JPS6241289A - 炭化水素流の熱処理法 - Google Patents

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】 本発明は石油の精製に利用される炭化水素転化法に関す
るものである。ざらに畦しくは、不発明は改良さ几たビ
スブレーキング法であり、原油の分留によって通常生成
する炭化水素残油流の熱処理に関するものである。本発
明はさらに詳しくは工程中の燃料の消費を最小にし、熱
回収ｌを最大にするために処理工程で使用さｎる熱交換
に関するものである。本発明はさらに詳しくは、ビスブ
レーキングヒーターまたはビスプレーキング反応器の流
出物を、より低温の炭化水素流で冷却して熱クラッキン
グ反応を停止させる方法に関するものである。

ビスブレーキングは公知の商業的精製法である。ビスブ
レーキングについての詳細及びこれに関連した熱クラン
キング法についての詳細は、１９８０年５月発行の「ハ
イドロカーボン・プロセシング」と題する書の第１０１
頁に開示されている。エッチ・エル・トンプソン（Ｈ，
Ｌ、　Ｔｈｏｍｐｓｏｎ）に発行された米国特許第４．
１６９．７８２号は商業的ビスブレーキング法の詳細な
工程系統図を開示している。この文献はビスブレーキン
グヒーターの流出物と混合される冷却液として使用され
る材料についても開示している。

１９８１年４月１３日発行の「オイル・アンド・ガス・
ジャーナル」の第１０９頁はビスブレーキング法につい
て開示している。この記事は、ビスブレーカ−流出物と
混合される冷却流として、ビスブレーカ−流出物を受入
れる分留器の塔底流の一部を使用することを開示してい
る。

１９７９年１月発行の「ハイドロカーボン・プロセシン
グ」と題する書の第１３１頁もビスブレーキングについ
て開示している。これのｉ　１３５頁から始まる記事は
ビスブレーキングヒーター流出物流を冷却することの有
用性について開示しており、冷却流として種々の物質が
使用できることを開示している。

「カーク・オツドマー・エンサイクロビープイア・オプ
・ケミカル・テクノロジー」（第２版、第１５巻）の＠
２２頁の第９図はビスブレーキング装置の工程系統図を
開示しており、工程に使用される種々の間接的熱交換器
を開示している。この図は間接的熱交換によって原料流
を加熱することが望ましいことを示している。

本発明は工程の設備費及び運用費の両方を節減すること
によって改良されたビスブレーキング法を提供するもの
である。これらの改良は、ビスブレーキングヒーターに
送られる原料流を、従来の方法の場合より高い温度に加
熱するやり方で、間接的熱交換ｌこよって加熱すること
によって達成される。原料流はビスブレーキングヒータ
ーに入る時にはより高い温度であるので、ヒーター内で
消費する燃料はより少なくて済み、ヒーターはより小さ
なサイズのもので良い。

本発明の方法の重要な部分は従来のビスブレーキング法
の場合より高い温度で高い流速を有する冷却流を使用す
ることである。冷却流をより多量に使用することによっ
て、冷却流の温度が比較的高かったとしても、適当な温
度に低下させることができる。

本発明の炭化水素流の熱処理法は、下記の工程、 （ａｌ　　６００　Ｆ　（３１５°Ｃ）より高い沸点を
有する炭化水素の混合物を含む原料流を下記の特徴を有
する第１塔底流と間接的ｌこ熱交換することによって汎
熱する工程； （ｂ）　　前記原料流をビスブレーキング域にＭＬ、、
その結果得らｎるビスブレーキング域流出流を比較的高
温の冷却流と混合し、ｇｌ工程流を形成する工程； （ｃ）　　第１分離域において、前記第１工程流を前記
第１塔底流を含む種々の所望する炭化水素留分に分離す
る工程； （ｄ）　　前記間接的熱交換に使用した前記第１塔底流
を少くとも前記冷却流及び第２工程流に分割する工程：
及び （ｅ）前記第２工程流を第２分離域に通し、前記第２分
離域からの生底吻流を回収する工程を含む仁とを特徴と
する。

本発明を添付図面の第１図に従ってさらに詳しく説明す
る。第１図は本発明の好ましい実施態様を示す簡略化さ
れた工程系統図である。第１図は流量調節装置、温度及
び圧力調節装置、ポンプ、容器内部品等の通常使用され
る種々の装置の表示を省略することｌこよって簡略化さ
れている。これは本発明の好ましい実施態様の一例を示
しているにすぎず、本発明の範囲を狭めるものではない
。

減圧蒸留塔底油などの残油を含む原料流がラインｌを通
じて工程に入れられ、熱交換器２中で間接的に熱交換さ
れることによって最初に加熱される。原料流はしかる後
さらに間接的熱交換器３中で加熱され、ビスブレーキン
グヒーター４に送うれる。ビスブレーキングヒーター及
び任意の追加の反石器（図示していない）中に保たｎた
ビスブレーキング条件にさらした後、ビスブレーキング
域の流出物流はライン５によって運ばれ、ライン６によ
って運ばれる冷却流と混合される。前記冷却流は前記ビ
スブレーキング域の流出物流の温度をビスブレーキング
温度より低い温度に低下させる。これらの２つの流れの
混合切はライン７を通じて精留フラッシュ塔または分留
塔８に送らｎる。

前記精留フラッシュ塔に入った炭化水素はそれぞｎ違っ
た沸点範囲を有するいくつかの炭化水素留分に分離され
る。塔頂蒸気流はライン９を通じて除去される。この蒸
気流は適当な装置に送られて、この蒸気流中に含まれる
ナフサ沸点範囲の炭化水素が分離回収される。塔の中間
点から通常、側流がラインｌｏｉ通じて取出さｎる。こ
ｎは通常軽油（ガスオイル）？！＄点範囲の炭化水素混
合物である。この流れは図示していないが、間接的熱交
換によって冷却され、いくつかの小さな流れに分割され
る。この冷却された軽油の冗れ（＝ライン１１及び１２
を通じて塔８に送られ、分離操作を助成する劫きをし、
一方、８ｇ３の流れはライン１３を通じて生成物流とし
て工程から取出される。

フラッシュ塔８に入った残りの炭化水素は濃縮されてラ
イン１４を通じて塔底流として取出される。この塔底流
は分割されずに、原料流との間接的熱交換によって冷却
される。このフラッシュ塔の塔底流はしかる後ライン６
を通じて送られる冷却流とライン１５を通じて第２フラ
ツシユ域１６に送られる第２の流れとに分割される。第
２フラツシユ域１６はフラッシュ塔８の場合より低い圧
力で操作される。第２フラツシユ域に送られる炭化水素
はそこで軽質軽油及び重質軽油などの１種以上の軽質留
分（こ分離さｎる。こｎはライン１７を通じて取出され
る経油流によって代表される。第２７ラツシユ塔に入っ
て来た残りの炭化水素は濃縮され、第２塔底流としてラ
イン１８を通じて取出さｎる。この塔底流は原料流との
間接的熱交換によって熱が回収され、しかる後図示して
いない装置から送られるカッター油またはカットバック
油の適当量と混合された後、燃料油として取出される。

ビスブレーキングはおだやかな熱タラツキングタイプの
炭化水素転化法であり、種々の重油から誘導さｎた炭化
水素の粘度及び／又は流動点を低下させるのに通常使用
される。ビスブレーキング操作は原料の一部を販売可能
な燃料油生成物に改質することによって石油精製におい
て生成する価値の低い残留物の量を減少させるのに使用
される。通常、熱クラッキング操作によって生成するナ
フサなどのある種の軽質炭化水素が回収される。ビスブ
レーキング法は最初の分離域として単一の分留カラムを
使用しても良く、または減圧分留カラムと合体させても
良軽 く、これによって追加量の軽枳由及び重質軽油が回収さ
れる。

ビスブレーキング操作はおだやかな熱クラッキング操作
に必要な比較的高い温度に原料を加熱し、原料をこの温
度に所定の時間保つ工程から成り、操作時間は使用温度
（こ反比例する。この方法で逃場される重質はしかる後
熱クラッキング反工６を停止７１−るのに光分な低い温
度に急冷され、分離装置に送られる。

このように原料流を高温に加熱しなげればならないこれ
らの方法は全て、熱の回収が効率良くない場合、熱の補
給が必要となる。ビスブレーキングなどの熱クランキン
グ法において、大部分の熱は原料ヒーター中で消費され
る。この燃料の消費はこの方法の操作費用のかなりの部
分を占める。本発明の目的は改良されたビスブレーキン
グ法を提供することである。さらＩこ詳しくは、不発明
の目的はビスブレーキングヒーターで消費される燃料７
ｉ−節約することによって操作費用を低減させたビスブ
レーキング法を提供することである。

ビスブレーキング法の原料は通常、常圧蒸留残油または
減圧蒸留残油などの重質炭化水素流である。これらの物
質は通常、残油と称される。

ビスブレーキングは重質原油及び他の炭化水素重質にも
適用できる。しかしながら、この種の原料はＡＳＴＭで
測定して通常約ｒｓ　ｏ　ｏ　Ｆ　（３１５℃）より高
い沸点をＭする＊＊ｔａ化水素の共通の特徴を■する。

ビスブレーキンダ操作にかける原料はその１０％留出点
が５００Ｆ（２６０℃）より高いのが好ましい。

ビスブレーキング操作にかける原料は槙々の熱回収工程
においで、初めに間接的熱交換によって加熱される。し
かる後、こｎは、ビスブレーキング域に送られる。ビス
ブレーキング域はビスブレーキングヒーター及び必要に
応じて設げらｎる反応器またはノーキング域を有し、ソ
ーキング域は所望する温度における加熱された原料の龍
笛時間を増大させる。ビスブレーキング炉のヒーターチ
ューブ内におけるコーキングを最小にするために蒸気を
原料流と混合しても良い。ビスブレーキングヒーター及
び反応器はビスブレーキング条件に保たれる。ビスブレ
ーキング条件は一般に温度が約８００〜約９７５Ｆ（４
２６〜５２３℃）で、好ましくは９００Ｆ（４８２℃）
より高い温度が好ましい。通常のビスブレーキング条件
はまた圧力が約２５〜４００　ｐｓｉｇ　（１７２〜２
７５８　Ｋｐａｇ　）であり、文献には約１０００　ｐ
ｓｉｇ　（６８９５Ｋｐａｇ　）までの高圧も記載され
ている。原料は好ましくはビスブレーキング域内で、９
００Ｆ（４８２℃）より高い温度で約２０〜６５秒に相
当する期間、これラノビスブレーキング条件にさらさｎ
る。ビスブレーカ−ヒーターの流出物はしかる後好まし
くは急冷され、軽油の場合にはその温度が約７０〜１４
０７−’（３９〜７８℃）低下される。

ビスブレーキングの共通の態様はソーカードラムを使用
し、そこでまだ高温のビスブレーカ−ヒーターの流出物
を急冷前に所定の時ｔＪＪ保持することである。これら
のンーカー型ビスブレーカ−において、熱転化反応がド
ラム内において続けられ、それによって同程度の転化に
必要な温度の節減が可能となる。好ましい温度及び圧力
の条件は原料の特性及び所望する熱クラッキングの程度
などのファクターに応じて変わる。

ビスブレーキングに関する他の情報は前述の文献などか
らも入手し得る。

本発明の方法において、原料流は、高温の工程流との間
接的熱交換と燃焼ヒーターの使用との組合わせによって
所望のビスブレーキング温度に加熱される。最初の加熱
は原料流と第１分離域の全体の塔底流との熱交換による
ものであり、好ましくは＠２分離域の塔底流との間接的
熱交換も含む。しかしながら、本発明は第１分離域の塔
底流との熱交換を主としている。この熱交換は原料流を
従来の方法より高い温度に加熱するので、燃焼ヒーター
で必要とされる燃料が節減できる。

この熱交換によってこのように原料流の予備加熱温度を
より高くすることカドできる理由は、残油（塔底油）の
「比較的高温」の冷却流を使用しており、より高い温度
のフラッシングしていない塔底流を使用しているためで
ある。ここで使用する「比較的高温の冷却流」という用
語はビスブレーカ−流出流より温度が約３ＱＯ’Ｆ（１
６７℃）以上低くない冷却流を意味する。

このように高温の冷却流を使用するために、冷却流はよ
り多量に使用する必要がある。好ましくは、冷却流の流
速は、冷却していないビスブレーカ−流出流の流速より
大きい。このような高温の冷却流物質は分離域からの塔
底油であるので、分離塔に戻されたら、再び濃縮して塔
底流となる。このように、塔底流の流速は高められる。

従って、塔底流を必要以上に冷却することなく、塔底流
から熱が奪われて、その熱が原料流を予備加熱するのに
使用さｎる０このようにして、たとえ塔底流の温度が熱
交換の前後において従来の場合と同じであったとしても
原料流は従来の場合より高い温度に予備加熱される。

このように熱交換媒体の流速を高める方法は当然のこと
ながらポンプ及びノ（イブ等の費用によつて制約を受け
るので、これらの事情を考慮しながら、最適な条件が定
められる。

本発明のビスブレーキング法の好ましい実施悪球は、残
油原料流を下記の特徴をＭする第１塔底流と間接的に熱
交換する工程；別記原料流をビスブレーキング域に通し
、その結果得られるビスブレーキング域ηＣ出流を約ａ
ｏｏＦ（ａｔｓｏＣ）より高い温度を有する比較的高温
の冷却流と混合、第ｌ工程流を形成する工程；前記第１
工程流を第１分離域に送り、そこで送られて来た炭化水
素を前記第１塔底泥などの種々の違った沸点範囲の留分
に分離する工程；前記熱交換において、前記第１塔底流
を冷却し、しかる後前記第１塔底沌を前記冷却流と第２
工程流とに分割する工程：及び前記第２工程流をより低
圧の第２分離域に送り、前記第２分離域から生成物流を
回収する工程からなる。

本発明の方法ｌこおいて、ビスブレーキング域の冷却さ
れた流出流は２個の分離域のうちの第１の分離域に送ら
れる。こわらの分離域はそれぞれいくつかの形態を有し
、分離域の設計は原料の特性、所望する生成物及び工程
の条件等に応じて変わる。好ましくは第１分離域は精留
フラッシュ塔からなる。冷却された流出流は底部より若
干上部に位置する精留フラッシュ塔の底部の空間に送ら
ｎる。この塔は圧力が約４５〜１５０　ｐａｉｇ　（３
１０〜１０３４　Ｋｐａｇ　）で底部温度が約６８９〜
ｓ　ａ　ｏｐ（ａ　６５〜４６０℃）の条件で操作され
る。好ましくは、圧力は６５０ｐｓｉｇ　（４１４Ｋｐ
ａｇ　）より高イ。ココティう圧力は分離容器の頂部で
測定した圧力で、温度は容器の底部の温度を意味する。

供給点より低い塔の底部で液相が回収され、塔底流とし
て取出される。精留フラッシュ塔は塔の頂部に適当な冷
却作用を施す手段を有し、過当量の液体を凝縮し、向流
する為−液流を起こさせる。上部精留区域は好ましくは
トラップ・アウト・トレイによって下部区域と分離され
る。好ましくは上部区域は少くとも５個の分留トレイを
有し、頂部トレイにおいて還流液が供給される。トラッ
プ・アウト・トレイで除去された液流は冷却されて、２
個の分留トレイの中間の高い位置で上部区域に戻され、
分離操作を助成する。

第１分離域から取出された塔底流は間接的熱交換工程に
送られ、そこで冷却される。好ましくは、この冷却はビ
スブレーカ−供給流との熱交換のみによって行われる。

好ましくは、第２分離域の圧力などの低圧に塔底流をフ
ラッシングする前に熱交換が行われる。冷却後、塔底流
は分割され、一部は＠２分離域に送られ、一部は冷却流
として使用される。熱交換後の塔底流の温度、すなわち
比較的高温の冷却流の温度は約６００Ｆ（３１５℃）よ
り高くあるべきで、６５０Ｆ（３４３℃）より高いのが
好ましい。

さらに好ましくは、冷却流は約６８０　Ｆ　（３６０℃
）より高い温度を有する。冷却流の流速は、ビスブレー
カ−流出流の流速及び温度、冷却流の温度及び冷却によ
って低下させる所望する温度差によって算定される。

第１分離域の塔底流の残りは、しばしば第２フラツシユ
域と称するａｇ２分離域に送られる。

これは好ましくは上部に気相出口を有する中空容器であ
り、原料供給点より下に液相を保持するように設計され
ている。好ましくは、供給点の上部の中央部分において
、液体がスプレィ噴入される。＃！２フラッシュ域はＭ
１分離域より低い圧力で操作される。この第２フラツシ
ユ域での使用温度は約６４４〜７５２Ｆ（３４０〜４０
０℃）で、圧力は前記精留フラッシュ域の底部における
操作圧力より低く、少（とも３０ｐｓｉｇ　（２０７Ｋ
ｐａｇ　）である。この域番こおける広意義の圧力範囲
は約０−１００ｐ亀ｔｇ　（ｏ〜６８９Ｋｐａｇ　）で
ある。本発明で使用される第１及び第２分離域及びその
他の装置の個々の構造及び操作方法それ自体は何ら独特
のものではない。

適当な装置系を設計することはｆ＃製技術に携わる当業
者の専門知識の範囲内で成し得ることであるが、本発明
の方法を正しく理解してもらうために、商業的規模の操
作設計に基いた夾施例を下記に示す。

実施例 原料流として２０，０００バレル（３１８０ば）７日の
残油を用いた。この例において、〔〕で囲んだ温度数値
は従来の低温冷却方式の場合に予想される該当温度価を
示す。原料流は約４８０：Ｆ（２４９℃）の温度で工程
に入れられ、第２分離域の塔底流と間接的に熱交換して
約５５０’Ｆ（２８８°Ｃ）に予備加熱され、その結果
′Ｗ、２分離域の塔底流は６５０Ｆ（３４３℃）から約
５５０Ｆ（２８８℃）に冷却される。この様ｆこ予備加
熱された原料（ま第１分離域の塔底流と間接的に熱交換
することによってさらに７１０Ｆ（３７７℃）［：６７
０Ｆ（３４３℃）］に加熱さｎる。しかる後、この原料
はビスブレーカ−ヒーターに送られ、約９２５：Ｆ（４
９６℃）に加熱される。ビスブレーカ−ヒーターの流出
物は本発明の高温冷却流によって約８２０Ｆ（４３８℃
）に急冷される。この冷却流は約７００Ｆ（３７１’Ｃ
）　Ｃ５５０Ｆ　（２８８℃）〕の温度を有する。この
冷却流は比較的温度が高いため、それを補なうために冷
却流の量を従来の方法より増加させる。すなわち、従来
の代異的冷却流／流出流の重量比は０．６５／　ｔ　　
であるのに対し、本発明の冷却流／流出流の重量比は１
．４５／ｌ　　である。このように、塔底流の流速はか
なり高められる。ビスブレーカ−ヒーターへの供給原料
の温度を４０Ｆ（２２℃）増大させることによってビス
ブレーカ−ヒーターの費用を低減させ、燃料が少くとも
１０％節約できる。このように、原料流の加熱程度を高
めることができたことは、第１分離域からのフラッシン
グされていない、より高温の塔底流を使用したことに帰
因し、このような改良された加熱手段の大部分は温度の
高められた冷却流を使用し、合計塔底流の流速を増大さ
せたことに依存する。

【図面の簡単な説明】

第１図は不発明の好ましい実施態様を示す簡略化された
工程系統図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下記の工程 （ａ）６００°Ｆ（３１５℃）より高い沸点を有する炭
   化水素の混合物を含む原料流を下記の特徴を有する第１
   塔底流と間接的に熱交換することによつて加熱する工程
   ； （ｂ）前記原料流をビスブレーキング域に通し、その結
   果得られるビスブレーキング域流出流を６００°Ｆ（３
   １５℃）より高い温度を有する比較的高温の冷却流と混
   合し、第１工程流を形成する工程（前記冷却流の流速は
   前記ビスブレーキング域流出流の流速より大きい）； （ｃ）第１分離域において、前記第１工程流を前記第１
   塔底流を含めた種々の所望する炭化水素留分に分離する
   工程； （ｄ）前記間接的熱交換に使用した前記第１塔底流を少
   くとも前記冷却流及び第２工程流に分割する工程；及び （ｅ）前記第２工程流を第２分離域に通し、前記第２分
   離域からの生成物流を回収する工程を含む炭化水素流の
   熱処理法。 ２、前記原料流が前記第１塔底流との熱交換によつて加
   熱される前に、前記第２分離域から取出される第２塔底
   流と間接的に熱交換することによつて予備加熱されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。