JP7471904B2 - 流動接触分解ガソリンの製造方法 - Google Patents
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Description
例えば、流動接触分解ガソリンの得率の向上等を目的として、バナジウム、ニッケルの蓄積量を所定の範囲内とし、ゼオライトを含有する触媒を用いることで、低硫黄分流動接触分解ガソリンを製造する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
γ線照射により測定される放射線の強度を当該複数の測定点の触媒濃度として、当該断面における触媒濃度の平均値に対する当該断面における触媒濃度の標準偏差の割合が±53.5%以下となるように運転する、
流動接触分解ガソリンの製造方法。
2.前記測定点の数が、60以上である上記1に記載の流動接触分解ガソリンの製造方法。
3.前記測定点の数が、160以上である上記1に記載の流動接触分解ガソリンの製造方法。
4.前記触媒濃度の標準偏差の割合を、原料油供給部からの原料油の供給量により調整する上記1~3のいずれか1に記載の流動接触分解ガソリンの製造方法。
5.前記原料油供給部から蒸気を供給し、前記触媒濃度の標準偏差の割合を、当該蒸気の供給量により調整する上記1~4のいずれか1に記載の流動接触分解ガソリンの製造方法。
6.前記触媒濃度の標準偏差の割合を、触媒の供給量により調整する上記1~5のいずれか1に記載の流動接触分解ガソリンの製造方法。
7.前記γ線照射により測定される放射線の強度を当該複数の測定点の触媒濃度をマッピングする、上記1~6のいずれか1に記載の流動接触分解ガソリンの製造方法。
また従来、CLO(分解ボトム油)の留出量を低減させるために、反応温度を上昇させることが一般的であったが、この場合、流動接触分解ガソリンの得率は向上せず、燃料ガスが増加する傾向にあった。本実施形態においては、CLO(分解ボトム油)の留出量を低減しつつ、燃料ガスの増加を抑制できるため、選択的に流動接触分解ガソリンが得られ、その得率を向上させることが可能となった。
反応塔の運転を開始し、運転状態が定常状態となった時点、より具体的には原料油供給部からの原料油及び蒸気の供給量が一定となった時点で、反応塔における原料油供給部の高さを基準としてライザーの直径に対する4倍の高さまでの少なくとも一の高さの水平方向の断面において、γ線照射機器(コリメータ)とγ線検出器とを用いて、当該断面の複数の測定点について放射線の強度を測定する。すなわち、測定される放射線の強度を触媒濃度の指標ととらえ、当該複数の測定点における触媒濃度とする。当該複数の測定点における放射線の強度の平均値を触媒濃度の平均値とし、その標準偏差を触媒濃度の標準偏差とする。
また、実質的に同じ結果となるが、測定点において測定される放射線の強度に定数を乗じて仮想触媒濃度に換算し、これを測定点における触媒濃度とし、複数の測定点における当該仮想触媒濃度の平均値を触媒濃度の平均値とし、その標準偏差を触媒濃度の標準偏差としてもよい。
図1の(1-1)に示されるように、γ線照射機器(コリメータ)11及びγ線検出器12は、少なくとも一の高さの水平方向の断面において、反応塔10の外周に沿って設けて、放射線の強度を測定する。図1の(1-1)と後述する(1-2)とは対応しており、一の高さ毎に1方向について、17ヶ所のγ線検出器を用いて測定していることが示されている。図(1-1)では、一の高さにおいて、γ線照射機器11aに対して17ヶ所のγ線検出器12a、γ線照射機器11bに対して17ヶ所のγ線検出器12b及びγ線照射機器11cに対して17ヶ所のγ線検出器12cが設置されていることが示されている。
また、図1の(1-1)には、同時に三の高さの水平方向の断面において測定する状況が示されているが、一の高さのみで測定してもよいし、一の高さの測定を、高さをかえて三回繰り返して三の高さについて測定してもよい。
また例えば、図2の(2-2)は、18方向でγ線照射機器(コリメータ)を順次設置し、1方向当たりで9ヶ所測定(1のγ線照射機器(コリメータ)あたり9の検出器を設置)すると、測定点の数は合計162点(=18方向×9ヶ所)となることを示している。
断面の高さが原料油供給部の高さを基準として高くなればなるほど、原料油及び蒸気をライザー部内に供給することによる触媒濃度への影響は低減するため、原料油供給部近傍における触媒濃度の流動状態と異なる傾向にある。これを考慮すると、断面の高さを原料油供給部の高さからより近くして放射線の強度を測定し、原料油と蒸気と触媒との接触状態をより精度高く把握した上で、原料油及び蒸気の供給量等を調整することにより、原料油と蒸気と触媒との接触状態をより効率的に向上させ、流動接触分解ガソリンの得率を向上させることができる。
原料油供給部の形式は、原料油を反応塔に供給できれば特に制限はないが、メンテナンス性、供給量の調整し易さ等を考慮すると、原料油と蒸気とを同時に反応塔内に供給できる複数の原料供給ノズルにより構成されていることが好ましい。この場合、ノズル毎の供給量を調整するといった方法により標準偏差の割合の調整を行うことができる。また、標準偏差の割合は、触媒の供給量により調整することも可能である。
本実施形態の流動接触分解ガソリンの製造方法において用いられる原料油としては、例えば重油直接脱硫装置で水素化脱硫処理して得られる脱硫重油(DSAR)、その他原油の常圧蒸留、減圧蒸留により得られる重質軽油(HGO)、減圧軽油(VGO)、これらの重質軽油及び減圧軽油等を間接脱硫装置で脱硫処理して得られる脱硫減圧軽油(VHHGO)、間接脱硫重油と溶剤脱れき装置から得られる脱れき油(DAO)、減圧重油(VR)、コーカーガスオイル、コーカーボトム油等の各種重質油が挙げられる。
本実施形態で用いられる流動接触分解装置は、通常製油所に設けられる流動接触分解装置と称される装置、例えば、通常の流動接触分解装置(「FCC」とも称される。)、残油流動接触分解装置(「RFCC」とも称される。)であれば特に制限なく適用可能である。例えば、流動接触分解装置は、サイクロン、分解生成物排出ライン、ストリッパー、スペント触媒トランスファーライン及びライザー等を有し、原料油の流動接触分解が行われる反応塔と、エアブロワー、エアグリッド、サイクロン、再生触媒トランスファーライン及び排ガスライン等を有し、触媒の再生を行う再生塔と、を備える装置である。
ライザーにおける分解反応により生成した分解生成物はサイクロンに供給され、サイクロンでは遠心力を利用して分解生成物と流動接触分解触媒とを分離し、分解生成物は分解生成物排出ラインより反応塔から排出され、流動接触分解触媒はスチームが供給されるストリッパーで当該触媒上の炭化水素を除去してからスペント触媒トランスファーラインより反応塔から排出され、再生塔に移送される。
触媒濃度は、γ線照射機器(コリメータ)及びγ線検出器を用いて、原料油供給部の高さを基準として反応管(ライザー)直径に対する0.6倍の高さの水平方向の断面における612の測定点(線源36方向、1方向当たり17ヶ所)について放射線の強度(カウント数(CPS))を測定し、測定された放射線の強度の平均値と標準偏差を算出した。
また、612の測定点で測定された放射線の強度(カウント数(CPS))を、各測定点の触媒濃度としてマッピングした。
まず、図1の(1-1)及び(1-2)に示されるような形式で、反応管の外周の上記の所定の高さに、1つのγ線照射機器(コリメータ)及び17のγ線検出器(検出器)を設けた。当該コリメータ及び検出器は、コリメータを、反応管の所定の高さにおける断面形状を円としたときの、任意の直径をひいたときの、当該直径の線と円との一方の交点Aに設置し、他方の交点Bに検出器の1つを設け、残りの検出器は、交点Bを中心に左右に10°毎に8つずつ設け、合計17の検出器を設置した。コリメータ及び検出器を設置した後、コリメータよりγ線を照射し、検出器にて放射線の強度(カウント数(CPS))を測定した。次いで、交点Aより10°ずれた箇所にコリメータを移動し、上記の方法と同様にして17の検出器を設置し、コリメータよりγ線を照射し、検出器にて放射線の強度(カウント数(CPS))を測定した。これを繰り返して、コリメータを36方向、当該方向毎に17ヶ所の検出器を設けて、図2の(2-1)に示されるように、合計測定点612点における放射線の強度を測定した。
以下のようにして原料油の流動接触分解反応を行った。
以下の性状を有する原料油を、下記の流動接触分解触媒を循環させる流動接触分解装置の反応塔に供給し、第1表に示される原料油及び蒸気の供給量としながら、分解反応を行った。
放射線の強度の測定は、原料油及び蒸気の供給量が一定となった(定常状態となった)時点で上記の方法に従って行い、触媒濃度の平均値、標準偏差を求め、当該平均値に対する標準偏差の割合を算出した。本分解反応により得られた分解生成物から留出された燃料ガス(GAS)、PP(プロピレン)、PS(プロパン)、BB(ブタン及びブチレン)、流動接触分解ガソリン(Gasoline)、LCO(分解軽油)及びCLO(分解ボトム油)の各々の得率を第1表に示す。
(原料油性状)
脱硫重油(DSAR):100%
(流動接触分解触媒)
成分:超安定性Y型ゼオライトを25質量%、アルミナを5質量%、粘土鉱物を60質量%、シリカ5質量%、その他不純物等5質量%を含有する触媒を用いた。
比表面積:200m2/g
細孔容量:0.20cm3/g
(流動接触分解装置の運転条件)
反応塔出口温度(ROT):518℃±3℃
実施例1において、原料供給ノズルあたりの原料油及び蒸気の供給量をかえた以外は、実施例1と同様にして分解反応を行った。流動接触分解ガソリンの得率などを第1表に示す。
*1,9本のうち、1本からの原料油供給量を100kl/dayとし、他の8本からの供給量を643.4kl/dayとした。また、蒸気供給量は9本とも同じとした。
*2,全ノズルからの原料油供給量及び蒸気供給量を同じとした。
実施例1及び2と比較例1とを対比すると、実施例1及び2においては、CLO(分解ボトム油)の得率の減少が、流動接触分解ガソリン(Gasoline)の得率の向上につながっており、流動接触分解ガソリン(Gasoline)の得率が選択的に向上していることが分かる。
また、本実施例では一の高さにおける断面上の全ての測定点(612ヶ所)における放射線の強度をマッピングしており、一の高さの水平方向の断面における触媒濃度の傾向を把握することができている。これを参考にしながら、ノズルからの原料油、蒸気の供給量を調整する、より具体的には触媒濃度が高い箇所の近傍のノズルから他のノズルよりも多い供給量で供給することにより、より高い得率で流動接触分解ガソリンが得られる。
11.γ線照射機器(コリメータ)
12.γ線検出器
Claims (7)
- 流動接触分解装置の反応塔における原料油供給部の高さを基準として反応管の直径に対する4倍の高さまでの少なくとも一の高さの水平方向の断面における複数の測定点について、
γ線照射により測定される放射線の強度を当該複数の測定点の触媒濃度として、当該断面における触媒濃度の平均値に対する当該断面における触媒濃度の標準偏差の割合が±53.5%以下となるように運転する、
流動接触分解ガソリンの製造方法。 - 前記測定点の数が、60以上である請求項1に記載の流動接触分解ガソリンの製造方法。
- 前記測定点の数が、160以上である請求項1に記載の流動接触分解ガソリンの製造方法。
- 前記触媒濃度の標準偏差の割合を、原料油供給部からの原料油の供給量により調整する請求項1~3のいずれか1項に記載の流動接触分解ガソリンの製造方法。
- 前記原料油供給部から蒸気を供給し、前記触媒濃度の標準偏差の割合を、当該蒸気の供給量により調整する請求項1~4のいずれか1項に記載の流動接触分解ガソリンの製造方法。
- 前記触媒濃度の標準偏差の割合を、触媒の供給量により調整する請求項1~5のいずれか1項に記載の流動接触分解ガソリンの製造方法。
- 前記γ線照射により測定される放射線の強度を、前記複数の測定点の触媒濃度としてマッピングする、請求項1~6のいずれか1項に記載の流動接触分解ガソリンの製造方法。
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