JPS6072989A - 重質油の熱分解方法 - Google Patents

重質油の熱分解方法

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JPS6072989A
JPS6072989A JP58183261A JP18326183A JPS6072989A JP S6072989 A JPS6072989 A JP S6072989A JP 58183261 A JP58183261 A JP 58183261A JP 18326183 A JP18326183 A JP 18326183A JP S6072989 A JPS6072989 A JP S6072989A
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cracked
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JP58183261A
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Tadaaki Watahashi
渡橋 忠昭
Hiroshi Tsuji
辻 博
Kazuhiko Ogawa
和彦 小川
Masao Hayashidani
林谷 正雄
Seiji Terada
誠二 寺田
Tsugio Miyagawa
宮川 亜夫
Hideo Isozaki
磯崎 秀夫
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Research Association for Residual Oil Processing
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    • 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
    • C10G55/00Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one refining process and at least one cracking process
    • C10G55/02Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one refining process and at least one cracking process plural serial stages only
    • C10G55/04Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by at least one refining process and at least one cracking process plural serial stages only including at least one thermal cracking step
    • 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
    • C10G67/00Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one process for refining in the absence of hydrogen only
    • C10G67/02Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one process for refining in the absence of hydrogen only plural serial stages only
    • C10G67/04Treatment of hydrocarbon oils by at least one hydrotreatment process and at least one process for refining in the absence of hydrogen only plural serial stages only including solvent extraction as the refining step in the absence of hydrogen
    • C10G67/0454Solvent desasphalting
    • C10G67/049The hydrotreatment being a hydrocracking
    • 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
    • C10G9/28Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid material
    • C10G9/32Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils with preheated moving solid material according to the "fluidised-bed" technique

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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】 本発明は、ベンタン不溶分を40%以上(軟化点は80
〜220°C)を含む脱れきアスファルトに、窒素ガス
、水蒸気、分解ガス、水素ガスを混入した後、管状加熱
分解装置に導入し、400〜600°C18分間以内で
反応させて、高収率で分解油を回収し、同時に人造粘結
材とし−で価値のある高品質のピッチを得ることができ
る重質油の熱分解方法に関するものである。
石油精製工業において多量に得られる減圧蒸留残渣油な
どの重質油は、その大半が道路舗装用アスファルトとし
て使用され、その付加価値はきわめて低い。そこでこれ
ら重質油残渣の経済的利用方法の一つとして、これらを
溶剤脱れき装置にかけ脱れき油を抽出・回収して、燃料
油などに利用することが考えられてきた。しかしその際
問題になるのは、抽出残渣である脱れきアスファtLy
 )の処理であった。脱れきアスファルトは固すぎても
はや単独では)6路舗装用には用いられず、また熱分解
・改質反応によって人造粘結材および分解油などを製造
する方法では、装置上の制約により、必らずしも経済的
に製品が得られなかった。
本発明者らは上記の点に鑑み、脱れきアスファルトの熱
分解方法について鋭意(iff究を進めた結果、原料油
にガスを同伴させて加熱分解装置に導入し、温度を40
0〜600°C1時間を8分間以内とすることにより、
有用な製品を経済的に得ることができることを知見し、
本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明の第一の方法は、石油系重質油をブタ
ン、ペンタンもしくはヘキサンを単独でまたは混合して
溶剤として使用して抽出した、ベンタン不溶分が40%
以上の脱れきアスファルトを原料油とし、この原料油を
そのまま、または軽油もしくは/および分解油を添加し
て原料調整して、窒素ガス、水蒸気または/および分解
ガスを同伴させた状態で管状加熱分解装置に導入し、4
00〜600°Cの温度範囲、8分間以内で熱分解反応
させ、脱れきアスファルトが反応初期に多量の分解油を
生成することを利用して、経済的に高収率の軽質分を含
む分解油と高品質のヒ諏チとを得ることを特徴としてい
る。捷だ本発明の第二の方法は、石油系重質油をブタン
、ペンタンもしくはヘキサンを単独でまたは混合して溶
剤として使用して抽出した、ベンタン不溶分が40%以
上の脱れきアスファルトを原料油とし、この原料油をそ
のまま、または軽油もしくは/および分解油を添加して
原料調整して、水素ガスを同伴させた状態で管状加熱分
解装置に導入し、400−600″Cの温度範囲、8分
間以内で熱分解反応、水添脱硫反応および水添分解反応
を同時に行わせ、熱分解のほかに分解油およびヒツチ中
の硫黄分除去、および分解油の軽質化をも同時に行わせ
ることを特徴としている。
以下、本発明の構成を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明の方法を実施する装置の一例を示してい
る。本発明においては、石油精製過程における常圧蒸留
残渣油、減圧蒸留残渣油、各種製油残留物、重質原油、
タールサンド油などの石油系重質油をブタン、ペンタン
または/およびヘキサンを溶剤とする溶剤脱れき装置に
かけて得られる脱れきアスファルトを原料とする。脱れ
きアスファルト中のベンタン不溶分は40%以上(軟化
点は80〜220°Cに相当)のものが処理可能である
が、経済的には60〜80%(軟化点は120〜160
°C)のものが好ましい。このようにして得だ脱れきア
スファ)L/l−を原料フィードポンプ1にて昇圧し、
窒素ガス、水蒸気または/および分解ガスを混入した後
、管状加熱分解装置2に導入し、400〜600°C1
8分間以内で熱分解反応を1行わせる。ついで反応物は
ノックアウトドラム3に導入され、ピッチと分解油・分
解ガスに分離される。分解油・分解ガスはコンデンサ4
で凝縮され、セパレータ5で分解油と分解ガスに分離さ
れ、分解油は分解油ポンプ6により抜き出される。原料
に分解ガスを混入する場合は、コンプレッサ7、により
管状加熱分解装置2の前に循環する。
1だ第2図に示すように、原料油に同伴させるガスとし
て水素ガスを用いる場合がある。この場きは、セパレー
タ5から得られる分解油の粘度が1隈りなり、セパレー
タ5から得られるガス中のH2Sが増え、硫黄を回収し
やすくなるという利点がある。
前述のように、同伴ガスとして、窒素のような不活性ガ
ス、反応性のある水素ガス、原料の熱分解反応によって
生成した分解ガスまだは水蒸気などを100〜400°
Cの範囲内の任意の温度に加熱して原料油に混合する。
これは加熱分解装置チューフ内での液流速を速くするこ
とにより、コーキングを防止することが目的で、加4H
分解装置i&入ロチューブ内で混自流体の流速が毎秒0
5〜4.0m。
好ましくは1.5〜2.0mになるようにする。同伴ガ
スとして水素ガスを用いると、装置内にて水添脱硫反応
および水素化改質反応が焦付し、その効果はより大きく
なる。
また原料の脱れきアスファ/I/1−の流動性を改善す
る目的で、必要に応じて添加油を使用する場合がある。
添加油としては沸点範囲が200°C〜400°Cの隆
油、または原料の熱分解反応によって生成した分解油な
どを用いる。添加油の添加率は原料の軟化点により定め
られるが、原料フィードポンプの安定運転が得られる最
小の添加率が望ましい。
本発明において、反応温度を400〜600°Cに限定
しているのは、400°C未満の場合は反応に長時間會
要し、600°Cを超える場rキはコーキングを起こす
からである。
寸だ本発明において、熱分解反応は加熱分解装置チュー
ブ内にて行われる。加熱分解装置の型式としては、直火
または高温燃焼ガスによる間接加熱、スチームによる間
接加熱、熱ガスによる間接加熱、電熱加熱など、通常の
加熱方式を採用する。
超重質油の加熱操作において発生が予想されるコーキン
グトラブルを回避するためには、加熱分解装置チューブ
のヒートフラックスを5.000〜40,0007/n
f’C1好ましくは10.000〜20.0001ca
l/++/’Cにおさえる必要がある。加熱分解装置チ
ューブ表面温度と反応温度との差は高々100°C1好
ましくは20°C以内が望ましい。
本発明の特徴であるきわめて短かい反応時間で脱れきア
スファルトより経済的に高収率の分解油と良質のピッチ
が得られることは、事前におこなったバッチ式の実験に
より判明したものである。
この実験は30 rueの小型容器に脱れきアスファル
トを仕込み、鉛浴槽内で反応をおこさせ、所定の反応が
終了後、急冷し、各反応生成物および性状を調べたもの
である。反1芯温度475°Cでのデータを第3図に示
す。この図によると、分解油は反応明期において急激に
生成し、30〜35%生成後はその生成速度は遅くなる
ことがわかる。従って、これより長時間の反応でより多
くの分解油を得ようとすることは、与えられた熱エネル
ギーの割には、分解油得率があがらず経済的でないとい
える。
一方、ピッチ中のトルエン不溶分量は分解初期において
はほとんど発生せず、分解油収率が30%となる伺近で
急速に生成する。熱分解ピッチのトルエン不溶分は第4
図に示すように、ピッチの軟化点と相関するので、ノッ
クアウトドラムにおいて反応を止め、かつピッチを重力
のみで抜き出すためには、ピッチ中のトルエン不溶分は
30%以下におさえる必要があり、分解油収率が30%
付近の場合はこの条件が満たされることになる。このこ
とより脱れきアヌファルトより経済的に分解油を回収す
るためには、分解油収率を30%前後にとどめ、同時に
ピッチ中のトルエン不溶分を30%以下におさえる反応
条件が好−ましいといえる。
本発明の方法によって得られる分解油は軽油に近い性状
を示し、(〆こ黄含有ばか比較的少なく、ニッケル、バ
ナジウムなどの重金属をほとんど含まない良αのもので
ある。この分解油は脱硫装置、接触分解装誇への原料と
することが可能であり、ガソリン、石油化学原料あるい
は燃料油製造原料として用途が広い。一方、分解残油で
あるピッチはトルエン不溶分が30%以ト″でキノリン
ネ溶分は含まないだめr+li:動性を有し、ノックア
ウトドラムよりの抜出しは容易である。ピッチはそのま
まで固I*燃;′;l、、ガス化用原料に用いられるが
、良好な粘結性を有するため、高炉用ゴークス製造時の
人凸粘結祠としての用途も有望である。
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例1 アラビアンヘビー、カフジ混合減圧蒸留残渣油のペンタ
ン脱れきアヌファルト(第1表に性状を示す)に軽油を
3Qwt%添加し、190°Cにて加熱・攪拌後゛、熱
風循環式電気加熱炉内に設置した内径5 nrm 、長
さ29mのチューブ内に約10 n/E(の流量で通し
た。加熱炉入口で190°Cに加熱された窒素ガスを吹
き込んだ。本実施例においては、加勢炉出口での流体温
度を450°C1470°Cおよび500°Cとなるよ
うに加熱炉を温度を調節した。M転条件および物質収支
を第2表に示す。加熱炉からの流体はイックアウトドラ
ムに入り、ピッチと分解ガスおよび分解油を分離し、ピ
ッチは底部より重力にて抜き出しだ。ピッチが固化する
のを防止するため、ノックアウトドラムは350°Cに
保温した。ノックアウトドラムにおいて分離された分解
油はコンデンサーにて凝縮・回収し、分解ガスは窒素ガ
スとともに排ガスラインに排出した。第3表に分解油の
性状を第4表にピッチの性状を示す。
本実施例で、チューブ内の流体滞留時間を10秒とした
時の反応温度に対する各製品の収率の変化を第5図に示
す。
第1表 第 2 表 第 3 表 第 4 表 実施例2 実施例1で使用しだのと同じ装置Ijffiを用い、同
じ原料に対し窒素ガスの代りに190°Cに加熱された
水素ガスを同伴させた運転を実施した。i;五転条件お
よび物質収支を第5表に示す。第6表に分解油の性状を
、第7表にピッチの性状を示す。
第5表 第 6 表 第 7 表
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の方法を実施する装置の一例を示すフロ
ーシート、第2図は他の例を示すフローシート、第8図
〜第5図は本発明者らが行った実1@結果を示すもので
、第3図は分解油収率と時1川、ピッチ中のトルエン不
溶分と時間の関係を示すり゛ラフ、第4図はトルエン不
溶分と軟化点との関係を示すグラフ、第5図は反応温度
と製品収率との関係を示すグラフである。 l・・・原料フィードポンプ、2・・・管状加熱分解装
置、8・・・ノックアウトドラム、4・・・コンデンサ
、5・・・セパレータ、6・・・分解油ポンプ、7・・
・コンブ出 願 人 重質油対策技術研究組合 代理人 弁理士塩出真− 第う図 薊F’flc相 第4図 トLエンf惑に4トCヅ・〕 第1頁の続き 0発 明 者 寺 1) 誠 二 明石市川崎町@発 
明 者 宮 川 亜 夫 千葉市川崎町@発 明 者 
磯 崎 秀 夫 千葉市川崎町1番1号 川崎重工業株
式会社技術研究所内1番地 川崎製鉄株式会社内 1番地 川鉄化学株式会社内 手続補正書 昭和59年10月23日 昭和58年 特許願第183261 号2、発明の名称
 重質油の熱分解方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 4、代理人 7、補正の対象 (1)明細書7頁17行目「kcal/m′℃、好まし
くは10.000〜20.000 kc al/m”C
Jを[kcal/m” ・Hr % 好ましくは10.
000〜20.000 kcal/m!・HrJに訂正
する。 (2) 明細書10頁13行目「イックアウト ドラム
」を1ノックアウトドラム」に訂正する。 以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 石油系重質油をブタン、ペンタンもしくはヘキサン
    を単独でまだは混合して溶剤として使用して抽出した、
    ベンタン不溶分が40%以上の脱れきアスファルトを原
    料油とし、この原料油をそのまま、まだは軽油もしくは
    /および分解油を添加して原料調整して、窒素ガス、水
    蒸気゛または/および分解ガスを同伴させた状態で管状
    加熱分解装置に導入し、400〜600’Cの温度範囲
    、8分間以内で熱分解反応させることを特徴とする重質
    油の熱分解方法。 2 石油系重質油をブタン、ペンタンもしくはヘキサン
    を単独でまたは混合して溶剤として使用して抽出した、
    ベンタン不溶分が40%以上の脱れきアスファ/L/1
    ・を原料油とし、この原料油をそのまま、または軽油も
    しくは/および分解油を添加して原料調整し−C1水素
    ガヌを同伴させだ状態で管状加熱分解装置に導入し、4
    00〜600°Cの温度範囲、8分間以内で熱分解反応
    、水添脱硫反応および水添分解反応を同時に行わせるこ
    とを特徴とする重質油の熱分解方法。
JP58183261A 1983-09-30 1983-09-30 重質油の熱分解方法 Pending JPS6072989A (ja)

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