JP2006063289A - Management system of gas product or the like produced in gasification facility and/or lightening facility - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガス化設備及び／又は軽質化設備で生成されるガス及び熱等の生成物を管理するシステムに関する。より詳細には、本発明は、原料を熱分解ガス化炉でガス化し、発生されたガスを改質して合成ガスを生成するガス化設備、及び／又は、原料を分解して軽質化する軽質化設備を利用し、該システムにおいて生成されたガス、熱及び他の生成物の最適利用を図るとともに、省エネを図ることができるようにしたシステムに関する。 The present invention relates to a system for managing products such as gas and heat generated in a gasification facility and / or a lightening facility. More specifically, the present invention gasifies the raw material in a pyrolysis gasification furnace, reforms the generated gas to generate synthesis gas, and / or decomposes the raw material to lighten it. The present invention relates to a system that uses lightening facilities to optimize the use of gas, heat, and other products generated in the system and to save energy.
石油化学コンビナートにおいては、種々のガス製品が製造されている。例えば、あるコンビナートでは、製油所において、水蒸気改質炉及びＣＯ転化炉、精製装置を備えて、ナフサ原料から水素ガス製品を生成し、化学工場において、部分酸化炉及び深冷分離装置を備えて、ナフサ原料から一酸化炭素ガス製品を生成している。
上記したように、石油化学コンビナートにおいては、ナフサ原料から種々のガス製品が製造されているが、各工場が同様な装置を備えて独自に操業してガス製品を製造しているため、ガス製品の製造のための運転及び保守の面で費用が工場毎にかかってしまい、効率的ではない。また、製品として販売できるナフサを原料としてガス製品を生成しているため、ガス製品の価格が増大するとともに化石燃料の枯渇にも繋がってしまう。
In the petrochemical complex, various gas products are manufactured. For example, in a complex, a refinery is equipped with a steam reforming furnace, a CO conversion furnace, and a refining device, and a hydrogen gas product is produced from a naphtha raw material. A chemical plant is equipped with a partial oxidation furnace and a cryogenic separation device. , Producing carbon monoxide gas products from naphtha raw materials.
As mentioned above, in the petrochemical complex, various gas products are manufactured from naphtha raw materials, but each factory is equipped with similar equipment and operates independently to manufacture gas products. In terms of operation and maintenance for manufacturing, the cost is increased for each factory, which is not efficient. Moreover, since the gas product is generated from naphtha that can be sold as a product, the price of the gas product increases and the fossil fuel is depleted.
また、石油化学コンビナートにおいては、種々の廃棄物が排出されるが、タンクスラッジ、炭化水素有機化合物等の産業廃棄物、セルロース系（廃木材、剪定枝）廃棄物、及び、プラスチック系廃棄物は、単に廃棄物として個別に処理されている。したがって、廃棄物処理費用が嵩むとともに、廃棄物の有効利用が図られていない。廃棄物の有効利用が図られないことは、地球環境の悪化の一因となってしまう。
さらに、石油化学コンビナートにおいては、製油所、石化工場（石油化学工場）、火力発電所がそれぞれ単独で操業されており、コンビナート全体として見た場合に、エネルギ資源の効率的な利用がなされていない。
さらにまた、コンビナート周辺地域において、化石燃料である石炭を用いている設備がある。例えば、ガス化設備では石炭からガス製品を生成し、また、火力発電所では石炭をエネルギとして電力を生成している。石炭には揮発成分と固定炭素成分があってこれら成分の価値が相違しているにも拘わらず、価値を区分することなく使用しており、よって、価値が高い揮発性分の利用効率が高いとは言えない。
In the petrochemical complex, various types of waste are discharged. Industrial waste such as tank sludge, hydrocarbon organic compounds, cellulosic (waste wood, pruned branch) waste, and plastic waste It is simply treated separately as waste. Therefore, the waste disposal cost increases and the waste is not effectively used. Failure to use waste effectively contributes to the deterioration of the global environment.
Furthermore, in the petrochemical complex, refineries, petrochemical plants (petrochemical factories), and thermal power plants are operated independently, and the energy resources are not efficiently used as a whole complex. .
Furthermore, there are facilities that use coal, which is a fossil fuel, in the area surrounding the complex. For example, gasification facilities produce gas products from coal, and thermal power plants produce electricity using coal as energy. Despite the fact that coal has volatile and fixed carbon components and the values of these components are different, they are used without dividing their values, and therefore, the utilization efficiency of high-value volatile components is high. It can not be said.
したがって、コンビナート又はその周辺を含んだ所定の地域において、ガス製品の生成をその需要に合わせて効率良く行うとともに廃棄物を再資源化でき、かつ、このような地域において生成された製品等を当該地域内で効率よく利用することができるようにするためのシステムの構築が切望されている。
本発明の目的は、このような従来例の問題点を解決することができるシステムを提供することである。
Therefore, it is possible to efficiently produce gas products in accordance with the demand in a predetermined area including the complex or its surroundings, and to recycle wastes. The construction of a system to enable efficient use within the region is eagerly desired.
An object of the present invention is to provide a system capable of solving the problems of the conventional example.
上記した目的を達成するために、本発明は、原料を熱分解することによりガスを生成するガス化設備及び／又は原料を熱分解して軽質化する軽質化設備の運転を管理するシステムであって、
ガス化設備及び／又は軽質化設備の運転を、該ガス化設備及び／又は軽質化設備に搬送可能な原料の種類及び量に関する原料データ、ガス化設備及び／又は軽質化設備で生成された製品の生産実績量、及び、該製品の需要データに基づいて、電子的情報処理手段を用いて管理するコントロール手段
を備えていることを特徴とするシステムを提供する。
In order to achieve the above-described object, the present invention is a system that manages the operation of a gasification facility that generates gas by pyrolyzing a raw material and / or a lightening facility that thermally decomposes and lightens a raw material. And
Raw material data relating to the type and amount of raw materials that can be transported to the gasification facility and / or the lightening facility, and the products generated by the gasification facility and / or the lightening facility. A system characterized by comprising control means for managing using the electronic information processing means on the basis of the actual production volume and demand data of the product.
上記した本発明のシステムにおいては、コントロール手段はさらに、ガス化設備及び／又は軽質化設備において生成される製品の販売をウエブ上で行うための手段を備えていることが好ましい。また、コントロール手段はさらに、ガス化設備において処理した物質量及び生産したガス量のデータを元に、所定地域全体の炭酸ガス削減量を自動的に算出する手段を備えていることが好ましい。
さらにまた、上記した本発明のシステムにおいて、ガス化設備及び／又は軽質化設備は、内部循環型流動床式ガス化炉を備えていることが好ましい。
また、上記した本発明のシステムにおいて、ガス化設備に供給される原料は、エチレン製造プロセスから排出される分解重油、石油精製プロセスから排出される重質油、ペトロコーク又はこれらの任意の混合物のいずれか１つから選ばれたものであり、軽質化設備に供給される原料は、石油精製プロセスから排出から排出される重質油、エチレン製造プロセスから排出される分解重油、セルロース系物質、プラスチック、石炭、産業廃棄物、低品質化石原料、コークス炉から排出されるコークオーブンガス、又はこれらの任意の混合物のいずれか１つから選ばれたものであることが好ましい。
In the system of the present invention described above, it is preferable that the control means further includes means for selling products produced in the gasification facility and / or the lightening facility on the web. The control means preferably further comprises means for automatically calculating the carbon dioxide gas reduction amount for the entire predetermined area based on data on the amount of substance processed and the amount of gas produced in the gasification facility.
Furthermore, in the system of the present invention described above, the gasification facility and / or the lightening facility preferably includes an internal circulation type fluidized bed type gasification furnace.
In the system of the present invention described above, the raw material supplied to the gasification facility is any of cracked heavy oil discharged from the ethylene production process, heavy oil discharged from the oil refining process, Petro Coke, or any mixture thereof. The raw materials supplied to the lightening facilities are heavy oil discharged from the oil refining process, cracked heavy oil discharged from the ethylene production process, cellulosic materials, plastics, It is preferably selected from any one of coal, industrial waste, low-quality fossil raw materials, coke oven gas discharged from a coke oven, or any mixture thereof.
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態のガス製品等の生成・販売管理システムを詳細に説明する。
図１は、本発明に係るガス製品等の生成・販売管理システムの基本的な構成を示すブロック図である。図１において、１はガス化設備、２は軽質化設備、３は原料排出団体、４はガス化設備１及び軽質化設備２で生成されたガス製品等の需要家である。原料排出者団体３には、コンビナート内の企業、コンビナート外の企業、地方自治体が含まれ、残渣油、燃料（石油コークス、エチレンボトム）、及び有機性廃棄物等を、原料としてガス化設備１及び軽質化設備２に供給する。ガス化設備１は、供給された原料を熱分解しガス化して、合成ガス、水素ガス、一酸化炭素、及び化学原料を生成し、軽質化設備２は、ガス化炉を利用して、精油所等から排出される重質残渣油を熱分解して軽質油分（軽油）等を得る設備である。これら生成されたガス等の製品は需要家４に販売される。需要家４には、コンビナート内外の企業、火力発電所、地域住民等が含まれ、すなわち、排出者３である場合もある。
Hereinafter, a production / sales management system for a gas product and the like according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a production / sales management system for gas products and the like according to the present invention. In FIG. 1, 1 is a gasification facility, 2 is a lightening facility, 3 is a raw material discharge organization, and 4 is a consumer of gas products generated by the
また、５は、汎用又は専用の情報通信システムを利用して、管理システム全体の制御管理を行うコントロールセンタであり、コンピュータプログラムを実行することにより具現化される。コントロールセンタ５は、排出団体３から提供又は排出される排出物すなわち原料の種類（性状を含む）及び量に関する原料データＤ１を受け取り、需要家４からの製品購入要求に関する需要データＤ３を受け取り、さらに、ガス化設備１及び軽質化設備２から生成された製品の種類及び量に関する製品データＤ２を受け取る。そして、コントロールセンタ５は、受け取ったデータに基づいて、排出団体３から排出された原料をガス化設備１及び軽質化設備２にどのように振り分けて搬入すべきかを決定し、その決定した原料供給量Ｄ４を排出会社３又は搬送会社６に通知する。排出者３は、原料受入設備８へ、パイプライン７を介して原料をそれに応じて供給するか、又は、搬送会社６による場合は、通知された量Ｄ４に応じて原料の収集及び搬送を行う。
ガス化設備１及び軽質化設備２で生成された製品の製品販売所（不図示）への搬送も、パイプラインを介して行うことが好ましい。
Reference numeral 5 denotes a control center that performs control and management of the entire management system using a general-purpose or dedicated information communication system, and is realized by executing a computer program. The control center 5 receives raw material data D1 relating to the type (including properties) and quantity of the raw materials, that is, the raw materials provided or discharged from the
It is also preferable to carry the product produced by the
コントロールセンタ５はまた、ガス化設備１及び軽質化設備２の製品生産の運転状態を監視してそれぞれの運転実績データＤ６−ａ、Ｄ７−ａを取得し、該運転実績データＤ６−ａ、Ｄ７−ａ、原料データＤ１、及び製品の需要データＤ３に基づいてそれぞれの運転制御データＤ６−ｂ、Ｄ７−ｂを生成し、該データをこれら設備に送信する。運転制御データには、運転条件、炉の最適運転温度（ガス化温度）及び圧力、算出した最適温度となるようにするためのガス化剤及び酸化剤の供給量が含まれる。また、コントロールセンタ５は、算出したガス化剤及び酸化剤の供給量を供給元へ配信する。これにより、必要な薬剤がガス化設備１及び軽質化設備２に搬送される。
The control center 5 also monitors the operation state of product production of the
すなわち、コントロールセンタ５は、製品需要と原料供給の関係をモニタリングして、できるだけバランスがとれるように、ガス化設備１及び軽質化設備２への原料の搬入、並びに、これら設備での運転状態を調節する。ここで、できるだけバランスをとるとは、原料供給企業すなわち排出者３と製品需要企業すなわち需要家４のバランスを操業しながらコントロールするという意味である。すなわち、製品はガス状態のものが大半であるため、ある程度の貯留は可能であるが、保存する容器の容量等の理由により、長期間大量に貯留することは困難である。そこで、設備容量をできるだけ小さくしながらも操業を安定化するためには、原料の排出者３と製品の需要家４の情報を瞬時に演算しながら、配管で連携されている企業間の受給コントロールによって、安定操業が可能となるようにする。
That is, the control center 5 monitors the relationship between the product demand and the raw material supply, and loads the raw material into the
バッファとして、軽質化設備２での合成ガスの生成量で調節することが好ましい。すなわち、需要量及び原料供給量の変動（時間的変動）に応じて製品ガスの生産量及び軽質化油分の生産量を増減させる必要が生じる場合があるが、製品ガスの生産量をほぼ一定とし、需要供給の変動に応じて軽質油分の生産量を調整することが好ましい。これは、軽質化設備から既設の石油コンビナートに返送される軽質油分の量に比べて、既設の石油化学コンビナートで常時使用されている軽質油分の量は２倍以上であるために、軽質油分の量の生産量を変動させて既設の石油化学コンビナートに返送される量に変動をきたしても、影響が比較的少ないためである。
The buffer is preferably adjusted by the amount of synthesis gas generated in the lightening
コントロールセンタ５によるガス化設備１及び軽質化設備２の運転状態の制御は、上記した運転実績データ、原料データ及び需要データの他、製品コスト、原料成分の性状の季節変動等も考慮して、運転制御データを生成することが好ましい。
なお、ガス化設備１及び軽質化設備２の両方を必ずしも具備させる必要がなく、ガス化設備１だけを具備させてもよい。
コントロールセンタ５はまた、処理した物質量及び生産し送出したガス量のデータを元に、地域全体の炭酸ガス削減量を自動的に算出する。この算出にあたっては、省エネ効果によって齎される炭酸ガス削減量を算出するという前提に立っている。以下に、炭酸ガス削減量の算出例を示す。
The control of the operation state of the
It is not always necessary to provide both the
The control center 5 also automatically calculates the carbon dioxide gas reduction amount for the entire region based on the data on the amount of processed material and the amount of gas produced and delivered. This calculation is based on the premise that the amount of carbon dioxide reduction reduced by the energy saving effect is calculated. An example of calculating the carbon dioxide gas reduction amount is shown below.
（１）省エネルギ効果と炭酸ガス削減量の算出
この算出に当たっては、以下のステップにより算出し数値化する。原料として、エチレンボトムを用いた場合（Ａ）、及び、減圧残渣油を用いた場合（Ｂ）では、算出ステップは異なるものとなる。以下に、具体的に示す。
Ａ．エチレンボトムを原料として用いた場合の軽質化による省エネ効果と炭酸ガス削減量
なお、エチレンボトムの軽質化とは、エチレンボトムを内部循環型流動床式ガス化炉でガス化・軽質化し、化学原料（ＣＯ、Ｈ２、他）を高付加価値化していることである。すなわち、通常、エチレンボトムは、単なるボイラ燃料とされており、この燃料は市場にて販売されることなく消費されているため、市場での価格に換算すれば、通常の燃料より低い価値とされている。このエチレンボトムを、市場価格の高いＣＯ・Ｈ２ガスに換算すれば、高付加価値化につながる。
ステップ１：需要家が必要とする各化学原料の製造に必要なナフサ量ｎ１を計算により算出する。
ステップ２：算出されたナフサ量ｎ１の製造に必要な原油処理量ｇを計算により算出する。
ステップ３：原油処理量ｇを原油処理削減量ｓに換算し、該量ｓによりもたらされる省エネルギ効果Ｓ１を見積もる。なお、コンピュータを用いることで、上記ステップ１〜３の計算処理は自動的に行われる。
ステップ４：省エネルギ効果Ｓ１に応分する応分原油量Ｇ１を算出する。
ステップ５：応分原油量Ｇ１から炭酸ガス削減量ｐを算出する。
ステップ６：一定期間内で運転した結果もたらされた炭酸ガス削減量ｐを、各需要家の製品（ｋ）毎に、ｐ（１）、ｐ（２）、ｐ（３）、・・・として振り分ける。
製品ｋについての炭酸ガス削減量ｐ（ｋ）の計算式は、以下の通りである。
ｐ（ｋ）
＝（炭酸ガス削減量ｐ）×
（製品ｋの炭酸ガス消費量）／（製品１〜ｎ毎の炭酸ガス消費量の総和）
(1) Calculation of energy-saving effect and carbon dioxide gas reduction amount In this calculation, it is calculated and digitized by the following steps. When ethylene bottom is used as the raw material (A) and when reduced-pressure residual oil is used (B), the calculation steps are different. This is specifically shown below.
A. Energy saving and carbon dioxide reduction due to lightening when ethylene bottom is used as raw material Note that lightening of ethylene bottom means that the ethylene bottom is gasified and lightened in an internal circulation fluidized bed gasification furnace, and chemical raw materials are used. (CO, H 2 , etc.) is highly value-added. In other words, ethylene bottom is usually regarded as a simple boiler fuel, and since this fuel is consumed without being sold in the market, it is considered to have a lower value than ordinary fuel when converted to a market price. ing. If this ethylene bottom is converted into CO.H 2 gas having a high market price, it will lead to high added value.
Step 1: A naphtha amount n1 necessary for manufacturing each chemical raw material required by a consumer is calculated.
Step 2: A crude oil processing amount g required for producing the calculated naphtha amount n1 is calculated.
Step 3: The crude oil processing amount g is converted into a crude oil processing reduction amount s, and the energy saving effect S1 brought about by the amount s is estimated. In addition, the calculation process of the said steps 1-3 is automatically performed by using a computer.
Step 4: The proportion crude oil amount G1 corresponding to the energy saving effect S1 is calculated.
Step 5: Calculate the carbon dioxide gas reduction amount p from the Oita crude oil amount G1.
Step 6: The carbon dioxide gas reduction amount p obtained as a result of operating within a certain period of time for each consumer product (k), p (1), p (2), p (3),. Sort as.
The calculation formula of the carbon dioxide gas reduction amount p (k) for the product k is as follows.
p (k)
= (CO2 reduction p) x
(CO2 consumption of product k) / (Total of CO2 consumption for
Ｂ．減圧残渣油（ＶＲ：バキュームレシディユ）を原料とした場合の、軽質化による省エネ効果と炭酸ガス削減量
なお、減圧残渣油の軽質化とは、減圧残渣油を内部循環型流動床式ガス化炉で軽質化して軽質油分として回収することにより、原油からの製品回収率を向上させることである。
ステップ１：需要家が必要とする軽質油分製造に必要な原油処理量ｎ２を算出する。
ステップ２：算出された原油処理削減量ｎ２によりもたらされる省エネルギ効果Ｓ２を見積もる。
ステップ３：省エネルギ効果Ｓ２に応分する応分原油量Ｇ２を算出する。
ステップ４：応分原油量Ｇ２から炭酸ガス削減量ｑを算出する。
ステップ５：一定期間内で運転した結果もたらされた炭酸ガス削減量ｑを各需要家の製品（ｋ）毎に、ｑ（１）、ｑ（２）、ｑ（３）・・・として振り分ける。
製品ｋについての炭酸ガス削減量ｑ（ｋ）の計算式は、以下の通りである。
ｑ（ｋ）
＝（炭酸ガス削減量ｑ）×（製品ｋの軽質油分の炭酸ガス消費量）
／（製品１〜ｎ毎の軽質油分の炭酸ガス消費量の総和）
B. Energy saving and carbon dioxide reduction due to lightening when using vacuum residue oil (VR: Vacuum Residue) as raw material Note that lightening of vacuum residue oil means that the vacuum residue oil is used as an internally circulating fluidized bed gas. It is to improve the product recovery rate from crude oil by lightening with a chemical reactor and collecting it as a light oil.
Step 1: A crude oil processing amount n2 required for light oil production required by a consumer is calculated.
Step 2: Estimate the energy saving effect S2 brought about by the calculated crude oil processing reduction amount n2.
Step 3: The proportion crude oil amount G2 corresponding to the energy saving effect S2 is calculated.
Step 4: A carbon dioxide gas reduction amount q is calculated from the oil distribution amount G2.
Step 5: The carbon dioxide gas reduction amount q resulting from the operation within a certain period is distributed as q (1), q (2), q (3)... For each product (k) of each consumer. .
The calculation formula of the carbon dioxide gas reduction amount q (k) for the product k is as follows.
q (k)
= (CO2 reduction q) x (CO2 consumption of light oil of product k)
/ (Sum of carbon dioxide consumption of light oil for each product 1-n)
上記から理解されるように、各製品に炭酸ガス削減効果がもれなく付随することになり、コントロールセンタ５は、製品が出荷納品された段階で、製品納入量に基づいた炭酸ガス削減量を即座に算出することができ、よって、地域の炭酸ガス削減量を累積することにより、所定期間の削減量を演算することができる。
演算された所定期間の炭酸ガス削減量すなわち省エネルギ効果データＤ５は、それぞれの需要家４に配信される。
なお、上記した炭酸ガス削減効果の算出は、省エネルギ効果の算出に基づいているため、原油等の価格は炭酸ガス削減効果に影響を及ぼさない。しかしながら、エチレン残渣や減圧残渣油の熱量は常に一定ではなく、最終製品の熱量に影響を及ぼす。従って、炭酸ガス削減効果の算出にあたっては、最終製品の熱量によって、省資源による省エネ効果の影響度を推し量る演算を組み入れることが好ましい。
As will be understood from the above, each product is accompanied by a carbon dioxide reduction effect, and the control center 5 immediately reduces the carbon dioxide reduction amount based on the product delivery amount when the product is shipped and delivered. Therefore, it is possible to calculate the reduction amount for a predetermined period by accumulating the local carbon dioxide reduction amount.
The calculated carbon dioxide gas reduction amount for a predetermined period, that is, the energy saving effect data D5 is distributed to each customer 4.
Since the calculation of the carbon dioxide gas reduction effect is based on the calculation of the energy saving effect, the price of crude oil or the like does not affect the carbon dioxide gas reduction effect. However, the amount of heat of ethylene residue and vacuum residue oil is not always constant and affects the amount of heat of the final product. Therefore, in calculating the carbon dioxide gas reduction effect, it is preferable to incorporate a calculation that estimates the degree of influence of the energy saving effect due to resource saving based on the heat quantity of the final product.
本件発明におけるエチレンボトムＶｒの処理、該処理により得られる炭酸ガス削減量の算出、及び得られた炭酸ガス削減量の製品への付加及び炭酸ガス削減量の累算は、以下のように整理することができる。
エチレンボトム原料を内部循環型流動床式ガス化炉に供給し、かつ触媒による高付加価値化する
→ ＣＯ、Ｈ２等を回収する（製品熱量αをサンプルテスト）
→ ＣＯ、Ｈ２等の製造に必要なナフサ量を換算する（α値を時折反映）
→ 得られた量のナフサの生産に必要な原油量を換算する（α値を時折反映）
→ 得られた原油量の精製に必要なエネルギを換算する（α値を時折反映）
→ 得られたエネルギに基づいて削減エネルギを演算し、省エネに掛る原油換算量を算出する
→ 得られた原油換算から炭酸ガス削減量を算出する
→ 各製品への単位量当たりの炭酸ガス削減量を付与する
→ 各製品出荷及び納品により、その量に対応する炭酸ガス削減量を算出する
The processing of the ethylene bottom Vr in the present invention, the calculation of the carbon dioxide reduction amount obtained by the treatment, the addition of the obtained carbon dioxide reduction amount to the product and the accumulation of the carbon dioxide reduction amount are organized as follows. be able to.
Supply ethylene bottom raw material to internal circulation type fluidized bed gasification furnace and increase added value by catalyst → CO, H 2 etc. are recovered (product heat quantity α is a sample test)
→ CO, converting the naphtha amount required for the production of such H 2 (alpha value occasionally reflect)
→ Convert the amount of crude oil required to produce the amount of naphtha obtained (sometimes reflecting the α value)
→ Convert the energy required for refining the amount of crude oil obtained (sometimes reflecting the α value)
→ Calculate energy savings based on the obtained energy and calculate the amount of crude oil equivalent to save energy → Calculate the amount of carbon dioxide reduction from the obtained crude oil conversion → CO2 reduction per unit amount for each product → Calculate the amount of carbon dioxide reduction corresponding to the amount of each product shipped and delivered
図２は、本発明の管理システムを製油所と石油化学工場が存在するコンビナートを大正地域とする第１の実施形態を示している。図２において、ａ１は石油化学工場（石化工場）であり、この例においては、石化工場ａ１が、熱分解炉及び水蒸気改質器の組み合わせからなるガス化設備を備えている。また、ａ２及びａ３は製油所、ａ４及びａ５は化学工場である。
石化工場ａ１に備えられたガス化設備は、石化工場ａ１すなわち自社で生成されるエチレンボトムを熱分解・ガス化し、発生したガスを改質して、水素ガス、一酸化炭素ガス、合成ガス、等のガス製品を生成する。生成されたガス製品は、コンビナート内の製油所ａ２、ａ３、及び化学工場ａ４、ａ５に提供される。
FIG. 2 shows a first embodiment in which the management system of the present invention is a complex where a refinery and a petrochemical factory are present, and a Taisho area. In FIG. 2, a <b> 1 is a petrochemical factory (a petrochemical factory). In this example, the petrochemical factory a <b> 1 includes a gasification facility including a combination of a pyrolysis furnace and a steam reformer. Moreover, a2 and a3 are refineries, and a4 and a5 are chemical factories.
The gasification equipment provided in the petrochemical plant a1 is the pyrolysis and gasification of the petrochemical plant a1, that is, the ethylene bottom produced in-house, reforming the generated gas, hydrogen gas, carbon monoxide gas, synthesis gas, Etc. to produce gas products. The produced gas product is provided to refineries a2 and a3 and chemical plants a4 and a5 in the complex.
石化工場ａ１、製油所ａ２、ａ３及び化学工場ａ４、ａ５は、公共又は専用の情報通信システムを介して、図１のコントロールセンタ５に接続されており、該コントロールセンタ５により、それぞれの工場ａ１〜ａ５の運転が集中管理される。集中管理により、各工場ａ１〜ａ５での原料費及び人件費を低減することができる。 The petrochemical plant a1, the refineries a2 and a3, and the chemical plants a4 and a5 are connected to the control center 5 of FIG. 1 through public or dedicated information communication systems, and the respective control centers 5 make use of the respective plants a1. The operation of ~ a5 is centrally managed. Centralized management can reduce raw material costs and labor costs at each of the factories a1 to a5.
図３は、本発明の第２の実施形態に係る管理システムを示しており、この実施形態においても、コンビナートを対象地域としている。図２において、ｂ１は石化工場であり、コガス化設備を備えている。また、ｂ２〜ｂ５はそれぞれ、石化工場、製油所、産業廃棄物収集所、酸素及び水素源設備である。石化工場ｂ２に備えられるコガス化設備は、コンビナート等からの重質残渣油だけでなく、一般廃棄物／産業廃棄物をも同時に処理することができる設備であって、炭化水素原料を熱分解させるときに、セルロース系物質やプラスチック系物質を混在させることにより、これら物質の酸素原子分子がラジカル基となって炭素水素原料中の炭素成分と反応して一酸化炭素を発生させる（すなわち、「コガス化機能」）を付加したものである。 FIG. 3 shows a management system according to the second embodiment of the present invention. In this embodiment as well, the complex is the target area. In FIG. 2, b1 is a petrochemical factory and is provided with a cogasification facility. B2 to b5 are a petrochemical factory, a refinery, an industrial waste collection station, and an oxygen and hydrogen source facility, respectively. The cogasification facility provided in the petrochemical plant b2 is a facility capable of simultaneously treating not only heavy residual oil from a complex etc. but also general waste / industrial waste, and thermally decomposes hydrocarbon raw materials. Sometimes, by mixing cellulose materials and plastic materials, oxygen atom molecules of these materials become radical groups and react with carbon components in the carbon hydrogen raw material to generate carbon monoxide (ie, “cogas” Function ”).
第２の実施形態の管理システムにおいては、石化工場ｂ２、製油所ｂ３、産業廃棄物収集所ｂ４からセルロース系物質やプラスチック系物質等の産業廃棄物が化学工場ｂ１に搬入され、製油所ｂ３からペトロコーク等の炭素成分が多い炭化水素原料が搬入され、また、酸素及び水素源設備ｂ５から必要に応じて酸素及び水素が搬入される。これら搬入された産業廃棄物及び炭化水素原料を用いて、化学工場ｂ１では、コガス化設備で一酸化炭素を生成する。なお、ペトロコーク等は、Ｃ／Ｈ（有機物質に含まれる炭素と水素の元素換算したときの含有比）の観点から水蒸気改質が困難であるが、コガス化方式を取り入れることにより、水蒸気改質が可能となる。 In the management system of the second embodiment, industrial wastes such as cellulosic materials and plastic materials are brought into the chemical plant b1 from the petrochemical plant b2, the refinery b3, and the industrial waste collection site b4, from the refinery b3. A hydrocarbon raw material having a large carbon component such as Petro Coke is carried in, and oxygen and hydrogen are carried in from the oxygen and hydrogen source facility b5 as necessary. In the chemical factory b1, carbon monoxide is generated by the cogasification facility using the industrial waste and the hydrocarbon raw material thus introduced. In addition, Petro Coke and the like are difficult to steam reform from the viewpoint of C / H (content ratio when carbon and hydrogen contained in organic substances are converted into elements), but by adopting a cogasification method, steam reforming Is possible.
この第２の実施形態においても、化学工場ｂ１、石化工場ｂ２、製油所ｂ３及び酸素及び水素源設備ｂ５は、公共又は専用の情報通信システムを介して、図１のコントロールセンタ５に接続され、該コントロールセンタ５により、コガス化設備への原料及びユーティリティの搬送、コガス化設備の運転等が管理されるとともに、それぞれの工場ｂ１〜ｂ５の運転が集中管理される。 Also in the second embodiment, the chemical factory b1, the petrochemical factory b2, the refinery b3, and the oxygen and hydrogen source facility b5 are connected to the control center 5 of FIG. 1 through a public or dedicated information communication system, The control center 5 manages the transportation of raw materials and utilities to the cogasification facility, the operation of the cogasification facility, and the like, and the operations of the factories b1 to b5 are centrally managed.
図４は、本発明の第３の実施形態に係る管理システムを示しており、この実施形態においては、コンビナートを対象地域としている。図４において、ｃ１はガスタービン設備を備えた火力発電所、ｃ２は製油所、ｃ３はガス化設備を備えた石化工場、ｃ４はコンビナート内の各種工場、ｃ５は軽質化設備である。
火力発電所ｃ１は、製油所ｃ２、石化工場ｃ３、コンビナート内の各種工場ｃ４、及び軽質化設備ｃ５に必要な電力を提供するが、その電力生成に利用する燃料ガスは石化工場ｃ３及び軽質化設備ｃ５から搬送される。特に、製油所ｃ２から発生される重質残渣油は、軽質化設備ｃ５で軽質化されて軽質油分が生成されるので、軽質油分収率を向上させることができる。また、石化工場ｃ３のガス化設備によって生成された水素ガスは、製油所ｃ２に搬送されて利用される。ガス化設備及び軽質化設備で生成されたガスは、製油所ｃ２及び火力発電所ｃ１以外のコンビナート内の各種工場ｃ４にも販売される。
FIG. 4 shows a management system according to the third embodiment of the present invention. In this embodiment, a complex is a target area. In FIG. 4, c1 is a thermal power plant equipped with gas turbine equipment, c2 is a refinery, c3 is a petrochemical factory equipped with gasification equipment, c4 is various factories in the complex, and c5 is lightening equipment.
The thermal power plant c1 provides necessary power to the refinery c2, the petrochemical plant c3, various factories c4 in the complex, and the lightening facility c5. The fuel gas used for generating the power is the petrochemical plant c3 and the lightening plant. It is transported from the facility c5. In particular, since the heavy residual oil generated from the refinery c2 is lightened by the lightening facility c5 and light oil is produced, the light oil yield can be improved. Moreover, the hydrogen gas produced | generated by the gasification equipment of the petrochemical factory c3 is conveyed to the refinery c2, and is utilized. The gas generated in the gasification facility and the lightening facility is also sold to various factories c4 in the complex other than the refinery c2 and the thermal power plant c1.
この第３の実施形態においても、火力発電所ｃ１、製油所ｃ２、石化工場ｃ３、各種工場ｃ４、及び軽質化設備ｃ５は、公共又は専用の情報通信システムを介して図１のコントロールセンタ５に接続されており、該コントロールセンタ５により、それぞれの工場ｃ１〜ｃ５の運転が集中管理される。 Also in the third embodiment, the thermal power plant c1, the refinery c2, the petrochemical plant c3, the various factories c4, and the lightening facility c5 are connected to the control center 5 of FIG. 1 via a public or dedicated information communication system. The operation of each factory c1 to c5 is centrally managed by the control center 5.
図５は、本発明の第４の実施形態に係る管理システムを示しており、この第４の実施形態は、コンビナート及びその周辺の地域を対象地域としている。図５において、ｄ１はガス化設備、コガス化設備及び軽質化設備を備えたエネルギ生成工場である。また、ｄ２〜ｄ５はそれぞれ、コンビナート内の各種工場、電力会社、近隣地域、市町村等の地方自治体である。
エネルギ生成工場ｄ１には、コンビナートの各種工場ｄ２から重質残渣油（オリノコタール、ビチューメン）及び産業廃棄物が搬送され、電力会社ｄ３から石炭が搬送され、地方自治体ｄ５から産業廃棄物及び一般廃棄物が搬送される。エネルギ生成工場ｄ１では、ガス化設備、軽質化設備及びコガス化設備を用いて、これら搬送された原料から軽油・灯油、水素燃料、燃料油を生成する。生成された軽油・灯油は近隣地域ｄ４の利用者に販売され、また生成された燃料油は電力会社ｄ３に搬送されて電力生成に利用される。
FIG. 5 shows a management system according to the fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, the complex and the surrounding area are targeted. In FIG. 5, d1 is an energy production factory equipped with a gasification facility, a cogasification facility, and a lightening facility. D2 to d5 are local factories such as various factories, electric power companies, neighboring areas, and municipalities in the complex.
Heavy residue oil (Orinocotar, bitumen) and industrial waste are transported from various industrial plants d2 to the energy generation factory d1, coal is transported from the electric power company d3, and industrial waste and general waste are delivered from the local government d5. Things are transported. In the energy generation factory d1, gas oil, kerosene, hydrogen fuel, and fuel oil are generated from these conveyed raw materials using gasification facilities, lightening facilities, and cogasification facilities. The generated light oil / kerosene is sold to users in the neighboring area d4, and the generated fuel oil is transported to the electric power company d3 and used for power generation.
第４の実施形態においても、エネルギ生成工場ｄ１、コンビナートの各種工場ｄ２、電力会社ｄ３を、公共又は専用の情報通信システムを介してコントロールセンタ５（図１）に接続し、該コントロールセンタ５により、それぞれの工場ｄ１〜ｄ３の運転が集中管理される。 Also in the fourth embodiment, an energy generation factory d1, various factories d2 of an industrial complex, and an electric power company d3 are connected to a control center 5 (FIG. 1) via a public or dedicated information communication system. The operation of each factory d1 to d3 is centrally managed.
なお、産業間連携、コプロダクション、及び物質ピンチを進行させるという流れがあるが、従来はこれらを実行するための具体的なツールが存在していなかった。本発明によれば、産業間連携によるエネルギ使用の効率化及び工場管理の合理化を図ることができる。ここで、産業間連携とは、石油精製業と鉄鋼業との連携等のような、異業種間の連携を意味し、コプロダクションとは、主要製品の製造過程で並産される物質を有効利用することを意味している。また、物質ピンチは、物質に付随するエネルギの有効利用を意味している。 In addition, although there is a flow of advancing inter-industry collaboration, co-production, and material pinch, there has conventionally been no specific tool for executing these. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, efficiency improvement of energy use by industrial cooperation and rationalization of factory management can be aimed at. Here, inter-industry cooperation means cooperation between different industries, such as cooperation between the oil refining industry and the steel industry, and co-production is the effective use of substances that are co-produced in the manufacturing process of main products. It means to use. The material pinch means effective use of energy associated with the material.
上記した実施形態において、ガス化設備、コガス化設備、及び軽質化設備として、国際公開第９９／３１２０２号パンフレット及び同第０３／０２９３９０号パンフレットに記載されたタイプの内部循環型流動床式ガス化炉を用いることが好ましい。この内部循環型流動床式ガス化炉は、処理対象物に応じて、ガス化機能に加えて、軟質化機能及びコガス化機能のいずれか一方又は両方を備えることができる。 In the above-described embodiment, as a gasification facility, a cogasification facility, and a lightening facility, an internal circulation type fluidized bed type gasification described in International Publication Nos. 99/31202 and 03/029390 is used. It is preferable to use a furnace. This internal circulation type fluidized bed type gasification furnace can be provided with either or both of a softening function and a cogasification function in addition to a gasification function depending on the object to be treated.
この内部循環型流動床式ガス化炉は、少なくともガス化室と燃焼室から構成されており、流動媒体がガス化室と燃焼室の間を循環する。流動媒体から熱を回収するための熱回収装置（水管）は、あってもなくてもよい。ガス化室では供給された原料が熱分解・ガス化され、生成した可燃ガスはガス化室から排出され、一方、生成したチャーは流動媒体と共に燃焼室に供給される。燃焼室ではガス化室から供給されたチャーが燃焼され、その燃焼ガスがガス化室か ら排出され、燃焼熱により加熱された流動媒体は再びガス化室に戻される。ガス化炉に原料が供給されるが、燃焼室に原料の一部が供給されても良い。流動媒体は砂が一般的に使用されるが、一部がアルミナ触媒のようなものでもよい。改質装置（リフォーマ）は、ガス化炉で生成した可燃ガスを改質する、すなわちガス中のタールや炭化・水素を分解し低分子化するためのものであって、そこで使用する触媒を再生するための機能あるいは装置を、リフォーマ自身の内部もしくは外部に備えている。
このような内部循環型流動床式ガス化炉を用いることにより、石炭中の高価値である揮発分を軽質油分とし、比較的低価値である固定炭素分を熱分解用熱源として分別することができ、したがって、価値基準が異なる燃料成分を分別することができる。
This internal circulation type fluidized bed gasification furnace includes at least a gasification chamber and a combustion chamber, and a fluid medium circulates between the gasification chamber and the combustion chamber. There may or may not be a heat recovery device (water pipe) for recovering heat from the fluid medium. In the gasification chamber, the supplied raw material is pyrolyzed and gasified, and the generated combustible gas is discharged from the gasification chamber, while the generated char is supplied to the combustion chamber together with the fluidized medium. In the combustion chamber, the char supplied from the gasification chamber is combusted, the combustion gas is discharged from the gasification chamber, and the fluidized medium heated by the combustion heat is returned to the gasification chamber again. The raw material is supplied to the gasification furnace, but a part of the raw material may be supplied to the combustion chamber. Sand is generally used as the fluid medium, but a part of the fluid medium may be an alumina catalyst. The reformer (reformer) is for reforming the combustible gas generated in the gasifier, that is, for decomposing tar and hydrocarbons in the gas and reducing their molecular weight, and regenerating the catalyst used there. A function or device for this purpose is provided inside or outside the reformer itself.
By using such an internal circulation type fluidized-bed gasifier, it is possible to separate high-value volatiles in coal as light oil and relatively low-value fixed carbon as heat source for pyrolysis. Therefore, fuel components having different value criteria can be separated.
ところで、コークス炉で石炭を蒸し焼きにしてコークスを製造するとき、石炭の熱分解ガスとしてＣＯＧ（コークオーブンガス）が副生する。このＣＯＧは、温度が８００℃程度と高温で、熱的に極めて不安定であり、芳香族成分を多く含んでいる。現状のＣＯＧ精製処理は、急速冷却した後に芳香族成分の回収をしており、８００℃のエクセルギーとエンタルピーが有効利用されていない。また、このＣＯＧ精製処理過程は、複雑な設備及び大きい敷地面積を必要とし、高い運転及び保守費用を必要としている。
これに対して、上記した第４の実施形態において、エネルギ生成工場ｄ１の内部循環型流動床式ガス化炉に、コークス炉から排出された高温のままのコークスを導入して、熱的に安定状態に移行させ、そして、コークス炉出口のＣＯＧが有する８００℃程度の高温のエクセルギーとエンタルピーを有効利用する。
なお、ガス化及び軽質化に用いる内部循環流動床ガス化炉の運転温度は、ガス化室が３００〜９００℃、燃焼室が４００〜１０００℃の範囲であり、ガス化設備における改質器の運転温度は、９００〜１３００℃の範囲である。
By the way, when coke is produced by steaming and burning coal in a coke oven, COG (coke oven gas) is by-produced as a pyrolysis gas of the coal. This COG has a high temperature of about 800 ° C., is extremely unstable thermally, and contains a large amount of aromatic components. In the current COG purification process, aromatic components are recovered after rapid cooling, and exergy and enthalpy at 800 ° C. are not effectively used. Also, this COG refining process requires complex equipment and a large site area, and requires high operation and maintenance costs.
On the other hand, in the above-described fourth embodiment, the high temperature coke discharged from the coke oven is introduced into the internal circulation type fluidized bed gasification furnace of the energy generation factory d1 to be thermally stable. Then, the high temperature exergy and enthalpy of about 800 ° C. possessed by the COG at the outlet of the coke oven are effectively utilized.
The operating temperature of the internal circulating fluidized bed gasifier used for gasification and lightening is in the range of 300 to 900 ° C. in the gasification chamber and 400 to 1000 ° C. in the combustion chamber. The operating temperature is in the range of 900-1300 ° C.
また、オリコタールは、化学品等を添加してオリマルジョンとして輸送し、日本等で火力発電所用の燃料として使用されているが、低品質化石原料であるため改質が必要である。さらに、化石原料である褐炭は、固定水分を多く含みかつ固体形状が多種であるため、前処理が複雑であり商業化しにくく、これもまた低品質であるため改質が必要である。
しかしながら、上記した内部循環型流動床式ガス化炉へは、気体、液体、固体いずれの形態の原料でも供給可能であり、かつマルチ供給ノズルの設置が可能である。したがって、オリコタール及び褐炭であっても、内部循環型流動床式ガス化炉に供給可能であるため、該ガス化炉により、低品質化石原料をガス化及び軽質化することができ、前処理等をすることなく改質を行うことができる。
In addition, oricotal is transported as orimulsion by adding chemicals and the like, and is used as a fuel for thermal power plants in Japan and the like. However, since it is a low-quality fossil raw material, it needs to be reformed. Furthermore, lignite, which is a fossil raw material, contains a large amount of fixed moisture and has a variety of solid forms. Therefore, pretreatment is complicated and difficult to commercialize, and this is also of low quality, so it needs to be modified.
However, the internal circulation type fluidized bed gasification furnace can be supplied with any raw material in the form of gas, liquid or solid, and a multi-feed nozzle can be installed. Therefore, even if it is olicotal and lignite, since it can be supplied to the internal circulation type fluidized bed gasification furnace, the gasification furnace can gasify and lighten the low-quality fossil raw material, and the pretreatment The reforming can be carried out without doing so.
Claims (5)
ガス化設備及び／又は軽質化設備の運転を、該ガス化設備及び／又は軽質化設備に搬送可能な原料の種類及び量に関する原料データ、ガス化設備及び／又は軽質化設備で生成された製品の生産実績量、及び、該製品の需要データに基づいて、電子的情報処理手段を用いて管理するコントロール手段
を備えていることを特徴とするシステム。 In a system that manages the operation of gasification equipment that generates gas by pyrolyzing raw materials and / or lightening equipment that thermally decomposes and lightens raw materials,
Raw material data relating to the type and amount of raw materials that can be transported to the gasification facility and / or the lightening facility, and the products generated by the gasification facility and / or the lightening facility. And a control means for managing using the electronic information processing means based on the actual production volume of the product and the demand data of the product.
ガス化設備及び／又は軽質化設備において生成される製品の販売を、ウエブ上で行うための手段
を備えていることを特徴とするシステム。 The system of claim 1, wherein the control means further comprises:
A system comprising means for selling products produced in a gasification facility and / or a lightening facility on a web.
ガス化設備において処理した物質量及び生産したガス量のデータを元に、所定地域全体の炭酸ガス削減量を自動的に算出する手段
を備えていることを特徴とするシステム。 The system according to claim 1 or 2, wherein the control means further comprises:
A system comprising: means for automatically calculating a carbon dioxide gas reduction amount for an entire predetermined area based on data on the amount of substance processed and the amount of gas produced in a gasification facility.
ガス化設備に供給される原料は、エチレン製造プロセスから排出される分解重油、石油精製プロセスから排出される重質油、ペトロコーク又はこれらの任意の混合物のいずれか１つから選ばれたものであり、
軽質化設備に供給される原料は、石油精製プロセスから排出から排出される重質油、エチレン製造プロセスから排出される分解重油、セルロース系物質、プラスチック、石炭、産業廃棄物、低品質化石原料、コークス炉から排出されるコークオーブンガス、又はこれらの任意の混合物のいずれか１つから選ばれたものである
ことを特徴とするシステム。 The system according to any one of claims 1 to 4,
The raw material supplied to the gasification facility is selected from any one of cracked heavy oil discharged from the ethylene production process, heavy oil discharged from the petroleum refining process, petrocoke, or any mixture thereof. ,
Raw materials supplied to lightening facilities include heavy oil discharged from the oil refining process, cracked heavy oil discharged from the ethylene production process, cellulosic materials, plastics, coal, industrial waste, low-quality fossil raw materials, A system selected from any one of coke oven gas discharged from a coke oven, or any mixture thereof.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2004251030A JP2006063289A (en) | 2004-08-30 | 2004-08-30 | Management system of gas product or the like produced in gasification facility and/or lightening facility |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004251030A JP2006063289A (en) | 2004-08-30 | 2004-08-30 | Management system of gas product or the like produced in gasification facility and/or lightening facility |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006063289A true JP2006063289A (en) | 2006-03-09 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2004251030A Pending JP2006063289A (en) | 2004-08-30 | 2004-08-30 | Management system of gas product or the like produced in gasification facility and/or lightening facility |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009007479A (en) * | 2007-06-28 | 2009-01-15 | Ihi Corp | Method for modifying heavy fuel and modification apparatus therefor |
| JP2009102471A (en) * | 2007-10-22 | 2009-05-14 | Japan Energy Corp | Thermal cracking method of heavy oil |
-
2004
- 2004-08-30 JP JP2004251030A patent/JP2006063289A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009007479A (en) * | 2007-06-28 | 2009-01-15 | Ihi Corp | Method for modifying heavy fuel and modification apparatus therefor |
| JP2009102471A (en) * | 2007-10-22 | 2009-05-14 | Japan Energy Corp | Thermal cracking method of heavy oil |
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