JPH0113756B2 - - Google Patents

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JPH0113756B2
JPH0113756B2 JP21828082A JP21828082A JPH0113756B2 JP H0113756 B2 JPH0113756 B2 JP H0113756B2 JP 21828082 A JP21828082 A JP 21828082A JP 21828082 A JP21828082 A JP 21828082A JP H0113756 B2 JPH0113756 B2 JP H0113756B2
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temperature
mixed
reactor
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hydrogen
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JP21828082A
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JPS58108293A (ja
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Booruman Deiitaa
Deeraa Eruharuto
Furanke Heruman
Furoon Uerunaa
Rimaa Haintsu
Roozenkurantsu Uerunaa
Shutsutaa Harutomuuto
Chiimu Georugu
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Toyo Engineering Corp
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Toyo Engineering Corp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G49/00Treatment of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen-generating compounds, not provided for in a single one of groups C10G45/02, C10G45/32, C10G45/44, C10G45/58 or C10G47/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G49/00Treatment of hydrocarbon oils, in the presence of hydrogen or hydrogen-generating compounds, not provided for in a single one of groups C10G45/02, C10G45/32, C10G45/44, C10G45/58 or C10G47/00
    • C10G49/26Controlling or regulating

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、部分的もしくは完全に液体状態の
炭化水素留分が、水素含有ガスおよび一種以上の
触媒の存在下、燃料油成分、燃料成分、燃料生産
用原料、あるいは石油化学工業の原料および中間
体製品へ転換される方法に関する。
この発明の方法は炭化水素留分の水添精製法お
よび/もしくは水添分解法において用いられる。
接触的水添精製および/もしくは接触的水添分
解によつて、石油留分が、燃料成分、燃料油成
分、燃料生産用原料あるいは石油化学工業用の原
料および中間体製品へ転換されることが知られて
いる。
ケミカル エンジニアリング プログレス61巻
1965年10月 p77―82、同63巻1967年9月、オイ
ル アンド ガス ジヤーナル19.5.1969年
p131―139、同16.5.1977年 p146―165、石油学
会誌13巻1号、1971年5月、ハイドロカーボン
プロセツシング 51巻9号 9月1972年 p154
―164、同53巻9号 9月1974年 p140―151同
58巻10号1979年10月 p137―142、米国特許
3415737、同3668112、同3691059、同3691067、ド
イツ公開公報2330385などにより知られている水
添精製法は、反応条件として、1―20MPaの間
の圧力、550―720Kの間の温度、およびリサイク
ルガス対製品比率が100―2000N.m3/m3の間であ
ることを必要とする。
米国特許3620962、オイル アンド ガス ジ
ヤーナル、20.3.1967年 p170、同31.5.1971 p70
―73、ハイドロカーボン プロセツシング51巻9
号1972年 9月 p139―146、同53巻9号1974年
9月 p126―132、同57巻5号1978年 5月
p117―121などに記述されているように、既知の
水添分解法は、反応域中において5―25MPaの
間の圧力、580―730Kの間の温度、500―3000N.
m3/m3の間のリサイクルガス対製品比率を似て稼
動する。
マツクグローヒル社のペトロリアム プロセツ
シング ハンドブツク 1967年版のp5―16によ
れば、コスト的に有利な炭素鋼の使用は水素分圧
が0.7MPa以上では低温度域においてのみ可能で
ある。
殊に470K以上の温度域においては、硫化水素
および水素の分圧に従つて、水添精製または水添
分解プラントにおける高価な高合金鋼の使用が不
可欠であり、従つて、水添精製法あるいは水添分
解法のためのこれらのプラントは不可避的に相当
量の部分が高合金鋼で構成されている。
転化されるべき粗原料と水素含有ガスは、所望
の、あるいは必要な、温度にするために、一般に
ガスもしくは燃料油が燃焼させられる加熱炉中に
おける加熱および反応生成物との熱交換によつて
加熱される。
転化されるべき粗原料と水素含有ガスの加熱の
ための反応生成物保有熱量の利用は、可及的にエ
ネルギー消費を小さくするために適用され、その
ために反応物は多くの場合、必要な反応温度よ
り、僅かに低い温度まで、熱交換のみによつて加
熱される。
しかしながら、所要反応温度に調節するため
に、いかなる場合にも、独立の炉が必要である。
知られているように、反応生成物の分離は高温
分離器と低温分離器中において、段階的に逐行さ
れ、その際、東独経済特許148887によれば、対応
する低温分離器の凝縮物の一部を以て、リサイク
ルガスを洗浄することが好ましい。
第1図に示されるように、所望の分離条件は普
通、一部熱交換器をバイパスさせられることによ
り調節される。
このバイパス制御は不利な点を持つている。そ
れは比較的に低温と比較的に高温の水素分圧が
0.7MPa以上の生成物が、プラントの構成材料の
選定およびそれによるコストにとつて重大な条件
下で相互に会合し、従つて高価な解決法および/
またはより高温用の設計を採用しなければ材料の
安定性の問題が発生することになるからである。
年間粗原料使用量50万―300万t規模の、今日
の通常のプラントでは、熱交換量が複数の直列の
熱交換器を必要としても、反応器の入口と出口の
混合物の間の熱交換は単流路である。
しかしながら、圧力損失上の制限のためおよび
特に許容加熱管最大径のため全てのプラントにお
いて加熱炉は最少2以上の流路を有する。
加熱炉管群の管径の制限は、プロセスとコスト
上の理由および技術的可能性の点から特に許容最
大伝熱面負荷、許容最高管内面温度、管横断面上
の中間点に於ける許容最大温度勾配の如き要因に
よつて生じる。
水添精製法あるいは水添分解法において用いら
れる石油留分は、反応条件下では部分的にのみ
か、あるいは殆ど蒸発させられていないので、炉
中において加熱されるべき水素と炭化水素との混
合物は二相混合物である。
その結果として、このような加熱炉の実際操業
においては、加熱炉内の個々の通過管路へのガス
液体混合物の均一分配は達成され得ない。この現
象は水素を含有するリサイクルガスの最少限量が
用いられる場合に、殊に重要であり、この場合が
エネルギー上の理由のためには望ましい目標であ
るが、通過管路群への不均一な供給は局部的過
熱、望まざる分解および縮合反応、コークス化お
よび、最終的には、それに原因する各管群の閉塞
に至らしめ、操業は中止されねばならなくなる。
炭化水素混合物は下流の反応域中でもコークス
生成を増大させる傾向であり、触媒上に沈着し、
これは反応器中での圧力損失増大と触媒活性喪失
の原因となる。
有利な圧力と温度の範囲内において、ガス液体
混合物の加熱炉への均一的供給は、現在利用可能
な流量制御の手段では不可能であるため、ハイド
ロカーボン プロセツシング 58巻5号1979年5
月 p108 その他に記載されているように、水
素含有ガスと、部分適あるいは完全に液体状態に
ある石油留分を、それぞれ独立した別の加熱炉
で、別途に加熱することが、ある場合には採用さ
れている。
しかしながら、この技術は二種の加熱炉を使用
するために、よりコスト高であり、より多くのエ
ネルギーが必要となる。
水素の不存在下に、600K以上の温度に石油留
分を加熱することは、望まざる分解とコークス化
の危険を冒すこととなる。更に加えて、この技術
では反応生成物分離の条件制御のためのエネルギ
ーの節約と、低コストでの解決の要求を充足させ
ることができない。
この発明の目的は、大規模な水添精製法およ
び/もしくは水添分解法において、部分的もしく
は完全に液体状態の炭化水素留分を、水素含有ガ
スと一種以上の触媒の存在下、燃料油成分、燃料
成分、燃料生産用の原料あるいは石油化学工業用
の原料および中間体製品等の有用な製品へ転換す
るための、改善された技術的特質および経済性、
増大した信頼性および融通性を有する効果的方法
を提供することである。
この転化方法は、水添精製法および/もしくは
水添分解法における技術的改良によつて、操業に
おいてより効果的であつて、より信頼性のあるも
のにすることである。
本発明によれば、部分的もしくは完全に液体状
態の、本質的に炭化水素からなる原料が反応器の
上流の加熱炉の通過管路数と同数の少なくとも二
以上の分流に流量制御により等分に分割され、水
素含有ガスも水素分圧0.7MPa以上、温度520K以
下において、該分流と同数の分流に流量制御によ
り等分に分割され、該ガス分流の各々は対応する
原料分流とそれぞれ混合して混合分流群となり、
該混合分流の各々は、反応器から出る反応生成物
との向流熱交換およびそれに続く多通過管路の加
熱炉による加熱により所定の反応温度まで昇温
し、次いで昇温した混合流は反応器に導かれて反
応し、反応生成物流は前記の如く混合分流群と向
流熱交換後最終的にガス流と液体製品流とに分離
されるが、その分離条件は、エネルギー的見地か
ら好ましい分離を達成するために、分流に分割さ
れる前の原料流と熱交換することにより410K以
上に調節される。
本発明の好ましい実施態様においては、反応生
成物は分流に分割され、各分流が加熱炉の上流の
それぞれの熱交換器において加熱炉に供給される
前の各混合流と、冷却のために熱交換されるが、
反応生成物は分離器に入る前に別の熱交換器には
いり、供給原料と熱交換を受けて、予め設定され
た分離温度まで冷却される。分離温度の調節は供
給原料の計測された一部分を該熱交換器をバイパ
スさせることによつて制御される。該熱交換器を
出る反応生成物の温度をモニターして、上記バイ
パスライン中に設けた弁を該モニター温度により
応答制御するのが好ましい。
本発明は更に詳細に説明するために以下に比較
例と実施例を示す。
第1図は公知技術に基づく比較例を説明するた
めの概略工程図であり、第2図は本発明の実施例
を説明するための概略工程図である。
比較例 これは、水素含有ガスと一種以上の触媒の存在
下の、炭化水素留分の転化のための既知の技術に
関わるものである。
第1図に示されるように、温度463Kの重質石
油留分1と温度433Kで圧力6.84MPaの水素含有
ガス2が混合されて、直列に接続された熱交換器
A,B,C,DおよびEによつて633Kに加熱さ
れ、加熱炉F入口において加熱炉内通過管路へ4
本の分流として、制御されることなく、分配され
る。
加熱炉F中において各分流は加熱されて、加熱
炉出口で再合流されたとき、混合物の温度は
668Kに達する。
ガス液体混合物の不平均配分の結果として、各
通過管路の加熱炉出口の温度は相互に異なつてお
り、703K、650K、683K、と656Kである。
その後で、反応器G中で、圧力6.0MPaにおい
て水添接触反応が生起する。
反応器中で起る反応は発熱反応の方が優勢なの
で、反応生成物混合物は反応器を683Kで流出し
熱交換器E,D,C,B、およびAの殻胴中を
次々に通過して、高温分離器Hでの分離のための
温度513Kに冷却される。
この温度はガス3と液体4の製品の分離にエネ
ルギー的見地から好適である。
高温分離器H中の所望の温度513Kの調節と維
持は、熱交換器A,B,C,DとEを部分的にバ
イパスさせられることによつて実現される。即
ち、重質石油留分1の部分流が熱交換器群をバイ
パスして加熱炉Fの入口直前でガス液体混合物へ
添加される。
混合位置の上流のガス流2の圧力と高温分離器
Hを去るガス流3の圧力の比率は、循環する水素
含有ガスの圧縮のために、重要であり、この比率
は6.84MPa/5.62MPa=1.21708である。圧力差
は1.22MPaである。
これらの数値は、毎時200m3の重質石油留分と
毎時8000N.m3の水素含有ガスが供給されている
状態のプラントの稼動180日間のものである。
このガス体積は、当初のガス体積が毎時
6000N.m3であつたプラントが加熱炉通過管路の
一つの閉塞のために118日目に操業が停止されね
ばならなくなつたあとで、124日目に調整された。
実施例 これは、この発明による方法に関するものであ
る。
第2図に示されるとおり、463Kの重質石油留
分1が熱交換器A管中において反応生成物混合物
との熱交換によつて503Kに加熱される。
次に留分1は流量制御によつて4本の等分の部
分流に分割され、そうして次にこれも流量制御に
よつて4等分分割されている。6.36MPaで433K
の水素含有ガス流2と混合される。
混合物は、熱交換器B、C、D、およびEのそ
れぞれの中にある4本の並列の通過管路中におい
て、まず633Kに加熱され、次に4並列管路の加
熱炉F中において反応器入口温度の668度Kへ加
熱される。
個々の通過管路についての加熱炉出口温度は、
668.8、667.7、668.1、667.5Kと、お互にきわめて
近接した値を示し、加熱炉通過管路へのガス液体
混合物の非常に均分化された分配を立証してお
り、流量の相違による局部的過熱は生じ得ない。
水添接触転化は反応器中において6.0MPaにお
いて生起する。
反応生成物混合物は反応器を683Kで流出し、
熱交換器B、C、D、およびEの殻胴中におい
て、538Kに冷却される。
高温分離器H中のガス流3と液体製品流4の分
離のための、エネルギー的に好ましい分離条件
は、熱交換器A中における重質石油留分流1との
熱交換によつて調節され、装置Aには重質石油留
分流1の部分的にバイパスの可能性が与えられて
いる。
高温分離器Hは513K、5.84MPaで稼動する。
重質石油留分との混合の上流における水素含有
ガス流2の圧力と高温分離器Hから流出するガス
流3の圧力との比率は6.36MPa/5.84MPa=
1.08904である。
圧力差は0.52MPaである。
これらの数値は、重質石油留分毎時200m3供給、
循環水素含有ガス毎時6000N.m3の状態にあるプ
ラントの稼動180日目のものである。この日まで、
このプラントは連続的に稼動させられ、何等の障
害も生起しなかつた。
比較例と競べて、この発明の利点は次の通りで
ある。
(1) 最重質石油留分供給であつて水素含有ガス循
環量が最少限とされる場合においての高信頼性
無障害の操業。
(2) 最少限所要循環ガス量の25%削減。
(3) 反応成分の不平均供給による加熱炉管中の局
部的過熱の防止とそれによる通過管路閉塞およ
び/もしくは加熱炉と反応器中の圧力損失の強
大な増加の防止。
(4) 反応物のコークス化傾向の減少と、それによ
る触媒の長寿命化。
(5) 改善された製品品質もしくはより高い転化率
の達成。
(6) 所要循環ガス量が25%減少されることによ
る、エネルギー消費量の低下および入口対出口
の圧力比の低下による圧縮エネルギー消費量の
60%低減。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来方法による炭化水素留分の水添
接触転化工程のフローシートであり、第2図は、
この発明の方法による場合のフローシートであ
る。 1…処理石油留分、2…水素含有ガス、3…ガ
ス、4…製品、A…熱交換器、B…熱交換器、C
…熱交換器、D…熱交換器、E…熱交換器、F…
加熱炉、G…反応器、H…高温分離器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 転化されるべき原料が、反応器上流の加熱炉
    の通過管路数と同数の、少なくとも二の分流に流
    量制御により等分に分割され、水素含有ガスも水
    素分圧0.7MPa以上、温度520K以下において該分
    流と同数の分流に流量制御により等分に分割さ
    れ、該ガス分流の各々は対応する原料分流の各々
    と対応してそれぞれ混合されて混合分流群とな
    り、該混合分流の各々は、反応器から出る反応生
    成物との向流熱交換およびそれに続く多通過管路
    の加熱炉による加熱により所定の反応温度まで昇
    温され、次いで昇温された混合流は反応器に導か
    れて反応し、反応生成物流は前記混合分流群との
    向流熱交換およびそれに引続く分流に分割される
    前の原料流との熱交換により冷却され、冷却温度
    は410K以上に調節され、最後に反応混合物がガ
    ス流と液体製品流とに分離されることを特徴とす
    る水素含有ガスと一種もしくは数種の触媒の存在
    下の水添精製法および/もしくは水添分解法によ
    つて、燃料油成分、燃料成分、燃料製造用原料あ
    るいは石油化学工業用の原料および中間体へ部分
    的もしくは完全に液体の炭化水素が転化される炭
    化水素留分の転化方法。
JP21828082A 1981-12-17 1982-12-15 炭化水素留分の転化方法 Granted JPS58108293A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DD10G/235886.6 1981-12-17
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ID=5535521

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JP21828082A Granted JPS58108293A (ja) 1981-12-17 1982-12-15 炭化水素留分の転化方法

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CS (1) CS236693B2 (ja)
DD (1) DD206681A3 (ja)
GB (1) GB2114148B (ja)
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GB2114148A (en) 1983-08-17
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