WO2024070163A1 - バイオオイル利用システム - Google Patents

Abstract

既設の製油所設備を利用しながら、バイオオイルの性状及び需給バランスを考慮することなく、容易に有効活用できる、常圧蒸留装置及びバイオオイル供給機構と、ガス回収装置、水素化精製装置、ナフサ分留装置、接触分解装置及び減圧蒸留装置から選ばれる少なくとも一種の装置と、を備え、前記バイオオイル供給機構が、バイオマス由来であって、水素化脱酸素処理されたバイオオイルを、原油を含む原料油とともに前記常圧蒸留装置に供給する、バイオオイル利用システムを提供する。

Description

バイオオイル利用システム

　本開示の技術は、バイオオイル利用システムに関する。

　近年、化石燃料に替わる再生可能エネルギーの利用促進が提唱されるようになっている。再生可能エネルギーとしては，自然エネルギー（太陽光、風力、地熱等）の利用のほか、動植物資源を含む生物由来の資源（いわゆる、バイオマス）の利用も検討されており、これらの実用化に向けた技術開発が近年盛んに行なわれている。バイオマスの利用は、化石燃料の使用による二酸化炭素総量の増加を抑制し得るものであり、カーボンニュートラルの観点からも有益である。

　例えば、動植物油脂を水素化改質して軽油組成物を得る技術が注目されている。そのような技術として、動植物油脂等と含硫黄炭化水素化合物とを含む原料を硫化物触媒と接触して得られた留分を、更に結晶性モレキュラシーブを含有する担体に担持された金属触媒を用いて水素化したものを軽油として利用する技術が知られている（例えば、特許文献１等）。また、例えば特許文献２には、バイオグリースを、熱分解、減圧蒸留、接触分解脱酸素反応、水素化精製により前処理した後、常圧蒸留に供給し、燃料油（具体的には、ガソリン留分及びディーゼル（軽油）留分）を製造する方法が開示されている。

特開２００９－１６１６６９号公報 米国特許出願公開第２０２１／３５５３９３号明細書

　特許文献１及び２に記載される技術は、いずれも動植物油脂、バイオグリースといったバイオマスを精製し、精製して得られたバイオオイルを利用しようとするものである。そのため、これらのバイオマスの精製に対して、独立した精製設備を設ける必要が生じる。すなわち、特許文献１及び２に記載される技術は、製油所設備に併設し、既存の製油所設備が有する各種装置を有効活用するという視点に欠けている。
　また、バイオオイルは沸点範囲が広く、単なる蒸留を行っただけでは品質の観点から軽油、燃料油等に用いるには限界があり、バイオオイルの有効活用の点で十分とはいえない。他方、軽油、燃料油等に制限なく使用しようとした場合は、様々な精製を行う必要が生じるため、設備費用だけでなく、精製にかかる費用がかさむこととなる。このような観点から、既存の製油所設備が有する各種装置を有効活用するという視点は重要である。

　ところで、特許文献１等のいわゆるバイオディーゼル燃料油のように原油由来の成分の代替としてバイオマス由来のバイオオイルを用いる場合、燃料油の各種用途における需要の増減、またバイオオイルと併用する各種留分とのバランスにより、バイオオイルの需要量に変動が生じることがある。他方、バイオオイルについても、その原料となる動植物資源を含む生物由来の資源（バイオマス）が一定量で供給されない場合があり、需給のバランスをとるという煩雑な作業を伴う場合がある。これは、例えばバイオオイルを、バイオディーゼル燃料油以外の用途、例えば船舶、航空機用等の燃料油組成物の一部として利用する場合も同様である。

　また、特許文献２の技術の場合も、バイオグリースを所定の前処理を施した後、常圧蒸留を行い、得られた留分を燃料油（ガソリン留分、ディーゼル留分）として利用する技術となるため、特許文献１と同様に需給バランスをとることが必要となる。

　このように、供給源と用途とが決まってしまうと、需給バランスを厳密にとる必要が生じてしまい、その作業は甚だ煩雑である。また需給のバランスがとれないと、例えばバイオマス由来のバイオオイルが供給過多となるとバイオオイルの貯蔵タンクが必要になる、他方用途の需要量が過多となるとバイオオイルで代替すべき原油由来の留分の量を調整する必要が生じるなど、その影響は製油所全体に波及するおそれがある。

　また、バイオオイルは動植物資源を含む生物由来の資源（バイオマス）を原料とするため、その性状が一定とならない場合がある。そのため、バイオオイルの用途が決まってしまうと、当該用途において要求される性状を確保するため、例えば他の原油由来の留分と併用する場合は、当該他の原油由来の留分の量を調整して要求性状を確保するといった、全体のバランスを見直す必要が生じる場合がある。しかし、そのような見直しは容易ではない。

　本開示の技術は、このような実情に鑑みてなされたものであり、既設の製油所設備を利用しながら、バイオオイルの性状及び需給バランスを考慮することなく、容易に有効活用できるバイオオイルの利用システムを提供することを目的とする。

　本開示の技術は、上記課題を解決するため、以下のバイオオイルの利用システムを提供する。
１．常圧蒸留装置及びバイオオイル供給機構と、ガス回収装置、水素化精製装置、ナフサ分留装置、流動接触分解装置及び減圧蒸留装置から選ばれる少なくとも一種の装置と、を備え、
　前記バイオオイル供給機構が、バイオマス由来であって、水素化脱酸素処理されたバイオオイルを、原油を含む原料油とともに前記常圧蒸留装置に供給する、バイオオイル利用システム。
２．前記原料油が、さらに廃プラスチック分解油及び油脂から選ばれる少なくとも一種を含む上記１に記載のバイオオイル利用システム。
３．さらに、前記バイオオイルの脱水処理装置を備える上記１又は２に記載のバイオオイル利用システム。
４．前記水素化脱酸素されたバイオオイルが、酸素含有量が１０質量％以下であり、塩素含有量が１０質量ｐｐｍ以下であり、酸価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である、上記１～３のいずれか１に記載のバイオオイル利用システム。
５．前記バイオマスが、草本系バイオマス、木質系バイオマス、微生物由来バイオマス、藻類系バイオマス及び有機性廃棄物系バイオマスから選ばれる少なくとも一種である上記１～４のいずれか１に記載のバイオオイル利用システム。
６．前記バイオマスが、非可食バイオマスである上記１～５のいずれか１に記載のバイオオイル利用システム。

　本開示の技術によれば、既設の製油所設備を利用しながら、バイオオイルの性状及び需給バランスを考慮することなく、容易に有効活用できるバイオオイルの利用システムを提供することができる。

本実施形態のバイオオイル利用システムの好ましい一形態を示すフロー図である。 本実施形態のバイオオイル利用システムにおけるバイオオイル供給機構の好ましい形態を示すフロー図である。 本実施形態のバイオオイル利用システムで用いられるバイオオイルの水素化脱酸素処理を行う水素化脱酸素処理設備の好ましい一形態を示すフロー図である。

　以下、本開示の技術の実施形態（以下、「本実施形態」と称することがある。）について説明する。なお、本明細書において、「以上」、「以下」、「～」の数値範囲に係る上限及び下限の数値は任意に組合せできる数値であり、また実施例の数値を上限及び下限の数値として用いることもできる。

〔バイオオイル利用システム〕
　本実施形態のバイオオイル利用システムの概要について、図１～３を用いて説明する。図１は本実施形態のバイオオイル利用システムの好ましい一形態を示すフロー図、図２はバイオオイル供給機構の好ましい形態を示すフロー図、図３はバイオオイルの水素化脱酸素処理を行う設備の好ましい一形態を示すフロー図である。

　図１に示されるバイオオイル利用システムは、常圧蒸留装置２１及びバイオオイル供給機構１と、を備え、バイオオイルを原料油とともに常圧蒸留装置２１に供給するシステムが示されている。
　常圧蒸留装置２１に供給されるバイオオイルは、水素化脱酸素処理されたものである。バイオオイルは、常圧蒸留装置２１に供給される際に水素化脱酸素処理がされていればよいので、バイオオイル供給機構１への供給前に水素化脱酸素処理されていてもよいし、バイオオイル供給機構１と常圧蒸留装置２１との間で水素化脱酸素処理されていてもよい。すなわち、図１及び２に示されるように、バイオオイル供給機構１には、バイオオイル（水素化脱酸素処理されていないバイオオイル）、又は水素化脱酸素処理されたバイオオイルが供給される。

　また、図１に示されるバイオオイル利用システムにおいて、原料油及び水素化脱酸素処理されたバイオオイルは、常圧蒸留装置２１に供給され、次いでナフサ、灯油、軽油の各種留分に分留され、これらの留分は、さらにガス回収装置２２、ナフサ分留装置２３、水素化精製装置２４等の精製設備において処理されることが示されている。また、塔底から留出される重油留分は、減圧蒸留装置２５において更に蒸留され、水素化精製装置２４、さらには流動接触分解装置２６等に供給され、直接脱硫又は間接脱硫により脱硫されることが示されている。

　本実施形態のバイオオイル利用システムが備える、蒸留常圧装置、さらに常圧装置により留出される各種留分が供給されるガス回収装置、水素化精製装置、ナフサ分留装置、流動接触分解装置及び減圧蒸留装置として、既設の製油所設備に備えられる各装置を利用することができる。既設の製油所設備が有する各装置を有効活用することで、設備費用だけでなく、精製にかかる費用の低減が可能となる。

　また、水素化脱酸素処理されたバイオオイルを常圧蒸留装置に供給することにより、水素化脱酸素処理されたバイオオイルは常圧蒸留装置で各種留分に分留されることとなる。すなわち、水素化脱酸素処理されたバイオオイルの常圧蒸留により留出される各種留分は、当該各種留分に対応する原料油の常圧蒸留により留出される各種留分に分配され、各種留分は用途に応じて用いられることとなる。そのため、バイオオイルを受け入れる際に、供給源と用途とが決まってしまうことによる需給のバランスを考慮することなく、バイオオイルを過不足なく有効活用することが可能となる。また、水素化脱酸素処理されたバイオオイルに含まれる各種留分が、当該各種留分に対応する原料油の常圧蒸留により留出される各種留分に分配されるだけであるため、バイオオイルの性状を考慮する必要もない。
　かくして、本実施形態のバイオオイル利用システムは、既設の製油所設備を利用しながら、バイオオイルの性状及び需給バランスを考慮することなく、容易に有効活用できるシステムとなる。

（バイオオイル）
　本実施形態のバイオオイル利用システムにおいて用いられるバイオオイルは、水素化脱酸素処理されたものである。そして、非化石資源から作られる液体状成分で、主にバイオマスを由来とし、好ましくは次の２つに区分される。
（ｉ）植物油(パーム油、大豆油等)、廃食油、獣脂、藻類から抽出した油脂、カシューナッツ殻油（ＣＮＳＬ）等の、常温又は若干加温した状態で液体である含酸素化合物
（ｉｉ）固体のバイオマス（草本、木質、農業残渣、発酵残渣、藻体等）を、熱分解及び溶媒熱液化等の処理によって、常温で液体の状態にした含酸素化合物

　ここで、熱分解とは、固体のバイオマスを、加熱（例えば、２９０～６００℃）し、分解することで液化させることを意味する。また、溶媒熱液化とは、固体のバイオマスを、溶媒とともに加熱（例えば、２５０～４５０℃）し、分解することで液化させることを意味する。
　固体バイオマスは乾燥してもよいし、粉砕してもよい。熱分解には適切な熱媒を使用してもよい。熱分解にはマイクロ波等の電磁波を用いてもよい。熱分解には分解を促進させるために触媒を加えてもよいし、若干の水素を加えてもよい。溶媒熱液化の溶媒には有機溶媒を用いてもよいし、水を用いてもよいし、イオン液体等を用いてもよい。溶媒熱液化は亜臨界状態としてもよいし超臨界状態で実施してもよい。溶媒熱液化には分解を促進させるために触媒を加えてもよいし、若干の水素を加えてもよい。

　バイオオイルの原料となるバイオマスとしては、化石燃料を除く、動植物に由来する有機物である資源のことを意味し、例えば草本系バイオマス、木質系バイオマス、微生物由来バイオマス、藻類系バイオマス、有機性廃棄物系バイオマス等が代表的に好ましく挙げられる。本実施形態のシステムにおいては、これらのバイオマスのうち、単独のバイオマスに由来するバイオオイルを用いてもよいし、複数種を組み合わせたバイオマスに由来するバイオオイルを用いてもよい。

　草本系バイオマスとしては、パームヤシの樹幹及び空房、パームヤシ果実の繊維及び種子、バガス（さとうきび及び高バイオマス量さとうきびの搾り滓）、ケーントップ（さとうきびのトップ及びリーフ）、エナジーケーン、稲わら、麦わら、トウモロコシの茎葉及び残渣等（コーンストーバー、コーンコブ、コーンハル）、ヤトロファ種の皮及び殻、カシュー殻、スイッチグラス、エリアンサス、高バイオマス収量作物、エネルギー作物、並びにエナジーケーン等が代表的に好ましく挙げられる。
　木質系バイオマスとしては、例えばスギ、ヒノキ、ヒバ、サクラ、ユーカリ、ブナ、タケ等の針葉樹、広葉樹が代表的に好ましく挙げられる。

　微生物由来バイオマスとしては、例えば下水処理場の混合汚泥、食品加工工場などの排水処理汚泥、ビール工場のビール酵母滓、焼酎滓等が代表的に好ましく挙げられる。
　藻類系バイオマスとしては、緑藻類、黄色鞭毛藻類、珪藻類、渦鞭毛藻類、単細胞真核藻類、淡水性単細胞緑藻類（クロレラ）及びシアノバクテリア類に分類されるもの等の微細藻類等が代表的に好ましく挙げられる。
　また、有機性廃棄物系バイオマスとしては、食品廃棄物（厨芥）、動植物性残渣（食品加工残渣）等の食品系バイオマス；紙ごみ、紙くず等の紙系バイオマス等が代表的に好ましく挙げられる。

　油脂としては、例えばアブラヤシ、大豆、菜種、トウモロコシ、コメ等の植物に含まれる脂質を抽出し、精製して得られる脂肪酸とグリセリンとのエステルのような植物油脂、ラード等の獣脂等の動物油脂のような、常温で液体である脂肪油、１００℃程度以下の加温により液体となる固体脂肪等を用いることができる。また、油脂として、水素化処理して不飽和脂肪酸分を低減させた水素化油脂を用いることもできる。

　バイオオイルの原料となるバイオマスとしては、可食性バイオマス、非可食性バイオマスのいずれであってもよいが、草本系バイオマスのうち非可食性（例えば樹幹、趣旨、茎葉等）のもの、また木質系バイオマスに代表される非可食性バイオマスを用いることが好ましい。食品としての利用ができないため、バイオマスの有効活用ができるからである。

（水素化脱酸素処理）
　本実施形態のシステムで用いられるバイオオイルは、水素化脱酸素処理されたものである。バイオオイルは、上記バイオマス由来であることから、一般的な性状として、原油等の原料油と比べて酸素含有量が多いという性状を有する。酸素含有量が多いまま用いると、すなわち水素化脱酸素処理されたものを用いないと、例えば既設の原油の常圧蒸留に用いられる常圧蒸留装置を用いる場合に、常圧蒸留装置及びその下流の各種装置の腐食原因、汚染原因となる。そのため、本実施形態のシステムにおいては、水素化脱酸素処理されたバイオオイルが用いられる。

　水素化脱酸素処理は、バイオオイルに含まれる酸素を除去できる処理であれば特に制限なく採用することができる。水素化脱酸素処理を行うための装置としては、例えば、図３に示されるバイオオイルの水素化脱酸素処理を行う設備が代表的に好ましく挙げられる。

　図３に示される水素化脱酸素処理設備は、バイオオイルと、水素化脱酸素のために用いられる水素と、を加熱する加熱炉、及び加熱炉により加熱されたバイオオイル及び水素を含む流体を水素化脱酸素反応させる反応塔を備えている。反応塔における水素化脱酸素反応後のバイオオイルは、当該反応により副生する水分を含んでいる。水分を含む水素化脱酸素処理されたバイオオイルは、フィード／エフルエント熱交換器において当該反応塔に供給するバイオオイルの加熱に用いられた後、高圧分離器において水素リッチガスと水分と水素化脱酸素処理されたバイオオイルとに分離され、分離された水素化脱酸素処理されたバイオオイルは低圧分離器において含有ガスを揮発させてから、バイオオイル供給機構に供給される。
　また、水素リッチガスは、吸着塔において硫化水素が除去された後、リサイクル水素として、水素化脱酸素反応に用いられる。

　バイオオイルの水素化脱酸素反応に用いられる反応塔には、ＮｉＭｏ、ＣｏＭｏ、ＮｉＣｏＭｏ、ＮｉＭｏＷ、ＮｉＭｏＳ、ＣｏＭｏＳ等のニッケル、コバルト、モリブデン、タングステン、硫黄等の活性金属種から選ばれる少なくとも一種の活性金属種が、アルミナ、シリカ等の担体に担持された触媒が充填されており、これらの触媒により水素化脱酸素反応が進行する。

　反応塔における反応の諸条件としては、反応温度としては、通常３００℃以上、好ましくは３２０℃以上、より好ましくは３４０℃以上であり、上限としては通常４００℃以下、好ましくは３８０℃以下、より好ましくは３６０℃以下である。すなわち、バイオオイル及び水素を含む流体は、加熱炉にて上記温度に昇温される。

　水素供給量としては、水素とバイオオイルとの比率（Ｎｍ３／ｋＬ）として、好ましくは１００以上、より好ましくは５００以上、更に好ましくは８００以上、より更に好ましくは１２５０以上であり、上限として好ましくは２０００以下、より好ましくは１７５０以下である。
　また、水素分圧として通常４．０ＭＰａ以上、好ましくは５．０ＭＰａ以上、より好ましくは６．０ＭＰａ以上、更に好ましくは７．５ＭＰａ以上であり、上限としては通常９．０ＭＰａ以下、好ましくは８．５ＭＰａ以下である。

　水素化脱酸素処理を行う水素化脱酸素処理設備の設置箇所は、バイオオイルを常圧蒸留装置に供給するまでに水素化脱酸素処理がされていれば特に制限はなく、例えば図３に示されるように、後述するバイオオイル供給機構１の上流に、すなわちバイオオイル供給機構１に供給する前に、設けられていてもよいし、後述するように、バイオオイル供給機構１の中に設けられていてもよい。

（脱水処理装置）
　また、バイオオイルは一般的な性状として、水分含有量が原油等の原料油と比べて高いという性状を有する。また、バイオオイルの原料となるバイオマスの種類によっては、塩素濃度が高い場合がある。そのため、後述する原油と同様に、常圧蒸留装置及びその下流の各種装置の腐食、汚染による閉塞等の要因となり得る。腐食及び汚染による閉塞の低減を考慮すると、本実施形態のシステムで用いられるバイオオイルは脱水処理されたものを用いることが好ましい。すなわち、本実施形態のシステムは、バイオオイルの脱水処理装置を備えることが好ましい。

　バイオオイルの脱水処理の方法としては、水分を除去できる方法であれば特に制限なく採用することができ、またバイオオイルが原油と同様に塩分を含み、これを除去することも考慮すると、原油で通常行われる脱塩処理を採用することが好ましい。バイオオイルの塩分濃度が低い場合でも、脱塩処理により水分の除去が可能であるため、塩分濃度の多少によらず、脱塩処理を行うことが好ましい。脱塩処理の方法については、原油の脱塩処理にて後述する。また、バイオオイルには通常無機塩及び有機塩素化合物が含まれているが、脱水処理（脱塩処理）により、水分とともに、主に無機塩素化合物が除去される。脱水処理は、水素化脱酸素処理を行う前のバイオオイルに対して行うことが好ましい。

　バイオオイルの使用量は、バイオオイルの受け入れ量をそのまま使用量とすればよく、特に制限はないが、バイオオイルを有効活用すること、本実施形態のシステムの安定的な稼働等を考慮すると、原料油の供給量１００質量部に対して、好ましくは０．１質量部以上であり、上限として好ましくは３０質量部以下、より好ましくは２５質量部以下である。

（バイオオイルの諸性状）
　本実施形態のシステムで用いられる水素化脱酸素処理されたバイオオイルの代表的な性状について説明する。
　本実施形態のシステムで用いられる水素化脱酸素処理されたバイオオイルの酸素含有量は、原油と同等の酸素含有量となることが好ましく、通常１０質量％以下であり、好ましくは５質量％以下、より好ましくは１質量％以下である。下限としては少なければ少ないほど好ましく、特に０質量％である、すなわち全く含まれないことが好ましい。
　塩素含有量は、通常１０質量ｐｐｍ以下であり、好ましくは８質量ｐｐｍ以下、より好ましくは５質量ｐｐｍ以下である。下限としては少なければ少ないほど好ましく、特に０質量％である、すなわち全く含まれないことが好ましい。
　また酸価は、通常１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であり、好ましくは８ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、より好ましくは５ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である。下限としては小さければ小さいほど好ましく、通常０．１ｍｇＫＯＨ／ｇ程度である。

（原料油）
　本実施形態のバイオオイル利用システムにおいて、バイオオイルとともに用いられる原料油は、原油を含むものである。
　原油としては、製油所設備において受け入れられる原油であれば特に制限なく、例えば油井由来の未処理油（アラビアンヘビー、アラビアンミディアム、アラビアンライト、アラビアンエクストラライト、クウェート、オマーン、カタールランド、カタールマリン等石油系原油）、その他、例えば石炭液化油、タールサンド油、オイルサンド油、オイルシェール油、オリノコタール等、これらから得られる合成原油、これらの複数種を混合した混合油等が挙げられる。

　常圧蒸留装置に供給される原油としては、上記原油を、必要に応じて前処理したものを用いることが好ましい。
　原油には、通常泥水分、海水等を含んでいるため、ナトリウム、マグネシウムの塩化物、炭酸塩、硫酸塩等が不純物として含まれており、常圧蒸留装置及びその下流の各種装置の腐食、汚染による閉塞等の要因となる。そのため、前処理としては、脱塩処理により、原油に含まれる水分、塩分及び泥分を除去する処理を行うことが好ましい。

　脱塩処理の方法としては従来公知の方法により行えばよく、原油に水を加えて撹拌し、原油に含まれる塩分を水に溶解させて、脱塩槽において電圧印加することで塩分を含む水のエマルションを破壊して分離する電気脱塩法、当該エマルションを乳化破壊剤を用いて破壊して分離する化学的脱塩法、等の方法を採用すればよい。
　原油の前処理は、一旦原油タンクに受け入れた原油に対して行えばよい。そして、前処理した原油を、本実施形態のシステムにおけるバイオオイル供給機構に供給することが好ましい。

　原料油としては、上記原油に加えて、その他の油を含んでもよい。その他の油としては、例えば廃プラスチック分解油等が好ましく挙げられる。

　廃プラスチック分解油は、廃プラスチックを熱分解して得られる油ガスを凝縮させたものである。廃プラスチックとしては、例えば飲食用ボトル、ショッピング袋、食品トレー、包装用フィルム、住宅建材の内外装品、自動車等の内装品、電化製品の外装部材等を構成する各種材料等が代表的に好ましく挙げられる。
　これらの廃プラスチック分解油は、一種を単独で用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。

　原料油に含まれる原油の含有量は、原料油全量基準として、好ましくは５０質量％以上、より好ましくは８０質量％以上、更に好ましくは９０質量％以上、より更に好ましくは９５質量％以上、特に好ましくは１００質量％、すなわち原料油は原油のみであることが特に好ましい。

（常圧蒸留装置）
　本実施形態のバイオオイル利用システムが有する常圧蒸留装置は、本実施形態のシステムの専用装置であってもよいし、製油所設備が有する常圧蒸留装置を用いてもよい。本実施形態のシステムが有する常圧蒸留装置は、原料油が原油を含むものであること、水素化脱酸素処理されたバイオオイルの常圧蒸留により留出される各種留分を、当該各種留分に対応する原料油の常圧蒸留により留出される各種留分に分配し、各種留分を用途に応じて用いることを考慮すると、製油所設備が有する原油の常圧蒸留に用いられる常圧蒸留装置を用いることが好ましい。既設の製油所設備の有効利用を図ることができる。
　よって、本実施形態のバイオオイル利用システムは、当該システム単独で存在してもよいが、原油を用いた製油所設備に組み込まれるものであることが好ましい。また、本実施形態のバイオオイル利用システムのために、常圧蒸留装置を新設する必要はない。

　常圧蒸留装置は、原油を含む原料油及び水素化脱酸素処理されたバイオオイルを、塔頂部からガス留分、ナフサ留分、灯油留分、軽油留分及び重油留分等の各種留分に分留する装置である。以下、これらの各種留分の一般的な用途等について説明する。

　ガス留分は、通常軽質ガス及びＬＰＧに分けられ、軽質ガスは必要に応じてアミン精製処理等により酸性ガス（硫黄含有ガス）を除去した後、燃料ガスとして用いられ、ＬＰＧは必要に応じて不純物を除去した後、ＬＰガスとして用いられる。

　ナフサ留分は、軽質ナフサ留分及び重質ナフサ留分として留出されるか、一括でナフサ留分として留出される。軽質ナフサ留分はガソリンとして、またエチレン装置の原料として用いられ、エチレンの他、アセチレン、プロピレン、ブタン、ブテン等に転化されて用いられる。重質ナフサ留分は水素化精製処理による脱硫及び脱窒素処理等がされた後、接触改質処理により高オクタン価ガソリン、また芳香族炭化水素製造装置の原料として用いられ、ベンゼン、キシレン、トルエン等の芳香族炭化水素に転化されて用いられる。
　また、一括でナフサ留分として分留した場合は、ナフサ留分を水素化精製処理による脱硫及び脱窒素処理等を行い、軽質ナフサ留分及び重質ナフサ留分に分留し、これらの留分は上記の各種処理を経て各種用途に用いられる。

　灯油留分は、水素化精製処理による脱硫及び脱窒素処理等を行い、灯油、ジェット燃料油等の基油等として用いられる。

　軽油留分は、水素化精製処理による脱硫及び脱窒素処理等を行い、ディーゼル軽油として用いられる。また、軽油留分のうち重質の軽油留分（重質軽油留分）は、接触分解装置（ＦＣＣ装置）において接触分解反応を行い、軽質化させることで、燃料ガス、分解ガソリン、分解軽油留分となる。分解ガソリンはナフサ留分等と調合してガソリンとして用いられ、分解軽油留分は重油留分と調合してＡ重油等の各種重油として用いられる。
　また、接触分解装置（ＦＣＣ装置）には、重質軽油留分の他、重質留分を水素化精製処理（水素化脱硫及び脱窒素処理）した、脱硫軽油留分を供給することもできる。

　重油留分は、減圧蒸留装置において減圧蒸留されて、減圧軽油留分となり、これを水素化精製処理により脱硫及び脱窒素処理等を行い得られる脱硫軽油留分は、そのままＡ重油等の各種原料として用いられるか、接触分解装置（ＦＣＣ装置）に供給して軽質化して用いられる。また、減圧蒸留装置の塔底から得られる減圧残油留分は、水素化精製処理により脱硫及び脱窒素処理等を行い脱硫重油留分となり、Ａ重油等の各種原料として、またアスファルトとして用いられる。

（その他装置）
　本実施形態のバイオオイル利用システムは、常圧蒸留装置及びバイオオイル供給機構を備え、これらの装置及び機構以外のその他装置として、ガス回収装置、水素化精製装置、ナフサ分留装置、流動接触分解装置及び減圧蒸留装置から選ばれる少なくとも一種の装置を備える。これらの装置は、常圧蒸留装置にて分留して得られる各種留分の処理を行うための装置であり、具体的には精製等の処理を行うための装置である。

　上記常圧蒸留装置により得られる各種留分について行い得る処理を行う装置としては、図１に示される装置、すなわちガス回収装置２２、ナフサ分留装置２３、水素化精製装置２４、減圧蒸留装置２５、流動接触分解装置２６が挙げられる。ガス回収装置２２はガス留分を回収する装置であり、ナフサ分留装置２３は、ナフサ留分を軽質ナフサと重質ナフサとに分留する装置であり、水素化精製装置２４は、ナフサ留分、灯油留分、軽油留分及び重油留分の水素化精製による脱硫、脱窒素処理を行う装置であり、減圧蒸留装置２５は、重質留分を減圧蒸留して減圧軽油留分を分留する装置であり、また流動接触分解装置（ＦＣＣ装置）２６は、重質軽油留分、減圧軽油留分を水素化精製処理した脱硫重油留分の接触分解反応を行う装置である。

　本実施形態のバイオオイル利用システムは、これらのその他装置から選ばれる一種の装置を備えていればよく、また二種以上の装置を備えていてもよい。また、これらのその他装置は、既設の製油所設備を有効利用する観点から、既設の製油所設備が備える装置であることが好ましい。よって、既設の製油所設備が有する装置を用いる場合、本実施形態のバイオオイル利用システムが有する上記のその他設備は、既設の製油所設備がどのような装置を有するかに応じてかわり得るともいえる。

（バイオオイル供給機構）
　本実施形態のバイオオイル利用システムは、バイオオイル供給機構を備える。バイオオイル供給機構は、バイオオイル又は水素化脱酸素されたバイオオイル、及び原料油を受け入れ、これを常圧蒸留装置に供給するために用いられるものである。

　バイオオイル供給機構について、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態のバイオオイル利用システムにおけるバイオオイル供給機構１の好ましい形態を示すフロー図である。バイオオイル供給機構１の形態としては、以下（ｉ）～（ｉｖ）の形態が代表的に好ましく挙げられる。図２における（ｉ）～（ｉｉｉ）は、以下の形態（ｉ）～（ｉｉｉ）に対応する。

（ｉ）バイオオイルを原油タンクで受け入れて、原油タンクにおいて原料油とバイオオイルとを混合し、原料油とバイオオイルとを常圧蒸留装置２１に供給する。
（ｉｉ）バイオオイルをバイオオイルタンクに受け入れ、バイオオイルの配管と、原油タンクに受け入れた原料油の配管とを連結し、原料油とバイオオイルとを常圧蒸留装置２１に供給する。
（ｉｉｉ）バイオオイルの配管と、原油タンクに受け入れた原料油の配管とを連結し、原料油とバイオオイルとを常圧蒸留装置２１に供給する。
（ｉｖ）製油所設備内のスロップタンク（再処理油タンク）にバイオオイルを受け入れて、当該スロップタンクからの供給配管と、原料油の配管とを連結し、原料油とバイオオイル、場合によっては他の再処理油とともに常圧蒸留装置２１に供給する。

　本実施形態のシステムにおいて、バイオオイルは常圧蒸留装置に供給する際に水素化脱酸素処理されていればよく、バイオオイル供給機構において受け入れるバイオオイルは、水素化脱酸素処理されたものであってもよく、また水素化脱酸素処理されたものでなくてもよい。
　水素化脱酸素処理されていないバイオオイルを受け入れる場合、上記（ｉ）の形態の場合は、原油タンクに供給される前に水素化脱酸素処理を行うための設備が備えられているとよい。
　上記（ｉｉ）の場合は、バイオオイルタンクに供給される前、又はバイオオイルタンクから原料油の配管との連結の前に水素化脱酸素処理を行うための設備が備えられていればよい。また上記（ｉｉｉ）の場合は、原料油の配管との連結の前までに水素化脱酸素処理を行うための設備が備えられていればよい。

　バイオオイル供給機構は、上記（ｉ）～（ｉｖ）の形態の少なくとも一の形態を備えていればよく、図２に示されるように上記（ｉ）～（ｉｉｉ）の形態を同時に備えるといったように、複数の形態を備えるものであってもよい。初期の設備費用の低減の観点からは、上記（ｉ）～（ｉｖ）の形態のいずれか一の形態を採用すればよいし、システムの運転の多様性に対応する観点からは、上記（ｉ）～（ｉｖ）の形態のいずれか二以上の形態を同時に採用するとよい。
　いずれか二以上の形態を同時に採用する場合、初期の設備費用及び運転の多様性の両方を考慮すると、上記（ｉ）及び（ｉｉ）の形態、上記（ｉ）及び（ｉｉｉ）の形態、上記（ｉｉ）及び（ｉｉｉ）の形態の組合せが好ましい。

　既述のように、本実施形態のバイオオイル利用システムは、水素化脱酸素処理されたバイオオイルを、原油を含む原料油とともに常圧蒸留装置に供給する特徴を考慮すると、製油所設備に既存の常圧蒸留装置を利用することが好ましい、すなわち本実施形態のシステムは原油を用いた製油所設備に組み込まれるものであることが好ましい。既設の製油所設備の有効利用を図ることができる。また既述のガス回収装置、水素化精製装置、ナフサ分留装置、流動接触分解装置及び減圧蒸留装置も同様である。
　これと同様の理由から、本実施形態のシステムのバイオオイル供給機構における原油タンク及び原油タンクから常圧蒸留装置への配管は、製油所設備内に既に存在していれば、既設のタンク及び配管を使用することが好ましい。

　バイオオイルについて、バイオオイルタンクが製油所設備内に既に存在していれば、既設のタンクを使用することが可能であるし、なければ新設すればよい。バイオオイルの配管についても同様である。

　また、原料油及びバイオオイルの圧送が必要であれば、必要に応じてポンプが設けられていてもよく、流量管理を行う場合は流量計、流量調節弁等の計装類が設けられていてもよい。

　本実施形態のバイオオイル利用システムは、バイオオイルの性状及び需給バランスを考慮することなく、容易に有効活用できるというものである。よって、既設の製油所設備に増設する形で利用することが好適である。

Claims (6)

1. 　常圧蒸留装置及びバイオオイル供給機構と、ガス回収装置、水素化精製装置、ナフサ分留装置、流動接触分解装置及び減圧蒸留装置から選ばれる少なくとも一種の装置と、を備え、
   　前記バイオオイル供給機構が、バイオマス由来であって、水素化脱酸素処理されたバイオオイルを、原油を含む原料油とともに前記常圧蒸留装置に供給する、バイオオイル利用システム。
2. 　前記原料油が、さらに廃プラスチック分解油及び油脂から選ばれる少なくとも一種を含む請求項１に記載のバイオオイル利用システム。
3. 　さらに、前記バイオオイルの脱水処理装置を備える請求項１又は２に記載のバイオオイル利用システム。
4. 　前記水素化脱酸素されたバイオオイルが、酸素含有量が１０質量％以下であり、塩素含有量が１０質量ｐｐｍ以下であり、酸価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載のバイオオイル利用システム。
5. 　前記バイオマスが、草本系バイオマス、木質系バイオマス、微生物由来バイオマス、藻類系バイオマス及び有機性廃棄物系バイオマスから選ばれる少なくとも一種である請求項１～４のいずれか１項に記載のバイオオイル利用システム。
6. 　前記バイオマスが、非可食バイオマスである請求項１～５のいずれか１項に記載のバイオオイル利用システム。

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