JP2015189891A - Ｃ重油の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低硫黄のＣ重油を効率的に製造できるＣ重油の製造方法を提供する。【解決手段】Ｃ重油の製造方法では、第１の原油よりも硫黄の含有量が少なく且つ塩素濃度が高い特性を有する第２の原油を第２蒸留塔１１で処理する工程と、第１の原油と第２蒸留塔１１で処理して得られた第２軽質留分とを常圧蒸留塔７で処理する工程と、第２蒸留塔１１で処理して得られた第２重質留分を脱硫装置１３で脱硫して、硫黄の含有量が０．５ｗｔ％以下のＣ重油を得る工程と、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、Ｃ重油の製造方法に関する。

近年、火力発電の燃料となるＣ重油、特に低硫黄のＣ重油の需要が高まりつつある。従来、低硫黄のＣ重油は、輸入に頼るか、軽油を重油化する処理により製造されていたが、コストが割高であるという問題があった。そこで、原油処理により低硫黄のＣ重油を製造することによってコストの低減を図ることが求められている。原油処理による低硫黄のＣ重油の製造方法としては、硫黄含有量の少ない原油を常圧蒸留塔で処理してナフサ、軽油及び灯油等といった軽質炭化水素（軽質留分）を除去して常圧蒸留残渣物（重質留分）を生成し、その常圧蒸留残渣物を更に減圧蒸留装置で処理した低硫黄減圧蒸留残渣物を脱硫することにより低硫黄重油を製造する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−１７７７９６号公報

低硫黄のＣ重油の製造に使用される原油は、脱硫処理の観点から、硫黄の含有量が少ないことが好ましい。しかしながら、硫黄の含有量の少ない原油（ＬＳ（Low Sulfur）原油）は単価が高いため、コスト低減を図ることが難しい。そこで、ＬＳ原油よりも単価の安い原油を用いることにより、コストの低減が図れる。しかし、単価の安い原油の中には、硫黄の含有量がＬＳ原油よりも多く、特に塩素濃度が高いという特性を有するものが存在する。そのため、このような性状を有する原油を常圧蒸留装置にて処理すると、軽質留分に高濃度の塩素が多く含まれるため、常圧蒸留塔の塔頂部に設置される機器や配管が腐食するといった不具合が発生するおそれがあり、製造効率の低下を招来する。

そこで、このような塩素濃度の高い原油を処理する場合には、塩素濃度が低く且つ単価の安い原油（例えば、中東の原油）を加えて、塩素濃度を低くすることが考えられる。しかしながら、中東の原油は、硫黄濃度が高いという特性を有している。そのため、中東の原油を混合すると、処理する原油全体としての硫黄の含有量が増加する。低硫黄のＣ重油を製造しようとする場合には、脱硫装置にて処理する炭化水素油の硫黄分が高くなるほど、脱硫装置の運転条件としては反応温度を上げて調整することになる。しかし、脱硫装置における反応温度を高くすると、脱硫触媒が失活し易くなるという新たな問題が生じ得る。一方で、触媒失活を抑え触媒寿命の長期化を図ろうとすると、脱硫装置における炭化水素油自体の処理量を低下させることとなり、効率的にＣ重油の製造ができないという結果となる。

本発明は、低硫黄のＣ重油を効率的に製造できるＣ重油の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の係るＣ重油の製造方法は、低硫黄のＣ重油を第１の原油及び第２の原油により製造するＣ重油の製造方法であって、第１の原油よりも硫黄の含有量が少なく且つ塩素濃度が高い特性を有する第２の原油を第１蒸留装置で処理する工程と、第１の原油と第１蒸留装置で処理して得られた第２の原油の第２軽質留分とを第２蒸留装置で処理する工程と、第１蒸留装置で処理して得られた第２の原油の第２重質留分を脱硫装置で脱硫して、硫黄の含有量が０．５ｗｔ％以下のＣ重油を得る工程と、を含むことを特徴とする。

このＣ重油の製造方法では、第２の原油を第１蒸留装置で処理して、第１蒸留装置で処理して得られた第２重質留分を脱硫装置で脱硫して、硫黄の含有量が０．５ｗｔ％以下のＣ重油を生成している。第２の原油は、第１の原油よりも硫黄の含有量が少ない。そのため、第１の原油と第２の原油とを混合した原油を脱硫する場合に比べて、脱硫装置の反応温度を上げなくとも処理速度を維持できるため、脱硫触媒の寿命の長期化を図りつつ低硫黄のＣ重油の処理量を維持できる。したがって、硫黄の含有量の少ないＬＳ原油を用いなくとも、低硫黄のＣ重油を低コストで効率的に製造できる。また、このＣ重油の製造方法では、第２蒸留装置において、第１の原油と第１蒸留装置で処理して得られた第２軽質留分とが混合される。これにより、第２の原油の塩素濃度が高い場合であっても、第１蒸留装置で処理して得られた塩素を含む第２軽質留分と塩素濃度が低い第１の原油とを混合させることにより、全体としての塩素濃度を低下させることができる。したがって、熱交換器等の装置が腐食するといった不具合の発生を抑制でき、生産効率の低下を抑制できる。以上のように、このＣ重油の製造方法では、低硫黄のＣ重油を効率的に製造できる。

一実施形態においては、第１の原油を第３蒸留装置で処理する工程を含み、第２蒸留装置では、第３蒸留装置で処理して得られた第１の原油の第１重質留分と第１蒸留装置で処理して得られた第２の原油の第２軽質留分とを処理し、第３蒸留装置で処理して得られた塩素を含む第１の原油の第１軽質留分と、第２蒸留装置で処理して得られた塩素を含む軽質留分とを混合させてもよい。これにより、第２の原油の塩素濃度が高い場合であっても、第３蒸留装置で処理して得られた塩素を含む第１軽質留分と第２蒸留装置で処理して得られた塩素を含む軽質留分（第１蒸留装置で処理して得られた第２軽質留分）とを混合させることにより、全体としての塩素濃度を低下させることができる。したがって、熱交換器等の装置が腐食するといった不具合の発生を抑制でき、生産効率の低下を抑制できる。

一実施形態においては、第１の原油は、硫黄の含有量が１．０〜４．０ｗｔ％、塩素濃度が２．０〜１５．０ｗｔｐｐｍであり、第２の原油は、硫黄の含有量が０．５〜０．８ｗｔ％、塩素濃度が２０ｗｔｐｐｍ以上であってもよい。このような原油を用いる場合には、上記のＣ重油の製造方法が特に有効である。

本発明によれば、低硫黄のＣ重油を効率的に製造できる。

第１実施形態に係るＣ重油の製造方法に用いられる製造装置の構成を示す図である。 第２実施形態に係るＣ重油の製造方法に用いられる製造装置の構成を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

（第１実施形態）
［製造装置の構成］
図１は、第１実施形態に係るＣ重油の製造方法に用いられる製造装置の構成を示す図である。図１に示す製造装置１では、第１の原油と、第２の原油と、を用いてＣ重油、特に、低硫黄のＣ重油を製造する。低硫黄のＣ重油とは、硫黄の含有量（硫黄分）が０．５ｗｔ％以下の重油である。

第１の原油は、硫黄の含有量が１．０〜４．０ｗｔ％程度であり、塩素濃度が２．０〜１５．０ｗｔｐｐｍ程度の原油である。第２の原油は、硫黄の含有量が０．５〜０．８ｗｔ％程度であり、塩素濃度が２０ｗｔｐｐｍ以上の原油である。すなわち、第１の原油は、第２の原油に比べて、硫黄の含有量が多く且つ塩素濃度が低い。言い換えれば、第２の原油は、第１の原油に比べて、硫黄の含有量が少なく且つ塩素濃度が高い。第１の原油及び第２の原油は、上記の性状を有していれば原油種は限定されない。

処理原油としては、下記に限定されるものではないが、例えば、アルライヤン原油、アルシャヒーン原油、アラスカノーススロープ原油、アラビアンヘビー原油、アラビアンライト原油、アラビアンミディアムブレンド原油、バスラライト原油、ドバイ原油、イラニアンヘビー原油、クウェート原油、オマーン原油、フォロザン原油、アッパーザクム原油、カフジ原油、カタール・マリーン原油、エスポ原油等が挙げられる。また、上記処理原油の中でも、フォロザン原油、アラビアンミディアム原油、カタール・マリーン原油、エスポ原油等は比較的塩素含有量が高い。

低硫黄重油の製造装置１は、第１蒸留塔（第３蒸留装置）３と、加熱炉５と、常圧蒸留塔（第２蒸留装置）７と、減圧蒸留塔９と、第２蒸留塔（第１蒸留装置）１１と、脱硫装置１３と、を備えている。なお、図１には図示していないが、常圧蒸留塔７と減圧蒸留塔９との間、及び、第２蒸留塔１１と脱硫装置１３との間のそれぞれに、加熱炉が設けられている。

第１蒸留塔３は、常圧蒸留塔７の前段に設けられ、ナフサ等の軽質留分を予め抜出するプレフラッシュカラムである。第１蒸留塔３には、流路Ｌ１を介して第１の原油がタンク（図示しない）から供給される。第１蒸留塔３は、第１の原油を加熱処理して、第１軽質留分と第１重質留分とに分留する。第１蒸留塔３は、第１軽質留分を流路Ｌ２により常圧蒸留塔７の塔頂部へ送出し、その後熱交換器等を介して系外に送出する。第１蒸留塔３は、第１重質留分を流路Ｌ３を介して加熱炉５に送出する。

加熱炉５は、第１蒸留塔３から流路Ｌ４を介して供給される第１重質留分、及び、後述する第２蒸留塔１１から流路Ｌ１０を介して供給される第２軽質留分が混合された混合油を加熱する。加熱炉５としては、例えば、ボックス型、セル型、直立円筒型等を用いることができる。加熱炉５は、加熱した混合油を流路Ｌ４を介して常圧蒸留塔７に送出する。

常圧蒸留塔７は、加熱炉５から流路Ｌ４を介して供給される混合油を常圧下で処理する。常圧蒸留塔７は、混合油を加熱処理して、後述する各留分に分留する。常圧蒸留塔７では、常圧蒸留残油を流路Ｌ６を介して減圧蒸留塔９に送出する。常圧蒸留塔７には、軽質ガス及びナフサ留分を系外に送出する流路Ｌ５、灯油留分を系外に送出する流路Ｌ７、軽油留分を系外に送出する流路Ｌ８が、塔頂側から塔底側に向かってこの順で接続されている。流路Ｌ５は、流路Ｌ２と合流する。すなわち、製造装置１では、第１蒸留塔３から送出された塩素を含む軽質分留と常圧蒸留塔７から送出された塩素を含む軽質ガス及びナフサ留分とが混合され、常圧蒸留塔７の塔頂系に設置された熱交換器等に送出される。

減圧蒸留塔９は、常圧蒸留塔７から流路Ｌ６を介して供給される常圧蒸留残油を常圧よりも圧力の低い減圧下で処理する。減圧蒸留塔９は、常圧蒸留残油を加熱処理して分留する。減圧蒸留塔９は、減圧蒸留残油を流路Ｌ９を介して系外（例えば、直接脱硫装置や水素化分解装置等）に送出する。

第２蒸留塔１１は、第１蒸留塔３と同様に、常圧蒸留塔７（加熱炉５）の前段に設けられ、ナフサ等の軽質留分を予め抜出するプレフラッシュカラムである。第２蒸留塔１１は、流路Ｌ１１を介して第２の原油がタンク（図示しない）から供給される。第２蒸留塔１１は、第２の原油を加熱処理して、第２軽質留分と第２重質留分とに分留する。第２蒸留塔１１は、第２軽質留分を流路Ｌ１０を介して加熱炉５に送出する。第２蒸留塔１１は、第２重質留分を流路Ｌ１２を介して脱硫装置１３に送出する。

脱硫装置１３は、第２蒸留塔１１から流路Ｌ１２を介して供給される第２重質留分を脱硫する。脱硫装置１３では、例えば水素化脱硫法により脱硫して、硫黄の含有量が０．５ｗｔ％以下、好ましくは０．２ｗｔ％〜０．３ｗｔ％の低硫黄重油を生成する。脱硫装置１３は、生成した低硫黄重油を流路Ｌ１３を介して系外に送出する。

［Ｃ重油の製造方法］
続いて、製造装置１によるＣ重油の製造方法について説明する。まず、第１の原油を第１蒸留塔３に供給して第１蒸留塔３で処理し、第１の原油を第１軽質留分と第１重質留分とに分留する。また、第２の原油を第２蒸留塔１１に供給して第２蒸留塔１１で処理し、第２の原油を第２軽質留分と第２重質留分とに分留する。

第１蒸留塔３から送出された第１重質留分と、第２蒸留塔１１から送出された第２軽質留留分とは、加熱炉５により加熱され、その後に常圧蒸留塔７において処理される。常圧蒸留塔７により処理されて得られた常圧蒸留残油は、減圧蒸留塔９に送出され、その後、減圧蒸留塔９により処理されて得られた減圧分留残油は、分解装置等に送出される。常圧蒸留塔７により処理されて得られた軽質ガス及びナフサ留分（ナフサ、灯油、軽油等）と、第１蒸留塔３により処理されて得られた第１軽質留分とは混合され、常圧蒸留塔７の塔頂系に設置された熱交換器等を経て系外に送出される。

一方、第２蒸留塔１１により処理されて得られた第２の原油の第２重質留分は、脱硫装置１３に送出される。そして、第２重質留分は、脱硫装置１３により脱硫されて、低硫黄のＣ重油とされる。以上の工程を経ることにより、低硫黄のＣ重油が製造される。

以上説明したように、本実施形態のＣ重油の製造方法では、第１の原油と第２の原油を用いて低硫黄のＣ重油を製造する。第１の原油及び第２の原油は、ＬＳ原油に比べていずれも単価が安い。その一方で、第１の原油及び第２の原油は、ＬＳ原油に比べて硫黄の含有量が多く、特に、第１の原油は、硫黄の含有量が多い。

本実施形態のＣ重油の製造方法では、上記の第１の原油及び第２の原油を用い、第１の原油を第１蒸留塔３で処理し、第２の原油を第２蒸留塔１１で処理して、第２蒸留塔１１で処理して得られた第２重質留分を脱硫装置１３で脱硫して、硫黄の含有量が０．５ｗｔ％以下のＣ重油を生成している。第２の原油は、第１の原油よりも硫黄の含有量が少ない。そのため、第１の原油と第２の原油とを混合した原油を脱硫する場合に比べて、脱硫装置の反応温度を上げなくとも処理速度を維持できるため、脱硫触媒の寿命の長期化を図りつつ低硫黄のＣ重油の処理量を維持できる。したがって、硫黄の含有量の少ないＬＳ原油を用いなくとも、低硫黄のＣ重油を低コストで効率的に製造できる。

また、第２の原油は、塩素濃度が高いという特性を有している。原油の塩素濃度が高いと、常圧蒸留塔７の塔頂部において、軽質ガス及びナフサ留分を熱交換器等で冷却する際に塩化物腐食が発生し、機器を損傷させるといった問題が生じる。そこで、本実施形態のＣ重油の製造方法では、第１蒸留塔３で処理して得られた塩素を含む第１軽質留分と常圧蒸留塔７で処理して得られた塩素を含む軽質留分とを混合させている。これにより、第２の原油の塩素濃度が高い場合であっても、第１蒸留塔３で処理して得られた軽質留分と常圧蒸留塔７で処理して得られた軽質留分（第２蒸留塔１１で処理して得られた軽質留分）とを混合させることにより、全体としての塩素濃度を低下させることができる。したがって、熱交換器等の装置が腐食するといった不具合の発生を抑制でき、生産効率の低下を抑制できる。

本実施形態では、第１の原油として、硫黄の含有量が１．０〜４．０ｗｔ％、塩素濃度が２．０〜１５．０ｗｔｐｐｍの原油を用い、第２の原油として、硫黄の含有量が０．５〜０．８ｗｔ％、塩素濃度が２０ｗｔｐｐｍの原油を用いた。このような原油を用いる場合には、本実施形態のＣ重油の製造方法が特に有効である。

（第２実施形態）
［製造装置の構成］
続いて、第２実施形態について説明する。図２は、第２実施形態に係るＣ重油の製造方法に用いられる製造装置の構成を示す図である。図２に示すように、製造装置１Ａは、加熱炉５と、常圧蒸留塔（第２蒸留装置）７と、減圧蒸留塔９と、第２蒸留塔（第１蒸留装置）１１と、脱硫装置１３と、を備えている。すなわち、第２実施形態に係る製造装置１Ａは、図１に示す第１蒸留塔３を備えない点で、第１実施形態の製造装置１の構成と異なる。なお、図２には図示していないが、常圧蒸留塔７と減圧蒸留塔９との間、及び、第２蒸留塔１１と脱硫装置１３との間のそれぞれに、加熱炉が設けられている。

加熱炉５は、流路Ｌ１を介してタンク（図示しない）から供給される第１の原油、及び、第２蒸留塔１１から流路Ｌ１０を介して供給される第２軽質留分が混合された混合油を加熱する。加熱炉５としては、例えば、ボックス型、セル型、直立円筒型等を用いることができる。加熱炉５は、加熱した混合油を流路Ｌ４を介して常圧蒸留塔７に送出する。

常圧蒸留塔７は、加熱炉５から流路Ｌ４を介して供給される混合油を常圧下で処理する。常圧蒸留塔７は、混合油を加熱処理して、後述する各留分に分留する。常圧蒸留塔７では、常圧蒸留残油を流路Ｌ６を介して減圧蒸留塔９に送出する。常圧蒸留塔７には、軽質ガス及びナフサ留分を系外に送出する流路Ｌ５、灯油留分を系外に送出する流路Ｌ７、軽油留分を系外に送出する流路Ｌ８が、塔頂側から塔底側に向かってこの順で接続されている。

減圧蒸留塔９は、常圧蒸留塔７から流路Ｌ６を介して供給される常圧蒸留残油を常圧よりも圧力の低い減圧下で処理する。減圧蒸留塔９は、常圧蒸留残油を加熱処理して分留する。減圧蒸留塔９は、減圧蒸留残油を流路Ｌ９を介して系外（例えば、直接脱硫装置や水素化分解装置等）に送出する。

第２蒸留塔１１は、常圧蒸留塔７（加熱炉５）の前段に設けられ、ナフサ等の軽質留分を予め抜出するプレフラッシュカラムである。第２蒸留塔１１は、流路Ｌ１１を介して第２の原油がタンク（図示しない）から供給される。第２蒸留塔１１は、第２の原油を加熱処理して、第２軽質留分と第２重質留分とに分留する。第２蒸留塔１１は、第２軽質留分を流路Ｌ１０を介して加熱炉５に送出する。第２蒸留塔１１は、第２重質留分を流路Ｌ１２を介して脱硫装置１３に送出する。

脱硫装置１３は、第２蒸留塔１１から流路Ｌ１２を介して供給される第２重質留分を脱硫する。脱硫装置１３では、例えば水素化脱硫法により脱硫して、硫黄の含有量が０．５ｗｔ％以下、好ましくは０．２ｗｔ％〜０．３ｗｔ％の低硫黄重油を生成する。脱硫装置１３は、生成した低硫黄重油を流路Ｌ１３を介して系外に送出する。

［Ｃ重油の製造方法］
続いて、製造装置１ＡによるＣ重油の製造方法について説明する。まず、第２の原油を第２蒸留塔１１に供給して第２蒸留塔１１で処理し、第２の原油を第２軽質留分と第２重質留分とに分留する。第１の原油は、加熱炉５に供給される。

第１の原油と、第２蒸留塔１１から送出された第２軽質留留分とは、加熱炉５により加熱され、その後に常圧蒸留塔７において処理される。常圧蒸留塔７により処理されて得られた常圧蒸留残油は、減圧蒸留塔９に送出され、その後、減圧蒸留塔９により処理されて得られた減圧分留残油は、分解装置等に送出される。常圧蒸留塔７により処理されて得られた軽質ガス及びナフサ留分（ナフサ、灯油、軽油等）は、常圧蒸留塔７の塔頂系に設置された熱交換器等を経て系外に送出される。

一方、第２蒸留塔１１により処理されて得られた第２の原油の第２重質留分は、脱硫装置１３に送出される。そして、第２重質留分は、脱硫装置１３により脱硫されて、低硫黄のＣ重油とされる。以上の工程を経ることにより、低硫黄のＣ重油が製造される。

以上説明したように、本実施形態のＣ重油の製造方法では、第２の原油を第２蒸留塔１１で処理して、第２蒸留塔１１で処理して得られた第２重質留分を脱硫装置１３で脱硫して、硫黄の含有量が０．５ｗｔ％以下のＣ重油を生成している。第２の原油は、第１の原油よりも硫黄の含有量が少ない。そのため、第１の原油と第２の原油とを混合した原油を脱硫する場合に比べて、脱硫装置１３の反応温度を上げなくとも処理速度を維持できるため、脱硫触媒の寿命の長期化を図りつつ低硫黄のＣ重油の処理量を維持できる。したがって、硫黄の含有量の少ないＬＳ原油を用いなくとも、低硫黄のＣ重油を低コストで効率的に製造できる。

また、このＣ重油の製造方法では、常圧蒸留塔７において、第１の原油と第２蒸留塔１１で処理して得られた第２軽質留分とが混合される。これにより、第２の原油の塩素濃度が高い場合であっても、第２蒸留塔１１で処理して得られた塩素を含む第２軽質留分と塩素濃度が低い第１の原油とを混合させることにより、全体としての塩素濃度を低下させることができる。したがって、熱交換器等の装置が腐食するといった不具合の発生を抑制でき、生産効率の低下を抑制できる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態の製造装置１は、一例を示すものであり、その他の装置を備えていてもよい。

上記実施形態では、第２蒸留塔１１が第２軽質留分を流路Ｌ１０を介して加熱炉５に送出しているが、第２蒸留塔１１は、第２軽質留分を常圧蒸留塔７に直接送出してもよい。

３…第１蒸留塔（第３蒸留装置）、７…常圧蒸留塔（第２蒸留装置）、１１…第２蒸留塔（第１蒸留装置）、１３…脱硫装置。

Claims (3)

1. 低硫黄のＣ重油を第１の原油及び第２の原油により製造するＣ重油の製造方法であって、
   前記第１の原油よりも硫黄の含有量が少なく且つ塩素濃度が高い特性を有する前記第２の原油を第１蒸留装置で処理する工程と、
   前記第１の原油と前記第１蒸留装置で処理して得られた前記第２の原油の第２軽質留分とを第２蒸留装置で処理する工程と、
   前記第１蒸留装置で処理して得られた前記第２の原油の第２重質留分を脱硫装置で脱硫して、硫黄の含有量が０．５ｗｔ％以下のＣ重油を得る工程と、を含むことを特徴とするＣ重油の製造方法。
2. 前記第１の原油を第３蒸留装置で処理する工程を含み、
   前記第２蒸留装置では、前記第３蒸留装置で処理して得られた前記第１の原油の第１重質留分と前記第１蒸留装置で処理して得られた前記第２の原油の前記第２軽質留分とを処理し、
   前記第３蒸留装置で処理して得られた塩素を含む前記第１の原油の第１軽質留分と、前記第２蒸留装置で処理して得られた塩素を含む軽質留分とを混合させることを特徴とする請求項１記載のＣ重油の製造方法。
3. 前記第１の原油は、硫黄の含有量が１．０〜４．０ｗｔ％、塩素濃度が２．０〜１５．０ｗｔｐｐｍであり、
   前記第２の原油は、硫黄の含有量が０．５〜０．８ｗｔ％、塩素濃度が２０ｗｔｐｐｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２記載のＣ重油の製造方法。

Images