodenrückstand fraktioniert. Das Gas, die Naphthafraktion, die Kerosinfraktion und die Leichtölfraktion werden durch die entsprechenden Leitungen 8,9,10 und 12 abgelassen. Die Bezugszeichen 7 und 11 bezeichnen Kondensatoren.An embodiment of the invention will now be described with particular reference to the accompanying drawings. Charge heavy oil is continuously introduced through a conduit 1 into a tubular heating furnace 2 where it is heated rapidly to 45 ° C-55 ° C. The thus-heated heavy feed oil is then fed through a line 3 to a reaction tank 4 where it is subjected to thermal cracking under the following conditions: temperature: 3500C. - 5OO ° C; Residence time: 1 to 10 hours; Pressure: 1 to 20 atmospheres; (ata). Resulting gas and volatile cracked oil vapor are withdrawn from the reaction tank 4 from an upper part thereof and then discharged through a line 5 into a fractionating column 6. Here they are fractionated into gas, naphtha fraction, kerosene fraction and light oil fraction and a bottoms residue. The gas, naphtha fraction, kerosene fraction and light oil fraction are exhausted through the respective lines 8, 9, 10 and 12. Reference numerals 7 and 11 denote capacitors.
Flüssiger thermischer Crackrückstand, der als Nebenprodukt in dem Reaktionstank 4 angefallen ist, wird in einer flüs-Liquid thermal cracking residue, which is by-produced in the reaction tank 4, is dissolved in a liquid.
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sigen Form durch eine Leitung 13, eine Pumpe 14 und eine Leitung 15 in einen oberen Teil einer Extraktionskolonne 16 eingebracht. Andererseits wird der Bodenrückstand von der Fraktionierkolonne 6 durch eine Leitung 17, eine Pumpe 18 und eine Leitung 19 in die Extraktionskolonne 16 an eine Stelle nahe ihres Bodenteiles befördert und im Gegenstrom bei Temperaturen von normaler Temperatur bis 350 C mit dem thermischen Crackrückstand in Kontakt gebracht, der von dem oberen Teil der Kolonne herabfällt, um dadurch lösungsmittellösliche Bestandteile in dem thermischen Crackrückstand herauszuextrahieren. Das extrahierende öl wird aus der Extraktionskolonne 1 6. an einem oberen Teil derselben herausgezogen und durch eine Leitung 20 in das.Beschickungsschweröl in der Leitung 1 gemischt. Es wird dann zu dem Re-. aktionstank 4 zurückgeführt. Da der Koksbestandteil, der in dem Pech enthalten ist, als Extraktionsrückstand in Form fester Teilchen in dem Lösungsmittel innerhalb der Extraktionskolonne 16 ausfällt, wird der Koksbestandteil mit einem flüchtigen Leichtöl gewaschen, z.B. durch die Kerosinfraktion, die durch eine Leitung 21, eine Pumpe 22 und eine Leitung 23 zu dem untersten Teil der Extraktionskolonne 16 geleitet wird. Eine Aufschlämmung von Koksteilchen wird aus der Extraktionskolonne 16 an einem Bodenteil derselben und durch eine Leitung 23 abgezogen. Sie fließt dann durch eine Lösungsmittelrückgewinnung-/Trocknungsanlage 2 4 und wird schließlich aus dem System als Koks oder Kohlepulver durch eine Leitung 25 herausgezogen.Form through a line 13, a pump 14 and a line 15 in an upper part of an extraction column 16 introduced. On the other hand, the bottom residue from the fractionating column 6 is conveyed through a line 17, a pump 18 and a line 19 into the extraction column 16 at a position close to its bottom part and brought into contact with the thermal cracking residue in countercurrent at temperatures of normal temperature up to 350 C, which falls from the top of the column to thereby extract solvent-soluble components in the thermal cracking residue. The extracting oil is withdrawn from the extraction column 1 6 at an upper part thereof and mixed through a line 20 into the feed heavy oil in the line 1. It then becomes the Re-. Action tank 4 returned. Since the coke ingredient contained in the pitch precipitates as extraction residue in the form of solid particles in the solvent within the extraction column 16, the coke ingredient is washed with a volatile light oil, e.g. by the kerosene fraction, which is passed through a line 21, a pump 22 and a line 23 to the lowest part of the extraction column 16. A slurry of coke particles is withdrawn from the extraction column 16 at a bottom portion thereof and through a conduit 23. It then flows through a solvent recovery / drying plant 2 4 and is eventually withdrawn from the system as coke or carbon powder through a conduit 25.
Es sei bemerkt, daß es möglich ist, als Lösungsmittel die Naphthafraktion, die Kerosinfraktion, die Leichtölfraktion von der Fraktionierungskolonne 6 oder eine' Mischung dieser oben beschriebenen Fraktionen zu verwenden. Es ist auch möglich, als Lösungsmittel eine einzige Fraktion oder eine Mischung von zwei oder mehreren Fraktionen, die von Naphtha oder Petroleum bis zu Rückstand aus Destillation unter reduziertem Druck unter üblichen Erdölfraktionen reichen undIt should be noted that it is possible to use as the solvent the naphtha fraction, the kerosene fraction, the light oil fraction from the fractionating column 6 or a mixture of these fractions described above. It is also possible to use as solvent a single fraction or a mixture of two or more fractions ranging from naphtha or petroleum to the residue from distillation under reduced pressure under conventional petroleum fractions, and
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außerhalb des Systems erhalten worden sind, zu verwenden.outside the system have been obtained.
Das Extrahierungsöl von der Extraktionskolonne 16 kann entweder als ein Ausgangsmaterial für eine Hydro-Entschwefelungs-, Hydrocrack- oder katalytische Crackanlage verwendet werden, und zwar entweder so wie es ist oder nachdem es mit anderen Fraktionen von der Fraktionierkolonne 16 gemischt worden ist. Das Extrahierungsöl kann auch, so wie es ist, als Brennstofföl verwendet werden, wenn, öl aus Destillation entweder unter Atmosphärendruck oder unter verringertem .'S Druck als Lösungsmittel verwendet wird.The extracting oil from the extraction column 16 may be used either as a raw material for a hydro-desulfurization, hydrocracking or catalytic cracking unit, either as it is or after it has been mixed with other fractions from the fractionating column 16. The extracting oil may also be used as a fuel oil as it is, when oil from distillation is used either under atmospheric pressure or under reduced pressure as a solvent.
Durch das Verfahren dieser Erfindung wird es möglich, die —Ausbeuten an Zwischenfraktionen mit guter Qualität zu erhöhen, während Energie eingespart wird, und Teerkomponenten oder Teerbestandteile wirksam auszunutzen, die vorher als Rückstand angesehen wurden, ohne daß Energie unter schweren thermischen Crackbedingungen verschwendet wird, um die Ausbeute an gecracktem öl zu verbessern und unnötige Umwandlung von gecracktem Öl in leichte ölfraktionen und das gleichzeitige Auftreten von Dehydrierung wie bei den herkömmlichen thermischen Crackverfahren verursacht wird. Auf C: i diese Weise gestattet die vorliegende Erfindung eine äußerst '.'_') wirksame Ausnutzung der Erdölquellen.By the process of this invention, it becomes possible to increase the yields of intermediate fractions of good quality while conserving energy and to effectively utilize tar components or tar constituents which were previously considered to be residues without wasting energy under severe thermal cracking conditions to improve the yield of cracked oil and to cause unnecessary conversion of cracked oil to light oil fractions and the simultaneous occurrence of dehydration as in the conventional thermal cracking processes. C: i Thus, the present invention allows an extremely '.'_') effective utilization of petroleum sources.
Die Erfindung wird noch weiter in dem folgenden Beispiel erläutert, in dem sich alle !-Angaben auf Gewichtsprozent beziehen.The invention will be further illustrated in the following example in which all the figures are by weight.
Bodenrückstand aus Destillation unter verringertem Druck von Rohöl aus dem Mittleren Osten mit 4 % Schwefelgehalt, 70API-Dichte und 20 % Conradson-Kohlenstoffrest wurde nach einer Vorerhitzung mit einer Strömungsrate von 100 kg/h kontinuierlich durch einen röhrenförmigen Erhitzungspfen strömenBottoms of distillation under reduced pressure of crude oil from the Middle East with 4% sulfur content, 7 0 API gravity of 20% and Conradson carbon residue was continuously flow through a tubular Erhitzungspfen h after preheating at a flow rate of 100 kg /
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gelassen, um die Temperatur auf 490 C zu erhöhen, und dann in einen unter atmosphärischen Druck stehenden Reaktionstank mit einem Volumen von 300 1, der mit einem Rührwerk ausgestattet war, eingebracht,, damit er dort eine thermische Crackreaktion erfährt. Entstehendes Gas und flüchtige ölfraktionen wurden kontinuierlich aus dem Reaktonstank an einem oberen Teil desselben abgezogen, während Pech : kontinuierlich aus demselben Reaktionstank an einem unteren Teil desselben so abgezogen wurde, daß das Flüssigkeitsniveau innerhalb des Reaktonstanks konstant gehalten wurde. Hierbei betrug die Temperatur in dem Reaktonstank 420 C, und die mittlere Verweilzeit war 2 Stunden. Die Ausbeute an Gas betrug 5 %., die an flüchtigen ölfaraktionen 60 % und die an Pech 35 %. Das Pech enthielt benzolunlösliche Bestandteile in einer Gesamtmenge von 50 %.to raise the temperature to 490C, and then placed in an atmospheric pressure reaction tank having a volume of 300 liters equipped with a stirrer so that it undergoes a thermal cracking reaction there. Resulting gas and volatile oil fractions were continuously withdrawn from the reactor tank at an upper portion thereof, while pitch: continuously withdrawn from the same reaction tank at a lower portion thereof so as to keep the liquid level within the reactor tank constant. Here, the temperature in the reactor tank was 420 C, and the average residence time was 2 hours. The yield of gas was 5%. The volatile oil fractions 60% and the pitch 35%. The pitch contained benzene-insoluble components in a total amount of 50%.
Danach wurden in eine Extraktionskolonne mit einem inneren Volumen von 20 1, die mit einem Rührwerk ausgestattet war, das von dem Bodenteil des Reaktonstanks abgezogene Pech und die 25O°C - 350°C-Fraktionen des gecrackten Öls von der Fraktionierkolonne eingeführt und gemischt. Das Pech ?wurde mit einer Rate von 35 kg/h und einer Temperatur von 300 C zugeführt, während die 25O°C - 350 C-Fraktionen mit einer Rate von 20 kg/h zugeführt wurden. Der extrahierte Rückstand wurde in Form einer Aufschlämmung von einem unteren Teil der.Extraktionskolonne abgelassen und nach einer Abkühlung auf 100°C der Zentrifugaltrennung in einem Superdecanter unterworfen. Der entstandene feste Anteil wurde mit Kerosinöl gewaschen und dann getrocknet, indem Ölbestandteile mit Dampf ausgetrieben wurden. Hierbei befand sich das Innere des Extraktionstanks auf 25O°C. Der so erhaltene Extraktionsrückstand baute sich aus Teilchen in einem Bereich von 20 bis 100 pm auf und seine Ausbeute betrug 55 % des Peches.Thereafter, into an extraction column having an internal volume of 20 liters and equipped with a stirrer, the pitch withdrawn from the bottom portion of the reaction tank and the 25O ° C-350 ° C fractions of the cracked oil were introduced from the fractionating column and mixed. The bad luck ? was fed at a rate of 35 kg / hr and a temperature of 300 ° C, while the 25 ° C-350 C fractions were fed at a rate of 20 kg / hr. The extracted residue was drained in the form of a slurry from a lower part of the extraction column and, after cooling to 100 ° C., subjected to centrifugal separation in a Superdecanter. The resulting solid portion was washed with kerosene oil and then dried by expelling oil components with steam. Here, the inside of the extraction tank was at 25O ° C. The extraction residue thus obtained was composed of particles in a range of 20 to 100 μm, and its yield was 55% of the pitch.
Andererseits wurde das Extraktionsöl, von dem der Extraktions-On the other hand, the extraction oil from which the extraction
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rückstand abgetrennt worden war, in seiner Gesamtheit mit dem Beschickungs-Destillationsbodenrückstand, der in den Reaktionstank eingeführt werden sollte, gemischt, wodurch das extrahierte öl zu dem thermischen Cracksystem zurückgeführt wurde. Zehn Stunden nach dem Beginn der Rückführung erreichte das gesamte System einen stationären Zustand, in dem die Ausbeuten an Gas, flüchtigen ölfraktionen und Extraktionsrückstand entsprechend in gleicher Reihenfolge 6 %, 66 % und 28 % des Beschickungs-Destillationsbodenrückstands betrugen.in its entirety was mixed with the feed distillation bottoms residue to be introduced into the reaction tank, whereby the extracted oil was returned to the thermal cracking system. Ten hours after the beginning of the recycle, the entire system reached a steady state in which the yields of gas, volatile oil fractions, and extraction residue were respectively 6%, 66%, and 28% of the feed bottoms of the bottoms, respectively.
Claims (6)
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| JP20934581A JPS58111891A (en) | 1981-12-25 | 1981-12-25 | Thermal cracking of heavy oil |
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| Publication Number | Publication Date |
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ID=16571409
Family Applications (1)
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