JP2005112950A

JP2005112950A - Reforming-plant and method

Info

Publication number: JP2005112950A
Application number: JP2003347198A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Nagaya; 重夫長屋; Akizo Watanabe; 彰三渡邉; Koji Takewaki; 幸治竹脇; Shinya Yoshida; 真也吉田
Original assignee: Chubu Electric Power Co Inc; IHI Corp
Current assignee: Chubu Electric Power Co Inc; IHI Corp
Priority date: 2003-10-06
Filing date: 2003-10-06
Publication date: 2005-04-28

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reforming-plant and a method which are capable of removing effectively a heavy metal from a treatment object and of reducing an energy consumption required for the reforming treatment for the treatment object. <P>SOLUTION: The reforming plant is provided with a viscosity-reducing reactor for viscosity-reducing by a hydrothermal reaction of the treatment object and with an oil content separator which ionizes a heavy metal contained in the treated matter from the above viscosity-reducing reactor and then separates only the oil content as a reformed fuel. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、改質プラント及び方法に関する。 The present invention relates to a reforming plant and method.

例えば特開２０００-２１２５７３号公報には、流動性が低く、かつ硫黄含有量が多いために、そのまま燃焼させることが困難な粗悪燃料（処理対象物）の改質処理技術が開示されている。この技術では、水熱反応器を２段構成とし、粗悪燃料を前段で軽質化した後、後段で脱硫することによって改質する技術が開示されている。この技術は、従来、個別の処理として行われていた粗悪燃料の軽質化処理と脱硫処理とを一連の処理設備として実現することにより、低コスト及び処理効率の向上を図るものである。
特開２０００-２１２５７３号公報 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-212573 discloses a reforming treatment technique for poor fuel (processing object) that is difficult to burn as it is because of low fluidity and high sulfur content. This technique discloses a technique in which a hydrothermal reactor has a two-stage configuration, and bad fuel is lightened in the front stage and then reformed by desulfurization in the rear stage. This technique is intended to improve cost efficiency and processing efficiency by realizing a series of processing facilities for reducing the weight of a poor fuel and desulfurization processing that have been conventionally performed as individual processing.
JP 2000-212573 A

しかしながら、粗悪燃料の改質は、軽質化処理及び脱硫処理だけでは不十分であり、粗悪燃料に含有する重金属の除去も重要な要件となる。上記従来技術は、このような重金属の除去について何ら考慮するものではなく、実用性の面で課題を有していた。特に改質燃料を火力発電所等の燃料として用いる場合には、重金属の除去は必須の解決課題である。また、粗悪燃料の改質処理設備の実用性をより高めるためには、改質処理に要する消費エネルギーを必要最小限に抑える必要もある。 However, the reforming of the bad fuel is not sufficient only by the lightening treatment and the desulfurization treatment, and the removal of heavy metals contained in the bad fuel is also an important requirement. The prior art described above does not consider at all such removal of heavy metals, and has a problem in terms of practicality. In particular, when the reformed fuel is used as a fuel for a thermal power plant or the like, removal of heavy metal is an essential solution. Moreover, in order to further improve the practicality of the reforming treatment equipment for poor fuel, it is necessary to minimize the energy consumption required for the reforming treatment.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、以下の点を目的とするものである。
（１）処理対象物から効果的に重金属を除去する。
（２）処理対象物の改質処理に要する消費エネルギーを低減する。 This invention is made | formed in view of such a situation, and aims at the following points.
(1) Heavy metals are effectively removed from the object to be treated.
(2) Reduce the energy consumption required for the modification treatment of the object to be treated.

上記目的を達成するために、本発明では、処理対象物を水熱反応によって低粘度化した後に重金属をイオン化させ、この状態で油分のみを改質燃料として分離するという手段を採用する。 In order to achieve the above object, the present invention employs means for ionizing heavy metal after reducing the viscosity of the object to be treated by a hydrothermal reaction and separating only the oil as reformed fuel in this state.

高分子化合物を主成分とするために流動性が低い処理対象物中に低分子化合物として重金属が含まれている場合、処理対象物を水熱反応によって低粘度化することによって、高分子化合物に取り囲まれた状態の重金属が高分子化合物から遊離し易い状態を作り出すことができる。そして、このように遊離した重金属は例えば酸を作用させることにより容易にイオン化することができるので、水分中に重金属を溶け込ませることが可能、つまり油分から分離し易くなる。 When a heavy metal is contained as a low molecular weight compound in a processing object having low fluidity because it contains a high molecular compound as a main component, the processing target object is reduced in viscosity by a hydrothermal reaction, thereby forming a high molecular compound. It is possible to create a state in which the surrounded heavy metal is easily released from the polymer compound. The heavy metal thus released can be easily ionized by, for example, the action of an acid, so that the heavy metal can be dissolved in moisture, that is, it can be easily separated from the oil.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。なお、本実施形態は、非在来型石油資源の１つである石油アスファルトを処理対象物とするものであり、重金属に加えて硫黄分をも分離除去した改質燃料を得るためのものである。処理対象物としての石油アスファルトは、高粘度であると共に燃料として利用する場合に不要となる硫黄分及び重金属（例えばニッケルＮやバナジウムＶ）を含んでいる。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this embodiment uses petroleum asphalt, which is one of unconventional petroleum resources, as an object to be processed, and is for obtaining a reformed fuel in which sulfur is separated and removed in addition to heavy metals. is there. Petroleum asphalt as an object to be processed has a high viscosity and contains a sulfur component and a heavy metal (for example, nickel N and vanadium V) which are not required when used as a fuel.

図1は、本実施形態における非在来型石油資源改質プラントのシステム構成図である。この図に示すように、本改質プラントは、混合器１、加圧ポンプ２、第1熱交換器３、脱硫反応器４、低粘度化反応器５、第２熱交換器６、圧力調節弁７、油分分離器８、重金属分離器９等から構成されている。 FIG. 1 is a system configuration diagram of an unconventional oil resource reforming plant in the present embodiment. As shown in this figure, the reforming plant comprises a mixer 1, a pressure pump 2, a first heat exchanger 3, a desulfurization reactor 4, a low viscosity reactor 5, a second heat exchanger 6, and pressure regulation. It consists of a valve 7, an oil separator 8, a heavy metal separator 9, and the like.

混合器１は、添加剤としての水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）が含まれた水（すなわち水酸化ナトリウム水）を処理対象物としての石油アスファルトＸに加熱しつつ混合させるものである。より具体的には、混合器１は、２５°Ｃ、１気圧（atm）、１ton/ｈで供給される石油アスファルトＸと２５°Ｃ、１気圧（atm）、１０ton/ｈで供給される水酸化ナトリウム水とを６８２．５×１０^３kcal/ｈの熱量で加熱しつつ攪拌することにより混合させて加圧ポンプ２に供給する。 The mixer 1 mixes water containing sodium hydroxide (NaOH) as an additive (that is, sodium hydroxide water) with heating to petroleum asphalt X as a processing object. More specifically, the mixer 1 includes petroleum asphalt X supplied at 25 ° C., 1 atm (atm), 1 ton / h and water supplied at 25 ° C., 1 atm (atm), 10 ton / h. Sodium oxide water is mixed by stirring while heating at a heat amount of 682.5 × 10 ³ kcal / h and supplied to the pressure pump 2.

すなわち、本改質プラントでは、石油アスファルトＸに対して約１０倍（重量比率）となる多量の水を添加する。なお、上記水酸化ナトリウム水における水酸化ナトリウムの濃度（ＮａＯＨ濃度）は、３mol/ｌ（モル/リットル）である。このような添加剤としての水酸化ナトリウムは、脱硫反応器４及び低粘度化反応器５における各反応を促進させるためのものである。 That is, in this reforming plant, a large amount of water that is about 10 times (weight ratio) with respect to petroleum asphalt X is added. In addition, the density | concentration (NaOH density | concentration) of sodium hydroxide in the said sodium hydroxide water is 3 mol / l (mol / liter). Sodium hydroxide as such an additive is for accelerating each reaction in the desulfurization reactor 4 and the low viscosity reactor 5.

加圧ポンプ２は、混合器１から９０°Ｃ、１気圧（atm）、１１ton/ｈで供給される水添加石油アスファルトＸ1（水及び水酸化ナトリウムが添加されたもの）を３８０atmまで加圧して第1熱交換器３に出力する。第1熱交換器３は、水混合石油アスファルトＸ1を３７８°Ｃまで加熱して脱硫反応器４に供給するものである。より具体的には、第1熱交換器３は、加圧ポンプ２から供給された水混合石油アスファルトＸ1と低粘度化反応器５から排出される低粘度石油アスファルトＸ3とを熱交換することにより、水混合石油アスファルトＸ1を３７８°Ｃまで加熱する。 The pressurizing pump 2 pressurizes water-added petroleum asphalt X1 (with water and sodium hydroxide added) supplied from the mixer 1 at 90 ° C., 1 atm (atm) and 11 ton / h to 380 atm. Output to the first heat exchanger 3. The first heat exchanger 3 heats the water-mixed petroleum asphalt X1 to 378 ° C. and supplies it to the desulfurization reactor 4. More specifically, the first heat exchanger 3 exchanges heat between the water-mixed petroleum asphalt X1 supplied from the pressure pump 2 and the low-viscosity petroleum asphalt X3 discharged from the low-viscosity reactor 5. Heat the water-mixed petroleum asphalt X1 to 378 ° C.

脱硫反応器４は、上記第1熱交換器３から供給された水混合石油アスファルトＸ1をさらに加熱することにより石油アスファルトＸから硫黄分を除去（脱硫）し、脱硫石油アスファルトＸ2として低粘度化反応器５に供給するものである。この脱硫反応器４は、水混合石油アスファルトＸ1に１４４０×１０^３kcal/ｈの熱量を加えて４３０°Ｃまで加熱することにより水分を超臨界水状態とする。そして、この超臨界水によって石油アスファルトＸから硫黄分を脱離させる。 The desulfurization reactor 4 further removes sulfur (desulfurization) from the petroleum mixed asphalt X1 by further heating the water-mixed petroleum asphalt X1 supplied from the first heat exchanger 3 to reduce the viscosity as desulfurized petroleum asphalt X2. This is supplied to the vessel 5. In the desulfurization reactor 4, a water amount is set to a supercritical water state by adding 1440 × 10 ³ kcal / h of heat to the water-mixed petroleum asphalt X 1 and heating to 430 ° C. Then, the sulfur content is desorbed from the petroleum asphalt X by this supercritical water.

低粘度化反応器５は、脱硫反応器４から供給される脱硫石油アスファルトＸ2をさらに加熱することにより脱硫石油アスファルトＸ2を低粘度化し、低粘度石油アスファルトＸ3として第1熱交換器３に供給するものである。この低粘度化反応器５は、脱硫石油アスファルトＸ2に１３００×１０^３kcal/ｈの熱量を加えて４８０°Ｃまで加熱することにより水分をさらに高温の超臨界水状態とし、この高温の超臨界水によって脱硫石油アスファルトＸ2を軽質化して粘度を低下させる。 The viscosity-reducing reactor 5 lowers the viscosity of the desulfurized petroleum asphalt X2 by further heating the desulfurized petroleum asphalt X2 supplied from the desulfurization reactor 4, and supplies it to the first heat exchanger 3 as the low-viscosity petroleum asphalt X3. Is. This low-viscosity reactor 5 adds water of 1300 × 10 ³ kcal / h to desulfurized petroleum asphalt X2 and heats it to 480 ° C. to make the water into a higher temperature supercritical water state. Lighten desulfurized petroleum asphalt X2 with water to reduce viscosity.

第１熱交換器３は、上記低粘度化反応器５から供給された低粘度石油アスファルトＸ3を３２５°Ｃまで冷却して第２熱交換器６に供給する。第２熱交換器６は、低粘度石油アスファルトＸ3から２７４０×１０^３kcal/ｈの熱量を奪うことにより９０°Ｃまで冷却して圧力調節弁７に供給する。すなわち、第２熱交換器６は、９０°Ｃ、３８０atmの低粘度石油アスファルトＸ3を１１ton/ｈの流量で圧力調節弁７に供給する The first heat exchanger 3 cools the low-viscosity petroleum asphalt X3 supplied from the low-viscosity reactor 5 to 325 ° C. and supplies it to the second heat exchanger 6. The second heat exchanger 6 cools to 90 ° C. by supplying heat of 2740 × 10 ³ kcal / h from the low-viscosity petroleum asphalt X 3 and supplies it to the pressure control valve 7. That is, the second heat exchanger 6 supplies the low pressure petroleum asphalt X3 at 90 ° C. and 380 atm to the pressure control valve 7 at a flow rate of 11 ton / h.

圧力調節弁７は、このような低粘度石油アスファルトＸ3を１atmに減圧して油分分離器８に供給する。油分分離器８は、低粘度石油アスファルトＸ3から油分と水分と固形物とを分離して外部に排出するものである。より具体的には、油分分離器８は、９０°Ｃ、１atm、１０ton/ｈの水分、９０°Ｃ、１atm、０．４ton/ｈの固形物、及び９０°Ｃ、１atm、０．６ton/ｈの油分Ｘ4を排出する。この油分Ｘ4は、硫黄含有率及び粘度においてＡ重油と同等の性状を持つものと共に重金属を含むものである。 The pressure control valve 7 depressurizes such low-viscosity petroleum asphalt X3 to 1 atm and supplies it to the oil separator 8. The oil separator 8 separates oil, water and solids from the low viscosity petroleum asphalt X3 and discharges them to the outside. More specifically, the oil separator 8 includes 90 ° C, 1 atm, 10 ton / h moisture, 90 ° C, 1 atm, 0.4 ton / h solids, and 90 ° C, 1 atm, 0.6 ton / h. Drain the oil X4 of h. This oil content X4 contains heavy metals together with those having the same properties as heavy oil A in terms of sulfur content and viscosity.

重金属分離器９は、外部から酸（例えばシュウ酸）を含む洗浄水が供給されるようになっており、上記油分Ｘ4中に含まれる重金属をイオン化すると共に、油分のみを改質燃料Ｘ5として外部に排出する一方、重金属（重金属イオン）及び洗浄水（酸）を別途排出する。 The heavy metal separator 9 is supplied with wash water containing an acid (eg, oxalic acid) from the outside, ionizes the heavy metal contained in the oil X4, and uses only the oil as the reformed fuel X5. On the other hand, heavy metals (heavy metal ions) and washing water (acids) are separately discharged.

次に、このように構成された本改質プラントの動作について、図２〜図５をも参照して詳しく説明する。 Next, operation | movement of this reforming plant comprised in this way is demonstrated in detail with reference also to FIGS.

本改質プラントでは、石油アスファルトＸは、混合器１で水酸化ナトリウム水が混合されることによって水混合石油アスファルトＸ1となる。この水混合石油アスファルトＸ1は、石油アスファルトＸと水酸化ナトリウム水との重量比率が１対１０に設定されており、水分比率が極めて高いものである。このような水混合石油アスファルトＸ1は、加圧ポンプ２によって３８０atmまで加圧された後、第１熱交換器３を経由して脱硫反応器４に供給される。 In this reforming plant, the petroleum asphalt X becomes water-mixed petroleum asphalt X 1 by mixing sodium hydroxide water in the mixer 1. In this water-mixed petroleum asphalt X1, the weight ratio of petroleum asphalt X and sodium hydroxide water is set to 1:10, and the water ratio is extremely high. Such water-mixed petroleum asphalt X 1 is pressurized to 380 atm by the pressurizing pump 2 and then supplied to the desulfurization reactor 4 via the first heat exchanger 3.

すなわち、加圧ポンプ２から出力された９０°Ｃの水混合石油アスファルトＸ1は、第１熱交換器３において４８０°Ｃの低粘度石油アスファルトＸ3と熱交換することによって３７８°Ｃまで予熱される。つまり、水混合石油アスファルトＸ1は、第２熱交換器６によって冷却されるばかりの低粘度石油アスファルトＸ3が有する利用性のない熱量を利用して予熱される。このような予熱によって、脱硫反応器４で水混合石油アスファルトＸ1に加える熱量を節約することが可能であり、よって石油アスファルトＸの改質に要する消費エネルギーを節約できる。 That is, the 90 ° C. water-mixed petroleum asphalt X 1 output from the pressurizing pump 2 is preheated to 378 ° C. by exchanging heat with the low-viscosity petroleum asphalt X 3 of 480 ° C. in the first heat exchanger 3. . That is, the water-mixed petroleum asphalt X1 is preheated by utilizing the heat amount that is not available in the low-viscosity petroleum asphalt X3 that has just been cooled by the second heat exchanger 6. By such preheating, it is possible to save the amount of heat applied to the water-mixed petroleum asphalt X1 in the desulfurization reactor 4, and thus the energy consumption required for reforming the petroleum asphalt X can be saved.

そして、このような水混合石油アスファルトＸ1は、脱硫反応器４で脱硫処理された後に低粘度化反応器５で低粘度化処理される。このような脱硫処理と低粘度化処理の順番は、上述した従来技術と明確に相違する点である。従来技術では、低粘度化処理の後でなければ十分な脱硫率が得られないという観点から、低粘度化処理の後に脱硫処理を行っている。しかしながら、本改質プラントでは、処理対象物である石油アスファルトＸに対する水分の充填率（水充填率）を従来よりも飛躍的に大きくした超臨界水を用いることにより十分な脱硫率を得ている。 Such water-mixed petroleum asphalt X1 is desulfurized in the desulfurization reactor 4 and then subjected to a low viscosity treatment in the low viscosity reactor 5. The order of the desulfurization treatment and the viscosity reduction treatment is clearly different from the above-described prior art. In the prior art, desulfurization treatment is performed after the viscosity reduction treatment from the viewpoint that a sufficient desulfurization rate cannot be obtained unless after the viscosity reduction treatment. However, in this reforming plant, a sufficient desulfurization rate is obtained by using supercritical water in which the water filling rate (water filling rate) of the petroleum asphalt X, which is the object to be treated, is dramatically higher than before. .

図２〜４は、脱硫反応器４における脱硫率の各パラメータに対する依存性（実験結果）を示すグラフである。図２は、上記水充填率に対する脱硫率の依存性を示している。この実験結果は、脱硫反応器４内における水充填率が４０％以上あれば３０％以上の脱硫率が得られることを示している。石油アスファルトＸの場合、３０％の脱硫率が可能になれば、Ａ重油並の硫黄含有率となる。 2-4 is a graph which shows the dependence (experimental result) with respect to each parameter of the desulfurization rate in the desulfurization reactor 4. FIG. FIG. 2 shows the dependence of the desulfurization rate on the water filling rate. This experimental result shows that if the water filling rate in the desulfurization reactor 4 is 40% or more, a desulfurization rate of 30% or more can be obtained. In the case of petroleum asphalt X, if a desulfurization rate of 30% becomes possible, the sulfur content will be the same as that of heavy oil A.

続いて、図３は、脱硫反応器４における処理温度に対する脱硫率の依存性を示している。この実験結果によれば、処理温度を４３０°Ｃに設定すれば、３０％の脱硫率が十分に得られることが分かる。また、図４は、上述したＮａＯＨ濃度に対する脱硫率の依存性を示している。本実施形態では、ＮａＯＨ濃度を３mol/ｌ（モル/リットル）としたが、この実験結果によれば、１．５mol/ｌ（モル/リットル）程度から脱硫率が飽和することが分かる。 Next, FIG. 3 shows the dependence of the desulfurization rate on the treatment temperature in the desulfurization reactor 4. According to this experimental result, it can be seen that if the treatment temperature is set to 430 ° C., a sufficient desulfurization rate of 30% can be obtained. FIG. 4 shows the dependence of the desulfurization rate on the NaOH concentration described above. In this embodiment, the NaOH concentration is 3 mol / l (mol / liter), but according to this experimental result, it can be seen that the desulfurization rate is saturated from about 1.5 mol / l (mol / liter).

このように、脱硫反応器４における水充填率を従来よりも飛躍的に大きく設定することにより、石油アスファルトＸに対して十分な脱硫率が得られる。石油アスファルトＸは非在来型石油資源の中でも脱硫し難いものである。したがって、石油アスファルトＸについて十分な脱硫率が得られたので、他の非在来型石油資源についても十分な脱硫率が得られる。 Thus, a sufficient desulfurization rate for petroleum asphalt X can be obtained by setting the water filling rate in the desulfurization reactor 4 to be significantly higher than that in the prior art. Petroleum asphalt X is difficult to desulfurize among non-conventional petroleum resources. Accordingly, since a sufficient desulfurization rate is obtained for petroleum asphalt X, a sufficient desulfurization rate is obtained for other unconventional petroleum resources.

そして、処理温度が４３０°Ｃに設定された脱硫反応器４において十分に脱硫された脱硫石油アスファルトＸ2は、処理温度が４８０°Ｃに設定された低粘度化反応器５において低粘度化されて第１熱交換器３に供給される。すなわち、本改質プラントでは、処理温度が低粘度化反応器５よりも低温の脱硫反応器４で脱硫処理した後に、低粘度化反応器５で軽質化処理するので、低粘度化反応器５では、脱硫石油アスファルトＸ2の熱量を有効利用して４８０°Ｃの処理温度を実現することが可能であり、これによっても石油アスファルトＸの改質に要する消費エネルギーを節約できる。 The desulfurized petroleum asphalt X2 sufficiently desulfurized in the desulfurization reactor 4 set at a processing temperature of 430 ° C. is reduced in viscosity in the low-viscosity reactor 5 set at a processing temperature of 480 ° C. It is supplied to the first heat exchanger 3. That is, in this reforming plant, after the desulfurization treatment is performed in the desulfurization reactor 4 whose processing temperature is lower than that of the low viscosity reactor 5, the lightening treatment is performed in the low viscosity reactor 5. In this case, it is possible to effectively use the heat quantity of the desulfurized petroleum asphalt X 2 to realize a processing temperature of 480 ° C., and this also saves the energy consumption required for the reforming of the petroleum asphalt X.

ここで、上記脱硫反応器４及び低粘度化反応器５における水熱反応によって、高分子化合物を主成分とするために流動性が低い石油アスファルトＸは十分に脱硫かつ軽質化されている。すなわち、石油アスファルトＸ内において高分子化合物に取り囲まれていた状態の重金属（例えばニッケル酸化物やバナジウム酸化物として含まれている）は、上記高分子化合物から遊離し易い状態つまり油分から分離し易くなる。 Here, by the hydrothermal reaction in the desulfurization reactor 4 and the viscosity-reducing reactor 5, the petroleum asphalt X having a low fluidity is sufficiently desulfurized and lightened because the polymer compound is the main component. That is, the heavy metal surrounded by the polymer compound in petroleum asphalt X (for example, contained as nickel oxide or vanadium oxide) is easily released from the polymer compound, that is, easily separated from oil. Become.

また、このようにしてエネルギー効率良く改質処理された低粘度石油アスファルトＸ3は、第１熱交換器３及び第２熱交換器６で冷却され、さらに圧力調節弁７で大気圧まで減圧された後、油分分離器８によって油分Ｘ4と固形分と水分とに分離される。この固形分の中には石油アスファルトＸから分離された硫黄が硫黄酸化物として含まれている。 Further, the low-viscosity petroleum asphalt X3 thus reformed with high energy efficiency was cooled by the first heat exchanger 3 and the second heat exchanger 6, and further depressurized to the atmospheric pressure by the pressure control valve 7. After that, the oil separator 8 separates the oil X4 into solids and moisture. In this solid content, sulfur separated from petroleum asphalt X is contained as a sulfur oxide.

一方、上記油分Ｘ4には重金属分離器９において洗浄水が添加され、この性浄水中に含まれるシュウ酸がニッケル酸化物やバナジウム酸化物に作用することによってニッケルやバナジウムがニッケルイオンやバナジウムイオンとしてイオン化する。このようなニッケルイオンやバナジウムイオンは水に溶け込み易い性質を有している。重金属分離器９は、洗浄水添加後の処理物を油分と水分とに分離して各々個別に排出するが、油分はＡ重油と同等の性状を持つ改質燃料Ｘ5として排出される一方、水分は重金属つまりニッケルイオンやバナジウムイオン並びに未反応の酸とを含む状態で排出される。この結果、改質燃料Ｘ5は、重金属が十分に分離除去されたものとなる。 On the other hand, washing water is added to the oil X4 in the heavy metal separator 9, and oxalic acid contained in the purified water acts on nickel oxide and vanadium oxide, so that nickel and vanadium become nickel ions and vanadium ions. Ionize. Such nickel ions and vanadium ions have the property of being easily dissolved in water. The heavy metal separator 9 separates the treated product after washing water into oil and moisture and discharges them separately. The oil is discharged as reformed fuel X5 having the same properties as heavy oil A, while moisture Is discharged in a state containing heavy metals, that is, nickel ions, vanadium ions, and unreacted acids. As a result, the reformed fuel X5 is one in which heavy metals are sufficiently separated and removed.

図５は、重金属としてのニッケルＮiやバナジウムＶの除去率を示す実験結果である。この実験結果に示すように、石油アスファルトＸの１ｇ（グラム）中にはニッケルＮiが０．０８６ｍｇ、またバナジウムＶが０．２１９ｍｇそれぞれ含まれているが、重金属分離器９による処理によってニッケルＮiは０．０７４ｍｇが、またバナジウムＶは０．１９９ｍｇが除去される。ニッケルＮiの除去率は８６．０％であり、一方、バナジウムＶの除去率は９０．９％である。 FIG. 5 shows the experimental results showing the removal rates of nickel Ni and vanadium V as heavy metals. As shown in the experimental results, 1 g (gram) of petroleum asphalt X contains 0.086 mg of nickel Ni and 0.219 mg of vanadium V, respectively. 0.074 mg and vanadium V 0.199 mg are removed. The removal rate of nickel Ni is 86.0%, while the removal rate of vanadium V is 90.9%.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態は処理対象物を石油アスファルトとしたものであるが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、石油アスファルト以外の非在来型石油資源、さらには一般に燃料と認定されているものの中で高粘度で硫黄分及び重金属を含むものについても適用可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, For example, the following modifications can be considered.
(1) In the above embodiment, the processing object is petroleum asphalt, but the present invention is not limited to this. That is, the present invention can be applied to non-conventional petroleum resources other than petroleum asphalt, and those that are generally recognized as fuel and have high viscosity and contain sulfur and heavy metals.

（２）上記実施形態では石油アスファルトＸを脱硫反応器４で水熱処理した後に低粘度化反応器５でさらに水熱処理したが、本発明はこれに限定されるものではない。脱硫反応器４を除去して、低粘度化反応器５で水熱処理したものを重金属分離器９で処理することによって重金属を除去しても十分な除去率が得られる。 (2) In the above embodiment, petroleum asphalt X is hydrothermally treated in the desulfurization reactor 4 and then further hydrothermally treated in the viscosity reducing reactor 5, but the present invention is not limited to this. Even if the heavy metal is removed by removing the desulfurization reactor 4 and hydrothermally treating it with the viscosity-reducing reactor 5, the heavy metal separator 9 can obtain a sufficient removal rate.

（３）上記実施形態では、油分分離器８から排出された油分Ｘ4を重金属分離器９で処理することによって重金属を除去したが、本発明はこれに限定されるものでない。低粘度化反応器５の処理物は十分に低質化しているので、低粘度化反応器５の後段であれば何れの段階であっても重金属は油分から遊離し易い状態になっており、酸を作用させることによってイオン化させることが可能である。 (3) In the above embodiment, the heavy metal is removed by treating the oil X4 discharged from the oil separator 8 with the heavy metal separator 9, but the present invention is not limited to this. Since the processed product of the viscosity reducing reactor 5 is sufficiently reduced in quality, the heavy metal is easily released from the oil in any stage as long as it is a subsequent stage of the viscosity reducing reactor 5. It is possible to ionize by acting.

しかしながら、例えば第２熱交換器６の前段の場合、処理物は高温・高圧状態にあるために酸を作用させた場合に配管腐食を招くことが容易に想定されるので好ましくない。第２熱交換器６の前段までの配管は、高温・高圧の処理物が挿通される関係でＳＵＳ材等からなる金属配管が使用されるが、このような金属配管内の高温・高圧の処理物に酸を作用させた場合には金属配管が腐食して耐久性能が低下する。 However, for example, in the case of the front stage of the second heat exchanger 6, since the processed material is in a high temperature and high pressure state, it is easily assumed that pipe corrosion will be caused when an acid is applied. The pipe up to the front stage of the second heat exchanger 6 is a metal pipe made of SUS material or the like due to the insertion of a high-temperature and high-pressure processed material, but the high-temperature and high-pressure treatment in such a metal pipe is used. When an acid is allowed to act on an object, the metal piping is corroded and the durability performance is lowered.

本発明の一実施形態に係わる非在来型石油資源改質プラントのシステム構成図である。1 is a system configuration diagram of an unconventional petroleum resource reforming plant according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態において水充填率に対する脱硫率の依存性を示すグラフである。It is a graph which shows the dependence of the desulfurization rate with respect to the water filling rate in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態において処理温度に対する脱硫率の依存性を示すグラフである。It is a graph which shows the dependence of the desulfurization rate with respect to process temperature in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態においてＮａＯＨ濃度に対する脱硫率の依存性を示すグラフである。It is a graph which shows the dependence of the desulfurization rate with respect to NaOH concentration in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態において重金属の除去率を示す表（実験結果）である。It is a table | surface (experimental result) which shows the removal rate of heavy metal in one Embodiment of this invention.

Explanation of symbols

１…… 混合器
２…… 加圧ポンプ
３…… 第1熱交換器
４…… 脱硫反応器
５…… 低粘度化反応器
６…… 第２熱交換器
７…… 圧力調節弁
８…… 油分分離器
９…… 重金属分離器

1 ... Mixer 2 ... Pressure pump 3 ... First heat exchanger 4 ... Desulfurization reactor 5 ... Low viscosity reactor 6 ... Second heat exchanger 7 ... Pressure control valve 8 ... Oil separator 9 …… Heavy metal separator

Claims

A low-viscosity reactor for reducing the viscosity of an object to be treated by hydrothermal reaction;
An oil separator that separates only the oil as reformed fuel after ionizing heavy metals contained in the processed product of the low-viscosity reactor;
A reforming plant comprising:

2. The reforming plant according to claim 1, wherein the oil separator causes the heavy metal to be ionized by acting an acid on the processed product of the viscosity-reducing reactor.

The reforming plant according to claim 2, wherein the processed product of the low viscosity reactor is reduced in temperature and pressure between the low viscosity reactor and the oil separator.

The desulfurization reactor which desulfurizes a process target object by the hydrothermal reaction of the process temperature lower than the process temperature of a low viscosity reactor is provided in the front | former stage of a low viscosity reactor. The reforming plant described in 1.

The reforming plant according to any one of claims 1 to 4, wherein the object to be treated is a non-conventional petroleum resource.

The reforming plant according to claim 5, wherein the non-conventional petroleum resource is petroleum asphalt.

A reforming method characterized in that heavy metal is ionized after the viscosity of the object to be treated is reduced by a hydrothermal reaction, and only the oil component is separated as a reformed fuel.

8. The reforming method according to claim 7, wherein the heavy metal is ionized by the action of an acid.

The reforming method according to claim 8, wherein the temperature is lowered and the pressure is lowered before the acid is allowed to act.

The reforming method according to any one of claims 7 to 9, wherein the object to be treated is an unconventional petroleum resource.

The reforming method according to claim 10, wherein the non-conventional petroleum resource is petroleum asphalt.