JPS5948078B2 - 重質油の熱分解方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、残留炭素分を有する重質油の熱分解方法に関
する。

本発明者らは先に特願昭５１−９７６７９号（特公昭５
７−７１９７号）において炭化水素の熱分解方法につき
提案した。

該提案は、アルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属の
塩基性化合物を含む溶融塩のミストの存在下に、炭化水
素１重量部当り、溶融塩を０．０１ないし１重量部存在
させることとし、しかる後、溶融塩のミストを含む分解
ガスを急冷器に導き、溶融塩の融点以上の温度領域内で
急冷し、次いで分解ガスと溶融塩を分離することを特徴
とする炭化水素の熱分解方法、に関するものである。

この方法はとくに重質油の熱分解に適した方法であって
、その特徴の主たるものとしては、該熱分解においてア
ルカリ金属及び／又はアルカリ土類金属の塩基性化合物
の溶融塩ミストを用いることおよび溶融塩量を原料炭化
水素の０．０１ないし１倍量用いることの２点が挙げら
れる。

ところが残留炭素分の多い重質油を熱分解する際、溶融
塩量が少なく、かつ溶融塩と重質油の混合時の温度が低
く、水蒸気のような不活性ガスの供給が少ない場合に、
溶融塩と残留炭素分とから形成される混合物が粘稠とな
り、熱分解反応器壁に付着し易く、場合によっては重質
油供給口近辺で閉塞することが判明した。

工業的には熱分解に際し水蒸気の使用をできるだけ少な
くすることが望ましく、また溶融塩供給温度は装置材質
の面からあまりにも高温に上げることは望ましくなく、
さらに重質油は熱分解反応器に供給する前に熱分解を起
こさないよう一定温度以上に予熱できないという事情も
ある。

また溶融塩は伺ら再生操作を加えることなく循環使用し
うろことが好ましい。

したがってこのような条件を満足しつつ残留炭素分の多
い重質油を熱分解する際に、上記欠陥の生じないような
技術の開発が望まれた。

本発明はかかる要請に答えるものであってその内容とす
るところは、残留炭素分を有する重質油を溶融塩の存在
下に熱分解し、熱分解反応混合物を溶融塩が固化しない
温度に急冷し、溶融塩と分解ガスとを分解することから
なる重質油の熱分解方法において、該熱分解反応を、 （イ）該溶融塩がアルカリ金属及び／又はアルカリ土類
金属の塩基性化合物の溶融塩でありかつ水蒸気を存在さ
せること、 （Ｂ） 溶融塩の少なくとも一部はミスト化して用い
ること、 （Ｃ） 溶融塩／重質油（重量比）を１を越え１０以
下のの割合とすること、 （Ｄ） 重質油中の残留炭素／溶融塩（重量比）を０
．０３以下の割合とすること、および （匂 反応温度を７００ないし８５０’Ｃ，反応時間を
０．０１ないし０．３秒、水蒸気量を水蒸気／重質油（
重量比）で０．５ないし２．０の範囲とすること、およ
び （Ｆ′）熱分解反応後の炭素／溶融塩（重量比）を０．
００２以下とすること、 を満足する条件下に行うことを特徴とする方法である。

本発明の熱分解に用いられる重質油の代表例は、原油、
重油、減圧蒸留軽油、減圧蒸留塔底油などであり、これ
らはアスファルテン、樹脂、高分子化合物など加熱によ
って炭素になる残留炭素分を含んでいる。

熱分解においては溶融塩が用いられるがその使用量は、
重質油中の残留炭素（コンラドソン）／浴融塩（重量比
）が０．０３以下、好ましくは０．００５ないし０．０
２０となるような範囲である。

この比が大きすぎると前記したように壁付着が生じ易く
、またこの比が非常に小さいと溶融塩を必要以上に使用
することになり不経済である。

それ故溶融塩量は重質油に対し、■を越え１０倍以下、
好ましくは５倍以下とすべきである。

溶融塩としては、熱分解反応器中で生成した炭素を水性
ガス化反応によってできるだけ減少させる働きを有する
ものでなければならない。

そのため本発明においてはアルカリ金属及び／又はアル
カリ土類金属の塩基性化合物が用いられる。

重質油供給口近辺での温度低下によっても粘稠とならな
いためには、溶融塩として融点４５０℃以下、とくに４
００℃以下のものが好ましい。

例えばＬ １２ｃＯ３（ｍｐ６１８°Ｃ）、Ｎａ２ＣＯ
３（ｍｐ８５１０ｃ）、Ｋ２ＣＯ３（ｍｐ８９１°Ｃ）
の混合物、とくに等モ／ｌ／混合物（共晶点３８５℃）
を使用するのが好ましい。

これらの一部は硫化物や亜硫酸塩などに変化していても
よい。

熱分解反応には上記した水性ガス化反応を行わせるため
、水蒸気を共存させる。

水蒸気の使用量には制限がないが、多量に用いるのは経
済的でなＧ）。

またあまりに少量であれば水性ガス化反応が不充分とな
る。

したがって、水蒸気／重質油（重量比）がとくに０，５
ないし２．０の範囲になるように使用するのが好ましい
。

溶融塩の少なくとも一部はミスト化して用いることによ
り、少量の使用でも重質油と良く接触し、水性ガス化反
応が円滑に進行する。

溶融塩のミスト化は、ベンチュリーノズルを用い水蒸気
を通過させることによって容易に行い得るが、この他に
単孔ノズル、衝突噴射弁、うず巻噴射弁等を用いる圧力
噴射弁法、回転円盤、回転皿、回転噴孔などを用いる回
転法、アトマイゲングノズルを用いるような気流噴射法
、振動による方法、原料重質油や水に溶解又は懸濁させ
て分解器に供給する方法などを採ることができる。

これらの中では、重質油と混合する前に溶融塩の少なく
とも一部がミスト化されていることが望ましい。

本発明はとくに外熱式熱分解に適用する場合に効果のあ
る方法である。

勿論内熱式熱分解にも適用できるが、内熱式熱分解では
多量の加温用高温ガスを使用するので、溶融塩の前述し
たような局部的冷却がある程度防げることができる。

熱分解反応は通常好ましくは７００ないし８５０℃、反
応時間は好ましくは０．０１ないし０．３秒である。

これら反応条件、すなわち水蒸気量、溶融塩量、反応温
度、反応時間を調節することにより熱分解反応器から排
出される炭素分を溶融塩量の０．００２倍以下、好まし
くは０．００１倍以下とする。

かくすることにより溶融塩は何ら再生操作を施すことな
く再使用することができる。

又、反応終了後に炭素分が多いと溶融塩の泡立らが生じ
、分解ガスとの分離が円滑に行えないという欠点も生ず
る。

熱分解反応器から排出される反応混合物は生成ガスの二
次反応を防ぐため急冷するのが好ましい。

急冷の温度は溶融塩の固化しない温度で、使用する溶融
塩の種類によっても異なるが、例えば４００ないし６０
０℃である。

急冷した後溶融塩を分離し、溶融塩は循環使用し、又分
解ガスは通常のエチレン製造設備で実施されている方法
にしたがって各成分に分離、精製することができる。

実施例１〜３、比較例１〜３ ７５０℃に過熱された水蒸気を内径６．５ ｍｍのベン
チュリースロートに導入し、このベンチュリースロート
に直角に取付けられた直径２ｍｒＩＬの細孔より７５０
℃に保たれた溶融塩（Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３、Ｌ
ｉＣＯａの等モル混合物）を供給し、溶融塩ミストを作
った。

ベンチュリ−スロートの下流に位置する直径１／２イン
チ、長さｌ１ｍの外部加熱式反応管上部にミナス原油（
コンラードソン残留炭素２．５ｗｔ％）と水蒸気（全水
蒸気量のｉｏ％使用）の混合物を３００℃で供給するこ
とによって熱分解反応を行った。

反応後は５００℃に急冷した後、溶融塩と分解ガスを分
離し、溶融塩は再び加熱してで再使用を試みた。

反応条件及び反応結果を第１表に示す。

実施例４、比較例４ 実施例１において、原油供給量、溶融塩供給量、原油中
残留炭素分／溶融塩（重量比）、水蒸気量、分解温度、
反応後の溶融塩中の炭素／溶融塩（重量比）を第１表に
示したように変えた他は実施例１と同様に実施した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 残留炭素分を有する重質油を溶融塩の存在下に熱分
   解し、熱分解反応混合物を溶融塩が固化しない温度に急
   冷し、溶融塩と分解ガスとを分離することからなる重質
   油の熱分解方法において、該熱分解反応を、 （５）該溶融塩がアルカリ金属及び／又はアルカリ土類
   金属の塩基性化合物の溶融塩でありかつ水蒸気を存在さ
   せること、 （Ｂ） 溶融塩の少なくとも一部はミスト化して用い
   ること、 （Ｃ） 溶融塩／重質油（重量比）を１を越え１０以
   下の割合とすること、 （Ｄ） 重質油中の残留炭素／溶融塩（重量比）を０
   ．０３以下の割合とすること、 （Ｅ） 反応温度を７００ないし８５０℃、反応時間
   を０．０１ないし０．３秒および水蒸気量を水蒸気／重
   質油（重量比）で０．５ないし２．０の範囲とすること
   、および （矧 熱分解反応後の炭素／溶融塩（重量比）を０．０
   ２以下とすること、 を満足する条件下に行うことを特徴とする方法。 ２ 溶融塩が、炭酸リチウム、炭酸ナトリウムおよび炭
   酸カリウムの混合物である特許請求の範囲１記載の方法
   。 ３ 溶融塩の少なくとも一部のミスト化を、重質油との
   混合前に行う特許請求の範囲１又は２記載の方法。