JPS6041115B2 - 原油の常圧蒸留からの残渣油の水素添加処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原油の常圧蒸留からの残澄油を水素添加処理
する方法に関する。

精油所で原油を処理する場合、石油はまず常圧蒸留装置
に供給される。

例えばＲｉｅｄｉｇｅｒ著「ＤｉｅＶｅｒａｒ戊ｉｔｕ
増 ｄｅｓ ＥｒｄｏＩＳ」、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ出版社
（１９７１年）に記載されかつその第９５３頁、第Ｎ／
６図に示されているように、常圧蒸留装置には、更に真
空蒸留用のもう１つの装置並びに炭素化合物を分解蒸留
する数個の装置が接続されている。それにもかかわらず
低価値で処理困難な磯笹油が、使用した原油の重量に対
して約２０％も生じる。この残澄油はその硫黄含有量が
高いことから、特にその利用が困難である。この残澄油
を脱硫し、隆質炭化水素に処理するには、水素添加法を
使用しなければならないが、この水素添加法はその高い
水素消費量によりコスト高であり、従って不経済である
。この理由から常圧蒸留装置及び特にその塔底温度は、
糟留塔の※底から除去すべき残澄油が出来るだけ僅少な
量となるように高められる。本発明の目的は、常圧蒸留
装置の使用下に、まず使用した原油をほぼ完全に軽質炭
化水素に処理することができ、また装置内での燃焼行程
を少なくすることによって環境汚染を著しく減少させ、
同時に装置全体に対する経済性を全く損なわない方法を
得ることにある。この目的は本発明によれば、常圧蒸留
での塔底温度を原油の５０％以上が残澄油として生じる
ように低く保ち、この残澄油に第１の反応管中で７００
℃以上の温度の水素流を吹込み、混合物を第１のサイク
ロンに導入し、第１のサイクロン内で生じる蒸発不能の
固体を流動水蒸気とＣ原子数１〜２の飽和炭化水素と第
３のサイクロンのガス状成分とから成る７５０二０以上
に加熱された混合物を含む第２の反応管に導き、第２の
サイクロンから放出されるガス状成分を第２の反応管に
導入される水蒸気及び第１の反応管に導入される塔底生
成物の過熱に利用し、第１のサイクロンから放出される
凝縮可能の成分をガス洗浄及び処理装置内で沈殿させ、
沸騰温度で常圧蒸留のため精蟹塔に再び供給し、第２の
サイクロンから放出される固体成分を第３のサイクロン
の前方に接続された流動酸素を有する第３の反応管に導
入することにより達成される。

前記の公知装置とは異なり、本発明方法においては常圧
蒸留装置の塔底温度を約２７５００に制限し、これによ
り意識的に常圧蒸留装置から沈降する残燈油の量を使用
した原油の５０％以上に増加させる。

その結果、常圧蒸留装置を加熱するのに、軽水炉からの
蒸気を約６０バールの圧力で使用することができる。こ
れにより※底生成物は多量の低沸点成分を含み、この成
分は水素添加に際しての反応水素流中の油を発熱光分解
により容易に分離し、また水素添加時に部分的に水素添
加された生成物が生じることを助成する。この生成物は
公知の菱槽でも水素添加可能である。更に本発明方法の
使用に際して原子炉からの蒸気を残澄油の処理に使用す
ることもできる。これにより本発明方法は、すべての残
澄油をほとんど完全に飽和炭化水素に処理し、次いでこ
れを原油導入個所の上方で常圧蒸留用糟留塔に再び供給
することを可能とする。この場合常圧蒸留装置に接続さ
れる真空蒸留装置は不要であり、また炭素連鎖を分解す
る装置も省略することができる。以下図面について本発
明の実施例を詳細に説明する。

糟蟹塔１を加熱するため給気管２を介して蒸気を約６０
バールの圧力で加熱巻線３に導く。

更に糟留塔１の底部に導管４を介して原油を供給する。
導管４に接続された熱交換器５はこの場合原油を肌ま沸
騰温度にまで加熱する。加熱巻線３の温度は公知の常圧
蒸留に比して低いことから、精留塔１の底部では供給さ
れた原油の蒸発量は半分よりも少ない。残澄油は落下導
管６並びに熱交換器７を介して第１の反応管８に達する
。更にこの反応管には、熱交換器９で加熱されかつ導管
１０を介してガス処理装置１１から提供される水素が吹
込まれる。吹込まれた油は第１の反応管８内で約７５０
ｑｏに加熱された水素と次の反応式により反応する。１
２０（ＣＨ，．６）十１５．３Ｌ→１０６（ＣＨ２．，
）＋１４Ｃ（弱発熱）上記反応式中の（ＣＨ，．６）と
は、当該炭化水素の分子鎖において平均して炭素原子１
個当り水素原子１．句固が含まれていることを表わす。

反応管８はそこを流れる混合物の速度を速めるため次第
に先細にされており、また流れを安定化するためその端
部の直前で短かし、シリンダ部を介して再び拡大されて
いる。これは第１のサイクロン１２に接続されており、
該サイクロン１２内でガス状成分は混合物の固体物質か
ら分離される。固体物質は押出機１３を介して第２の反
応管１４に導かれる。第２の反応管１４の導入口は、導
管１５及び蒸気加熱のための熱交換器１６を介して給気
管２と連結されている。更に後に詳述する第３のサイク
ロン１７から導出されるガス導管１８は冷却器１９を介
して同様に導管１５に接続される。従って第２の反応管
１４には水蒸気と第３のサイクロン１７から放出される
ガスとから成る混合物が導入される。従って第２の反応
管１４内では次の反応が起る。１４Ｃ＋１５．３日２０
十 ２．８５〕２十３Ｃ０２十ＣＯ→４Ｃ＋８ＣＯ＋８Ｃ０
２十舷０十９，班２−０，７９ｋＣａｌ／モル（ＣＨ，
．６）第２の反応管１４は、反応管８とまったく同機＊
に形成されており、第２のサイクロン２川こ接続されて
いる。

第２のサイクロン内で生じる固体粒子は押出機２１を通
って、第３のサイクロン１７に接続している第３の反応
管２２に達する。反応管２２の導入口は空気分解装置２
３の酸素排出口に接続されている。圧縮機２４は酸素に
十分な流動速度をもたらす。空気分解装置は吸込み導管
２５を介して周囲の空気を取り入れる。排出導管２６は
生じる窒素を排出するのに利用される。第３の反応管２
２内では押出機２１を通って導入された炭素が空気分解
装置２３からの酸素と次式により反応する。４Ｃ＋６．
３の２一ＣＯ十父０２十２．８の２‐２．６７ｋｃａｌ
／モル（ＣＨ，．６）第３の反応管２２から排出される
ガス状成分は、第３のサイクロン１７内で他の残留灰及
び残澄油から分離される。

灰分及び残澄油は押出機２７を通って第３のサイクロン
１７から除去され、ベルトコンベヤ２８上に達して搬出
される。更に第３のサイクロン１７の下部にもう１つの
吹込導管２９を接続し、これは精油所の水処理装置３０
内で生じる枕泥を第３のサイクロン１７に導き、従って
この沈泥は第３のサイクロン内で生じる熱灰と混合され
る。第２のサイクロン２０から放出可能のガスは、ガス
導管３１及び熱交換器３２を通ってまず熱交換器１６に
達し、ここでガスは更に冷却され、また給気管２内の水
蒸気を過熱するのに利用される。

ガスは熱交換器１６から転炉３３に流れ、ここで水蒸気
は次の反応式により反応する。的０十８Ｃ０２十細２０
十９．汎２一１４Ｃ０２十１５．細２‐０．４９ｋｃａ
ｌ／モル（ＣＨ，．６）転炉３３から放出されるガス混
合物は、導管３４を通ってガス処理装置１１に達する。

ここで特にガス混合物に含まれる水素が一緒に導入され
たＣ０２及び仏Ｓ分から分離され、従って水素は導管１
０を介して再び第１の反応管８に導くことができる。導
管１０１こ接続された熱交換器９はその巻線で冷却器１
９の巻線と連絡されている。これにより第３のサイクロ
ン１７から放出されるガスの廃熱は水素を加熱するのに
使用される。同様に熱交換器３２の巻線は、熱交換器７
の巻線と連結されており、従って第２のサイクロン２０
から放出されるガスは、精留塔１から排出される油混合
物を子熱するのに利用される。第２のサイクロン２０及
び第３のサイクロン１７から放出されるガス状生成物は
、第１及び第２の反応管の水素及び水蒸気を加熱するの
に必要な熱を得るために、また第１の反応管８で必要と
される水素を生ぜしめるのに利用される。装置の運転中
温度が連続的に上昇するのを阻止するため、第２又は第
３のサイクロンから放出されるガスの一部を冷却器又は
熱交換器に導く。温度レベルを調整するためのこの接続
は図示されていない。第１、第２及び第３の反応管での
反応による本来有効な生成物である飽和炭化水素は、第
１のサイクロン１２から除去され、ガス導管３５を介し
てガス洗浄及び処理装置３６，３７に達する。ここでガ
ス中に含まれる凝縮可能の軽質炭化水素が凝縮され、油
導管３８を介して原油導入口の上方で再び精留塔１に達
する。油導管３８には油温度を調整するため蒸気で加熱
される熱交換器３９が俵銃されている。凝縮不能の成分
は導管４０を介してガス洗浄及び処理装置３６，３７か
ら排出され、ガス処理装置１１に達する。ここで該成分
に含まれるガス状成分は同様に分離され、それぞれの反
応管に導かれる。すなわち分離された水素は第１の反応
管８に、また分離された炭素成分は第２の反応管１４に
達する。このためガス処理装置１１は導管４１を介して
導管１５と連結されている。加熱蒸気及び反応蒸気を得
るために軽水炉を使用する場合には、本発明による方法
は使用した原油成分をほとんど１００％軽質炭化水素に
処理することができ、この場合同時に精油所で燃焼行程
が省略されることにより環境汚染の問題は著しく減少さ
れる。例 比重０．８１５軟化点約１が０並びに粘度（Ｓａｙｂｏ
ｌｔＵｎｉｖｅｒｓａｌ）２２℃で４本ｅｃ及び３５ｏ
ｏで３＄ｅＣのＷｙｏｍｉｎｇ産原油を常圧蒸留装置に
２５０℃で３９７ｋ９／秒の量で導入する。

更に精留塔１に温度２８０℃の飽和蒸気４１３ｋ９／秒
を供給する。この蒸気は加圧水形原子炉内で生じ、給気
管２を介して加熱巻線３に達する。精留塔１内で原油の
４７％を蒸発させる。

原油は蒸気量２７ｋ９／秒で熱交換器５内で予備加熱さ
れる。約２１０ｋ９／秒の残澄油量を糟留塔１から導管
６を介して放出する。

その際残総油は熱交換器７を介して第１の反応管８に、
またそこから第１のサイクロン１２に流れる。温度８０
０ＣＯ及び圧力５０バールの水素を４州で／秒の量で導
管１０及び熱交換器９を介して第１の反応管８に吹込む
。

この条件下に水素が残糟油と反応して軽油分を生じる。
これをサイクロン１２からガス導管３５を介して除去し
、ガス洗浄及び処理装置３６，３７で精製する。分離し
た油をここから油導管３８及び熱交換器３９を介して水
素添加油として糟蟹塔１に戻す。その際返還される量は
１８２ｋｇ／秒である。第１のサイクロン１２内の温度
は４００〜６００ｑｏである。残存する重油成分を第１
のサイクロン１２から押出機１３を介して第２の反応管
１４に４００〜６００ｑｏの温度で４２ｋ９／秒の量で
導入する。同時に第２の反応管１４に水蒸気２９０ｋ９
／秒、ＣＯ及びＣ０２２６ｋ９／秒、及び可燃性ガス２
０ｋ９／秒の混合物を８００ｑｏの温度で導入する。そ
の際加圧水源子炉から生じた飽和蒸気を給気管２を介し
て流入させる。この飽和蒸気は、第２のサイクロン２０
から放出されるガス（これはガス導管３１を介して流出
される）によって熱交換器１６内で過加熱される。加熱
ガスは第３のサイクロン１７から温度ｌｏ０ぴ○でガス
導管１８を介して放出され、冷却器１９を介して給気管
２に達する。こうして生じる混合物は給気管２を介して
混合機に流入し、ここでガス処理装置１１からの可燃性
ガスが混入される。第２のサイクロン２０から放出され
る生成ガスは日２、Ｃ０、Ｃ０２及び舷○の混合物から
成る。これを熱交換器１６及び３２で冷却し、転炉３３
に導入する。この量は、第１の反応管８への水素供給口
に４４Ｎで／砂の量で十分に水素が生じるように規定す
る。第２のサイクロン２０内に残存する重油成分を第３
の反応管２２に押出機２１を介して２６ｋ９／秒の量で
供給する。更に第３のサイクロンには１馴れ／秒の酸素
量が達する。第３のサイクロン１７内で灰分及びガスか
らの無機残澄を分離し、押出機２７を介して２０ｋ９／
秒の量で排出する。水処理装置３０内で生じる泥状物は
吹込導管２９を介して押出機２７に供給され、ここで燃
焼され、灰分と混合される。圧力はすべての反応管にお
いて５０バールである。この場合生成物として次のもの
が得られる。

塔頂ガス ２７ｋ９／秒ガソリン
１３２ｋ９／砂ケロシン
５９ｋ９／秒ディーゼル油
９９ｋ９／秒ガス油 ５９ｋ９／秒
８０％の効率を仮定した場合、この装置で年間１０００
方トンの原油を処理することができる。

処理蒸気及び必要な電気エネルギーを得るため、熱出力
３７６州Ｗの加圧水形原子炉を利用する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明方法を実施する装置の実施例を示す系統図
である。 １……糟留塔、２……給気管、３…・・・加熱巻線、４
・・・・・・導管、５・・・・・・熱交換器、６・・・
・・・落下導管、７・・・・・・熱交換器、８・・・・
・・第１の反応管、９・・・…熱交換器、１０・・・・
・・導管、１ １・・・・・・ガス処理装置、１２……
第１のサイクロン、１３……押出機、１４・・・・・・
第２の反応管、１５・・・・・・導管、１６・・・・・
・熱交換器、１７・・・・・・第３のサイクロン、１８
・・・・・・ガス導管、１９・・・・・・令却器、２０
・・・・・・第２のサイクロン、２１……押出機、２２
……第３の反応管、２３・・…・空気分解装置、２４…
・・・圧縮機、２５・・・・・・吸込み導管、２６・・
・・・・排出導管、２７・・・…押出機、２８……ベル
トコンベヤ、２９……吹込導管、３０・・・・・・水処
理装置、３１…・・・ガス導管、３２・・・・・・熱交
換器、３３・・・・・・転炉、３４・・・…導管、３５
・・・・・・ガス導管、３６，３７・・・・・・ガス洗
浄及び処理装置、３８…・・・油導管、３９・・・・・
・熱交換器、４０，４１・・・・・・導管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 常圧蒸留での塔底温度を原油の５０％以上が残渣油
   として生じるように低く保ち、この残渣油に第１の反応
   管８内で水素流を７００℃以上の温度で吹込み、混合物
   を第１のサイクロン１２に導入し、第１のサイクロン内
   で生じる蒸発不能の固体を流動水蒸気とＣ原子数１〜２
   の飽和炭化水素と第３のサイクロン１７のガス状成分と
   から成る７５０℃以上に加熱された混合物を含む第２の
   反応管１４に導き、その反応混合物を第２のサイクロン
   ２０に導入し、第２のサイクロン２０から放出されるガ
   ス状成分を第２の反応管１４に導入される水蒸気及び第
   １の反応管８に導入される塔底生成物の過熱に利用し、
   第１のサイクロン１２から放出される凝縮可能の成分を
   ガス洗浄及び処理装置３６，３７内で沈殿させ、沸騰温
   度で常圧蒸留のため精留塔１に再供給し、第２のサイク
   ロン２０から放出される固体成分を、第３のサイクロン
   １７の前方に接続された流動酸素を含む第３の反応管２
   ２に導入することを特徴とする、残渣油を過圧及び高め
   た温度で水素で処理することによる原油の常圧蒸留から
   の残渣油の水素添加処理方法。 ２ 第３のサイクロン１７から放出される燃料ガスが、
   第１の反応管８に供給される水素を最終的に加熱するの
   に利用され、引続き第２の反応管１４用の混合物に添加
   される特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 第２のサイクロン２０から放出されるガスから水素
   を取得し、この水素の少なくとも一部を第１の反応管８
   に導く特許請求の範囲第１項記載の方法。