JPH0236158B2 - - Google Patents

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JPH0236158B2
JPH0236158B2 JP58213739A JP21373983A JPH0236158B2 JP H0236158 B2 JPH0236158 B2 JP H0236158B2 JP 58213739 A JP58213739 A JP 58213739A JP 21373983 A JP21373983 A JP 21373983A JP H0236158 B2 JPH0236158 B2 JP H0236158B2
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oil
heavy
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liquid
reforming
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JP58213739A
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Shigeo Yoshii
Hisaji Matsui
Takeshi Toyoda
Sadaji Nakahori
Masahito Kaneko
Hirotoshi Horizoe
Takafumi Shimada
Fumio Seki
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Jushitsuyu Taisaku Gijutsu Kenkyu Kumiai
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Jushitsuyu Taisaku Gijutsu Kenkyu Kumiai
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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、重質油の熱分解改質(以下特に必要
でない限り熱改質という)方法に関する。 近年石油製品の需要動向は、灯油、軽油及びA
重油までのいわゆる中間3品の消費が増加する傾
向にある。これに対し、輸入原油は、ますます重
質化する傾向にある為、油種間の需給ギヤツプの
解消が大きな課題となつている。この為、重質油
の改質による軽質油生成の研究が行なわれてい
る。 例えば、原料油を常圧又は加圧下に一定時間加
熱保持することによつて原料油の炭素鎖を熱的に
切断し、軽質化を行なう方法がある。しかしなが
ら、この熱分解方法においては、軽質化反応とと
もに重質化反応も進行する為に、反応装置内にコ
ークスが生成し(以下コーキングという)、反応
装置の運転を長期間継続することが出来ないとい
う問題点がある。このコーキング現象を防止する
手段として、種々の試みがなされており、その一
つとして、2つの槽型反応器において両槽を交互
に運転することにより、ガソリン留分とコークス
とを併産するいわゆるデイレードコーカー法があ
る。この方法は、軽質油得率が低く且つ油分にオ
レフイン分が多いのみならず、回分操作に起因す
る製品のばらつき、コークス切出し時の熱ロス、
切出し水の処理等の欠点がある。又、この重質油
の熱改質法の改良法として、重質油の槽内滞留時
間を制御することにより少量の油分とピツチとを
得る方法も知られているが、この場合には、ピツ
チを多量に生成する、生成油中のオレフイン分が
多い、重質油分が多い、回分操作を必要とするの
で運転が煩雑である、装置コストが高い等の欠点
がある。 上記各方法の欠点を解消すべく、重質油に炭素
質固体粒子を添加して加圧・加熱することにより
連続的にその熱改質を行ない、反応生成物を減圧
蒸留することによりピツチ及び油分を回収する方
法も、公知である(特公昭52―35681号公報)、特
公昭54―16961号公報等参照)。しかしながら、こ
れ等の方法は、本来重質油からピツチ及びコーク
スを製造することを目的としている為、原料とし
ての重質油の状状にもよるが、ピツチ及びコーク
スの収率は、原料重質油重量の30%〜50%のオー
ダーにも達するものの、油分の収率は比較的低
い。即ち、これ等の方法においては、油分の分離
回収を減圧蒸留により行なつているが、処理液の
熱分解、重縮合等による変質を防止する必要上、
蒸留温度には限界があり、工業的規模の装置で
は、常圧換算で約450〜540℃が上限である。従つ
て、沸点が約450〜540℃以上の成分は、固型分と
ともに蒸留残渣として取り出される為、有効に利
用されるにいたつていない。 上記の熱改質反応生成物を遠心分離機、フイル
ター、液体サイクロン等により処理して、固型分
等を機械的に除去する方法も知られている。しか
しながら、これ等の方法では重金属成分(V,
Ni等)、固型分、超重質成分等を選択的に分離・
除去することが困難であり、回収された液状物中
に残存するこれ等の成分特に重金属成分が引続く
重質油改質及び精製処理工程における触媒被毒の
原因となつている。又、有用成分である軽質油の
一部が残渣に随伴して失われ、プロセス全体の有
用成分の収率低下をもたらすという欠点もある。
更に、遠心分離等の機械的分離方法は、工業的規
模の大量処理には適していないことも難点であ
る。 本発明者は、重質油に炭素質固体粒子を添加
し、加圧・加熱することにより得られる反応生成
物の有用性をより高めるべく種々研究を重ねた結
果、熱改質反応生成物からガス及び軽質油を回収
した重質な残渣油(以下重質残油という)に特定
の溶剤を加え、重力沈降処理を行なう場合には、
重金属成分、固型分及び超重質成分が選択的に分
離・除去されること、蒸留では回収出来なかつた
沸点450〜540℃以上の成分のうち軽質な油も容易
に回収し得るので、油分収率が著るしく向上する
ことを見出した。そして、更に上記重力沈降処理
により回収される油分が実質的に重金属及び固形
分を含有せず且つそのコンラドソンカーボン残渣
(以下CCRという)の量が熱改質処理の原料重質
油のCCR量に近いことに着目して、該回収液状
物を原料重質油と混合し、再度熱改質に供したと
ころ、軽質油の収率が全体として著るしく向上す
ることを見出した。 すなわち、本発明は、下記の方法に係るもので
ある: (i) 重質油に炭素質固体粒子を添加して加圧・加
熱することにより熱分解改質を行なう工程、 (ii) 熱分解改質反応生成物をガス、軽質油及び重
質残油に分離する工程、 (iii) 上記重質残油の少なくとも一部に常温で液体
であり且つ臨界温度が350℃以下であるパラフ
イン化合物及び単環ナフテン化合物からなる群
から選ばれた少なくとも一種を溶剤として重質
油重量の2〜12倍量加え、温度100〜350℃、圧
力溶剤の臨界圧力以上の条件下に重力沈降処理
を行なうことにより重金属及び固形分を実質的
に含まない油分を回収する工程、 及び (iv) 上記回収油分の少なくとも一部を前記(i)の工
程に循環して重質油に添加する工程 を備えたことを特徴とする重質油の熱分解改質方
法。 以下図面に示すフローチヤートを参照しつつ、
本発明を詳細に説明する。 第1図において、ライン1からの重質油は、ラ
イン3からの炭素質固体粒子と混合されてライン
5から熱改質装置7に連続的に供給され、加圧・
加熱下に熱改質反応に供される。重質油として
は、常圧蒸留残渣、真空蒸留残渣(アスフアル
ト)、天然アスフアルト、ビチユーメン等が例示
される。炭素質固体粒子としては、石炭粉、コー
クス粉、黒鉛粉、炭化樹脂粉、活性炭、カーボン
ブラツク等が例示される。炭素質固体粒子の粒度
は10〜400メツシユ程度とすることが好ましい。
重質油と炭素質固体粒子の混合割合は、通常前者
100重量部に対し後者1〜10重量部程度であり、
より好ましくは前者100重量部に対し後者1〜3
重量部程度である。熱改質装置7内での加圧・加
熱条件は、通常温度350〜600℃程度、圧力5Kg/
cm2G以上、時間1分〜30時間程度である。温度が
350℃未満の場合には、熱改質反応が十分に進行
しないのに対し、600℃を上回る場合には、ガス
及びコークスの生成量が増大して軽質油分の収率
が低下するのみならず、コークス生成量の増大に
よる被処理物スラリーの粘度上昇により連続操業
が困難となる。反応時間は、反応温度との関連に
おいて定められるが、1分未満では、原料重質油
の熱改質が十分に進行せず、一方30時間を上回る
場合には、ガス及びコークスの生成量が増大する
ので好ましくない。圧力は、重質油が、所定温度
下に液状で存在するに必要な程度とすれば良い。 熱改質装置7で得られた熱改質反応生成物は、
ライン9から気液分離装置11に送られ、ライン
13からのガス及び軽質油とライン15からの液
状成分とに分離される。該ガス中にはヘテロ化合
物の分解により生成したNH3及びH2Sが含まれ
ている。液状成分は、更にライン15を経て減圧
蒸留装置17に送られ、ライン19からの軽質油
とライン21からの重質残油とに分離される。減
圧蒸留装置17内の温度は、液状成分の熱分解、
重縮合等による変質を防止する為に、常圧換算で
450〜540℃程度を上限とすることが好ましい。こ
こで得られる重質残油は、油分、レジン、アスフ
アルテン、固形分等からなつている。アスフアル
テンは、N,S等のヘテロ原子や重金属の含有量
が油分及びレジンよりも高い高分子成分である。
又、固形分は、原料重質油成分の重縮合により生
成したメソフエースが炭素質固体粒子に合体して
形成されたものである。 ライン21からの常圧換算温度450〜540℃以上
の重質残油の少なくとも1部は、ライン23から
溶剤を添加され、ライン25を経て重力沈降処理
装置27に送られる。溶剤としては、取扱いやす
さの観点から、常温で液体であり且つその臨界温
度が350℃以下であるパラフイン化合物及び単環
ナフテン化合物を使用する。第1表に本発明で使
用される主な溶剤を示す。これ等の溶剤は、単独
で若しくは2種以上の混合物として使用される。
【表】
【表】 重力沈降処理時の温度は、被処理液(重質残油
と溶剤との混合物)の粘度及び比重を低下させて
固液分離を効率良く行なう為に100℃以上とし、
且つ被処理液の熱分解及び重縮合によるコーキン
グ反応を防止する為に350℃以下とする。圧力は、
溶剤を安定して均一相に保持する為に、当該溶剤
の臨界圧力以上とすべきである。重質残油に対す
る溶剤の添加量は、前者1重量に対し通常後者2
〜12重量部程度である。溶剤添加量が少ない場合
には、被処理液の粘度が十分に低下せず且つ重質
残油に対する溶解能が十分に発揮されず、一方溶
剤添加量が多過ぎる場合には、装置コストが増大
する。重力沈降処理装置27内では、重質残油中
の固形分のほぼ全量及びアスフアルテンのより重
質な成分が、溶剤に溶解することなく合体及び凝
集し、固体粒子径を増大させる。周知の如く、重
力沈降においては、粒子の沈降速度は、粒子径の
2乗に比例するので、本発明によれば、固形分及
び超重質成分を実質的に含まない液状物が上澄液
として回収される。又、V,Ni等の重金属は、
固形分及び超重質成分に選択的に含有され、回収
液状物は、重金属をも実質的に含有していないこ
とが判明した。 かくして得られた回収液状物は、CCR含有量
等の点で原料重質油と同等又はより優れた性状を
有しているので、その全量又は一部をライン29
を経てライン1に循環し、原料重質油とともに熱
改質に供する。回収液状物の全量を原料重質油に
循環混合する場合には、循環を全く行なわない場
合に比して、油分の取得率が原料重質油基準で20
%以上増大する。 重力沈降処理装置27で得られた回収液状物
は、ライン31から蒸留装置33に供給して、ラ
イン35から溶剤を回収した後、その全量又は一
部をライン29を経て原料重質油に循環混合し、
その残余を製品として回収することが出来る。 重力沈降処理装置27内で沈降した固形分及び
重金属を含む残渣は、ライン39を経て蒸留装置
41に送られ、ライン43からの溶剤とライン4
5からの固体残渣とに分離される。 ライン35及びライン43から回収された溶剤
は、ライン23に循環し、再使用する。 尚、本発明においては、減圧蒸留装置17で得
られた重質残油の全量を重力沈降装置27に供給
する必要はなく、その一部を例えばライン21か
ら分岐するライン47から系外に取り出し、その
まま利用しても良い。 参考例 1 アラビアンヘビーアスフアルト(CCR=22.3重
量%)100重量部に74μm以下のキーストン炭粉末
(残留炭素88.2重量%)5.3重量部を添加して内容
量1の撹拌機付オートクレーブに仕込み、20
Kg/cm2・G、410℃の条件下に5時間保持した。
この際、ガス10重量部が発生した。 オートクレーブ中に残存する反応生成物を減圧
下(5mmHgabs)に留出温度が250℃となるまで
蒸留して、軽質油分40重量部を得た。又、重質残
油中の各成分含量は、第2表に示す通りであつ
た。 第2表 V 386ppm Ni 114ppm CCR 51重量% アスフアルテン 22重量% 次いで、上記の重質残油1重量部にヘキサン:
シクロヘキサン=1:3(重量比)の混合溶剤
(臨界圧力39.09Kg/cm2)6重量部を加え、内容積
3.5lの撹拌機付オートクレーブに仕込み、温度
210℃、圧力40Kg/cm2・Gで抽出後、15分間静置
して上澄液を回収した。次いで、上澄液を蒸留す
ることにより溶剤を除去し、重金属及び固形分を
実質的に含まない液状物32.5重量部を回収した。
該液状物の性状を第3表に示す。 第3表 V 14ppm Ni 8ppm CCR 10重量% アスフアルテン 4重量% 実施例 1 参考例1で得た回収液状物32.5重量と参考例1
で使用したと同様のアラビアンヘビーアスフアル
ト67.5重量部とからなる混合物を原料とする以外
は、参考例1と同様にして熱改質処理及び蒸留を
行なつた。 ガス発生量は、9.2重量部、軽質油分生成量は、
40重量部であつた。 得られた重質残油を参考例1と同様にして重力
沈降処理及び蒸留に供したところ、重金属及び固
形分を実質的に含まない液状物32.9重量部が回収
された。該回収液状物の性状を第4表に示す。 第4表 V 16ppm Ni 9ppm CCR 13重量% アスフアルテン 6重量% 参考例1と実施例1におけるガス、軽質油分及
び回収液状物の生成量等から判断すると、アラビ
アンヘビーアスフアルトと参考例1における回収
液状物の反応性は、ほぼ同等といえる。 又、参考例1においては、油分取得率は40/
100=0.40であつたのに対し、実施例1において
は、油分取得率は40/(100−32.5)=0.59となつ
ている。即ち、重質油のみの熱改質を行なう参考
例1に比して、回収液状物の循環を行なう実施例
1では油分取得量が約50%も増大している。 比較例 1 参考例1と同様にして(i)重質油に炭素質固体粒
子を添加して、熱分解改質し、(ii)熱分解反応生成
物から重質残油を分離した後、該重質残油1重量
部に参考例1で使用したものと同様のヘキサン/
シクロヘキサン混合物6重量部を加え、温度210
℃、圧力常圧の条件下に60分間放置して、重力沈
降処理した。 次いで、全体の87%を占める上層部分を回収
し、蒸留して溶剤を除去した。 得られた液状物の性状を第5表に示す。 比較例 2 参考例1と同様にして(i)重質油に炭素質固体粒
子を添加して、熱分解改質し、(ii)熱分解反応生成
物から重質残油を分離した後、該重質残油1重量
部に参考例1で使用したものと同様のヘキサン/
シクロヘキサン混合物6重量部を加え、温度60
℃、5000rpmで60分間遠心分離処理した。 次いで、遠心分離処理物を回収し、蒸留して溶
剤を除去した。 得られた液状物の性状を第5表に示す。
【表】 第5表に示す結果から明らかな様に、本発明に
よる特定の条件下に重力沈降を行わない場合に
は、重金属類の除去が十分に行われないので、得
られた重質残油を引続き改質および精製処理に供
する場合には、触媒被毒などが著しくなるものと
推測される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明実施態様の一例を示すフロー
チヤートである。 7は重質油と炭素質固体粒子との混合物の熱改
質装置、11は気液分離装置、17は減圧蒸留装
置、23は溶剤添加ライン、27は重力沈降処理
装置、29は回収液状循環ライン、33は蒸留装
置、41は蒸留装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (i) 重質油に炭素質固体粒子を添加して加
    圧・加熱することにより熱分解改質を行なう工
    程、 (ii) 熱分解改質反応生成物をガス、軽質油及び重
    質残油に分離する工程、 (iii) 上記重質残油の少なくとも一部に常温で液体
    であり且つ臨界温度が350℃以下であるパラフ
    イン化合物及び単環ナフテン化合物からなる群
    から選ばれた少なくとも一種を溶剤として重質
    残油重量の2〜12倍量加え、温度100〜350℃、
    圧力溶剤の臨界圧力以上の条件下に重力沈降処
    理を行なうことにより重金属及び固形分を実質
    的に含まない油分を回収する工程、及び (iv) 上記回収油分の少なくとも一部を前記(i)の工
    程に循環して重質油に添加する工程 を備えたことを特徴とする重質油の熱分解改質方
    法。
JP21373983A 1983-11-14 1983-11-14 重質油の熱分解改質方法 Granted JPS60106885A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07183015A (ja) * 1993-12-24 1995-07-21 Rinnai Corp 電池ケースの配設構造

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