JPS5829989B2 - 重質油含有原料油から軽質化された原料油を製造する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、重質油を含有する原料油から軽質化された原
料油を製造する方法に関するものであり、更に詳しく述
べるならば、原料油中に含有される重質油を、加圧下に
、比較的低温で熱分解して、軽質化された原料油を製造
する方法に関するものである。

一般に、重質油を含有する原料油、例えば重質原油、又
は、重質油から、軽質化された原料油を製造するには、
常圧において、かつ７００ないし１０００℃の比較的高
温において、気相で熱分解、水蒸気分解又は水素化分解
する方法が用いられている。

この方法により得られる生成物は、ガス分と油分とに分
離され、この油分は、更に軽質油と重質油とに分離され
ている。

しかし、上記従来方法は、多量のガスの発生およびコー
キングの発生があり、かつ、生成物の化学的組成が複雑
化するなどの点において問題があった。

重質油の粘度を低下させる方法としては、ビスブレーキ
ング法が知られている。

この方法は、重質油中のナフテン化合物成分或はベンゼ
ン化合物成分のパラフィン側鎖を切断して高粘度油の粘
度を低下させるものである。

ビスブレーキング法は高粘度重質油を液状のまま加熱器
中に収容し、５ないし１５ｋｇ／ｉの圧力で、３００な
いし４００℃の温度に外部から加熱するものである。

この方法は所謂加圧外熱法であって、加熱器の構造およ
び金属材質によって、使用できる加熱温度および圧力に
制限があり、また、経済性も不十分なものである。

更に高粘度重質油の甲には硫黄分の含有率の高いものが
多く、このため、金属製加熱器の寿命が短かくなるなど
の問題もある。

本発明の目的は重質油含有原料油から軽質化された原料
油を高収率をもって製造することができしかもガスの発
生やコーキングの発生が少なく、しかも工程を高度に制
御することのできる方法を提供することにある。

上記目的は、本発明方法により達成される。

本発明方法は、 重質油を含有する原料油から、前記重質油を熱分解して
、軽質化された原料油を製造するに際しく４）予じめ燃
焼室で燃料を燃焼して、実質的に酸素を含まず、前記所
定熱分解圧力よりも高い圧力を有する高温燃焼ガスを調
製し、 （Ｂ） 上記燃焼ガスと、重質油含有原料油と、およ
び、前記重質油含有原料油リットル当り０．５〜４ｋｇ
の水又は水蒸気とを、条件調節室に送入して、３ないし
５０ｋｇ／−の所定圧力と、３５０ないし６００’Ｃの
所定温度を有する反応混合物を調製し、直ちに、 （○ 上記反応混合物を反応室に送入し、この反応室内
において、前記反応混合物中の重質油を熱分解すること
を特徴とするものである。

本発明方法において、燃焼ガス、原料油および水蒸気と
ともに所定流量の水素ガスを、条件調節室に送入して反
応混合物を調製してもよい。

この水素ガスの添加は、本発明工程間における炭素の遊
離を防止し、かつ、重質油の一部を水素化して軽質化さ
れた原料油の生成を促進する効果がある。

また、水素ガスの代りに、或はそれに加えて、酸化炭素
、先行操業時に備蓄された燃焼ガスの一部、および／又
は、先行操業において得られた精製ガスの一部などの添
加ガスを条件調節室に送入して反応混合物を調製しても
よい。

これらの添加ガスのうち一酸化炭素は、反応雰囲気を還
元性にして重質油の軽質化反応を促進するのに有効であ
り、燃焼ガスおよび精製ガスは、反応混合物の温度およ
び組成の調節のために用いられる。

本発明方法において用いられる燃料は、重質油の熱分解
に悪影響を及ぼさず、本発明の目的を達成することので
きる燃焼ガスを与え得るものである限り格別の限定はな
いが、一般には、石油ガス、天然ガス、プロパンガス、
都市ガス、水性ガスなどの気体燃料、又は軽油、重油、
石炭液化油などの液体燃料が用いられる。

燃料および空気（酸素）とは燃焼室内において燃焼され
る。

この燃焼により得られる燃焼ガスは、実質的に酸素を含
まず（２咎以下）、所定の熱分解圧力よりも高い圧力を
有するものである。

燃焼室に送入される燃料、空気（酸素）は、所望温度に
予熱されていてもよい。

上記のようにして得られた高圧、高温燃焼ガスは、条件
調節室に送られる。

同時に、重質油含有原料油が、条件調節室中に送入され
、更に水蒸気が送入される。

重質油含有原料油は、重質原油、重質油、タンクスラッ
ジ、液化石炭燃料から得られる液状物などのいづれであ
ってもよい。

原料油は、重質油の軽質化を促進する物質、例えば赤泥
膠質上などの微粉を適当量含有していてもよい。

送入される燃焼ガス、重質油含有原料油、および水又は
水蒸気の温度、圧力および送入流量などは、反応混合物
の所望温度、および圧力と、所望組成を勘案して定めら
れる。

このようにして条件調節室中において、３ないし５０ｋ
ｇ／ＣＩ？Ｌの所定圧力と、３５０ないし６００℃の所
定温度とを有する反応混合物が調製される。

条件調節室に送られる各成分は、所望により所定温度に
予熱されていてもよ０）。

反応混合物は、直ちに、条件調節室から反応室に送られ
、反応室内に、所定時間滞在し、この間に、重質油は、
熱分解により軽質油に変成される。

このときの滞在時間に格別の限定はないが、一般には０
．１ないし３秒間の短時間で十分である。

反応混合物の圧力が３ｋｇ／ｃｒｉ￥、より低いときは
、重質油の軽質油への変成速度が低く、遊離炭素の発生
量が増大するので実用的ではない。

また、反応混合物の圧力が５０ｋｇ／ｆｆｌを超えると
きは、このような高圧に耐える高価な反応装置を使用す
る必要を生じ、生成する軽質化された原料油中の低沸点
留分の含有率が低下する傾向があり、経済的に不利にな
る。

反応混合物の温度が３５０℃より低いときは、反応速度
が低く、軽質化された原料油の収率が低下し、実用的で
ない。

また、反応混合物の温度が６００℃より高いときは、軽
質化された原料油中の高沸点留分の含有率が高くなり、
遊離炭素の生成量が増大するなどの問題を生ずる。

反応室内には、適当な充填物、例えば塊状の赤泥、膠質
上などが充填されていてもよい。

本発明方法において、反応混合物は、反応室に導かれる
前に、条件調節室において、所望の組成、圧力および温
度に調節されるため、反応室における熱分解条件は常に
一定していて操業管理が正確かつ容易であり、かつ、得
られる製品の品質、収量も高くかつ一定している。

本発明方法を添付図面を参照して更に説明する。

添付図面において、燃料は、燃料送入口１より、また空
気又は酸素は、その送入口２より、混合室３に送入され
る。

混合室３内で均一に混合された燃料−空気（酸素）混合
物は、ノズル４から、燃焼室５に噴射され同時に点火さ
れる。

燃焼室５では、燃料および酸素は完全に燃焼され、実質
的に酸素を含まない不活性の高温ガスが得られる。

この燃焼ガスは、条件調節室６に送入される。

このとき燃焼ガスの一部を排出口１０から排出して条件
調節室６に送られる燃焼ガス量を調節してもよい。

条件調節室６には、水蒸気又は水が、その送入ロアから
、また、原料油が、その送入口８から、更に、所望によ
り水素ガス等の添加ガスが、その送入口９からそれぞれ
所定流量で送入され、燃焼ガスと均一に混合され、３な
いし５０ｋｇ／ｃＩ？Ｌの比較的高い所定圧力と、３５
０ないし６００°Ｃの比較的低い所定温度と、所定組成
とを有する反応混合物が調製される。

この反応混合物において、水蒸気の量は、原料油のリッ
トル当り、０．５ないし４ｋｙである。

また、重質油含有原料油は、反応混合物中に、その全重
量に対し２０ないし６０％の量で含まれていることが好
ましい。

反応混合物は、直ちに条件調節室６から反応室１１に送
入される。

反応混合物は、反応室に極めて短時間（０，１〜３秒間
）滞在し、その間に、重質油は軽質化され、生成した反
応混合物は排出口１２より排出される。

また、原料油から生じたスラグは、反応室の底にたまり
、排出口１３より排出される。

上記のようにして製造された生成物は、冷却装置に送ら
れて所定温度に冷却され、蒸留装置に送られて、軽質油
と重質油とに分留されて別々に採ン 取され、ガス分はガス精製装置に送られ、炭酸ガスや硫
化水素ガスが除去され、残留ガスは、例えば燃料ガスと
して利用される。

実施例 添付図面に示されている形式の装置を用いた。

天然ガスからなる燃料ガスを内容積０．０５ｍ３の混合
室３に１２Ｎｍ／時の流量で送入し、同時に１００℃に
予熱された酸素を２４Ｎｍ’／時の流量で送入して、両
者を均一に混合し、この混合物を１５ｋｇ／ｆｆｌの圧
力で内容積０．１８ｍ”の燃焼室５に噴射して、完全燃
焼させ、この燃焼ガス中の遊離酸素の含有率はわづか１
饅以下であった。

またこの燃焼ガスは１５に９／ｉの圧力と、１４００℃
の温度を有していた。

上記燃焼ガスの全量を内容積０．３５７１１″の条件調
節室６に送入された。

同時に、水蒸気を１７ｋｇ／瀝の圧力で、かつ７２ｋｇ
／時の流量で、また、原料油を１７ｋｇ／ｉの圧力で、
かつ６０１）／時の流量で、条件調節室に送入した。

原料油は、重質原油から得られたトップドクルード〔抜
頭油）で、３００℃以上の沸点と、０．８６４の比重と
、０．１９％の全硫黄含有率と、３．１優のコンランド
ソンのカーボン量を有するものであった。

上記の送入により条件調節室６内において、１５ｋｇ／
ｉの圧力と４５０°Ｃの温度とを有し、水蒸気量／原料
油の比が１．２ｋｇ／７の反応混合物が調製された。

この反応混合物を内容積０．２ ｍ’の反応室１１に送
り、反応室内に約０．８秒間滞在させた。

これにより得られた軽質化された原料油の収率は７６．
８％であり、その性状は下記の通りであった。

本発明方法はこれを複数回（例えば２段又は３段処理）
繰り返し、残留重質油を、原料油に回帰することにより
軽質化された原料油の収率を更に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、本発明方法を実施するための装置の一例の
断面説明図である。 １・・・・・・燃料送入口、２・・・・・・空気（酸素
）送入口、３・・・・・・混合室、４・・・・・・噴射
ノズル、５・・・・・・燃焼室、６・・・・・・条件調
節室、７・・・・・・水蒸気送入口、８・・・・・・添
加ガス送入口、９・・・・・・原料油送入口、１０・・
・・・・燃焼ガス排出口、１１・・・・・・反応室、物
排出口、１３・・・・・・スラジ排出口。 １２・・・・・・生成

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 重質油を含有する原料油から、前記重質油を熱分解
   して、軽質化された原料油を製造するに際し、 （４）予じめ燃焼室で燃料を燃焼して、実質的に酸素を
   含まず前記所定熱分解圧力よりも高い圧力を有する高温
   燃焼ガスを調製し、 （Ｂ） 上記燃焼ガスと、重質油含有原料油と、およ
   び、前記重質油含有原料油リットル当り０．５〜４に９
   の水又は水蒸気とを、条件調節室に送入して、３ないし
   ５０ｋｇ／Ｃ１１￥、の圧力と、３５０ないし６００℃
   の温度を有する反応混合物を調製し、直ちに （Ｃ） 上記反応混合物を反応室に送入し、この反応
   室内において、前記反応混合物中の重質油を熱分解する
   、ことを特徴とする重質油含有原料油から軽質化された
   原料油を製造する方法。 ２ 前記条件調節室に、前記燃焼ガス、原料油および水
   蒸気とともに、水素ガスを特徴する特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ３ 前記反応混合物中における重質油含有原料油の量が
   、前記反応混合物全重量に対し、２０〜６０％である特
   許請求の範囲第１項記載の方法。