JPS5934752B2 - コ−キングホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は炭化水素油のコーキング方法に関するものであ
り、特に、燃焼排カスを熱媒体とする重質炭化水素のコ
ーキング方法に関するものである。

更に詳述するならば、本発明は重質炭化水素油をその分
解開始温度以上の温度において熱処理してコーキングす
るにあたり、予熱用加熱炉で原料油を分解温度以下の温
度に予熱し、次に、予熱された流出物を燃焼排ガス接触
帯域において高温の燃焼排ガスと直接接触させて熱処理
に必要な温度にまで昇温させることにより、予熱用加熱
炉内の加熱温度を下げ加熱炉チューブ内のコーキングを
抑制し、コーク生成物の付着による装置稼動率の低下を
防止することを目的とするコーキング方法に関するもの
である。

従来、実用化されている重質炭化水素油の熱処理プロセ
スとしては、例えばディレイド・コーキング法が知られ
ている。

しかしながら、ディレイド・コーキング法は、炭化水素
油のコーキングに必要な温度までの加熱を凡て加熱炉で
行なう方法であり、このように、原料油を加熱炉内で高
温の分解温度に保持することは、加熱炉チューブ内のコ
ーク生成物の付着を促進し、その結実装置の稼動率を低
下させる一要因となる。

従って、一般に、加熱炉チューブ内のコーク生成物の付
着を防止するために、スチームの注入、バーナーの配置
またはチューブ内流速の調整を行なうが、これらの方法
によっても原料油の加熱炉出口温度がすでに原料油の分
解開始温度に達している場合、加熱炉チューブ内のコー
ク生成物の発生を完全に解消することはできない。

本発明者らは、重質炭化水素油のコーキングにおける上
記問題点を解消し、効果的なコーキング方法を開発する
ことを眼目として種々検討したところ、加熱帯域におけ
る原料油の予熱は、当該原料油の分解開始温度以下の温
度に加熱を限定し、この予熱された原料油を燃焼排ガス
と直接接触させて熱交換により上記分解開始温度以下の
温度からコーキングに必要な温度まで加熱することによ
り、前記問題点を解決できることを見出し、本発明を完
成した。

すなわち本発明は、原料油を加熱帯域において加熱し、
加熱された流出物を熱処理帯域に導入してコーキングを
行なわせるにあたり、原料油を先ず加熱帯域において当
該原料油の分解開始温度に達しない温度に予熱し、この
予熱された流出物を燃焼排ガス接触帯域に導入してこの
帯域において上記熱処理帯域から生成し且つ温度制御さ
れた燃焼排ガスと接触させ、熱交換によって熱処理に必
要な温度まで加熱したのち、この加熱された流出物を熱
処理帯域に導入して当該原料油の分解開始温度以上で熱
処理してコーキングを行なわせることを特徴とするコー
キング方法に関するものである。

本発明の特徴を総括すると、第一に原料油をコーキング
温度に加熱する際に加熱帯域において分解開始温度以下
の温度に予熱された流出物を燃焼排ガス接触帯域におい
て燃焼排ガスと直接接触させて、熱交換により熱処理に
必要な熱を供給することであり、これにより加熱帯域の
加熱温度を低下させ、当該帯域での原料油のコーキング
を防止できる。

第二の特徴は、上記のように燃焼排ガス接触帯域におい
て原料油と接触した後の排出ガスを必要に応じ攪拌用ガ
スとして熱処理帯域に導入して循環使用することができ
ることである。

また、第三の特徴は、予熱原料油と接触させるための燃
焼排ガスを予じめ散水その他の適当な手段により温度制
御することである。

すなわち、本発明は、熱処理帯域に前置する加熱帯域お
よび燃焼排ガス接触帯域から成る新規なグロセススキー
ムを提供するものである。

本発明における燃焼排ガス接触帯域は、予熱された原料
油を、高温の燃焼排ガスと接触させて熱処理に必要な熱
を供給することを目的とするものであり、この目的を達
成することができるものであれば、如何なる構造の接触
装置をも採用することができるが、通常の熱交換トレイ
で十分である。

すなわち、本発明に好適な熱交換トレイは、約３０〜約
４０段のバッフルタイプのトレイである。

このタイプのトレイは、コーキングの惹起傾向の強い場
合に採用され得るトレイの一種であり、他のタイプのト
レー、例えば、シーブ・トレーを使用するような場合に
は、生成するコークにより目詰りを生ずる恐れがあるか
ら、本発明の実施には不適当である。

接触の態様としては、接触装置の上部に原料油を導入し
、下部に燃焼排ガスを導入し、トレイの介在する装置内
部で交流させるものであり、両者の間で熱の授受が行な
われる。

本発明において、燃焼排ガス接触帯域に導入する燃焼排
ガスは、熱処理帯域におけるコーキングの進行に伴い生
成する高温ガスであり、必要に応じて脱硫等の精製を経
たのち、さらに必要に応じて他の燃料ガスと混合し原料
油の燃焼排ガス接触帯域における予熱およびコーキング
のために必要な熱を供給するために燃焼させ、適当な手
段で温度制御されたものである。

温度制御の手段としては、散水、原料予熱等の方法を採
用することができる。

制御される温度は、原料油の種類、予熱温度または熱処
理条件等の如何により適宜決定することができるが、約
５００℃以上の沸点を有する重質炭化水素油、例えば、
減圧蒸留残渣油を原料油とする場合は約５００〜約１０
００℃の範囲、好ましくは、約７００〜約８００℃の範
囲である。

燃焼排ガスは、一般に、水蒸気、炭酸ガスおよび窒素か
ら成るが、炭化水素油の分解による軽質炭化水素を少量
含有するものでも差支えない。

通常、次の組成を有する排ガスを使用することができる
。

水蒸気 約４０〜約６０容量％ 炭酸ガス 約５〜約１０容量％ 窒素 約４０〜約５０容量％ 燃焼排ガス接触帯域における処理条件としては、原料油
の種類、熱処理帯域の条件等により適宜決定することが
できるが、前記重質炭化水素油を原料油とする場合は、
次の条件を採用することができる。

液平均温度（’Ｃ） 約４００〜約５００ガス平
均温度（℃） 約５００〜約６５０この燃焼排ガス接
触帯域の流出物は、熱処理に必要な温度に加熱されてお
り、次の熱処理帯域に導入される。

熱処理帯域としては、従来、公知のコーキングドラムを
使用することができる。

熱処理は、原料油を下記のような条件、すなわち、 を含む処理条件下に於て処理するものであり、炭化水素
の転化により、ガス、液状生成物およびコークが得られ
る。

上記熱処理条件の選択の如何により、転化率を変更し、
所望の収率で各生成物を得ることができ、また、各生成
物について所望の性状のものを得ることができる。

本発明の熱処理帯域における上記の如き処理条件は、従
来のディレイド・コーキングの条件を包含するものであ
り、また、処理条件は適宜変更することかできるもので
あるから、本発明は改良ディレイド・コーキング法を提
供することにもなる。

前述の如（、本発明の第二の特徴は、必要に応じて燃焼
排ガス接触帯域からの排出ガスの一部を熱処理帯域に攪
拌ガスとして導入し循環使用することができることであ
るが、当該排出ガスを熱処理帯域の下部に導入し、内容
物を攪拌すればコーク生成物が局部的に堆積することを
防止することが出来る。

また、熱処理帯域の温度調節のために高温の燃焼排ガス
を上記の燃焼排ガス接触帯域の排出ガスと適宜混合する
か、または単独に熱処理帯域に導入して循環使用するこ
とも出来る。

本発明における予備加熱帯域としては、通常の／ 加熱炉が使用され、例えｆ、’：４ ｆｆｉツクス型、
セル型、バーチカルシリントリカ 等が適当である。

好ましい加熱炉はバーチカルシリンドリカル型のもので
ある。

加熱帯域の処理条件は、原料油の分解開始温度に達しな
い温度での約１〜約３分の滞留時間の加熱を包含する。

分解開始温度とは、炭化水素の転化にとって必要な最低
温度であり、原料油の種類、組成等により異なる。

本発明の実施において分解開始温度以下の加熱温度とし
ては、原料油のコーキングを生じない温度であれば如何
なる温度でも差支えがないのであるが、好ましい加熱温
度は、分解開始温度よりも約１５〜約４０℃低い温度で
ある。

重質炭化水素油を原料油とするときは、約３４０〜約４
００℃の範囲の加熱温度が好適である。

加熱帯域で供給する熱の過不足は、燃焼排ガス接触帯域
で調整することが出来る。

本発明の実施において使用する原料油としては、本発明
の効果が発揮され得るものであれば、如何なる種類のも
のでも差支えがない。

例えば石炭系重質炭化水素油および石油系重質炭化水素
油を使用することができる。

石油系重質炭化水素油としては、アスファルテンを含有
するものであり、一般に、常圧蒸留残渣油または減圧蒸
留残渣油てあって、約４８０℃の留分を約３０〜約１０
０容量％含有するものが適当である。

また、アスファルトと減圧蒸留留出油との混合油も使用
することができる。

本発明の実施により効果的に処理することができる原料
油は次の如き特性値を有するものである。

比重 約０．９５〜約１．１０硫
黄分（重量％） 約１〜約１０金属分（ｐ
ｐｍ）ニッケル＋ 約１００以上バナジウム アスファルテン（重量％） 約５％以上残留炭
素分（重量％） 約７％以上次に、図面に
より本発明を説明する。

第１図は、本発明の好適実施態様をフローシートで示し
たものである。

第１図において原料の重質油１は加熱炉２により、また
は、燃焼排ガス製造器１６で一部予熱したのち、加熱炉
２によりその分解開始温度以下に加熱されたあと、燃焼
排ガス接触塔３に供給され、所定の熱処理温度まで燃焼
排ガス１７より熱を供給される。

燃焼排ガス塔底油４は、熱処理反応器５で一部コークス
化される。

一方燃焼排ガス接触塔頂ガス１８は、一部熱処理反応器
５に送られ攪拌ガスとして使用され、残りは未燃ガス燃
焼器１９で完全燃焼される。

またこの攪拌ガスとして使用される燃焼排ガス接触塔頂
ガス１８は、熱処理反応器５の温度調節のため、高温の
燃焼排ガス１７の一部と混合使用する事も可能である。

熱処理反応器５で生成された生コークスを含む重質分解
油６は減圧蒸留塔８に供給され、生成された生コークス
を全量含む塔底油（ピッチ＋コーク）９と塔頂油１０に
分留される。

また分解留出物７はガス分離器１１で分解軽質油１２と
留出ガス１３とに分離される。

分解軽質油１２と減圧塔頂油１０は混合され、例えば脱
硫装置の原料となる。

留出ガス１３は吸収塔１４で脱硫されたあと、中程度の
発熱量を有する燃料ガス１５となり、このうちの一部は
燃焼排ガス製造器１６に送られ、散水により温度制御さ
れた燃焼排ガス１７が作られる。

以上述べた如く、本発明は分解開始温度以上の温度で原
料油を熱処理してコーキングするにあたり、分解開始温
度以下の温度に加熱された原料油と、温度制御された燃
焼排ガスとを直接接触させ、熱処理に必要な温度にまで
加熱することを特徴とするコーキング方法に関するもの
であり、次の如き作用効果を奏する。

（１）加熱帯域の出口温度は、原料油の分解開始温度以
下の温度にすることができるから、加熱帯域におけるコ
ーキングの問題が解消し、装置の稼動率を向上させるこ
とができる。

（２）原料油を分解開始温度から熱処理に必要な温度に
加熱するために使用した燃焼排ガスの温度は、熱処理帯
域の温度と殆んど同一であるから、攪拌用ガスとしてそ
のまま使用することができ、当該帯域の反応塔壁でのコ
ーキング生成物の付着の問題点も解消することができる
。

実施例 水注入により８００℃に温度調整した燃焼排ガス（水：
炭酸ガス：窒素−５０ニア：４３容積比）と３７０℃に
予熱したガツチサラン減圧残渣油とを、３５段のバッフ
ルトレーを内蔵した燃焼排ガス接触塔で、気液比を１６
０対１（容積比）に調整して熱交換させた結果、塔頂ガ
スは４８０℃まで降下し、原料油は４３２℃まで上昇し
た。

この時のバッフルトレーの総括伝熱係数は、３００Ｋ
ｃａｌ ／ ｍ ｈｒ’Ｃであった。

一方塔頂ガスには、原料油の熱分解による微量の炭化水
素が混入し、その量は原料油に対し、０．７重量％で、
平均分子量は８３．２であった。

更に４３２℃まで加熱された原料を１．５時間コーキン
グして得た結果は次に示した如くであった。

コーキングに必要な温度までの原料予熱段階におけるコ
ーキング問題の程度を、滞留時間で比較すると、通常の
コーキングプロセスでは、原料予熱用加熱炉で分解開始
温度からコーキングに必要な温度までの滞留時間は１〜
３分に対し、本発明に於ける排ガス接触塔での滞留時間
は０．１〜１分である。

従って本発明に於けるプロセスは、コーキング問題を通
常のコーキングプロセスの％程度に押えることができる
。

以上のような本発明の実施により、加熱炉の管内にコー
キング生成物が付着することを防止することができ、か
つ、燃焼排ガスとの接触により、熱処理に必要な温度に
予熱するための熱を供給できることが明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施態様を示すフローシートである
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原料油を加熱帯域において加熱し、加熱された流出
   物を熱処理帯域に導入してコーキングを行なわせるにあ
   たり、原料油を先ず加熱帯域において当該原料油の分解
   開始温度に達しない温度に予熱し、この予熱された流出
   物を燃焼排ガス接触帯域に導入して、この帯域において
   上記熱処理帯域から生成し且つ温度制御された燃焼排ガ
   スと接触させ、熱交換によって熱処理に必要な温度まで
   加熱したのち、この加熱された流出物を熱処理帯域に導
   入して、当該原料油の分解開始温度以上に維持すること
   により熱処理して流出物の少なくとも一部をコークス化
   し、この熱処理帯域からの流出物をガス生成物、液体生
   成物及び固体生成物に分離し、ガス生成物の少な（とも
   一部を燃焼排ガス生成帯域に導入し、発生した燃焼排ガ
   スの少な（とも一部を燃焼排ガス接触帯域に導入するこ
   とを特徴とするコーキング方法。