JPS6355559B2 - - Google Patents

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JPS6355559B2
JPS6355559B2 JP59217164A JP21716484A JPS6355559B2 JP S6355559 B2 JPS6355559 B2 JP S6355559B2 JP 59217164 A JP59217164 A JP 59217164A JP 21716484 A JP21716484 A JP 21716484A JP S6355559 B2 JPS6355559 B2 JP S6355559B2
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JP
Japan
Prior art keywords
zone
oil
heating
heating zone
hydrocarbon oil
Prior art date
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Expired
Application number
JP59217164A
Other languages
English (en)
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JPS6195090A (ja
Inventor
Nobuhiko Asakura
Hiroshi Myama
Hidekatsu Kashiwabara
Yoshio Kimura
Toshiaki Inaba
Kenji Shimokawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chiyoda Corp
Original Assignee
Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
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Publication date
Application filed by Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd filed Critical Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
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Publication of JPS6355559B2 publication Critical patent/JPS6355559B2/ja
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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕 本発明は、重質炭化水素油を、加熱帯域とソー
キング帯域とを通過させて熱分解する方法に関す
るものである。 〔従来技術〕 従来、石油系残渣油、シエールオイル、タール
サンド油等の重質炭化水素油から軽質油を得るた
めに、重質炭化水素油を、加熱帯域とソーキング
帯域を流通させて熱分解することは知られてい
る。この熱分解方法においては、加熱帯域は、管
状コイルからなり、重質炭化水素油を熱分解温度
まで加熱し、ソーキング帯域で熱分解を行わせる
方法であるが、この場合、ソーキング帯域は、一
般に、内径の大きな堅型ドラム、即ち単なる空塔
ベツセルから構成されるにすぎず、また、この空
塔ベツセルには加熱バーナは付設されていない、
このような空塔ベツセル内での熱分解は、低塩反
応分解であるため、コーキング現象は温和であ
り、その安定連続運転は1年程度と言われてい
る。しかしながら、このようなベツセル内での熱
分解では、熱分解生成油の安定性が悪いという欠
点がある。これは、大口径の空塔ベツセルでは、
炭化水素油に逆混合流が生じ、ベツセル内には炭
化水素油の滞留時間の大きな分布が起きて、過度
の熱履歴を受けた物質が生成することに起因す
る。この欠点を改良するために、小容量のベツセ
ルを複数個直列に連結する方法(特開昭53−
65302号及び特開昭53−119903号)や、空塔ベツ
セル内部に充填物又は水平式穿孔板等の内装物を
配置する方法(特開昭55−12198号)等が提案さ
れているが、未だ満足すべきものではなかつた。
また、このようなベツセル内での熱分解では、多
量のコークが発生して、運転を停止させ、デコー
キング操作を行う場合、バーナ等の加熱手段を所
持しないため、デコーキング操作(空気と水蒸気
を導入してコークを燃焼除去する方法)が実施で
きず、入力によるデコーキング操作を行わなけれ
ばならず、その結果、デコーキング操作に多くの
時間を要し、著しい経費を必要とするという問題
もあつた。 〔目的〕 本発明は、重質炭水素油を加熱帯域とソーキン
グ帯域とを流通させて熱分解する場合に、従来法
に見られる前記欠点を克服することを目的とす
る。 〔構成〕 本発明によれば、重質炭化水素油を、加熱帯域
とソーキング帯域とを通過させて熱分解するに際
し、該加熱帯域及びソーキング帯域を管状コイル
でそれぞれ構成し、かつ該ソーキング帯域を構成
する管状コイルの長さ/内径比を100以上とし、
両帯域を通過する重質炭化水素油の流れを実質的
にピストンフロー状態に保持すると共に、該加熱
帯域を帯域出口温度380〜520℃、滞留時間20分以
下の条件及び該ソーキング帯域を帯域入口温度
380〜520℃、液線速度0.5〜10m/秒、滞留時間
2〜60分の条件でそれぞれ操作し、重質炭化水素
油の全軽質化率Pfに対する該加熱帯域の軽者化
率P1の割合P1/Pfを1/2以下に保持することを特
徴とする炭化水素油の熱分解方法が提供される。 本発明においては、加熱帯域と共にソーキング
帯域も管状コイルから構成したことから、重質炭
化水素油は、ピストン流と見なされる流動状態で
加熱帯域及びソーキング帯域を流れ、その間に熱
分解反応を受ける。従つて、前記したような従来
法に見られるバツクミキシングに起因する欠点は
なく、安定性の良好な熱分解生成油を得ることが
できる。 本発明における加熱帯域は管状コイルから構成
され、この加熱帯域では、重質炭化水素油は、そ
の熱分解温度、通常、380〜520℃、好ましくは
420〜480℃の範囲に急速に加熱される。この場
合、圧力は1〜250Kg/cm2G、好ましくは5〜200
Kg/cm2G、滞留時間〔コイル容積(m3)/液流量
(15℃)(m3/分)〕は、通常、20分以下とされ、
加熱帯域での熱分解は極力制限される。この加熱
帯域における温度及び滞留時間は、その軽質化率
P1が、ソーキング帯域から得られる生成油の軽
質化率、即ち、最終軽質化率Pfの1/2以下になる
ように選定するのが好ましい。この場合、加熱帯
域における軽質化率P1は次のように定義される。 P1=(1−B/A)×100 P1:加熱帯域の軽質化率(%) B:加熱帯域からの生成油中の538℃以上の留分
の重量 A:原料油中の538℃以上の留分の重量 本発明において、加熱帯域は、前記のように、
加熱管内のコーキングを抑制するように実施さ
れ、滞留時間が短かく、熱流速を上げることがで
きることから、この加熱帯域で用いる加熱炉はコ
ンパクトなものとなる。また、この加熱炉に高温
スチーム又は水素等のガス状物質を導入すること
は、管内の液流速が増大し、また炭化水素分圧が
低下するためコーキング現象を抑圧する上でより
好ましい効果が発揮される。このガス状物質の原
料油に対する使用割合は、50〜2000N/、好
ましくは100〜500N/である。 前記加熱帯域から得られる生成油は、ソーキン
グ帯域に導入され、ここで熱分解される。本発明
の場合、このソーキング帯域は管状コイルから構
成されるが、この場合、このソーキング帯域の管
状コイルの管径(内径)は、一般には、加熱帯域
の管状コイルの管径(内径)と同径又は大きい径
が選定される。この管状コイル内の液状炭化水素
油の線速度は、0.5m/秒〜10m/秒、好ましく
は1.5m/秒〜5m/秒の範囲にするのがよい。
この範囲以下の液線速度では、流体の運動エネル
ギーが小さく、反応による重縮合物が反応管壁面
に凝固付着し易くなるので好ましくなく、一方、
前記範囲より大きい液線速度では、反応管内での
圧力損失が著しく増大し、実用的ではない。 なお、前記液線速度は次の式で表わされる。 R=l/ρ×A R:液線速度(m/秒) l:炭化水素油供給量(Kg/秒) ρ:15℃における炭化水素油の密度(Kg/m3) A:管内流通断面積(m2) ソーキング帯域を構成する管状コイルの長さ/
内径比(L/D)は、100以上にするのがよい。 このソーキング帯域での入口温度は、380〜520
℃の範囲内、好ましくは420〜480℃の範囲に制御
するのがよい。この場合、380℃より低い温度で
は分解速度は非常に小さく経済的でなくなり、ま
た520℃より高い温度にすると先に記載したよう
に極度にコーキングを生起し易くなる。 従来の空塔ベツセル型のソーカー分解では、ソ
ーカー出口温度は入口温度より少くとも約20℃程
度低下する。この温度低下は当然のことながら原
料油性状及び分解シビアリテイーによつて異な
る。従つて、従来の空塔ベツセル型のソーカー分
解では分解シビアリテイーの制御は複雑となり、
加熱帯域の出口温度や、ソーカー(ベツセル)内
の滞留時間を調節しなければならない。しかし、
加熱帯域の出口温度の制御は、その加熱炉バーナ
の容量が大であるため、調整が難しく、特に、局
部的な微調節が難しい。一方、ソーカー内の滞留
時間の調節は、ソーカー出口で圧力を調節する方
法と、気液界面の液レベルを調節する方法がある
が、前者の場合は調整できる範囲が小さく、後者
の場合は液界面検出器の信頼性に難点があるので
いずれも有利な方法とは言えない。 本発明におけるソーキング帯域で用いる熱分解
反応器(ソーカー)は、前記したように管状コイ
ルからなるが、この反応器には、バーナ等の加熱
手段をデコーキング用バーナーとして設けると共
に、この加熱手段をソーキング帯域の温度制御の
目的に使用できる有利性がある。この場合、この
ソーキング帯域に付設する加熱手段の容量は、加
熱帯域の加熱手段の容量の約20%程度で十分であ
り、ソーキング帯域における熱分解反応(吸熱反
応)に伴う温度降下を十分に補償することができ
る。本発明の場合、ソーキング帯滞に対するこの
加熱手段の付設により、反応条件を容易に制御す
ることができ、定常状態における熱分解反応に対
し、反応時間換算で1/2〜2倍の範囲の制御を行
うことができる。また、このソーキング帯域に付
設するバーナは、加熱帯域とは独立したものとし
得るため、火炎温度の調整も可能であり、輻射に
よる反応管表面温度の上昇の制御も容易である。 ソーキング帯域における滞留時間は、反応温度
と密接な関係を持ち、特定原料油に関し、軽質化
率を同じにするには、反応温度の増加に応じて滞
留時間を低下させる必要がある。原料油の性状に
より安定な生成油が得られる軽質化率は異なる
が、このソーキング帯域における滞留時間は、
380〜480℃の反応温度に関し、2〜60分、好まし
くは5〜30分の範囲である。これより小さな滞留
時間では、経済的な軽質化率を得るのに高温を必
要とするため、コーキングが生起しやすくなり、
一方、前記より大きな滞留時間では反応管の長さ
が著しく長くなるため実際的ではない。 本発明で達成する最終軽質化率は、原料油の性
状及び軽質化の目的等によつて異なるが、一般に
は、20〜40%である。この場合の最終軽質化率は
次の式で表わされる。 Pf=(1−C/A)×100 Rf:最終軽質化率(%) A:原料油中の538℃以上の留分の重量 C:ソーキング帯域からの生成油中の538℃以上
の留分重量 本発明において、最終軽質化率Pfに対する加
熱帯域の軽質化率P1の割合P1/Pfは1/2以下、好
ましくは1/5〜2/5である。 本発明で用いる熱分解装置は、加熱帯域とソー
キング帯域とを有するものであればよく、両者の
帯域は同一の加熱炉内に配置し得る他、別々の独
立した炉内に配置することができる。両者の帯域
を同一の加熱炉内に配置する場合、炉内にレンガ
壁等の仕切壁を設けて2つの区画室を形成し、そ
の一方の区画室に加熱バーナを設けると共に、管
状コイルを配設して加熱帯域とし、他方の区画室
には、小型の加熱バーナを設けると共に、管状コ
イルを配設してソーキング帯域とするのがよい。
この場合、加熱帯域のバーナによる輻射熱は、そ
の仕切壁に遮断され、ソーキング帯域の管状コイ
ルは、その加熱帯域のバーナによる輻射熱で直接
加熱されることが防止される。加熱帯域とソーキ
ング帯域とを別々の装置で構成する場合、それぞ
れの帯域は、管状型加熱炉を用いて形成すること
ができる。 〔効果〕 本発明の熱分解方法によれば、加熱帯域及びソ
ーキング帯域の両方を管状コイルで構成し、両者
の帯域を通過する炭化水素油の流れをピストンフ
ローの流動状態にしたことから、従来のベツセル
型のソーカー分解に見られる欠点は克服され、安
定性のよい高品質の熱分解生成油を得ることがで
きる。 本発明の熱分解方法は、各種の重質炭化水素
油、例えば、石油の蒸圧蒸留残渣油、減圧蒸留残
渣油、シエールオイル、タールサンド油、石炭液
化油等に対して適用される。 〔実施例〕 次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明す
る。 実施例 原料油として、以下に示す性状の中東系減圧残
渣油を用いた。 表−1 比重(d15/4℃) :1.0404 粘度(cp)(100℃) :8800 コンラドソン残留炭素分(wt%)(CCR) :23.1 ヘプタン不溶分(wt%) :12.6 トルエン不溶分(wt%) :0.01以下 前記した原料油を、管状コイルを有する加熱炉
に導入し、ここで加熱した後、別の管状コイルを
有する加熱炉(ソーカー)に導入し、ここで熱分
解した。この場合、加熱用の加熱炉と、ソーカー
で用いた管状コイルの管径は同じであり、いずれ
も内径4mmのものであり、また、加熱炉で用いた
管状コイルの長さは200cm、及びソーカーの管状
コイルの長さは300cmである。 前記実験条件及びその結果を後記表に示す。な
お、実施例No.1及びNo.2は、デコーキング用バー
ナを使用しない場合の結果を示す。また、実施例
No.2は、原料油を水素と共に供給し、原料油の管
内流速を増大させると共に、水素による重縮合を
抑制した結果を示す。 比較例 1〜4 実施例で示した原料油を、加熱炉のみを用い
(No.1)、及び加熱炉と空塔ベツセルからなるソー
カーの組合せを用い(No.2)てそれぞれ熱分解を
行つた。また、これらの比較例No.1及びNo.2にお
いて、原料油を水素と共に供給してそれぞれ熱分
解を行つた(No.3及びNo.4)。 これらの実験条件及びその結果を表−2に示
す。
【表】
【表】 なお、前記表−2において、熱安定度は、熱分
解試験法ASTM D1661により測定されたもの
で、その評価基準は次の通りである。 1…安 定 2…やや安定 3…不安定 表−2の試験結果から、本発明の場合、得られ
る熱分解生成油は、スラツジ生成要因である重縮
合化合物のトルエン不溶分の生成が抑制され、安
定性がすぐれていることは明らかである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 重質炭化水素油を、加熱帯域とソーキング帯
    域とを通過させて熱分解するに際し、該加熱帯域
    及びソーキング帯域を管状コイルでそれぞれ構成
    し、かつ該ソーキング帯域を構成する管状コイル
    の長さ/内径比を100以上とし、両帯域を通過す
    る重質炭化水素油の流れを実質的にピストンフロ
    ー状態に保持すると共に、該加熱帯域を帯域出口
    温度380〜520℃、滞留時間20分以下の条件及び該
    ソーキング帯域を帯域入口温度380〜520℃、液線
    速度0.5〜10m/秒、滞留時間2〜60分の条件で
    それぞれ操作し、重質炭化水素油の全軽質化率
    Pfに対する該加熱帯域の軽質化率P1の割合P1
    Pfを1/2以下に保持することを特徴とする炭化水
    素油の熱分解方法。
JP21716484A 1984-10-16 1984-10-16 重質炭化水素油の熱分解方法 Granted JPS6195090A (ja)

Priority Applications (1)

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JP21716484A JPS6195090A (ja) 1984-10-16 1984-10-16 重質炭化水素油の熱分解方法

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JP21716484A JPS6195090A (ja) 1984-10-16 1984-10-16 重質炭化水素油の熱分解方法

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JPS6195090A JPS6195090A (ja) 1986-05-13
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ID=16699857

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JP21716484A Granted JPS6195090A (ja) 1984-10-16 1984-10-16 重質炭化水素油の熱分解方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3523071A (en) * 1968-08-01 1970-08-04 Exxon Research Engineering Co Process for reducing the pour point of shale oil

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Publication number Publication date
JPS6195090A (ja) 1986-05-13

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