JP2009544789A

JP2009544789A - ディレードコーキング装置における供給原料の改良方法

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Publication number: JP2009544789A
Application number: JP2009521322A
Authority: JP
Inventors: ソアレス、グロリア、マリア、ゴメス; ゴンサルベス、ナタリー、ホルヘ; ナドルニ、アリーン、ボイト; コスタバロス、フランシスコ、カルロス、ダ; ルセナ、セルジオ、クーニャデ; コスタ、セルジオ、ヌネスダ
Original assignee: ペトロレオブラジレイロソシエダアノニマ − ペトロブラス
Priority date: 2006-07-28
Filing date: 2007-02-01
Publication date: 2009-12-17
Also published as: EP2049618B1; BRPI0603016A; BRPI0603016B1; EP2049618A1; PT2049618T; ES2626614T3; WO2008012484A1; CN101346453A; US20090139899A1; AR059271A1

Abstract

ディレードコーキング装置における供給原料に対する改良によって、コークスからのディーゼル油のより高い収率のために最適化されたディレードコーキング方法について記述する。本発明によれば、本発明の第１実施形態において、供給原料は、従来技術において減圧残油として知られる減圧蒸留塔の底部生成物（１）、及び分留塔（２）において得られ、前述の装置の供給原料に含めるためにリサイクルされるコークスからの重質軽油（８）を含む。本発明の第２実施形態において、供給原料は、従来技術において常圧残油として知られる常圧蒸留塔から由来する底部生成物、及び分留塔（２）において得られ、前述の装置の供給原料に含めるためにリサイクルされるコークスからの重質軽油（８）から成る。

Description

本発明の適用の分野は、ディレードコーキング方法である。特にディレードコーキング装置の供給原料に対する改良を通して、コークスからの重質軽油の収率を最小化する一方で、ディーゼル油の収率を最大化するディレードコーキング方法に関する。

残留石油留分のディレードコーキング方法は、石油精製産業においてしばらくの間使用されてきた。この方法は、重質石油留分を、より大きな付加価値を有する、例えば、液化石油ガス（ＬＰＧ）、ナフサ、軽油及びコークスへの転換を可能にする。

従来のディレードコーキング方法において、一般的に減圧残油である新規の供給原料は、分留塔の底部領域に供給され、ここで自然循環の取り込みが起こり、装置の混合供給原料が形成される。通常、任意の流動接触分解（ＦＣＣ）装置へ送るコークスからの重質軽油の品質の調節には自然循環が用いられる。

混合供給原料は炉に送られ、ここで供給原料は熱分解反応が開始され、炉のチューブ中のコークスの形成が最小限となるように、数分間程度のごく短時間一時停止しなければならない。

５００℃程度の温度で炉から出た分解供給原料は、コークスドラムへ供給され、ここで熱分解及びコーキング又は炭化反応が完了する。これらの反応によって、混合供給原料及びコークス中の炭化水素より軽質な炭化水素が発生する。コークスドラム中で行われる反応は吸熱反応であり、ドラムからの流出物の温度は、４３０℃〜４５５℃の温度範囲内にある。

形成されたコークスは、水蒸気パージ及び水による冷却段階の後に除去されることが必要になるまでドラム中に蓄積する。コークスドラム中に蓄積したコークスを除去するために、コークスドラムからの流出物は、別の空のコークスドラムに転送され、ここで蓄積相が始まる。コークスの除去は、高圧水切断装置を用いて行われる。

コークスドラムからの流出物は、次いでディレードコーキング装置の分留塔に送られ、ここで流出物は、
分留塔の頂部から出る燃料ガス、ＬＰＧ及び軽質ナフサの混合物（頂部から出るという理由により、従来技術においてはトップガスとしても知られている）；及び
重質ナフサ、コークスからの軽質軽油（ＬＧＯ）及びコークスからの重質軽油（ＨＧＯ）の側方抜取り物へと分離される。

より良好な操業収率を達成するために、ディレードコーキング方法の幾つかの段階において、特別な配慮がなされる。すなわち、
コークスの形成はコークスドラム中だけで生じ、炉のチューブ中では生じないことが望ましい。したがって、炉のチューブ内でのコークスの形成を最小化するために、混合供給原料は、炉中に数分間だけ一時停止する；及び
反応の進行と可能性のあるコークスのコークスドラム出口チューブ中への望ましくない付着を防止するために、軽油及び／又は残油の流れを用いて急速な冷却（急冷）を行う。

ますます重質な石油の発見に伴い、基本的にかかる石油からの残油の収率向上により、精油所におけるディレードコーキング方法の重要性が増大した。

ディレードコーキング方法は、従来技術において良く知られている。最も古い方法の１つは、米国特許第３，５６３，８８４号において開示されている。前述の特許は、タールを原材料として使用して、重質軽油のリサイクルを提供する方法を説明している。

前述の発明に基づく幾つかの変形形態が提案された。米国特許第４，２１３，８４６号は、プレミアムコークスの形成に関するディレードコーキング方法を開示しており、ここでリサイクルは水素処理される。

米国特許第４，１７７，１３３号は、プレミアムコークス形成のためのディレードコーキング方法を説明しており、ここで予熱段階を通過した新規の供給原料に、非結晶性物質を除去するためフラッシュ蒸留を行っている。

米国特許第４，４５５，２１９号及び米国特許第４，５１８，４８７号は、普通にリサイクルとして使用されている重質炭化水素生成物の一部又は全部が軽質炭化水素と置き換わり、これが装置の新規供給原料と混合されるディレードコーキング方法を開示している。

米国特許第４，６６１，２４１号は、リサイクルを削除することによって、コークスの収率を最小化し、液体生成物の収率を最大化するディレードコーキング方法について説明している。

米国特許第５，７１１，８７０号は、液体生成物の収率を最適化しコークス及びガスの収率を低減するために、新鮮な供給原料を水と、場合によってはメタン又はリサイクルから誘導される軽油などの水素ドナーと混合するディレードコーキング方法を開示している。

理解されるように、基本的に石油の液体生成物の収率を最大化し、コークス及びガスの収率を低減させる目的をもって、ディレードコーキング方法を開発する傾向がある。この目的を達成するために、ディレードコーキング方法のリサイクル率を減少し、重質減圧軽油の分離を最大化するための減圧蒸留塔における厳格な条件を増加させる傾向がある。

このように、接触分解装置の供給原料として使用するのに適した重質減圧軽油の生成の品質が優先される。これは、減圧蒸留塔の底部におけるますます重質な減圧残油の生成につながる。

したがって、過剰な軽油と減圧残油が存在し、コークスからの軽質軽油に対するより大きな需要が存在する精製プログラムに関して、現状技術は、精油所からのディーゼル油の収率を最大化するために同時転換を実行可能にする解決策に向かっている。

精油所からのディーゼル油は多様な流れを含み、それらのうち、コークスからの軽質軽油は、ディレードコーキング装置において生成された。以下に説明する本発明は、コークスからの軽質軽油から生成されたディーゼル油を指すので、これ以降かかるディーゼル油はコークスからのディーゼル油と呼ぶ。

本発明の主題であるディレードコーキング装置における供給原料の改良方法は、ディレードコーキング装置の供給原料に対する改良によって、コークスからのディーゼル油の収率を最大化し、コークスからの重質軽油の収率を最小化する解決策を検討する。

本発明によれば、供給原料は、従来技術において減圧残油として知られている減圧蒸留塔からの底部生成物、及び分留塔において得られ、前述の混合供給原料に含めるためにリサイクルされるコークスからの重質軽油から成る。新規供給原料中のコークスからの重質軽油の体積百分率の値は、１６％〜５０％の範囲内にある。２０％と４０％の間の値が好ましい。

本発明の第２の実施形態において、供給原料は、従来技術において常圧残油として知られている、常圧蒸留塔から由来する底部残油、及び分留塔から得られ、前述の装置の供給原料に含めるためにリサイクルされる、コークスからの重質軽油から成る。

本発明によるディレードコーキング装置における供給原料の改良方法は、以下に実施例としてのみ示す詳細な説明と、この説明の不可欠な部分である以下に示す図面とによって、より良く理解されるであろう。

本発明の主題であるディレードコーキング装置の供給原料の改良方法の説明は、以下に説明する図面に基づき、それぞれの構成要素を確認することによって提供される。

図１は、従来技術によるディレードコーキング方法の概略を示す。新鮮な供給原料（１）が分留塔（２）に供給され、ここから、例えば、燃料ガス及びＬＰＧ（３）、軽質ナフサ（４）、重質ナフサ（５）、軽質軽油（６）、中質軽油（７）、及びコークスからの重質軽油（８）などの多様な誘導体が取り出される。

分留塔（２）の底部生成物（９）は、熱分解反応が開始することもできるように、炉（１０）に供給される。その後炉からの流出物（１１）はコークスドラム（１２）に送られ、ここで熱分解、コーキング又は炭化反応が完了し、コークス及び軽質炭化水素を含むコークスドラムからの流出物（１３）が発生する。次いでコークスドラムからの流出物（１３）は分留塔（２）に送られる。

コークスからの重質軽油（８）は、最初に流動式接触分解装置（図には示されていない）に送られ、ここで石油生産のための原材料として使用される。

図２は、本発明によるディレードコーキング装置における供給原料の改良方法の概略を示す。新鮮な供給原料（１）が分留塔（２）に供給され、ここから、例えば、燃料ガス及びＬＰＧ（３）、軽質ナフサ（４）、重質ナフサ（５）、軽質軽油（６）、中質軽油（７）、及びコークスからの重質軽油（８）などの幾つかの誘導体が取り出される。

コークスからの重質軽油（８）の留分（８’）が、分留塔（２）からの底部生成物（９）に加えられる。コークスからの重質軽油（８）の留分（８’）の、新鮮な供給原料（１）に対する体積百分率は、１６％〜５０％の範囲内にある。コークスからの重質軽油（８）の留分（８’）の、新鮮な供給原料（１）に対する体積百分率は、２０％〜４０％の範囲内にあることが好ましい。

前述のコークスからの重質軽油（８）の留分（８’）は、図２に示す実施形態により、分留塔（２）に対して外部の系統により、底部生成物（９）に加えることもできる。

別法として、前述のコークスからの重質軽油（８）の留分（８’）は、前述の分留塔（２）の内部で底部生成物（９）に加えることもできる。

このように混合された供給原料（９’）は、その後熱分解反応が開始され得るように炉（１０）に送られる。その後炉からの流出物（１１）はコークスドラム（１２）に送られ、ここで熱分解及びコーキング又は炭化反応が完了し、コークス及び軽質炭化水素を含むコークスドラムからの流出物（１３）が発生する。次いでコークスドラムからの流出物（１３）は分留塔（２）に送られる。

図３は、本発明の第２実施形態によるディレードコーキング装置における供給原料の改良方法の概略を示す。石油（１４）が常圧蒸留塔（１５）に供給され、ここから例えば、燃料ガス（１６）、ナフサ（１７）及びこの図には示されていないその他の多様な誘導体が取り出される。このように、ディレードコーキング装置の供給原料は、従来技術において常圧残油として知られている常圧蒸留塔（１５）からの底部残油（１８）であり、分留塔（２）から由来するコークスからの重質軽油（８）の留分（８’）は、分留塔（２）の底部生成物（９）に加えられる。

本発明は、以下の実施例によってより良く理解することもできる。しかしながら、実施例は本発明を制限するものではない。

実施例においては、表１に示す性質を有する常圧残油（ＡＲ）及び減圧残油（ＶＲ）を使用した。

（実施例１）
減圧残油を、パイロット式ディレードコーキング装置において、コークスリサイクルからの重質軽油無しで処理した。炉の温度は５００℃で、コークスドラム頂部の圧力は２ｋｇｆ／ｃｍ^２ｇであった。コークスからのディーゼル油に関して５１．３％、コークスからの重質軽油に関して２０．２％の容積収率が得られた。コークスの質量収率は２４．５％であった。

（実施例２）
減圧残油を、炉の温度が５００℃、コークスドラム頂部の圧力が２ｋｇｆ／ｃｍ^２ｇ、リサイクル率８％のコークスからの重質軽油を有する、工業用ディレードコーキング装置において処理した。コークスからのディーゼル油に関して５４．９％、コークスからの重質軽油に関して１４．６％の容積収率が得られた。コークスの質量収率は２５％であった。

（実施例３）
減圧残油を、炉の温度５００℃、コークスドラム頂部の圧力２ｋｇｆ／ｃｍ^２ｇ、及びコークスからの重質軽油全リサイクルのパイロット式ディレードコーキング装置において処理した。コークスからのディーゼル油に関して容積収率は６８．２％であった。コークスの質量収率は２６％であった。

（実施例４）
常圧残油を、コークスリサイクルからの重質軽油無しで、炉の温度５００℃、コークスドラム頂部の圧力２ｋｇｆ／ｃｍ^２ｇのパイロット式ディレードコーキング装置において処理した。コークスからのディーゼル油に関して５３．５％、コークスからの重質軽油に関して２７．７％の容積収率が得られた。コークスの質量収率は１３．５％であった。

（実施例５）
常圧残油を、炉の温度が５００℃、コークスドラム頂部の圧力が２ｋｇｆ／ｃｍ^２ｇ、コークスからリサイクル率２５％の重質軽油を有する、工業用ディレードコーキング装置において処理した。コークスからのディーゼル油に関して６２．９％、コークスからの重質軽油に関して１４．０％の容積収率が得られた。コークスの質量収率は１５．２％であった。

（実施例６）
常圧残油を、炉の温度５００℃、コークスドラム頂部の圧力２ｋｇｆ／ｃｍ^２ｇ、及びコークスからの重質軽油全リサイクルを有するパイロット式ディレードコーキング装置において処理した。コークスからのディーゼル油に関して容積収率は７２．６％であった。コークスの質量収率は１７％であった。

上記実施例において、プロセスのリサイクル率を増加すると、コークスからのディーゼル油の収率が増加し、コークスからの重質軽油の収率が減少することが注目される。このように本明細書で説明した本発明により、コークスからのディーゼル油の収率向上と重質軽油収率の著しい減少が起こる。

本発明の主題であるディレードコーキング装置での供給原料の改良方法の上記の説明は、単に可能な実施形態であると考えるべきであり、そこに導入されたいかなる特定の性質も、単に理解を促進するため説明されたものであると理解しなければならない。このように、これらは前述の特許請求の範囲に制限される本発明を決して制限するものと考えることはできない。

従来技術によるディレードコーキング方法の概略図である。本発明の第１実施形態によるディレードコーキング装置における供給原料の改良方法の概略図である。本発明の第２実施形態によるディレードコーキング装置における供給原料の改良方法の概略図である。

Claims

ディレードコーキング装置における供給原料の改良方法であって、
新鮮な供給原料（１）が分留塔（２）へ供給されて、ここから１つ又は複数の誘導体が取り除かれ；
１つ又は複数の熱分解反応が開始され得るように、分留塔（２）の底部生成物（９）が炉（１０）に送られ；
炉からの流出物（１１）は、その後コークスドラム（１２）に送られ、ここで熱分解及びコーキング及び／又は炭化反応を完了して、コークスドラム（１３）からコークス及び軽質炭化水素を含む流出物を発生し；
コークスドラムからの流出物（１３）は、その後分留塔（２）へ送られ；
分留塔（２）の底部生成物（９）に対して、コークスからの重質軽油（８）の留分（８’）が加えられることを特徴とする方法。
前記１つ又は複数の誘導体が、燃料ガス、ＬＰＧ（３）、軽質ナフサ（４）、重質ナフサ（５）、軽質軽油（６）、中質軽油（７）及びコークスからの重質軽油（８）の１つ又は複数を含む、請求項１に記載の方法。
コークスからの重質軽油（８）の前記留分（８’）の体積百分率が、新鮮な供給原料（１）に対して、１６％〜５０％、好ましくは２０％〜４０％であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
コークスからの重質軽油（８）の前記留分（８’）が、分留塔（２）に対して外部の系統によって底部生成物（９）に加えられることを特徴とする、請求項１、２又は３に記載の方法。
コークスからの重質軽油（８）の前記留分（８’）が、分留塔（２）内部の底部生成物（９）に加えられることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一項に記載の方法。
ディレードコーキング装置の前記供給原料が、常圧蒸留塔（１５）の底部残油（１８）であることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一項に記載の方法。