JPS6147794A - Method of cracking to produce petrochemical product from hydrocarbon - Google Patents
Method of cracking to produce petrochemical product from hydrocarbonInfo
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- JPS6147794A JPS6147794A JP59170028A JP17002884A JPS6147794A JP S6147794 A JPS6147794 A JP S6147794A JP 59170028 A JP59170028 A JP 59170028A JP 17002884 A JP17002884 A JP 17002884A JP S6147794 A JPS6147794 A JP S6147794A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、炭1じ水素を分解してオレフィン及び芳香原
炭1シ*累(以下、BTX (B :ベンゼン・T:ト
ルエン、X:キシレン)と略すj等の石油化学製品を高
収率でかつ高選択的に製造する方法に関する。Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention decomposes one carbon and one hydrogen to produce olefins and aromatic raw coal (hereinafter referred to as BTX (B: benzene, T: toluene, X: This invention relates to a method for producing petrochemical products such as xylene in high yield and with high selectivity.
(従来の技術)
従来、エタン、プロパンe[じめとする軽質のガス状炭
化水素及びナフサ、灯軽油等の液状炭化水素をオレフィ
ンに転換する方法として、スチームクララキンクと呼称
される管式熱分暦法が用いられていることは周知の通り
である。(Prior art) Conventionally, as a method for converting light gaseous hydrocarbons such as ethane, propane e, and liquid hydrocarbons such as naphtha and kerosene into olefins, a tube heating system called steam clara kink has been used. It is well known that the minute calendar system is used.
この方法では、反応に必要な熱は、外部から管壁全通し
て供給されるため、伝熱速度及び反応温度に限界があり
、通常850℃以下、滞留時間α1〜α5秒の反応条件
が採用でれている。In this method, the heat necessary for the reaction is supplied from the outside through the entire tube wall, so there are limits to the heat transfer rate and reaction temperature, and the reaction conditions are usually 850°C or less and a residence time of α1 to α5 seconds. It's visible.
又、分解苛酷度をあけてより短滞留時間の分解を行うベ
〈細径管・を使用する方法も提案されているが、この方
法では内径が/J%さいため内壁へのニーキングにより
有効内径が短時間Vうちに減少し、その結果、反応管で
の圧力損失が増大して炭化水素の分圧が増力口し、エチ
レンの選択性が悪1じする。このためデコーキングの間
隔をせまくする必要があるが、その結果、分解炉の稼動
率低下とデコーキングに伴うヒートサイクルの増加のた
め、装置の損傷を招くという大きな欠点を有する。In addition, a method has been proposed that uses a vessel (small-diameter tube) that allows for shorter residence time decomposition by increasing the degree of decomposition severity, but in this method, the inner diameter is smaller by V decreases in a short period of time, and as a result, the pressure loss in the reaction tube increases, the partial pressure of hydrocarbons increases, and the selectivity of ethylene deteriorates. For this reason, it is necessary to shorten the interval between decokings, but as a result, this has the major disadvantage of causing damage to the equipment due to a decrease in the operating rate of the cracking furnace and an increase in heat cycles due to decoking.
このような装置及び反応条件の制約から使用できる原料
はせいぜい軽油までに限定され、残油等の重質炭化水素
には適用できない。これに、管式分解炉で適用できる温
度の反応では、重縮合の副反応が起こり、コーキングが
激しく発生すると共に、所望のガス化率(反応器に供給
される炭化水素の量からETX t−除< Os炭IF
、水素より重質な炭化水素の量を差引いたものの供給原
料炭化水素に対する重量比ンが達成できず、その結果有
用成分の収率も低いためである。′1.fc、一度原料
が選定されると、その単一原料と製品。Due to such restrictions on equipment and reaction conditions, the raw material that can be used is limited to light oil at most, and cannot be applied to heavy hydrocarbons such as residual oil. In addition, in a reaction at a temperature applicable to a tube cracking furnace, a side reaction of polycondensation occurs, causing severe coking, and the desired gasification rate (from the amount of hydrocarbons supplied to the reactor to ETX t- Excluding < Os Charcoal IF
This is because the weight ratio of the amount of hydrocarbons heavier than hydrogen to the feedstock hydrocarbons cannot be achieved, and as a result, the yield of useful components is low. '1. fc, once the raw material is selected, that single raw material and product.
の要求に応じて、基本的に固有の分解条件と固有の装置
が必要となる。このため、原料及び製品の選択性が乏し
く融通性に欠けるという難点がある。例えば、現在の代
表的なナフサの管式分解炉ではエチレン生産に主眼がお
かれているため、併産するプロピレン、C4留分及びB
TX等の基礎化学品を需給バランスに応じた製品収率に
任意に変動させることは困難である。これは、一方でに
他の代替原料(例えば重質炭化水素ンの高苛酷度分解に
より高所率で得られるエチレンをナフサ原料により確保
しようとするため、ナフサが本来有するプロピレン、ブ
タジェン等C4留分、 BTX製品への大きなボテンシ
ャリテイを犠牲にしていることがわかる。エチレン収率
を増加しようとすれば、プロピVン、C4留分の収率に
減少し、副生メタンが増加するというのが熱分解反応の
現実である。Basically, specific decomposition conditions and specific equipment are required depending on the requirements. For this reason, there is a drawback that the selectivity of raw materials and products is poor and flexibility is lacking. For example, in the current typical naphtha tube cracking furnace, the main focus is on ethylene production, so the co-produced propylene, C4 fraction and
It is difficult to arbitrarily vary the product yield of basic chemicals such as TX to match the supply and demand balance. On the other hand, in order to use naphtha raw materials to secure ethylene, which can be obtained at a high rate through high-severity cracking of heavy hydrocarbons, the C4 residues such as propylene and butadiene, which naphtha inherently has, are increasing. It can be seen that this is at the expense of a large potential for BTX products.If an attempt is made to increase the ethylene yield, the yield of propylene and C4 fractions will decrease, and by-product methane will increase. This is the reality of thermal decomposition reactions.
このような原料及び製品両面からの制約を緩和する方法
として幾つかの方法が提案式れている。その1つは原油
等の液状炭IL水素を燃料として高温ガスを生成し、こ
れにより炭化水素を5〜70バールの加圧下、反応温度
1515〜1575℃、滞留時間5〜10ミリ秒で熱分
解する方法である。この方法では高温ガスの燃焼帯から
反応器内に向けて、Co!、N、等のイナートガスをフ
ィルム状に供給することにより、コーキングの抑制をは
かり、残油のような重質油の分解をも可能にしている。Several methods have been proposed to alleviate such constraints in terms of both raw materials and products. One method is to generate high-temperature gas using liquid carbon IL hydrogen such as crude oil as fuel, which thermally decomposes hydrocarbons under pressure of 5 to 70 bar, reaction temperature of 1515 to 1575 °C, and residence time of 5 to 10 milliseconds. This is the way to do it. In this method, Co! gas is directed from the combustion zone into the reactor. By supplying inert gas such as , N, etc. in the form of a film, coking can be suppressed and heavy oil such as residual oil can be decomposed.
第2の方法は、水素を一部燃焼して高温の水素ガスをつ
くり、水素雰囲気下、反応温度800〜1800℃、滞
留時間1〜10ミリ秒、圧カフ〜70バールの加圧下で
、重質油を含む各種炭化水素からオレフィンを製造する
方法である。The second method involves partially combusting hydrogen to produce high-temperature hydrogen gas, and using a heavy hydrogen gas under a hydrogen atmosphere at a reaction temperature of 800-1800°C, a residence time of 1-10 milliseconds, and a pressure of 70 bar. This is a method for producing olefins from various hydrocarbons including quality oil.
水素大過剰の雰囲気下で熱分解を行うことにより急速加
熱、超短滞留時間の分解及びコーキングの抑制を行うこ
とができ、これにより重質油の分解をも可能にしている
が、水素のリサイクル及び分離動力、メークアップ及び
予熱等のエネルギーが過大な経済的負担となって、いる
。By carrying out thermal decomposition in an atmosphere with a large excess of hydrogen, it is possible to achieve rapid heating, ultra-short residence time decomposition, and suppression of coking, which also makes it possible to decompose heavy oil, but it is also possible to recycle hydrogen. Moreover, the energy required for separation power, make-up, preheating, etc. is an excessive economic burden.
いずれにしても、これらの方法に共に、重質炭化水素か
らも高収率でオレフィンを得るために極めて苛酷な反応
条件を必要としている。その結果、製品とじてのオレフ
ィン構成がエチレン、アセチレン等0寓に極めて偏って
おり、プロピレンm C4留分及びBTXを同時に高収
率で得るような操作が困難であるという問題がある。In any case, both of these methods require extremely harsh reaction conditions in order to obtain olefins in high yields even from heavy hydrocarbons. As a result, the olefin composition of the product is extremely biased toward zero ethylene, acetylene, etc., and there is a problem in that it is difficult to perform an operation that simultaneously obtains a propylene mC4 fraction and BTX in high yield.
第3の方法に、反応器を2つに分け、上流高温側へに比
較的分子量の小さなパラフイニツクな炭化水素を供給し
て比較的高苛酷度、すなわち分解温度815℃以上、滞
留時間20〜150ミリ秒で熱分解してエチレンの選択
性を向上し、次に下流低温側に軽油留分を供給して低苛
酷度。In the third method, the reactor is divided into two, and parafinic hydrocarbons with a relatively small molecular weight are supplied to the upstream high temperature side to achieve relatively high severity, that is, the decomposition temperature is 815°C or higher, and the residence time is 20 to 150°C. It pyrolyzes in milliseconds to improve ethylene selectivity and then feeds the gas oil fraction to the downstream low temperature side for low severity.
長滞留時間、すなわち分解温度815℃以下・滞留時間
150〜2000ミリ秒で熱分解することによりコーキ
ングを抑制している。そのため、ガス1し率を犠牲にし
ており、その目的は高温側と同様エチレンの選択性向上
にある。この方法でに、比較的分解容易なパラフイニツ
クな原料を高温部に、一方比較的分解困難な芳香族に富
んだ原料を低温部に供給するという原料配置でエチレン
の選択性を増すことを目的としている。しかし、低温反
応域で芳香族の多い原料を低苛酷度で分解しているため
、本来ガス化して有価な製品として評価され得る成分が
燃料としてしか活用されていないという問題がある。Coking is suppressed by thermal decomposition over a long residence time, that is, at a decomposition temperature of 815° C. or less and a residence time of 150 to 2000 milliseconds. Therefore, the gas conversion ratio is sacrificed, and the purpose is to improve the selectivity of ethylene, similar to the high temperature side. In this method, we aimed to increase the selectivity of ethylene by supplying a raw material that is relatively easy to decompose, a parafinic raw material, to the high temperature section, and an aromatic-rich raw material, which is relatively difficult to decompose, to the low temperature section. There is. However, because aromatic-rich raw materials are decomposed with low severity in a low-temperature reaction zone, there is a problem in that components that could originally be gasified and evaluated as valuable products are only used as fuel.
以上の如く、第3の方法では、原料及び製品が意図的に
限定されており、原料の選択及び得られる製品構成の面
で柔軟性に欠けるという問題がある。As described above, in the third method, the raw materials and products are intentionally limited, and there is a problem in that there is a lack of flexibility in terms of raw material selection and product configuration.
本発明者等は、先に炭化水素をスチームの存在下で酸素
により燃焼し、生成した高温燃焼ガス中に、更にメタン
と水素とを供給し、該メタン、水素及びスチームを含む
高温ガス中に炭化水素を供給して熱分解することによp
1ナフサのような軽質炭化水素からアスファルトのよう
な重質炭化水素まで広範な原料炭化水素から、オレフィ
ン、 BTX等の有用成分の収率を従来法に比べて大
幅に高めることができることを見出し出願した(特願昭
58−25797号参照ン。The present inventors first burned hydrocarbons with oxygen in the presence of steam, and further supplied methane and hydrogen to the generated high-temperature combustion gas, and then added methane and hydrogen to the high-temperature gas containing methane, hydrogen, and steam. By supplying hydrocarbons and thermally decomposing them, p
1. We found that the yield of useful components such as olefins and BTX from a wide range of feedstock hydrocarbons, from light hydrocarbons such as naphtha to heavy hydrocarbons such as asphalt, could be significantly increased compared to conventional methods. (See Japanese Patent Application No. 58-25797.
(発明が解決しようとする問題点)
本発明は、上記技術をもとに、更に広範囲の炭化水素か
らコーキングを抑制して所望のオレフィン及びBTXを
選択的にかつ高収率で得られるような炭化水素の熱分解
法を提供するものである。(Problems to be Solved by the Invention) Based on the above technology, the present invention furthermore suppresses coking from a wide range of hydrocarbons to selectively obtain desired olefins and BTX in high yields. The present invention provides a method for thermal decomposition of hydrocarbons.
(問題点を解決するための手段)
本発明者らに、上記の所望のオレフィン及びBTX i
選択的にかつ高収率で得られる熱分解法につき鋭意研究
を重ねた結果、反応器を2基設置し、第一の反応器でに
沸点が550℃以下の炭化水素を生として含有する軽質
炭1F、水素を触媒により接触分解し、第二の反応器で
は、まず炭化水素をスチームの存在下で酸素により燃焼
してスチームを含む高温ガス流全生成し、この高温ガス
中に更に水素及びメタンを供給し、該メタン、水素及び
スチームを含む高温ガス中に、任意の原料炭化水素及び
第一の反応器で生成した分解油を供給して、少くとも初
期分解温度が1000℃以上の高温になるような条件で
熱分解することにより、軽質ガス又はナフサのような軽
質油からアスファルトのような重質油まで処理でき、し
かもオレフィン及びBTX等を高収率かつ高選択性をも
って生産できることを見出し、この知見にもとすいて本
発明に至ったものでおる。(Means for Solving the Problems) The present inventors have obtained the above desired olefin and BTX i
As a result of intensive research into a thermal decomposition method that can be obtained selectively and in high yield, two reactors were installed, and the first reactor was used to produce light hydrocarbons containing raw hydrocarbons with a boiling point of 550°C or less. Coal 1F and hydrogen are catalytically cracked using a catalyst. In the second reactor, hydrocarbons are first combusted with oxygen in the presence of steam to produce a high-temperature gas stream containing steam, and hydrogen and hydrogen are further added to this high-temperature gas. Methane is supplied, and an arbitrary raw material hydrocarbon and cracked oil produced in the first reactor are supplied into the high-temperature gas containing methane, hydrogen and steam, and the initial decomposition temperature is at least 1000°C or higher. By pyrolysis under such conditions, it is possible to process from light gas or light oil such as naphtha to heavy oil such as asphalt, and to produce olefins, BTX, etc. with high yield and high selectivity. This finding led to the present invention.
すなわち、本発明は、炭化水素を分解して石油化学製品
を製造する方法において、まず沸点が550℃以下の炭
化水素を主として含有する軽質炭化水素を第一の反応器
に供給して、接触分解すると共に、第二の反応器では、
まず任意の炭化水素をスチームの存在下に酸素により燃
焼してスチームを含む高温燃焼ガスを生成し、この高温
燃焼ガス流に更に水素及びメタンを添加して生成する水
素。メタン及びスチームを含む高温ガス中に任意の原料
炭イし水素と第一の反応器での軽質炭化水素の接触分解
により生成した分解油を供給して、少くとも分解初期の
温度が1000℃以上となるような条件で熱分解するこ
とを特徴とする炭化水素から石油化学製品を製造するた
めの分解方法に関するものである。That is, the present invention provides a method for producing petrochemical products by decomposing hydrocarbons, in which light hydrocarbons mainly containing hydrocarbons with a boiling point of 550°C or less are first supplied to a first reactor, and then catalytic cracking is carried out. At the same time, in the second reactor,
Hydrogen is produced by first burning any hydrocarbon with oxygen in the presence of steam to produce a hot combustion gas containing steam, and then adding hydrogen and methane to the hot combustion gas stream. Cracked oil produced by catalytic cracking of any raw material hydrocarbon and light hydrocarbons in the first reactor is supplied into high-temperature gas containing methane and steam, and the temperature at least at the initial stage of decomposition is 1000°C or higher. This invention relates to a decomposition method for producing petrochemical products from hydrocarbons, which is characterized by thermal decomposition under conditions such that:
以下に、本発明による分解繞について詳細に説明する。Below, disassembly according to the present invention will be explained in detail.
まず、本発明によれば、原料炭化水素は目的に応じて第
−反応器又は第二反応器に送られて分解される。第一反
応器には、沸点が3.50℃以下の炭化水素を主として
含有する軽質炭化水素が供給され、触媒により接触分解
される。その結果、触媒の作用により、熱分解とU異な
り、プロピレン、ブテン等の03 m ’4構成が増加
する。このような触媒の効果は、軽質炭化水素に限らず
、重質炭化水素でも生じうる力ζ重質炭化水素は、触媒
上にコーキングしやすく、そのため、分解温度が低くな
り、C@ e ’4構成を高収率で得ることは期待でき
ない。この第一反応器の形式としては、LPG等の軽質
パラフィンを原料とする場合には、固定床反応器が使用
できるが、軽油のように、軽質炭化水素の中でも比較的
沸点の高い炭化水素を原料とする場合はミ流動層反応器
を採用し、触媒上に付着したコーキング物を燃焼する方
式を用いることが好ましい。First, according to the present invention, raw material hydrocarbons are sent to a first reactor or a second reactor and decomposed depending on the purpose. Light hydrocarbons mainly containing hydrocarbons having a boiling point of 3.50° C. or less are supplied to the first reactor and are catalytically cracked by a catalyst. As a result, due to the action of the catalyst, unlike thermal decomposition, the 03 m '4 composition of propylene, butene, etc. increases. The effect of such a catalyst is not limited to light hydrocarbons, but can also occur with heavy hydrocarbons.Heavy hydrocarbons tend to coke onto the catalyst, which lowers the decomposition temperature, resulting in C@e '4 It cannot be expected to obtain the construct in high yield. As for the type of this first reactor, a fixed bed reactor can be used when light paraffin such as LPG is used as a raw material, but when using a hydrocarbon with a relatively high boiling point among light hydrocarbons such as light oil, When used as a raw material, it is preferable to employ a micro-fluidized bed reactor and use a method in which the coking deposited on the catalyst is combusted.
第一反応器に使用する触媒としては、例えば、原料炭化
水素として、I、PGを用いる場合には、arlloj
−Al40m触媒や、これ’ K* Mg 等(D 7
# カリ又はアルカリ土類金属の酸化物を混合した脱
水素機能を有する触媒等が利用できる。また、ブタジェ
ンを多くするためには、we、o3系の触媒が利用でき
る。一方、ナフサ、灯軽油等の液状炭化水素を原料とす
る場合には、上記触媒、または810.−At、O,触
媒や、ゼオライトを使用することが好ましい。また、分
解温度は通常500〜700℃、圧力は常圧で操作する
ことが好ましい。しかし、軽油等を原料にガソリン分の
副生を目的とする場合には、より低温で操作することも
できる。すなわち、第一反応器は、軽質炭化水素を、そ
の分解特性を考慮して、I、PG [関しては脱水素反
応、ナフサ等に対しては上記触媒作用によりカルボニウ
ムイオン機構による連鎖反応でプロピレン、ブテン等の
04成分を高収率で得ることを目的としている。As the catalyst used in the first reactor, for example, when I, PG is used as the raw material hydrocarbon,
-Al40m catalyst, this' K* Mg etc. (D 7
# Catalysts with a dehydrogenation function mixed with potassium or alkaline earth metal oxides can be used. Further, in order to increase butadiene, we and o3 type catalysts can be used. On the other hand, when liquid hydrocarbons such as naphtha and kerosene are used as raw materials, the above catalyst or 810. -It is preferable to use At, O, a catalyst, or zeolite. Further, the decomposition temperature is usually 500 to 700°C, and the pressure is preferably normal pressure. However, if the purpose is to produce gasoline as a by-product from light oil or the like, it is possible to operate at a lower temperature. In other words, the first reactor converts light hydrocarbons into I, PG [by dehydrogenation reaction], and naphtha, etc. by a chain reaction by the carbonium ion mechanism due to the above-mentioned catalytic action, taking into account their decomposition characteristics. The purpose is to obtain 04 components such as propylene and butene in high yield.
一方、第二反応器は、反応器上部で燃料炭<L水素をス
チームの存在下に酸素により燃焼して高温燃焼ガスを生
成し、この高温ガス中に更に水素とメタンとを供給して
該メタン、水素及びスチームを含む高温ガス中に熱分解
される炭化水素を供給して熱分解する内熱式反応器で構
成される。この内熱式反応器に供給される燃料炭化水素
は特に制限はなく、メタン等の軽質ガス又はナフサ等の
軽質炭化水素から分解油、アスファルト等の重質炭化水
素まで任意の炭化水素を燃料として選択できる。また、
水素、−酸化炭素等を燃料として用いることもできる。On the other hand, the second reactor burns fuel coal<L hydrogen with oxygen in the presence of steam in the upper part of the reactor to generate high-temperature combustion gas, and further supplies hydrogen and methane into this high-temperature gas. It consists of an internal thermal reactor that supplies hydrocarbons to be thermally decomposed into high-temperature gas containing methane, hydrogen, and steam. The fuel hydrocarbon supplied to this internal heating reactor is not particularly limited, and any hydrocarbon can be used as fuel, from light gas such as methane or light hydrocarbons such as naphtha to heavy hydrocarbons such as cracked oil and asphalt. You can choose. Also,
Hydrogen, carbon oxide, etc. can also be used as fuel.
また、第二反応器に供給される炭化水素に関しても特に
制限はなく、軽質パラフィンガスからナフサ等の軽質炭
化水素ばかりでなく、アスファルト等の重質炭化水素ま
で広範な炭化水素が使用できる。更に、第一反応器で生
成した分解油も第二反応器に供給して熱分解することに
より有用成分に転化することができる。従来このような
重質炭化水素あるいは分解油より高収率でオレフィン及
びBTXを得ることは困難であったが、本発明では分解
雰囲気に水素及びメタンを添加し、しかも上記内熱式反
応器の採用によシ少くとも分解初期温度が1000℃以
上となる条件で熱分解される。その結果、上記のような
広範囲の炭化水素から高収率でオレフィン。Furthermore, there are no particular restrictions on the hydrocarbons supplied to the second reactor, and a wide range of hydrocarbons can be used, from light paraffin gas to light hydrocarbons such as naphtha, as well as heavy hydrocarbons such as asphalt. Furthermore, the cracked oil produced in the first reactor can also be converted into useful components by being supplied to the second reactor and thermally decomposed. Conventionally, it has been difficult to obtain olefins and BTX in high yield from such heavy hydrocarbons or cracked oil, but in the present invention, hydrogen and methane are added to the cracking atmosphere, and the When employed, it is thermally decomposed under conditions such that the initial decomposition temperature is at least 1000°C or higher. As a result, high yields of olefins are obtained from a wide range of hydrocarbons such as those mentioned above.
特にエチレン及びBTXを製造することができる。In particular, ethylene and BTX can be produced.
すなわち、第二反応器に添加された水素は、以下の効果
を奏する。第1に、水素は他の物質に比べて高い熱伝導
率を有し、その結果重質炭化水素でも急速に加熱するこ
とができる。重質炭化水素の熱分解においては、急速に
炭化水素を加熱蒸発させてガス化し、スチーム等で希釈
されたガス相で分解することが、オレフィン。That is, the hydrogen added to the second reactor has the following effects. First, hydrogen has a high thermal conductivity compared to other substances, so that even heavy hydrocarbons can be heated quickly. In the thermal decomposition of heavy hydrocarbons, the hydrocarbons are rapidly heated and evaporated to gasify them, and then decomposed in the gas phase diluted with steam, etc. to produce olefins.
BTX等を高収率にて生成させるために重要である。逆
に、もし、十分な加熱速度が達成されなければ、液相で
の重縮合を招き、その結果製品収率は著しく低下する。This is important for producing BTX etc. in high yield. Conversely, if a sufficient heating rate is not achieved, polycondensation in the liquid phase will occur, resulting in a significant reduction in product yield.
第2に、水素化作用によシ前述の液相での重縮合反応を
抑制すると共に、重質炭化水素では炭素含量に比較して
相対的に不足している水素を補給することによりガス化
を促進し軽質ガスの生成量を増大することができる。ま
た、気相からのコークス生成に対しても、コーキング反
応の前駆物質であるアセチレンの量を減少させ抑制でき
る。第3に、反応系内のラジカル濃度を増加する効果が
あり、高い分解速度、ガス化率が達成できる。以上3つ
の効果は高温、高水素分圧下で著しく、シたがって第二
反応器に供給される炭化水素が重質炭化水素の場合には
高水素分圧、軽質炭化水素の場合には水素の分圧は低く
して運転される。Second, in addition to suppressing the aforementioned polycondensation reaction in the liquid phase through hydrogenation, heavy hydrocarbons are gasified by replenishing hydrogen, which is relatively lacking compared to the carbon content. This can promote the production of light gas and increase the amount of light gas produced. Furthermore, the production of coke from the gas phase can be suppressed by reducing the amount of acetylene, which is a precursor of the coking reaction. Thirdly, it has the effect of increasing the concentration of radicals in the reaction system, and a high decomposition rate and gasification rate can be achieved. The above three effects are remarkable at high temperatures and high hydrogen partial pressures. Therefore, when the hydrocarbons supplied to the second reactor are heavy hydrocarbons, the hydrogen partial pressure is high, and when the hydrocarbons supplied to the second reactor are light hydrocarbons, the hydrogen partial pressure is high. It is operated at low partial pressure.
次にメタンの効果であるが、第1に水素によるオレフィ
ンの過分解反応を抑制する効果がある。例えば、水素雰
囲気で分解した場合、メタンが存在しないと、オレフィ
ンの水素化反応(1)。Next, regarding the effect of methane, firstly, it has the effect of suppressing the over-decomposition reaction of olefins caused by hydrogen. For example, when decomposed in a hydrogen atmosphere and in the absence of methane, the hydrogenation reaction of olefins (1) occurs.
ちH4+ H,→O*Hs 、(1)C,H6+
H,→201(4(2)
が進行し、オレフィンへの選択性が悪化する。H4+ H, →O*Hs, (1) C, H6+
H,→201(4(2)) progresses and the selectivity to olefins deteriorates.
特に高温でに、上記反応が急激に進行し、その結果ガス
化率は高いが、オレフィンへの選択性が低く、水素消費
量が高いという問題がある。Particularly at high temperatures, the above reaction proceeds rapidly, resulting in a high gasification rate, but there are problems in that selectivity to olefins is low and hydrogen consumption is high.
このような過剰の水素化は、本発明のように水素と共に
メタンを添加することにより、前述の水素の利点を損な
うことなく抑制できる。すなわち、メタンの作用は、メ
タンの添加により前記(1)、 (2)の反応と同時に
、メタンのエタン、エチレン等への転化反応(3)、
(4) 20B4 → O!E[、+ H,(3
)0、H,→ 02H4+ Tl@
(4)が競合して生じ、メタンへの水素化による
転化を防止できる。そればかりか、反応温度、圧力及び
雰囲気のメタン/水素比を調整することでメタン分解を
促進させ、添加メタンを、より付加価値の高いエチレン
、エタン、アセチレンに転化する仁とができる。第2に
上記反応で示されるように、重質炭化水素に不足する水
素の供給源としても効果を有する。Such excessive hydrogenation can be suppressed without impairing the above-mentioned advantages of hydrogen by adding methane together with hydrogen as in the present invention. In other words, the effect of methane is that the addition of methane causes the reactions (1) and (2) above, as well as the conversion reaction (3) of methane to ethane, ethylene, etc.
(4) 20B4 → O! E[, + H, (3
)0, H, → 02H4+ Tl@
(4) is produced in competition and can prevent conversion to methane by hydrogenation. Moreover, by adjusting the reaction temperature, pressure, and methane/hydrogen ratio of the atmosphere, methane decomposition can be accelerated and the added methane can be converted into higher value-added ethylene, ethane, and acetylene. Second, as shown in the above reaction, it is also effective as a source of hydrogen, which is lacking in heavy hydrocarbons.
以上のように水素とメタンの協調作用により、第二反応
器ではアスファルトのような重質炭化水素からも高収率
でオレフィン(特にエチレシ)及びB’J’Xを得るこ
とができる0
以上説明したように、本発明は炭化水素の分解生成物が
分解条件により著しく差があることに着目し、各々の炭
化水素を要求される製品構成に従って最も適した分解条
件で分解するととを特徴としている。すなわち、炭化水
素を接触分解することによシ、反応がカルボニウムイオ
ン機構で進行するため、プロピレン、ブテン等の01*
’4オレフインを高収率で得ることができる。この接触
分解で扛、同時に分解ガソリン等も製造されるが、これ
を抑制して、ガス収率を高くするためには、通常のガソ
リンを目的とする接触分解条件よ夕高温の500−70
0℃で分解することが好ましい。ただし、ガソリンの副
生を目的とする場合には、低温で運転することもできる
。この接触分解に使用される原料炭化水素としては、L
PG特の軽質パラフィンから軽油等まで、沸点が350
℃以下の炭化水素を主として含有する軽質炭化水素が好
ましい。これよシ重質の炭化水素(例えば減圧軽油)等
を供給して接触分解する方法も知られているが、分解油
あるいはコークスの収率が高<−、ガス化率が低いため
、ガソリン製造を目的とする場合以外は、むしろ高温下
で熱分解してオレフィン製造に利用することが好ましい
。また、プロバン、ブタン等を原料として供給する場合
には、触媒としては脱水素機能を有し喪触媒が使用され
る。一方、常圧残油、減圧残油等の重質炭化水素は、接
触分解ではコーキングが激しく、触媒活性を急激に低下
させ、しか亀ガス化率は低いが、本発明のように、高温
かつ水素及びメタンの共存下で熱分解することにより、
高ガス化率のもと、高収率でオレフィン及びBTXを得
ることができる。ただし、分解条件が苛酷なため、オレ
フィン中のエチレン比率が極めて高い製品構成となる。As described above, due to the cooperative action of hydrogen and methane, olefins (especially ethylene chloride) and B'J'X can be obtained in high yield even from heavy hydrocarbons such as asphalt in the second reactor. As described above, the present invention focuses on the fact that the decomposition products of hydrocarbons vary significantly depending on the decomposition conditions, and is characterized in that each hydrocarbon is decomposed under the most suitable decomposition conditions according to the required product composition. . In other words, by catalytically cracking hydrocarbons, the reaction proceeds by a carbonium ion mechanism, so 01* of propylene, butene, etc.
'4 olefin can be obtained in high yield. In this catalytic cracking process, cracked gasoline is produced at the same time, but in order to suppress this and increase the gas yield, the catalytic cracking conditions for the purpose of ordinary gasoline must be
It is preferable to decompose at 0°C. However, if the purpose is to produce gasoline as a by-product, it can also be operated at low temperatures. The raw material hydrocarbon used for this catalytic cracking is L
From PG special light paraffin to light oil, etc., the boiling point is 350.
Light hydrocarbons containing mainly hydrocarbons having a temperature of 0.degree. C. or less are preferred. A method of catalytic cracking by supplying heavier hydrocarbons (e.g. vacuum gas oil) is also known, but the yield of cracked oil or coke is high and the gasification rate is low, so it is difficult to produce gasoline. It is preferable to thermally decompose it at a high temperature and use it for olefin production unless the purpose is for. Furthermore, when probane, butane, etc. are supplied as raw materials, a mourning catalyst having a dehydrogenation function is used as the catalyst. On the other hand, heavy hydrocarbons such as atmospheric residual oil and vacuum residual oil undergo severe coking in catalytic cracking, which rapidly reduces catalyst activity and has a low gasification rate. By thermal decomposition in the coexistence of hydrogen and methane,
Olefins and BTX can be obtained in high yield under a high gasification rate. However, because the decomposition conditions are severe, the product composition has an extremely high ethylene ratio in the olefin.
本発明では、第一反応器で軽質炭化水素を接触分解して
プロビレン、ブテン等の’l e ’4構成を生成し、
第二反応器では水素及びメタンの存在下に重質炭化水素
を高温で熱分解してエチレン及びBTXに転換し、両者
を組合わせることにより全体として製品構成を所望の値
にすることを特徴としている。したがって、第二反応器
へ供給される原料炭化水素としては重質炭fls水素が
好ましいが、これ線型発明によれば従来オレフィン原料
化が困難であつ九重質炭化水素も原料化できるためであ
り、他の原料、例えばす7す等を用いても第二反応器に
て容易にエチレンを製造できることはいうまでもない。In the present invention, light hydrocarbons are catalytically cracked in a first reactor to produce 'le'4 compositions such as propylene and butene,
In the second reactor, heavy hydrocarbons are thermally decomposed at high temperatures in the presence of hydrogen and methane to convert them into ethylene and BTX, and by combining the two, the overall product composition is made to a desired value. There is. Therefore, as the raw material hydrocarbon to be supplied to the second reactor, heavy coal fls hydrogen is preferable, but according to the linear invention, it is difficult to use olefin as a raw material in the past, but non-heavy hydrocarbons can also be used as a raw material. It goes without saying that ethylene can be easily produced in the second reactor using other raw materials, such as soot.
このような軽質炭化水素を第二反応器へ供給する場合は
、水素、従ってメタンの添加は必ずしも必要ない。When such light hydrocarbons are fed to the second reactor, the addition of hydrogen and therefore methane is not necessarily necessary.
更に本発明によれば、第一反応器で生成した分解油は、
イソパラフィンやナフテン、芳香族成分に富んでいるが
、この分解油も第二反応器に送られて、水素、メタンの
存在下、高温で熱分解することにより、エチレン、 B
TX等有価製品に転換することができ、その結果全体と
してオレフィン及びBTX収率が著しく増加する。また
、第一反応器からの分解油は、前もってBTXを除去し
てから供給しても、またBTXを含んだまま供給しても
よい。BTXを含んだ分解油を供給し穴場台には、第二
反応器での高温分解により、BTX中の特にベンゼンの
収率が増加すると共に、分解ガソリン中のBTXの純度
が増加し、BTXの分離コストが著しく低下するという
利点がある。更に第二反応器で生成した分解油もBTX
を分離後再び第二反応器に供給して分解される。これら
の第二反応器へ供給される分解油としては、特に制限は
ないが、高沸点分解油糧、循環分解コスト(分解油を回
収して反応器に供給し、反応温度まで加熱するコスト)
に比べ、オレフィン及びBTXの収率が低下するため、
沸点が550℃以下の分解油を供給することが好ましい
。また、第二反応器へ供給される分解油及び原料炭化水
素の供給位置は、その炭化水素の分解特性により決めら
れ、例えば、高沸点炭化水素又は芳香族成分の多い炭化
水素程、反応器上流の高温側に多段に供給して熱分解さ
れる。Furthermore, according to the present invention, the cracked oil produced in the first reactor is
Although rich in isoparaffins, naphthenes, and aromatic components, this cracked oil is also sent to the second reactor where it is thermally decomposed at high temperatures in the presence of hydrogen and methane to produce ethylene, B
It can be converted into valuable products such as TX, resulting in a significant increase in overall olefin and BTX yields. Furthermore, the cracked oil from the first reactor may be supplied after removing BTX in advance, or may be supplied while containing BTX. When cracked oil containing BTX is supplied, the high-temperature decomposition in the second reactor increases the yield of benzene in BTX in particular, and increases the purity of BTX in cracked gasoline. This has the advantage that separation costs are significantly reduced. Furthermore, the cracked oil produced in the second reactor is also BTX.
After separation, it is fed again to the second reactor where it is decomposed. The cracked oil supplied to these second reactors is not particularly limited, but may include high boiling point cracked oil, circulating cracking cost (cost of recovering cracked oil, supplying it to the reactor, and heating it to the reaction temperature).
Since the yield of olefin and BTX is lower than that of
It is preferable to supply cracked oil with a boiling point of 550° C. or lower. In addition, the supply position of the cracked oil and raw material hydrocarbon to be supplied to the second reactor is determined by the cracking characteristics of the hydrocarbon. For example, the higher the boiling point hydrocarbon or the hydrocarbon with more aromatic components, the higher the It is thermally decomposed by being supplied in multiple stages to the high-temperature side of the system.
ただし、分解特性があまり違わない炭化水素は同一位置
に供給してもよい。また第二反応器に供給される分解油
が、オレフィン、ジオレフィンを多く含む場合は、重合
してガム状の物質になり易く、ラインの閉塞を生じ易い
ので、予熱段階で簡単な水素化処理をして安定な操作が
できるようにすることが好ましい。However, hydrocarbons whose decomposition characteristics are not significantly different may be fed to the same position. In addition, if the cracked oil supplied to the second reactor contains a large amount of olefins or diolefins, it is likely to polymerize into a gum-like substance and cause line blockage, so a simple hydrogenation treatment is carried out in the preheating stage. It is preferable to do this to ensure stable operation.
以上、詳細に説明したように、本発明は、第一反応器で
は軽質炭化水素を触媒によシ分屏してプロピレン、ブテ
ン等のC* m ’4オレフィンを主として製造し、第
二反応器では第一反応器で生成した分解油及び任意の炭
化水素を水素及びメタンの存在下に高温で分解してエチ
レン及びBTXを主として生産し、各反応器へ供給され
る原料炭化水素の種類及び量比を調整するとともに、第
二反応器の希釈ガス中の水素、メタン。As explained above in detail, the present invention mainly produces C*m'4 olefins such as propylene and butene by separating light hydrocarbons using a catalyst in the first reactor, and in the second reactor. Then, the cracked oil and any hydrocarbons produced in the first reactor are decomposed at high temperature in the presence of hydrogen and methane to mainly produce ethylene and BTX, and the type and amount of raw material hydrocarbons supplied to each reactor are determined. Adjust the ratio of hydrogen and methane in the dilution gas of the second reactor.
スチーム比をコントロールすることにより所望の製品構
成を得ることを特徴としている。従って、分解油の第二
反応器への供給だけで所望のエチレン及びBTX収率が
達成できる場合には、第二反応器へバージン原料炭化水
素を供給する必要はない。It is characterized by obtaining the desired product composition by controlling the steam ratio. Therefore, if the desired ethylene and BTX yields can be achieved by simply feeding cracked oil to the second reactor, there is no need to feed virgin feedstock hydrocarbons to the second reactor.
本発明によれば、従来オレフィン製品原料として活用さ
れていなかった重質油及び分解油よシ高収率でエチレン
及びBTXを得ることができ、その結果、従来エチレン
用に声用されてきた軽質炭化水素を、そのプロピレン、
ブテン等’s eC4オレフィンへの高い分解能力を有
効に活用した触媒による分解が可能となり、原料及び製
品構成での選択性が大幅に増加する。According to the present invention, ethylene and BTX can be obtained in high yield from heavy oil and cracked oil, which have not been used as raw materials for olefin products in the past. hydrocarbon, its propylene,
It becomes possible to perform decomposition using a catalyst that effectively utilizes the high decomposition ability of butenes and other eC4 olefins, and the selectivity in terms of raw materials and product composition is greatly increased.
次に、本発明の方法を実施態様例により詳細に説明する
。第1図は、本発明の方法を工業的に適用した場合の一
実施態様例の例示図である。Next, the method of the present invention will be explained in detail using embodiment examples. FIG. 1 is an illustrative diagram of an example of an embodiment in which the method of the present invention is applied industrially.
これは単に説明のためであって、何ら本発明を制限する
ものではない。第1図において1・は第一反応器、2は
第二反応器である。第一反応器1には、沸点が550℃
以下の炭化水素を主として含む軽質炭化水素3が供給さ
れて、触媒の存在下に、500〜700℃で分解されて
、プロピレン、ブテン、ブタジェン等の03,04オレ
フインを主として含む反応流体4が生成する。This is merely illustrative and does not limit the invention in any way. In FIG. 1, 1 is a first reactor, and 2 is a second reactor. The first reactor 1 has a boiling point of 550°C.
A light hydrocarbon 3 mainly containing the following hydrocarbons is supplied and decomposed at 500-700°C in the presence of a catalyst to produce a reaction fluid 4 mainly containing 03,04 olefins such as propylene, butene, butadiene, etc. do.
該第−反応器1としては、例えば、LPG等の物質パラ
フインを原料とする場合には固定床反応器が使用できる
が、軽油のように軽質炭化水素の中でも比較的沸点の高
い炭化水素を原料とする場合には触媒上のコーキング物
を処理しやすい流動層反応器等も使用できる。また、第
一反応器1vc使用される触媒は、原料炭化水素3の性
状、製品構成9分解条件等によp異なるが、例えば、原
料としてLP()を用いる場合には、0rzOB−Al
tos 触媒や、これにに、Mg等のアルカリ又はア
ルカリ土類金属の酸化物を混合した触媒等の脱水素機能
を有する触媒が使用される。As the first reactor 1, a fixed bed reactor can be used, for example, when paraffin, such as LPG, is used as a raw material, but when a hydrocarbon with a relatively high boiling point among light hydrocarbons, such as light oil, is used as a raw material, In this case, a fluidized bed reactor or the like can also be used, which makes it easy to treat the coking material on the catalyst. The catalyst used in the first reactor 1vc varies depending on the properties of the raw material hydrocarbon 3, product composition 9 decomposition conditions, etc., but for example, when using LP() as the raw material, 0rzOB-Al
A catalyst having a dehydrogenation function, such as a TOS catalyst or a catalyst mixed with an oxide of an alkali or alkaline earth metal such as Mg, is used.
また、ブタジェンを多くするためには、Fe10g系の
触媒も使用できる。一方、ナフサ、灯軽油等の液状炭化
水素を原料とする場合は、上記触媒または54o1−A
z、ol触媒やゼオライト等の固体酸触媒等が使用され
る。Moreover, in order to increase butadiene, a Fe10g catalyst can also be used. On the other hand, when liquid hydrocarbons such as naphtha and kerosene are used as raw materials, the above catalyst or 54o1-A
Z, ol catalysts, solid acid catalysts such as zeolites, etc. are used.
第一反応器1を出た反応流体4は、次に熱交換器5に入
り熱回収される。熱交換器5を出た反応流体6は気液分
離装置7に入り、分解油8を分離する。分解油8は、沸
点550℃以上の重質分を分解残油9として分離し次後
、第二反応器2に送られて熱分解される。第二反応器2
は、その上部に燃焼部10を有し、燃焼部10には、酸
素11.燃料12及びスチーム13が供給されて高温、
燃焼ガス流14を発生する。該燃料12としては、H,
、Co、 0H4−等の可燃ガスからアスファルトが分
解残油等の重質炭化水素まで幅広く選択できる。スチー
ム15は、燃焼部10の温度をコントロールするために
供給する。The reaction fluid 4 leaving the first reactor 1 then enters a heat exchanger 5 for heat recovery. The reaction fluid 6 leaving the heat exchanger 5 enters a gas-liquid separator 7 to separate cracked oil 8. The cracked oil 8 is separated from heavy components having a boiling point of 550° C. or higher as a cracked residual oil 9, and then sent to the second reactor 2 where it is thermally cracked. Second reactor 2
has a combustion section 10 in its upper part, and the combustion section 10 contains oxygen 11. Fuel 12 and steam 13 are supplied and the temperature is high.
A combustion gas stream 14 is generated. The fuel 12 includes H,
A wide range of materials can be selected, from combustible gases such as , Co, and 0H4- to heavy hydrocarbons such as asphalt cracked residual oil. Steam 15 is supplied to control the temperature of combustion section 10.
従って、H,、Co等を燃料とする時には該H,,C0
を希釈ガスとして温度コントロールができるため、スチ
ーム15は必ずしも必要ないが、重質炭化水素を燃料と
するときには、燃焼条件の改善とコーキング防止のため
に供給されることが好ましい。このスチームは単独でも
、あるいは酸素11や、燃料12と混合して供給したり
、燃焼部10の器壁保護及びコーキング抑制のために器
壁に沿って供給する等の方法がある。高温燃焼ガス流1
4は、次にライン15がらの水素、メタンと混合後第二
反応器2に入り、第一反応器12に順次供給される原料
炭化水素16゜第二反応器からの分解油17及び第一反
応器からの分解油8と接触しながら、これらの炭化水素
を順次熱分解する。その結果、該原料炭化水素及び各分
解油は急速に加熱されて分解し、エチレン、 BTX等
に転換する。第二反応器2から出た反応流体18は急冷
装置19に入り急冷されると共に熱回収される。該急冷
装置19としては、間接急冷熱交換器、直接急冷器等が
ある。Therefore, when using H,,Co, etc. as fuel, the H,,C0
The steam 15 is not necessarily necessary because the temperature can be controlled by using it as a diluent gas, but when heavy hydrocarbons are used as fuel, it is preferably supplied to improve combustion conditions and prevent coking. This steam may be supplied alone, or mixed with oxygen 11 or fuel 12, or may be supplied along the vessel wall of the combustion section 10 to protect the vessel wall and suppress coking. High temperature combustion gas flow 1
4 then enters the second reactor 2 after being mixed with hydrogen and methane from the line 15, and is sequentially supplied to the first reactor 12. The raw material hydrocarbon 16, the cracked oil 17 from the second reactor and the first These hydrocarbons are sequentially thermally cracked while being in contact with cracked oil 8 from the reactor. As a result, the raw material hydrocarbons and each cracked oil are rapidly heated and cracked, and converted into ethylene, BTX, etc. The reaction fluid 18 discharged from the second reactor 2 enters a quenching device 19 where it is quenched and its heat is recovered. The quenching device 19 includes an indirect quenching heat exchanger, a direct quenching device, and the like.
急冷装置19を出た反応流体20は、次にガソリン分留
塔21に入り、分解油(200℃+]22と分解ガス及
びスチーム23に分離され、分解油22は沸点550℃
以上の重質分を分解残油24として分離した後、ライン
17より第二反応器2に供給されて再び分解される。一
方、分解ガス及びスチーム23は、高温分離系25に入
り、分解ガス26、プロセス水27、BTX28及び分
解ガソリン29に分離され、分解ガソリン29は、第一
反応器がらの分解油8と共に第二反応器2に送られて分
解される。一方、第一・反応器からの分解ガス30及び
第二反応器からの分解ガス26は、個別に、又は−緒に
製品分離精製装置51に入る。該製品分離精製装置51
では、水嵩及びメタン52.エチレン。The reaction fluid 20 that has exited the quenching device 19 then enters the gasoline fractionator 21 and is separated into cracked oil (200°C+) 22, cracked gas and steam 23, and the cracked oil 22 has a boiling point of 550°C.
After the above heavy components are separated as cracked residual oil 24, it is supplied to the second reactor 2 through line 17 and cracked again. On the other hand, the cracked gas and steam 23 enter the high-temperature separation system 25 and are separated into cracked gas 26, process water 27, BTX 28, and cracked gasoline 29. It is sent to reactor 2 and decomposed. Meanwhile, the cracked gas 30 from the first reactor and the cracked gas 26 from the second reactor enter the product separation and purification device 51 either individually or together. The product separation and purification device 51
So, water volume and methane 52. ethylene.
プロピレン、ブタジェン等のオレフィン33゜エタン、
プロパン、ブタン等の軽質パラフィンガス54及びCs
より重質の成分35に分離される。このうち、水素及び
メタン32は、必要なら一部を製品又は燃料66として
分離した後、ライン15よp第二反応器2に供給する。Olefins such as propylene and butadiene, 33° ethane,
Light paraffin gas such as propane and butane 54 and Cs
It is separated into heavier components 35. Among these, hydrogen and methane 32 are partially separated as a product or fuel 66 if necessary, and then supplied to the second reactor 2 through a line 15.
また軽質パラフィンガス34は、必要なら燃料として利
用するが、通常は、第二反応器2の後流に供給して熱分
解されるか、脱水素触媒反応器に供給して接触分解され
る。第一反応器1に脱水素触媒が充填されている場合は
、第一反応器1にリサイクルされて分解される。また、
Csより重質の成分55は分解ガソリン29とともに、
第二反応器に供給されて熱分解される。第−反応器及び
第二反応器からの分解残油9及び24は、第一反応器1
及び第二反応器2への反応熱供給用燃料、又はプロセス
スチームの熱源として利用される。なお、第1図には特
に示していないが、CO,及びlli!8の酸性ガスは
常法通り製品分離精製装置31の前で除去される。The light paraffin gas 34 is used as fuel if necessary, but is normally supplied to the downstream of the second reactor 2 and thermally decomposed, or supplied to the dehydrogenation catalyst reactor and catalytically decomposed. When the first reactor 1 is filled with a dehydrogenation catalyst, it is recycled to the first reactor 1 and decomposed. Also,
Components heavier than Cs 55 together with cracked gasoline 29,
It is fed to a second reactor and thermally decomposed. The cracked residual oils 9 and 24 from the first reactor and the second reactor are transferred to the first reactor 1.
It is also used as a fuel for supplying reaction heat to the second reactor 2 or as a heat source for process steam. Although not particularly shown in FIG. 1, CO, and lli! The acidic gas No. 8 is removed in front of the product separation and purification device 31 as usual.
以上、第1図には、第一反応器からの分解油からBTX
を分離することなく、第二反応器に供給する場合の実施
態様例を示し九が、BTXを分離した後、第二反応器に
供給することもできる。Above, in Figure 1, BTX is extracted from the cracked oil from the first reactor.
Example 9 shows an embodiment in which BTX is supplied to the second reactor without being separated, but it is also possible to separate BTX and then supply it to the second reactor.
また、分解油中の沸点550℃以上の成分が少な一場合
には、沸点550℃以上の成分を分離する必要はない。Furthermore, if the amount of components with a boiling point of 550° C. or higher in the cracked oil is small, there is no need to separate the components with a boiling point of 550° C. or higher.
更に第1図では第二反応器へ供給される分解油のうち、
第一反応器からの分解油を、第二反応器からの分解油の
中の分解ガノリy (0,〜200℃)とともに、第二
反応器からのより重質な分解油(200℃+)とは別々
に第二反応器に供給しており、第二反応器へ供給される
各炭化水素の供給位置が、原料炭化水素16.第二反応
器からの重質分解油17゜第一反応器からの分解油8の
順序となっているが、これは第−反応器及び第二反応器
への原料炭化水素をそれぞれナフサ及びアスファルトと
した場合であり、前述のように原料炭化水素の種類又は
分解条件によっては分解油を原料炭化水素よル上流側に
供給することもある。また、第一反応器からの分解油も
分解ガソリン及び重質な分解油(200℃+)のように
分離して、対応する沸点範囲の第二反応器からの分解油
と一緒に、又は別々に反応器に供給してもよい。Furthermore, in Figure 1, of the cracked oil supplied to the second reactor,
The cracked oil from the first reactor is combined with the cracked oil in the cracked oil from the second reactor (0,~200°C) and the heavier cracked oil from the second reactor (200°C+). The feedstock hydrocarbons are supplied to the second reactor separately from the feedstock hydrocarbons 16. The order is 17 degrees of heavy cracked oil from the second reactor and 8 degrees of cracked oil from the first reactor. As mentioned above, depending on the type of feedstock hydrocarbon or cracking conditions, cracked oil may be supplied upstream of the feedstock hydrocarbon. The cracked oil from the first reactor can also be separated like cracked gasoline and heavy cracked oil (200°C+) and either together with the cracked oil from the second reactor of the corresponding boiling range or separately. may be fed to the reactor.
更に、必要なら第−反応器及び第二反応器からの分解油
のうち、分解ガソリン留分(C,〜200℃)を、BT
Xと共に、製品として取り出し、重質な分解油(200
℃+)のみを、第二反応器へ供給して熱分解し、オレフ
ィン及びBTXを製造してもよい。Furthermore, if necessary, the cracked gasoline fraction (C, ~200°C) of the cracked oil from the first reactor and the second reactor is converted into BT
The heavy cracked oil (200
℃+) may be supplied to the second reactor and thermally decomposed to produce olefins and BTX.
また、第一反応器へ供給される沸点550℃以下の炭化
水素を主として含む軽質炭化水素の例としては、例えば
、IJPC)等の軽質パラフィンガス、ナフサ、灯軽油
等がある。一方、第二反応器へ供給される原料炭化水素
としては、特に制限はなく 、TJPG 、ナフサ等の
軽質炭化水素示ら、常圧残油、減圧残油、シエールオイ
ル、タールサンド、ビチューメン等の重質炭化水素まで
任意に選択できる。Further, examples of light hydrocarbons mainly containing hydrocarbons with a boiling point of 550° C. or lower that are supplied to the first reactor include light paraffin gas such as IJPC), naphtha, kerosene, and the like. On the other hand, there are no particular restrictions on the feedstock hydrocarbons supplied to the second reactor, including light hydrocarbons such as TJPG and naphtha, atmospheric residual oil, vacuum residual oil, shale oil, tar sand, bitumen, etc. You can arbitrarily select up to heavy hydrocarbons.
(発明の効果)
以上、詳細に説明した本発明によれば以下の効果を奏し
得る。(Effects of the Invention) According to the present invention described in detail above, the following effects can be achieved.
(1) 第一反応器では、軽質炭化水素を触媒により
分解することにより、軽質炭化水素の有するプロピレン
、ブテン等の一104オレフィンへの高いボテンシャリ
テイーを活かした分解ができ、その結果高収率でCM
e ’4オレフィンを得ることができる。(1) In the first reactor, by decomposing light hydrocarbons with a catalyst, it is possible to take advantage of the high potential of light hydrocarbons into 1104 olefins such as propylene and butene, resulting in high yield. CM with rate
e'4 olefin can be obtained.
(2)第二反応器では、高温かつ水素、メタンの存在下
で炭化水素をその特性に応じて多段で熱分解することに
より、従来原料化が困難であった重質炭化水素及び分解
油よp高収率でエチレン、 BTXを得ることができる
。(2) In the second reactor, hydrocarbons are thermally decomposed in multiple stages according to their characteristics at high temperatures and in the presence of hydrogen and methane. Ethylene and BTX can be obtained in high yield.
(3)第一反応器で、プロピレン、ブテン等のCmeC
4オレフィンを目的とした触媒による分解。(3) In the first reactor, CmeC such as propylene, butene, etc.
Catalytic cracking for 4-olefins.
第二反応器でエチレン、 BTXを目的とした高温熱分
解を行い、第−及び第二反応器へ供給する原料炭化水素
の種類及び量比をコントロールするとともに、第二反応
器への水素、メタン及びスチーム量をコントロールする
ことにより、所望の製品構成を容易に得ることができる
。The second reactor performs high-temperature pyrolysis to produce ethylene and BTX, and controls the type and quantity ratio of feedstock hydrocarbons supplied to the first and second reactors, as well as hydrogen and methane to the second reactor. By controlling the amount of steam and the amount of steam, a desired product composition can be easily obtained.
(4) 第一反応器で副生した水素及びメタンを第二
の反応器に供給することによシ、軽質炭化水素の水素が
重質炭化水素に有効に利用される。その結果、第二反応
器へ供給される重質炭化水素の分解のために特別な水素
源を必要としない。(4) By supplying the hydrogen and methane by-produced in the first reactor to the second reactor, hydrogen from light hydrocarbons can be effectively used to produce heavy hydrocarbons. As a result, no special hydrogen source is required for the cracking of the heavy hydrocarbons fed to the second reactor.
(5)第一反応器からの分解油からBTX成分を分離せ
ず、第二反応器に供給することによシ、BTXの収率及
び純度を増加させることができ、高収率でかつ容易に高
純度BTXを製造することができる。(5) By supplying the BTX component to the second reactor without separating it from the cracked oil from the first reactor, the yield and purity of BTX can be increased, and the yield and purity can be increased easily and with high yield. High purity BTX can be produced.
(実施例)
以下、実施例について述べるが、これらは単に説明のた
めであって何ら本発明を制限する4のではない。(Example) Examples will be described below, but these are merely for explanation and do not limit the present invention in any way.
本実施例は、第一反応器への原料として中東系ナフサ(
沸点40〜180℃)、第二反応器への供給原料として
中東系減圧残油(比重1.02゜8分45 wt% 、
流動点40℃)を使用して分解し死時の結果を示し穴も
のであ、る。In this example, Middle Eastern naphtha (
Boiling point: 40 to 180°C), Middle Eastern vacuum residue (specific gravity: 1.02°, 8 minutes, 45 wt%,
Pour point: 40°C) was used to decompose and the results at the time of death were shown.
第一反応器の形式としては、流動層を用い、常圧、’L
H8V : 2で行い、コーキング抑制のためスチーム
希釈下で実施した。また、触媒としては市販のゼオライ
ト触媒を使用した。一方、第二反応器では、前記減圧残
油を、反応器上方に設けられた通常のノ(−ナータイプ
の燃焼器に供給し、300℃以上に予熱したスチームを
周囲から吹き込みながら上記減圧残油を酸素にて燃焼し
、スチームを含む高温燃焼ガスを発生させ九。次に、燃
焼器後流で反応器の直上部に水素及びメタンを吹き込み
高温ガスと混合した。The type of the first reactor is a fluidized bed, normal pressure, 'L
H8V: 2 was used, and the test was carried out under steam dilution to suppress coking. Moreover, a commercially available zeolite catalyst was used as a catalyst. On the other hand, in the second reactor, the vacuum residual oil is supplied to a normal type combustor installed above the reactor, and while steam preheated to 300°C or higher is blown from the surrounding area, the vacuum residue is The oil was combusted with oxygen to generate high-temperature combustion gas containing steam.Next, hydrogen and methane were blown into the reactor immediately above the combustor and mixed with the high-temperature gas.
更に、この高温ガスは燃焼器の直下部に設けられた反応
器に入り、反応器側壁から供給される原料炭化水素、第
一反応器からの分解油と接触して均一に混合させ、該炭
イし水素を熱分解した後の反応生成物は水にて外部から
間接的に冷却し、生成物を測定した。また滞留時間は、
反応器の容積と反応条件より計算にて求めた。Furthermore, this high-temperature gas enters the reactor installed directly below the combustor, contacts the raw material hydrocarbons supplied from the side wall of the reactor, and the cracked oil from the first reactor, and mixes them uniformly. The reaction product after thermally decomposing hydrogen was indirectly cooled with water from the outside, and the product was measured. Also, the residence time is
It was calculated from the reactor volume and reaction conditions.
第−表は、第一反応器での分解結果である。Table 1 shows the decomposition results in the first reactor.
第−表
畳1 0s 〜220 ℃
畳2 220℃+
第−表より明らかなように、分解温度が低いと、ガス化
率が低く、目的とするC3 * c4オレフィン収率が
達成されず、逆に高温では、ガス化率。As is clear from Table 1, when the decomposition temperature is low, the gasification rate is low and the desired C3 * C4 olefin yield is not achieved, and vice versa. At high temperatures, the gasification rate.
は高いが% Ca # C4への選択性が低下すると共
に、コーク収率も増加してくる。したがって、第一反応
器でC3eC4成分を高収率で得るためには、500〜
700℃で分解することが好ましいことが判る。% Ca # Although the selectivity to C4 decreases, the coke yield also increases. Therefore, in order to obtain the C3eC4 component in high yield in the first reactor, it is necessary to
It turns out that decomposition at 700°C is preferable.
第二表は、第−表の例1〜例4で得られた分解油と減圧
残油を、第二反応器で減圧残油2分解油の順に多段に供
給し走時の分解結果である。Table 2 shows the cracking results during running when the cracked oil and vacuum residue obtained in Examples 1 to 4 of Table 1 were fed in multiple stages in the order of vacuum residue 2 cracked oil in the second reactor. .
4)1 圧力15バール、滞留時間15吋スチーム:
水素:メタン:減圧残油=
1.8:(Ll:α4:1(重量比)
4)2 例5〜8はそれぞれ例1〜4の分解油を、ナフ
サ:減圧残油=1:1(重量
比)となるように供給した時の値
4$3 第−表と合わせ次総合収率
骨4 温度以外は例7と同一条件(友だし、滞留時間5
0ミリ秒)
例5〜例8までは、略同−分解温度条件で熱分邂し喪も
のである。第−表及び第二表から明らかなように、軽質
炭化水素の触媒分解と重質炭化水素の高温熱分解を組み
合わせることによ5 Ca e ’j p ’4 p
”xの各成分の製品構成を変えることができるとともに
、高い原料の有価製品への転化率を得ることができるこ
とがわかる。4) 1 Pressure 15 bar, residence time 15 inches steam:
Hydrogen: methane: vacuum residue = 1.8: (Ll: α4:1 (weight ratio) 4) 2 Examples 5 to 8 are the cracked oils of Examples 1 to 4, respectively, and naphtha: vacuum residue = 1:1 ( Value when supplied so that the weight ratio is 4 $ 3 Combined with the table below, the total yield bone 4 The same conditions as Example 7 except for the temperature (tomato soup, residence time 5
0 milliseconds) Examples 5 to 8 were thermally decomposed under substantially the same decomposition temperature conditions. As is clear from Table 1 and Table 2, by combining catalytic decomposition of light hydrocarbons and high-temperature thermal decomposition of heavy hydrocarbons, 5 Ca e 'j p '4 p
It can be seen that the product composition of each component of x can be varied and a high conversion rate of raw materials into valuable products can be obtained.
また、第二反応器での分解温度が低めと、第二表の例9
に示されるように、収率が著しく低下するため、少くと
も1000℃以上で分解することが好ましい。In addition, if the decomposition temperature in the second reactor is lower, Example 9 in Table 2
As shown in , the yield is significantly reduced, so it is preferable to decompose at at least 1000°C or higher.
なお、第二衣には、ナフサと減圧残油の比が重量比で1
の場合を示したが、この比率を変えたり、原料の種類を
変更することにより製品の選択性の幅を更に広げること
ができることはいうまでもない。例えば、第一反応器に
I、PGを供給して固定床で脱水素反応を行った場合ζ
、ナフサに比べて、著し・、〈・高いO@ y 04オ
レフイン収率が得られると共に、分解油の第二反応器へ
の供給量は大幅に低下する。ただし、この場合でも、第
−表に示すように、高温程製品選択性に低下し、熱分解
が寄与してくるため、エチレンが増加してくるので、や
はり500〜700℃の条件で分解することが好ましい
。In addition, in the second coating, the ratio of naphtha and vacuum residual oil is 1 by weight.
However, it goes without saying that the range of product selectivity can be further expanded by changing this ratio or changing the type of raw materials. For example, if I and PG are supplied to the first reactor and the dehydrogenation reaction is carried out in a fixed bed, ζ
, compared to naphtha, a significantly higher O@y04 olefin yield is obtained, and the amount of cracked oil supplied to the second reactor is significantly reduced. However, even in this case, as shown in Table 1, the product selectivity decreases as the temperature increases, and thermal decomposition contributes, so ethylene increases, so decomposition occurs under conditions of 500 to 700°C. It is preferable.
第1図は本発明方法の一実施態様例を示す図である。 復代理人 内 1) 明 復代理人 萩 原 亮 − FIG. 1 is a diagram showing an example of an embodiment of the method of the present invention. Sub-agent: 1) Akira Sub-agent Ryo Hagi Hara -
Claims (1)
て、沸点が350℃以下の炭化水素を主として含有する
軽質炭化水素を第一反応器に供給し、接触的に分解し、
次に該軽質炭化水素の接触分解により生成した分解油を
他の原料炭化水素と共に第二の反応器に供給し、スチー
ム、水素及びメタンの存在下で、上記分解油及び原料炭
化水素を、その分解初期温度が少くとも1000℃以上
の高温度になるように熱分解することを特徴とする炭化
水素から石油化学製品を製造するための分解方法。In a method for producing petrochemical products by decomposing hydrocarbons, light hydrocarbons mainly containing hydrocarbons with a boiling point of 350° C. or less are supplied to a first reactor and catalytically decomposed,
Next, the cracked oil produced by the catalytic cracking of the light hydrocarbons is fed to a second reactor together with other feedstock hydrocarbons, and the cracked oil and feedstock hydrocarbons are treated in the presence of steam, hydrogen and methane. A decomposition method for producing petrochemical products from hydrocarbons, characterized by performing thermal decomposition such that the initial decomposition temperature is at least 1000°C or higher.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59170028A JPS6147794A (en) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | Method of cracking to produce petrochemical product from hydrocarbon |
| CN85103115A CN85103115B (en) | 1984-08-16 | 1985-04-24 | Process for selective production of petrochemicals, such as olefins and aromatics, from hydrocarbons |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59170028A JPS6147794A (en) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | Method of cracking to produce petrochemical product from hydrocarbon |
| CN85103115A CN85103115B (en) | 1984-08-16 | 1985-04-24 | Process for selective production of petrochemicals, such as olefins and aromatics, from hydrocarbons |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6147794A true JPS6147794A (en) | 1986-03-08 |
Family
ID=25741590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59170028A Pending JPS6147794A (en) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | Method of cracking to produce petrochemical product from hydrocarbon |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6147794A (en) |
| CN (1) | CN85103115B (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017511813A (en) * | 2014-02-25 | 2017-04-27 | サウジ ベーシック インダストリーズ コーポレイションSaudi Basic Industries Corporaiton | Process for converting hydrocarbons to olefins |
| JP2017511830A (en) * | 2014-02-25 | 2017-04-27 | サウジ ベーシック インダストリーズ コーポレイションSaudi Basic Industries Corporaiton | Process for converting hydrocarbons to olefins |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017096556A1 (en) * | 2015-12-09 | 2017-06-15 | 季国平 | Method for producing petrochemical products by thermal cracking reaction |
-
1984
- 1984-08-16 JP JP59170028A patent/JPS6147794A/en active Pending
-
1985
- 1985-04-24 CN CN85103115A patent/CN85103115B/en not_active Expired
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2017511813A (en) * | 2014-02-25 | 2017-04-27 | サウジ ベーシック インダストリーズ コーポレイションSaudi Basic Industries Corporaiton | Process for converting hydrocarbons to olefins |
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| US10301561B2 (en) | 2014-02-25 | 2019-05-28 | Saudi Basic Industries Corporation | Process for converting hydrocarbons into olefins |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN85103115A (en) | 1986-10-22 |
| CN85103115B (en) | 1988-01-27 |
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