JP2009228945A - 石油精製残渣の処理方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】石油精製設備から取り出される固体状或いは液体状の石油精製残渣を単一の設備によって安価に処理できるようにし且つ安定した蒸気が得られるようにする。
【解決手段】石油精製設備１から取り出される固体状或いは液体状の残渣を処理するための石油精製残渣の処理装置であって、固体状残渣２を導入して流動燃焼に適した粒径に粗粉砕し、得られた粗粉砕残渣２３を循環流動層ボイラ２１の流動層燃焼炉２２に供給する粗粉砕機２０と、液体状残渣１０を流動化温度に保持する温度保持手段２７を備えて循環流動層ボイラ２１の流動層燃焼炉２２に供給する液体状残渣供給装置２６とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、石油精製設備から取り出される固体状或いは液体状の石油精製残渣を単一の設備によって安価に処理し且つ安定して蒸気を生成できるようにした石油精製残渣の処理方法及び装置に関する。

石油を精製する石油精製設備の特に重質残渣油処理工程からは、石油コークス（固体状）、石油ピッチ（液体状）、アスファルト（液体状）等が取り出され、更に、これらに比して量的には少ないがその他の固体状、液体状の石油精製残渣も取り出される。このような石油精製残渣は炭素分を多く含むため、従来よりボイラ等の燃料として用いることが行われている。

図２は石油精製設備１から取り出される石油精製残渣を微粉燃焼ボイラの微粉炭バーナで燃焼させるようにした従来の装置を示している。図２の石油精製設備１から取り出される石油コークス等の固体状残渣２は塊状を有しており大きな塊も含まれている。このような固体状残渣２は貯留部３に一旦貯留した後、微粉砕機４に供給して微粉砕することにより微粉砕残渣５とし、この微粉砕残渣５を微粉燃焼ボイラ６の微粉炭バーナ７に供給して燃焼させることにより微粉燃焼ボイラ６の伝熱管８を加熱して蒸気９を生成するようにしていた。

一方、石油精製設備１から取り出される石油ピッチ、アスファルト等の液体状残渣１０は、元々流動性が低く、石油精製設備１から取り出されて温度が低下すると更に急激に流動性が低下するため、バーナ等を用いて燃焼させることはできない。このために、石油精製設備１から取り出された液体状残渣１０はすべてポンプ１１等により冷却固化装置１２に供給して冷却することにより固化させている。冷却固化装置１２の冷却により生成した固体状残渣１０'は貯留部１３に一旦端貯留した後、前記微粉砕機４に導いて微粉砕し、微粉砕残渣５として前記微粉燃焼ボイラ６の微粉炭バーナ７に供給して燃焼するようにしていた。

石炭、油、ガス、各種廃棄物等を燃料とし石灰石等を脱硫剤として使用することで、気泡型流動層燃焼を行う流動層燃焼ボイラは特許文献１に示されている。しかし、特許文献１には石油精製設備から取り出される固体状残渣或いは液体状残渣を単一の設備によって効果的に燃焼処理するための構成については何ら記載されていない。
特開平０５−１８０４１３号公報

図２に示した従来の装置では、石油精製設備１から取り出される固体状残渣２は、微粉炭バーナ７で安定燃焼させるために、微粉砕機４において７０μｍ以下程度に微粉砕する必要があるが、この微粉砕機４は高価であると共に、微粉砕するための電力消費量が多く、よってランニングコストが増大するという問題がある。

又、石油精製設備１から取り出される液体状残渣１０は、冷却固化装置１２で冷却固化し、得られた固体状残渣１０'を前記微粉砕機４に導いて微粉砕するようにしているため、石油精製設備１から取り出される例えば石油ピッチは約３００℃の高温を有しているが、この熱が冷却によって無駄に捨てられるために熱の損失が大きいという問題がある。又、前記液体状残渣１０を冷却固化するための大型の冷却固化装置１２が必要であると共に大量の冷却流体（水）等も必要になる問題がある。更に、冷却固化した固体状残渣１０'は微粉砕機４に供給して固体状残渣２と共に微粉砕するようにしているため、微粉砕機４が大型化し、ランニングコストも更に増大するという問題がある。

本発明は、上記実情に鑑みてなしたもので、石油精製設備から取り出される固体状或いは液体状の石油精製残渣を単一の設備によって安価に処理できるようにし且つ安定した蒸気が得られるようにした原料石油精製残渣の処理方法及び装置を提供しようとするものである。

本発明は、石油精製設備から取り出される固体状或いは液体状の残渣を処理するための石油精製残渣の処理方法であって、固体状残渣は所定粒径に粗粉砕した後循環流動層ボイラの流動層燃焼炉に供給し、液体状残渣は流動化する温度を保持したまま前記循環流動層ボイラの流動層燃焼炉に供給し、混焼させて蒸気を生成することを特徴とする石油精製残渣の処理方法、に係るものである。

上記石油精製残渣の処理方法において、前記石油精製残渣は、石油コークス、アスファルト、石油ピッチであってもよい。

上記石油精製残渣の処理方法において、前記循環流動層ボイラで生成した蒸気を石油精製設備に供給して利用することは好ましい。

本発明は、石油精製設備から取り出される固体状或いは液体状の残渣を処理するための石油精製残渣の処理装置であって、固体状残渣を導入して流動燃焼に適した粒径に粗粉砕し、得られた粗粉砕残渣を循環流動層ボイラの流動層燃焼炉に供給する粗粉砕機と、液体状残渣を流動化温度に保持する温度保持手段を備えて前記循環流動層ボイラの流動層燃焼炉に供給する液体状残渣供給装置と、を有することを特徴とする石油精製残渣の処理装置、に係るものである。

上記石油精製残渣の処理装置において、前記液体状残渣供給装置の液体状残渣を取り出して冷却し、冷却して得られた固体状残渣を前記粗粉砕機に導く冷却固化装置を有することは好ましい。

本発明の石油精製残渣の処理方法及び装置によれば、石油精製残渣から取り出される固体状残渣は、循環流動層ボイラの流動層燃焼炉での流動燃焼に適した粒径に粗粉砕してから流動層燃焼炉に供給し、液体状残渣は流動化温度を保持したまま前記循環流動層ボイラの流動層燃焼炉に供給し、混焼により蒸気を生成するようにしたので、石油精製設備から取り出される固体状及び液体状の石油精製残渣を単一の設備で安価に処理することができると共に蒸気を安定して生成できるという優れた効果を奏し得る。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１は本発明の石油精製残渣の処理方法を実施する装置の一例を示したもので、石油精製設備から取り出される石油精製残渣を微粉燃焼ボイラに供給して燃焼するようにしている。図１に示す如く、石油精製設備１から取り出される石油コークス等の固体状残渣２は、貯留部３に一旦貯留した後、粗粉砕機２０に供給して粗粉砕するようにしている。前記固体状残渣２には大きな塊状を有するものが含まれているため、前記粗粉砕機２０では固体状残渣２を循環流動層ボイラ２１の流動層燃焼炉２２で良好に流動燃焼できる大きさ、例えば１０ｍｍ以下程度に粗粉砕して粗粉砕残渣２３を得るようにしている。このような粗粉砕機２０としては、クラッシャ、ボールミル等を用いることができる。

一方、石油精製設備１から取り出される石油ピッチ、アスファルト等の液体状残渣１０は、ポンプ２４と送液管２５からなる液体状残渣供給装置２６によって循環流動層ボイラ２１の流動層燃焼炉２２に供給するようにしている。この時、前記石油精製設備１から取り出された液体状残渣１０は、温度低下によって流動性が急激に低下してしまうため、前記液体状残渣供給装置２６には、液体状残渣１０の流動性を確保して良好に流動層燃焼炉２２に供給できるようにするための温度保持手段２７を備えている。温度保持手段２７としては、ポンプ２４と送液管２５の外部に断熱材を設置する方式、二重管構造にして加熱流体を通すことにより加熱する方式、又は電気ヒータを備えて加熱する方式等を採用することができる。

前記循環流動層ボイラ２１は、前記粗粉砕機２０からの粗粉砕残渣２３と液体状残渣供給装置２６による液体状残渣１０を流動層燃焼炉２２に導入して、流動層燃焼炉２２の下部から供給される流動空気２８により循環粒子と共に流動燃焼するようにしている。流動層燃焼炉２２の燃焼によって生じた燃焼高温流体は流動層燃焼炉２２の上部からサイクロン２９に導いて排ガス３０と循環粒子３１に分離し、分離した循環粒子３１は降下管３２により下部の粒子貯留部３３に供給して貯留した後、供給管３４を介し前記流動層燃焼炉２２に循環供給すようにしている。粒子貯留部３３では、流動層燃焼炉２２の燃焼ガスがサイクロン２９に逆流するのを防止するために、前記降下管３２の下端を粒子貯留部３３の循環粒子内に挿入させている。

前記サイクロン２９で分離された排ガス３０は、後段のボイラ３５に導かれ、ボイラ３５内部に備えられた伝熱管３６により蒸気３７を生成するようになっている。前記粒子貯留部３３にも伝熱管３６'が備えられている。

上記ボイラ３５で生成した蒸気３７（過熱蒸気）は、石油精製設備１における蒸気を必要とする装置に蒸気供給管３８により供給して有効に利用することができる。

更に、図１の形態では、液体状残渣供給装置２６が液体状残渣１０の固化による詰まり等によって運転不能な状態になった場合にも石油精製設備１を連続して運転できるようにするためのバックアップ装置を備えている。即ち、図１中破線で示すように、前記液体状残渣供給装置２６の任意の位置から取出管３９により液体状残渣１０を取り出し、この液体状残渣１０を冷却固化装置４０に供給して冷却することにより固化するようにしている。冷却固化装置４０で固化した固体状残渣１０'には大きな塊状を有するものが含まれているため、貯留部４１に一旦貯留した後、前記粗粉砕機２０に供給して粗粉砕し、粗粉砕残渣２３にして循環流動層ボイラ２１の流動層燃焼炉２２に供給するようにしている。

以下に図１の形態の作動を説明する。

石油精製設備１から取り出される石油コークス等の固体状残渣２は、貯留部３に一旦貯留した後、クラッシャ、ボールミル等からなる粗粉砕機２０に供給して粗粉砕する。前記固体状残渣２には大きな塊状を有するものが含まれているため、循環流動層ボイラ２１の流動層燃焼炉２２において良好に流動燃焼できる大きさ、例えば１０ｍｍ以下程度の粗粉砕残渣２３に粗粉砕する。粗粉砕機２０で粗粉砕された粗粉砕残渣２３は流動層燃焼炉２２に供給されて良好に流動燃焼される。

一方、石油精製設備１から取り出される石油ピッチ、アスファルト等の液体状残渣１０は、ポンプ２４と送液管２５からなる液体状残渣供給装置２６によって循環流動層ボイラ２１の流動層燃焼炉２２に供給される。この時、液体状残渣供給装置２６には温度保持手段２７が備えられているので、前記石油精製設備１から取り出された液体状残渣１０は、温度低下によって流動性が急激に低下するようなことがなく、流動性が常に保持された状態で良好に流動層燃焼炉２２に供給され流動燃焼される。従って、流動層燃焼炉２２では粗粉砕機２０からの粗粉砕残渣２３と液体状残渣供給装置２６からの液体状残渣１０による混焼が行われる。

このように、石油精製設備１から取り出される固体状残渣２と液体状残渣１０を単一の循環流動層ボイラ２１に供給して燃焼するようにしたので、石油精製設備１から取り出される固体状残渣２と液体状残渣１０に変動があっても、これらをまとめて燃焼することにより循環流動層ボイラ２１の運転を平坦化することができるので、蒸気３７を安定して生成することができる。又、固体状残渣２を貯留部３に貯留するようにしているので、貯留部３に貯留された固体状残渣２を調節して粗粉砕機２０に供給することにより、循環流動層ボイラ２１に供給される石油精製残渣の全体供給量を微調整することができ、よって、蒸気の生成量を更に安定させることができる。

上記ボイラ３５で生成した蒸気３７（過熱蒸気）は、石油精製設備１における蒸気を必要とする装置に蒸気供給管３８を介して供給することにより、有効に利用することができる。

上記したように、石油精製設備１から取り出される固体状残渣２を循環流動層ボイラ２１で燃焼するようにしたので、粗粉砕機２０では流動層燃焼炉２２において良好に流動燃焼ができる例えば１０ｍｍ以下程度の粗粉砕を行うのみでよく、よって従来の微粉炭バーナで燃焼させる場合のように７０μｍ以下程度に微粉砕する場合に比して、粉砕機の装置価格を大幅に低下できると共にランニングコストを大幅に低減することができる。

又、石油精製設備１から取り出される液体状残渣１０は、温度保持手段２７を備えた液体状残渣供給装置２６によってそのまま循環流動層ボイラ２１に供給して燃焼することができるため、石油精製設備１から取り出される例えば石油ピッチが持っている約３００℃の高温をそのまま熱利用することができる。更に、通常運転時は液体状残渣１０を冷却固化するための大型の冷却固化装置を使用する必要がないため、冷却流体（水）等の使用量を削減できると共に、粗粉砕機２０のランニングコストを削減することができる。

更に、図１の形態では、液体状残渣供給装置２６が液体状残渣１０の固化による詰まり等によって運転不能な状態になった場合にも、バックアップ装置を備えているので石油精製設備１を連続して運転させることができる。即ち、液体状残渣供給装置２６が運転不能の状態になった場合には、図１に破線で示すように、前記液体状残渣供給装置２６の任意の位置から取出管３９により液体状残渣１０を取り出し、この液体状残渣１０を冷却固化装置４０に供給して冷却することにより固化し、この固化した固体状残渣１０'を貯留部４１に一旦貯留した後、前記粗粉砕機２０に供給して粗粉砕し、粗粉砕残渣２３として循環流動層ボイラ２１の流動層燃焼炉２２に供給する。

このようにバックアップ装置を備えたことにより、石油精製設備１の運転を連続して継続させることができる。

なお、本発明の石油精製残渣の処理方法及び装置は上記形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の石油精製残渣の処理方法を実施する装置の一例を示す概略側面図である。 石油精製設備から取り出される石油精製残渣を微粉燃焼ボイラの微粉炭バーナで燃焼させるようにした従来の装置の一例を示す概略側面図である。

符号の説明

１ 石油精製設備
２ 固体状残渣
１０ 液体状残渣
１０' 固体状残渣
２０ 粗粉砕機
２１ 循環流動層ボイラ
２２ 流動層燃焼炉
２３ 粗粉砕残渣
２６ 液体状残渣供給装置
２７ 温度保持手段
３７ 蒸気
４０ 冷却固化装置

Claims (5)

1. 石油精製設備から取り出される固体状或いは液体状の残渣を処理するための石油精製残渣の処理方法であって、固体状残渣は流動燃焼に適した粒径に粗粉砕した後循環流動層ボイラの流動層燃焼炉に供給し、液体状残渣は流動化する温度を保持したまま前記循環流動層ボイラの流動層燃焼炉に供給し、混焼させて蒸気を生成することを特徴とする石油精製残渣の処理方法。
2. 前記石油精製残渣は、石油コークス、アスファルト、石油ピッチである請求項１に記載の石油精製残渣の処理方法。
3. 前記循環流動層ボイラで生成した蒸気を石油精製設備に供給して利用する請求項１又は２に記載の石油精製残渣の処理方法。
4. 石油精製設備から取り出される固体状或いは液体状の残渣を処理するための石油精製残渣の処理装置であって、固体状残渣を導入して流動燃焼に適した粒径に粗粉砕し、得られた粗粉砕残渣を循環流動層ボイラの流動層燃焼炉に供給する粗粉砕機と、液体状残渣を流動化温度に保持する温度保持手段を備えて前記循環流動層ボイラの流動層燃焼炉に供給する液体状残渣供給装置と、を有することを特徴とする石油精製残渣の処理装置。
5. 前記液体状残渣供給装置の液体状残渣を取り出して冷却し、冷却して得られた固体状残渣を前記粗粉砕機に導く冷却固化装置を有する請求項４に記載の石油精製残渣の処理装置。

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