KR20220034582A - 원유 정제에서 발생하는 진공 잔류물의 연속처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 원유 정제에서 발생하는 진공 잔류물의 연속처리 방법은, 원유의 정제에서 발생하는 진공 잔류물을 연속적으로 처리하는 방법으로서, 상기 원유는 제 1 및 제 2 증류 단계가 적용되고, 상기 제 2 증류 단계는 진공 조건하에서 수행되며, 상기 진공 잔류물은 제 2 증류 단계 후에 수득되고, 상기 진공 잔류물은 교반조에 연속적으로 공급되며, 상기 교반조 내에서 진공 잔류물은 증류 단계에 의해 제거될 수 없는 휘발성 물질을 제거하기 위해 5 mbar 이상 10 mbar 이하의 진공 및 300 ℃ 이상 350 ℃ 이하의 온도로 처리될 수 있다.

Description

원유 정제에서 발생하는 진공 잔류물의 연속처리 방법{METHOD FOR CONTINUOUSLY TREATING VACUUM RESIDUALS ORIGINATING FROM THE REFINERY OF CRUDE OIL}

본 발명은 원유의 정제에서 발생하는 진공 잔류물을 연속적으로 처리하는 방법에 관한 것이다.

원유에는 경제적으로 중요한 많은 제품을 포함하여 가치가 큰 물질이 다수 포함되어 있다. 원유는, 예를 들어 연료 가스, 액화 석유 가스, 항공 가솔린, 자동차 가솔린, 경질 용매, 제트 연료, 등유, 중질 용매, 증류 연료 오일 및 디젤 연료 오일의 원료이다. 상기 언급된 생성물은 정제 공정 동안 다수의 상이한 공정 단계에 의해 수득된다. 정제 공정의 증류 단계에서 가치가 큰 물질이 추출된 후에 남아있는 물질을 통칭하여 잔류물이라고 한다.

최신 기술에 따른 정제 공정에서, 원유는 이후에 사용되는 기계류의 부식을 방지하기 위해 탈염되고, 분별 컬럼 이라고도 하는 제 1 증류 컬럼에 도입된다. 이 제 1 증류 단계는 일반적으로 대기압 하에서 최대 50 미터 높이의 컬럼에서 수행된다. 소위 "나프타", 등유와 같은 가스 등의 가치가 큰 물질이 잔류물로부터 추출되어 분리된다. 제 1 컬럼에는 일반적으로 주입구 포트가 하나 있지만 높이가 다른 여러 배출구 포트가 있다. 컬럼과 함께 온도 프로파일이 확립되며, 바닥은 가장 높은 온도를 가지며 상단은 가장 낮은 온도를 갖는다. 제 1 컬럼 내부의 기상으로 전환되지 않는 원유 성분은 잔류물을 형성하며, 종종 대기 잔류물이라고 한다.

컬럼의 상단 부근 배출구 포트에서, 분자량이 가장 낮고 점도가 가장 낮은 물질이 수득된다. 컬럼의 배출구 포트가 낮을수록, 수득된 물질의 분자량이 더 높고 점도가 더 높다. 따라서, 얻어진 물질의 분자량 및 점도에 대한 구배가 관찰된다.

또한, 트레이 효율에 대한 구배가 관찰되는데, 이는 컬럼에서의 분리 품질에 상응한다. 배출구 포트가 높을수록 트레이 효율이 높아진다.

이들 대기 잔류물은 대기압 조건하에서 증류에 의해 추출되지 않은 가치가 큰 물질을 추출하고 분리하기 위해제 1 컬럼과 유사하게 작동하지만 진공하에 수행되는 제 2 컬럼에서 제 2 증류 단계를 거친다. 제 2 컬럼의 압력은 종종 약 20mbar이다. 제 2 증류 단계로부터 수득된 가치가 큰 물질을 경질 진공 증류물 및 중질 증류물이 라고 한다. 이 제 2 증류 단계에서 남은 잔류물을 진공 잔류물이라고 한다. 종래 기술에 따르면, 진공 잔류물은 예를 들어 코커에 도입되고, 500 ℃의 고온에서 균열, 즉 저 분자량 물질에서 화학적으로 분해된다. 제 1 증류 단계 또는 제 2 증류 단계에 의해 추출되지 않은 가치가 큰 물질은 잔류 분획에 남아 균열이 발생하여 연료 등을 제조하는데 사용될 수 없다.

본 발명은 원유의 진공 잔류물로부터 잔류 유용 물질을 효율적으로 추출하는 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 원유 정제에서 발생하는 진공 잔류물의 연속처리 방법은, 원유의 정제에서 발생하는 진공 잔류물을 연속적으로 처리하는 방법으로서, 상기 원유는 제 1 및 제 2 증류 단계가 적용되고, 상기 제 2 증류 단계는 진공 조건하에서 수행되며, 상기 진공 잔류물은 제 2 증류 단계 후에 수득되고, 상기 진공 잔류물은 교반조에 연속적으로 공급되며, 상기 교반조 내에서 진공 잔류물은 증류 단계에 의해 제거될 수 없는 휘발성 물질을 제거하기 위해 5 mbar 이상 10 mbar 이하의 진공 및 300 ℃ 이상 350 ℃ 이하의 온도로 처리될 수 있다.

또한, 상기 교반조는 트윈-샤프트 니더인 것을 특징으로 하는 방법으로, 상기 진공 잔류물은 트윈-샤프트 믹서 니더의 하나 이상의 공급점을 통해 트윈-샤프트 믹서 니더로 연속적으로 공급되고, 상기 트윈-샤프트 믹서 니더의 샤프트에는 니딩 요소가 장착되어 있고, 상기 양 샤프트의 니딩 요소는 협력 방식으로 배열되고, 상기 하우징은 하나 이상의 증기 연결부를 포함하고, 상기 진공 잔류물은 트윈-샤프트 믹서 니더와 함께 트윈-샤프트 믹서 니더의 방출 장치로 전달될 수 있다.

또한, 상기 믹서 니더는 방출 스크류가 장착될 수 있다.

또한, 상기 교반조 내에 존재하는 다른 기체 성분의 분압을 감소시키기 위하여 기체 상으로 전이될 수 있는 액상 제제를 첨가할 수 있다.

본 발명에 의한 원유 정제에서 발생하는 진공 잔류물의 연속처리 방법은, 원유의 진공 잔류물로부터 잔류 유용 물질을 효율적으로 추출할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 진공 잔류물의 처리를 상세하게 보여주는 개략도.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 싱글-샤프트 믹서 니더의 작동 메커니즘을 보여주는 개략도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기에 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성 요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시는 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 진공 잔류물의 처리를 상세하게 보여주는 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 진공 잔류물이 직접 배출되거나 또는 코커에 도입되지 않고, 대신에 추가 증류 단계가 수행 되는 싱글-샤프트 믹서 니더(1)에서 처리된다.

샤프트(4), 더블-샤프트 방출 스크류(3) 및 하우징(5) 뿐만 아니라 싱글-샤프트 믹서 니더(1)의 엔진(2)을 보여준다.

또한, 증기 연결부(8), 공급점(9)을 보여준다. 샤프트(4)에 장착된 니딩 요소(6) 및 하우징(5)에 장착된 니딩-역 요소(7)가 도시되어 있다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 싱글-샤프트 믹서 니더의 작동 메커니즘을 보여주는 개략도이다.

도 2는 도 1의 싱글-샤프트 믹서 니더(1)의 확대도이며, 단순화를 위해 엔진(2)는 생략되었다. 또한, 싱글-샤프트 믹서 니더(1)의 횡단면을 나타낸다.

도 3은 하우징(5)의 내부를 완전히 채우지 않는 진공 잔류물로 채워진 도 1의 싱글-샤프트 니더(1)를 보여준다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 진공 증류 단계로부터 발생된 진공 잔류물은 공급점(9)을 통해 싱글-샤프트 믹서 니더(1)로 도입되고, 니딩 요소(6) 및 니딩 역-요소(7)의 협력에 의해 혼합되는 동안 싱글-샤프트 믹서 니더(1)와 함께 이송되고, 가치가 큰 물질을 포함한 휘발성 화합물은 증기 연결부(8)를 통해 제거된다. 그 후, 잔류물은 방출 스크류(3)에 의해 방출된다. 이 과정에서 열과 진공이 적용된다.

이상과 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 기초로 상세히 설명하였으나, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 후술할 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

1 : 싱글-샤프트 믹서 니더 2 : 엔진
3 : 더블-샤프트 방출 스크류 4 : 샤프트
5 : 하우징 6 : 니딩 요소
7 : 니딩-역 요소 8 : 증기 연결부
9 : 공급점

Claims (4)

1. 원유의 정제에서 발생하는 진공 잔류물을 연속적으로 처리하는 방법으로서, 상기 원유는 제 1 및 제 2 증류 단계가 적용되고, 상기 제 2 증류 단계는 진공 조건하에서 수행되며, 상기 진공 잔류물은 제 2 증류 단계 후에 수득되고, 상기 진공 잔류물은 교반조에 연속적으로 공급되며, 상기 교반조 내에서 진공 잔류물은 증류 단계에 의해 제거될 수 없는 휘발성 물질을 제거하기 위해 5 mbar 이상 10 mbar 이하의 진공 및 300 ℃ 이상 350 ℃ 이하의 온도로 처리되는 것을 특징으로 하는 원유 정제에서 발생하는 진공 잔류물의 연속처리 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 교반조는 트윈-샤프트 니더인 것을 특징으로 하는 방법으로, 상기 진공 잔류물은 트윈-샤프트 믹서 니더의 하나 이상의 공급점을 통해 트윈-샤프트 믹서 니더로 연속적으로 공급되고, 상기 트윈-샤프트 믹서 니더의 샤프트에는 니딩 요소가 장착되어 있고, 상기 양 샤프트의 니딩 요소는 협력 방식으로 배열되고, 상기 하우징은 하나 이상의 증기 연결부를 포함하고, 상기 진공 잔류물은 트윈-샤프트 믹서 니더와 함께 트윈-샤프트 믹서 니더의 방출 장치로 전달되는 것을 특징으로 하는 원유 정제에서 발생하는 진공 잔류물의 연속처리 방법.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 믹서 니더는 방출 스크류가 장착되는 것을 특징으로 하는 원유 정제에서 발생하는 진공 잔류물의 연속처리 방법.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 교반조 내에 존재하는 다른 기체 성분의 분압을 감소시키기 위하여 기체 상으로 전이될 수 있는 액상 제제를 첨가하는 것을 특징으로 하는 원유 정제에서 발생하는 진공 잔류물의 연속처리 방법.

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