JPS5891791A - 重質油よりオレフインを製造する方法 - Google Patents

重質油よりオレフインを製造する方法

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JPS5891791A
JPS5891791A JP18921681A JP18921681A JPS5891791A JP S5891791 A JPS5891791 A JP S5891791A JP 18921681 A JP18921681 A JP 18921681A JP 18921681 A JP18921681 A JP 18921681A JP S5891791 A JPS5891791 A JP S5891791A
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JP
Japan
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heavy oil
reactor
superheated steam
steam
oil
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Pending
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JP18921681A
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English (en)
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Tadayoshi Tomita
冨田 忠義
Katsutoshi Kikuchi
菊地 克俊
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Toyo Engineering Corp
Original Assignee
Toyo Engineering Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G9/00Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
    • C10G9/14Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils in pipes or coils with or without auxiliary means, e.g. digesters, soaking drums, expansion means
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2400/00Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
    • C10G2400/20C2-C4 olefins

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 らエチレン、プロピレンなどのオレフィンを製造する方
法に関する。
本発明において「重質油」なる語は原油、常圧残渣油お
よび減圧残渣油全包含するものとして用いられる。
外熱式の管状反応器を用いるエチレン、プロピレンなど
のオレフィンの製造は、古くから工業的に実施されてい
る。このようなオレフィン製造の原料としてはナフサが
用いられており、不揮発分を含む原油、重油などは熱分
解工程および生成ガスの急冷工程におけるコーキングが
激しいため原料としては使用されなかった。
重質油を原料とするオレフィン製造技術としては流動層
による方法と高温媒体流による方法とが知られている。
流動層による方法には移動式流動層によるもの〔化学工
学第96巻、第7号, 3!;g〜3乙:2(/97乙
)〕と噴流層によるもの〔同誌第70巻、第7号、3’
lθ〜3グ6(/97g) 〕とがある。これらの方法
の問題点はオレフィン製造において重要な生成ガスの急
冷を行うことが困難であること、また反応器中の滞留時
間を7秒以下にすることが困難なので7Sθ°C程度の
比較的低温度において7秒程得の滞留時間で重質油の熱
分解を行わなければならないことである。
一方、高温媒体流による方法(化学工学第90巻、第7
号、33;’7〜33;7(/97乙)〕では、この熱
媒体は高温の過熱水蒸気を温度制御用稀釈水蒸気として
用いた酸素と燃料による燃焼焔を得るだめのコストが尚
くなる。また、この方法においてはアセチレンの生成量
が多いのでエチレン製造プロセスとしては問題がある。
本発明の目的は外熱式の管状反応器を用いて、重質油か
らコーキングなしにオレフィンを連続的に製造する方法
を提供することにある。
本発明のいま一つの目的は高い収率で重質油からオレフ
ィンを製造する方法を提供することにある。
本発明の重質油からオレフィンを製造する方法は、重質
油を水蒸気と混合して外部から加熱される管状反応域に
供給してオレフィンを製造するに当って、該重質油を7
50°C以上の過熱水蒸気と水蒸気油化(H20モル/
重質油中のC原子)、!〜7の範囲で混合し、この混合
物を反応域滞留時間θθ/〜θ/秒で反応域出口温度が
70θ〜9.5θ℃となるよう間接加熱することを特徴
とするものである1、 本発明方法においては、外熱式の管状反応器が用いられ
る。この反応器は空管であって、頂部に原料供給機構を
有する。この原料供給機構は、7Sθ°C以上の過熱水
蒸気により重質油が霧化されて重質油の微粒子と過熱水
蒸気とが密に混合され得る型式のものであればどのよう
なものでも用いられるが、後に述べるような型式のもの
が好捷しい。管状反応器は内径が3〜/3cm、長さが
3〜3θmのものが、好ましくは用いられる。この反応
器は直管であってもヘアピン状であってもよく、また垂
直または水平のいずれにも設置され得る。この管状反応
器は加熱炉中に複数本設置される。
原料供給機構から75θ℃以」二の過熱水蒸気との霧化
混合物として供給された重質油は、高温の過熱水蒸気と
混合されると同時に分解が開始される。
従って、反応器内壁へのタール状物質の附着およびコー
キングが起らない。原料供給機構に導入される重質油は
ノズル中でのコーキングを防止するためにダθθ℃を越
えない温度で供給される。
過熱水蒸気の温度は7Sθ℃以上、好ましくは73θ°
C〜/、2θθ℃ が好ましい。7.5θ°C以上の過
熱水蒸気を用いることによって、重質油の分解に要する
熱が供給されるので反応器内壁へのコーキングを防止し
、連続的な操業が可能となる。過熱水蒸気の温度が7.
5θ℃を下廻ると反応器の内壁へのコーキングが起こる
。また/、200℃を越えると過熱水蒸気のコストが高
くなり、反応器内壁へのコーキング防止効果はそれ以上
には増大しない。
過熱水蒸気と重質油との混合割合は水蒸気油化(過熱水
蒸気H20モル/重質油中のC原子)で3〜7の範囲と
され、特に3〜.5の範囲が好ましい。
水蒸気油化が2よりも小さい場合は、水蒸気および反応
器外より与えられる熱量が不充分となって分解率が低下
し、エチレン、プロピレンなどの収率が低下する。また
管内にコーキングが起きる。
また、7よりも大きい場合は、未反応水蒸気の量が大き
くなり、熱損失が犬で経済的効果が失われる。
重質油と過熱水蒸気との霧化混合物は管状反応器を流れ
ながら外部から間接加熱され反応器出口では7θθ〜7
jθ℃、好ましくは7Sθ〜2θθ°Cに達する。反応
器中の滞留時間は007〜O/秒、好ましくはθθ3〜
θθ乙 秒の範囲とされる。この結果、重質油は熱分解
を受は低級オレフィン、水素、−酸化炭素、二酸化炭素
、低級飽和炭化水素などのガス成分および各種重質炭化
水素の蒸気またはミストなどに転化される。
反応器出口における流体温度が7θθ°Cを下廻るとオ
レフィンの収率が減少するとともに、反応器内壁へのコ
ーキングの傾向が生ずる。また、ワθθ°Cを越えると
一酸化炭素、二酸化炭素、水素の量が増大し、エチレン
、プロピレンなどの低級オレフィンの収量が低下する。
反応器中の滞留時間が907秒を下廻ると重質油の分解
が不充分であり、また滞留時間が97秒を越えるとエチ
レン、プロピレンなどの低級オレフィンの量が低下し、
反応管内壁にコーキングの傾向が生ずる。
管状反応器において熱分解により生成した混合流体は極
めて短時間、例えば085秒以下の時間でSθθ〜乙0
θ°Cの範囲の温度まで急冷されて熱分解反応が実質的
に停止される。この急冷の方法は公知の方法、例えば特
公昭グ/−573、特開昭、5’5−776gg7等に
記載の方法によることができる。
添伺図面に従って本発明の一実施態様を説明する。第1
図においてライン/からS〜/θに7/crn2(ゲー
ジ)の水蒸気が過熱器ρ中に供給され、こ5で加熱され
て7.5θ℃以」二、好ましくは7sθ〜/、、2θθ
℃の温度の過熱水煮となる。この過熱水蒸気はライン3
を通って原料供給機構jに導入される。一方、原料重質
油は986°C以下の温度に予熱され、ライン4tヲ通
って原料供給機構Sに導入される。水蒸気油化は、2〜
7、好ましくは3〜Sとされる。原料供給機構jは原料
重質油を霧化し、過熱水蒸気との霧化混合物を生成し得
るものであれば、特にその型式を問わないが、第2図に
示した型のものを用いるのが好ましい。
第β図において//は霧化器ブロックであり、/、2は
原料重質油用のノズル、/3は過熱水蒸気用のノズルで
あってノズル/、2を包囲する。ノズル/、2の先端は
ノズル/3の先端よりも長くなっており、これにより原
料重質油の霧化が好適に行われ、重質油と過熱水蒸気と
が密に混合された霧化混合流が得られる。
原料供給機構jにより精化、混合された原料重質油と過
熱水蒸気とは、好ましくは質量速度θ乙〜//θ1(f
/時/管状反応器断面積cm2で加熱炉7中の管状反応
器6中に供給される。重質油と過熱水蒸気との混合流は
管状反応器6中を滞留時間007〜97秒、好ましくは
θθ3〜θθ乙秒で通過しつX加熱炉7中の燃焼焔で加
熱され反応器乙の出口において7θθ〜ソθθ°C1好
ましくは7Sθ〜gSθ℃に達する。なお、反応器乙の
出口の圧力はθ〜/ kg/crn”(ゲージ)とする
ことが好ましい。
反応器乙を出た混合流はラインgを経て急冷器9に導か
れ、こXで50θ〜6θθ°Cの範囲の温度まで急冷さ
れて熱分解反応が実質的に停止する。この急冷時間は好
ましくは0〜S秒以下である。この急冷は例えば次のよ
うに行うことができる。
反応器乙を出た混合流を質量速度jθ〜/、2θ1(9
/m3/秒で冷却器2に導びき、50θ〜乙θθ℃まで
985秒以内に間接的に冷却し、熱分解反応を停止する
とともに高圧スチームを発生させて熱エネルギーを回収
する。また冷却用炭化水素油を反応器乙を出た混合流に
吹き込む方法による直接冷却法も広く知られている。
急冷された混合流はライン/θから取出される。
この混合流は次のような組成を有する。
H2C6〜  /乙 チ(重量) COOg  −ソθ  〃 CO2C3〜  乙θ   〃 CHd      とθ 〜 、2.2.θ  〃C2
H6,2θ 〜  乙θ  〃 C2H4/ tIθ 〜 3/θ  〃C2H20〜0
7   tt C3H8θ/ 〜  C7〃 C3H6,2θ 〜 /θθ  〃 /、3  C4H61θ 〜にθ  〃その他のC4炭
化水素θ7〜 3θ  〃液状物質   、27θ 〜
 、5iθ  〃この混合流は通常の方法により各成分
に分離される。
本発明の方法はナフサ、灯油、軽油等の熱分解に一時的
に転用することができる。従って、重質油の反応器への
供給を一時的に中断する必要が生じた場合でも、操業条
件を変更せずに軽質油で操業を継続し、その後、重質油
に切り換えて本来の操業を行うことができる。
本発明によれば、外熱式の管状反応器を用い、特定の熱
分解条件を選択することにより、重質油からオレフィン
が反応器内壁へのコーキングなしに製造される。そして
この際のオレフィン収率も高い。また、長時間連続運転
が可能である。
以下に本発明の実施例を比較例とともに示す。
実施例/〜/θおよび比較例/〜/’1第3図に示した
型式の二流体ノズルを頂部に有する内径!θmm、加熱
長/mの管状反応器を垂直に電気炉中に設置し、過熱器
で過熱された水蒸気と重質油とを二流体ノズルに供給し
て霧化、混合し、混合流を得た。この混合流は反応器中
で熱分解を受け、オレフィン、水素、各種炭化水素など
が生成した。各側における運転条件、生成ガス組成およ
び、運転状況を表2に示した。
なお、用いた重質油を表/に示した。
表     / 比  重(22/ψG)   0.g、5321   
θ9393j    /、0.29水  分(容量%)
゛  θθj    θ/       −残留炭素(
容量%)llt、g29.θ7     −元素分析(
容量%)” CgiO/f    1609     gi/、2 
 ・H/、2.θ3;、//、’B;     //、
/7S         、2.93    .2.9
     4t、9、  N        θ/  
  θ2     θグSバナジウム(ppm )  
   コグ     Sθ    /Sθニッケル(p
pm)    //  ’   、:zs     り
j−//− 他の04炭化水素  (1’)、/、り゛液状物質 C
I)3乙、7 運  転  状  況 (コーキング、連続運転期間 々ど) 670− /、 7      .2. /       /、 
、2μ9J     μ3.;     μ2g液状物
質 (I) μlAg 運  転  状  況       fhrs(コーキ
ング、連続運転期間    運 転など) 一/乙 乙/、2   ’   31A!     !;3./
μhrs運転 コーキング 他のC4炭化水素  (1)      /、0液状物
質 (1) ゲタノ 運  転  状  況       どhrs(コーキ
ン久連続運転期間    運 転など) 17− /、0       0.9 !0、A       j3J fhrsfhrs    コーキング 運 転    運 転  のため運転 不能 実施例および比較例の結果から明らかなように、本発明
の方法によればオレフィンの収率が高く、また反応器内
壁へのコーキングもなしに重質油からオレフィンを製造
することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法を一実施態様を示すフロー7−1−
 、第3図は本発明方法の実施に用いる原料供給機構の
一例を示す、模式縦断面図である。 −過 熱 器    S・・・原料供給機構乙 管状反
応管    7・・・加 熱 炉2・・・急 冷 器 
   //・・・霧化器ブロック/λ・・・原料重質油
用のノズル /3・・・過熱水蒸気用のノズル 特許出願人  東洋エンジニアリング株式会社−7g− 窮1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. /重質油を水蒸気と混合して外部から加熱される管状反
    応域に供給してオレフィンを製造するに当って、該重質
    油を730℃以上の過熱水蒸気と水蒸気油比(過熱水蒸
    気H20モル/重質油中のC原子)、2〜7の範囲で混
    合し、この混合物を反応域滞留時間θ0/〜θ/秒で反
    応域出口温度が7θθ〜ソ5θ℃となるよう間接加熱す
    ることを特徴とする重質油よりオレフィンを製造する方
    法。
JP18921681A 1981-11-27 1981-11-27 重質油よりオレフインを製造する方法 Pending JPS5891791A (ja)

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GB08233301A GB2110233A (en) 1981-11-27 1982-11-23 Preparing olefins from heavy petroleum oil
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FR8219875A FR2517321A1 (fr) 1981-11-27 1982-11-26 Procede pour preparer des olefines a partir d'huile de petrole lourd
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