JP2005220178A - 石油精製における廃油処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】常圧蒸留塔の燃料を削減し、その結果、省エネルギー化を図り、併せて二酸化炭素の排出量を低減できる石油精製工程における廃油の処理方法を提供する。
【解決手段】原油を常圧蒸留塔にて、残油と少なくとも１つの留分に分離し、次いで、前記留分及び前記残油は、常圧蒸留塔の下流側に配置した処理装置にて更に処理して石油製品を製造する石油精製工程にて発生するスロップ油を処理するための廃油処理方法において、前記残油を処理する残油処理工程で発生した残油スロップ油を、原油とともに常圧蒸留塔へ送り出して処理し、前記留分を処理する軽質処理工程で発生した軽質スロップ油は、残油処理工程又は軽質処理工程の原料として戻して処理する。
【選択図】図１

Description

本発明は、石油精製工程において発生する廃油（スロップ油）の処理方法に関するものである。

図２に、従来行われている典型的な石油精製工程の一例の概要を示す。

図２に示すように、石油精製工程において、原油タンク１００内の原油は、通常、原油脱塩装置１０１及び加熱炉１０２を通して常圧蒸留塔１０３へと送給され、常圧蒸留塔１０３にて、ナフサ、灯油、軽油などの各留分毎に分留し、重質油分は残油として分離される。次いで、前記留分及び残油は、常圧蒸留塔１０３の下流側に配置した処理装置２００における処理工程を経て石油製品とされる。

また、このような石油精製工程にては、原油脱塩装置１０１から発生する廃油分、装置の切換時に発生する混油や、オフスペック（規格外）製品を廃油（スロップ油）として、スロップタンク３００に集めて処理している。

現在では、このような製油所にて発生しているスロップ油は、その蒸留性状の重軽を区別することなく一つのスロップタンク３００に受け入れ、その後、このスロップ油は、スロップタンク３００から原油脱塩装置１０１へ送り出されて原油と一緒にフラクション毎に分留され、次に、次の工程の処理装置２００へと送られて処理されている。一般にスロップ油は、原油や残油と同等に処理されている。
特開平５−２２２３７４号公報 特表２００３−５１１５４６号公報

本発明者らの研究、実験の結果によれば、あるスロップ油の蒸留性状によると、留出温度（ＥＰ）が３６０℃以下の軽質留分が約９０容量％、３６０℃以上の重質留分が１０容量％であり、その大部分が軽油留分より軽い部分であった。

今後予定されているゼロサルファー化や、超深度脱硫等によって、製品性状はシビアな管理が要求されることから、オフスペック品の発生量の増加が予想され、相対的にスロップ油中の軽質比率が大きくなる傾向にあるものと考えられる。

本発明者らは、上記観点より、スロップ油中の軽質分が常圧蒸留塔１０３へと戻さなければならないほどの劣悪な性状を有しているものではなく、従って、重質分と軽質分を区別して扱うことによって、即ち、重質分は従来と同様に常圧蒸留塔１０３へ戻し、軽質分は常圧蒸留塔１０３の下流の処理装置２００に戻すことが可能であると考えた。

本発明は、斯かる本願発明者らの新規な知見に基づきなされたものである。

本発明の目的は、常圧蒸留塔の燃料を削減し、その結果、省エネルギー化を図り、併せて二酸化炭素の排出量を低減できる石油精製工程における廃油の処理方法を提供することである。

上記目的は本発明に係る石油精製における廃油処理方法にて達成される。要約すれば、本発明は、原油を常圧蒸留塔にて、残油と少なくとも１つの留分に分離し、次いで、前記留分及び前記残油は、前記常圧蒸留塔の下流側に配置した処理装置にて更に処理して石油製品を製造する石油精製工程にて発生するスロップ油を処理するための廃油処理方法において、
前記残油を処理する残油処理工程で発生した残油スロップ油を、原油とともに前記常圧蒸留塔へ送り出して処理し、前記留分を処理する軽質処理工程で発生した軽質スロップ油は、前記残油処理工程又は前記軽質処理工程の原料として戻して処理することを特徴とする廃油処理方法である。

本発明の一実施態様によると、前記軽質スロップ油を戻す処理工程は、留分の内最も重質な留分を処理する工程又は残油を処理する工程とされ、別法として、また、前記軽質スロップ油を戻す処理工程は、留分の内最も重質な留分を処理する工程又は残油を処理する工程の内残油を含まない工程とされる。ここで、前記残油を処理する工程の内残油を含まない工程は、常圧残油の減圧蒸留による留出分を処理する工程とすることができる。

本発明の他の実施態様によると、前記留分の内最も重質な留分を処理する工程は、軽油留分を処理する工程である。

本発明の他の実施態様によると、前記軽質スロップ油の９０％留出温度が３２０〜４２０℃とすることができる。

本発明の他の実施態様によると、前記軽質処理工程が、ナフサ、ガソリン、灯油又は軽油を主成分とする留分を処理対象とする、水素化精製、接触改質又は接触分解の工程であり、
前記残油処理工程が、（１）常圧残油の減圧蒸留、水素化精製、熱分解若しくは接触分解、（２）減圧残油の水素化精製、熱分解若しくは接触分解、又は、（３）常圧残油の減圧蒸留による留出分の水素化精製、水素化分解、熱分解若しくは接触分解の工程である。

本発明によれば、石油精製工程にて発生するスロップ油（廃油）を、残油スロップ油と軽質スロップ油に区別し、軽質スロップ油は常圧蒸留塔の下流に配置した留分を処理する軽質処理装置へと直接投入することにより、常圧蒸留塔の処理量を少なくすることにより燃料を削減できる。その結果、省エネルギー化を図り、併せて、二酸化炭素排出量も低減できる。

以下、本発明に係る石油精製における廃油処理方法を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
図１に、典型的な石油精製工程における一実施例の概要を示す。

図１に示す石油精製工程にて、原油は、原油タンク１００から連続的に供給され、原油脱塩装置１０１で脱塩、脱水、固形分の除去が行われる。原油脱塩装置１０１を出た原油は、更に加熱炉１０２にて適当な温度にまで加熱されて常圧蒸留塔１０３に送給される。

次いで、常圧蒸留塔１０３にて、ガス分を回収し、そして、ナフサ分、灯油分、軽油分等の留分を留出させ、留出しない重質油分を残油として分離する。これら、各留出分、残油は、処理装置２００へと送給して処理され、最終石油製品とされる。

つまり、本実施例によると、ガス分は、ガス回収装置２０１でＬＰＧを回収し、ＬＰＧは製品とされる。ナフサ分は、そのまま石油化学原料とされる他、ナフサ水素化精製装置２０２にて脱硫処理等がされ、更には、接触改質装置２０３にて改質され、ガソリンの調合に用いられる。灯油分は、灯油水素化精製装置２０４にて脱硫処理等がされ、硫黄分、窒素分を除いて製品灯油として、或いは、精製ナフサを調合してジェット燃料とする。

軽油分は、そのまま軽油として使用するものもあるが、多くは軽油水素化精製装置２０５にて脱硫処理がされ、硫黄分を除いて、ディーゼル軽油とする。

残油は、そのまま重油として用いることもあり、必要に応じて直接脱硫装置による脱硫にて、硫黄分を除いてＣ重油などの製品重油に調合される。

又、残油を減圧蒸留装置２０６にて減圧蒸留し、残油を含まない減圧軽油と、残油である減圧残油とに分離する。得られた減圧軽油を間接脱硫装置２０７にて脱硫処理した減圧脱硫軽油とし、この減圧脱硫軽油を接触分解装置２０８にて分解し、分解ガソリンを作る。分解ガソリンは、調合して製品ガソリンにする。また、減圧脱硫軽油はＡ重油に調合する。

更に、減圧残油は、直接脱硫装置２１０にて直接脱硫してＣ重油とされる。或いは、重油熱分解装置２０９にて熱分解して熱分解油と石油コークスにする。石油コークスはコークスとして製品となる。熱分解油は、直接脱硫装置２１０で副生した留分とともに間接脱硫装置２０７の原料とされる。

上記石油精製工程によれば、各装置の運転切換時に混油が生じたり、或いは、規格外の性状を有した（オフスペック）製品が発生することがある。この場合には、これらの油をスロップ油としてスロップタンクに集め、製品として出荷しないようにする。

本発明者らの研究実験の結果によると、従来法においては、スロップ油の中には、スロップ油の蒸留性状によると、３６０℃以下の軽質留分が約９０容量％、３６０℃以上の重質留分が１０容量％であり、その大部分が軽油留分より軽い部分とされるものがあることが分かった。

そこで、本実施例では、スロップ油を、軽質分からなるスロップ油（軽質スロップ油）と重質分からなるスロップ油（残油スロップ油）とに大きく分けた。残油スロップ油は、減圧軽油を含むこれより重い留分を含み、軽質スロップ油は、軽油を含むこれより軽い留分を含むものとした。

更に、説明すると、減圧軽油を含むこれより重い留分となる残油スロップ油は、３２０℃〜４２０℃の範囲に１０％留出温度を有し、軽油を含むこれより軽い留分となる軽質スロップ油は、３２０℃〜４２０℃の範囲に９０％留出温度を有することが好ましい。本実施例では、残油スロップ油の１０％留出温度は３６０℃であり、軽質スロップ油の９０％留出温度は３６０℃とした。ただ、留出温度は、これに限定されるものではなく、所望に応じて、他の温度とすることもできる。

従って、本実施例によれば、スロップタンクとして、残油スロップ油専用のタンク３００と、軽質スロップ油専用のタンク４００とを設け、軽質スロップ油と残油スロップ油とを別々のタンク、即ち、残油スロップ油タンク３００と軽質スロップ油タンク４００とにそれぞれ受け入れることとした。

もし、本実施例のように、残油スロップ油タンク３００と軽質スロップ油タンク４００とを設けることなく、従来法のように、重軽の区別なく一つのスロップタンクに集め、その後スロップ油を重質分と軽質分とに分ける構成とした場合には、ストリッパー等の熱源を必要とする分留（蒸留）プロセスが必要となり、常圧蒸留塔と同じことをすることとなる。これでは、この分留（蒸留）プロセスを運転するために新たな燃料が必要となり、結果としてメリットが消失する。

本発明の大きな特徴は、上述のように、残油スロップ油と軽質スロップ油とを別々のタンク３００、４００にそれぞれ受け入れる構成としたことにより、残油スロップ油は、タンク３００から原油脱塩装置１０１、加熱炉１０２を介して常圧蒸留塔１０３へ送り出して処理し、軽質スロップ油は、タンク４００から常圧蒸留塔１０３の下流側に配置した処理工程の原料として戻して処理する構成にある。

つまり、本発明によると、残油を処理する残油処理工程で発生した残油スロップ油を、原油とともに常圧蒸留塔へ送り出して処理し、留分を処理する軽質処理工程で発生した軽質スロップ油は、残油処理工程又は軽質処理工程の原料として戻して処理する。

ここで、前記軽質処理工程は、ナフサ、ガソリン、灯油又は軽油を主成分とする留分を処理対象とする、水素化精製、接触改質又は接触分解の工程とすることができ、前記残油処理工程は、（１）常圧残油の減圧蒸留、水素化精製、熱分解若しくは接触分解、（２）減圧残油の水素化精製、熱分解若しくは接触分解、又は、（３）常圧残油の減圧蒸留による留出分の水素化精製、水素化分解、熱分解若しくは接触分解の工程とすることができる。

また、前記軽質スロップ油を戻す処理工程は、留分の内最も重質な留分を処理する工程、又は、残油を処理する工程とすることができ、又、別法として、軽質スロップ油を戻す処理工程は、留分の内最も重質な留分を処理する工程、又は、残油を処理する工程の内残油を含まない工程とすることができる。

一方、前記最も重質な留分を処理する工程は、軽油留分を処理する工程とすることができ、前記残油を処理する工程の内残油を含まない工程は、常圧残油の減圧蒸留による留出分を処理する工程とすることができる。

更に、図１を参照して、具体的に説明する。

本実施例によると、残油スロップ油は、残油を処理するための残油処理工程である直接脱硫装置２１０、減圧蒸留装置２０６、更には、間接脱硫装置２０７、重油熱分解装置２０９、流動接触分解装置２０８からのスロップ油である。また、軽質スロップ油は、常圧蒸留された留分を処理するための処理装置であるナフサ水素化精製装置２０２、灯油水素化精製装置２０４、軽油水素化精製装置２０５、接触改質装置２０３などからのスロップ油である。なお、重油熱分解装置２０９、流動接触分解装置２０８からの残油分を含まないスロップ油は、軽質スロップ油として処理することもできる。

従って、軽質スロップ油は、タンク４００から留分の内最も重質な留分を処理する工程である軽油水素化精製装置２０５原料として送出される。また、軽質分スロップ油は、重油間接脱硫装置２０７に原料として送出される。

本発明によれば、上述のように、スロップ油を、その発生工程により残油スロップ油と軽質スロップ油を区別して扱い、残油スロップ油は従来と同様に常圧蒸留塔１０３へ戻し、軽質スロップ油は常圧蒸留塔１０３の下流の処理装置へと戻すことによって、従来の、全てのスロップ油を常圧蒸留塔１０３へと戻した場合に比し、常圧蒸留塔１０３を通過する流量に対する当該装置の原単位相当分の燃料が節約でき、その結果、省エネルギー化を図り、併せて二酸化炭素の排出量を低減することができる。又、ガソリン、軽油のサルファーフリー化や超深度脱硫化が進めば、オフスペック品発生量の観点から、前記メリットは更に増大する。

本実施例において、軽質スロップ油が全てのスロップ油に占める割合を９０％とし、原油処理量に対するスロップ油の発生する割合を２．５％とすれば、日本で年間処理される原油量は２３４，９６４，３８１ＫＬであり、常圧蒸留処理に必要な燃料単位が９．５Ｌ／ＫＬであることから、日本全体で燃料消費量を５０，７８９ＫＬ減らすことができ、約１６万ｔの二酸化炭素の発生を低減することができる。

本発明の廃油処理方法を実施する石油精製工程の一実施例の概要を示す線図である。 石油精製工程の一例の概要を示す線図である。

符号の説明

１００ 原油タンク
１０１ 原油脱塩装置
１０２ 加熱炉
１０３ 常圧蒸留塔
２００ 処理装置
２０１ ガス回収装置
２０２ ナフサ水素化精製装置
２０３ 接触改質装置
２０４ 灯油水素化精製装置
２０５ 軽油水素化精製装置
２０６ 減圧蒸留装置
２０７ 間接脱硫装置
２０８ 接触分解装置
２０９ 重油熱分解装置
２１０ 直接脱硫装置
３００ 残油スロップ油タンク
４００ 軽質スロップ油タンク

Claims (7)

1. 原油を常圧蒸留塔にて、残油と少なくとも１つの留分に分離し、次いで、前記留分及び前記残油は、前記常圧蒸留塔の下流側に配置した処理装置にて更に処理して石油製品を製造する石油精製工程にて発生するスロップ油を処理するための廃油処理方法において、
   前記残油を処理する残油処理工程で発生した残油スロップ油を、原油とともに前記常圧蒸留塔へ送り出して処理し、前記留分を処理する軽質処理工程で発生した軽質スロップ油は、前記残油処理工程又は前記軽質処理工程の原料として戻して処理することを特徴とする廃油処理方法。
2. 前記軽質スロップ油を戻す処理工程が、留分の内最も重質な留分を処理する工程、又は、残油を処理する工程であることを特徴とする請求項１の廃油処理方法。
3. 前記軽質スロップ油を戻す処理工程が、留分の内最も重質な留分を処理する工程、又は、残油を処理する工程の内残油を含まない工程であることを特徴とする請求項１の廃油処理方法。
4. 前記残油を処理する工程の内残油を含まない工程が、常圧残油の減圧蒸留による留出分を処理する工程であることを特徴とする請求項３の廃油処理方法。
5. 前記留分の内最も重質な留分を処理する工程が、軽油留分を処理する工程であることを特徴とする請求項２、３又は４の廃油処理方法。
6. 前記軽質スロップ油の９０％留出温度が３２０〜４２０℃であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の廃油処理方法。
7. 前記軽質処理工程が、ナフサ、ガソリン、灯油又は軽油を主成分とする留分を処理対象とする、水素化精製、接触改質又は接触分解の工程であり、
   前記残油処理工程が、（１）常圧残油の減圧蒸留、水素化精製、熱分解若しくは接触分解、（２）減圧残油の水素化精製、熱分解若しくは接触分解、又は、（３）常圧残油の減圧蒸留による留出分の水素化精製、水素化分解、熱分解若しくは接触分解の工程である
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の廃油処理方法。
   
   

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