JPS6147194B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は石油系重質油の処理方法の改良に関す
るものである。

重質油の熱分解に於ては時間と共に分解反応と
重縮合反応が同時に進行し、最終的には分解によ
つて生成したガス、揮発性油分及び非揮発性の熱
分解残渣とを生成する。通常、硫黄分や重金属を
高い濃度で含む重質油の分解残渣はその利用分野
が極めて限られ、揮発性油分に比して低い評価し
か与えられないことはよく知られている。従つ
て、従来揮発性の油分の得率を出来るだけ高くす
るために苛酷な条件で熱分解を行う所謂コーキン
グ法が採用されている。

しかし、このコーキング法の欠点は苛酷な分解
条件のためにエネルギー消費が大で、ガスの発生
特に脱水素反応が併発し、そのために揮発性油分
の収率とともにガスの収率が増加し、同時に揮発
性油分の軽質化及び不安定化が起ることである。
不安定化は脱水素反応による二重結合の増加がも
たらすものであり、これを安定化するのには高価
な水素を用いて水添処理をしなくてはならず不経
済である。

我が国に於ける石油製品の需給関係は軽質油よ
りも、むしろ中間留分の不足が今后の傾向であ
り、この観点からもいたづらにエネルギーを消費
して油を軽質化するのは明らかに得策ではない。
熱分解を伴う分解油の必要以上の軽質化及び脱水
素反応の進向を抑制するには熱分解条件を温和な
ものにすればよいが、この場合の問題は熱分解残
渣中に重質油分がかなり残存し、揮発性油分の収
率が低くなることである。

本発明者らは、先に熱分解残渣と熱分解により
生成した揮発性油分の一部、又は重質油を溶媒と
して接触させ残渣中の可溶分を抽出する方法を提
案した。この際、固体の抽出残渣中又は表面に附
着残存する溶媒油分を最終的には除去、回収する
ことが必要であるが、溶媒の沸点が高い場合には
蒸発による除去回収が困難になる。

さらに、一般に高い沸点の溶媒油は粘度も高い
ために、抽出残渣の沈降又は濾過による分離も容
易ではない。これに対して、低沸点で粘度も低い
軽質油で最後に洗浄して残存する重質溶媒を置換
すれば、分離、回収は容易となるが今度はこの重
質溶媒を含んだ軽質油の再生には軽質油の全量を
蒸発する必要があり、エネルギーの損失が大きく
なる。

本発明の目的は抽出残渣の分離および残渣中に
残存または残渣に附着する溶媒油の回収を容易に
行なうことができる石油系重質油の処理方法の提
供にある。

本発明の重質油の処理方法は石油系重質油を熱
分解して生成するガス及び揮発性油分を留出せし
める一方、液状で抜き出された熱分解残渣を該揮
発性油分の一部を溶媒としてこれと液状で接触せ
しめて該熱分解残渣中の溶媒可溶成分を抽出し、
ついで抽出残渣を固体粒子として溶媒から分離し
て重質油の処理を行なうに当り、溶媒として用い
る該揮発性油分を分留塔において凝縮させる際
に、沸点別に２以上の留分に分離し、沸点の高い
留分から順次に該熱分解残渣に接触せしめて溶媒
可溶成分を抽出をすることを特徴とするものであ
る。

さらに、本発明は上記のように溶媒可溶成分が
抽出された抽出残渣を、熱分解によつて生成した
揮発性油分分留塔の塔頂への還流油を用いて洗滌
し、この抽出残渣中に残存、附着する抽出溶媒を
置換することを特徴とする。

石油系重質油の熱分解により生成した揮発性油
分の中で抽出溶媒として用いる留分、好ましくは
沸点200〜550℃の留分を分留塔において２以上に
分留して別々に凝縮回収し、高沸点油分から先に
順次熱分解残渣と接触させて溶媒可溶成分の抽出
操作を行なう。抽出溶剤として用いられる留分の
上記分留操作によるエネルギー増加はない。

このようにして熱分解残渣から抽出された抽出
油は溶媒と分離することなく水素化脱硫安定化処
理又は水素化分解に付するか、接触熱分解する中
間原料として使用することができる。

抽出工程からの抽出残渣は、重質油の熱分解に
より生成した揮発性油分分留塔への還流油を用い
て洗滌される。抽出残渣中には抽出溶媒として用
いた重質油分が残存、附着しているが、この重質
油分は上記の洗滌操作により揮発性油分によつて
置換される。洗滌工程からの軽質油分は分留塔の
塔頂に還流され、含有される重質油分は分留塔で
分離されて揮発性油分が再生される。この操作に
よるエネルギーの増加はない。

本発明において用いられる石油系重質油は原
油、常圧蒸留残油、減圧蒸留残油である。

原料重質油は連続的に管状加熱炉で好ましくは
出口温度450〜550℃まで急速に加熱され、これに
続く反応槽で好ましくは、温度350〜500℃、圧力
１〜20ATA、滞留時間１〜10時間の条件で熱分
解反応が進められる。この場合熱分解の程度は熱
分解残渣が固体のコークスにならず、流体として
扱えるピツチの状態にとどめることが必要であ
る。一方、熱分解の程度が不足している場合には
抽出による固形分分離が困難となるのでピツチ中
のキノリン不溶分が５％以上50％以下の範囲にあ
ることが望ましい。熱分解反応槽には常圧下でス
チームを吹き込んでピツチ中の揮発性油分をスト
リツピングしてもよい。

一般にピツチ中にはJIS等で規定される溶剤分
別法によるヘキサン（又はペンタン）不溶分、ベ
ンゼン不溶分、キノリン（或はピリジン）不溶分
を含むが、抽質を再熱分解又は他の精製工程への
中間原料とする場合には抽出の限度はベンゼン可
溶分までにとどめることが望ましい。これはそれ
以上の重質油分を抽出すると一般に重金属等の不
純物が過多になり、又コークスを生成し易いから
である。抽質を重油や減圧蒸留残油と混合して燃
料とする場合にはこの限りではない。

溶媒の量は各留分の合計で熱分解残渣１重量部
に対して溶媒１〜10重量部である。抽出温度は用
いる抽出溶媒の沸点にもよるが好ましくは常温な
いし300℃である。

抽出残渣の分留塔塔頂へ還流される軽質油分に
よる洗滌は常温から用いられる軽質油分の沸点ま
での間の温度において行うのが望ましい。用いる
軽質油分の量は抽出残渣１重量部当り0.5〜５重
量部が好ましい。

本発明の一実施態様を添付図面を参照して以下
に説明する。原料重質油はライン１から連続的に
管状加熱炉２に導入されて急速に450゜〜550℃に
加熱され、ライン３を経て反応槽４に導入され
る。こゝで重質油は350゜〜500℃において、滞留
時間１〜10時間、圧力１〜20ATAの条件下で熱
分解される。生成したガス及び揮発性の分解油蒸
気は反応槽４の上部から抜き出されライン５を経
て分留塔６に導入される。分留塔６において分解
油蒸気は塔頂への還流油と接触して分別凝縮され
る。この際、抽出溶媒として用いるのに好ましい
留分、すなわち、沸点200゜〜550℃の留分は２以
上の側流、例えば沸点の高い順に３つの側流とし
てライン１１，１２および１３を経て分留塔から
取り出される。

一方、反応槽４からライン２１を経てポンプ２
２により液状で抜き出される熱分解残渣は多段ま
たは多槽の抽出槽２３に導入され、こゝで先ずポ
ンプ１４により導入される沸点の高い側流と接触
し、ついでポンプ１５および１６により導入され
る沸点の低い側流と順次接触して可溶分が抽出さ
れる。抽出油と抽出溶媒との混合油は抽出残渣と
向流的にライン１０を経て取り出されて製品とさ
れる。

抽出槽２３の中では相分離により抽出残渣は固
形物として取り出されるが、これは抽出溶媒の中
で最も軽質な留分と最後に接触して抽出槽を出る
ため、残渣中にはこの留分が附着又は残存してい
る。この残渣は、必要に応じて更に洗浄槽２４に
導入され、分留塔塔頂より留出したガス、油蒸気
から凝縮器７および分離槽１７によつて分離回収
され、ポンプ１８、ライン１９を経て導入される
軽質油分と接触し、残存、附着した抽出溶媒がこ
の軽質油分により置換される。分離槽１７からの
軽質油分の中、洗浄槽に送られた以外の部分は系
外に取り出されて製品とされる。

洗浄槽２４を出た抽出溶媒を含む軽質油分はラ
イン２０を経て分留塔６の塔頂に還流される。

一方、洗浄された抽出残渣は分離乾燥装置に導
入され、附着する油分が回収されライン２６から
系外に取り出される。

熱分解により生成した揮発性油分の中、比較的
重質な留分を抽出溶媒として熱分解残渣中に含有
される有用な油分を抽出し、抽出溶媒と抽出され
た油分との混合物を中間製品とする場合に、抽出
後の残渣中に残存又は附着する重質の抽出溶媒の
分離は一般的に困難である。しかしながら、本発
明によれば、熱分解系の分留塔の機能を利用する
ことによつて、特別な装置の附加も必要なく、ま
た附加的なエネルギーの必要なしに抽出残渣の分
離、および附着油分の回収が極めて容易となる。

以下に本発明の実施例を示す。なお、実施例中
の％は重量による。

実施例 硫黄分４％を含み、API比重７゜、コンラドソ
ン残灰分20％の予め予熱された中近東系減圧蒸留
塔底油を100Kg/Hrの速度で、連続的に管状の加
熱炉を通し490℃まで加熱し、続いて300の内容
積を持ち、撹拌機を有する常圧の反応槽に供給し
て熱分解反応を進行せしめた。生成したガスと揮
発性油分は反応槽の上部から連続的に抜き出し、
底部からピツチを反応槽内の液レベルが一定にな
るように連続的に抜き出した。この時の反応槽内
の温度は420℃、平均滞留時間は２時間で、ガ
ス、揮発性油分、ピツチの各収率はそれぞれ５
％、60％、35％であつた。又ピツチ中のベンゼン
不溶分は50％であつた。

内容積20の撹拌機付きの抽出槽を用い、これ
に反応槽底部から抜き出したピツチを300℃で35
Kg/Hrと、分解生成油の中、250〜510℃の留分を
分留塔から50Kg/Hr抜き出してそれぞれ供給し混
合した。抽出油は抽出槽内レベルが一定になるよ
うにスラリー状で抽出槽底部より抜き出し、スラ
リー100Kgを回分式に100μの細孔を有するフイル
ターを通して200mmHgに減圧吸引して濾過を行つ
た。濾過の終了までに40分を要した。更に、濾過
後のケーキを乾燥するのに10mmHgの減圧下で温
度を350℃まで上昇させる必要があつた。

次に、熱分解により生成した揮発性油分の蒸気
を分留塔において、沸点250゜〜300℃、300゜〜
400℃および400゜〜510℃の３留分に分留して取
り出した。この時のそれぞれの留分の留出量は16
Kg/Hr、20Kg/Hrおよび14Kg/Hrであつた。

内容積が20で、直径50mm、長さ1000mmの筒状
の多段抽出槽を用い、底部から沸点250゜〜300℃
の留分を16Kg/Hr、底部から300mm上部に300゜〜
400℃の留分を20Kg/Hr、更に底部から600mm上部
に400゜〜510℃の留分を14Kg/Hr導入し、上記の
ピツチ35Kg/Hrを最上部より供給し、比重差によ
る向流抽出を行つた。各留分の温度は100℃であ
つた。

抽出槽底部から抜き出したスラリー100Kgを上
記と同じ方法で濾過したところ濾過は僅か３分で
終了した。更に、濾過後のケーキの乾燥には常圧
下で温度350℃で充分であつた。また、同じケー
キを熱分解油分留塔の塔頂への還流用の分解ナフ
サ20Kg/Hrで洗滌したのちに乾燥した場合には常
圧下で温度は150℃で充分であつた。洗浄後のナ
フサはそのまゝポンプで分留塔塔頂に還流したが
分留塔の運転状態に変化は認められなかつた。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施態様を説明するためのフ
ローシートである。 ２……管状加熱炉、４……反応槽、６……分留
塔、７……凝縮器、１７……分離槽、２３……抽
出槽、２４……洗浄槽、２５……分離・乾燥装
置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 石油系重質油を熱分解して生成するガス及び
   揮発性油分を留出せしめる一方、液状で抜き出さ
   れた熱分解残渣を該揮発性油分の一部を溶媒とし
   てこれと液状で接触せしめて該熱分解残渣中の溶
   媒可溶成分を抽出し、ついで抽出残渣を固体粒子
   として溶媒から分離して重質油の処理を行なうに
   当り、溶媒として用いる該揮発性油分を分留塔に
   おいて凝縮させる際に、沸点別に２以上の留分に
   分留し、沸点の高い留分から順次に該熱分解残渣
   に接触せしめて溶媒可溶成分を抽出することを特
   徴とする重質油の処理方法。 ２ 石油系重質油を熱分解して生成するガス及び
   揮発性油分を留出せしめる一方、液状で抜き出さ
   れた熱分解残渣を該揮発油分の一部を溶媒として
   これと液状で接触せしめて該熱分解残渣中の溶媒
   可溶成分を抽出し、ついで抽出残渣を固体粒子と
   して溶媒から分離して重質油の処理を行なうに当
   り、溶媒として用いる該揮発性油分を分留塔にお
   いて凝縮させる際に、沸点別に２以上の留分に分
   留し、沸点の高い留分から順次に該熱分解残渣に
   接触せしめて溶媒可溶成分を抽出し、ついで該熱
   分解によつて生成した該揮発性油分分留塔の塔頂
   への還流油を用いて抽出残渣を洗滌し、該抽出残
   渣中に残存、附着する抽出溶媒を置換することを
   特徴とする重質油の処理方法。