WO1994011463A1 - Fine magnetic particle-containing stock oil supply system - Google Patents

Description

明 細 書 磁性微粒子含有原料油供給 シ ス テ ム

技 術 分 野

本発明 は 、 石油系重質原料油の水素化脱硫装置ま た は水素化分解装置な どの水素化装置 に お け る 原料油供 給 の た め の 新規 な 構成 シ ス テ ム を 提供 す る も の で あ り 、 特 に磁性鉄微粒子の混入 し た原料油 を前処理す る 供給 シ ス テ ム に 関す る 。

背 景 技 術

一般 に常圧あ る い は減圧蒸留残渣油中 に は 、 少量の 鉄あ る い は鉄化合物か ら な る 微粒子が含 ま れて い る 。 こ れ ら は原油がタ ン カ ーで産出地 よ り 運ばれ、 タ ン ク に 貯蔵 さ れ 、 輸送管 な ど を 経て 蒸留装置 に 送 ら れ る 際 、 タ ン ク 、 パ イ プラ イ ン な ら び に装置の腐食、 そ こ か ら は く り し た微粒子な ど と し て混入 し て く る も ので あ る 。 こ の よ う な蒸留残渣油特 に重質残渣油を固定床 式水素化処理 （水素化脱硫ま た は水素化分解 ） 装置の 原料油 と す る と 、 原料油中 に含ま れて い る 微粒子状の 鉄分が、 反応器の中で触媒上あ る い は触媒粒子間 に堆 積 し 、 反応機器を 閉塞 し て圧力損失を増大さ せ た り 、 あ る い は触媒粒子の活性を低下さ せ た り す る 。 反応器 の 閉塞は圧損の增加お よ び原料油の偏流を も た ら し 、 通油量の減少や 、 時 と し て運転の 中止 を余儀 な く し 、 触媒の劣化は触媒の交換を必要 と し 、 水素化処理運転 に と つ て極めて大 き な損失を招 く 。

一般 に石油精製工業 に お いて は 、 供給原料油中 に含 ま れ る 固形夾雑物を除去す る 固形物濾過器を原料供給 ラ イ ン に設置す る のが常で あ る が、 こ れは ポ ン プ等の 損傷防止用 で こ の通常型濾過器で は大粒径の固形物は 濾過分離 し得る が、 後記す る よ う な ミ ク ロ ン オ ーダの 微粒子の分離除去は で き な い 。 こ の微細物が前記鉄化 合物か ら な る 微粒子 と 考え ら れ、 こ れが水素化処理装 置運転の阻害要因 と な っ て い た。 こ の鉄微粒子を除去 す る ため、 た と え ば濾紙ゃ膜 フ イ ノレ タ ーの よ う な 目 の 細 か レ、 も の を フ イ ノレ タ ー と し て 用 レヽ た り 、 遠心分離機 の利用 な どが試み られたが、 前記 フ ィ ル タ ーで は極め て圧損が大 き い上す ぐ に 目詰 り な ど が起 り 、 実用上の 長時間使用 は不可能で あ り 、 仮 に 、 濾過部交換を行 う と し て も そ の頻度が多 く 作業上の点か ら原料油の大量 処理 に は全 く 不向 き であ り 、 又、 遠心分離機で は機能 上 に 問題があ り 実用性に乏 し か っ た。

磁性粒子の除去を 目 的 と し て は 、 最近高勾配磁気分 離器の利用 が試み ら れる よ う に な つ て き た。 こ の高勾 配磁気分離器は磁性微粒子の除去を対象 と し 、 高磁場 空間 内 に 強磁性の充塡物を置 き 、 充塡物の周囲 に高い 磁場勾配を生 じ さ せ る こ と に よ り 磁性微粒子を充塡物 に 着磁さ せて分離 し ょ う と す る も の で あ り 、 ィヒ学 ， 鉄 鋼 ， 選鉱 ， 水処理、 公害防止な ど の分野 に於て 開発利 用 が進め ら れて い る 。 石油精製工業 に お い て の利用 は 特開昭 6 2 — 5 4 7 9 0 に は じ め て試み ら れ、 磁気分 離器 に よ る 鉄微粒子の除去が可能 と わ か っ た も の の 、 商業的 に運転を可能 に す る シ ス テ ム と し て は未完成な も の で あ っ た 。

発 明 の 開 示

本発明 は石油系重質原料油の水素化分解 ま た は水素 化脱硫等の水素化装置の長期連続運転を 阻害す る 原料 油中 の鉄微粒子を分離除去す る こ と を 目 的 と し て 、 高 勾配磁気分離器を使用 す る 鉄微粒子含有原料油の処理 な ら び に付着鉄微粒子の洗浄処理 を含む前処理 シス テ ム を確立 し 、 こ れに よ つ て上記水素化処理装置の 、 よ り 長期の連続運転を可能な ら し め よ う と す る も のであ る 。

上記の課題は以下の本発明手段 に よ り 解決さ れ る 。 す な わ ち 、 磁性微粒子含有石油系重質原料油を所定の 温度 に加熱す る 加熱装置、 原料油中の粒径 2 5 μ 以上 の該微粒子を除去す る 固形物濾過器お よ び 2 5 μ 未満 の該微粒子を除去す る 高勾配磁気分離器か ら な る 前処 理部 を水素化処理装置供給 ラ イ ン に設置 し 、 水素化処 理装置の後段の分留塔塔底油を原料油加熱の熱源 と し て 利 用 す る と と も に 、 こ の分留塔塔底油を 固形物濾過 装置及び高勾配磁気分離器の洗浄液 と し て 用 い る た め

訂正された用紙 (規則 91) の洗浄 ラ イ ン を設け る こ と に よ っ て達成 さ れ る 。

前述 の 問 題 を 総合 的 に 解決 す る た め の 第一歩 と し て 、 本発明者 ら は水素化処理触媒層 の圧損上昇あ る い は 触媒 固 化発生 の原 因物質 お よ び そ の 機構 を 探 る た め 、 使用済み触媒 に付着 し 、 触媒粒子同士を 固 く 結合 さ せ て い る 触媒付着物の分析を行 っ た 。 そ の結果、 触 媒付着物の主要成分は 、 鉄、 硫黄、 炭素な ど で あ り 、 な か で も鉄分は凡そ 4 0 % を 占 め る こ と がわ か っ た 。 ま た こ れ ら の鉄分は X 線回折分析 よ り 硫化鉄で あ る こ と がわ か っ た 。 さ ら に 、 こ れ ら付着物の走査電子顕微 鏡写真か ら 、 硫化鉄を核 と し て球晶 コ 一 ク が成長 し 、 触媒表面上 に硫化鉄が堆積 し て い る こ と が明 ら か と な つ た 。 こ れ ら の結果か ら原料油中の硫化鉄が触媒表面 及び触媒粒子間 に堆積 し 、 触媒床の空隙部を減少さ せ る こ と に よ っ て圧降下が生 じ 、 さ ら に圧降下が生 じ る と 触媒床内で処理油の偏流が起 り 、 流れに く く な つ た 部分の温度が上昇 し て コ ー キ ン グ反応が促進さ れて触 媒の 固化、 劣化が起 る も の と 考 え ら れ た 。

水素化処理用原料供給 ラ イ ン に粒径 2 5 μ 以上の微 粒子 を除去可能な連続逆洗式固形物濾過器を設置 し た が 、 2 5 μ 未 満 の 微 粒 子 は こ の 濾 過 器 を 通 り 抜 け て 水素化処理.触媒層 に到達す る の で長期間の運転 と と も に 反応塔の 閉塞は 同 じ よ う に生 じ た 。 な お 、 濾過器 の 濾過粒径 を 2 5 μ 未満 に す る こ と は 濾過面 の 目 詰

U正された用紙 (ίΕ 91) り 、 急速 な 閉塞な ど の た め ほ と ん ど実用 的 な連続運転 は で き な い 。 上記濾過器通過後の原料油中の鉄微粒子 の粒径分布を測定 し た結果 に よ れば 0 . 1 μ 〜 1 未 満 ： 5 〜 5 0 %、 1 μ 〜 8 μ 未満 ： 5 〜 2 0 %、 8 〜 2 5 μ 未満 ： 3 0 〜 8 0 %であ り 、 極め て微細で あ る 。 ま た 、 そ の 鉄 含 有 量 は 該 濾 過 器 後 で 凡 そ 5 〜 5 0 p p m で あ り 、 鉄 の 化 合 物 形 態 は 分 析 に よ り F e 7 S 8 を主成分 どす る 硫化鉄で あ る こ と がわか つ た 。 そ の 磁化率 の 測定 に よ る と 凡そ 5 0 X 1 0 — ⁶〜 2 0 0 X 1 0 -⁶ e m u Z g で あ り 、 常磁性を示す こ と も わ か っ た。

発明者 ら は 、 以上の検討結果か ら 、 原料油中の鉄微 粒子の主要成分が常磁性の硫化鉄で あ り 、 磁化率が常 磁性物質の中で は比較的大 き く 、 さ ら に粒径 も 1 μ 以 上の粒子が約 9 0 % を 占 め る こ と か ら 、 こ れ ら の鉄微 粒子 は磁気分離器 に よ り 有効 に除去可能 と 考 え 、 そ の 除去方法 と 装置 に つ い て検討を行 つ た 。

本発明 で用 い る 原料油 と は石油系重質油で あ り 、 例 え ば各種石油系原油を常圧ま た は減圧蒸留 し て得 ら れ る 石油系蒸留残渣油、 こ れ ら の蒸留残渣油の脱れ き ァ ス フ ア ル 卜 油等が挙げ ら れる 。 こ れ ら の石油系重質油 に は鉄あ る い は鉄化合物か ら な る 微粒子、 硫黄、 窒素 あ る い は ァ ス フ ア ルテ ン 等の不純物を含んで い る 。

本発明 で用 い る 高勾配磁気分離器 と は 、 外部の電磁 コ イ ル に よ り 発生す る 均一な高磁場空間 内 に 強磁性の

された甩紙 (規則 充塡物を配置 し 、 充填物の周囲 に生 じ る 通常 1 〜 2 0 k ガ ウ ス c m の高い磁場勾配 に よ り 、 充塡物の表面 に 強磁性あ る い は常磁性の微粒子物質を着磁さ せて そ れ ら を分離 し 、 さ ら に着磁 し た粒子を洗浄す る よ う に 設計 さ れた磁気分離器で あ る 。

上記強磁性充塡物 と し て は 、 通常 1 〜 1 0 0 0 ^1 の 径 を も つ ス チール ウ ールあ る い は ス チールネ ヅ 卜 の よ う な強磁性細線の集合体、 エキス パ ン ド メ タ ル、 貝殻 状金属細片が用 い られる 。 こ の う ち貝殻状金属製細片 は取扱いが容易であ り 、 かつ鉄微粒子の分離性能が高 い の で好 ま し い。 貝殻状金属製細片は長径 0 . 5 〜 5 m / m 、 湾曲高さ が 0 . 3 〜 0 . 5 m Z m 、 かさ 比重 が 3 〜 4 、 磁性は強磁性の も のが好ま し い。 金属 と し て は耐食、 耐熱性、 強度に優れる ス テ ン レ ス ス チ ー ル が好 ま し レヽ 。

高勾配磁気分離器で原料油中の鉄微粒子を着磁分離 す る 工程は 、 該油を高勾配磁気分離器の磁場空間内 に 導入 し 、 磁場空間内 に置かれた強磁性充填物に鉄微粒 子 を着磁さ せて原料油か ら除去す る 。 次 に充填物に着 磁 し た鉄微粒子を洗浄除去す る 工程は 、 一定面積の充 塡物 に着磁す る 鉄微粒子の量 に は 限界があ り 、 着磁量 がー定量又は 限界量 に達 し た な ら ば着磁 し た鉄微粒子 を充塡物か ら洗浄除去す る 。 こ の洗浄除去工程は 、 磁 場 を 断 っ て鉄微粒子を脱磁さ せ、 こ れを洗浄液 に よ つ て 磁気分離器外 に排出 す る こ と に よ っ て 行われ る 。 原 料油中 に含有さ れ る 鉄微粒子の着磁分離条件な ら びに 充塡物 に付着の鉄微粒子の洗浄除去条件を以下 に述べ る 。

高勾配磁気分離器の分離条件 と し て は 、 磁場強度は 0 . 5 〜 2 0 k ガ ウ ス Z c m が好ま し く 、 さ ら に 1 〜 1 O k ガ ウ ス Z c m が好 ま し く 、 特 に 1 〜 5 k ガ ウ ス ノ c m が好 ま し い。 分離器内液線速度 （滞留時間 と 反 比例 ） は 0 . 5 〜 ： I 0 c m / s e c が好 ま し く 、 さ ら に 0 . 5 〜 5 c m / s e c が好ま し く 、 特 に l 〜 4 c m Z s e c が好 ま し い 。 分離器内液温度 は 1 5 0 ~ 3 5 0 。Cが好ま し く 、 さ ら に 1 8 0 〜 3 2 0 °Cが好ま 'し い 。

次 に 、 鉄微粒子の着磁分離操作を継続す る と 、 充塡 物 に 付着す る 鉄微粒子の量の増加 に つれて除鉄率が低 下す る 。 従 っ て除鉄率を維持す る ため に は 、 一定時間 通油 し た後、 着磁物を磁気分離器塔外へ排出 す る 洗浄 除去工程が必要 と な る 。 工業上の実際運転で は、 こ の 洗浄除去工程中、 鉄微粒子含有原料油は磁気分離器を ノ\ ' イ ノ ^ ス し て 直接水素ィヒ処理装置 に 導入 し て も よ い が、 洗浄必要時間が長い と 鉄微粒子の水素化処理装置 へ の流入量が多 く な り 、 除鉄率が低下す る こ と に な る の で 、 必要 に 応 じ 切替用 の予備分離器 を 設 け て も よ レヽ „ 洗浄除去 に お いて は 、 本発明 に お いて は水素化処理 装置の後段の分留塔の塔底油を洗浄液 と し て利用 す る こ と が で き る 。 こ の 塔 底 油 の 温 度 は 通 常 3 0 0 〜 3 5 0 °C と 高いの で本発明前処理 シ ス テ ム の固形物濾 過器 な ら びに高勾配磁気分離器の操作最適温度 ま で原 料油 を加熱す る 熱源 と し て利用 で き る 。

洗浄除去工程は 、 充填物周囲の磁場を消失 （磁気分 離器用電磁 コ イ ルの通電を止め る ） さ せ、 上記塔底油 を分離器塔底か ら導入 し 、 磁気を失 っ て充塡物 に単 に 付着 し て い る 鉄微粒子を流 し去る 操作であ る 。 洗浄条 件 と し て は 、 洗浄液線速度が 1 〜 1 O c m s e c の 流速 に お いて 、 洗浄速度が極めて大 き い こ と がわか つ た 。 好ま し く は 2 〜 6 c m s e c であ る 。 磁気分離 器の洗浄時間 を短縮す る こ と に よ り 複数又は規模の大 き な高勾配磁気分離器を使用 す る こ と な く 、 小型の高 勾配磁気分離器 と そ の原料油バイ パス ラ イ ン 、 洗浄油 ラ イ ン を 設 け て そ れぞれ着磁運転 と 洗浄運転 を 切替 え 、 こ の切替操作を繰返す こ と に よ っ て連続操作が可 能 に な っ た 。

図面の簡単な説明

図 1 は 、 本発明 に よ る 原料油前処理 シ ス テ ム と 水素 化処理部を含む全体像を説明す る プロ ッ ク ダイ ア グ ラ ム で あ る 。

図 2 は 、 本発明 に使用 す る 高勾配磁気分離器を説明 す る 模式簡略図で あ る 。

図 3 は 、 本発明 の高勾配磁気分離器を 中心 と す る 操 作法 を説明 す る フ ロ ーダイ ア グ ラ ム で あ る 。

発明 を実施す る た め の最良の形態

以下 に 図 を参照 し な が ら本発明 を さ ら に説明 す る 。 図 1 は本発明 の水素化処理用原料油の前処理 シ ス テ ム と 水素化処理部の全体像を示す プロ ツ ク ダイ ア グラ ム で あ る 。 図中鎖線を距て て A側は前処理工程部、 B 側 は水素化処理工程部を示 し 、 実線は原料油 ラ イ ン 、 点線 は洗浄油ラ イ ン を示す 。 鉄夾雑物含有原料油は ラ イ ン 6 よ り 加熱器 1 を通 っ て加熱さ れ、 固形物濾過器 2 、 高勾配磁気分離器 3 を経て 固形夾雑物及び鉄微粒 子が除去さ れて水素化処理部 4 に供給さ れ る 。 水素化 処理部の後段の分留塔 1 9 の高温塔底油 （通常 3 0 0 〜 3 5 0 。C ) は ラ イ ン 1 1 よ り 加熱器 1 に供給さ れ、 熱交換 に よ っ て 固形物濾過器 2 、 磁気分離器 3 が操作 適温 に な る よ う に原料油を加熱す る 。 必要 に よ り 、 加 熱器 1 の 後 の ラ イ ン 7 に 加熱器又 は 冷却器 （ 図示せ ず ） を 設 け て 、 原料油 の 温度 を 制御 す る こ と も で き る 。 こ の高温塔底油は さ ら に ス チーム発生な ど に熱利 用 さ れた後、 濾過器 2 お よ び磁気分離器 3 に お いて濾 過お よ び分離さ れて 蓄積 し た固形夾雑物及び鉄微粒子 の 洗浄液 ど し て 用 い ら れ る 。 固形物濾過器 2 は粒径 2 5 μ 以上の 固形物を容易 に分離で き る も の が好 ま し い 。 固形物濾過器の タ イ プ に も よ る が、 本発明前処理 シ ス テ ム に お いて好適 に使用 さ れ る も の と し て は連続 的 に 逆洗浄で き る も のが好 ま し い 。 例 え ば リ ア ク 卜 ガ ー ド Π (商品名 ： R o n n i n g e n - P e t t e r 社 ） が挙げ ら れる 。 リ ア ク 卜 ガー ド I Iは 、 多数の濾過 エ レ メ ン 卜 の う ち の いずれか 1 本が常 に洗浄液 に よ り 逆洗浄さ れ得 る 。 従っ て濾過器 2 に ラ イ ン 1 3 よ り 供 給 さ れる 洗浄油 と し て の水素化装置塔底油の量は少量 で あ り 、 大部分の塔底油は ラ イ ン 1 5 よ り 磁気分離器 3 の 洗浄液 と し て 使用 さ れ る 。 必要 に よ り 、 ラ イ ン 1 3 お よ び 1 5 に加熱器あ る い は冷却器 （ 図示せず ） を設 け て 、 洗浄液の温度を制御 し て も よ い。

本発明 に使用 す る リ ア ク 卜 ガー ド I Iの濾過エ レ メ ン 卜 は 、 ス テ ン レ ス製の焼結面を用 い た フ ィ ゾレ タ ーで、 く り 返 し逆洗 に耐え る よ う に な つ て お り 、 2 本で 1 組 を な し 7 組の 1 4 本で 1 セ ヅ 卜 を な し 、 こ れが 4 セ ッ 卜 設置さ れ、 常時 4 セ ッ ト 、 2 8 組 5 6 本のエ レ メ ン 卜 が濾過 に 用 い られる が、 濾過エ レ メ ン ト の入口 と 出 口 の圧力差が常 に検出 さ れて お り 、 所定の圧力差 （ 1 〜 2 k g Z c m ² ) 範囲 に入 る と 逆洗浄用 の プロ グラ ム がス タ ー 卜 し て最初の 1 組のエ レ メ ン 卜 は濾過をや め 、 逆洗浄へ 自動的 に切替わ る 。 逆洗浄が終 る と 次の 組 のエ レ メ ン ト が逆洗浄 に な り 、 こ う し て次 々 に逆洗 浄 さ れ る 。 約 1 分間で 4 エ レ メ ン ト 2 8 組が逆洗浄さ れ る 。 逆洗浄時は 、 前記塔底油が出 口側か ら送 り 込 ま れ、 濾面の 内側か ら外側へ通 っ て付着物を洗浄す る 。 濾過器 2 で洗浄を終え た塔底油は ラ イ ン 1 4 か ら排出 さ れ、 磁気分離器洗浄液 と 合流 し て ラ イ ン 1 8 を経て 製品塔底油 タ ン ク 5 に貯蔵さ れ る 。 こ の よ う に洗浄液 量が少な く て済み、 洗浄速度の大 き な濾過器、 リ ア ク 卜 ガー ド I Iを磁気分離器の前 に適用 す る こ と に よ り 、 本発明 シ ス テ ム の効果が高 ま る こ と と な っ た 。

高勾配磁気分離器 3 の分離部は縦型充塡塔を な し 、 こ こ に 貝殻状の径 0 . 5 〜 4 m m の強磁性充塡物が 充塡 さ れて い る 。 図 2 は本発明 に使用 す る 高勾配磁気 分離塔の模式簡略図で あ る 。 充塡物が充塡さ れて い る 充琅層 2 0 は、 塔外部の電磁 コ イ ル 2 1 に よ り 発生す る 磁力線 に よ り 磁化さ れて高勾配の磁気分離部を形成 す る 。 操作適温 に加熱さ れ た原料油は所定の流速、 好 ま し く は 1 〜 4 c m / s e c で こ の分離部を下方か ら 上方へ通過 し 、 こ の 間 に 固形物濾過器 2 で取 り 切れな か つ た 2 5 μ 未満の鉄微粒子が充填物表面 に着磁 し て 除かれ る 。

図 1 中 の ラ イ ン 1 0 お よ びラ イ ン 1 7 は 、 磁気分離 器 3 の原料油バイ ノ ス ラ イ ン と 洗浄油ノ\ ' イ ノ ス ラ イ ン で あ り 、 原料油が磁気分離器 3 を通過中 は 、 洗浄液は ラ イ ン 1 7 を通 っ て バイ パ ス し 、 洗浄液が磁気分離器 を洗浄中 は 、 原料油は ラ イ ン 1 0 を通 っ て 直接水素化

訂正された用紙 (規則 91) 処理装置 に供給さ れ る 。

こ の よ う に し て 除鉄運転、 洗浄運転の切替、 繰返 し 連続運転が可能 と な る 。

図 1 のブロ ッ ク ダイ ア グラ ム に 明 ら かな よ う に 、 本 発明 は水素化分解又は脱硫装置の長期運転を 阻害す る 固形夾雑物や鉄微粒子を分離除去す る ための原料油前 処理 シ ス テ ム に お い て 、 前述 し た磁気分離器 と 固形物 濾過器の組合せ、 お よ び水素化処理塔底油の循環 に よ る 熱利 用 と こ れ ら 機器 の洗浄液 と し て の利用 に よ つ て 、 原料油中の夾雑物や鉄微粒子を連続的、 経済的 に 除去 し 、 後続の触媒反応器の汚染又は圧損の発生な ど の運転阻害因子を排除す る シ ス テ ム であ る と 云え る 。

図 3 は本発明の原料油前処理 シ ス テ ム 、 特に高勾配 磁気分離器 3 を中心 と す る 除鉄運転 （操作） お よ び洗 浄運転 （操作） 方法を説明 す る フ ロ ー ダイ ア グ ラ ム で あ る 。 図 に お いて実線は原料油ラ イ ン 、 点線は洗浄油 ラ イ ン を示す。 除鉄運転 と 洗浄運転の切替は タ イ マー に よ り 自 動的 に行われ、 除鉄時間、 洗浄時間 を設定 し て こ れを反復繰返す 。 原料油 ラ イ ン上の 自 動開閉バル ブ a . b お よ び c と 洗浄油 ラ イ ン上の 自 動開閉バルブ d . e お よ び ： f と タ イ マー に よ る 液流路の 自 動切替及 び電磁 コ ィ ノレ 2 1 の O N , O F F の 関係は次の と お り で あ る （ マニ ュ ア ル切替え も可能） 。 バルブの 閧閉 電磁 コ ィ—ルの 0 N , 0 F F 除鉄運転 閧 ： b ， c , d 〇 N

閉 ： a , e , f

洗浄運転 a , e , f O F F

閉 ： b , c , d

す なわ ち 、 除鉄運転時は原料油は ラ イ ン 8 か ら磁気 分離器 3 を通 り 、 ラ イ ン 1 1 を経て水素化処理装置に 供給 さ れ、 一方洗浄油は ラ イ ン 1 5 及び 1 7 を経て塔 底油製品 タ ン ク 5 に導入さ れて い る 。 洗浄運転時は 、 洗浄油は ラ イ ン 1 5 よ り 磁気分離器 3 を通 っ て ラ イ ン 1 6 , 1 8 を経て製品タ ン ク に導かれ、 こ の間原料油 は バイ ノ ス ラ イ ン 1 0 を使用 し て水素化処理装置へ直 接供系口 れる

勾配磁気分離器の充塡層 2 0 を通過上昇す る 原料 油 ま た は洗浄液の線速度は前記の よ う に夫 々 所定の流 速範囲 と さ れ る が、 特 に洗浄液につ いて は 、 水素化処 理装置の運転条件変化に よ る 塔底油の粘度変化に対応 す る 液線速度を確保す る ため 、 予め組ま れた プロ グラ ム を有す る 自動流量調節部を洗浄液導入 ラ イ ン に設置 し 、 分離器 に 導入 さ れ る 洗浄油 の温度 と 粘度 を 測定 し 、 ラ イ ン 1 5 上の 自 動 コ ン 卜 口一ル ノ、 'ルブ A C に指 示が与え ら れて所定の液流入量が調節さ れ る 。

図 1 〜 3 に 示さ れ る 本発明 の前処理 シ ス テ ム と 操作 方法 に よ り 、 固形物濾過器 2 で除去さ れな か っ た 2 5 μ 未満の鉄微粒子 5 ~ 5 0 p p m を含有す る 原料油を 処理 し て 、 水素化処理装置 に供給 さ れ る 原料油中 の鉄 微粒子含有量を減少さ せ る こ と がで き る 。

以下 に実施例 に よ り さ ら に本発明 を説明 す る 。

実 施 例

処理能力 1 2 , 5 0 0 バー レ ル / 曰 の蒸留残渣油脱 硫装置の原料油供給 ラ イ ン に本発明 の シ ス テ ム装置を 設置 し た 。 原料油中の固形夾雑物お よ び鉄微粒子の粒 径分布及び含有量は以下の と お り で あ つ た 。

夾雑物 鉄微粒子

(夾雑物濾過後の も の ） 粒径分布 25〜 100 μ 0. 1 μ 〜 25 μ 未満 含有量 t. p. p. m) 100~ 200 40 〜 50

原料油は先ず、 水素化処理装置後段の分留塔か ら送 ら れて く る 3 0 0 での高温塔底油 と 熱交換器 に よ っ て 2 8 0 °C に加熱さ れ、 次 に総濾過面積 1 8 . 4 m ² の 固形物濾過器で 2 5 μ 以上の固形夾雑物がス リ ッ 卜 状 ス テ ン レ ス製焼結濾面か ら な る 多数の濾過エ レ メ ン 卜 で濾過さ れ る 。 本濾過器で は 、 2 8 組の濾過エ レ メ ン 卜 の入口 と 出 口 の圧力差が 1 〜 2 k g / c m ² に達す る と 、 逆洗浄用 の プロ グ ラ ム がス タ ー 卜 し 、 1 組のェ レ メ ン 卜 は濾過をや め逆洗浄へ 自 動的 に切替 る 。 そ し て 、 次 々 に各エ レ メ ン ト が順 に逆洗浄さ れ る 。 洗浄液 に 使用 さ れ る の は原料油の加熱 に 用 い た前記の分留塔

Hiされた用紙 (規則 91) か ら の塔底油で 、 濾過面の 限界差圧を検出 し た制御部 は 自 動的 に原料油を遮断 し 、 上記塔底油を 出 口側か ら 送 り 込み、 濾面の内側か ら外側へ通 し て洗浄す る。 洗 浄後 は水素化脱硫工程の製品塔底油 タ ン ク に導入さ れ る 。 次の高勾配磁気分離器で は 、 消費電力 7 0 . 5 k W、 3 k ガ ウ ス の磁力線を発生 し 、 こ れ に よ り 分離部 に 充塡 し て あ る 径 0 . 5〜 4 m m のス テ ン レ ス製貝 殻状の強磁性細片が磁化さ れ、 高勾配の磁気分離部を 形成 し て い る

の磁気分 塔 に原料油 と 洗浄油を塔底 よ り ァ ッ プ フ ϋ一で交互に 流 し 除鉄運転 と 洗浄運転を繰返 し連続 運転を行つ た 洗浄油は前記の分留塔塔底油を使用 し 、 洗浄後は製 □

□ Π塔底油 タ ン ク に戻 し た。 運転条件は以 下の如 く であ た。

( a ) 除鉄運

原料油線 度 ： ύ cm/ sec

除鉄時間 2 時間

( b ) 洗浄運

洗浄油量 最大 12 , 000バー レ ルノ 曰

最小 6 , 500バー レ ル Z曰 洗浄油線 度 ： 1. 5~ ό cm/ sec

洗浄時間 10分間

除鉄運転 と 洗浄運転の切替え は 、 タ イ マ一 と 自 動閧 閉 バ ルブの組合せ に よ る 液流路の 自 動切替え お よ び分 離器電磁 コ ィ ノレの 自 動 0 Ν , O F F で行 つ た 洗浄液 量 は水素化脱硫装置の運転条件の変動 に よ り 最大 1 / 2 程度 に減少 し た 。 洗浄油の分離器塔内 速度は 、 洗 約

浄油導入 ラ イ ン上の 自動流量調節部で常 に所定流速 に な る よ 調節 さ れて い る が、 液量の減少が甚だ し い時 は 、 充填層 を分割 し て そ の 片側を使用 し た 。 こ の よ う な新規な前処理 シ ス テ ム で原料油を処理 し た結果 脱硫反応器の触媒層の汚染度を示す一つ の指 標で あ る 入口 と 出 口 の圧力差は本発明 を使用 し な い と き は 、 例 え ば運転開始後 6 力 月 で制限値 6 . 0 k g / c m ² に な っ て反応塔の運転限界に達 し 、 以後は原料 油の処 量を減 ら す な どの運転を し て い たが、 本発明 の採用 に よ り 1 年間以上通常の条件で運転を継 τΕ "¾ る 事が可 ■台ヒ

目匕に な つ た 業上の利用可能性 以上 明 し た よ う に 、 本発明 の原料油前処理 シ ス テ ム と そ の処理方法 に よ り 、 従来除去で き なか っ た原料 油中 の微細な鉄粒子が除去可能 と な り 、 水素化脱硫装 置触媒 の閉塞、 劣化を緩和 し て従来の連続運転可能 時間 を 2 倍以上 に延長す る こ と がで き た 。

Claims

求 の 範 囲

1 . 磁性微粒子含有石油系重質原料油 を あ ら か じ め 所定の温度 に加熱す る 加熱器、 そ の固形物濾過器お よ び高勾配磁気分離器 よ り な る 前処理部を水素化処理装 置の原料油供給 ラ主冃イ ン に設置す る こ と を特徴 と す る 磁 性微粒子含有原料油供給 シ ス テ ム 。

2 . 原料油の加熱に 用 い る 高温油を 固形物濾過器及 び高勾配磁気分離器の洗浄液 と し て用 い る た め の洗浄 ラ イ ン を 有 す る 請求 の範囲第 1 項記載 の 供給 シ ス テ ム 。

3 . 洗浄液 と し て水素化処理装置の後段の分留塔塔 底 液 を 用 い る 請 求 の 範 囲 第 2 項 記 載 の 供 給 シ ス テ ム 。

4 . 固形物濾過器で 2 5 ミ ク ロ ン以上の固形物を除 去す る 請求の範囲第 1 項記載の供給 シ ス テ ム 。

5 . 高勾配磁気分離器 に充填さ れる 強磁性充塡物が 貝殻状金属細片で あ る 請求の範囲第 1 項記載の供給 シ ス テ ム 。